1、第4講 橋梁工程,橋梁的定義,供鐵路、道路、渠道、管線、行人等跨越河流、山谷或其他交通線路時(shí)使用的工程構(gòu)筑物，簡稱橋。 橋梁是交通運(yùn)輸中重要的組成部分，在國民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展中占有極其重要的地位。,橋梁的組成,橋梁上部結(jié)構(gòu) 承擔(dān)線路荷載，跨越障礙。由橋面系、主要承重結(jié)構(gòu)和支座組成。 橋梁下部結(jié)構(gòu) 是橋臺(tái)、橋墩及橋梁基礎(chǔ)的總稱，用以支持橋梁上部結(jié)構(gòu)并將荷載傳給地基。橋臺(tái)和橋墩一般合稱墩臺(tái)。,橋梁工程的內(nèi)容,橋渡設(shè)計(jì)：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)：根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書編制各種可能采用的橋式方案，進(jìn)行技術(shù)

2、經(jīng)濟(jì)比較，提出推薦方案，供建設(shè)單位決策。 橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：為選定的橋式進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，決定橋梁上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)的尺寸，繪制設(shè)計(jì)圖。,橋梁施工：按現(xiàn)場和施工單位的具體條件，選擇施工方法，進(jìn)行施工組織設(shè)計(jì)，按設(shè)計(jì)建造橋梁。 橋梁鑒定：確定既有橋梁所能安全承受的活荷載和抗洪能力。 橋梁試驗(yàn)：測定實(shí)橋或模型在荷載下的應(yīng)變、位移及振動(dòng)等行為，與計(jì)算或預(yù)期效果進(jìn)行對比，為橋梁設(shè)計(jì)及其科學(xué)技術(shù)的發(fā)展積累資料。 橋梁養(yǎng)護(hù)：延長橋梁壽命，保證使用安全。,橋梁分類,按主要承重結(jié)構(gòu)體系分：梁式橋、拱橋、懸索橋、剛架橋、斜張橋和組合體系橋。 按橋梁上部結(jié)構(gòu)的建筑材料分：木橋、石橋、混凝土橋、鋼筋混凝土橋、預(yù)應(yīng)力混凝土橋

3、、鋼橋和結(jié)合梁橋。 按用途分：公路橋、鐵路橋、公鐵兩用橋、城市橋。 按跨越障礙分：跨河橋、跨谷橋、跨線橋和高架線路橋等。 按橋面位置分：上承式橋、中承式橋、下承式橋和雙層橋。,按橋梁長度分（中國標(biāo)準(zhǔn)）,按使用期限分：有臨時(shí)性橋、永久性橋和半永久性橋。 其他特殊橋梁：有活動(dòng)橋、軍用橋與漫水橋等 。,上海南浦大橋,清鎮(zhèn)花漁洞大橋,英國倫敦橋塔,木 橋,公元前2000多年前，巴比倫曾在幼發(fā)拉底河上建石墩木梁橋，其木梁可以在夜間拆除，以防敵人偷襲。 在羅馬，凱薩曾因行軍需要，于公元前55年在萊茵河上修建一座長達(dá)300多米的木排架橋。在瑞士盧塞恩至今保存著兩座中世紀(jì)式樣的木橋：一是1333年前始建的教堂

4、橋，一是1408年試建的托滕坦茨橋，這兩座橋都有橋屋，頂棚有繪畫。 在1756-1766年，瑞士建成跨度為52-73米的三座大木橋，兩座是亦拱亦桁，另一座用木拱承重，位于韋廷根，跨度61米。,在亞洲，木拱橋出現(xiàn)更早，日本巖國市至今保存的5孔錦帶木拱橋，跨度為27.5米，始建于1673年，其圖樣來自中國。 18世紀(jì)末49世紀(jì)的三四十年間，美國盛行建有屋蓋的大木橋，1815年在賓夕法尼亞 州建成的跨越薩斯奎漢納河的麥 考爾渡口橋，跨度達(dá)到100米， 堪稱空前。,目前常用的有木梁橋、木撐架橋和木桁架橋。 木梁橋?？缍纫话悴怀^6-8米，木梁可用兩面削平的原木或方木組成，可作成單梁、疊置梁或組合梁（以

