- Page 1-桥梁工程复习提纲 桥桥梁梁工工程程复复习习提提纲纲 第一节 桥梁的组成与分类 一桥梁的组成 桥梁通常由上部结构、下部结构和桥面附属设施三部分组成 上部结构是跨越桥孔的结构，也称为桥跨结构。它包括桥梁的桥面系、桥道结构、承重 结构（主梁、桁架或拱圈等） 、连接系、支座部分组成。 下部结构是墩台和基础的总称，其作用是支承上部结构，并将结构重力和车辆、人群等 荷载传递给地基。 附属设施包括：行车道铺装、防排水系统、桥面伸缩缝、人行道、栏杆、灯柱等。 二桥梁的类 按用途分类：有公路桥、铁路桥、公铁路两用桥、城市立交桥、人行桥、轻轨铁路桥、 渠道桥、管道桥等。 按跨越障碍分类：有跨河（海、谷）桥、跨线桥、高架桥等。 按主要建筑材料分类：有圬工桥、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥、钢桥、木桥（规范 规定，除特殊情况外，不得采用）钢混凝土组合桥等。 按跨径分类：特大桥、大桥、中桥、小桥和涵洞。 三、桥梁的基本结构形式 现代桥梁按照受力特点的不同，可分为五大类， 梁式桥；拱式桥；刚构桥；斜拉桥；悬索桥； 四、桥梁的长度及跨径 桥梁长度：对于有桥台的桥梁为两岸桥台侧墙或八字墙尾端间的距离；无桥台的桥梁为 桥面系车行道长度。 桥涵跨径（跨度 L）：指桥墩中线之间的距离或桥墩中线与台背前缘的距离。 桥梁的计算跨径（l）：为支承桥梁上部结构支座中心线间的距离。对于拱桥为两拱脚处 截面中心线间的距离。它是桥梁结构分析计算时的重要参数。 第二节 桥梁总体设计 一 桥梁设计原则 按照“安全、适用、经济、美观和有利环保”的原则进行设计。安全是设计的目的，适 用是设计的功能需要， 二 桥位的选择与布置 桥位的选择会影响到桥梁的建设规模、投资、施工难易、工期和使用安全等。 大、中桥原则上服从道路路线总体要求，综合确定。特殊大桥对于路线总体方向起控制 点作用 中、小桥涵的位置应服从路线走向。 ， 三桥梁净空 桥梁净空包括：桥面净空和桥下净空， 桥面净空是指：保证车辆、行人安全通过桥梁上方的空间界限。 桥下净空是指：通航、泄洪、流水、流冰、流木或车辆通行等所需要的净跨径和净高。 四孔径设计和桥型选择 - Page 2-桥孔设计是根据桥梁跨越障碍物的性质，合理确定桥长、分跨、桥梁选型、桥面标高、 基底标高等，以满足桥下泄洪、通航或其它交通的净宽要求。 净跨径为设计洪水位（通航水位）上，两个相邻桥墩之间的净距。 总跨径为多孔桥梁净跨径的总和它应满足经水文计算决定的设计洪水流量的要求。 桥梁的分孔与跨径关系到桥梁的总造价。 桥跨结构型式选择 桥跨结构型式均有其适用跨径、结构的力学特性和对地基基础的不同要求。 五桥墩和基础型式选择： 基础是埋入地层的隐蔽工程，涉及到复杂的水文、地质等条件。 六桥梁横断面设计 横断面宽度与道路的通行能力。 机动车道的宽度，一般取 3.75m（车速 h 时，构件属于小偏心受压构件； b 0 （4）矩形截面偏心受压构件正截面抗压承载力 （5）钢筋混凝土偏心受压构件实用计算方法 （6）稳定验算 二、持久状况正常使用极限状态计算 公路桥涵的持久状况设计,应按正常使用极限状态的要求,采用作用(或活载)的短期效 应组合、长期效应组合或短期效应组合并考虑长期效应组合的影响。对于构件的抗裂、裂缝 宽度和挠度进行验算。在预应力混凝土构件中，预应力应作为荷载考虑，荷载分项系数取为 1.0。对于连续梁等超静定结构，尚应计入由预应力、温度作用等引起的次效应。 