1、.桥梁工程及施工技术桥梁工程及施工技术.第一章 桥梁工程概论 桥梁工程是有关桥梁勘测、设计、施工、养护、维修和检定及与桥梁相关的科学研究和工程技术的总称。它是土木工程的一个重要组成部分。.桥梁的特点桥梁的特点 1.各种道路工程的关键节点 里程不长、难度大、造价高、工期长 2.城市立体交通的主要构成 立体交叉 高架道路.桥梁在交通和交通发展中的作用桥梁在交通和交通发展中的作用v桥梁是最重要的交通设施之一。它在交通和交通发展中起着非常重要的作用，随着陆路交通的发展，它的这种作用变得越来越明显。v由于自然地理环境的原因，构成交通网的道路常常会遇到各种障碍，如河流、山谷或其它交通线路等，通常跨越这些障
2、碍必须建设各种类型的桥梁。v桥梁是交通网上十分重要的环节，直接影响到当地的社会进步、经济发展和文化交流。良好的交通设施、完善的交通网络是现代文明的重要标志之一。.v从古至今交通的发展与桥梁工程的发展相互促进密不可分。v交通的发展与不同历史时期社会发展对交通的需求有十分密切的关系，与当时社会生产力的发展水平、工业制造水平以及道路与桥梁的设计和施工水平也有密不可分的关系。.桥梁工程发展简史1.我国古代桥梁工程的成就 中国是有着悠久历史和灿烂文化的文明古国，造桥的历史同样相当久远。古代的桥梁主要以木材、石料和铁链以及用粘土烧制的砖作为建筑材料。.三、我国古代桥梁建设的成就三、我国古代桥梁建设的成就
3、1.距今约三千年周文王时代，我国已在渭河上架设距今约三千年周文王时代，我国已在渭河上架设浮桥浮桥；2.公元前公元前332年春秋战国时期，现代年春秋战国时期，现代桩柱式桥梁桩柱式桥梁已出现；已出现；3.我国的我国的铁链吊桥铁链吊桥比西方早千年，中国的藤、竹吊桥有三千比西方早千年，中国的藤、竹吊桥有三千年的历史；四川大渡河铁索桥年的历史；四川大渡河铁索桥,1706年建造，长约年建造，长约100米，宽米，宽2.8米；米；4.秦汉时期，开始建造秦汉时期，开始建造石梁桥石梁桥。1053-1059年建造福建泉州万安桥，长达年建造福建泉州万安桥，长达1106米；米；福建漳州福建漳州虎渡桥，虎渡桥，1240年
4、建造，梁式石桥，桥长年建造，梁式石桥，桥长335米，石梁长达米，石梁长达23.7米，重达米，重达200吨；宋代建成的泉州安平桥吨；宋代建成的泉州安平桥长达长达5华里。华里。5.拱桥拱桥东汉中期出现。东汉中期出现。河北赵县赵州桥，公元河北赵县赵州桥，公元595-605年建造，空腹式圆弧形石拱年建造，空腹式圆弧形石拱桥，净跨桥，净跨37.02米，宽米，宽9米，矢高米，矢高7.23米米;欧洲比中国晚了欧洲比中国晚了1200年。年。.我国历史上记载最早的桥梁有渭河上的浮桥渭河上的木柱木梁桥.古代拱桥古代拱桥赵州桥赵州桥 又称安济桥，位于河北省赵县境内，建于隋开皇年间（公元595605年），由隋匠李春建
5、造，距今已有近1400年历史，它是世界上现存最早，保存最完整的石拱桥之一，特别是拱上加拱的“敞肩拱”的运用，更为世界桥梁史上的首创。赵州桥全长64.4米，拱顶宽9米，拱脚宽9.6米，跨径37.02米，拱矢7.23米。不仅有高度的科学性，而且具有我国独特的民族艺术风格，是我国古代建筑的伟大作品。.古代拱桥古代拱桥赵州桥赵州桥.古代拱桥古代拱桥赵州桥赵州桥.古代拱桥古代拱桥苏州宝带桥苏州宝带桥 又名小长桥，始建于唐元和十一至十四年（816819年）。全桥有53孔，总长近316米，其中桥孔长249.8m，桥顶宽4.1m，桥端宽6.1m。宝带桥为薄墩联拱桥，墩厚仅0.6m，与最大一孔跨径6.95m相比
6、，接近1/12，使全桥显得轻盈秀丽，还可增大泄水面积减少洪水对桥身的冲击。宝带桥的泄水面积达85%，居古桥之首。.古代拱桥古代拱桥苏州宝带桥苏州宝带桥.古代拱桥古代拱桥苏州宝带桥苏州宝带桥.古代拱桥古代拱桥卢沟桥卢沟桥 卢沟桥在北京广安门外30公里，跨永定河。桥始建于金大定二十八年(公元1188年)，完工于金明昌三年(公元1192年)。桥全长212.2m，共11孔，净跨不等，自11.4m至13.45m，桥宽9.3m，墩宽6.5m至7.9m米。拱圈接近半圆形。桥墩迎水面有尖端镶有三角铁柱的分水尖，背水面为削角方形。桥面上石拦杆共269间，各望柱头上，雕刻有石狮485个。.古代拱桥古代拱桥卢沟桥卢