5、鍵傳遞上、下層梁木之間的剪力）。其墩臺(tái)多以木排架組成，故又稱木排架橋?；蚰緱?木撐架橋。由木梁橋演變而成，從墩臺(tái)伸出斜撐支承木梁，以增大跨度或載重能力。 木桁架橋。常用交叉腹桿式桁架，即豪氏桁架做主梁，其弦桿和斜桿用木制，豎向腹桿用圓鋼。可用于跨度不大于40米的公路橋。,石 橋,用石料建造的橋梁。有石梁橋和石拱橋，歷史都很悠久。中國歷史上著名的石梁橋有洛陽橋和虎渡橋。石拱橋不僅在歷史上有過輝煌成就，而且在現(xiàn)代鐵路和公路橋上也發(fā)揮一定作用。 石拱橋可分為實(shí)腹式拱橋和空腹式拱橋兩類。,紹興八字橋,北京盧溝橋,廣西香橋,梁式橋,在豎向移動(dòng)式荷載作用下無水平反力的結(jié)構(gòu)體系，和建筑工程中的梁相似。,梁

6、式橋一般采用以下的結(jié)構(gòu)型式和截面。,1988年建成的飛云江橋，位于浙江瑞安。 全長1718m（1851m562m1435m），最大跨度62m，主梁高2.85m，橋面寬13m，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C60。我國目前最大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋。,1989年建成的黃河公路大橋，位于河南開封。 全長4475.09m，共108孔，其中77孔采用跨徑50m的預(yù)應(yīng)力簡支T形梁，其余31孔為跨徑20m的鋼筋混凝土T形梁。我國目前最長的簡支梁橋。,六庫怒江橋，位于云南六庫。 采用3跨變截面箱形梁，分跨為8515485m，支點(diǎn)處梁高8.5m，為跨度的1/18，跨中梁高2.8m，為跨度的1/55。橋的造型既強(qiáng)勁有力又纖細(xì)

7、美觀。我國目前最大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋。,澳大利亞珀思（Perth）斯旺（Swan）橋。 連續(xù)的上部主梁由薄壁剛架墩支承，突出了上部結(jié)構(gòu)的強(qiáng)大，箱梁高度規(guī)律性的變化形成一種起伏前進(jìn)的視覺效果。橋梁總體給人靜中有動(dòng)的美感。,瑞士蘇黎士杰尼瓦的勃郎峰橋。 變截面連續(xù)梁橋，梁底邊緣的圓形彎曲，遠(yuǎn)望象一個(gè)坦拱，具有拱橋動(dòng)態(tài)柔和的美感。,拱 橋,主要承重結(jié)構(gòu)是拱圈，它在橋面豎向移動(dòng)荷載作用下橋墩或橋臺(tái)要承受水平推力，同時(shí)，這種推力將顯著抵消在拱圈中引起的彎矩，使拱圈承受的主要是壓力。,拱橋有3種承載方式：中承式拱橋，車輛在拱的中部行駛；下承式拱橋，車輛在拱的下部行駛； 上承式拱橋，車輛在拱的上部行駛

8、；,趙州橋，位于河北趙縣。隋朝大業(yè)初年（公元605年左右），由李春所建。石拱橋，凈跨徑37.02m，寬9.0m，矢高7.23m。在拱圈兩肩上各設(shè)2個(gè)跨度不等的腹拱，既能減輕橋身自重，節(jié)省材料，又便于排洪，增加美觀。比歐洲同類橋梁早1200年。,烏巢大橋，1990年建成，位于河南鳳凰縣。 全長214m、主跨120m的雙肋石拱橋。主拱圈由2條分離式矩形石肋和8條鋼筋混凝土橫系梁組成，拱肋等高變寬，結(jié)構(gòu)輕盈，造型美觀。 世界最大跨徑的石拱橋。,萬縣長江大橋，1997年建成，位于重慶萬縣。 主橋采用鋼筋混凝土箱形拱肋，凈跨420m，單孔跨江，無深水基礎(chǔ)，在同類橋梁中跨度具世界第一。,美國新喬治河大峽谷

9、橋，1976年建成，位于美國弗吉尼亞州。 世界上最大跨徑的鋼桁架拱橋，該橋跨徑518m，橋?qū)?2m，橋面在河上高度為268m。結(jié)構(gòu)輕巧優(yōu)雅，完全沒有拱橋沉重笨拙的感覺，風(fēng)荷載小，是拱橋向大跨發(fā)展的方向。,南斯拉夫的克爾克橋，1980年建成。 跨徑為244m和390m的鋼筋混凝土箱形拱橋，橋高跨大，造型優(yōu)美。,主跨550米的“世界第一拱”上海盧浦大橋,錢江四橋位于錢塘江大橋下游4.3公里處，橋體全長1376米，寬26.4米，總投資7.6億元。大橋上層設(shè)雙向6條機(jī)動(dòng)車快速行車道，下層設(shè)地鐵、公交車專用道及行人、非機(jī)動(dòng)車通道。主要?jiǎng)?chuàng)新在于：采用組合跨徑的雙層橋面鋼管混凝土系桿拱拱橋，新穎、獨(dú)特的雙層

