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现代梁桥简介
文章来源: 发布时间:2018-05-25
  

梁桥构造简单、施工方便、工期短、造价低、且维修容易,除特大跨度桥梁外,是设计中优先考虑的结构体系,应用甚广。1949年前由国人设计监造的梁桥,以总长1453米,最大跨度67米的杭州钱塘江公路铁路两用桥(1937年建成)为一里程碑,1949年后这种梁桥已有长足的发展。

  钢筋混凝土梁桥是一种常用的中小跨度桥梁,以广西壮族自治区的南宁邕江桥(1964年)为代表,主跨最大55米,系中国最早按闭口薄壁构件设计的一座箱形悬臂梁桥。

  预应力混凝土梁桥在本世纪50年代中国即已开始研制,1956年初首先在陇海线新沂河铁路桥上建成了跨度23.9米的简支梁。跨度20米的京周公路桥也于同期建成。这种桥型的最大跨度为浙江省瑞安飞云江桥(跨度为62米,1988年);1989年建成的开封黄河大桥总长4475.09米, 其中有77孔50米简支梁采用连续长度达450米,并按部分预应力混凝土结构设计。

  预应力混凝土T型刚构桥以其最适宜采用平衡悬臂拼装或浇筑法施工,在中国60年代首先受到重视和发展。悬臂拼装T型刚构桥以河南五陵卫河桥(1964年)为首创;悬臂浇筑T型刚构桥则以广西柳州柳江大桥(1967年)为先导。重庆长江大桥(1980年)是这种体系目前的最大者,主跨达174米。

  在预应力混凝土T型刚构桥的设计与施工经验的基础上,有发展了跨度更大、运营条件更好的多联预应力混凝土连续梁桥和连续-刚构桥,其中广东省广州洛溪大桥(1988年)跨度达到180米;正在施工中的湖北省黄石长江大桥,跨度已增至245米。铁路预应力混凝土连续梁桥中的杭州钱塘江二桥(1991年),跨度联长(主跨80米,联长18孔),且在罕有的施工涌潮高度1.96米和潮压强度32kPa(千帕)下建成。连续梁桥的广泛采用,又促进了顶推法(在直桥与弯桥上)、大吨位(500吨浮吊安装和移动式,模架逐孔浇筑等施工方法的发展。

  V型墩或Y型墩预应力混凝土连续梁桥或悬臂梁桥,可以优化造型,削减支点弯矩,降低桥梁建筑高度。台湾忠孝桥(1981年)、桂林雉山漓江桥(1987年)都是其中的佼佼者。

  钢桥在中国主要用于铁路桥或公路铁路两用桥。公路钢桥以山东省北镇黄河公路桥(1972年)为最大,最大跨度112米,是一座铆接连续钢桁梁,基础采用φ1.5米钻孔灌注桩,最长入土深度达107米,为目前国内之最。1980年建成的广东省马房北江公路桥,已采用先进的栓焊箱梁和正交异性钢桥面板设计。公路铁路两用的武汉长江大桥(1957年)采用主跨128米的钢连续桁架梁,3号钢铆接连接,首创了新型的直径φ1.55米管柱基础(以后在江西省南昌赣江南桥中发展到φ5.8米,1962年),是中国桥梁建设的又一里程碑。南京长江大桥(1968年)采用了较好的16Mnq钢材,主跨增大为160米的铆接连续钢桁架梁,从材料、设计到施工均依靠本国力量建成,并且发展了深水基础,其中重型混凝土沉井,穿越深度达54.87米;首次采用了φ3.6米先张法预应力混凝土管柱;并且创造了新颖的复合基础;清基潜水作业水深达65米。九江长江大桥(1992年)采用了更好的国产15MnVNq钢材,最大钣厚达56毫米;栓焊连接,主跨达216米,系以柔拱加劲的连续钢桁架梁;并进一步地发展了施工较为简便的双壁钢围堰钻孔基础。在钢梁安装方法上,也从单层吊索架发展为双层吊索架安装。

