橋梁方向土木工程認(rèn)知實(shí)習(xí)報(bào)告土木1004土木工程認(rèn)知實(shí)習(xí)報(bào)告橋梁方向

簡(jiǎn)介：橋梁工程指橋梁勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)和檢定等的工作過(guò)程，以及研究這一過(guò)程的科學(xué)和工程技術(shù)，它是土木工程的一個(gè)分支。橋梁工程學(xué)的發(fā)展主要取決于交通運(yùn)輸對(duì)它的需要。古代橋梁以通行人、畜為主，載重不大，橋面縱坡可以較陡，甚至可以鋪設(shè)臺(tái)階。自從有了鐵路以后，橋梁所承受的載重逐倍增加，線路的坡度和曲線標(biāo)準(zhǔn)要求又高，且需要建成鐵路網(wǎng)以增大經(jīng)濟(jì)效益，因此，為要跨越更大更深的江河、峽谷，迫使橋梁向大跨度發(fā)展。石材、木材、鑄鐵、鍛鐵等橋梁材料，顯然不合要求，而鋼材的大量生產(chǎn)正好滿(mǎn)足這一要求。技術(shù)方面在技術(shù)方面，只是憑經(jīng)驗(yàn)修橋，曾使19世紀(jì)80～90年代的許多鐵路橋發(fā)生重大事故；從這時(shí)起，正在發(fā)展中的結(jié)構(gòu)力學(xué)理論得到了重視，而在它的靜力分析理論完全確立并廣泛普及之后，橋梁因強(qiáng)度不足而造成的事故明顯大為減少。二十世紀(jì)以來(lái)，公路交通有很大發(fā)展。在內(nèi)陸，需要在更多的河流、峽谷之上建橋。在城市中，以及在各種交通線路相交處，需要建造立交橋。在沿海，既需在大船通航的河口、海灣、海峽修建特大跨度橋梁，又需在某些海島與大陸之間修建長(zhǎng)橋。橋梁需要大量修建，而人力、物力、財(cái)力有限；于是，不斷提高技術(shù)水平，引用新材料、新工藝、新橋式，對(duì)結(jié)構(gòu)行為進(jìn)行更精確的數(shù)值分析，采用更精確的結(jié)構(gòu)試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，以使橋梁建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益不斷提高，已成為時(shí)代的要求。橋梁工程學(xué)主要研究橋渡設(shè)計(jì)，包括選擇橋址，決定橋梁孔徑，考慮通航和線路要求以確定橋面高程，考慮基底不受沖刷或凍脹以確定基礎(chǔ)埋置深度，設(shè)計(jì)導(dǎo)流建筑物等；橋式方案設(shè)計(jì)；橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；橋梁施工；橋梁檢定；橋梁試驗(yàn)；橋梁養(yǎng)護(hù)等方面。材料方面在建橋材料方面，以高強(qiáng)、輕質(zhì)、低成本為選擇的主要依據(jù)，近期仍以發(fā)展傳統(tǒng)的鋼材和混凝土為主，提高其強(qiáng)度和耐久性。對(duì)于建筑鋼材的脆斷機(jī)理、初始幾何缺陷等，以及混凝土材料的非彈性問(wèn)題(收縮徐變以及疲勞等)，將繼續(xù)作充分的研究，使能正確控制結(jié)構(gòu)的受力和變形。至于碳纖維塑料等在橋梁上的廣泛應(yīng)用，還必須在降低成本以后才有可能。設(shè)計(jì)方面在橋梁勘察設(shè)計(jì)方面，隨著交通事業(yè)的迅速發(fā)展，大跨度或復(fù)雜的橋型將不斷涌現(xiàn)。高速公路的發(fā)展，對(duì)橋梁設(shè)計(jì)亦將提出新的要求。