第一篇橋梁組成及其概念上部結構：指橋跨結構，跨越障礙的部分，包括橋跨結構和橋面結構作用:跨越障礙，承受橋面荷載和交通荷載下部結構：指橋跨以下的支撐結構，包括橋墩橋臺和橋墩臺以下的基礎部分作用：將上部結構和其承受的交通荷載傳入地基的結構物橋跨結構：是線路中斷時跨越障礙的主要承重結構橋臺：位于橋孔始盡端或橋梁兩端并與路基相連接的支撐上部結構的和承受橋頭填土側壓力支擋橋臺背后填土的作用分類：重力式橋臺輕型橋臺框架式橋臺組合式橋臺承拉式橋臺錐形護坡：路堤與橋臺銜接處和橋臺兩側設置的石砌錐形護坡，保證迎水部分路堤邊坡的穩定水位：枯水季節最低水位稱為低水位，洪峰季節河流中最高水位是高水位。橋梁設計中，按規定的設計洪水頻率計算所得的高水位稱為設計洪水位凈跨徑：梁式橋里指的是設計洪水位上相鄰的兩個橋墩之間的凈距l0；對于拱式橋是每孔拱跨兩個拱腳截面最低點之間的水平距離。總跨徑：多孔橋梁中各孔凈跨徑的和，也稱橋梁孔徑，反映了橋下宣泄洪水的能力計算跨徑：對于有支座的橋梁，指的是橋跨結構相鄰及兩個支座中心之間的距離l；對于拱式橋，是兩相鄰拱腳截面形心點之間的水平距離橋梁全長：是橋梁兩端兩個橋臺的側墻或八字墻后端點之間的距離橋梁高度：橋面與低水位之間的高差或為橋面于橋下線路路面之間的距離橋下凈空高度：設計洪水位或計算通航水位至橋跨結構最下緣之間的距離建筑高度：橋上行車路面高程至橋跨結構最下緣之間的距離凈矢高：:拱頂截面下緣至相鄰兩拱腳截面下緣最低點之連線的垂直距離f0計算矢高：拱頂截面形心至相鄰兩拱腳截面形心之連線的垂直距離f矢跨比：拱橋中拱圈的計算矢高f與計算跨徑l之比，也即矢拱度橋梁的主要類型梁式橋：豎向荷載作用下無水平反力，由于外力作用方向與承重結構軸線接近垂直，故與同樣跨徑的其他結構相比，量內產生的彎矩最大，跨徑一般25米以下，采用預應力簡支梁橋時一般不超50米拱式橋：承重結構是拱圈或拱肋。豎向力作用下橋墩或橋臺承受水平推力，這種水平力將顯著抵消荷載所引起在拱圈內的彎矩作用。與梁橋相比彎矩和變形小。拱橋承重結構以受壓為主，通常采用抗壓能力強的圬工材料。對下部結構和地基要求很高，施工也比梁橋困難鋼架橋：主要承重結構是梁或板和立柱或豎墻整體結合在一起的鋼架結構，梁和柱的連接處具有很大的剛性。豎向荷載作用下，梁部主要受彎，柱腳處也有水平反力，其受力狀態介于梁橋和拱橋之間。利于降低線路交叉處或跨越通航江河時降低路面高程，但梁柱剛接處較易裂縫懸索橋：傳統懸索橋均用懸掛在兩邊塔架上的強大纜索作為主要的承重結構。豎向荷載作用下通過吊桿使纜索承受很大的拉力，通常就要在兩岸橋臺的后方修筑非常大的錨碇結構。懸索橋也具有水平反力。懸索橋成卷的鋼纜易于運輸，結構組件較輕便于無支架懸吊拼裝。斜拉橋：斜索塔柱主梁。斜拉索將主梁多點吊起2，并將主梁的恒載和車輛荷載傳至塔柱，再通過塔柱基礎傳至地基。這樣工作的主梁像是多點彈性支撐的連續梁一樣工作，從而使主梁尺寸大大減小，減輕結構自重和節省材料，大幅增加橋梁的跨越能力。與懸索橋相比，結構剛度大，結構變形小，抵抗風振的能力比懸索橋好。組合體系橋梁：梁和拱共同合作。