桥梁工程概述.ppt

七月七月 24市市 政政 工工 程程 基基 础础霍庆春霍庆春 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 第一章：概第一章：概 述述1.1.3 3 桥梁工程概述桥梁工程概述 桥桥梁梁是是人人类类在在生生活活和和生生产产活活动动中中，为为克克服服天天然然障障碍碍而而建建造造的的建建筑筑物物，也也是是有有史史以以来来人人类类所所建建造造的的最最古古老老、最最壮壮观观和和最最美美丽的建筑工程，它体现了时代的文明与进步程度。丽的建筑工程，它体现了时代的文明与进步程度。桥桥梁梁不不仅仅是是一一个个国国家家文文化化的的象象征征，更更是是生生产产发发展展和和科科学学进进步的写照。步的写照。桥桥梁梁既既是是一一种种功功能能性性的的结结构构物物，也也往往往往是是一一座座立立体体的的造造型型艺艺术术工工程程，是是一一处处景景观观，具具有有时时代代的的特特征征，桥桥梁梁具具有有一一种种凌凌空空宏伟的魅力。宏伟的魅力。1.1.3 3 桥梁工程概述桥梁工程概述 请大家谈谈自己所知道的的或所见过的桥梁有哪请大家谈谈自己所知道的的或所见过的桥梁有哪请大家谈谈自己所知道的的或所见过的桥梁有哪请大家谈谈自己所知道的的或所见过的桥梁有哪些？些？些？些？桥梁的建造要考虑哪些因素？桥梁的建造要考虑哪些因素？桥梁的建造要考虑哪些因素？桥梁的建造要考虑哪些因素？1.1.3 3 桥梁工程概述桥梁工程概述桥梁的概念：供车辆和行人跨越障碍物的建筑工程桥梁的概念：供车辆和行人跨越障碍物的建筑工程桥梁的概念：供车辆和行人跨越障碍物的建筑工程桥梁的概念：供车辆和行人跨越障碍物的建筑工程结构，线路跨越障碍的延伸部分或连接部分。结构，线路跨越障碍的延伸部分或连接部分。结构，线路跨越障碍的延伸部分或连接部分。结构，线路跨越障碍的延伸部分或连接部分。桥梁工程的概念：是土木工程中属于结构工程的一桥梁工程的概念：是土木工程中属于结构工程的一桥梁工程的概念：是土木工程中属于结构工程的一桥梁工程的概念：是土木工程中属于结构工程的一个分支学科。个分支学科。个分支学科。个分支学科。桥梁和涵洞的造价一般平均占公路纵造价的桥梁和涵洞的造价一般平均占公路纵造价的桥梁和涵洞的造价一般平均占公路纵造价的桥梁和涵洞的造价一般平均占公路纵造价的10%-20%10%-20%10%-20%10%-20%。1.1.3 3 桥梁工程概述桥梁工程概述1.1.3 3.1.1 桥梁起源及发展桥梁起源及发展 人们最初是受到自然界各种景象的启发而学会人们最初是受到自然界各种景象的启发而学会人们最初是受到自然界各种景象的启发而学会人们最初是受到自然界各种景象的启发而学会建造各式桥梁。（桥梁的雏形）建造各式桥梁。（桥梁的雏形）建造各式桥梁。（桥梁的雏形）建造各式桥梁。（桥梁的雏形）例如例如例如例如:从倒下而横卧在溪流上的树干，可以衍生建造从倒下而横卧在溪流上的树干，可以衍生建造从倒下而横卧在溪流上的树干，可以衍生建造从倒下而横卧在溪流上的树干，可以衍生建造桥梁的想法；从天然形成的石洞，就知道修建拱桥；桥梁的想法；从天然形成的石洞，就知道修建拱桥；桥梁的想法；从天然形成的石洞，就知道修建拱桥；桥梁的想法；从天然形成的石洞，就知道修建拱桥；从树丛间攀爬和飘荡的藤蔓的启发，而学会建造索从树丛间攀爬和飘荡的藤蔓的启发，而学会建造索从树丛间攀爬和飘荡的藤蔓的启发，而学会建造索从树丛间攀爬和飘荡的藤蔓的启发，而学会建造索桥等。桥等。桥等。桥等。1.1.3 3 桥梁工程概述桥梁工程概述1.1.3 3.1.1 桥梁起源及发展桥梁起源及发展 人们最初是受到自然界各种景象的启发而学会人们最初是受到自然界各种景象的启发而学会人们最初是受到自然界各种景象的启发而学会人们最初是受到自然界各种景象的启发而学会建造各式桥梁。（桥梁的雏形）建造各式桥梁。（桥梁的雏形）建造各式桥梁。（桥梁的雏形）建造各式桥梁。（桥梁的雏形）例如例如例如例如:从倒下而横卧在溪流上的树干，可以衍生建造从倒下而横卧在溪流上的树干，可以衍生建造从倒下而横卧在溪流上的树干，可以衍生建造从倒下而横卧在溪流上的树干，可以衍生建造桥梁的想法；从天然形成的石洞，就知道修建拱桥；桥梁的想法；从天然形成的石洞，就知道修建拱桥；桥梁的想法；从天然形成的石洞，就知道修建拱桥；桥梁的想法；从天然形成的石洞，就知道修建拱桥；从树丛间攀爬和飘荡的藤蔓的启发，而学会建造索从树丛间攀爬和飘荡的藤蔓的启发，而学会建造索从树丛间攀爬和飘荡的藤蔓的启发，而学会建造索从树丛间攀爬和飘荡的藤蔓的启发，而学会建造索桥等。