10、鋼拱橋國內(nèi)外獨(dú)一無二。十一拱連跨，兩個(gè)大拱，九個(gè)小拱，主跨（大拱）190米，副跨（小拱）85米 ,林同炎先生設(shè)計(jì)的最后一座橋南寧大橋。 為非對稱肋拱橋路線全長1240m，其中主橋長300m，引橋長375m，寬35m，引道長565m,剛架橋,是梁和柱（或豎墻）整體結(jié)合的橋梁結(jié)構(gòu)。在橋面豎向移動(dòng)荷載作用下，梁部主要受彎，柱腳處有水平推力，受力狀態(tài)介于梁式橋和拱橋之間。,剛架橋,剛架橋一般可分為3種類型：T形剛架橋、連續(xù)剛架橋、斜腿剛架橋。,虎門珠江輔航道橋，1997年建成，位于廣東虎門?？鐝?70m（150m+270m+150m），主跨270m，橋?qū)?3m，分上下行兩座單橋，為目前世界上最大跨徑的

11、連續(xù)剛架橋。,重慶長江大橋，1980年建成，位于重慶市。 正橋全長1120m，橋?qū)?1.0m，最大跨度174m，懸臂梁端高3.2m，根部高11.0m，掛梁跨度35m，橋墩為高70m的矩形空心高墩。是目前我國最大跨徑的預(yù)應(yīng)力混凝土T形剛架橋。,廣西桂林漓江橋，為預(yù)應(yīng)力混凝土V形墩剛架橋。 主跨和分孔為67.5+95+67.5m，主孔懸臂長27.5m，掛梁長40m，斜腿傾角45度，長12m。,芬蘭圖爾庫的米勒橋。 其跨徑71.20m，跨中梁高僅為0.86m，斜腿處梁高也只有2.70m，高跨比達(dá)到1/831/25。如此纖薄的主梁由跨越岸邊人行通道的短孔來固結(jié)和平衡。,沅陵沅水橋位于湖南沅陵縣，全長7

12、67.3m，橋?qū)?6m，主孔跨徑140m，采用851408542m的四跨不對稱預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛架，最高橋墩達(dá)52.4m。,斜拉橋,由主梁、塔柱和斜索三種基本構(gòu)件組成。用高強(qiáng)鋼材制成的斜索將主梁多點(diǎn)吊起，將主梁承受的恒載和車輛荷載傳至塔柱，再由塔柱基礎(chǔ)傳給地基。 斜拉橋的索型有輻射型、豎琴型和扇形三種。,上海南浦大橋位于上海市南碼頭，跨越黃浦江連接浦西與浦東，1991年建成。全長8346m，主橋跨徑為171423171m，為雙塔雙索面鋼與混凝土結(jié)合梁斜拉橋，扇形拉索，主塔高150m，H折線形塔身。,上海楊浦大橋也是疊合梁斜拉橋，跨徑602m，雙塔雙索面，主塔高208m，采用鉆石型塔形（倒Y形）

13、，以提高抗風(fēng)能力。,西班牙塞維利亞市建設(shè)的單側(cè)索斜拉橋，以1993年世界展覽會(huì)的會(huì)標(biāo)造型設(shè)計(jì),該橋的奇特造型及特殊的標(biāo)志意義給人以優(yōu)美的印象。但違背了斜拉橋結(jié)構(gòu)受力的基本平衡原理，平衡拉索依靠塔身后傾產(chǎn)生的偏心自重及塔下巨大基礎(chǔ)。整座橋的造價(jià)極為昂貴。,重慶石門大橋，1988年建成，位于重慶市沙坪壩，跨越嘉陵江。全長716m，主橋跨徑為200230m，橋面寬25.5m，墩高50m。塔柱在橋面以上高113m，采用單索面獨(dú)塔豎琴式布置。,南京長江三橋?yàn)樾崩瓨颍渲骺鐬?48m,主橋全長1288m，采用半漂浮結(jié)構(gòu)體系，縱向設(shè)彈性約束，限制活載及風(fēng)載作用下的鋼箱梁縱向漂移。 鋼塔柱為“人”字形塔，高2

14、15m，塔柱外側(cè)圓曲線部分半徑720m，設(shè)四道橫梁，其中下塔及下橫梁為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其它部分為鋼結(jié)構(gòu)。,227m的查爾斯干線橋是世界最寬的斜拉橋, 2002年建成, 橋?qū)?6.10.,總長8206米，其中主橋采用100+100+300+1088+300+ 100+100=2088米的七跨雙塔雙索面鋼箱梁斜拉橋，為世界第一大跨徑斜拉橋；專用航道橋采用140+268+140=548米的鋼連續(xù)梁橋，為同類橋梁工程世界第二；南北引橋采用30、50、75米預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋。,蘇通長江大橋,懸索橋,由兩個(gè)主塔將作為主要承重構(gòu)件的主纜索架起，再通過固定在主纜索上的吊桿將作為橋面承重構(gòu)件的主梁懸吊住。作