7、沟桥.古代拱桥古代拱桥卢沟桥卢沟桥.古代拱桥古代拱桥玉带桥玉带桥 玉带桥位于北京颐和园昆明湖长堤上，建于清乾隆年间(公元17361795年)。该桥单孔净跨11.38m，矢高约7.5m，全部用玉石琢成，桥面是双反向曲线，组成波形线桥型，配有精制白石栏板。蛋尖形桥拱，特别高耸，好似玉带。玉带桥的造型具有我国长江三角洲地区石拱桥的风格，以纤秀挺拔，轻巧为其之特色。并与周围环境相协调，是湖光山水增色。.古代拱桥古代拱桥玉带桥玉带桥.古代拱桥古代拱桥玉带桥玉带桥.古代拱桥古代拱桥十七孔桥十七孔桥 十七孔桥位于北京市颐和园东堤上。清乾隆年间(公元17361795)建。是一座式样美观的连拱大石桥，桥面呈拱状
8、隆起，形如初月，桥栏柱上雕镂小狮，形态各异。桥中各孔跨径以中孔最大，约8m，向边孔逐渐变小，最小约4.14m。.古代拱桥古代拱桥十七孔桥十七孔桥.古代拱桥古代拱桥十七孔桥十七孔桥.古代梁桥古代梁桥万安桥万安桥 泉州万安桥，俗称洛阳桥，建于洛阳江入海口。桥始建于宋皇佑五年,完成于宋嘉裕四年。桥总长约834米，石墩、石梁共有孔，每孔约1117米，桥宽3.7米。采用磐石遍铺桥位江底为桥基，在其上养殖海生牡蛎，使江底磐石胶固成整体，然后在磐石桥基之上垒纵横石条成桥墩，再架设石梁。每孔花岗岩石梁有7根，每根梁高约0.5m，宽0.6m，长约12m。万安桥开现代筏形基础之先河，创世界绝无仅有之造桥方法，成就
9、惊人。.古代梁桥古代梁桥万安桥万安桥.古代梁桥古代梁桥万安桥万安桥.古代梁桥古代梁桥虎渡桥虎渡桥 又名江东桥，位于福建省漳州市城东16公里处，跨越九龙江的北溪下游。宋绍熙年间(公元1190-1194年)始建浮桥，明嘉靖四十四年(公元1565年)建石梁桥，是我国十大古名桥之一。桥全长335m，共25孔，桥宽5.6m，跨径长短不一，最大跨径为23.7m，用根宽1.7m，高1.9m，重达207吨的石梁并铺成桥面。据史料记载，如此重的巨大石梁是利用潮水涨落浮运架设,足见我国古代工匠的聪明和智慧。.古代梁桥古代梁桥虎渡桥虎渡桥.古代梁桥古代梁桥霁玉桥霁玉桥 又名金堂桥。相传建于三国时期，石平桥，共6孔，
10、跨径3m。墩宽1.5m，桥长28m，为抗山洪，桥墩迎水面分水尖锐突。虽桥已建数百年，桥面石板也多次更迭，然桥墩依故。.古代梁桥古代梁桥霁玉桥霁玉桥.古代索吊桥古代索吊桥 我国西南地区山高林密，坡陡谷深，早就建有悬索吊桥，迄今至少有三千年左右的历史。早期以竹、藤为悬索和吊索，称为竹索桥或藤索桥。春秋战国时期拥有冶铁、锻铁技术之后，逐渐以铁链作为悬索和吊索，称为铁链桥。这类桥是现代斜索桥和斜拉桥的原始桥型。.古代吊桥古代吊桥霁虹桥霁虹桥 霁虹桥是我国现存最早的铁链桥之一。位于云南永平的“澜沧古渡”，横跨澜沧江。自汉朝就建有竹索桥，14651487年改建为铁链桥。桥全长为113.4m，桥宽3.7m，
11、净跨径为57.3m，全桥共14条铁链，2条扶栏铁链，每侧各一条，12条承重底铁链，锚固于两岸的桥台上，底铁链上铺设纵横木板，此桥至今仍在使用。.古代吊桥古代吊桥霁虹桥霁虹桥.古代铁索桥古代铁索桥沪定铁索桥沪定铁索桥 四川沪定铁索桥，跨越大渡河，位于川、藏要道，是铁索桥中现存制作最精良的一座。桥始建于清康熙四十四年(公元1705年），次年完成。桥净跨100m，桥宽2.8m，上铺木板，底索9根，每根索长约128m，两侧各有两根栏杆索，由四川善于制作铁索桥的全天州修建。两岸石砌桥台，用台身自重来平衡铁索的拉力。.古代索桥古代索桥沪定铁索桥沪定铁索桥.古代索桥古代索桥沪定铁索桥沪定铁索桥.国外古代桥梁
12、国外古代桥梁加尔德输水桥加尔德输水桥 国外保留至今的古代桥梁大多为石拱桥。最为著名的一座是位于法国南部尼姆(Nimes)附近，建于公元前6313年古罗马时代的加尔德(Pont du Gard)输水桥。全桥由三层圆弧拱组成，底层和二层各有6孔和11孔大拱，顶层为36孔小拱，拱上支承带有盖板的输水槽。.国外古代桥梁国外古代桥梁加尔德输水桥加尔德输水桥.国外古代桥梁国外古代桥梁天使桥天使桥 意大利罗马台伯河(Tiber)上的天使桥建于公元136年，也是古罗马时代留下的、至今仍在使用的多孔圆弧拱桥。古罗马时代的石拱桥至今尚有许多遗存，其建筑技术和结构造型对拱桥的历史发展有着极为深远的影响。.国外古代桥
13、梁国外古代桥梁天使桥天使桥.近代桥梁工程的成就近代桥梁工程的成就 始于意大利的欧洲文艺复兴运动推动了科学技术的发展，建立和完善了近代科学体系。十九世纪初发明了水泥，随后又发明了钢材和钢筋混凝土，使桥梁及桥梁工程的发展出现质的飞跃。新的运输工具火车和汽车的出现对这一发展产生了重大影响。近代有代表性的桥梁有近代有代表性的桥梁有：1855年起法国建造了第一批应用水泥砂浆砌筑的石拱桥。1870年德国建造了第一批采用硅酸盐水泥的混凝土拱桥。美国在1874年建成了主跨径为158m的钢桁架拱桥。1883年建成了主跨为487m的布鲁克林悬索桥 1890年英国建成主跨度为512m的福斯湾悬臂钢桁架梁桥.v加拿大