桥等。桥等。桥等。桥梁起源桥梁起源树桥：梁桥的雏形树桥：梁桥的雏形桥梁起源桥梁起源原始木梁桥原始木梁桥天然石梁桥天然石梁桥早期石梁桥早期石梁桥桥梁起源桥梁起源世世界界上上最最长长的的天天然然石石拱拱桥桥，跨跨度度119.5119.5米米，位位于于美美国国犹犹他他州州国国家公园家公园中中国国最最长长的的天天然然石石拱拱桥桥，跨跨度度8 80 0米米，位位于于重重庆庆涪涪陵陵小小溪溪法法国国阿阿尔尔代代什什峡峡谷谷天天然然石拱桥石拱桥 中国最长的天然石拱桥，跨度80米，位于重庆涪陵小溪，古代桥梁所用的材料，多为木、石、藤竹之类的天然材料。秦汉时代，我国已经广泛修建石梁桥。在周文王时，已在渭河上架过大型浮桥。春秋战国时期，以木桩为墩柱，上置木梁、石梁的多空桩柱式桥梁。近代的大跨劲吊桥和斜拉桥也是由古代的藤、竹吊桥发展而来。1957年我国修建了第一座长江大桥-武汉长江大桥，1969年我国修建南京长江大桥。刚架拱刚架拱赵州桥（石拱桥）赵州桥（石拱桥）悬索桥悬索桥澳门大桥澳门大桥地坪花坛地坪花坛五亭桥五亭桥o 徐浦大桥徐浦大桥结合梁斜拉桥结合梁斜拉桥 北京三元立交桥北京三元立交桥 机机动动车车和和非非机机动动车车混混行行的的两两层苜蓿叶式立体交叉层苜蓿叶式立体交叉1.1.3 3 桥梁工程概述桥梁工程概述1.1.3 3.2 2 桥梁的基本组成桥梁的基本组成 上上部部结结构构(桥桥跨跨结结构构superstructure)包包括括承承重重结结构构和和桥面系桥面系跨越障碍的主要结构，直接承担桥面上各种车辆、行人的荷载。跨越障碍的主要结构，直接承担桥面上各种车辆、行人的荷载。下部结构下部结构(substructure)（桥墩、桥台及其基础）（桥墩、桥台及其基础）支承上部结构，传递上部传来的荷载支承上部结构，传递上部传来的荷载挡住路堤的土挡住路堤的土将桥梁结构的反力传递到地基将桥梁结构的反力传递到地基 附附属属设设施施(accessory)包包括括锥锥形形护护坡坡、护护岸岸、导导流流结结构物构物支座支座（bearing）保证桥梁的温差伸缩保证桥梁的温差伸缩 明确各部分的作用明确各部分的作用1.1.3 3.2 2 桥梁的基本组成桥梁的基本组成 上上部部结结构构：也也称称桥桥跨跨结结构构。包包括括承承重重结结构构和和桥桥面面系系（桥桥面面铺铺装装、防防水水和和排排水水设设施施、伸伸缩缩缝缝、人人行行道道、栏栏杆杆、灯灯柱柱等等），是是线线路路中中断断时时跨跨越越障障碍碍的的主主要要承承重重结结构构，作作用用是是承承受受车车辆辆和和行行人人荷荷载载，并并通通过过支支座座将将荷荷载传递给墩台。载传递给墩台。下下部部结结构构：由由桥桥墩墩、桥桥台台和和基基础础组组成成，作作用用是是支支撑撑上上部部结结构构，并并将将结结构构的的重重力力和和车车辆辆的的活活荷荷载载传传递递给给地地基基，桥桥墩墩设设在在两两个个桥桥台台之之间间，支支撑撑桥桥跨跨结结构构，桥桥台台设设在在两两端端，除除了了支支撑撑桥桥跨跨结结构构外外，还还与与路路堤堤连连接接并并抵抵御路堤土压力。御路堤土压力。附附属属结结构构：在在桥桥梁梁建建筑筑施施工工中中，除除了了上上述述基基本本结结构构外外，根根据据需需要要还还常常常常修修筑筑护护岸岸、导导流流结结构构物物等等附附属属工工程程，包包括括桥桥头头锥锥形形护护坡坡、护护岸岸以以及及导导流流结结构构物物等等，他的作用是抵御水流的冲刷，防止路堤填土坍塌。他的作用是抵御水流的冲刷，防止路堤填土坍塌。河南开封黄河公路大桥河南开封黄河公路大桥下部结构下部结构上部结构上部结构梁式桥梁式桥1.1.3 3.2 2 桥梁基本组成桥梁基本组成 主要名称和尺寸主要名称和尺寸1.1.3 3.2 2 桥梁基本组成桥梁基本组成1.1.1.1.3 3 3 3.2 2 2 2桥梁基本组成桥梁基本组成 桥桥梁梁建建筑筑高高度度：是是桥桥上上行行车车路路面面（或或钢钢轨轨顶顶面面）标标高高至至桥桥跨跨结结构构最最下下缘缘之之间间的的距距离离它它不不仅仅与与桥桥跨跨结结构构的的体体系系和和跨跨境境大大小小有有关关，而而且且还还随随行行车车部部分分在在桥桥上上布布置置的的高高度度位位置置而异。而异。净净失失高高：是是从从拱拱顶顶的的截截面面下下缘缘至至相相邻邻两两拱拱角角的的截截面面下下缘缘最最低低点之连线的垂直距离。点之连线的垂直距离。