橋梁工程(上)周水興向中富主編重慶大學出版社第1章總論第2章橋面構(gòu)造第3章梁式橋梁的構(gòu)造與設(shè)計第4章梁式橋梁的計算第5章梁式橋梁的施工第6章剛架橋的構(gòu)造及計算特點第1章總論1.1國內(nèi)外橋梁開展概況1.1.1橋梁工程的地位和作用橋梁工程在交通事業(yè)中占有重要地位。1.1.2我國橋梁建設(shè)的成就我國橋梁類型繁多，數(shù)量驚人，無論是古代橋梁，還是當今的現(xiàn)代橋梁，都在世界橋梁史上寫下了輝煌的篇章。舉世聞名的河北省趙縣的趙州橋，就是我國古代石拱橋的杰出代表。圖1.1河北趙縣趙州橋〔1〕鋼橋圖1.2南京長江大橋〔2〕預應力混凝土橋圖1.3重慶長江大橋圖1.4廣東虎門輔航道橋〔3〕斜拉橋和懸索橋圖1.5上海黃浦江楊浦大橋圖1.6江蘇江陰長江公路大橋圖1.7貴州烏江大橋〔4〕石拱橋、混凝土拱橋圖1.8湖南省鳳凰縣烏巢河橋圖1.9廣東省清遠北江大橋圖1.10萬州長江公路大橋〔6〕橋梁設(shè)計與科研建國五十余年來，我國公路、鐵路、城市建設(shè)部門以及高等院校已形成了一支人數(shù)眾多，力量雄厚的設(shè)計、科研隊伍。從1956年開始制定公鐵橋梁設(shè)計標準，并根據(jù)建橋經(jīng)驗不斷進行修改，橋梁設(shè)計理論沉著許應力法進展到極限狀態(tài)設(shè)計方法，現(xiàn)已開展到可靠度設(shè)計理論。對中、小跨橋梁，已編制了大量標準化圖紙。在橋梁設(shè)計中，對空間分析、結(jié)構(gòu)復雜的次內(nèi)力計算、穩(wěn)定、振動與地震響應等方面進行了大量研究，取得了有實用價值的成果。橋梁靜、動力模型試驗、野外測試、風洞試驗的研究，又為我國開展長大橋梁提供了科學依據(jù)。在軟件開發(fā)方面，我國已編制了計算公路橋梁的大型綜合程序和大量專用程序，橋梁CAD也在積極開發(fā)之中，已取得可喜成果。圖1.11南斯拉夫KRK橋圖1.12法國諾曼底大橋圖1.13英國恒比爾吊橋圖1.14日本港大橋1.1.4橋梁工程的前景展望(1)材料的應用與開展從橋梁工程學科的開展可以發(fā)現(xiàn)，材料科學對橋梁工程的開展起著關(guān)鍵性作用。沒有新材料的開展，就沒有長大跨度及新橋型的誕生。目前，橋梁工程所用材料主要是鋼材和混凝土。新型非金屬纖維強化復合材料的開發(fā)研究，已得到全世界的關(guān)注和認同，各國都投入大量資金，開展理論研究。目前主要集中在玻璃纖維、阿拉米特纖維和碳纖維同聚合物強化合成的超高強材料上，它們不但質(zhì)量輕，強度高，而且具有耐疲勞、抗腐蝕、熱傳導率低、非磁性等優(yōu)點。分析說明，假設(shè)采用碳纖維強化復合材料來修建懸索橋，其極限跨度可比鋼懸索橋提高一倍以上。加拿大、美國等國家，那么已進入工程實踐階段。圖1.15橋梁根本組成1)水位2)凈跨徑(l0)與總跨徑(∑l0)3)標準跨徑(lb)4)計算跨徑(l)5)橋梁全長(L)與橋梁總長6)橋梁高度7)建筑高度與容許建筑高度8)橋下凈空高度9)拱軸線10)凈矢高(f0)與計算矢高(f)11)矢跨比(f／l)1.2.2橋梁分類(1)按橋梁的根本結(jié)構(gòu)體系分類1)梁式橋2)拱式橋3)剛架橋4)纜索承重橋5)組合體系橋圖1.16梁式橋圖1.17拱式橋圖1.18剛架橋圖1.19纜索承重橋(尺寸單位：m)圖1.20組合體系橋(尺寸單位：m)(2)橋梁的其他分類方法除了上述按受力特點劃分成不同結(jié)構(gòu)體系外，人們習慣按橋梁的用途、主要承重結(jié)構(gòu)的材料等其他方面來劃分。1.4橋梁縱、橫斷面設(shè)計及平面布置1.4.1橋梁縱斷面設(shè)計(1)橋梁總跨徑確實定(2)橋梁的分孔(3)橋面標高確實定1.4.2橋梁橫斷面設(shè)計圖1.21橋梁縱斷面規(guī)劃圖圖1.22橋面尺寸布置圖1.23某大橋初步設(shè)計方案比較1.5橋梁的設(shè)計荷載1.5.1永久荷載永久荷載，又稱恒載，它是在設(shè)計使用期內(nèi)，其作用的位置、大小不隨時間變化，或其變化值與平均值相比可忽略不計的荷載。1.5.2可變荷載可變荷載是指在設(shè)計使用期內(nèi)，其作用的位置、大小隨時間變化，且其變化值與平均值相比不可忽略的荷載。(1)車輛荷載圖1.24各級汽車車隊的縱向排列(軸重力單位：kN；尺寸單位：m)圖1.25各級汽車的平面尺寸和橫向布置(尺寸單位：m)圖1.26各級驗算車的縱向排列和橫向布置(重力單位：kN；尺寸單位：m)圖1.27城—A級標準車輛縱、平面布置圖1.28城—B級標準車輛縱、平面布置圖1.29車輛荷載橫向布置圖1.30圖1.31圖1.32