14、1917年建成主跨为549m，世界上跨径最大的钢悬臂桁架梁桥(第二魁北克桥)v澳大利亚1932年建成主跨为503m的钢桁架拱桥(悉尼海港大桥)v美国1917年建成主跨为219m，当时世界上跨径最大的简支钢桁架梁桥(Metropolis)。v美国1931年建成主跨为504m，当时为世界上跨径最大的Bayonne钢桁架拱桥v美国1937年建成主跨为1280m，当时为世界上跨径最大的悬索桥金门大桥v法国在1930年建成三孔跨径为186m的Plougastel钢筋混凝土拱桥，并用28只液压千斤顶在拱顶处对拱圈内力进行调整。v瑞典在1943年建成主跨为264m，当时为世界上跨径最大的钢筋混凝土拱桥(Sa
15、ndoe).我国近代桥梁建设的成就我国近代桥梁建设的成就 我国近代修建的几座典型的桥梁介绍.钱塘江桥钱塘江桥 位于浙江杭州浙赣铁路上，为中国工程师自己设计并建造的公位于浙江杭州浙赣铁路上，为中国工程师自己设计并建造的公路铁路两用简支钢桁梁桥，是中国建桥史上的一个里程碑路铁路两用简支钢桁梁桥，是中国建桥史上的一个里程碑。该桥。该桥全全长长1453米，上层设双车道公路，宽米，上层设双车道公路，宽6.1米，下层为单线铁路。正桥米，下层为单线铁路。正桥18孔，由孔，由2x14.63m简支上承式钢板梁简支上承式钢板梁16x65.84m简支钢桁梁组成。简支钢桁梁组成。.武汉长江大桥武汉长江大桥 1957年
16、，长江第一桥武汉长江大桥建成，年，长江第一桥武汉长江大桥建成，3x128米连续钢桁米连续钢桁梁桥，公铁两用，桥面宽梁桥，公铁两用，桥面宽18米；全长米；全长1690米米。.南京长江大桥南京长江大桥 南京长江大桥南京长江大桥建成于建成于1969年年，3x160米钢桁梁桥米钢桁梁桥。.五五、我我 国国 现现 代代 桥桥 梁梁 建建 设设 成成 就就 各种桥型的跨径在世界排行榜上都已处于领先地位各种桥型的跨径在世界排行榜上都已处于领先地位，例如：，例如：桥桥 名名 桥桥 型型 跨径（米）跨径（米）世界同类桥梁排名世界同类桥梁排名 润扬长江公路大桥润扬长江公路大桥 悬索桥悬索桥 1490 3 江阴长江
17、大桥江阴长江大桥 悬索桥悬索桥 1385 5 香港青马大桥香港青马大桥 悬索桥悬索桥 1377 6 南京长江二桥南京长江二桥 斜拉桥斜拉桥 628 3 万县长江大桥万县长江大桥 混凝土拱桥混凝土拱桥 420 1 上海卢浦大桥上海卢浦大桥 钢拱桥钢拱桥 550米米 1.我国现代桥梁建设规模桥型桥型最大跨径最大跨径桥名桥名梁桥梁桥270虎门辅航道桥虎门辅航道桥拱桥拱桥550上海卢浦大桥上海卢浦大桥斜拉桥斜拉桥628南京长江二桥南京长江二桥悬索桥悬索桥1490润扬长江大桥润扬长江大桥.润扬长江大桥润扬长江大桥.江阴长江大桥江阴长江大桥.香港香港青马大桥青马大桥.南京长江二桥南京长江二桥.南京长江二桥
18、南京长江二桥.万县长江大桥万县长江大桥.上海卢浦大桥上海卢浦大桥.万县长江大桥（上承式拱桥）万县长江大桥（上承式拱桥）.我国现代桥梁建设规模桥型桥型最大跨径最大跨径桥名桥名梁桥梁桥270虎门辅航道桥虎门辅航道桥拱桥拱桥550上海卢浦大桥上海卢浦大桥斜拉桥斜拉桥628南京长江二桥南京长江二桥悬索桥悬索桥1490润扬长江大桥润扬长江大桥.虎门辅航道桥（虎门辅航道桥（T刚构桥）刚构桥）.上海卢浦大桥（中承式拱桥）上海卢浦大桥（中承式拱桥）.润扬长江大桥（悬索桥）润扬长江大桥（悬索桥）.世界著名世界著名桥桥梁梁介绍介绍 世界几座著名桥梁欣赏.日本明石海峡大桥（悬索桥）日本明石海峡大桥（悬索桥）1998
19、年建成，主跨为1991m。.丹麦大贝尔特桥丹麦大贝尔特桥1998年建成，主跨为1624m。.日本多多罗大桥日本多多罗大桥(斜拉桥）斜拉桥）1999年建成，主跨达890m。.法国诺曼底大桥（斜拉桥）法国诺曼底大桥（斜拉桥）.法国诺曼底大桥（斜拉桥法国诺曼底大桥（斜拉桥1999年建成，其主跨径为856m。.排序排序 桥桥 名名主跨主跨（m m）桥桥 址址建成年份建成年份 1 1 明石海峡大桥明石海峡大桥 19911991 日本本州四国联络线日本本州四国联络线 19981998 2 2 大贝尔特东桥大贝尔特东桥 16241624 丹麦丹麦 19971997 3 3 润扬长江公路大桥润扬长江公路大桥
