公路工程管理与实务精品课件：23桥梁的结构.ppt

1、桥梁的构造 课前提示 桥梁的组成与类型，了解尺寸名称 桥梁基础、上部结构、下部结构分类和受力特点重点掌握 熟悉桥梁设计作用的分类,桥梁的组成与类型 一、桥梁组成,桥梁由上部结构、下部结构、支座系统和附属设施四个基本部分组成。,上部结构通常又称为桥跨结构，是在线路中断时跨越障碍的主要承重结构；下部结构包括桥墩、桥台和基础；桥梁附属设施包括桥面系、伸缩缝、桥头搭板和锥形护坡等，桥面系包括桥面铺装（或称行车道铺装）、排水防水系统、栏杆（或防撞栏杆）、灯光照明等。,二、相关尺寸术语,1、梁式桥净跨径是设计洪水位上相邻两个桥墩(或桥台)之间的净距，用L表示。对于拱式桥是每孔拱跨两个拱脚截面最低点之间的水

2、平距离。,2计算跨径对于具有支座的桥梁，是指桥跨结构相邻两个支座中心之间的距离，用l表示。拱圈(或拱肋)各截面形心点的连线称为拱轴线，计算跨径为拱轴线两端点之间的水平距离。,3桥梁高度简称桥高，是指桥面与低水位之间的高差，或为桥面与桥下线路路面之间的距离。桥高在某种程度上反映了桥梁施工的难易性。,4建筑高度是桥上行车路面(或轨顶)标高至桥跨结构最下缘之间的距离，它不仅与桥梁结构的体系和跨径的大小有关，而且还随行车部分在桥上布置的高度位置而异。公路(或铁路)定线中所确定的桥面(或轨顶)标高，对通航净空顶部标高之差，又称为容许建筑高度。桥梁的建筑高度不得大于其容许建筑高度，否则就不能保证桥下的通航

3、要求。,5矢跨比是拱桥中拱圈(或拱肋)的计算矢高f与计算跨l之比，也称拱矢度，它是反映拱桥受力特性的一个重要指标。,6涵洞是用来宣泄路堤下水流的构造物。通常在建造涵洞处路堤不中断。为了区别于桥梁，单孔跨径不到5m的结构物，均称为涵洞。,例题：桥跨结构相邻两支座中心之间的距离称为（ ）。 A.标准跨径 B.理论跨径 C.计算跨径 D.经济跨径 答案：C,例题：桥面与低水位之间的高差称之为（ ）。 A.桥梁建筑高度 B.桥梁高度 C.桥下净空高度 D.桥梁通航高度 答案：B,三、桥梁的分类 （一）按桥梁的结构分类 按结构体系划分，有梁式桥、拱桥、刚架桥、悬索桥等四种基本体系。,1.梁式体系 梁式体

4、系是古老的结构体系。梁作为承重结构是以它的抗弯能力来承受荷载的。梁分简支梁、悬臂梁、固端梁和连续梁等。,2.拱式体系 拱式体系的主要承重结构是拱肋(或拱箱)，以承压为主，可采用抗压能力强的圬工材料(石、混凝土与钢筋混凝土)来修建。拱是有推力的结构，对地基要求较高,3.刚架桥,刚架桥是介于梁与拱之间的一种结构体系，整个体系是压弯结构，也是有推力的结构。 一般用于跨径不大的城市桥或公路高架桥和立交桥。,4.悬索桥,是指以悬索为主要承重结构的桥。其主要构造是：缆、塔、锚、吊索及桥面，一般还有加劲梁。悬索桥是大跨桥梁的主要形式，因其主要杆件受拉力，材料利用效率最高，其能比其他形式的桥梁更能经济合理地修

5、建大跨度桥。,5.组合体系 （1）连续刚构 连续刚构都是由梁和刚架相结合的体系，它是预应力混凝土结构采用悬臂施工法而发展起来的一种新体系。,（2）梁、拱组合体系 这类体系中有系杆拱、桁架拱、多跨拱梁结构等。它们利用梁的受弯与拱的承压特点组成联合结构。,（3）斜拉桥,结构充分利用材料的受力特性，从而减小了结构自重，节省了材料。,（二）桥梁的其他分类,例题：拱桥的承重结构以（ ）为主。 A.受拉 B.受压 C.受弯 D.受扭 答案：B,桥梁基础分类和受力特点 桥梁基础按施工方法可分为扩大基础、桩基础、管柱、沉井、地下连续墙等，下面分别介绍各类基础的分类及受力特点。 一、扩大基础 扩大基础按其施工方