全预应力混凝土与部分预应力混凝土构件的划分 预应力混凝土构件在弹性阶段计算时的截面性质确定 预加力产生的法向应力及相应阶段的预应力钢筋应力计算 钢筋预应力损失 - Page 6-混凝土收缩续编计算 抗裂验算 裂缝宽度验算 挠度验算 三、持久状况和短暂状况的应力计算 与承载能力极限状态相比，受弯构件在使用阶段的应力计算特点： （1）计算图式不同。承载能力极限状态是以构件的破坏阶段为基础，其正截面强度计 算取图 710 所示的 IIIa 状态为计算图式基础。而短暂状况构件的应力计算，是 指图 710 所示的第 II 阶段，即：梁的带裂缝工作阶段。 （2）承载能力极限状态计算决定了构件的材料强度、尺寸、配筋量及钢筋布置，以保 证截面承载力大于荷载效应；短暂状况计算是按构件的使用条件对已设计的构件 进行验算，以保证在使用情况下的正截面应力、主拉应力（剪应力）限值。 （3）强度计算必须满足：荷载效应 M 截面承载能力 M，其中荷载效应 M 为考虑 du u du 荷载组合效应的设计值；而短暂状况构件的应力计算中涉及的内力，采用标准值， 当有组合时不考虑荷载组合系数。 （一）持久状况预应力混凝土构件应力计算 计算内容按持久状况设计的预应力混凝土构件，应计算其使用阶段正截面混凝土的法向 压应力、受拉区钢筋的拉应力和斜截面混凝土的主压应力。 作用（或荷载）取标准值汽车荷载应考虑冲击系数 （二）桥梁构件按短暂状况设计时,应计算其在制作、运输及安装等施工阶段，由自重、 施工荷载等引起的正截面和斜截面的应力，并不应超过桥规 （JTGD62）规定的限值。 施工荷载除有特别规定外，均采用标准值，当有组合时不考虑荷载组合系数。 混凝土法向应力及钢筋应力计算 截面主应力（主拉、主压）计算 第七节 梁板式上部结构的构造与施工 一 简支梁的构造与施工 （1）简支梁的定义： 桥梁上部结构分别简支于桥梁墩（台）上。梁端支座约束主梁的竖向位移（活动支座） ，或约束主梁的竖向和纵向位移（固定支座） ，但不约束主梁的转角。 横断面形式可以是等厚板、肋板、T 形、I 形截面（及其横梁、桥面板）和箱形截面。 2 （22）简支梁桥的类型：简支板桥、简支梁统称简支梁桥。 3 （33）整体式板桥的构造 （4）装配式板桥的构造 （5）装配式梁桥的构造：钢筋混凝土 T 形梁式桥（绑扎钢筋骨架、焊接钢筋骨架） 、预 应力钢筋混凝土 T 形梁式桥。 （6）不同环境条件下的钢筋保护层厚度及钢筋的细部构造 （7）简支梁桥的施工要点 1）模板与支架；2）钢筋骨架（绑扎或焊接）的加工；3）混凝土分层浇筑；4）承重结 构落架 8 （88）主梁的预制工艺、安装 二 连续梁桥的类型、构造与施工 - Page 7-多为预应力混凝土连续梁结构。其构造和受力与施工方法密切相关，不同的施工方法将 形成不同的体系转换方式，最终形成不同的内力状态。连续梁桥的构造和它的分跨布置和配 筋方式也密切相关。 1 （11）结构类型及分跨： 一般可以设计成等跨或不等跨、等高或不等高形式。通常可按 25 孔为一联布置，超 过 5 跨时其内力情况与 5 跨相差不大。 连续梁的分跨比例，应按结构支点负弯矩等于或接近跨中正弯矩的原则进行分跨。三跨 连续梁一般的分跨比例为 0.8 1.0 0.8；五跨连续梁一般的分跨比例为：0.65 0.9 1.0 0.9: : : : : : 0.65。 2 （22）截面类型及尺寸 连续梁桥的横断面设计，主要应解决正负弯矩区的截面受力，有肋形的和箱形。 3 （33）预应力筋的布置 预应力混凝土连续梁桥中，预应力钢筋的布置方式，与所采用的施工方法、施工过程及 预应力钢筋的种类密切相关。 4 （44）连续梁的施工、体系转换 1) 11) 整体（支架）施工的连续梁；2）预制架设；3）悬臂浇注（拼装） ；4）顶推法；等。