第二章 桥梁的基本组成和分类,第一节 桥梁的基本组成部分 第二节 桥梁的主要类型,桥梁的基本组成,桥梁的基本组成,桥梁的基本组成,枯水季节的最低水位称为低水位； 洪峰季节河流中的最高水位称为高水位。 桥梁设计中按照规定的设计洪水频率计算所得的高水位，称为设计洪水位。,桥梁下的水位,桥梁的主要术语,净跨径（L0） 总跨径（L0） 计算跨径（l） 标准跨径（lb） 桥梁全长（L） 桥梁高度（H1）,桥下净空高度（H） 建筑高度（h或h） 净矢高（f0） 计算矢高（f ） 矢跨比（f / l） 涵洞,净跨径L0：对于梁式桥是设计洪水位上相邻两个桥墩(或桥台)间的净距；对于拱式桥是每孔拱跨两个拱脚截面最低点之间的水平距离。 总跨径L0：多孔桥梁中各孔净跨径的总和，反映桥下宣泄洪水的能力。 计算跨径l ：指桥跨结构相邻两个支座中心之间的距离；对于拱式桥是相邻拱脚截面形心点之间的水平距离。桥跨结构的力学计算以此为基准。(拱轴线),L0,桥梁全长L：桥梁两个桥台的侧墙或八字墙后端点间的距离。 桥梁高度H1：指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H：是设计洪水位或计算通航水位至桥跨结构最下缘之间的距离。,L0,建筑高度h或h ：是桥上行车路面至桥跨结构最下缘之间的距离。 标准跨径 lb ：对标准设计或新建桥涵跨径在60m以下时，一般均应尽量采用。从0.75m60m，共分22种。对于梁式桥指两相邻桥墩中线之间的距离，对于拱式桥，则是净跨径。 净矢高 f0 ：从拱顶截面下缘至相邻两拱脚截面下缘最低点之连线的垂直距离。,计算矢高 f ：从拱顶截面形心至相邻两拱脚截面形心之连线的垂直距离。 矢跨比 f /l ：是拱桥中拱圈(或拱肋)的计算矢高与计算跨径之比，又称为拱矢度，反映拱桥受力特性的指标。 涵洞：用来宣泄路堤下水流的构造物；多孔跨径的全长不到8m和单孔跨径不到5m的泄水结构物。,伦敦塔桥,世界最高的橋 法國 Millau Viaduct 高架橋位於法國南部，於2004年12月14日由法國總統 希拉克主持落成儀式，12月16日正式通車，這座目前世界上最高的橋，連接法國南部到西班牙之間，車行其間有如穿越雲端一般。 紀錄：世界最高的橋 (橋距離河谷的平均高度為280公尺，橋面最高點離地有270公尺，相當於90層樓高，2號橋墩的斜張鋼索離地面最高點更高達343公尺，比巴黎鐵塔還高。) 地點：法國南部 連接：法國巴黎到郎格多克地中海岸，延伸到與西班牙巴塞隆納高速公路相連的A75號公路。 橫跨：塔恩河谷 效益：原山路路程需時3個小時，完工通車後只需10分鐘 總長：2460公尺 結構：橋面由七座鋼筋混凝土橋墩支撐，加上斜張鋼索結構 橋墩數量：7座 最矮橋墩高度：77公尺(七號墩) 最高橋墩高度：343公尺(二號墩) 橋梁最高点離地面270公尺 橋索數量：154捆 橋面厚度：4.20公尺 橋面寬度：32.05公尺 水泥體積：85,000立方公尺 金屬結構重量：36,000公噸 設計：英國建築師諾曼福斯特 (Norman Foster)1987年開始設計 施工：艾法吉 (Eiffage) 營建公司 經費：3億9400萬歐元 (約台幣169億元)由艾法吉公司獨資 動工：2001年12月 (施工期間無安全事故發生) 落成：2004年12月14日 通車：2004年12月16日 管理：艾法吉公司擁有75年的管理權 過橋費：淡季為4.6歐元/車，7-8月為6.5歐元/車 一日遊收費：32-48歐元不等,1.按用途分 公路桥 铁路桥 公路铁路两用桥 农桥、人行桥，各种专用桥,2.按主要承重结构材料分 圬工桥 钢筋混凝土桥 预应力混凝土桥 钢桥 木桥,桥梁的主要类型分类,3.按跨越障碍物的性质分 跨河桥 跨线桥(立体交叉) 高架桥 栈桥,4.