桥梁工程教案.doc
- 文档编号:92119
- 上传时间:2022-10-02
- 格式:DOC
- 页数:85
- 大小:1.74MB
桥梁工程教案.doc
《桥梁工程教案.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《桥梁工程教案.doc(85页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
《桥梁工程》教案
(版权所有,请勿复制)
郑州大学水利与环境学院李清富
目录
第一章绪论 3
第二章桥梁总体规划和设计原则、程序 7
第三章作用及作用效应组合 9
第四章桥面布置与桥面构造 13
第五章混凝土简支梁桥 16
第六章圬工和钢筋混凝土拱桥 36
第七章混凝土连续梁桥 57
第九章桥梁支座 70
第十章桥梁墩台 74
第一章绪论
本章主要讲述国内外桥梁建设的发展历史以及桥梁的分类与组成,要求学生重点掌握桥梁的分类方法、各组成部分名称与作用。
1.1概述
1.1.1桥梁地位和作用
(1)桥梁:
当道路通过河流、山谷或与其他路线交汇时,所修建的人工结构物,即道路为跨越障碍物所建造的结构物,成为桥梁(涵洞)。
(2)地位和作用:
桥梁是道路的重要组成部分,是确保道路畅通的重要环节,在造价上,桥涵一般占道路总造价的10%-20%,而且大桥往往是道路、公路建设控制工程和施工的关键。
在政治、经济和国防上有重要意义,同时与建桥地区经济、工业发展、农业、人民生活等密切相关。
1.1.2中国桥建史
中国是四大文明古国之一,在世界桥建史上写下了不少光辉灿烂的篇章。
我国古代桥梁不但数量惊人,而且类型丰富多彩,几乎包含了近代桥梁中的最主要类型。
(1)史料记载:
周文王时代,渭河上架设过大型浮桥;公元35年东汉光武帝时,在今宜都和宜昌之间修建了横跨长江的浮桥。
(2)春秋战国时期:
黄河流域遍布梁式木桥。
(3)我国是最早有吊桥的国家:
唐朝中期,我国由竹索、藤索发展到用铁链建造吊桥,西方在16世纪才开始建造铁链吊桥,晚中国近千年。
四川泸定县的大渡河铁索桥(1706年):
桥跨100M,宽2.8M,13条锚固于两岸的铁索组成;四川灌县的安澜竹索桥:
全长340M,8孔,最大跨径61M,由24根竹索组成。
(4)石桥:
天然石料加工而成,遍布全国各地,数量在古代居首。
其中:
石梁桥(代表):
1053-1059年,福建泉州的万安桥:
长800多米,47孔以磐石铺遍桥位江底,匠心独运的用养殖海生牡蛎的方法胶固桥基使成整体,世界上绝无仅有的造桥方法。
1240年,福建漳州虎渡桥:
长335米,某些石梁长23.7米,宽1.7米,高1.9米,重达200多吨。
历史记载:
利用潮水涨落浮运架设。
石拱桥(代表):
河北赵县的赵州桥:
隋大业初年,李春所创。
空腹式圆弧形石拱桥,净跨37.02米,宽9米,拱矢高7.23米。
像这样的敞肩拱桥,欧洲19世纪中叶才出现,晚1200年。
(5)组合式梁桥:
1169年,广东潮安县湘子桥:
长517.95米,19孔,上部有石拱、木梁、石梁等多种形式。
中间有18条浮船组成长97.3米的开合式浮桥。
历史上最早的开合式桥,石桥之长,石墩之大,桥型之多,施工条件之难,工程历时之长均为古代建桥史上罕见。
(6)1840年鸦片战争后至新中国成立:
桥梁建设大部分是外国投资,洋人设计,外商承包。
解放前,公路桥梁多为木桥,年久失修,破烂不堪。
当时我国修建的公路钢架桥,吊桥和钢筋砼拱桥等,与当时世界水平相比相去甚远。
(7)新中国成立后:
桥梁建设突飞猛进,修复和加固了许多老桥,又修建了大量新桥。
1957年,武汉长江大桥,“一桥飞架南北,天堑变通途”。
公路铁路两用桥全长1670.4米,正桥三联3×128m,连续钢桁梁,双线铁路,上层公路桥面宽18米,两侧各设2.25米人行道。
1969年,南京长江大桥,我国自行设计、施工、建造,国产高强钢筋。
公铁两用桥,上层公路,下层铁路。
铁路部分全长6772米,公路部分全长4589米。
正桥除北岸第一孔为128米简支钢桁梁外,其余9孔3联3×160米的连续钢桁梁。
