桥梁工程--复习11.doc

第一章 总结1、 我国古代桥梁经历了以下四个发展时期：西周春秋时期、秦汉时期、唐宋时期、元明清时期。2、 我国古代三大名桥是：赵州桥（安济桥）、万安桥（洛阳桥）、广济桥（湘子桥）。3、 世界上跨度最大的石拱桥是山西丹河新桥，砼拱桥是重庆万县长江大桥，钢筋砼拱桥是巫山长江大桥，钢管拱桥是上海卢浦大桥；世界上跨度最大的斜拉桥是苏通长江大桥；世界跨度第一的悬索桥是日本的明石海峡大桥，中国跨度第一、世界跨度第三的悬索桥是润阳长江大桥；世界跨度第一的预应力砼梁桥是挪威的斯托尔马桥，世界第三、中国第一的是虎门铺航道桥。4、 桥梁的组成及其作用？上部结构（桥跨结构）：跨越障碍的主要结构，直接承担桥面上车辆等荷载；支座：传力装置，保证桥跨结构的位移功能（自由变形） ；下部结构：桥墩：支承上部结构，传递上部结构自重和车辆等荷载等作用到基础； 桥台：不仅具有桥墩的用途，而且挡住路堤的土（抵御路堤土侧压力，防止路堤填土的滑坡和坍落）； 墩台基础：保证桥梁安全并将作用效应传至地基。5、 附属结构：服务功能的桥面系（桥面铺装、防排水系统、栏杆或防撞栏、伸缩缝、人行道等桥梁五小部件，照明，缘石），防止路堤土的滑落和被水的冲刷的锥形护坡、护岸、导流结构物等。6、 净跨径：设计洪水位上相邻两个桥墩(或桥台)之间的净距(梁桥)，拱跨两个拱脚截面最低点之间的水平距离(拱桥)。标准跨径：相邻两墩中线距里或墩中线与台背胸墙(前缘)距离。计算跨径：桥跨结构相邻两个支座中心距离(梁桥),两相邻拱脚截面形心点之间的水平距离(拱桥)。用于力学计算。7、 桥下净空高度：设计洪水位(或设计通航水位)至桥跨结构下缘的距离。桥高：桥面至低水位的距离或桥面至桥下线路路面的距离。桥梁建筑高度：桥面至桥跨结构最下缘的距离。桥梁容许建筑高度：桥面至通航净空顶部的距离。8、 净矢高：拱顶截面下缘至相邻两拱脚截面下缘最低点之连线的垂直距离。计算矢高：拱顶截面形心至相邻两拱脚截面形心之连线的垂直距离。矢跨比：计算矢高与计算跨境之比。9、 桥梁按结构的静力体系（受力情况）分为：梁式桥、拱桥、刚架桥、组合体系桥（悬索桥、斜拉桥等）；按承重结构(上部结构)所用材料分为：木桥、钢筋砼桥、预应力砼桥、圬工桥、钢桥、钢砼组合桥等；按跨越障碍的性质分为：跨河桥、跨线桥（立交桥）、高架桥、栈桥等；按跨越方式分：固定桥、活动桥、浮桥、漫水桥等；按桥面位置分为：上承式桥、下承式桥、中承桥；按用途分：公路桥、铁路桥、公铁两用桥、农用桥、人行桥、运水桥等；按跨径分：特大桥、大桥、中桥、小桥、涵洞；按施工方法分：整体施工桥、节段施工桥；按使用年限份：永久性桥、半永久性桥、临时桥。第二章 总结1、 桥面标高的确定主要考虑：路线纵断面设计要求、排洪要求、通航要求三个因素。2、 桥梁设计的基本原则是：安全、适用、经济、美观、施工、环保与可持续发展。3、 桥梁设计程序(对技术复杂又缺乏经验的建设项目或特大桥等)，先后是：初步设计、技术设计和施工设计。4、 桥梁纵断面设计应考虑的因素：桥梁总跨径、桥梁分孔、桥面标高、（桥梁净空）、（桥上和桥头）纵坡、墩台基础埋深。5、 桥面标高的是根据路线纵断面设计要求、排洪要求、通航要求来确定的。第三章 总结1、 作用：施加在结构上的集中力或分布力（如汽车、结构自重等），或引起结构外加变形或约束变形的原因（如地震、基础不均匀沉降、温度变化等）。