6、法分为机械开挖基坑浇筑法、人工开挖基坑浇筑法、土石围堰开挖基坑浇筑法、板桩围堰开挖基坑浇筑法。,扩大基础按其材料性能特点可分为配筋与不配筋的条形基础和单独基础。无筋扩大基础常用的有混凝土基础、片石混凝土基础等,扩大基础是由地基反力承担全部上部荷载，将上部荷载通过基础分散至基础底面，使之满足地基承载力和变形要求。扩大基础主要承受压应力，一般用抗压性能好，抗弯拉、抗剪性能较差的材料(如混凝土、毛石、三合土等)建造，适用于地基承载力较好的各类土层。,二、桩基础 1.桩的分类 (1)按桩的使用功能分类 竖向抗压桩： 竖向抗拔桩： 水平受荷桩： 复合受荷桩：,(2)按桩承载性能分类 摩擦桩： 端承桩 摩

7、擦端承桩： 端承摩擦桩： (3)按桩身材料分类 可分为木桩，混凝土桩，钢桩，组合桩等。,(4)按桩径大小分类 小桩：桩径d250mm。 中等直径桩：250mmd800mm。 大直径桩：桩径d800mm。因为桩径大且桩端还可以扩大，因此，单桩承载力较高。 (5)按施工方法分类 可分为沉桩、钻孔灌注桩、挖孔桩，其中沉桩又分为锤击沉桩法、振动沉桩法、射水沉桩法、静力压桩法。,沉桩：锤击沉桩法一般适用于松散、中密砂土、黏性土，桩锤有坠锤、单动汽锤、双动汽锤、柴油机锤、液压锤等，可根据土质情况选用适用的桩锤；振动沉桩法一般适用于砂土，硬塑及软塑的黏性土和中密及较松的碎石土；射水沉桩法适用在密实砂土，碎石

8、土的土层中，用锤击法或振动法沉桩有困难时，可用射水法配合进行；,静力压桩法在标准贯入度N20的软黏土中，可用特制的液压机或机力千斤顶或卷扬机等设备沉入各种类型的桩；钻孔埋置桩为钻孔后，将预制的钢筋混凝土圆形有底空心桩埋入，并在桩周压注水泥砂浆固结而成，适用于在黏性土、砂土、碎石土中埋置大量的大直径圆桩。,钻孔灌注桩适用于黏性土、砂土、砾卵石、碎石、岩石等各类土层。 挖孔灌注桩适用于无地下水或少量地下水，且较密实的土层或风化岩层，如空气污染物超标，必须采取通风措施。 2桩基础的受力计算 （略）。,三、沉井,沉井基础是一种断面和刚度均比桩要大得多的井筒状结构，是依靠在井内挖士，借助井体自重及其他辅

9、助措施而逐步下沉至预定设计标高，最终形成的一种结构深基础型式。,特点：沉井基础施工时占地面积小，坑壁不需设临时支撑和防水围堰或板桩围护，与大开挖相比较，挖土量少，对邻近建筑物的影响比较小，操作简便，无需特殊的专业设备。,沉井基础刚度大，有较大的横向抗力，抗振性能可靠，尤其适用于竖向和横向承载力大的深基础。 沉井基础按其制造情况可分为就地浇筑下沉沉井、浮式沉井；按其横截面形状分为圆形、矩形、椭圆形、圆端形、多边形及多孔井字形沉井等；按其竖向剖面形状可分为柱形、锥形、阶梯形沉井等；,四、地下连续墙,地下连续墙施工过程示意图,地下挡土墙墙体刚度大，主要承受竖向和侧向荷载，通常既要作为永久性结构的一部

10、分，又要作为地下工程施工过程中的防护结构，因此，设计时应计算在施工期间及使用各个阶段，各种支承条件下的墙体内力。作用在墙体上的荷载，除自重外，主要有水压力、土压力、地震力以及上部荷载，施工荷载等。,地下连续墙分类如下： 按成墙方式可分为桩排式、壁板式、组合式。 按墙的用途可分为临时挡土墙、用作主体结构一部分兼做临时挡土墙的地下连续墙、用作多边形基础兼做墙体的地下连续墙。 按挖槽方式大致可分为抓斗式、冲击式、回转式。,例题：当地基计算沉降过大或结构物对不均匀沉降敏感时，可采用（ ）。 A.沉井基础 B.桩基础 C.管柱 D.刚性基础 答案：B,例题：在地基承载力好的土层上修建桥梁时，宜采用的基础是（ ）。 A.刚性基础 B.桩基础 C.管柱基础 D.沉井基础 答案：A,