1、第5章 橋梁工程5.1 橋梁工程概述 橋梁是供車輛、行人、管線、渠道等跨越河流、山谷、海灣、湖泊或其他交通線路的工程建筑物。 簡而言之，橋梁就是跨越障礙的通道。 橋梁的實質是跨越以實現連接。 橋梁是交通線路的重要組成部分，是保證全線貫通的咽喉。5.2 5.2 橋梁的組成和分類橋梁的組成和分類5.2.1 橋梁的組成圖5.11上部結構 上部結構是在線路中斷時跨越障礙的主要承重結構，直接承受交通荷載，是指位于橋梁支座以上的部分，通常也叫橋跨結構。2下部結構 下部結構包括橋墩、橋臺及其墩臺基礎，也叫支承結構，是支承上部結構、向下傳遞荷載的結構物。5.2.1 橋梁的組成5.2.1 橋梁的組成3. 支座

2、支座是設置在橋跨結構與橋墩或橋臺的支承處所設置的傳力裝置，不僅要傳遞很大的荷載，并且要保證橋跨結構能產生一定的變位。支座提供的約束影響上部結構的受力，因此也可把支座劃歸到上部結構中。4. 附屬設施 橋梁的附屬設施設施包括橋面系、伸縮縫、錐形護坡、導流堤、檢查設備、防撞設施（見圖5.2）、導航裝置等5.2.1 橋梁的組成 韓國仁川大橋橋墩防撞吸能裝置5.2.2 5.2.2 橋梁常用技術術語橋梁常用技術術語lLH5.2.2 5.2.2 橋梁常用技術術語橋梁常用技術術語結合圖5.1介紹橋梁工程中常用的專有名詞和技術術語：1. 1. 水位水位 河流中的水位是變動的，河流中枯水季節的最低水位稱為低水位；

3、 洪峰季節河流中的最高水位稱為高水位； 橋梁設計中按規定的設計洪水頻率計算所得出的高水位，稱為設計洪水位； 在各級航道中，能保持船舶正常航行的水位稱為通航水位。5.2.2 5.2.2 橋梁常用技術術語橋梁常用技術術語 2. 2. 跨徑跨徑 跨徑也叫跨度，是表征橋梁跨越能力的重要技術指標。 計算跨徑是指橋跨結構相鄰支座間的距離L1。 對多跨橋梁，最大跨度稱為主跨。 對梁式橋,凈跨徑是指設計洪水位線上的相鄰兩橋墩（或橋臺）之間的水平凈距，用L0表示。 總跨徑是多孔橋梁中各孔凈跨徑的總和，反映出橋下泄洪能力的大小。5.2.2 5.2.2 橋梁常用技術術語橋梁常用技術術語 對公路橋梁，標準跨徑L LK

4、 K是指兩橋墩中線間距離或橋墩中線與臺背前緣的間距。 鐵路橋，以計算跨徑作為標準跨徑。 橋梁全長，是指兩橋臺側墻或八字墻尾端之間的距離的距離LT。它是橋梁工程建設規模的標志。 對公路橋，兩橋臺臺背前緣之間的距離L，為多孔跨徑總長； 對鐵路橋，兩橋臺橋臺擋碴前墻之間的距離成為橋梁總長。5.2.2 橋梁常用技術術語 3. 3. 高度和凈空高度和凈空 橋下凈空高度是設計洪水位或 設計通航水位對至橋跨結構最下緣的高差H，橋下凈空應保證排洪和通航的要求。 橋梁建筑高度是指橋面（或軌底）至橋跨結構最下緣的垂直高度h。 公路或鐵路定線設計中所確定的橋面（或軌底）高程與通航及排洪要求所規定的凈空高度之差，為容

5、許建筑高度。顯然，橋梁的建筑高度不能大于其容許建筑高度，否則就不能保證橋下的通航要求。5.2.2 橋梁常用技術術語 4. 正橋和引橋 工程規模較大的橋梁工程，通常包含正橋和引橋兩部分。 正橋是指橋梁跨越主要障礙物的結構部分。由于通航等原因，正橋具有一定和高度和跨度，一般采用跨越能力大的結構體系和深基礎，是橋梁工程中的重點。 把較高的正橋和較低的路堤以合理的坡度連接起來的橋梁部分就叫引橋，其跨度一般較小，基礎較淺，建在河灘或岸上。在正橋和引橋的分界處有時會設置橋頭堡，如圖5.3所示。圖5.3 南京長江大橋（正橋和引橋示例）5.2.2 橋梁常用技術術語5.2.3 橋梁的分類1. 按工程規模劃分橋涵