在橋式方案設(shè)計(jì)中，將有可能利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)理論，借助電子計(jì)算機(jī)選出最佳方案。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算中，采用空間理論來(lái)分析橋梁整體受力已成為可能；以概率統(tǒng)計(jì)理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)理論，將進(jìn)一步反映在橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范中，使橋梁設(shè)計(jì)的安全度得到科學(xué)合理的保證。橋梁美學(xué)作為時(shí)代、民族的文化在某些方面的反映，將愈來(lái)愈受到人們的重視：橋梁的面貌將蔚為大觀。施工方面在橋梁施工方面，對(duì)施工組織將充分利用電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)有效的管理。在施工技術(shù)中，將不斷引用新技術(shù)和高效率、高功能的機(jī)具設(shè)備，借以提高質(zhì)量、縮短工期、降低造價(jià)。如采用激光測(cè)量控制結(jié)構(gòu)的精確定位；引用自升式水上平臺(tái)克服深水基礎(chǔ)的困難；利用遙控設(shè)備在沉井、沉箱中挖基，以減少勞動(dòng)強(qiáng)度并避免人身危險(xiǎn)；利用高質(zhì)量的焊接技術(shù)，借能推廣工地焊接等，此外，裝配式橋梁也將有所發(fā)展，以使結(jié)構(gòu)和構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化，生產(chǎn)工業(yè)化。維修方面在橋梁養(yǎng)護(hù)維修方面，要求對(duì)既有橋梁建立完善的技術(shù)檔案管理制度。在橋梁維修檢查中，引用新型精密的測(cè)量?jī)x表，如用聲測(cè)法對(duì)結(jié)構(gòu)材料的缺陷以及彈性模量進(jìn)行測(cè)定；用手?jǐn)y式金相攝影儀檢查鋼材的晶體結(jié)構(gòu)俾能及早進(jìn)行加固防患于末然，以便延長(zhǎng)橋梁的使用壽命。橋梁工程始終是在生產(chǎn)發(fā)展與各類(lèi)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的綜合影響下，遵循適用、安全、經(jīng)濟(jì)與美觀的原則，不斷的向前發(fā)展。中國(guó)橋梁歷史歷史和現(xiàn)狀上看，絕大多數(shù)橋梁均架設(shè)在水面上，只有閣道橋和現(xiàn)代城市的行人天橋和行車(chē)天橋，是架設(shè)于高樓崇閣之間或通衢大道之上。從對(duì)天生橋的利用到人工造橋，這是一個(gè)歷史的飛躍過(guò)程。從簡(jiǎn)單的獨(dú)木橋到今天的鋼鐵大橋；從單一的梁橋到浮橋、索橋、拱橋、園林橋、棧道橋、纖道橋等；建橋的材料從以木料為主，到以石料為主，再到以鋼鐵和鋼筋混凝土為主，這是一個(gè)非常漫長(zhǎng)的發(fā)展過(guò)程。然而，中國(guó)橋梁建筑都取得了驚人的成就。著名的科學(xué)技術(shù)史學(xué)家、英國(guó)劍橋大學(xué)李約瑟博士（J.Needham）在《中國(guó)科學(xué)技術(shù)史》中說(shuō)，中國(guó)橋梁“在宋代有一個(gè)驚人的發(fā)展，造了一系列巨大的板梁橋”。到了當(dāng)代中國(guó)，所建造的武漢、南京長(zhǎng)江大橋等，更受到世人稱(chēng)贊?？