吊桿將梁向上吊住減少梁中彎矩，拱的水平推力由梁來承受，這樣對于墩臺的要求就與一般簡支梁橋一樣、按用途分：公路橋，鐵路橋，公路鐵路橋，人行橋，農橋按跨徑分：特大橋，大橋，中橋，小橋按承重結構分：圬工橋，鋼筋混凝土橋，預應力混凝土橋，鋼橋和木橋按跨越障礙性質：跨河橋，跨線橋，高架橋，棧橋按上部結構的行車道位置：上承式，中承式，下承式第三章公路橋梁的設計應符合技術先進，安全可靠，適用耐久，經濟合理，造型美觀，有利環保，因地制宜，就地取材，便于施工養護橋梁設計的基本要求：①使用上的要求（滿足通航，行車，行人和泄洪等）②經濟上的要求（使用中的運營條件以及養護和維修）③結構尺寸和構造要求④施工上的要求⑤美觀上的要求8個調查：橋梁使用任務、橋位附近地形、橋位地質狀況、河流水文、建筑材料來源、施工單位技術水平、氣象資料、橋位上下游有無其他橋設計工作分為前期工作階段和設計工作階段。前者分為工可和預可，后者分為初步設計、技術設計、施工圖設計工程預可行性研究（有設想）：建橋理由和工程建設的重要性和必要性，技術上的可行性，選定橋位和建設模型工程可行性研究（基本落實）：預可被審批之后，進一步研究工程技術上的可行性和投資上的可行性總跨徑確定：參照水文計算，總跨徑必須保證橋下有足夠的排洪面積，使河床不致遭受過大的沖刷；并根據河床土壤性質和基礎的埋置情況，結合河床的允許沖刷深度，適度縮短橋梁的總長度分孔：分跨跨度的合理、跨河通航或凈高凈空的要求、考慮河床等地貌及避開較復雜地質情況、經濟合理橫坡排水：從橋面中央傾向兩側1.5%——3%的橫向橫坡公路橋梁設計荷載包括永久作用，可變作用，偶然作用。公路橋涵結構設計應考慮可能同時出現的作用按承載能力極限狀態和正常使用極限狀態進行作用效應組合，取其最不利效應組合設計汽車荷載：①四級公路上重型車較少，其橋涵設計所采用的公路—Ⅱ級車道荷載的效應可乘以0.8的折減系數，車輛荷載的效應可乘以0.7的折減系數②公路—Ⅰ級車道荷載的均布荷載標準值為qk=10.5KN；集中荷載≤5m時，pk=270KN,計算跨徑≥50m時，pk=360KN，5—50m內，pk的值內插求得；計算剪力效應時，上述集中荷載標準值pk乘以1.2③公路—Ⅱ級車道荷載的均布荷載標準值qk和集中荷載標準值pk按公路—Ⅰ級的0.75倍采用車道荷載的均布荷載標準值應滿布于使結構產生最不利效應的同號影響線上；集中荷載標準值只作用于相應影響線中最大影響線峰值處汽車荷載沖擊力=（1+μ）×汽車荷載標準值手動補充人群荷載：橋梁計算跨徑≤50m，人群荷載標準值為3.0KN/㎡，計算跨徑≥150m時，人群荷載標準值為2.5 KN/㎡，50~150之間內插求得。城郊行人密集區，標準值取上述1.15倍，專用人行橋梁取3.5KN/㎡按承載能力極限狀態設計時作用效應組合按正常使用極限狀態設計時作用效應組合第二篇裝配式橋梁與整體式橋梁相比的優點：①構件形式尺寸趨于標準化，有利于大規模工業化制造②工業化生產，節省勞動力和降低勞動力強度，提高工程質量和勞動力效率③不受季節性影響，上下部構造可同時施工，可縮短工期④節省大量支架模板等材料消耗鋼筋混凝土梁橋優點：就地取材、工業化施工、耐久性好、適應性強、整體性好缺點：結構自重大，施工工期長，支架和模板消耗很多鋼材和木材，受季節性影響大預應力混凝土一般特點：能有效利用高強度材料從而減小自重增大跨越能力，節省鋼材，不出現裂縫就可以全截面參與工作，剛度大，橫縱向和豎向預應力夸大了裝配式橋梁的適用范圍板橋：構造簡單施工方便建筑高度小，受拉區不能發揮作用反而增加自重。