15、用在橋面上的荷載可通過主梁和吊桿加載于主塔，傳給地基。,明石海峽大橋，日本神戶市與淡路島之間跨越明石海峽的一座特大跨徑的懸索橋。大橋主橋全長3910m，主跨1990m。1988年開工，1998年5月竣工通車，是20世紀(jì)世界最大跨徑橋梁。,虎門大橋位于廣州東南約42km的珠江出?？诟浇?，1997年建成。 全長3618m，主跨徑888m，橋面寬31m。索塔為門式框架結(jié)構(gòu)，塔高147.55m。,美國紐約的布魯克林大橋，1883年建成，采用花崗巖方塊石砌筑的塔柱。,英國1981年建成的恒伯爾橋，跨徑達(dá)1410m，創(chuàng)當(dāng)時(shí)的世界記錄。塔高152m，梁高僅為3m，為跨徑的1/470。,丹麥在大帶海峽修建的大

16、帶東橋，1997年建成。 三跨懸索橋，主跨長1624m，混凝土橋塔高254m，創(chuàng)塔高世界記錄，塔柱截面呈錐形變化。,美國舊金山金門大橋，1935年建成。主跨長1280m，邊孔344m，塔高228m，橋面寬25.2m，在相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)居世界第一。,橋全長2160m，主跨1377m（列世界第5位），主梁截面為流線型閉合鋼箱，雙層橋面。橋塔為混凝土框架式結(jié)構(gòu)，平均海平面以上塔高205m，采用預(yù)制鋼筋混凝土沉箱基礎(chǔ)。橋下通航高度62m。大纜采用平行鋼絲索，直徑約1.1m；每索291束，每束有127根直徑為5.38mm的高強(qiáng)鋼絲組成。,香港青馬大橋 連接香港新機(jī)場與市區(qū)的特大跨公鐵兩用懸索橋，1997年

17、建成。按英國橋梁規(guī)范BS5400設(shè)計(jì)。,高架橋,城市高架線路橋的設(shè)計(jì)要求，除和一般橋梁相同外，尚須注意選擇最小的建筑高度，以減少橋長和引道的長度。其輪廓，尤其是墩臺(tái)要設(shè)計(jì)得輕巧并和周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。墩臺(tái)位置和基礎(chǔ)型式須配合城幣地下管線的布置，盡可能地減少拆遷工作量。橋上的安全設(shè)施應(yīng)認(rèn)真對待，橋面鋪裝層須設(shè)計(jì)得在任何季節(jié)都應(yīng)和車輪具有較好的摩阻力，車行道兩側(cè)要設(shè)置可靠的防護(hù)裝置，以防車輛越界撞擊造成事故。橋上照明須不妨礙鄰近居民，噪聲和污染程度應(yīng)降至最小。橋上排水須引至城市下水道中，不能任其自然濺落匯集。,聯(lián)邦德國費(fèi)馬恩海峽橋,臺(tái)灣關(guān)渡橋,蘭州新城黃河橋,石拱橋建造過程,首先，修建支撐橋梁的橋墩,

18、其次，在兩個(gè)橋墩之間修建木制拱架,在拱架上鋪放石頭,石拱橋建造過程,橋拱建成后，就將拱架移走,最后，在橋拱上鋪設(shè)路面,拱橋建造過程,首先，興建峽谷兩邊的橋臺(tái)和它上面的橋墩,其次，將模具懸掛在橋墩上，用現(xiàn)場制作的方法興建橋拱,拱橋建造過程,橋拱的中間部分在地面預(yù)制，然后用滑輪將它吊起安放在預(yù)定位置,混凝土路面板、邊梁和更多的橋墩興建后，便完成整座橋的興建,懸臂橋建造過程,首先，興建橋的地基、橋墩和橋臺(tái),其次，從橋墩的兩側(cè)同時(shí)興建懸臂梁,用鋼條將已建造的部分連在一起,懸臂橋建造過程,當(dāng)懸臂梁的一側(cè)延伸到橋臺(tái)后，就開始在第二個(gè)橋墩上興建新的懸臂,最后，將楔安放在中間，以完成整座橋的興建,橫梁橋建造過程,建橋開始前，專家必須考察建橋地點(diǎn)的地質(zhì)情況。他們用鉆機(jī)鉆洞，抽取地質(zhì)樣本化驗(yàn),在巖床上建造不透水的圍堰，以便將水隔開，建造橋樁基礎(chǔ),在工廠里建造巨大的鋼筋混凝土預(yù)制梁，然后運(yùn)到現(xiàn)場,橫梁橋建造過