20、1490 中国中国 20032003 4 4 恒比尔大桥恒比尔大桥 14101410 英国英国 19811981 5 5 江阴长江公路大桥江阴长江公路大桥 13851385 中国中国 19991999 6 6 青马大桥青马大桥 13771377 中国香港中国香港 19981998 7 7 费拉赞诺大桥费拉赞诺大桥 12981298 美国纽约美国纽约 19641964 8 8 金门大桥金门大桥 12801280 美国旧金山美国旧金山 19371937 9 9 霍加大桥霍加大桥 12101210 瑞典瑞典 19971997 1010 麦金内克大桥麦金内克大桥 11581158 美国美国 19571
21、957世界十大世界十大悬索桥悬索桥.世界十大斜拉桥世界十大斜拉桥.现代桥梁工程的发展现代桥梁工程的发展 1.社会发展的需要、计算机的发明和应用、预应力混凝土技术的成熟和广泛使用以及新的大跨度桥梁施工方法的发明和施工机械的进步，使桥梁和桥梁工程进入了现代化高速发展时期。2.在桥梁设计理论方面，大多数国家普遍采用极限状态设计法代替了以弹性理论为基础的允许应力法。由于大跨度桥梁结构的出现，使结构振动、稳定、疲劳和结构的非线性理论在桥梁设计中得到广泛运用。3.在桥梁结构施工技术方面，德国最早利用预应力技术把悬臂施工技术成功地用于预应力混凝土桥梁的施工，克服了大跨度桥梁施工的难题。创立了现代大跨度桥梁悬
22、臂施工技术。.4.悬臂施工技术使刚架桥和大跨径拱桥及其它组合结构桥得到迅速的发展。.桥梁工程的的发展趋势桥梁工程的的发展趋势 1.中小跨度的桥梁主要向标准化设计方向发展。中小跨度的桥梁主要向标准化设计方向发展。2.大跨度桥梁向更长、更大、更宽、更柔的方向发展大跨度桥梁向更长、更大、更宽、更柔的方向发展 3.新材料的开发和应用新材料的开发和应用 4.大型深水基础工程大型深水基础工程 5.桥梁的计算机化监控和管理桥梁的计算机化监控和管理 6.重视桥梁美学及环境保护重视桥梁美学及环境保护.7.在桥梁设计的概念和理论方面，不仅要考虑桥梁结构的静力特性，还需从桥梁结构的动力特性、稳定性、耐久性和桥梁振动
23、产生的噪音等多方面给予考虑。8.在设计方法和计算手段方面，将会以计算机应用为主，并且朝着设计、计算、绘图一体化的方向发展。9.在桥梁施工方面，对中小跨度桥梁主要向标准化工厂预制、现场安装方向发展，对大跨度桥梁则向无支架施工方法发展。基础施工将普遍采用钻孔灌注桩施工方法。.桥梁的基本组成及分类桥梁的基本组成及分类 .桥梁的组成桥梁的组成 通常来讲，桥梁由上部结构、下部结构、基础和附属结构四部分组成。下图表示一座公路桥梁的全貌。从图中可见桥梁的基本组成部分及各部位名称。.（1）上部结构 是指桥梁结构中直接承受车辆和其它荷载，并跨越各种障碍物的结构部分。它直接承担使用荷载。一般包括桥面构造、桥梁跨越
24、部分的承载结构和桥梁支座。（2）下部结构 桥梁的桥墩和桥台统称为下部结构。它是支承桥跨结构并将恒载和车辆活载等荷载传递至基础的建筑物。通常把设在桥梁两端的称为桥台，它除了上述作用外，还与路堤衔接，以抵御路堤土压力，防止路堤填土的滑坡和坍落。.（3）基础 设置在墩台下部、将全部荷载传递至地基的结构部分称为基础。基础是确保桥梁安全使用的关键。由于基础往往深埋于土层之中，并且很多情况下需要进行水下施工，故也是桥梁建筑中比较困难的一部分。（4）附属结构 设在桥梁主体结构以外，保证桥梁正常、安全使用的建筑物称为附属结构，主要包括锥形护坡、护岸及导流工程等。.桥梁组成示意图桥梁组成示意图.桥梁的分类桥梁的
25、分类 桥梁有许多分类方式，人们通常根据桥梁的结构形桥梁有许多分类方式，人们通常根据桥梁的结构形式、所用材料、所跨越的障碍以及其用途、跨径大小等式、所用材料、所跨越的障碍以及其用途、跨径大小等对桥梁进行分类：对桥梁进行分类：1.根据桥梁主跨结构所用材料分类根据桥梁主跨结构所用材料分类（1）木桥；（）木桥；（2）圬工桥（）圬工桥（包括砖、石、混凝土桥）；(3)钢筋混凝土桥；钢筋混凝土桥；(4)预应力混凝土桥预应力混凝土桥;（5）钢桥。）钢桥。2.根据桥梁所跨越的障碍物分类根据桥梁所跨越的障碍物分类 （1）跨河桥；（）跨河桥；（2）跨海峡桥；（）跨海峡桥；（3）立交桥）立交桥；（4）高架桥。）高架桥