為了減小自重可以采用挖空的矮肋式板橋，空心板橋肋板式梁橋：肋與肋之間形成明顯的肋形結構的梁橋。梁肋與頂部的鋼筋混凝土橋面板結合在一起作為承重結構。挖空可以減小自重，利于發揮集中布置在梁肋下部的受力鋼筋的抗拉作用，混凝如面板的抗壓能力。箱型梁橋：橫截面呈一個或幾個封閉箱形的梁橋。提供了承受正負彎矩足夠的混凝土受壓區。有較大的抗彎慣矩，抗扭剛度較大，偏心活載作用下梁肋的手里比較均勻。橋面部分通常包括橋面鋪裝，防水，排水，伸縮縫和人行道，緣石，欄桿，燈柱等橋面鋪裝功用：保護屬于主梁整體部分的行車道不受車輛輪胎的直接磨損，防止主梁遭受雨水的侵蝕，對車輛輪重有一定分布作用伸縮縫（變形縫）：保證橋跨結構在氣溫變化、活在作用、混凝土收縮徐變等影響下，按靜力圖示自由變形，需要使橋面在兩端之間以及在梁端與橋臺背墻之間設置伸縮縫。設置縱坡的目的：為防止雨水滯積于橋面并滲入梁體而影響橋梁的耐久性，除在橋面鋪裝內設置防水層外，應使橋上的雨水迅速引導排出橋外。如何設置：橋面縱坡大于2％橋長小于50m，雨水可流至橋頭從引道上排出。為防止雨水沖刷引道路基，在橋頭引道兩側設置流水槽。大于50m時，應在橋上每隔12~15m設置一個泄水管。縱坡小于2%時，每隔6~8m設置。泄水水管的過水面積通常使每平方米橋面不少于2~3cm2。可沿車道兩側交錯排列對稱排列，離緣石20~50cm。橡膠伸縮縫代替跨搭鋼板式伸縮縫，可避免污物落入縫內，省去留排水槽。顯著減小活載動力作用，簡化接縫構造和安裝工藝，節約鋼材。板橋的設計與構造板橋優點：建筑高度小，外形簡單制作方便便于工廠化生產，預制構件自重小，架設方便。缺點：跨徑不宜過大，增大跨徑，就得增加截面，從而導致自重過大。整體式板橋：跨徑與板寬相差不大，實際上處于雙向受力狀態，除了配置縱向受力鋼筋，還要在設置垂直于主鋼筋的橫向分布鋼筋。主拉應力小，不設置抗剪鋼筋，一般只布置箍筋。裝配式板橋：實心矩形板形狀簡單，施工方便，建筑高度小。空心板橋可以減小自重，對材料利用較合理。空心板橋最薄處不得小于8cm，為了保證抗剪強度，應按計算設置彎起鋼筋和箍筋。裝配式板的橫向連接：企口式混凝土鉸連接，鋼板連接螺紋鋼筋的作用：咬合混凝土，提高摩擦力，也可以局部承壓。斜交式板橋的受力性能①荷載有向兩支承邊之間最短距離傳遞的趨勢②鈍角處有垂直于角分線的負彎矩③支撐反力從鈍角處向銳角處逐漸減小④斜交板的跨中彎矩比正橋的要大，可以認為橫向彎矩增大的量，相當于跨徑方向彎矩減小的量。主筋布置：斜度小于15度，按正交布置斜度大于15度時，按斜交布置橫隔梁作用：與橋面板的接縫一起加強主梁間的橫向聯系，以使橋上的車輛荷載分配給各主梁共同承擔T形梁的端橫隔梁是必須設置的，不但有利于制造運輸和安裝階段的構件穩定性，而且能顯著增強全橋的整體性。有中橫隔梁的梁橋，橫向荷載分布比較均勻，可以減輕翼板接縫處的縱向開裂現象。