我国建桥技术达到国际水平。
我国桥梁史上一个重要标志。
1958年以来:
因地制宜修建了大量的石拱桥,有的跨径已超过100米,1969年我国首创双曲拱桥,最大跨径达到150米。
全国各地建造了许多各具特色的拱桥。
在拱桥施工技术方面,除了有支架施工,对于大跨径拱桥,广泛采用了无支架施工。
钢筋砼与预应力砼梁式桥,刚架桥获得了很大进展。
中小型梁式桥设计实现了标准化,跨径进一步增大,施工技术越来越先进。
最近几年,一些适合大跨度的桥梁型式相继建成。
(8)进一步发展:
材料多样化,桥型多样化,大跨度,施工机械化,设计标准化,电算化,管理科学化。
1.1.3国外桥建史
早在罗马时代,欧洲的石拱桥艺术在世界桥梁史上抒写了灿烂的篇章。
意大利文艺复兴后,特别是18世纪工业革命,促进了工业的发展,促进了桥建技术方面的空前发展。
(1)圬工拱桥:
1855年起法国建造了第一批应用水泥砂浆砌筑的拱桥。
1899-1903年在卢森堡建成了跨度为84米的石拱桥。
1870年德国建造了一批水泥砼拱桥。
1946年瑞典建成了目前世界上跨度最大的石拱桥。
(2)钢筋砼拱桥:
从19世纪末到20世纪50年代,钢筋砼拱桥无论在跨度,结构体系和主拱圈界面形式上均有很大发展。
1873年法国的约瑟夫莫尼尔首创建成了跨度为390米的柯尔克大桥。
(3)钢筋砼和预应力砼梁桥:
从小跨径到大跨度发展,钢筋砼梁桥自重大,跨度小。
预应力砼桥发展较快:
1928年法国福莱西奈将预应力技术付诸实施,1948年,法国用预应力修复了马恩河上的五座桥梁。
1952年,西德莱茵河上的沃伦姆斯桥;1962年,莱茵河上的本道尔夫桥,悬臂施工,中跨208米;1976年,日本连续钢架桥-浜名大桥,55米+140米+240米+140米+55米;1980年菲律宾的科勒-巴贝尔塞浦桥,中跨240.8米。
连续梁桥,采用顶推法施工。
(4)吊桥和斜拉桥:
世界上第一座有钢筋砼主梁的斜拉桥为1925年西班牙的跨越谭伯尔河的水道桥,跨度60.35米。
1962年,委内瑞拉马拉开波湖大桥,预应力砼斜拉桥,主桥跨径160+5×235+160(M);西班牙的路那巴里噢斯桥,中跨跨径440米,采用双面辐射型密索布置,斜拉桥;1937年,美国旧金山金门大桥,主跨达1280米,钢吊桥。
(5)国外桥建发展方向:
材料:
砼向轻质、高强、耐久方面发展(高性能砼);预应力筋,高强、低松弛、耐腐蚀、强粘结、便于拼接。
施工方法:
快速简便,工业化制造,采用大型架设、起吊机具。
设计方面:
40米跨度以内,趋于标准化,80米以上和稍大跨度,重点采用个别优化设计和构造方案,以利于总结经验,不断提高经济指标。
设计理论:
容许应力→极限状态→概率极限状态;简化平面设计→空间立体→优化设计
1.2桥梁的组成和分类
1.2.1桥梁的基本组成部分和作用
(1)基本组成和作用
上部结构(又称桥跨结构):
线路中断时跨越障碍的建筑物,包括承重结构和桥面系。
主要承受车辆和人群荷载,并通过支座把荷载传递给桥墩、桥台。
下部结构(包括桥墩、桥台):
支撑上部结构的建筑物,并把上部结构传来的荷载连同自身重量较均匀的传递给基础。
同时桥墩还起着联系相邻桥跨的作用,桥台起着与道路衔接的作用。
基础:
介于下部结构和地基之间的结构物。
承受上部结构、下部结构传来的荷载,并将荷载连同自身重量传递给地基。
附属工程:
护坡、护岸及各种导流工程等。
防止路堤被水冲刷,维护路堤边坡稳定,引导水流顺畅通过桥孔等。
(2)桥梁结构主要组成名称、术语和主要尺寸
净跨径:
梁桥,设计洪水位上相邻两个桥墩或桥台之间的净距;对于拱桥,每孔拱跨两个拱脚截面最低点之间的水平距离。
总跨径:
各孔净跨径的总和,又称桥梁孔径,反映桥下泄洪能力。
计算跨径:
有支座的桥梁,指桥跨相邻两支座中心的距离,拱桥为两相邻拱脚截面形心点之间的水平距离。
拱轴线:
拱圈各截面形心点的连线。
桥梁全长:
两个桥台侧墙或八字墙尾端之间的距离;无桥台的桥梁为桥面系行车道全长。
桥梁高度:
桥面与低水位之间的高差或桥面与桥下线路路面之间的距离。