  2.现代斜拉桥简介

  现代斜拉桥的复兴是第二次世界大战后桥梁发展史上最伟大的成就之一。斜拉桥在60年代初传入我国后,上海和四川两地于1975年建成了两座试验性的钢筋混凝土斜拉桥,即主跨分别为54米的新五桥和75.8米的云阳汤溪河桥。

  1977年起,我国进入了改革开放的新时期,交通发展的需要推动了大跨度斜拉桥的建设。1982年建成的跨度为220米的山东济南黄河桥可以认为是我国第一阶段学习建造斜拉桥的成功总结。

  至80年代,斜拉桥迅速在全国各地推广,许多省市建造了30余座各种不同类型的斜拉桥。如主跨长度达到260米的天津永和桥和288米的山东东营黄河桥(后者是我国第一座钢斜拉桥);广州市海印桥的35米最大桥宽和双薄壁墩单索面体系;广东南海九江大桥采用5000kN(千牛)浮吊的快速悬拼施工;重庆石门大桥主跨为230米的不对称布置独塔斜拉桥和采用最长悬臂浇注施工,以及1990年竣工的长沙湘江北大桥的轻型挂篮悬浇施工和美丽造型等都各具有特色,成为这一时期斜拉桥建设的代表性工程。

  进入90年代,我国的斜拉桥建设出现了一个新的高潮。以上海南浦大桥的建成(1991年)为起点,一大批跨度超过400米的斜拉桥正在建造、设计或规划之中。其中,上海杨浦大桥是继南浦大桥后的又一座602米记录跨度的结合梁斜拉桥。中国的斜拉桥建设,无论在规模上和发展速度上都将取得令世界瞩目的伟大成就。

  3.拱桥和双曲拱桥有何不同?

  拱桥与双曲拱桥均属拱桥体系的桥梁,拱桥在纵面内以拱作为上部结构的主要承重构件的桥梁。

  双曲拱桥是纵向由拱肋,横向由一个或多个拱波组成的拱桥,其外形在纵横两个方向均呈曲线形。

  4.桥梁的分类

  一、按使用性分:公路桥、公铁两用桥、人行桥、机耕桥、过水桥等。

  二、按跨径大小和多跨总长分为:特大桥、大桥、中桥、小桥、涵洞。

  其中:

  特大桥:多孔跨径总长≥500米, 单孔跨径≥100 米

  大桥:多孔跨径总长≥100米,单孔跨径≥40 米

  中桥:30米<多孔跨径总长<100米, 20≤单孔跨径<40 米

  小桥:8米≤多孔跨径总长≤300米, 5<单孔跨径<20米

  涵洞:多孔跨径总长<8米, 单孔跨<5米

  三、按行车道位置分为:上承式桥、中承式桥、下承式桥。

  四、按承重构件受力情况可分为:梁桥、板桥、拱桥、钢结构桥、吊桥、组合体系桥(斜拉桥、悬索桥)。

  五、按使用年限可分为:永久性桥、半永久性桥、临时桥。

  六、按材料类型分为:木桥、圬工桥、钢筋砼桥、预应力桥、钢桥。

  5.射水沉桩

  射水施工方法的选择应视土质情况而异,在砂夹卵石层或坚硬土层中,一般以射水为主,锤击或振动为辅;在亚粘土或粘土中,为避免降低承载力,一般以锤击或振动为主,以射水为辅,并应适当控制射水时间和水量;下沉空心桩,一般用单管内射水。

  射水沉桩的设备包括:水泵、水源、输水管路(应减小弯曲,力求顺直)和射水管等。

  射水沉桩的施工要点是:吊插桩基时要注意及时引送输水胶管,防止拉断与脱落;基桩插正立稳后,压上桩帽桩锤,并开始用较小水压,使桩靠自重下沉。初期应控制桩身不使下沉过快,以免阻塞射水管嘴,并注意随时控制和校正桩的方向;下沉渐趋缓慢时,可开锤轻击,沉至一定深度(8-10m)已能保持桩身稳定后,可逐步加大水压和锤的冲击动能;沉桩至距设计标高一定距离(2.0m以上)停止射水,拔出射水管,进行锤击或振动使桩下沉至设计要求标高。