2、 永久作用：在结构使用期内，其量值不随时间而变化，或其变化值与其平均值相比可以忽略不计的作用。包括结构重力、预加应力、土的重力、土侧压力、砼收缩及徐变作用、水的浮力、基础变为作用。采用标准值作为代表值3、 可变作用：在结构使用期内，其量值随时间变化，且其变化值与其平均值相比不可以忽略的作用。包括汽车荷载、汽车冲击力、汽车离心力、汽车制动力、汽车引起的土侧压力、人群荷载、风荷载、流水压力、冰压力、温度作用、支座摩阻力。4、 偶然作用：在结构设计使用期内出现的概率很小，一旦出现，其持续时间很短而数值很大的作用。包括地震作用、船舶或漂流物的撞击作用、汽车撞击作用。5、 作用效应：作用使结构产生的内力（轴向力、弯矩、剪力、扭矩）和变形、裂缝。6、 可变作用不同时组合的情况如下：编号作用名称不与其同时组合的作用编号13汽车制动力15，16，1815流水压力13，1616冰压力13，1518支座摩阻力137、 汽车荷载由车道荷载和车辆荷载组成。桥涵结构的整体计算采用车道荷载，局部加载、横向桥面板、涵洞、桥台台后汽车引起的土压力和挡土墙上汽车引起的土压力等的计算采用车辆荷载。车辆荷载与车道荷载的作用不得叠加。8、 一个设计车道上由汽车荷载产生的制动力标准值按车道荷载标准值在加载长度上计算的总重力的10%计算，但公路级汽车荷载的制动力标准值不得小于165 Kn。制动力的着力点在桥面以上1.2 m处，计算墩台时，可移至支座中心线或支座底座面。同向行驶双车道的汽车荷载制动力标准值为一个设计车道制动力标准值的2.0倍；同向行驶三车道为一个设计车道的2.34倍，同向行驶四车道为一个设计车道的2.68 倍。9、 为了桥面上的排水的需要，桥面应根据不同类型的桥面铺装，设置从桥面中央倾向两侧的1.5%3.0%的横坡。人行道宜设置向车道倾斜1%的横坡。10、 对大、中桥桥上的纵坡不宜大于4%，桥头引道的纵坡不宜大于5%。位于市镇混合交通繁忙处，桥上纵坡和桥头引道纵坡均不得大于3%。第四章 总结1、 桥面的布置根据道路的等级、桥梁的宽度、行车的要求等条件来确定。对于砼梁式桥，其桥面布置形式有：双车道布置、分车道布置、双桥面布置2、 桥面铺装的作用：保护行车道板、防止雨水侵入结构构件、分散车辆轮重的集中荷载。3、 桥面铺装的类型：普通水泥砼或沥青砼铺装、防水砼铺装、具有防水的水泥砼或沥青砼铺装。4、 桥面横坡设置方式有：构造找坡、结构找坡。具体布置的形式：在行车道板上、墩台顶面上、在承重结构上设置坡度。5、 桥面伸缩缝的作用：为保证桥跨结构在气温变化、活载作用、混凝土收缩与徐变等影响因素下按受力图式自由变形。类型有：U性镀锌铁皮伸缩缝、TST弹塑体伸缩缝、跨搭钢板伸缩缝、橡胶伸缩缝等，主要根据桥梁的伸缩量来进行选择类型。6、 支座的类型：橡胶支座（分板式和盆式）、简易垫层支座、弧形钢板支座、减震支座、钢筋砼摆柱式支座等。第五章 总结1、 钢筋砼梁式桥与其他桥型比较优点为：耐久性好；与钢桥比较，可节省大量钢材；与圬工拱桥比较，工期短；钢筋砼梁式桥稳定性和抗震性好、可模型性好、适应性强等。缺点是：模板用量大；自重大，最大跨径为20m左右；悬臂梁与连续梁最大跨径为6070m左右。2、 预应力砼梁式桥的优点：比钢筋砼梁节省钢材3040%；无裂缝、结构耐久性好；提供了最有效的接头与拼装手段；充分利用高强材料。缺点是施工复杂。