计计算算失失高高：是是从从拱拱顶顶截截面面型型心心至至相相邻邻两两拱拱角角的的截截面面形形心心之之连连线的垂直距离。线的垂直距离。失失跨跨比比：是是拱拱桥桥中中拱拱圈圈（或或拱拱肋肋）的的计计算算失失高高与与计计算算跨跨径径之之比。比。桥梁工程专业部分术语桥梁工程专业部分术语 主桥：桥梁跨越主要障碍物（如通航河道）的结构部分。主桥：桥梁跨越主要障碍物（如通航河道）的结构部分。引桥：从桥台至正桥的结构部分，连接主桥和两端道路。引桥：从桥台至正桥的结构部分，连接主桥和两端道路。跨跨度度/径径：表表示示桥桥梁梁的的跨跨越越能能力力，对对于于多多跨跨桥桥，最最大大跨跨度度称为主跨。称为主跨。计算跨径：桥跨结构相邻两个支座中心点之间的距离；计算跨径：桥跨结构相邻两个支座中心点之间的距离；净净跨跨径径：设设计计洪洪水水位位线线上上相相邻邻两两桥桥墩墩（台台）间间的的水水平平净净距距，各孔净跨径之和称为总跨径。各孔净跨径之和称为总跨径。标标准准跨跨径径的的目目的的：有有利利于于桥桥梁梁制制造造和和施施工工的的机机械械化化，也也有有利于桥梁养护维修和战备需要。利于桥梁养护维修和战备需要。标准跨径：标准跨径：公路常用公路常用10m10m、16m16m、20m20m、40m40m 铁路常用铁路常用20m20m、24m24m、32m32m、48m48m 桥长：两桥台侧墙或八字墙尾端之间的距离。桥长：两桥台侧墙或八字墙尾端之间的距离。桥桥下下净净空空高高度度：设设计计洪洪水水位位（通通航航水水位位）与与桥桥跨跨结结构构最最下下缘的高差。缘的高差。桥梁建筑高度：桥面与桥跨结构最下缘的高差。桥梁建筑高度：桥面与桥跨结构最下缘的高差。1.1.3 3 桥梁工程概述桥梁工程概述功能总结：功能总结：1 1、桥跨结构（上部结构）、桥跨结构（上部结构）跨越桥孔的结构物，包括承重结构和桥面系跨越桥孔的结构物，包括承重结构和桥面系直接承受车辆荷载，支座以上的部分直接承受车辆荷载，支座以上的部分2 2、桥墩、桥台、基础（下部结构）、桥墩、桥台、基础（下部结构）桥墩：设置在桥中间支撑桥跨的结构物桥墩：设置在桥中间支撑桥跨的结构物 桥台：设置在桥两端的结构物桥台：设置在桥两端的结构物 基础：地基底部奠基的部分基础：地基底部奠基的部分支支承承桥桥跨跨结结构构并并将将其其永永久久荷荷载载作作用用和和车车辆辆荷荷载载作作用用传传递递至至地基地基将上部结构的荷载传递到基础中去挡住路堤的土将上部结构的荷载传递到基础中去挡住路堤的土将桥梁结构的反力传递到地基将桥梁结构的反力传递到地基3、支座、支座支承上部结构的传力装置支承上部结构的传力装置传递荷载，保证桥跨产生一定的变位，和收缩传递荷载，保证桥跨产生一定的变位，和收缩4、附属设施、附属设施 护岸、导流结构物、锥形护坡等护岸、导流结构物、锥形护坡等保证桥梁稳定保证桥梁稳定桥墩和桥台（注意区分）桥墩和桥台（注意区分）桥桥台台-是是桥桥梁梁两两端端桥桥头头的的支支承承结结构构，是是道道路路与与桥桥梁梁的连接点。的连接点。桥桥墩墩-是是多多跨跨桥桥的的中中间间支支承承结结构构，桥桥台台和和桥桥墩墩都都是是由台由台(墩墩)帽、台帽、台(墩墩)身和基础组成。身和基础组成。桥桥墩墩在在结结构构上上必必须须有有足足够够的的强强度度和和稳稳定定性性，在在布布设设上上要要考考虑虑桥桥墩墩与与河河流流的的相相互互影影响响，在在空空间间上上应应满满足足通通航航和和通通车车的的要求。要求。桥桥墩墩类类型型根根据据其其结结构构形形式式可可分分为为实实体体式式(重重力力式式)桥桥墩墩、空空心式桥墩和桩心式桥墩和桩(柱柱)式桥墩式桥墩。桥桥台台是是两两端端桥桥头头的的支支承承结结构构物物，它它是是连连接接两两岸岸道道路路的的路路桥桥衔衔接接构构造造物物。它它既既要要承承受受支支座座传传递递来来的的竖竖直直力力和和水水平平力力，还还要要挡挡土土护护岸岸，承承受受台台后后填填土土及及填填土土上上荷荷载载产产生生的的侧侧向向土土压压力力。因因此此桥桥台台必必须须有有足足够够的的强强度度，并并能能避避免免在在荷荷载载作作用用下下发发生生过过大大的的水水平平位位移移、转转动动和和沉降。沉降。桥梁基础桥梁基础 桥桥梁梁的的基基础础承承担担着着桥桥墩墩、桥桥跨跨结结构构(桥桥身身)的的全全部部重重量量以以及及桥桥上上的的可可变变荷荷载载。桥桥梁梁基基础础往往往往修修建建于于江江河河的的流流水水之之中中，遭遭受受水水流流的的冲冲刷刷。