  6.桥梁基础

  桥梁基础的作用是把桥梁自重以及作用于桥梁上的各种荷载传至地基的建筑物。它和桥墩、桥台(见桥梁墩台)统称为桥梁下部结构。

  桥梁基础是埋于地层内的隐蔽建筑物。在设计和修建桥梁基础时,必须进行详细的现场调查和必要的钻探试验,并运用土力学和基础工程理论,选定基础类型,确定其承载能力,以防止桥梁在运营中发生病害。

  桥 梁基础按施工方法可分为明挖基础、桩基础、管柱基础和沉井基础四类。桥梁上部承受的各种荷载,通过桥台或桥墩传至基础,再由基础传至地基。基础是桥梁下部 结构的重要组成部分,因此,基础工程在桥梁结构物的设计与施工中,占有极为重要的地位,它对结构物的安全使用和工程造价有很大的影响。

  7.明挖基础

  明挖基础又称扩大基础或直接基础。明挖基础以石砌、混凝土或钢筋混凝土建造。其平面形状有圆形、圆端形、矩形、八角形、T形和U形等。明挖基础的厚度除要求保证地基有足够承载力外,还要求基础底面低于冲刷线和土壤冻结线,以保证桥梁不受冲刷和冻害影响。

  地质良好的无水地段,可采用除去表土,整平地基的方法,以便修建基础;有水地段可根据水的深浅,分别采用土、草袋或打桩等办法,筑成围堰,然后抽水,以便修建基础。地质不良地段可采用更换填土,或用物理、化学方法加固地基。

  明挖基础由于施工简便,传力明确且能直接观察到地基原形,因此不仅用于中、小桥梁,而且逐步用于一些大桥,并在施工技术上有所发展。例如,中国采用喷混凝土护壁开挖基坑的施工技术,于1973年建成了塘坝桥(位于宜宾到珙县的铁路线上),其基坑深度为7.9~13.6米;1975年又建成东河桥,其基坑直径为8.8米,坑深10米。

  8.沉箱基础

  用 开口沉井或气压沉箱施工法建造的桥梁基础。这种基础现采用较少。由于它整体性好、刚度大、传力可靠,因此在长大跨度和深水地区修桥仍被采用。一般为深基 础,适用于持力层较深或河床冲刷严重等水文地质条件,具有很高的承载力和抗震性能。这种基础系由井筒、封底混凝土和预盖等组成,其平面形状可以是圆形、矩 形或圆端形,立面多为垂直边,井孔为单孔或多孔,井壁为钢筋、木筋或竹筋混凝土,甚至由刚壳中填充混凝土等建成。若为陆地基础,它在地表建造,由取土井排 土以减少刃脚土的阻力,一般借自重下沉;若为水中基础,可用筑岛法,或浮运法建造。在下沉过程中,如侧摩阻力过大,可采用高压射水法、泥浆套法或井壁后压 气法等加速下沉。

  9.地基

  承受建筑物、机器设备等荷载的全部地层。分两类:(1)天然地基。未经人工加固处理的地基;(2)人工地基。经人工加固处理的地基。加固方法有换土垫层、压实加固和化学加固等。

  10.地基承载力

  地基容许承载力是指在建筑物沉降量不超过容许值条件下,地基单位面积所承受的最大荷载,有时也称地耐力。

  地 基随建筑物荷载的作用后,内部应力发生变化,表现在两方面:一种是由于地基土在建筑物荷载作用下产生压缩变形,引起基础过大的沉降量或沉降差,使上部结构 倾斜,造成建筑物沉降;另一种是由于建筑物的荷载过大,超过了基础下持力层土所能承受荷载的能力而使地基产生滑动破坏。

  地基承载力确定的途径

  目前确定方法有:

  1.根据原位试验确定:载荷试验,标准贯入,静力触探等。每种试验都有一定的适用条件。

  2.根据地基承载力的理论公式确定。

  3.根据《建筑地基基础设计规范》确定。

  根据大量测试资料和建筑经验,通过统计分析,总结出各种类型的土在某种条件下的容许承载力,查表。

  一般:一级建筑物:载荷试验,理论公式及原位测试确定f;

  一级建筑物:规范查出,原位测试;尚应结合理论公式;

  一级建筑物:邻近建筑经验。

  确定地基承载力应考虑的因素

  地基承载力不仅决定于地基的性质,还受到以下影响因素的制约:

  1.基础形状的影响:在用极限荷载理论公式计算地基承载力时是按条形基础考虑的,对于非条形基础应考虑形状不同地基承载的影响。

  2.荷载倾斜与偏心的影响:在用理论公式计算地基承载力时,均是按中心受荷考虑的,但荷载的倾斜荷偏心对地基承载力是有影响的。

  3.覆盖层抗剪强度的影响:基底以上覆盖层抗剪强度越高,地基承载力显然越高,因而基坑开挖的大小和施工回填质量的好坏对地基承载力有影响。

  4.地下水的影响:地下水水位上升会降低土的承载力。

  5.下卧层的影响:确定地基持力层的承载力设计值,应对下卧层的影响作具体的分析和验算。

  6.此外还有基底倾斜和地面倾斜的影响:地基土压缩性和试验底板与实际基础尺寸比例的影响.相邻基础的影响,加荷速率的影响和地基与上部结构共同作用的影响等。

  11.管柱基础

  由钢筋混凝土、预应力混凝土或钢管柱群和钢筋混凝土承台组成的基础结构。也有由单根大型管柱构成基础的。它是一种深基础,多用于桥梁。管柱埋入土层一定深度,柱底尽可能落在坚实土层或锚固于岩层中,其顶部的钢筋混凝土承台,支托桥墩(台)及上部结构。作用在承台的全部荷载,通过管柱传递到深层的密实土或岩层上。

  分类

  管 柱基础的类型可按地基土的支承情况划分:如管柱穿过土层落于基岩上或嵌于基岩中,则柱的支承力主要来自柱端岩层的阻力,称为支承式管柱基础;如管柱下端未 达基岩,则柱的支承力将同时来自柱侧土的摩擦力和柱端土的阻力,称为摩擦式或支承及摩擦式管柱基础。如为多柱式基础,也可以按承台位置的高低分类:当承台 位于地面或河床面以下者,称低承台管柱基础;如承台位于地面或河床面以上者,称高承台管柱基础。当河床有冲刷,承台位于最低冲刷线以上者,也应按高承台管 柱基础设计计算。

  由于管柱直径甚大(中国习惯上做成1.2米以上),虽为高承台基础,仍具有足够的刚度,如无特殊要求(如水平力过大),常在桥梁工程中采用,以省工省料。在地基密实而均匀、桥墩不高的条件下,甚至把承台提高到桥墩墩帽位置,从而省去墩身。

  施工特点和计算原则

  管 柱是在工厂或工地预制的钢、钢筋混凝土或预应力混凝土短管节,在工地接长,用振动或扭摆方法使其强迫沉入土中,同时在管内进行钻、挖或吸泥,以减少下沉阻 力。如管柱落于基岩,可利用管壁作套管,进行凿岩钻孔,再填筑钢筋混凝土,使管柱锚于基岩,以增加基础稳定性和支承能力。也有先在地层中钻成大直径孔,再 把预制的管柱插入孔中,并在柱壁与孔壁之间压入水泥沙浆,使管柱与土层紧密连接,以提高承载力。管柱内可填充混凝土或钢筋混凝土,甚至作成部分空心体。