3、 梁式桥按承重结构的截面形式分：板桥、肋梁桥、箱梁桥；按承重结构的静力体系分：简支梁桥、连续梁桥、悬臂梁桥；按有无预应力分：钢筋砼桥、预应力砼桥；按施工方法分：整体浇注式桥、装配式桥、组合式桥4、 整体式简支板桥的优点：整体性能好，横向刚度大，施工简便，易于浇筑成各种形状。缺点是：材料使用率较低，模板、支架材料需求较大，工期较长。5、 装配式正交实心（简支）板桥的优点：形状简单，建筑高度小，施工方便，质量易于保证，工期短。缺点：需要运输、吊装设备，跨径小，自重较大。装配式正交空心（简支）板桥的优点：自重较小，建筑高度较T梁小，跨越能力较大，材料使用率较高，工期短。缺点：需要运输、吊装设备，模板需求较实心板多。6、 装配式板桥的横向连接方法有：企口式砼铰联结（分圆形、棱形、漏斗形）、钢板联结。装配式主梁的连接方式：钢板焊接、螺栓连接、扣环连接、企口铰接，前两者属于干接头，后两者属于湿接头。7、 斜交板桥的受力特征：1）跨内纵向最大弯矩的位置随着斜交角的增大，有从跨中向钝角部位靠近的趋势。跨内纵向主弯矩值比同样情况下的正交简支板之小，并随斜交角的增大而减小；跨内横向弯矩却比正交板桥大得多。2）桥内最大主弯矩方向有向两支承边之间最短距离方向传递的趋势 。较大的斜板中部，其最大主弯矩方向几乎与支承边垂直。 边缘的主弯矩方向虽接近平行于自由边，但仍有向支承边垂线方向偏转的趋势。 3）在与钝角的平分线相垂直的方向上，具有较大的负弯矩，并随斜交角的增大而增大，其分布范围不宽并迅速消减。4）支撑边上的反力很不均匀，从钝角处向锐角处逐渐减小，锐角处甚至出现负反力（上翘），使锐角向上翘起。此时若固定锐角角点，势必导致板内有较大的扭矩。斜交板桥的构造特点：整体式斜交板桥（l/b 1.3）：当=4060，主筋延斜边布置，分布筋两钝角之间垂直于主筋，在支撑边附近着平行于支撑边；当=2535，平行四边形布置；在铰接斜板的端部中心处预留锚栓孔，以防翘起和发生位移。8、 装配式钢筋砼T形简支梁桥的截面形式有：槽形、T形、箱形、工字形，其中闭合箱形截面梁的抗扭惯性矩最大。装配式钢筋砼T形简支梁桥主梁的纵向主钢筋承受正弯矩作用，由主钢筋弯起的斜向钢筋用来增强梁体的抗剪强度，箍筋也是增强主梁的抗剪强度，架立钢筋起固定箍筋和斜筋并使梁内全部钢筋形成立体或平面骨架的作用。翼缘板内的受力钢筋沿横向布置在板的上缘，以承受悬臂的负弯矩。横隔梁的箍筋是用来抵抗剪力的。横隔梁在装配式T形梁桥中起着保证各根主梁相互连接成整体并共同受力的作用，它刚度越大，桥梁的整体性能越好。但设置横隔梁使施工复杂。T形梁桥的端横隔梁是必须设置的，它不但有利于制造、运输和安装阶段构件的稳定性、而且能增加全桥的整体性。有中间横隔梁的梁桥，荷载横向分布比较均匀。 9、 预应力装配式钢筋砼T形简支梁桥。预应力筋的布置原则：在保证梁底保护层厚度及使预应力钢筋位于索界内的前提下，尽量使预应力筋的重心靠下；在满足构造要求的同时，预应力钢筋尽量相互紧密靠拢，使构件尺寸紧凑。非预应力筋的布置特点：两端锚固区配置加强钢筋网；下马蹄内必须设置闭合式加强钢筋；将非预应力的钢筋与预应力筋协同配置，有时可达到补充局部梁段内强度不足，满足极限强度要求，或更好地分布裂缝和提高梁体韧性等效果，使简支梁的设计更加经济合理。 T形梁的梁肋设置成马蹄形的目的：以便预应力筋的布置和满足承受很大预应力的需要。第七章 总结1、 行车道板常见的类型：单向板（长宽比大于2）、双向板（长宽比小于2）、悬臂板（对T形梁而言的）、铰接悬臂板（对T形梁而言的）。