桥下净空高度:
设计洪水位或计算道航水位至上部结构最下缘之间的距离。
建筑高度:
行车路面或轨顶标高至上部结构最下缘之间的距离。
净矢高:
从拱顶截面下缘到相邻两拱脚截面下缘最低点之间连线的垂直距离。
计算矢高:
拱顶截面形心点到相邻两拱脚截面形心连线的垂直距离
矢跨比:
计算矢高与计算跨径之比
标准跨径:
对于梁桥为桥墩中心线之间或桥墩中心线至桥台台背前缘的距离,对于拱桥,同净跨径。
涵洞:
宣泄路堤下水流的构造物。
1.2.2桥梁的主要类型
(1)按受力体系分类:
①梁式桥(BeamBridge):
垂直荷载作用下无水平反力结构。
主要承重构件为梁或板,梁式桥属于受弯构件,在拉区配主筋承受拉力。
梁式桥又分为简支梁桥,悬臂梁桥和连续梁桥三种基本类型。
②拱桥(ArchBridge):
竖向荷载作用下,墩台承受较大水平推力,主要承重结构是拱圈或拱肋,弯矩和变形较小,以受压为主。
拱桥按行车系位置不同可分为上承式、下承式和中承式三种类型。
③刚架桥(Rigid-FrameBridge):
上、下部结构连成整体,梁柱连接处具有很大刚性。
在竖向荷载作用下,墩台承受竖向反力、弯矩和水平力,属于压弯构件。
④缆索承重桥(CableSupportedBridge):
自重轻,刚度差,较大变形和振动。
在竖向荷载作用下,通过吊杆使缆索承受很大拉力。
或者缆索直接承受拉力,具有水平反力的结构。
⑤组合体系桥(CombinedBridge):
梁、拱、吊不同组合。
梁-拱组合、梁-索组合。
(2)其他分类:
①按用途分:
公路、铁路、公铁两用、农用桥、人行桥、运水桥
②按全长和跨径分:
特大桥、大桥、中桥和小桥。
③按主要承重结构材料分:
圬工、钢筋砼、预应力砼、钢桥
④按跨越障碍物的性质分:
跨河、线、高架桥、栈桥
⑤按上部结构的行车道位置分:
上承式、中承式和下承式
⑥按使用性质分为:
临时、半永久、永久、浮桥、开启桥、漫水桥
⑦按梁轴线与河流相交的角度分:
正交和斜交桥。
习题1
1.桥梁主要由哪几部分组成?
各部分作用是什么?
2.简述桥梁的分类。
3.解释桥梁工程常用名词和术语。
第二章桥梁总体规划和设计原则、程序
本章主要讲述桥梁总体规划的原则和设计程序,桥梁平面设计、纵断面设计和横断面设计的基本要求,要求学生重点掌握桥梁设计的基本要求和桥梁纵横断面、平面布置的原则。
2.1桥梁设计原则和基本设计资料
2.1.1设计的基本要求
(1)使用上的要求:
安全、适用、耐久
(2)经济上的要求:
技术经济比较,经济合理
(3)结构尺寸和构造上的要求:
要有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性
(4)施工上的要求:
便于制造和架设,施工安全
(5)美学上的要求:
与周围景观协调,优美的外形
(6)环境保护和可持续发展
2.1.2设计资料的调查
主要调查内容应包括:
(1)桥梁的使用任务;
(2)桥位附近的地形;(3)桥位地质情况;
(4)河流的水文情况;(5)当地建筑材料的来源和供应;
(6)施工单位技术水平、装备;(7)当地气象资料;(8)新建桥位上、下游有无老桥
2.2桥梁纵、横断面设计和平面布置
2.2.1桥梁纵断面设计
确定桥梁总跨径、桥梁分孔、桥道标高、桥上和桥头引道纵坡、基础埋深等
(1)总跨径:
满足桥下泄洪要求,使河床、河岸不致遭受过大冲刷。
(2)桥梁分孔:
分孔后的孔径必须保证设计洪水频率和水流中夹带着的泥石、冰块、木材及其他漂浮物能安全通过桥孔。
最经济的分孔方式是使上下部结构的总造价趋于最低。
桥梁分孔以奇数为美,尽可能的采用等跨径。
分孔要考虑使用任务、地形与环境、河床地质、水文等情况,经技术经济比较确定。
(3)桥道标高:
跨河桥,保证桥下通航和排洪要求;跨线桥,确保桥下行车安全。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 桥梁工程 教案
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)