  由于管柱基础的结构形式和受力状态类似桩基础,故其设计和计算原则与桩基础大致相同。

  历史和发展 管柱基础是1955年中国修建武汉长江桥时首先采用的。所用管柱直径为1.55米并通过钻岩锚固于岩盘2~7米深处南京长江桥所用管柱直径增至3.0和3.6米,其中9号墩的管柱穿过覆盖层约44米,锚固于基岩 3.5米,共约47.5米,是目前中国最深的管柱基础。1962年建成的向(塘)九(江)铁路南昌赣江公铁两用桥,其基础管柱直径达5.8米,是当前中国直径最大的管柱。在其他国家,管柱基础也在发展。如60年代初建成的委内瑞拉的马拉开波桥,采用直径为1.35米的预应力混凝土管柱;60年代中期荷兰建成的东斯海尔德桥,采用直径为4.26米(14英尺)的预应力混凝土管柱,而70年代巴西瓜纳巴拉湾桥,则使用了直径为1.8米的钢管柱等。

  到目前为止,管柱在基础中多为铅直状,但也出现过少数斜管柱基础。如中国京广(北京―广州)铁路正定滹沱河桥墩基础,是由4根直径1.55米、斜度为8:1的斜钢筋混凝土管柱构成。由于斜管柱的施工难度大,故很少采用。在管柱外侧加锁口,则可用于钢锁口管柱围堰或沉井(见围堰)。

  12.贝雷桥

  贝雷桥是两片主桁架之间通过横梁联系,在横梁上面配置纵梁和桥板,并由撑杆及系材使其固定,而架成桥梁。桥板为木质,其余为钢质材料制造。两侧主桁架可由单排、双排或三排并列配置,也可架成双层和三层桁架,用以提高承载能力。这种贝雷桥还可架设吊桥、浮桥和铁路桥。

  1938年英国工程师唐纳德.西.贝 雷发明。这种桥以高强钢材制成轻便的标准化桁架单元构件及横梁、纵梁、桥面板、桥座及连接件等组成,用专用的安装设备可就地迅速拼装成适用于各种跨径、荷 载的桁架梁桥。在第二次世界大战中,曾被大量用于欧洲及远东战场,抢修桥梁或架设临时便桥。战后,贝雷桥经过改进转为民用。美国的改进型定名为阿克罗格构 式桥。中国公路部门采用16Mn钢材设计并定名为装配式公路钢桥,一套器材可架设9、12、15……60、63米跨径的单行道桥梁,通过汽车10级、汽车15级、汽车20级、履带50、挂车80的荷载。这种桥梁构件也大量用作施工支架或塔架。

  13.下部结构

  桥 梁支座以下或无铰拱拱轴线和固结框架底线以下部分。功能是支撑桥梁上布结构并把上部结构传来的荷载安全的传到地基基础上,以达到共同受力的目的。桥台、桥 墩、基础都属于下部结构。在设计中,对下部结构应充分考虑土质构造与地质条件、结构受力、水文流速及河床性质等因素的综合作用。

  14.组合结构

  组合结构由梁式桥,拱桥,刚架桥,吊桥等四种基本结构体系组合而成的新的结构体系桥。各种组合结构桥一般同时包含组成其的各基本体系的一些特点。组合结构桥主要包括T型刚架,连续刚架,梁拱组合体系,斜拉桥等。

  15.箱形梁

  箱形梁指横截面形式为箱型的梁。当桥梁跨度较大时,箱形梁是最好的结构形式,它的闭合薄壁截面抗扭刚度很大,对于弯桥和采用悬臂施工的桥梁犹为有利。顶底板都具有大的面积,能有效地抵抗正负弯矩并满足配筋需要,具有良好的动力特性和小的收缩变形值。

  16.工形梁

  工形梁指横截面形式为I型的梁。其上面的翼板称为上翼缘,下面的翼板称为下翼缘,连接两翼缘的板称为腹板。上下翼缘宽度不等的称为不等翼I型梁。I型粱有钢梁,钢筋混凝土梁和预应力钢筋混凝土梁。后两者一般是上翼缘大于下翼缘的不等翼I型梁。