所所以以桥桥梁梁基基础础一一般般比比房房屋屋基基础础的的规规模模大大，需需要要考考虑虑的的问问题题多多，施施工工条条件件也也困难。困难。桥桥梁梁基基础础的的类类型型有有刚刚性性扩扩大大基基础础、桩桩基基础础和和沉沉井井基础等。基础等。本课小结：本课小结：通通过过本本课课的的学学习习要要知知晓晓桥桥梁梁的的发发展展过过程程、基基本组成及各部分的作用、传力形式。本组成及各部分的作用、传力形式。作业：作业：课后习题课后习题 1.p24 7 1.p24 7 1.1.3 3 桥梁工程概述桥梁工程概述1.1.3 3.3 3 桥梁的分类桥梁的分类1 1、桥梁的分类、桥梁的分类 1 1）桥桥梁梁按按其其受受力力特特点点和和结结构构体体系系分分为为：梁梁式式桥桥、拱拱式式桥桥、悬索桥悬索桥、刚架桥刚架桥、斜拉桥斜拉桥、组合体系桥组合体系桥等。等。）按按桥桥梁梁上上部部结结构构的的建建筑筑材材料料分分：木木桥桥、石石桥桥、混混凝凝土土桥桥、钢筋混凝土桥钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥预应力混凝土桥、钢桥钢桥和和结合梁桥结合梁桥等。等。）按用途分：）按用途分：公路桥公路桥、铁路桥铁路桥、公铁两用桥公铁两用桥、城市桥。城市桥。）按按跨跨越越障障碍碍分分：跨跨河河桥桥、跨跨谷谷桥桥、跨跨线线桥桥、高高架架线线路路桥桥等。等。）按桥梁平面的形状分：）按桥梁平面的形状分：正交桥正交桥、斜桥斜桥和和弯桥弯桥。）按按制制造造方方法法分分：混混凝凝土土桥桥分分就就地地灌灌筑筑桥桥和和装装配配式式桥桥两两类类。也也有有两两者者结结合合的的装装配配、现现浇浇式式混混凝凝土土桥桥。钢钢桥桥一一般般都都是是装装配配式的。式的。7 7）按桥长分类按桥长分类2、木桥：是用木材建造的桥梁。木桥的使用很早，历史上除有木梁桥、木桁架桥外，还有木拱桥。木桥构造简单，施工迅速，但木材易腐、易裂（气候干燥地区）、易遭火灾，且强度较差，故当前多用于人行桥、抢修或施工时的临时便桥或半永久性的公路桥。上三坑古木拱桥上三坑古木拱桥上三坑古木拱桥上三坑古木拱桥 查林木桥查林木桥查林木桥查林木桥 绍兴绍兴绍兴绍兴八字桥八字桥八字桥八字桥 北京北京北京北京卢沟桥卢沟桥卢沟桥卢沟桥 3、石桥：用石料建造的桥梁。有石梁桥和石拱桥，历史都很悠久。中国历史上著名的石梁桥有洛阳桥和虎渡桥。由于石梁抗弯能力较差，现己只能在人行桥或涵洞中使用。广西广西广西广西香桥香桥香桥香桥 赵州桥赵州桥 石石石石拱拱拱拱桥桥桥桥的的的的外外外外形形形形美美美美观观观观，养养养养护护护护简简简简便便便便，可可可可以以以以就就就就地地地地取取取取材材材材，特特特特别别别别在在在在石石石石料料料料供供供供应应应应方方方方便便便便、工工工工价价价价低低低低廉廉廉廉的的的的地地地地区区区区，修修修修建建建建跨跨跨跨度度度度不不不不大大大大的的的的石石石石拱拱拱拱桥桥桥桥，是是是是比比比比较较较较经经经经济济济济的的的的。但但但但石石石石拱拱拱拱桥桥桥桥为为为为实实实实体体体体重重重重型型型型结结结结构构构构。跨跨跨跨越越越越能能能能力力力力有有有有限限限限，拱拱拱拱石石石石的的的的开开开开采采采采、加加加加工工工工、砌砌砌砌筑筑筑筑等等等等均均均均不不不不易易易易机机机机械械械械化化化化，需需需需 要要要要 的的的的 劳劳劳劳 动动动动 力力力力 较较较较 多多多多，工工工工 期期期期 较较较较 长长长长，使使使使 其其其其 发发发发 展展展展 受受受受 到到到到 一一一一 定定定定 限限限限 制制制制。4、混凝土桥混凝土抗压强度高而抗拉强度低，主要用于拱桥。5、钢筋混凝土桥钢筋混凝土桥为耐压的混凝土和抗拉、抗压性能均好的钢筋结合而成的桥，主要用于跨度不大的梁式桥和拱桥。6、钢桥 用结构钢制造，现常用于实腹梁桥及大跨度的桁架梁桥、拱桥、斜拉桥和悬索桥。其主要优点是施工速度较快，跨越能力大；缺点是用钢量较多，维修费大。7、预应力混凝土桥 优点：节省钢材，降低桥梁的材料费用：由于采用预应力工艺，能使混凝土结构的工地接头安全可靠，因而以往只适应于钢桥架设的各种不要支架的施工方法，现在也能用于这种混凝土桥，从而使其造价明显降低；同钢桥相比，其养护费用较省，行车噪声小；同钢筋混凝土桥相比，其自重和建筑高度较小，其耐久性则因采用高质量的材料及消除了活载所致裂纹而大为改进。缺点：自重要比钢桥大，施工工艺有时比钢桥复杂，工期较长。