按上部结构行车道的位置分 上承式桥 中承式桥 下承式桥,桥梁的主要类型分类,栈 桥,栈桥：形状像桥的建筑物，建在车站、港口、矿山或工厂，用于装卸货物或上下旅客。在土木工程中，为运输材料、设备、人员而修建的临时桥梁设施，按采用的材料分为木栈桥和钢栈桥。目前世界上最长的施工栈桥宁波杭州湾跨海大桥南岸施工栈桥，全长9444米，共633跨，是海上主桥施工物资供应及交通出入的唯一通道，也是整座跨海大桥施工的基础性工程和控制性工程。,铁路轮渡中的栈桥是供机车车辆驶上和驶下渡船的桥梁建筑物。在宽阔的河流、海峡等水域中，栈桥都是相对应地建筑在两岸，渡船的航线为S形。在较狭窄的江河中，栈桥是错开设置于两岸的，渡船的航线为V形。 栈桥由桥墩、桥台、钢梁、跳板梁和升降机械设备等组成。栈桥的结构形式与桥梁基本相同，不同的是桥梁的梁部结构和轨面固定不动、全部跨越河道，栈桥的梁部结构和轨面可随水位的涨落而升降，轨面坡度可随之调节。此外，栈桥只伸入水域一部分。栈桥的下部结构为混凝土或钢筋混凝土的桥墩和桥台；上部结构为钢板梁或钢桁梁。桥墩和桥台是支承桥梁上部结构和荷载的构筑物。桥台在栈桥靠岸一端，与路堤相连。跳板梁是连接栈桥和渡船的设备，它在栈桥入水的一端。,栈桥是青岛的象征。 她位于青岛湾中，与市内最繁华的中山路成一条直线，由海岸前伸入海，素有“长虹远引”之美誉。 栈桥初建于光绪十八年，俗称前海栈桥、南海栈桥、大码头。位于青岛市市南区海滨，青岛湾北侧，与小青岛隔水相望，北端与中山路成一直线相连，被视为青岛市重要标志。栈桥始建于清光绪十八年（1892年），为总兵衙门章高元所施，1893年竣工。全长200 米，宽10米，石基灰面，桥面两侧装有铁护栏，是青岛最早的军事专用人工码头建筑。德国侵占青岛后，栈桥成为货运码头 。1901年5月扩建，北段为水泥铺面，铁护栏改为铁索护栏，并将桥面向南延长至350米，延长部分为钢架木面结构，增铺轻便铁道,以利运输。1905年前后，商货运输移至青岛大港，栈桥遂成为船舶检疫、引水专用码头。1931年9月至1933年4月，青岛市政当局投资25.8万元扩修，将原桥的钢木结构部分,改建为钢筋混凝土34排桩通透结构，桥面铺以水泥，桥身延长至440米，同时将桥面高度提高了0.5米，并在南端增建了半圆形防波堤，堤内新筑具有民族风格的双层飞檐八角亭阁，定名回澜阁。从此，栈桥成为青岛的重要标志性建筑物和著名风景游览点。,5. 按桥梁全长和跨径的不同分为 特殊大桥 中桥,大桥 小桥,桥梁的主要类型分类,由基本构件组成的各种结构物，在力学上可归结为：梁式、拱式、悬吊式三种基本体系和它们之间的各种组合。,桥梁的基本体系,1.梁式桥一种使用最广泛的桥梁型式。,(1)概念（特点）在竖直荷载作用下，梁的截面只承受弯矩，支座只承受竖直方向的力的桥梁结构型式。,（2）梁桥分类,简支梁桥,桥梁的基本体系,悬臂梁桥,桥梁的基本体系,连续梁桥,桥梁的基本体系,另：钢桥,(3)主梁截面型式,适用于简支梁桥截面(板桥、箱型梁桥、 T型梁桥 ）,桥梁的基本体系,适用于悬臂梁桥和连续梁桥的截面（箱型梁桥）,桥梁的基本体系,举 例,加拿大：魁北克桥； 徐州南三环立交桥，汉桥, 开封黄河大桥,2.拱式桥,(1)概念（特点）：拱桥的主要承重结构拱圈或拱肋，在竖向荷载作用下，桥墩或桥台不仅承受竖向力而且将承受水平推力。,桥梁的基本体系,与梁桥比较，拱桥具有以下特点,拱的弯矩和变形小，承重结构主要以受压为主，可以采用圬工材料修建圬工拱桥； 跨越能力很大，造型美观； 下部结构和地基必须可经受很大水平推力，因此，拱桥对地基的要求较高； 施工较梁桥困难。