6、分類橋涵分類公路橋涵公路橋涵鐵路橋涵鐵路橋涵多孔跨徑總長多孔跨徑總長L/mL/m單孔跨徑單孔跨徑L LK K/m/m橋長橋長L/mL/m特大橋特大橋L 1000L 1000L LK K150150L500L500大大 橋橋100L1000100L100040L40LK K150150100L500100L500中中 橋橋30L10030L10020L20LK K404020L10020L100小小 橋橋8L308L305L5LK K2020L20L20涵涵 洞洞L LK K55L L6m6m且頂上有填土且頂上有填土5.2.3 橋梁的分類2. 2. 按橋梁用途劃分按橋梁用途劃分 橋梁按用途劃分，

7、有鐵路橋、公路橋、公鐵兩用橋、人行橋、運水橋（渡槽）、管線橋等。公鐵兩用橋 公鐵兩用橋指同時承受公路和鐵路車輛荷載的橋。公路和鐵路可分上下層的雙層式設置，也可以在同一平面的平列式設置。 費馬恩海峽大橋費馬恩海峽大橋 渡槽渡槽 渡槽又稱高架渠，是一組由橋梁，隧道或溝渠構成的輸水系統，用來把遠處的水引到水量不足的城鎮、農村以供飲用和灌溉管線橋用于輸送油、氣、水、通訊電纜等的橋5.2.3 橋梁的分類3. 按橋梁橋跨結構所用材料劃分 按橋跨結構所用材料劃分，有圬工橋、鋼筋混凝土橋、預應力混凝土橋、鋼橋和木橋等。 圬工橋是指用磚、石、素混凝土塊等砌體材料建造的拱橋，其構造簡單，適用于跨度不大、取材方便的

8、山區拱橋。圬工橋鋼筋混凝土橋和預應力混凝土橋 鋼筋混凝土橋和預應力混凝土橋是目前在中小跨徑中應用最廣泛的橋梁。 云南六庫怒江大橋，三跨預應力混凝土連續梁橋，分跨為85米+154米+85米，1995年建成鋼橋澳大利亞悉尼港大橋澳大利亞悉尼港大橋 木橋 木橋以天然木材作為主要建造材料的橋梁。由于木材分布較廣，取材容易，而且采伐加工不需要復雜工具。甘肅渭源霸陵橋甘肅渭源霸陵橋5.2.3 橋梁的分類4. 按結構體系劃分 按結構體系劃分，有梁橋、拱橋、懸索橋三大基本體系，以及由上述三大基本體系中的一種或兩種與梁、塔、斜索等構件形成的組合體系，如斜拉橋和剛架橋等，具體分類見圖5.15。圖圖5.155.15

9、5.2.3 橋梁的分類5. 按橋跨結構與橋面的相對位置劃分 按橋跨結構與橋面位置劃分，有上承式、中承式和下承式。6. 按橋梁平面布置劃分 按橋梁平面布置劃分，有正交橋、斜交橋、彎橋和匝道橋等。（見圖5.16）5.2.3 橋梁的分類5.2.3 橋梁的分類7. 按跨越對象劃分 按橋梁所跨越的對象劃分，可分為跨河橋、跨谷橋、跨線橋、立交橋、跨海橋、旱橋和地道橋等。5.2.3 橋梁的分類8. 按橋梁的可移動性劃分 按橋梁的可移動性可分為固定橋、活動橋和開啟橋。固定橋在建成后不可移動，活動橋主要指浮橋和舟橋 開啟橋5.3 橋梁的結構體系和受力特點 按結構體系和受力特點，橋梁可劃分為梁、拱、索三大基本體系

10、和組合體系。其中，梁橋以受彎為主，拱橋以受壓為主，懸索橋以受拉為主。5.3.1 橋梁的基本體系1梁橋 梁作為承重結構，主要以其抗彎能力來承受荷載；在豎向荷載作用下，其支承反力也是豎直的；簡支的梁部結構只受彎受剪，不承受軸向力。 常用的簡支梁（見圖5.1）跨越能力有限，跨度通常不超過40m，因此，懸臂梁和連續梁（見圖5.15（a）和（b）利用增加中間支承，可減少跨中彎矩，更合理地分配內力，加大了跨越能力。5.3.1 橋梁的基本體系 常用的簡支梁（見圖5.1）跨越能力有限，跨度通常不超過40m，因此，懸臂梁和連續梁（見圖5.15（a）和（b）利用增加中間支承，可減少跨中彎矩，更合理地分配內力，加大