8、结合梁桥结合梁桥也称组合梁桥，是由两种不同建筑材料结合而成的桥，通常指用钢梁和钢筋混凝土桥面板结合而成的桥，可以节省钢材。1.1.3 3 桥梁工程概述桥梁工程概述1.1.3 3.4 4 桥跨的结构形式桥跨的结构形式1、梁式桥 梁式桥是一种最简单的桥梁上部结构形式。其上部结构在铅垂荷载作用下，支点只产生竖向反力。制造和架设均比较方便，使用广泛，在桥梁建筑中占有很大比例。1）按主要承重结构的形式分：有实腹梁桥和桁架梁桥两大类。实腹梁桥构造简单，制造与架设均较方便。这两种梁式桥的受力性质不同，实腹梁桥以用于预应力混凝土桥为主，而桁架梁桥则多用于钢桥。湖北湖北黄陵矶桥黄陵矶桥 洛洛阳阳黄黄河河公公路路桥桥 2）按上部结构的静力体系分：主要有简支梁桥，连续梁桥和悬臂梁桥。简支梁桥：主梁以孔为单元，两端设有支座，是静定结构，最大弯矩发生在跨中央，当跨度为L、承受均布荷载q时，其值为q/8，支点弯矩为零，无助于跨中卸载，一般适用于中、小跨度。若遇地基不均匀沉降时，上部结构内力不受影响，若一孔遭破坏，邻孔不受牵连。它可以分片（段）预先制造，分孔架设和修复。这种桥结构简单，制造运输和架设均比较方便，因此各国多做成标准设计，以便于构件生产工艺工业化、施工机械化，赢得工期，提高质量，并降低造价。o连续梁桥：主梁若干孔为一联，在中间支点上连续通过，是超静定结构，最大正弯矩发生在跨中附近，而最大负弯矩（绝对值）发生在支点截面上。由于支点负弯矩的存在。可使跨中正弯矩比同跨的简支梁减少很多。连续梁桥更适合采用悬臂拼装和悬臂灌筑、纵向拖拉或顶推法施工。o悬臂梁桥：在连续梁桥弯矩图中的零值弯 矩点（反弯点）处设铰，从构造设计上使此处弯矩为零（铰只能承受剪力而不能受弯矩），当设铰的数目等于连续梁的超静定次数时，这就将超静定的连续梁桥变成静定的悬臂梁桥。其内力不因地基不均匀沉陷而变，故可适用于地质不良的地区，但仍具有支点负弯矩卸载的优点（减少跨中的正弯矩）。3）梁式桥的主梁断面形式：工形、T形、箱形和板式桥等。单单箱箱双双室室截截面面 型横截面型横截面 型横截面型横截面飞云江桥（简支梁桥）飞云江桥（简支梁桥）梁式桥梁式桥南宁邕江大桥（悬臂梁桥）南宁邕江大桥（悬臂梁桥）梁式桥梁式桥六库怒江桥（连续梁桥）六库怒江桥（连续梁桥）武汉长江大桥武汉长江大桥（1957年建，公铁两用，连续钢桁梁桥，三联年建，公铁两用，连续钢桁梁桥，三联3128m128m）梁式桥梁式桥梁式桥梁式桥 简支梁桥简支梁桥悬臂梁桥悬臂梁桥等等截截面面连连续梁桥续梁桥变变截截面面连连续梁桥续梁桥连续刚构连续刚构梁梁为为承承重重结结构构，主主要要以以其其抗抗弯弯能能力力来来承承受受荷荷载载；在在竖竖向向荷荷载载作作用用下下，其支承反力也是竖直的；简支的梁部结构只受弯受剪，不承受轴向力其支承反力也是竖直的；简支的梁部结构只受弯受剪，不承受轴向力增加中间支承，可减少跨中弯矩，更合理地分配内力，加大跨越能力增加中间支承，可减少跨中弯矩，更合理地分配内力，加大跨越能力梁梁式式体体系系分分实实腹腹式式和和空空腹腹式式，前前者者的的梁梁截截面面为为T T形形、工工字字形形和和箱箱形形等等，后者指桁架结构；梁的高度可等高或变高后者指桁架结构；梁的高度可等高或变高2、拱式桥 拱桥相当于主梁的杆件为曲线形，在荷载作用下，杆件的内力以压力为主。1）按拱圈（肋）结构的静力图式分：无铰拱、双铰拱、三铰拱。前两者属超静定结构，后者为静定结构。无铰拱的拱圈两端固结于桥台（墩），结构最为刚劲，变形小，比有铰拱经济；但桥台位移、温度变化或混凝土收缩等因素对拱的受力会产生不利影响，因而修建无铰拱桥要求有坚实的地基基础。双铰拱是在拱圈两端设置可转动的铰支承，铰可允许拱圈在两端有少量转动的可能。结构虽不如无铰拱刚劲，但可减弱桥台位移等因素的不利影响。三铰拱则是在双铰拱顶再增设一铰，结构的刚度更差些，但可避免各种因素对拱圈受力的不利影响。2）按支承形式分：上承式、中承式、下承式。3）其他形式：系杆拱桥、斜拉杆式架拱桥、单孔空腹式。箱肋中承式拱桥箱肋中承式拱桥 钢筋混凝土斜拉杆式架拱桥钢筋混凝土斜拉杆式架拱桥 单孔空腹式石拱桥单孔空腹式石拱桥 主要承主要承重构件重构件受力受力图式图式受力特点（竖向受力特点（竖向力作用）力作用）材料要求材料要求结构体系结构体系世界纪录世界纪录拱拱圈圈或或拱肋拱肋墩墩台台不不仅仅产产生生竖竖向向反反力力，还还产产生生水水平平推推力力，从从而而使使拱拱主主要要受受压压，也受弯矩。也受弯矩。