第八节 混凝土梁式桥的结构计算 一 行车道板的计算 （一）T 梁梁肋跨间板计算 （二）悬臂板 （三）铰接悬臂板 二、整体式板桥计算 汽车荷载效应按车轮的有效分布宽度计算，换算为单位宽度板内的车轮荷载标准值。作 为近似，计算单位宽度的板带当作一根简支梁来计算，从而得到简化。 确定荷载的有效分布宽度 将板上沿跨径方向不同位置的荷重除以相应位置的有效分布宽度，将其作为每米板宽上 的荷载来计算板桥的内力。实体矩形截面的钢筋混凝土板，通常只需计算由恒载与活载引起 的跨中弯矩和支点剪力。 简支板桥活载内力可利用截面内力影响线和荷载的最不利纵向位置直接进行计算，并计 入汽车的冲击力。对于多车道桥梁，还应考虑荷载的折减系数。因此，板桥单位板宽上的弯 矩为： P M (1) y 12 i b 三简支梁桥主梁内力计算 简支梁桥是由多片主梁、横梁及桥面板组成的空间结构。当汽车在桥上行驶时，其车轮 荷载将在桥的横向、纵向传递到桥梁的下部结构。因此，求解汽车作用某片主梁内力的最大 值，应是一个空间问题。这种空间结构的实用求解方法，是采用变量分离法，将某项内力 的影响函数，分离成二个线性的以横向分布影响线和纵向内力影响线函数的乘积求解。 1、桥上荷载的横向分布计算方法 1）杠杆原理法：把横向结构视为梁肋上断开的简支梁（或外伸梁） 。车轮在梁支点附近 时，力的传递接近这种情况。 2）偏心压力法：把横向结构视为刚性极大的梁。车轮在窄桥（B/L0.5）跨径中部时， 力的横向传递接近这种情况。 - Page 8-3）铰接板（梁）法：视相邻板间铰接，只传递剪力。装配式板桥接近这种情况。 4）刚接梁法：视相邻梁间刚性联接，相互之间不仅传递剪力而且传递弯矩。适用于多 种简支梁桥。 5）比拟正交异性板法：将整个简支梁桥（主梁、横梁、桥面板）视为正交（相互垂直） ，异性（两向的 EI 不同）的板进行类比计算 1、桥上荷载的纵向计算 主梁指定截面的内力影响线，在最不利的位置上布载。 当作用集中力时 S=(1+)mPy i i i 当作用均布力时 S=mpdxymp ydxmp 主梁内力包络图 以梁轴作为横坐标，将各截面的控制设计内力值作为纵坐标，连接而得到的曲线，称为 包络图 四、预应力混凝土连续梁桥的结构计算 （一）恒载内力 （1）施工中结构不发生体系转换，自重作用在最终体系上（整体现浇、整体吊装） 。 （2）先期结构自重变形发生后才与后期结构相连接，并经多次连接和体系转换而成桥梁 结构最终体系，即：使用阶段的结构体系；先期结构的自重内力，不影响后期结构的内力， 主梁恒载内力，将由各施工阶段的内力叠加而得（逐孔施工和悬臂施工） 。 （3）虽然施工过程中梁体内力不断变化，但就位后主梁自重就作用在最终体系上，应按 结构不发生体系转换的桥梁，计算主梁自重内力。但应按施工过程进行施工验算（顶推法施 工） 。 （二）汽车荷载内力 在使用阶段，车辆荷载（包括人群荷载）作用在桥梁结构的最终体系上，因此用最终结 构计算。对于多梁式上部结构一般用横向分布系数和纵向影响线分解计算，车辆荷载的最大 内力为： S（1）mPy p i i i 按照挠度等效的原则，通过等代其主梁的抗弯刚度、抗扭刚度，利用简支梁的荷载横向 分布系数，求得连续梁跨中的荷载横向分布系数。 （三）预应力连续梁的预加力的次内 如预加力使构件产生的变形不被约束（如简支梁的支承只约束它的刚体位移，而不约束 其变形）时，它的效应只是由 N，Ne 引起的，称为一次效应或初效应。预加力加在变形 y y 受约束的结构（如连续梁）上，除一次效应 N，Ne 外，约束反力将引起结构内力，称为 y y 预应力的二次效应，也称为次内力。 预应力连续梁中，有关预应力束的初内力