26、。.跨海桥.立交桥立交桥.高架桥高架桥.3.根据桥梁的用途分类根据桥梁的用途分类 （1）公路桥；（）公路桥；（2）铁路桥；（）铁路桥；（3）公铁两用桥；）公铁两用桥；（4）人行桥；（）人行桥；（5）运水桥（渡槽）；（）运水桥（渡槽）；（6）农用）农用桥；（桥；（7）管道桥。）管道桥。4.根据桥面在桥跨结构中的位置分类根据桥面在桥跨结构中的位置分类 （1）上承式桥；（）上承式桥；（2）中承式桥；（）中承式桥；（3）下承式桥。）下承式桥。.上承式上承式.上海卢浦大桥（中承式拱桥）上海卢浦大桥（中承式拱桥）.中承式中承式.下承式下承式.5.按跨径大小分类按跨径大小分类桥涵分类桥涵分类 多孔跨径总长多
27、孔跨径总长L L（m m）单孔跨径单孔跨径L LK K（m m）特大桥特大桥 L L10001000 L LK K150150 大桥大桥 100L1000100L1000 40L40LK K150150 中桥中桥 30L30L100100 20L20LK K4040 小桥小桥 8L308L30 5L5LK K2020 涵洞涵洞-L LK K5 5.6.按跨越方式按跨越方式 1）固定式的桥梁固定式的桥梁 2）开启桥开启桥 3）浮桥浮桥 4）漫水桥漫水桥.开启桥开启桥.7.按施工方法按施工方法 1）整体施工桥梁整体施工桥梁上部结构一次上部结构一次节段施工桥梁节段施工桥梁上部结构分节上部结构分节.整
28、体施工梁桥整体施工梁桥.节段施工桥梁节段施工桥梁.节段施工桥梁节段施工桥梁.节段施工桥梁节段施工桥梁.8.根据桥梁的结构形式划分类根据桥梁的结构形式划分类 在桥梁结构设计中，一般按桥梁的结构形式(也称结构体系)将其分为四个基本类型以及这些基本类型的组合形式。其组合形式有多种多样，如斜拉桥，系杆拱桥等。各种结构形式其受力特点、适应范围都有很大差异。按照结构形式划分的桥梁类型为：按照结构形式划分的桥梁类型为：（1）梁式桥；）梁式桥；（2）拱式桥；）拱式桥；（3）刚架（构）桥；）刚架（构）桥；（4）悬索（吊）桥；）悬索（吊）桥；（5）组合形式桥，）组合形式桥，如系杆拱桥，斜拉桥等如系杆拱桥，斜拉桥等
29、.（1）梁式桥）梁式桥 梁式桥的特点是其桥跨的承载结构由梁组成。在竖向荷载作用下梁的支承处仅产生竖向反力，而无水平反力(推力)。梁式桥的内力以弯矩和剪力为主，水平轴力和扭矩相对很小。荷载作用方向通常与梁的轴线相垂直，梁主要通过抗弯来承受荷载，并通过支座将其传递至下部结构。梁式桥可分为简支梁桥、连续梁桥、悬臂梁桥等。.（1）梁式桥）梁式桥 梁式桥是一种在竖向荷载作用下无水平反力的结构，见下图1a)和b)。由于外力(恒载和活载)的作用方向与承重结构的轴线接近垂直，故梁式桥与同样跨径的其他结构体系桥相比，梁内产生的弯矩最大，通常需要抗弯能力强的材料(钢材和钢筋混凝土等)来建造。为了节省钢材，目前在公
30、路桥梁上应用最广泛的是钢筋混凝土简支梁桥。这种桥的结构简单，施工方便，对地基承载力的要求也不高，但其跨径常在30m以下。当跨度较大时，可根据地质条件修建悬臂式或连续式的梁桥，见下图 c)和d）。对于很大的跨径，以及对于承受很大荷载的特大桥梁，可考虑建造钢桥，见下图e)，也可考虑使用高强度材料的预应力混凝土梁桥。.梁式桥的特点是其桥跨的承载结构由梁组成。在竖向荷载作用下梁的支承处仅产生竖向反力，而无水平反力(推力)。梁式桥的内力以弯矩和剪力为主，水平轴力和扭矩相对很小。荷载作用方向通常与梁的轴线相垂直，梁主要通过抗弯来承受荷载，并通过支座将其传递至下部结构。梁式桥可分为简支梁桥、连续梁桥、悬臂梁
31、桥等。.梁式桥梁式桥.梁式桥梁式桥.（2）拱式桥）拱式桥 拱式桥的主要承重结构是拱圈或拱肋，见下图。这种结构在竖向荷载作用下，桥墩和桥台将承受水平推力，同时，这种水平推力将显著抵消荷载所引起的在拱圈(或拱肋)内的弯矩作用。因此，与相同跨径的梁桥相比，拱的弯矩和变形要小得多。鉴于拱式桥的承重结构以受弯为主，通常就可用抗压强度大的圬工材料(砖、石、混凝土)和钢筋混凝土建造。拱桥的跨越能力很大，外形也较美观，在条件许可的情况下，修建圬工拱桥往往是经济合理的。.拱式桥是桥梁工程中广泛采用的桥型之一。拱式桥的特点是其桥跨的承载结构以拱圈或拱肋为主。在竖向荷载作用下，两拱脚处不仅产生竖向反力，还产生水平反