抗抗压压能能力力强强（砖砖、石石、砼砼、钢钢筋筋砼砼、钢、钢管砼）钢、钢管砼）简简 单单 体体 系系拱拱 桥桥、组组合合 体体 系系 拱拱桥桥、拱拱 片片拱拱美美新新河河谷谷桥桥（518.3m）（钢钢 拱拱）1976拱桥受力图式拱桥受力图式 拱式桥拱式桥 刚架拱刚架拱赵州桥（石拱桥）赵州桥（石拱桥）从化拱桥从化拱桥（钢筋混凝土肋拱）（钢筋混凝土肋拱）四川旺苍东河桥四川旺苍东河桥（钢管拱）（钢管拱）拱式桥拱式桥 3、刚构桥（钢架桥）主要承重结构采用刚架的桥梁。刚架的腿形成墩（台）形，梁和腿为刚性连接，可用钢、钢筋混凝土或预应力钢筋混凝土制造。门式刚构桥：简称门架桥，其腿和梁垂直相交呈门架形。腿所受的弯矩将随腿和梁的刚度比率的提高而增大。斜腿刚构桥：刚架腿是斜置的，两腿和梁中部的轴线大致成拱形，这样，腿和梁所受到的弯矩比同跨度的门式刚架显著减小，而轴向压力有所增加。刚架桥的显著特点是桥跨和墩台刚性连接成整体，在竖刚架桥的显著特点是桥跨和墩台刚性连接成整体，在竖向荷载作用下和拱一样，有竖向反力和水平反力，无铰刚架向荷载作用下和拱一样，有竖向反力和水平反力，无铰刚架还有支承弯距。还有支承弯距。刚构（架）桥刚构（架）桥门式刚架门式刚架T T形刚构形刚构斜腿刚构斜腿刚构V V形刚构形刚构形门架桥形门架桥斜腿刚构桥斜腿刚构桥4、悬索桥 1）悬索桥也称吊桥。主要承重结构由缆索（包括吊杆）、塔和锚碇三者组成的桥梁。其缆索几何形状由力的平衡条件决定，一般接近抛物线。从缆索垂下许多吊杆，把桥面板吊住，在桥面和吊杆之间常设置加劲梁，同缆索形成组合体系，以减小活载所引起的挠度变形。自锚上承式悬带桥自锚上承式悬带桥 简支钢架劲桁梁的悬索桥简支钢架劲桁梁的悬索桥 2）悬索桥构造：o缆索：过去曾用竹索、铁索，现主要使用冷拔钢丝制成。o塔：以往常用石塔，今多用钢塔、钢筋混凝土塔。因缆索在塔顶有一转角，其支承须设鞍式构造（称为索鞍）。o锚碇：缆索的拉力通过灌筑在混凝土中的钢质构件传递给混凝土和地基。5、斜拉桥 斜拉桥是用锚在塔上的多根斜向钢缆索吊住主梁的桥。因主梁为缆索多点悬吊，内力小，施工方便，跨越能力大。1）斜拉桥的主要组成部分有缆索、塔柱、桥墩、桥台、主梁和辅助墩等。2）分类：o按桥塔设置分有多塔（含双塔）斜拉桥与独塔斜拉桥。前者用于多跨，后者用于双跨。o按索面形式分 有双平行索面斜拉桥、双倾斜索面斜拉桥与单索面斜拉桥。独塔斜拉桥独塔斜拉桥 多塔斜拉桥多塔斜拉桥斜拉桥斜拉桥o形式形式：由梁、塔和斜索组成的组合体系，结构型式多样，造型优美壮观o受力受力：在竖向荷载作用下，梁以受弯为主，塔以受压为主，斜索则承受拉力o材料材料：斜索采用高强钢丝制成，塔多采用钢筋混凝土，梁采用预应力混凝土梁或钢箱梁斜拉索斜拉索索塔索塔主梁主梁主梁主梁6、组合体系桥、组合体系桥几种受力的组合几种受力的组合组合体系桥是由不同体系组合而成的桥梁。组合体系桥是由不同体系组合而成的桥梁。梁拱组合（系杆拱桥）梁拱组合（系杆拱桥）梁索组合梁索组合(斜拉桥斜拉桥)新型的组合式新型的组合式系杆钢拱桥系杆钢拱桥中承式钢桁系杆拱桥中承式钢桁系杆拱桥独塔自锚式悬索桥独塔自锚式悬索桥斜拉拱桥组合体系斜拉拱桥组合体系其他的花式桥其他的花式桥组合桥组合桥新型的组合式系杆钢拱桥新型的组合式系杆钢拱桥重庆菜园坝大桥，主跨重庆菜园坝大桥，主跨420m，2007新型的组合式系杆钢拱桥新型的组合式系杆钢拱桥重庆菜园坝大桥，主跨重庆菜园坝大桥，主跨420m，2007广州新光大桥，主跨广州新光大桥，主跨428m，2006重庆朝天门大桥，重庆朝天门大桥，2008，552m宜宜万万铁铁路路万万州州长长江江大大桥桥，主主跨跨360m360m的的单单拱拱连连续续钢钢桁桁梁梁，0202年年1212月月开开工，工，20052005年年6 6月合龙月合龙190米米+552米米+190米，三跨连续中承式钢桁系杆拱桥米，三跨连续中承式钢桁系杆拱桥 广珠城际铁路小榄水道特大桥广珠城际铁路小榄水道特大桥旧金山奥克兰海湾桥旧金山奥克兰海湾桥西西东东19361936年建成年建成19891989年地震中损伤年地震中损伤独独塔塔自自锚锚式式悬悬索索桥桥，替替代代东东侧的桁架桥，侧的桁架桥，20022002年动工年动工韩国韩国YeoYeongjongngjong大桥大桥空空间间缆缆自自锚锚式式悬悬索索桥桥，分分跨跨125-300-125-300-125m 125m，20002000独独缆缆自自锚锚式式悬悬索索桥桥，分分跨跨120-300-120m 