梢?jiàn)，中國(guó)的橋梁，經(jīng)過(guò)了一個(gè)從童年、少年、青年到壯年的發(fā)展過(guò)程，愈趨成熟。中國(guó)在發(fā)展橋梁方面于14世紀(jì)以前處于領(lǐng)先地位，今天，她依然是世界上舉足輕重的橋梁大國(guó)。盧溝橋（LugouBridge）亦作蘆溝橋，在北京市西南約15千米處豐臺(tái)區(qū)永定河上。因橫跨盧溝河（即永定河）而得名，是北京市現(xiàn)存最古老的石造聯(lián)拱橋。盧溝橋全長(zhǎng)266.5米，寬7.5米，最寬處可達(dá)9.3米。有橋墩十座，共11個(gè)橋孔，整個(gè)橋身都是石體結(jié)構(gòu)，關(guān)鍵部位均有銀錠鐵榫連接，為華北最長(zhǎng)的古代石橋。1937年7月7日，日本帝國(guó)主義在此發(fā)動(dòng)全面侵華戰(zhàn)爭(zhēng)。宛平城的中國(guó)駐軍奮起抵抗，史稱(chēng)“盧溝橋事變”（亦稱(chēng)“七七事變”）。中國(guó)抗日軍隊(duì)在盧溝橋打響了全面抗戰(zhàn)的第一槍。認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)：2011年10月29日我們實(shí)習(xí)隊(duì)伍來(lái)到了盧溝橋進(jìn)行橋梁實(shí)習(xí)。我們實(shí)習(xí)的主要對(duì)象是分別位于盧桁溝橋上下游的鐵路橋與公路橋。在修建一條鐵路時(shí)，常常會(huì)碰到江河、山谷、公路或者與另外一條鐵路交叉，為了讓鐵路跨越這些地形上的障礙，就需要修建各種各樣的鐵路橋梁。100多年來(lái)，中國(guó)鐵路的建橋技術(shù)取得了舉世矚目的進(jìn)步，研究制造出高強(qiáng)度耐久的新材料，設(shè)計(jì)出先進(jìn)合理的橋式結(jié)構(gòu)，擁有科學(xué)先進(jìn)的制造和施工工藝設(shè)備?，F(xiàn)在，橋長(zhǎng)可達(dá)11700米，墩高可達(dá)183米，最大跨度可達(dá)300多米；另外，多跨連續(xù)梁橋、斜腿剛構(gòu)橋、柔性拱剛性桁梁橋、栓焊梁橋、平彎橋、雙薄壁墩橋、高墩V形支撐橋、斜拉橋、鋼拱橋等等科技含量很高的鐵路橋，都出現(xiàn)在我國(guó)的大江大河上。中國(guó)橋梁的設(shè)計(jì)和施工已經(jīng)達(dá)到了世界先進(jìn)水平。這里的鐵路橋?yàn)橄鲁惺借炝簶颍鲁惺借炝簶蚴卿撹炝合聦訕蛎嫦抵谢炷涟迮c縱、橫梁或下弦桿結(jié)合成一體而共同受力的一種新型橋梁結(jié)構(gòu)，因其具有剛度較大、建筑高度較低、行車(chē)時(shí)噪聲和震動(dòng)較小、動(dòng)力性能較好等優(yōu)點(diǎn)，所以是高速鐵路橋梁中比較理想的結(jié)構(gòu)形式之一。隨著我國(guó)高速鐵路的大力建設(shè)和既有線路的提速，這種橋梁結(jié)構(gòu)形式將會(huì)有較為廣泛的應(yīng)用前景。承重結(jié)構(gòu)為鋼桁。桁架橋一般由主橋架、上下水平縱向聯(lián)結(jié)系、橋門(mén)架和中間橫撐架以及橋面系組成。在桁架中，弦桿是組成桁架外圍的桿件，包括上弦桿和下弦桿，連接上、下弦桿的桿件叫腹桿，按腹桿方向之不同又區(qū)分為斜桿和豎桿。弦桿與腹桿所在的平面就叫主桁平面。大跨度橋架的橋高沿跨徑方向變化，形成曲弦桁架；中、小跨度采用不變的桁高，即所謂平弦桁架或直弦桁架。桁架是平面結(jié)構(gòu)中受力最合理的形式之一。