32、力（推力）。拱式桥是钢筋混凝土桥和圬工桥最合理的结构形式之一。拱式桥的基本结构体系可分为有铰拱和无铰拱。拱式桥适建于地质和地基条件良好的桥址。.拱式桥拱式桥.拱拱 桥桥.（3）刚架桥的主要承重结构是梁或板与立柱或墙体整体结合在一起的刚架结构，梁和柱之间连接处有很大的刚性下图a)。在竖向荷载作用下，梁主要受弯，而柱脚处也具有水平反力见图下b)，其受力状态介于梁和拱之间。因此，对于同样跨径的桥梁，在相同荷载作用下，刚架桥的跨中弯矩要比一般梁桥小。根据这一特点，刚架桥跨中的建筑高度可以做得较小，在城市中当遇到线路立体交叉或需要通航江河时，采用这种桥型可以降低线路高程和减少路堤填土数量。其缺点是梁柱连
33、接处易开裂。.刚架桥是由桥跨结构(主梁)与墩台(支柱、板墙)整体相连而形成的结构体系，其梁柱结点为刚结。在荷载作用下，其结构中梁和柱(支柱、板墙)的截面均作用有弯矩、剪力和轴力。刚架桥的外形尺寸较小，桥下净空较大，视野开阔，适用于建筑高度受限、需要较大桥下净空的情况。刚架桥设计必须考虑附加内力。大跨度预应力刚架桥近年来发展迅速。刚架桥要求桥址有较好的地基条件或采用深基础。.下图所示的T形刚构是目前修建较大跨径钢筋混凝土桥梁常采用的形式。对于普通钢筋混凝土T形刚构桥采用预制装配方法施工时，往往将跨径很大的梁体分成三段安装，从而显著降低了安装重量。其缺点是悬臂根部的负弯矩过大，钢材用量大.刚架桥刚
34、架桥.刚构桥刚构桥.T形刚构桥形刚构桥.连续刚构桥.（4）悬索桥（吊桥）悬索桥（吊桥）传统的吊桥均使用悬挂在两岸塔架上的强大缆索作为主要承重结构(见下图)。在竖向荷载作用下，通过吊杆使缆索承受很大的拉力，通常在两岸桥台的后方修建体积非常巨大的锚碇结构。吊桥也具有水平反力。现代的吊桥广泛采用高强度钢丝编制的钢缆，以充分发挥其优异的抗拉性能，因此，结构自重较轻，就能以较小的建筑高度跨越其他任何桥型无法比拟的特大跨度。吊桥的另一特点是成卷的钢缆易于运输，结构的各组成构件较轻，便于采用无支架悬吊拼装。.悬索桥的特点是主要承载结构由桥塔和悬挂在塔上的高强度柔性缆索及吊索、加劲梁和锚锭结构组成。主缆索是主
35、要承重结构，仅承受拉力。这种桥型跨度大。悬索桥在设计计算时，除需考虑其结构的静力特性外，还必须考虑其结构的动力特性，尤其它的抗风稳定性。计算通常采用有限变形理论。.悬索桥（吊桥）悬索桥（吊桥）.润扬长江大桥（悬索桥）润扬长江大桥（悬索桥）.悬索桥悬索桥.（5）组合式桥）组合式桥 根据结构的受力特点，由几个不同体系的结构组合而成的桥梁称为组合体系桥。各种各样的组合式桥根据其所组合的基本类型结构不同，其受力特点也不同，往往是所组合的基本类型结构的受力特点的综合表现。常见的这类桥型有梁与拱组合式桥，如系杆拱、桁架拱及多跨拱梁结构等；悬索结构与梁式结构的组合式桥，如斜拉桥等。.下图所示的为一种梁和拱的
36、组合体系，其中梁和拱都是主要承重结构，两者互相配合，共同受力。.下图为拱置于梁的下方、通过立柱对梁起辅助支撑作用的组合体系桥。.斜拉桥也是一种梁桥与吊桥组成的组合体系桥，见下图。斜拉桥由主梁、拉索和索塔组成 悬挂在索塔上的斜拉索将主梁吊住，使主梁像多点弹性支承的连续梁一样工作，这样既发挥了高强材料的作用，又显著减小了主梁的截面，使得结构自重减轻而跨越能力很大。斜拉桥有独塔斜拉桥、双塔斜拉桥、多塔斜拉桥等。与悬索桥相比，抗风稳定性明显改善，不需要巨大的锚锭结构。与梁式桥相比，主梁结构的内力分布更均匀合理。.斜拉桥.组合体系桥梁组合体系桥梁.梁桥示例梁桥示例 开封黄河大桥：主跨：开封黄河大桥：主跨
37、：50米；桥梁类型：简支梁桥米；桥梁类型：简支梁桥。全长：全长：4475.09米。建成时间：米。建成时间：1989年。年。.拱桥示例拱桥示例1 1四川丰都四川丰都九溪沟桥：主跨九溪沟桥：主跨116116米，圬工拱桥。建成时间：米，圬工拱桥。建成时间：19721972年年建成时是世界上跨径最大的石拱桥，保持纪录年之久。建成时是世界上跨径最大的石拱桥，保持纪录年之久。.拱桥示例拱桥示例2 美国新河峡谷桥：公路钢拱桥，主跨美国新河峡谷桥：公路钢拱桥，主跨518.2米，米，1977年建成，年建成，在上海卢浦大桥建成前为世界第一、现为世界第在上海卢浦大桥建成前为世界第一、现为世界第2大跨的钢拱桥。大跨的
38、钢拱桥。.拱桥示例拱桥示例3 3 南斯拉夫克尔克桥：钢筋砼公路拱桥，主跨南斯拉夫克尔克桥：钢筋砼公路拱桥，主跨390米，米，1980年建年建成。建成时世界第一，现被中国万县长江大桥取代。成。建成时世界第一，现被中国万县长江大桥取代。.刚架桥示例刚架桥示例1 1 德国本多夫桥：预应力砼单铰连续德国本多夫桥：预应力砼单铰连续T构公路桥，主跨构公路桥，主跨208米米。1964建成。建成。.刚架桥示例刚架桥示例2 2 安康汉江大桥：钢斜腿刚架铁路桥，脚铰跨度安康汉江大桥：钢斜腿刚架铁路桥，脚铰跨度176m，1982年建成。年建成。.悬索桥示例悬索桥示例 英国恒比尔英国恒比尔（亨伯亨伯）桥：桥：悬索桥，