  17.槽形梁

  这种梁的形状与半穿式梁相仿。其最大优点是底板薄,建筑高度低,最适用于立交桥,在满足桥下净空的要求下可以减少两端线路路堤的土方量。槽形梁可做成单线桥或双线桥,有简支梁,也有4~5孔的连续梁。两侧主梁有竖直的,也有斜的;有实心的,也有空心的。1976年日本建成的第二丘里跨线桥,跨度达61.4米,上铺复线。80年代初中国在北京枢纽双桥辅助站及京承铁路双桥至怀柔段第二线上分别修建了 2孔24米单线和1孔20米双线槽形梁,系三向预应力。

  18.薄壁空心桥墩

  外形与重力式桥墩相似的空心结构桥墩。这种桥墩具有截面积小、截面模量大、自重轻、结构刚度和强度较好的特点,多用于高桥。薄壁空心桥墩和重力式实体桥墩比较,一般可减少圬工量40%~60%。中国襄渝铁路(襄樊-重庆)陕西紫阳汉江桥位于地震区,采用高达72.4米圆形空心桥墩;武汉长江桥7号墩地基极差,深水中采用管桩基础、圆角形薄壁空心墩,在外形尺寸和邻近各桥墩相同的情况下,减轻自重 880吨。但是薄壁空心桥墩施工较复杂,又费钢材,应用较少。20世纪70年代以来,随着滑动钢模板、预制构件以及预应力拼装等新工艺的发展,克服了过去就地立模、高空作业、施工慢、质量差、费工费料等施工方面的困难,薄壁空心桥墩应用日益广泛。

  19.重力式桥台

  有T形、U形、埋置式、耳墙式等多种形式。

  T形桥台的截面形状为T形。它由前墙和后墙组成。其前墙支承桥跨;后墙平行于线路,墙顶设道碴槽,承托桥跨和路堤间的线路上部建筑。这种桥台具有较好的刚度、强度和较强的适应性,以及工程量较少等优点,因此应用较广泛。

  U形桥台的截面形状为U形。它由台后端两片侧墙及其间的填土形成道碴槽。这种桥台构造简单,但台身较高时工程量较大,一般用于桥梁跨度较小的低矮桥台。

  埋 置式桥台因台身埋置于锥体填土中而得名。它具有台身短、工程量省的优点。但锥体填土伸出桥台前缘,侵占桥孔过水面积,因而桥台易受水流冲刷毁坏。埋置式桥 台因台身短、重量轻、台后填土高、土压大,为抵挡台后土压,一般均做成台身后仰的形式,因此,也称为后伸式埋置桥台。这种桥台适用于桥梁跨度较大和填土较 高的桥台。耳墙式桥台的外形相当割去台尾下部的U形桥台。这种桥台较U形桥台具有工程量少的优点,但其构造较复杂,钢筋混凝土耳墙施工也较困难。这种桥台应用尚不普遍。

  20.柔性墩

  一 种纵向刚度很小的桥墩。这种桥墩不能单独使用,须通过桥跨与纵向刚度很大的刚性桥墩串联,形成共同承受纵向水平力的结构。在这种刚柔搭配的结构中,当纵向 水平力作用时,柔性桥墩因柔而受力小,又因受力小而可更柔,有明显的经济效果。柔性墩是桥墩轻型化的途径之一,它是在多跨桥的两端设置刚性较大的桥台,中 墩均为柔性墩。典型的柔性墩为柔性排架桩墩,多用在墩台高度5.0至7.0m,跨径一般不宜超过13 m的中、小型桥梁上。

  柔性排架桩墩分单排架和双排架墩。单排架墩一般适用于高度不超过4.0至5.0m。桩墩高度大于5.0m时,为避免行车时可能发生的纵向晃动,宜设置双排架墩。

  21.埋式桥台

  桥 台台身埋置于台前溜坡内,不需另设翼墙,仅由台帽两端的翼墙局部挡土。台身多用片石混凝土或浆砌块石砌筑,也可做成柱式台帽悬臂部分,耳墙则为钢筋混凝 土。当台前溜坡内有适当的防冲装置时还可考虑台前溜坡对台身的主动土压力,所以圬工较省。它适用于河床宽阔,河床及边坡稳定,冲刷小的河道。

