桥梁工程概论.doc

第一章桥梁分类一、按结构体系分类按结构体系分类是以桥梁结构的力学特性为基本着眼点，对桥梁进行分类，以利于把握各种桥梁的基本特点，也是桥梁工程学习的重点之一。以重要的受力构件为基本依据，可分为梁式桥、拱式桥、刚架桥、斜拉桥、悬索桥五大类。1、梁式桥主梁为重要承重构件，受力特点为主梁受弯。重要材料为钢筋混凝土、预应力混凝土，多用于中小跨径桥梁。优点：采用钢筋砼建造的梁桥能就地取材、工业化施工、耐久性好、适应性强、整体性好且美观；这种桥型在设计理论及施工技术上都发展得比较成熟。缺陷：结构自身的自重大，约占所有设计荷载的30%至60%，且跨度越大其自重所占的比值更显著增大，大大限制了其跨越能力。2、拱式桥拱肋为重要承重构件，受力特点为拱肋承压、支承处有水平推力。重要材料是圬工、钢筋砼，合用范围视材料而定。优点：跨越能力较大；与钢桥及钢筋砼梁桥相比，可以节省大量钢材和水泥；能耐久，且养护、维修费用少；外型美观；构造较简朴，有助于广泛采用。缺陷：由于它是一种推力结构，对地基规定较高；对多孔连续拱桥，为防止一孔破坏而影响全桥，要采用特殊措施或设立单向推力墩以承受不平衡的推力，增长了工程造价；在平原区修拱桥，由于建筑高度较大，使两头的接线工程和桥面纵坡量增大，对行车极为不利。3、刚架桥是一种桥跨结构和吨台结构整体相连的桥梁，支柱与主梁共同受力，受力特点为支柱与主梁刚性连接，在主梁端部产生负弯矩，减少了跨中截面正弯矩，而支座不仅提供竖向力还承受弯矩。重要材料为钢筋砼，适宜于中小跨度，常用于需要较大的桥下净空和建筑高度受到限制的情况，如立交桥、高架桥等。优点：外形尺寸小，桥下净空大，桥下视野开阔，混凝土用量少。缺陷：基础造价较高，钢筋的用量较大，且为超静定结构，会产生次内力。4、斜拉桥梁、索、塔为重要承重构件，运用索塔上伸出的若干斜拉索在梁跨内增长了弹性支承，减小了梁内弯矩而增大了跨径。受力特点为外荷载从梁传递到索，再到索塔。重要材料为预应力钢索、混凝土、钢材。适宜于中档或大型桥梁。优点：梁体尺寸较小，使桥梁的跨越能力增大；受桥下净空和桥面标高的限制小；抗风稳定性优于悬索桥，且不需要集中锚锭构造；便于无支架施工。缺陷：由于是多次超静定结构，计算复杂；索与梁或塔的连接构造比较复杂；施工中高空作业较多，且技术规定严格。5、悬索桥主缆为重要承重构件，受力特点为外荷载从梁通过系杆传递到主缆，再到两端锚锭。重要材料为预应力钢索、混凝土、钢材，适宜于大型及超大型桥梁。优点：由于主缆采用高强钢材，受力均匀，具有很大的跨越能力。缺陷：整体钢度小，抗风稳定性不佳；需要极大的两端锚锭，费用高，难度大。二、按跨径分类按跨径分类是一种行业管理的手段，并不反映桥梁工程设计和施工的复杂性。以下是我国公路工程技术标准(JTGB01-2023)规定的按跨径划分桥梁的方法。三、按桥面位置分类1、上承式桥桥面布置在桥跨结构上面2、下承式桥桥面布置在桥跨结构下面3、中承式桥桥面布置在桥跨结构中间按重要承重结构所用的材料按重要承重结构所用的材料来划分，有木桥、钢桥、圬工桥（涉及砖、石、混凝土桥）、钢筋混凝土桥和预应力钢筋混凝土桥。1、木桥用木料建造的桥梁。木桥的优点是可就地取材，构造简朴，制造方便，小跨度多做成梁式桥，大跨度可做成行架桥或拱桥。其缺陷是容易腐朽、养护费用大、消耗木材、且易引起火灾。多用于临时性桥梁或林区桥梁。钢桥桥跨结构用钢材建造的桥梁。钢材强度高，性能优越，表观密度与允许应力之比值小，故钢桥跨越能力较大。钢桥的构件制造最合适工业化，运送和安装均较为方便，架设工期较短，破坏后易修复和更换，但钢材易锈蚀，养护困难。3、圬工桥用砖、石或素混凝土建造的桥。这种桥常作成以抗压为主的拱式结构，有砖拱桥、石拱桥和素混凝土拱桥等。由于石料抗压强度高，且可就地取材，故在公路和铁路桥梁中，以石拱桥用的较多。4、钢筋混凝土桥又称普通钢筋混凝土桥。桥跨结构采用钢筋混凝土建造的桥梁。这种桥梁，沙石骨料可以就地取材，维修简便，行车噪音小，使用寿命长，并可采用工业化和机械化施工，与钢桥相比，钢材用量与养护费用均较少，但自重大，对于特大跨度的桥梁，在跨越能力与施工难易度和速度方面，常不及钢桥优越。5、预应力钢筋混凝土桥桥跨结构采用预应力混凝土建造的桥梁。这种桥梁，运用钢筋或钢丝（索）预张力的反力，可使混凝土在受载前预先受压，在运营阶段不出现拉应力（称全预应力混凝土），或有拉应力而未出现裂缝或控制裂缝在允许宽度内（称部分预应力混凝土）。其优点是：能合理运用高强度混凝土和高强度的钢材，从而可节约钢材，减轻结构自重，增大桥梁的跨越能力；改善了结构受拉区的工作状态，提高结构的抗裂性，从而可提高结构的刚度和耐久性；在使用荷载阶段，具有较高的承载能力和疲劳强度；可采用悬臂浇筑法或悬臂拼装法施工，不影响桥下通航或