2、 板的有效分布宽度：行车道板在荷载作用下，除了直接承受荷载的板条外，相邻板条也发生挠曲变形而承受部分弯矩，弯矩的实际图形呈曲线形分布，最大弯矩为mxmax。若设想以的矩形代替此曲线图形，则的弯矩图形的换算宽度为：（M为总弯矩值），则a即为板的有效工作宽度或有效分布宽度。3、 荷载横向分布影响线：单位荷载沿横向作用在不同位置时对某梁所分配的荷载比值变化曲线梁桥荷载横向分布的规律取决于荷载性质、荷载位置、主梁横向联结刚度。横向联结刚度愈大，荷载横向分布作用愈明显，主梁分担的荷载也愈趋均匀。目前常用的荷载横向分布计算方法：杠杆原理法、偏心压力法、横向铰接板（梁）法、横向刚接梁法、比拟正交异性板法等。4、 杠杆原理法的基本假定：横向结构（桥面板和横隔梁）视作在主梁上断开而简支在其上的简支梁或悬臂梁。适用于：双主梁桥，有水平纵向缝的装配式桥，荷载作用于支点处，无中间横隔梁的梁桥。5、 比拟正交异性板法的基本假定：把主梁和横隔梁的刚度换算成两向刚度不同的比拟弹性平板来求解，并利用实用的曲线图表进行荷载横向分布计算。适用于：由主梁、连续的桥面板和多道横隔梁所组成，且其宽跨比较大（B/L0.5）的梁桥。基本思路：将实际桥梁结构换算成一个正交异性平板，使两者的荷载横向分布有相似性；利用图表推求出平板的荷载横向分布结果，再将此结果转化为实际结构中各主梁的荷载分布情况，最终绘出荷载横向分布影响线，利用影响线求出横向影响系数。计算步骤：把实际结构的抗弯、抗扭刚度转换成比拟正交异性板的抗弯、抗扭刚度；求出抗弯刚度之比和抗扭参数，利用和求出比拟正交异性板在虚拟梁位处的影响系数K0和K1，进一步直线内插求出对应实际梁位处的影响系数K0和K1，然后求出影响系数Kki和实际结构的荷载横向影响线竖坐标值ki或某跟主梁的荷载横向影响坐标值Rki；最后通过上部活载的横向最不利布置，计算出荷载横向分布系数m。6、 偏心压力法的基本假定：是把横隔梁视作刚度无穷大的梁；当计及主梁的抗扭刚度影响时，就称为修正偏心压力法。适用于：具有多道内横隔梁（即可靠坚实的横向联结），且桥跨比（B/L）0.5的窄桥。7、 横向铰接板（梁）法的基本假定：把相邻板（梁）之间视为铰接，只传递剪力。适用于：用现浇砼纵向企口缝连接的装配式板桥，无中间横隔梁的装配式横向铰接梁。8、 横向刚接梁法的基本假定：把相邻梁之间视为刚性连接，即传递剪力和弯矩。适用于：无中横隔梁，翼缘板采用刚性连接的肋梁桥（包括整体式和具有可靠湿接缝的）。9、 在计算荷载横向分布系数时，习惯采用杠杆原理法计算荷载位于支点处的横向分布系数m0，用其他方法计算荷载位于跨中时的横向分布系数mc。第八章 拱桥总结1、 拱桥的受力特点： 支撑处存在竖向反力和水平反力；弯矩较梁桥减小很多；拱主要受压 2、 拱桥的主要优点： 跨越能力大；能充分做到就地取材；耐久性好，养护、维修费用小；外形美观；构造较简单，技术易掌握，有利于广泛采用3、 推力的大小对拱桥墩台的尺寸有很大的影响，在相同的跨度和荷载情况下，拱的推力与矢跨比有密切的关系，矢跨比愈小，拱的推力愈大。4、 按主拱圈截面形式拱桥分：板拱桥、肋拱桥、双曲拱桥、箱形拱桥5、 基本原理：借助内填混凝土增强钢管壁的稳定性，同时又利用钢管对核心混凝土的套箍作用，使核心混凝土处于三向受压状态，从而使其具有更高的抗压强度和抗变形能力 钢管混凝土拱桥的优点：钢管本身相当于混凝土的外模板，它具有刚度大、承载能力大、重量轻等优点，易于吊装或转体的特点，可以先将空钢管拱肋合龙，再压注管内混凝土，从而大大降低了大跨径拱桥施工的难度，省去了支模、拆模等工序，并可适应先进的泵送混凝土工艺。