下馬蹄的作用是用來布置下翼緣預應力鋼筋，為了使鋼筋之間滿足構造要求，原來的T形截面尺寸就不合適上承式簡支梁橋的設計計算項目一般有主梁，橫隔梁，橋面板，支座。混凝土和瀝青路面荷載假定以45°角擴散a1=a2+2hb1=b2+2h板的有效工作寬度：p108~p109當把單位荷載按橫向最不利位置布置在荷載橫向影響線上，求得各片主梁分配到的橫向荷載的最大值為m，此m表示主梁在橫向分配到的最大荷載比例,即稱為荷載橫向分布系數杠桿原理法——把橫向結構（橋面板和橫隔梁）視作在主梁上斷開而簡支在其上的簡支梁。假定：忽略主梁之間橫向結構的聯系。適用場合：計算荷載位于靠近主梁支點時的荷載橫向分布系數；雙主梁橋；橫向聯系很弱的無中間橫隔梁的橋梁計算步驟：判斷計算方法→繪出橫向分布影響線→按最不利荷載位置布載→計算荷載橫向分布系數偏心壓力法——把橫隔梁視作剛性極大的梁；假定：中間橫隔梁可近似地看作一根剛度為無窮大的剛性梁，橫隔梁僅發生剛體位移；忽略主梁的抗扭剛度，即不計入主梁扭矩抵抗活載的影響適用場合：橋上具有可靠的橫向聯結，且橋的寬跨比B/l小于或接近0.5的情況時（一般稱為窄橋）的跨中截面荷載橫向分布系數計算。鉸接板（梁）法——把相鄰板（梁）之間視為鉸接，只傳遞剪力；剛接梁法——把相鄰主梁之間視為剛性連接，即傳遞剪力和彎矩；比擬正交異性板法——將主梁和橫隔梁的剛度換算成正交兩個方向剛度不同的比擬彈性平板來求解。修正偏心壓力法：考慮主梁的抗扭剛度的偏心壓力法。偏心壓力法由于假定橫隔梁絕對剛性和忽略主梁抗扭剛度，導致邊梁受力偏大。主梁內力計算：p157~p172預拱度：為了消除恒載和經常作用活載之長期效應所產生的撓度，需要在橋梁施工時設置預拱度梁式橋的支座作用：①傳遞上部結構的支撐反力，包括恒載活載引起的豎向力和水平力②保證結構在活載，溫度變化，混凝土收縮和徐變等因素作用下的自由變形，以使上下部結構的實際受力情況符合結構的靜力圖示分類：固定支座和活動支座布置原則：①簡支梁橋，懸臂梁橋錨固跨，多孔懸臂梁橋掛梁支座布置每跨一端設置固定支座，一端設置活動支座。②支座需要傳遞豎向力時設置能承受豎向力的支座③單個支撐點上，縱橋向只能設置一個支座，橫橋向不應設置多于兩個支座④固定支座和活動支座的布置應有利于水平力的縱向傳遞⑤對于寬橋設置延縱向橫向均能移動的活動支座P布置原則：有利于墩臺傳遞縱向水平力、有利于梁體的自由變形。①對于坡橋，宜將固定支座布置在標高低的墩臺上；當縱坡大于1%或橫坡大于2%時，增設梁底楔塊②對于簡支梁橋，每跨宜布置一個固定支座，一個活動支座；對于多跨簡支梁，一般把固定支座布置在橋臺上，每個橋墩上布置一個（組）活動支座與一個（組）固定支座。③對于連續梁橋及橋面連續的簡支梁橋，一般在每一聯設置一個固定支座，并宜將固定支座設置在靠近溫度中心，以使全梁的縱向變形分散在梁的兩端，其余墩臺上均設置活動支座。固定支座：固定主梁在墩臺上的位置并傳遞豎向壓力和水平力，在支撐處可以自由轉動活動支座：只傳遞豎向壓力，在支撐處既能自由轉動又能水平移動簡易墊層支座：跨徑小于5m的涵洞，由幾層油毛氈或石棉做成的簡易支座橡膠支座優點;具有構造簡單，加工方便，造價低，結構高度小，安裝方便和使用性能良好的優點;能方便地適應任意方向的變形，故特別適應于寬橋、曲線橋和斜交橋;橡膠的彈性還能削減上、下部結構所受的動力作用，對于抗震十分有利。