桁架由上弦、下弦、腹桿組成；腹桿的形式又分為斜腹桿、直腹桿；由于桿件本身長(zhǎng)細(xì)比較大，雖然桿件之間的連接可能是“固接”，但是實(shí)際桿端彎矩一般都很小，因此，設(shè)計(jì)分析時(shí)可以簡(jiǎn)化為“鉸接”。簡(jiǎn)化計(jì)算時(shí)，桿件都是“二力桿”，承受壓力或者拉力。由于橋梁跨度都較大，而單榀的桁架“平面外”的剛度比較弱，因此，“平面外”需要設(shè)置支撐。設(shè)計(jì)橋梁時(shí)，“平面外”一般也是設(shè)計(jì)成桁架形式，這樣，橋梁就形成雙向都有很好剛度的整體。有些橋梁橋面設(shè)置在上弦，因此力主要通過(guò)上弦傳遞；也有的橋面設(shè)置在下弦（比如現(xiàn)在比較多的高速公路橋梁采用這種形式），由于平面外剛度的要求，上弦之間仍需要連接以減少上弦平面外計(jì)算長(zhǎng)度。鐵路橋?yàn)槊鳂蛎?，沒(méi)有鋪設(shè)道渣枕木之上為縱向單層長(zhǎng)枕木。枕木之間為護(hù)木，護(hù)木用來(lái)固定枕間距。橋與橋墩之間為鋼支座，鋼支座可以是橋受力更加合理，并且為上部結(jié)構(gòu)提供足夠的位移空間。橋墩是雙柱式的橋墩。由墩帽、墩柱和橋臺(tái)構(gòu)成。外層為漿砌片石，內(nèi)為鋼筋混凝土。公路橋?yàn)門(mén)型梁的連續(xù)梁橋。因橫截面為T(mén)形得名。以T型梁為主要承重結(jié)構(gòu)的梁式橋。在橋上荷載作用產(chǎn)生正彎矩時(shí),梁作成這樣上大下小的T形并在下緣配筋便充分利用了混凝土的抗壓強(qiáng)度大和鋼筋的高抗拉強(qiáng)度進(jìn)而比矩形梁橋節(jié)省了材料,減輕了自重。但其不適于荷載作用會(huì)產(chǎn)生較大負(fù)彎矩的情況且抗扭剛度穩(wěn)定性皆箱型梁橋低。在施工過(guò)程中，砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度100%以上時(shí)，方可按設(shè)計(jì)要求的張拉順序張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋。兩側(cè)挑出部分稱(chēng)為翼緣，其中間部分稱(chēng)為梁肋。由于其相當(dāng)于是將矩形梁中對(duì)抗彎強(qiáng)度不起作用的受拉區(qū)混凝土挖去后形成的。與原有矩形抗彎強(qiáng)度完全相同外，卻既可以節(jié)約混凝土，又減輕構(gòu)件的自重，提高了跨越能力。預(yù)應(yīng)力混凝土T形梁橋有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，受力明確、節(jié)省材料、架設(shè)安裝方便，跨越能力較大等優(yōu)點(diǎn)。T型梁橋在我國(guó)公路上修建最多，早在50、60年代，我國(guó)就建造了許多T型梁橋，這種橋型對(duì)改善我國(guó)公路交通起到了重要作用。T形梁截面受壓區(qū)利用耐壓的混凝土做成翼緣板并兼作橋面；受拉區(qū)用鋼筋或預(yù)應(yīng)力鋼筋承受拉力。T型梁上部承拉下部承壓，整個(gè)梁為超靜定梁。T型蓋梁將力傳遞給墩柱，梁與柱之間用薄橡膠支座連接，彈性其彈性好，所以能起到很好的減震作用。公路橋墩柱較鐵路橋細(xì)，因?yàn)槠漭d荷較小，其與梁的連接部分有突出的部分，可保護(hù)梁側(cè)移，防止在地震或其他情況下發(fā)生落梁事故。慈獻(xiàn)寺橋：慈獻(xiàn)寺橋是一座城市公路橋，屬于典型的連續(xù)梁橋。