6、 拱铰按其作用可分为永久性铰和临时性铰两类7、 常用的拱铰有：弧形铰、铅垫铰、平铰、不完全铰(假铰)8、 目前拱桥常用的拱轴线形有 圆弧线 、 悬连线 和抛物线9、 不等跨连续拱桥的处理方法有：采用不同的矢跨比、调整拱上建筑的恒载重量、采用不同的拱脚标高、采用不同类型的拱跨结构。第十章 总结10、 桥梁墩台由墩(台)帽、墩(台)身、墩(台)基础组成。11、 桥梁墩台结构应遵循的原则：安全耐久、满足交通要求，造价低、养护费用少、施工方便、工期短、与周围环境协调、造形美观等。12、 桥墩按受力情况分：重力式桥墩、轻型桥墩；按构造分：实体桥墩、空心桥墩、柱式桥墩、框架式桥墩等；按截面形式分：矩形桥墩、圆形桥墩、圆端形桥墩、尖端形桥墩等轻型墩包括：空心墩、板式墩、柱式墩、柔性墩、框架式墩13、 梁桥重力式桥墩，力学特点：主要靠自身重力来平衡外力，从而保证桥墩的强度和稳定。优点：刚度大、防撞能力强。缺点：圬工数量大、阻水面积大、自重大而要求地基承载力高。适用于：荷载较大的大中型桥梁，地基承载力较高、覆盖层较薄、基岩埋深较浅的地基上；流冰、漂流物较多的河流中；在砂石料方便的地区；小桥也往往采用重力式桥墩。墩帽可以分为：悬臂式墩帽、托盘式墩帽。14、 空心墩优点：圬工量少、自重较轻、材料利用率较高、节省材料；采用滑动钢模板施工，施工速度快、质量高，且节省模板和支架，特别对于高桥墩，更显示其优越性。 缺点：抗撞击能力较差。适用于：在通航、有流筏、流冰以及流速大并带有撞击磨损物质的河流上 ，不宜采用。空心墩分类， 按材质分：砌块、素砼、钢筋砼、预应力砼空心墩 按截面分：矩形、圆环形、单孔或多孔圆端形空心墩 按墩身坡度分：斜坡式 、直坡式、直坡台阶式空心墩 按构造分：有横隔板、无横隔板空心墩 按施工方法分：就地灌注或浆砌、预制块其或拼装 15、 (桩)柱式桥墩，优点：圬工量少、自重较轻、节省材料、施工方便，外形美观。双柱或多柱式桥墩的刚度大，适用性较广，并可与桩基配合使用。缺点：纵向刚度小； 双柱或多柱式桥墩，模板工程较复杂，柱间空间小，易于阻滞漂流物。适用于：桥宽较大的桥梁和立交桥。柱式墩按形式分类：单柱式、双柱式、多柱式、哑铃式、混合双柱式桥墩。16、 柔性桥墩，力学特点：上部结构传来的水平力传递到该联的各个柔性墩台，或相邻的刚性墩台上，并根据墩台的刚度来分担水平力，因此作用在柔性墩台上的水平力较小，从而柔性墩的截面尺寸较小。优点：节省材料、修建简便、工期短。 缺点：纵向刚度小；使用高度和承载力都受到一定限制；抗撞击能力较低。分类：刚架式、排架式、板式、上柔下刚式。17、 板式桥墩分类：砼板式墩、浆砌块石板式墩、钢筋砼板式墩。18、 框架式桥墩: 框架式桥墩采用钢筋混凝土或预应力混凝土等压弯和弯曲构件组成平面框架代替墩身，支承上部结构，必要时可做成双层或多层的框架。优点：轻巧美观；对于纵向为X型V型Y型墩提高了桥梁的跨越能力、缩短了主梁的跨径，降低了梁高。缺点：结构复杂，施工较麻烦。 10、拱桥重力式桥墩：从抵御恒载水平力的能力来分为普通墩(固定墩)和单向推力墩(制动墩)。11、桥台，按受力分：重力式桥台、轻型桥台、组合式桥台。 