板式橡膠支座活動機理是：利用橡膠的不均勻彈性壓縮實現轉角θ；利用其剪切變形實現微量水平位移△盆式橡膠支座：利用設置在鋼盆中的橡膠板達到對上部結構具有承壓和轉動的功能，利用聚四氟乙烯板和不銹鋼板之間的平面滑動來適應橋梁的水平位移要求。支座計算P179先張法程序：在臺座上按設計要求將鋼筋張拉到控制應力→用錨具臨時固定→澆注混凝土→待混凝土達到設計強度75%以上切斷放松鋼筋.其傳力途徑是依靠鋼筋與混凝土的粘結力阻止鋼筋的彈性回彈,使截面混凝土獲得預壓應力后張法程序：①先澆混凝土,混凝土達到設計強度75%以上,再張拉鋼筋(鋼筋束).其主要張拉程序為:埋管制孔→澆混凝土→抽管→養護穿筋張拉→錨固→灌漿(防止鋼筋生銹).其傳力途徑是依靠錨具阻止鋼筋的彈性回彈,使截面混凝土獲得預壓應力,這種做法使鋼筋與混凝土結為整體,稱為有粘結預應力混凝土.②其主要張拉程序為預應力鋼筋沿全長外表涂刷瀝青等潤滑防腐材料→包上塑料紙或套管(預應力鋼筋與混凝土不建立粘結力)→澆混凝土養護→張拉鋼筋→錨固。拱橋的設計高程：橋面高程，跨中結構（拱式橋面結構），底面高程，起拱線方程，基礎底面高程。矢垮比的確定：①拱腳水平推力與矢垮比成反比關系②水平推力大，拱內的軸向壓力也大，對拱圈自身受力有利，但對墩后基礎不利③矢垮比越小，彈性壓縮溫度變化，混凝土收縮徐變，以及墩臺位移因素，在拱圈內引起的附加應力也越大④較小的矢垮比能提供較大的橋下凈空，降低橋面高程，減少了引道長度。拱軸線選擇：盡可能的降低由荷載產生的彎矩，利用拱上各種荷載作用下的壓力線，即拱軸線與壓力線重合，稱為合理拱軸線，拱截面只承受壓力，而無彎矩作用，能充分利用圬工材料的抗壓性。拱軸線滿足要求：①盡量減小主拱截面的彎矩，使其在計入彈性壓縮，均勻溫降，混凝土徐變，收縮等影響下各主要截面應力相差不大，且最大限度得減少截面拉應力。②對于無支架施工的拱橋應滿足各施工階段應力要求，并盡可能少用臨時性施工措施，線性美觀，且便于施工。常見的拱軸線形：圓弧線，懸鏈線，拋物線處理多垮連續拱橋措施：利用不同的矢垮比，不同的拱腳高程，調整上部結構的自重拱橋中鉸的設置：①拱圈按兩鉸拱或三鉸拱設計②空腹式拱上建筑，其腹拱圈按構造要求需要采用兩鉸或三鉸拱，或高度較小的腹孔墩上下端與頂梁，底梁連接處需設鉸③在施工過程中為清除或減小拱圈部分附加內力，以及對拱圈內力做適當的調整時，在拱腳或拱頂設置臨時鉸。拱橋的施工方法：①拱架施工法：構造簡單，制作容易，節省材料，拆裝方便，加快施工，減少費用②纜索吊裝施工法③懸臂施工法④少支架施工法⑤勁性骨架施工法⑥轉體施工法拱圈內力調整：假截法，臨時鉸法，改變拱軸線形法。懸臂與連續體系梁橋：施工方法：懸臂拼裝法，懸臂澆筑法。截面形式：T型截面，箱形截面。聯合作用：拱橋是多次超靜定結構。即使對于簡單體系的上承式拱橋，拱上建筑也將參與拱圈共同作用，這種現象稱為“拱上建筑與主拱的聯合作用”或簡稱“聯合作用”。活載的橫向分布：在橫橋方向，不論荷載如何作用，拱圈（肋）的橫斷面上都會出現應力（內力）不均與分布的現象。五點重合法：在拱跨上有五個點（拱頂、兩L/4點和兩拱腳）的拱軸線