39、主跨悬索桥，主跨1410.8米，米，1981建成。建建成。建成时世界第一，现列世界第成时世界第一，现列世界第四四。.斜拉桥示例斜拉桥示例 广东广东南海南海西江西江九江桥：主跨九江桥：主跨160160米；桥梁类型：混凝土斜拉米；桥梁类型：混凝土斜拉桥；主桥全长桥；主桥全长13701370米米；建成时间：建成时间：19881988年。年。.组合体系桥示意组合体系桥示意 甘肃新城黄河桥：预应力砼刚梁柔拱组合体系公路桥，甘肃新城黄河桥：预应力砼刚梁柔拱组合体系公路桥，主跨主跨62.4m，1959年建成。年建成。.澳大利亚悉尼港大桥澳大利亚悉尼港大桥 悉尼港大桥：世界著名大跨度钢拱桥，主跨悉尼港大桥：世
40、界著名大跨度钢拱桥，主跨503米，桥面米，桥面总宽总宽48.8米，中承式桁架钢拱桥；总用钢量达米，中承式桁架钢拱桥；总用钢量达 38万吨。其中硅万吨。其中硅钢钢26万多吨。万多吨。.上海卢浦大桥上海卢浦大桥 钢拱桥，主跨钢拱桥，主跨550米。米。2003年年6月月28日日 建成通车建成通车。.桥梁美学 桥梁美学原则 1在满足功能要求的前提下，要选用最佳的结构型式纯正、清爽、稳定。质量统一于美，美从属质量。2美，主要表现在结构选型和谐与良好的比例，并具有秩序感和韵律感。过多的重复会导致单调。.3重视与环境协调。材料的选择，表面的质感，特别色彩的运用起着重要作用。模型检试有助于实感判断，审视阴影效
41、果。4美丽的桥梁应以其个性对人们产生积极的影响。美和伦理本是相通的，美的环境将直接陶冶人们的情操，大自然的美，人为环境的美，对人们身心健康是必需的。.美丽的桥梁美丽的桥梁与环境的协调与环境的协调.美丽的桥梁美丽的桥梁与环境的协调与环境的协调.美丽的桥梁美丽的桥梁与环境协调的桥梁与环境协调的桥梁.美丽的桥梁美丽的桥梁与环境协调的桥梁与环境协调的桥梁.桥梁桥梁对环境的破坏对环境的破坏.第二部分第二部分 桥梁施工技术桥梁施工技术.一一、桥梁施工方法及选择桥梁施工方法及选择.1.桥梁基础工程施工方法桥梁基础工程施工方法 在桥梁工程中，通常采用的基础形式有扩大基础、桩基础、沉井基础等，其施工方法分类见下
42、图。.地下连续墙管柱基础泥浆润滑套下沉法空气幕下沉法不排水开挖下沉法排水开挖下沉法沉井基础大直钻孔埋置空心桩旋转锥钻孔法冲抓钻机成孔法反循环回转法正循环回转法冲击钻机成孔法潜水钻机成孔法螺旋钻机成孔法机械挖孔人工挖孔灌注桩沉管灌注法钻孔辅助沉桩射水辅助沉桩辅助压桩法静力压桩法振动法锤击法沉入桩桩基础法板桩围堰开挖基坑浇筑筑法土、石围堰开挖基坑浇人工开挖基坑浇筑法机械开挖基坑浇筑法扩大基础基础.1）扩大基础 所谓扩大基础，是将墩台及上部结构传来的荷载由其直接传递至较浅的支承地基的一种基础形式，一般采用明挖基坑的方法进行施工，故又称为明挖扩大基础或浅基础。其主要特点是：由于能在现场用眼睛确认支承地
43、基的情况下进行施工，因而其施工质量可靠；施工时的噪声、振动较小，对地下水污染轻，对邻近建筑基础危害较小；与其他类型的基础相比，施工所需的操作空间较小；.在多数情况下，比其他类型的基础相比，造价省、工期短；易受冻胀和冲刷产生的恶劣影响。扩大基础的施工顺序是：开挖基坑，对基底进行处理(当地基承载力不满足要求时需对地基进行加固)，砌筑圬工或立模、绑扎钢筋、浇筑混凝土。其中，开挖基坑是基础施工中的一项主要工作，而且在开挖过程中，必须解决好支挡与排水的问题。.扩大基础施工的难易程度与地下水处理的难易有关。当地下水位高于基础的底面高程时，施工时应采取排水措施，如打钢板桩或考虑采用集水坑用水泵集中排水、深井
44、排水及井点法等，使地下水位降至开挖面以下。还可采用化学灌浆法及围幕法进行止水或排水。但扩大基础的各种施工方法都有各自特有的制约条件，因此在选择时应特别注意。.2）桩基础 桩是深入土层的柱形构件，其作用是将来自桩顶的荷载传递到土体中的较深处。根据不同情况，桩可以有不同的分类方法。这里我们按成桩方法对桩进行分类如下。（1）沉入桩 沉入桩是将预制桩用锤击打或振动法沉入地层至设计要求的高程。预制桩包括钢筋混凝土桩和钢桩等，一般有如下特点：由于桩是在预制场制作，故桩身质量易于控制；沉入时的施工工序简单，工效高，能保证质量；易于在水上施工；多数情况下施工噪声和振动大，污染环境；.沉入长桩时受运输和起吊设备