,拱桥类型,一般拱桥,系杆拱桥,飞鸟式三跨无推力拱桥,拱桥类型,(3)拱圈或拱肋横截面类型板拱桥a,b、肋拱桥e,f,g、双曲拱桥c、箱形拱桥d、钢管砼拱桥h,I,j,k,l,桥梁的基本体系,世界大跨径钢筋砼拱桥,中国大跨径钢管砼拱桥,世界大跨径钢拱桥,重庆万县长江大桥； 悉尼港大桥 乌江大桥,举 例,金沙江大桥,位于宜宾市，是中国采用缆索吊装施工，跨径最大的钢筋混凝土箱形拱桥。 主孔150m，全长245m。桥面为净7+21.5m人行道。 主拱圈箱高2.0m，箱宽7.6m，矢跨比1/7，全拱圈横向分5个箱室(预制组合薄腹单室箱）；纵向分5段预制，缆索吊装就位后再组合成整体箱，最大吊重700kN。 1979年3月建成。四川省交通规划设计院设计，四川省桥梁公司施工。,3.钢架桥,(1)概念：主要承重结构梁或板和立柱或竖墙结合在一起的钢架结构，在竖向荷载作用下，梁部主要受弯，在柱脚处除承受竖向力外也承受水平推力。,桥梁的基本体系,钢架桥特点,受力介于梁桥和拱桥之间； 建筑高度小，降低线路标高，改善纵坡，减少路堤土方量； 普通钢筋混凝土的钢架桥施工较困难，梁柱钢接处易发生裂缝。,(2)钢架桥类型,多跨悬臂钢构桥,桥梁的基本体系,多跨连续钢构桥,桥梁的基本体系,斜腿式钢构桥,桥梁的基本体系,(3)钢构桥截面类型,主要承受负弯矩：,桥梁的基本体系,重庆长江大桥； 虎门珠江辅航道桥,举 例,预应力砼桁架式T形刚构桥湖北黄陵矶桥,自重轻，节省材料，预制安装工艺复杂，节点易出现裂纹。,桥长380m，分跨为720539053220m。主孔长90m，由悬臂加挂孔组成，臂长37m，挂孔16m，桥宽8.5m，沉井基础，箱式墩。 上部结构由两片桁架构成，上设预应力砼简支板，用横向预应力筋与主桁连成整体，形成纵联，下弦杆无纵向联结系。受拉杆件用预应力钢筋，受压构件采用普通钢筋。悬臂拼装速度快。 这种桥型轻巧美观，用料省。1979年建成。,4.吊桥(悬索桥),一种最适合于大跨度的桥梁型式。也是目前跨径超过1000m的唯一桥型。,(1)概念：悬挂在两边塔架上的强大缆索作为主要承重结构，在竖向荷载作用下，通过吊杆缆索承受巨大拉力，需修建锚碇结构。,桥梁的基本体系,悬索桥特点,采用高强度的钢缆，发挥其抗拉性能，可设置特大跨径（目前桥梁施工技术可以达到的最大跨径为将于2007年建造的意大利墨西拿大桥，跨径将达到3300m）； 钢缆易于运输，结构的构件组成轻，便于无支架悬吊拼装； 在山岭地带，多采用吊桥； 自重轻，结构刚度差。,(2)吊桥类型,单跨式吊桥,桥梁的基本体系,三跨式吊桥,桥梁的基本体系,(3)吊桥加筋梁横截面类型,桥梁的基本体系,举 例,江阴长江大桥,香港青马大桥,整个吊桥的发展历史，是和变形与振动斗争的历史，也是争取刚度的历史！,5.斜拉桥,20世纪50年代蓬勃兴起的一种桥梁型式。 第一座现代斜拉桥是1955年瑞典的斯特罗姆海峡桥，跨径为182.6m。,(1)概念：将梁用若干根斜拉索拉在塔柱上，将主梁的恒载和车辆荷载传至塔柱，再通过塔柱基础，传给地基。,桥梁的基本体系,斜拉桥特点,主梁尺寸减小，自重降低，节省结构材料，增加跨越能力； 与吊桥相比，结构刚度大，结构变形小，抵抗风振的能力好。,(2)斜拉桥的组成,斜索、塔柱、主梁,斜索 放射形、竖琴形、扇形、,桥梁的基本体系,辐射形斜索,竖琴形斜索,扇形斜索（常用）,桥梁的基本体系,塔柱,从桥的立面看：独柱型、A型、倒Y型 从桥梁的行车方向看：有多种，下图：,桥梁的基本体系,(3)斜拉桥控制要点,高耸塔柱的抗震和抗风等动力稳定性问题； 主梁受压力过大问题； 长斜索因自重垂度过大问题； 斜索的防腐问题。,桥梁的基本体系,主梁截面类型：与吊桥基本类同,桥梁的基本体系,6.组合体系桥梁,其承重结构由几种结构型式组合而成的桥梁型式。,拱梁组合体系桥梁,桥梁的基本体系,钢桁架和钢拱组合体系,钢梁和悬吊系统组合体系,钢梁和斜拉索组合体系,斜拉索和悬索组合体系,根据桥梁受力特点的分类，说明各类桥梁的受力情况。 与梁式桥相比，拱式桥有哪些特点？,思考题？,