120-300-120m，19871987日本大阪日本大阪此花此花大桥大桥马来西亚马来西亚Seri Saujana 桥桥斜拉拱桥组合体系，主跨斜拉拱桥组合体系，主跨300m300m，20022002马来西亚马来西亚Seri WawasanSeri Wawasan桥桥主跨主跨168.5m168.5m，20032003Alameda Alameda 桥，主跨桥，主跨130m130m，19951995西班牙的两座城市道路钢拱桥西班牙的两座城市道路钢拱桥Bach de Roda-Felipe IIBach de Roda-Felipe II桥，主跨桥，主跨130m130m，199519951.1.3 3 桥梁工程概述桥梁工程概述1.1.3 3.5 5 桥梁的发展桥梁的发展o桥跨结构继续向大跨发展桥跨结构继续向大跨发展o结构型式和构造呈多样化发展结构型式和构造呈多样化发展o桥梁设计理论更趋完善和合理桥梁设计理论更趋完善和合理o桥梁桥梁CADCAD技术应用更趋广泛技术应用更趋广泛o建桥材料向高强、轻质、新功能方向发展建桥材料向高强、轻质、新功能方向发展桥梁建设的基本目标桥梁建设的基本目标 基本目标是适用、安全、经济、美观。围绕这一基本目标，桥梁技术的发展应表现在：桥梁具有较大的跨越能力和承载能力；车辆能安全运行于桥上并使旅客有舒适感；讲求经济效益，力图降低造价；考虑结构与环境的协调。桥梁学科的研究及发展桥梁学科的研究及发展 墩台和基础：墩台和基础：总总的的说说来来，在在桥桥梁梁墩墩台台和和基基础础技技术术水水平平方方面面，我我国国仅仅次次于于日日本本。日日本本因因修修建建了了较较多多的的海海湾湾、海海峡峡桥桥及及大大跨跨悬悬索索桥桥、斜斜拉拉桥桥，使使其其在在施施工工机机械械、大大体体积积混混凝凝土土施施工工、无无人人沉沉箱箱、设设置置沉沉井井和和地地下下连连续续墙墙等等技技术术方方面面处处于于世世界界领领先先地地位位。到到了了90年年代代，我我国国深深基基础础的的施施工工和和技技术术水水平仅次于日本，己进入世界先进水平。平仅次于日本，己进入世界先进水平。材料：材料：桥桥梁梁的的发发展展进进程程表表明明，新新材材料料对对其其发发展展具具有有关关键键性性作作用用。没没有有材材料料科科学学的的发发展展，就就不不会会有有长长大大跨跨及及新新桥桥型型的的演演进进。从从另另一一方方面面看看，正正是是由由于于材材料料科科学学的的发发展展还还不不满满足足桥桥梁梁科科技技进进步步的的需需要要，一一些些目目前前己己经经可可以以构构思思、设设计计的的大大跨跨桥桥梁梁工工程程，但但因因没没有有理理想想的的材材料料而而难难以以实实现现。由由此此可可见见，新新材材料料确确实实是是桥桥梁梁的的物物质质基基础础和和重重要要依依托托。桥桥梁梁所所用用材材料料主主要要有有两两类类，一一为为钢钢材材，另另一一为为混混凝凝土土，目目前前它它们们都都是是向向高强、轻质、新功能方向发展。下面简介其发展动态。高强、轻质、新功能方向发展。下面简介其发展动态。高性能钢高性能钢o桥梁用钢的历史桥梁用钢的历史，表现出一条低碳钢低合金钢高强度钢高性能钢的发展轨迹。o高强度钢高强度钢（High Strength Steel,HSS）在材料韧性和可焊性等方面往往不尽人意o高性能钢高性能钢（High Performance Steel,HPS）是一种综合优化了材料力学性能、便于加工制造、适于低温和腐蚀环境、具备较高性价比的桥梁结构用钢。o进展进展：美、日、欧洲从20世纪90年代起，开始研究和应用HPS。97年日本“超级钢材”项目，98年中国“新一代钢铁材料重大基础研究”o HPSHPS材料特征材料特征：化学成分碳、磷、硫含量有显著的减少，增加有利于防腐蚀和耐候稀有元素；力学性能对合金元素进行优化组合，并采用Q&T或热力控制处理（TMCP）技术，生产出同时保持高强度、高韧性和可焊性好的细晶粒结构钢；抗腐蚀和耐候性能通常无需油漆；疲劳性能有待更多试验 混凝土混凝土:高强混凝土高强混凝土 高高强强混混凝凝土土是是相相对对普普通通强强度度混混凝凝土土而而言言，其其定定义义的的确确定定并并无无统统一一的的标标准准。我我国国一一般般把把强强度度等等级级大大于于C60C60级级的的混混凝凝土土称称为为高高强强混混凝凝土土，大大于于Cl00Cl00级级的的混混凝凝土土称称为为超超高高强强混混凝凝土土；美美国国ACI363ACI363委委员员会会把把强强度度超超过过4lMPa4lMPa的的混混凝凝土土定定义义为为高高强强混混凝凝土土；而而前前苏苏联联则则把把500500号号(相相当当于于48MPa)48MPa)以以上上的的混混凝凝土土称称为为高高强强混混凝凝土土。