上部結(jié)構(gòu)為鋼-混凝土結(jié)合連續(xù)梁；下部結(jié)構(gòu)的橋墩包括圓柱形獨(dú)柱墩、矩形獨(dú)柱墩、帶梁蓋的雙柱墩，還有一端地橋臺(tái)；墩頂有盆式橡膠支座、混凝土抗震擋塊、鋼制防落梁構(gòu)件等。慈獻(xiàn)寺橋由于跨度小、位處市中心地區(qū)，在外觀、施工工期等方面都有一定的要求，綜合各種因素而選擇了連續(xù)梁橋，它的選用與連續(xù)梁的各種優(yōu)點(diǎn)密切相關(guān)，所謂的連續(xù)梁橋，即兩跨或兩跨以上連續(xù)的梁橋，屬于超靜定體系。連續(xù)梁在恒活載作用下，產(chǎn)生的支點(diǎn)負(fù)彎矩對(duì)跨中正彎矩有卸載的作用，使內(nèi)力狀態(tài)比較均勻合理，因而梁高可以減小，節(jié)省材料，且剛度大，整體性好，超載能力大，安全度大，橋面伸縮縫少。它是中等跨徑橋梁中常用的一種橋梁結(jié)構(gòu)，具有接縫少、剛度好、行車(chē)平順舒適等優(yōu)點(diǎn)，在30-120m跨度內(nèi)常是橋型方案比選的優(yōu)勝者，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是以若干孔梁為一聯(lián)，在中間支點(diǎn)上連續(xù)通過(guò)，是超靜定結(jié)構(gòu)，適用于地質(zhì)良好的橋位處。由于全梁彎矩分布比較均勻，梁的撓度也小，可節(jié)約材料，增大跨徑。同時(shí)由于連續(xù)梁在支點(diǎn)處是連續(xù)的，路面無(wú)折角，有利于現(xiàn)代高速行車(chē)它同時(shí)還具有整體性好、結(jié)構(gòu)剛度大、變形小、抗震性能好等優(yōu)點(diǎn)，尤其在使用上，主梁變形撓曲線平緩、橋面伸縮縫少、行車(chē)舒適。十三號(hào)線城鐵高架下午我們來(lái)到了交大附近西直門(mén)的十三號(hào)線的高架橋。13號(hào)線的地鐵橋全部是連續(xù)梁橋，橋梁采用的是直線設(shè)計(jì)，板支梁結(jié)構(gòu)。并且在橋柱與橋梁連接的地方采用了橡膠支座來(lái)連接。橡膠支座的作用有兩個(gè)，一方面是將上部結(jié)構(gòu)的作用力傳遞給橋墩；另一方面則是適應(yīng)梁體因溫度、混凝土的收縮徐變及荷載作用下而引起的水平位移和撓曲引起的梁體轉(zhuǎn)動(dòng)。從圖中我們可以看到，和慈獻(xiàn)寺橋一樣，輕軌橋也采用了板式橡膠支座。板式橡膠支座（GJZ、GYZ系列）由多層橡膠與薄鋼板鑲嵌、粘合、硫化而成。該產(chǎn)品有中夠的豎向剛度友承受垂直荷載，且能將上部構(gòu)造的壓力可靠地傳遞給墩迨臺(tái)；有良好的彈性以適應(yīng)梁端的轉(zhuǎn)動(dòng)；有較大的剪切變形以滿(mǎn)足止部構(gòu)造的水平位移；具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、安全方便、節(jié)省鋼材、價(jià)格低廉、養(yǎng)護(hù)簡(jiǎn)便、易于更換等特點(diǎn)。本品有良好的防震作用，可減少動(dòng)載對(duì)橋跨結(jié)構(gòu)與墩臺(tái)的沖擊作用。適用于中小跨徑的公路、城市橋梁和鐵路橋梁。標(biāo)準(zhǔn)跨徑20m以?xún)?nèi)的橋梁，一般可采用板式橡膠支座。板式橡膠支座又可分為矩形和圓形兩種，圓板式板式橡膠支座主要用于圓形橋墩的橋梁。板式橡膠支座的型號(hào)、高度等應(yīng)根據(jù)實(shí)際的位移量及支座反力大小來(lái)確定。板式橡膠支座應(yīng)盡量水平安裝，當(dāng)必需傾