11、了跨越能力。5.3.1 橋梁的基本體系 簡支梁支座連接支座連接5.3.1 橋梁的基本體系 2拱橋 拱橋的結構特征是主要承重結構具有曲線外形（圖5.15（c）所示）。其受力特點為在豎向荷載作用下，拱主要承受軸向壓力，但也受彎受剪。支承反力不僅有豎向反力，也承受較大的水平推力 ，因此，拱橋對地基的要求較高，一般建于地基良好之處。由于拱主要承受壓力，因而多采用抗壓能力較強的砌體材料或鋼筋混凝土來建造。5.3.1 橋梁的基本體系 3懸索橋 懸索橋主要由纜索、塔、錨碇、加勁梁等組成，其中懸掛兩邊塔架上的纜索為主要的承重結構（見圖5.15（d）。明石海峽大橋目前世界上跨度最大的橋梁，主跨1991米，橋塔高

12、297米，橋面寬35米，雙向六車道。兩條主鋼纜每條約4000米，直徑1.12米，由290根細鋼纜組成，重約5萬噸，于1998年3月竣工5.3.2 橋梁的組合體系 1斜拉橋 斜拉橋由梁、塔和斜索組成的組合體系，結構型式多樣，造型優美壯觀（見圖5.15（i）。 在豎向荷載作用下，梁以受彎為主，塔以受壓為主，斜索則承受拉力。斜索通常采用高強鋼絲制成，塔多采用鋼筋混凝土，梁采用預應力混凝土梁或鋼箱梁。 斜拉橋的跨越能力僅此于懸索橋，是在近幾十年中發展較快的一種橋式。法國米約大橋 七塔斜拉橋，主跨七塔斜拉橋，主跨342m，大橋橋面離地，大橋橋面離地270m，塔頂，塔頂離地離地343m， 2004年年 地

13、形、地質、水流變化大，谷底至橋面較高，適于大地形、地質、水流變化大，谷底至橋面較高，適于大跨，避免修建高橋墩跨，避免修建高橋墩5.3.2 橋梁的組合體系 2剛架橋 剛架橋是梁與立柱的組合體系（見圖5.15（e）。其梁與立柱是剛性連接，形成剛架。 其主要特點是立柱具有相當的抗彎剛度，能有效分擔梁的跨中彎矩，達到降低梁高、增大橋下凈空的目的。 若立柱斜向布置的剛 架橋稱為斜腿剛架橋（見圖5.15（g）。5.3.2 橋梁的組合體系 3T形剛構橋和連續剛構橋 T形剛構橋和連續剛構橋都是梁和剛架相結合的體系。它們是預應力混凝土結構采用懸臂施工方法而發展起來的一種新的結構體系。 結構的上部梁體在墩上向兩邊

14、采用平衡懸臂施工，先形成一個T形的懸臂結構。相鄰的兩個T形懸臂在跨中設鉸或掛孔來連接，就形成T形剛構橋（見圖5.15（f）。 若結構在跨中采用預應力筋和現澆混凝土區段連成整體，即為連續剛構橋（見圖5.15（h）。5.3.2 橋梁的組合體系 3T形剛構橋和連續剛構橋 若結構在跨中采用預應力筋和現澆混凝土區段連成整體，即為連續剛構橋（見圖5.15（h）。5.3.2 橋梁的組合體系4梁、拱組合體系 梁、拱組合體系同時具備和梁的受彎和拱的承壓特點（見圖5.15（j）。 該體系的優點是：可利用梁受拉來承受拱在豎向荷載作用下的水平推力。這樣對地基的要求就可降低，可在一般的地基條件下修建。5.4 橋梁工程發展動態 當代橋梁的發展趨勢是繼續向大跨發展，一方面是為了適應交通事業發展的需求，另一方面建造前所未有的大跨度橋，對人類來說是具有吸引力的挑戰。 橋梁結構設計理論的是橋梁工程技術的基石，因此為了適應橋梁技術的進一步發展，就需要開展設計理論研究，完善設計規范。 要求建橋材料具有強度高、質量輕，抗疲勞、耐腐蝕等良好性能，因為材料科學的進步是推動橋