45、限制，且存在现场接桩，接头工艺复杂；穿越较坚硬的土层时需要较多的辅助施工措施。（2）灌注桩 灌注桩是在现场采用钻孔机械(或人工)将地层钻挖成设计孔径和深度的孔后，将预制成一定形状的钢筋骨架吊入孔内，然后往孔内灌入流动的混凝土而形成的桩基。当钻孔深度较大时孔内往往有水，故多采用水下混凝土灌注法。灌注桩的特点是：与沉入桩的锤击法和振动法相比，施工噪声和振动要小得多；.能修建比预制直径大得多的桩；与地基的土质无关，在各种地基上均可使用；施工时应特别注意钻孔时的孔壁坍塌、桩尖处地基的流沙及孔底沉淀等情况的处理；因混凝土是在水中浇注的，故混凝土质量较难控制。（3）大直径桩 一般认为，直径2.5m以上的桩
46、称为大直径桩，目前，桩基础的最大直径已达6m。近年来，大直径桩在桥梁基础中得到了广泛应用，结构形式也越来越多样化，除实心桩外，还发展了空心桩；施工方法上不仅有钻孔灌注法，还有预制桩壳钻孔埋置法等。.根据桩的受力特点，大直径桩多做成变截面的形式。大直径桩与普通桩在施工方法上的区别主要反映在钻机选型、护孔泥浆及施工工艺等方面。3）沉井基础 沉井基础是一种断面和刚度均比桩基础大得多的筒状结构，施工时在现场开挖井内土方，使之沉落到预定支承的地基上。在岸滩或浅水中建造沉井时，可采用“筑岛法”施工；在深水中修建，则可采用浮式沉井，将沉井基础浮运到预定位置，再进行下沉施工。按材料、形状和用途不同，可将沉井分
47、成许多类型，但沉井基础有如下共同的特点：.沉井基础的适宜下沉深度一般为1040m；与其他形式的基础相比，沉井基础的抗水平推力作用的能力、竖向支承力均较大；由于沉井基础的刚度大，故其变位较小。沉井基础的施工难点在于沉井的下沉。沉井的下沉主要是通过从井孔内挖除土，清除刃脚正面阻力及沉井内壁摩阻力后，依靠其自重下沉。沉井下沉的方法可分为排水开挖下沉和不排水开挖下沉，但其基本施工方法应为不排水开挖下沉，只有在稳定的土层中，而且渗水量不大时，才采用排水开挖法下沉。另外还有压重、高压射水、炮振(必要时)、降低井内水位减小浮力、.采用泥浆润滑套或空气幕等一些沉井下沉的辅助施工方法。4）地下连续墙 地下连续墙
48、是用膨润土泥浆进行护壁，在防止开挖壁面坍塌的同时在设计位置开挖出一条狭长端圆的深槽，然后将钢筋骨架放入槽内，并灌注水下混凝土，从而在地下形成连续墙体的一种基础形式。目前，我国多用于临时支挡工程，国外已有作为永久基础的实例。地下连续墙有墙式和排柱式之分，但一般多用墙式。地下连续墙的特点有：施工时的噪声、振动小；.墙体刚度大且截水性能优异，对周边地基无扰动 所获得的支承力大，可用做刚性基础，对墙体进行适当的组合后可以代替桩基础和沉井基础；在挖槽时采用泥浆护壁，如管理不当，容易出现槽壁坍塌的问题。.2承台承台 位于旱地、浅水河中采用土石筑岛法施工桩基的桥梁，其承台的施工方法与扩大基础的施工方法相类似
49、，可采用明挖基坑、简易板桩围堰后开挖基坑等方法进行施工。对深水中的承台，可供选择的方法有：钢板桩围堰、钢管桩围堰、双壁钢围堰及套箱围堰等。不论何种围堰，其目的都是为了止水，以实现承台在无水环境中施工。钢板桩围堰和钢管桩围堰实际上是一种形式的围堰，只不过所用材料不同而已。双壁钢围堰通常是将桩基和承台的施工一并考虑，即先在围堰顶设置钻孔平台，待桩基施工结束后拆除平台，再在围堰内进行承台的施工；套箱围堰多采用钢材制作，分有底和无底两种.类型，根据受力情况不同又可设计成单壁或双壁套箱。.3.墩墩(台台)身身 墩(台)身的施工方法根据其结构形式的不同而不同。对结构形式较简单，高度又不大的中、小桥的墩(台
50、)身，通常采用传统的方法，一次砌筑或立模(一次或多次)现浇施工，但对高度较高的墩台及斜拉桥、悬索桥的索塔，则有较多的施工方法可供选择。而施工方法的多样化主要反映在模板结构形式的不同上。近年来，滑升模板、爬升模板和翻升模板等在高墩及索塔上应用较多，其共同的特点是：将墩身分成若干个节段，从下至上逐段进行施工。.采用滑升模板(简称滑模)施工，对结构物外形尺寸的控制较准确，施工进度平稳、安全，机械化程度高，但因多采用液压装置实现滑升，故成本较高，所需的机械设备种类也较多；爬升模板(简称爬模)一般要在模板外侧设置爬升架，因此这种模板相对而言需耗用较多的材料，体积也较庞大，但不需设另外的提升设备；翻升模板