高高强强混混凝凝土土具具有有抗抗压压强强度度高高、抗抗冲冲击击性性能能好好、耐耐久久性性强强等等优优点点。因因用用高高强强混混凝凝土土建建造造桥桥梁梁，不不仅仅可可减减小小梁梁高高、又又能能减减轻轻梁梁自自重重，从从而而使使其其跨跨度度增增大大。据据国国外外资资料料统统计计，预预应应力力混混凝凝土土桥桥采采用用高高强强混混凝凝土土，结结构构截截面面尺尺寸寸可可减减小小近近一一半半，而而构构件件自自重重与与钢钢构构件件相相当当，可可提提高高经经济济效效益益30%30%40%40%。日日本本歧歧关关大大桥桥为为7 7 48m48m后后张张T T梁梁，采采用用60MP60MP的的高高强强混混凝凝土土后后，T T梁梁高度降低高度降低12.5%12.5%，截面积减小，截面积减小13.5%13.5%。混凝土混凝土:高强混凝土高强混凝土 目目前前，在在实实验验室室条条件件下下，我我国国己己能能制制成成C100C100级级凝凝土土，罗罗马马尼尼亚亚可可制制成成C170C170级级混混凝凝土土，美美国国己己制制成成C200C200级级混混凝凝土土。在在铁铁路路桥桥工工程程中中，我我国国现现浇浇混混凝凝土土等等级级已已达达C60C60 C70C70级级，预预制制的的达达C80C80级级，如如衡衡广广复复线线江江村村桥桥混混凝凝土土设设计计强强度度达达80MPa80MPa。在结构工程领域已达。在结构工程领域已达C100C100。轻质混凝土轻质混凝土 凡凡 用用 轻轻 质质 骨骨 料料 配配 制制 的的 混混 凝凝 土土，容容 重重 在在1616 20kN/m20kN/m3 3(普普通通混混凝凝土土容容重重为为2323 24kN/m24kN/m3 3)，强强度度等等级级在在C30C30 C50C50者者称称为为轻轻质质混混凝凝土土。轻轻质质混混凝凝土土的的骨骨料料主主要要是是以以页页岩岩锻锻烧烧膨膨胀胀而而得得，其其有有陶陶粒粒型型(破破碎碎成成粉粉后后制制成成球球锻锻烧烧)和和非非陶陶粒粒型型(页页岩岩破破碎碎后后原原状状锻锻烧烧)。19651965年年起起，日日本本开开始始将将轻轻质质混混凝凝土土用用于于铁铁路路桥桥梁梁制制造造，如如东东北北本本线线金金山山架架道道桥桥和和总总武武本本线线荒荒川川桥桥，其其容容重重为为1616 20kN/m20kN/m3 3，强度等级为，强度等级为4040级。级。轻质混凝土轻质混凝土 我我国国在在南南京京长长江江大大桥桥等等一一些些铁铁路路桥桥中中，也也采采用用过过轻轻质质混混凝凝土土，但但使使用用并并不不普普遍遍。这这主主要要是是轻轻质质混混凝凝土土在在使使用用中中还还存存在在着着一一些些难难以以处处理理的的问问题题。如如轻轻质质混混凝凝土土自自重重虽虽可可减减轻轻，但但其其弹弹性性模模量量为为同同等等级级普普通通混混凝凝土土的的5050 60%60%、且且徐徐变变大大，造造成成应应力力损损失失也也大大。所所以以也也有有人人认认为为将将混混凝凝土土等等级级提提高高来来减减小小断断面面，其其效效果果比比轻轻质质混混凝凝土土好好。这这样样就就出出现现一一种种趋趋向向，认认为为轻轻质质混混凝凝土土对对中中小小跨跨径径铁铁路路桥桥减减轻轻自自重重、提提高高抗抗震震效效能能是是有有一一定定效效果果；但但在在大大跨径铁路桥梁上要成为理想材料，还需作更多的研究。跨径铁路桥梁上要成为理想材料，还需作更多的研究。絮凝混凝土絮凝混凝土 水水下下絮絮凝凝混混凝凝土土可可在在水水中中缓缓慢慢地地自自行行流流平平和和密密实实，能能进进行行钢钢筋筋密密集集区区、狭狭窄窄断断面面、水水下下大大面面积积薄薄板板及及小小体体积积结结构构等等过过去去无无法法施施工工的的水水下下混混凝凝土土工工程程的的施施工工。其其工工艺艺简简单单，不不受受水水位位、季季节节等等的的限限制制。19741974年年德德国国首首次次研研制制成成功功专专用用外外加加剂剂，其其主主要要成成分分是是纤纤维维素素醚醚类类有有机机水水溶溶性性高高分分子子聚聚合合物物的的抗抗分分散散外外加加剂剂。用用它它拌拌制制的的水水下下絮絮凝凝混混凝凝土土，在在水水中中浇浇注注时时不不易易因因周周围围水水流流冲冲洗洗而而分分离离，混混凝凝土土始始终终能能粘粘成成一一体体，从从而而达达到到不不离离析析的的目目的