按构造分：实体式桥台、埋置式桥台、桩柱式桥台、框架式桥台、锚定板桥台、加筋土桥台。 按截面分：矩形桥台、U形桥台、T形桥台、八字形桥台、一字形桥台。 12、轻型桥台有：设有支撑梁的轻型桥台、 埋置式轻型桥台、薄壁桥台、加筋土桥台、锚定板式桥台。薄壁桥台常用型式有：悬臂式、扶壁式、撑墙式及箱式等。 13、组合式桥台有：锚定板式组合桥台、 加筋土组合桥台、 框架式组合桥台、 挡土墙组合桥台 14、拱桥轻型桥台有：八字形桥台、 U字形桥台、 前倾式桥台、 背撑式桥台、 靠背式框架式桥台等第十一章 总结1、 可能同时以最大值、最不利的作用位置组合起来的作用使桥墩产生相应的最大作用效应，就是最不利的作用效应组合。2、 重力式桥墩的计算包括：墩身截面内力计算、截面承载力和偏心验算，基础底面地基土的承载力和偏心距验算，倾覆和滑动稳定性验算，墩顶水平位移验算3、桩柱式桥墩的计算包括：盖梁计算、桩身计算。4、柔性桩墩的计算特点是：需要从整个桥梁体系的分析来确定各桥墩的受力。计算：1、（10分）如图所示梁的翼缘板之间为铰接连接。试求该行车道板在汽20级荷载作用下的计算内力，已知铺装层的平均厚度11cm，容重22.8kN/m2，梁翼缘板的容重为25kN/m2。（依现行桥规，汽20，a2=0.2m，b2=0.6m）解：（1）恒载及其内力（以纵向一米宽的板条进行计算）铺装层重： T梁翼板自重：合计： 每米宽板条恒载内力：弯矩：剪力：（2）汽车20级产生的内力将加重车后轮作用于悬臂板边缘，后轴作用力为P=120kN。一个车轮荷载对于悬臂根部的有效分布宽度：故有重叠，a的取值应考虑两排轮间的重叠冲击系数，则作用于每米宽板条上的弯矩为：作用于每米宽板条上的剪力为：（3）荷载组合2、某简支梁桥，计算跨径19.5m，桥面净空7+20.75m，采用五梁式T形梁（主梁中心距1.6m），假设各主梁截面相同，并设有五道横隔梁，试求：荷载作用于跨中时，1号主梁的横向分布系数mcq（汽车）和mcr（人群）。解：此桥在跨度内设有五道恒隔梁，具有强大的横向连结，且承重结构的长宽比为故可按偏心压力法计算跨中横向分布影响线1号主梁横向影响线的竖标值为：由，作影响线如图设影响线0点离左端距离为x，则 得设人行道缘石至1号梁轴线的距离为，则汽车荷载：人群荷载：3、某五梁式简支梁桥，标准跨径25.0m，计算跨径为24.20m，两车道，设有六道横隔梁（尺寸如图所示），设计荷载为公路级荷载，已求得2#主梁的跨中及支点截面的横向分布系数分别为mcq=0.542、 moq=0.734，。试求：(1)画图说明2#梁的横向分布系数沿跨径的一般变化规律。(2)在公路级荷载作用下，2#梁的跨中最大弯矩及支点最大剪力。4904754904902420475（1）2#梁的横向分布系数沿跨径的一般变化规律：aa0.7340.5420.734其中，横向分布系数变化区段的长度：（2）公路级车道荷载标准值为：均布荷载 计算弯矩时的集中荷载 计算剪力时的集中荷载 计算车道荷载的跨中弯矩 双车道不折减：车道均布荷载作用下： 故得： 车道集中荷载作用下： 计算支点截面汽车荷载最大剪力计算支点截面汽车荷载最大剪力时，横向分布系数仅考虑近端的变化，必考虑远端的变化。影响线面积 车道均布荷载作用下：附加三角形荷载重心的影响线坐标为：附加车道均布荷载剪力为：故车道均布荷载作用下的支点剪力为：车道集中荷载作用下：车道荷载作用下的支点剪力为14