  当填土很高时如采用T形 桥台,则桥台需要做的很长,需要圬工体积很大,为了节省圬工,可将桥台的大部分埋入桥台的桥头锥中。埋式桥台虽然可以缩短台身的长度,当因桥头护锥深入桥 孔,会使桥梁孔径减少,如果要做到与非埋入式桥台相同的孔径,就得相应增加桥梁的跨度和孔径,同时伸入河床的护锥应要遭到更大的冲刷,其锥体基础的防护工 程数量也得加强,从而失去了缩短台身节约工程造价的原意。所以埋式桥台较适宜于不受水流控制桥梁孔径的高填土桥台。而在流速流量较大的高填土桥台上,则不 宜选用。

  22.锚定板桥台

  锚 定板桥台主要依靠锚定板和拉杆承受桥台后的土压力,以及其他纵向水平力,而台身(立柱)基本只承受竖向荷载。这种桥台从根本上改变了重力式桥台凭自重承受 水平力的方式,同时,因轴力较弯矩能更充分地利用材料而具有明显的经济效果。这种桥台用于铁路桥梁尚处于实验中。同这种桥台构思相似的桥台还有将拉杆锚固 于台后稳定地基的锚杆桥台,以及在相邻两桥台间设置压杆的支撑式桥台。

  23.护坡

  桥 址所在河段,河岸的凹岸逐年迎受水流冲刷,会使河岸不断地坍塌。为保护桥梁和路堤安全,须在凹岸修筑防护建筑物。此外,因设桥引起河水流向变化,冲刷河岸 而危及农田和村镇时,也须在河岸修建防护建筑物。这种建筑物通常又称为护岸。护岸的形式有直接防护和间接防护。直接防护是对河岸边坡直接进行加固,以抵抗 水流的冲刷和淘刷。常用抛石、干砌片石、浆砌片石、石笼及梢捆等修筑。间接防护适用于河床较宽或防护长度较大的河段,可修筑丁坝、顺坝和格坝等,将水流挑 离河岸。

  依护坡的功能可将其概分为两种:(A)仅为抗风化及抗冲刷的坡面保护工,该保护工并不承受侧向土压力,如喷凝土护坡,格框植生护坡,植生护坡等均属此类,仅适用於平缓且稳定无滑动之虞的边坡上。(B)提供抗滑力之挡土护坡,大致可区分为:(a)刚性自重式挡土墙(如:砌石挡土墙,重力式挡土墙,倚壁式挡土墙,悬壁式挡土墙,扶壁式挡土墙),(b)柔性自重式挡土墙(如:蛇笼挡土墙,框条式挡土墙,加劲式挡土墙),(c)锚拉式挡土墙(如:锚拉式格梁挡土墙,锚拉式排桩挡土墙)。

  24.拱

  拱 是建筑上一个出色的成就。多少世纪以来,拱曾经有过许多数学形状(如圆、椭圆、抛物线、悬链线),从而形成半圆形拱、内外四心桃尖拱、抛物线拱、椭圆拱、 尖顶或等边拱、弓形拱、凯旋门拱、三角形拱等。拱是建筑上跨越空间的方法。拱的性质使应力可以它比较均匀地分布通体,从而避免集中在中央。在发明和利用拱 之前,建筑结构依靠的是柱和梁,像在希腊建筑中所发现的;或者是阶石,像在埃及金字塔中所看到的。罗马建筑师们最先广泛应用并发展半圆形拱。除了拱、拱顶 和圆顶以外,他们还发现并利用混泥土和砖,于是发生了建筑革命。用了拱、拱顶和圆顶,罗马人就能够取消横梁和内柱。拱使他们可以把结构的重量重新安置在较 少而且较结实的支撑物上。结果内部空间就宽敞了。在拱发明之前,结构必须在里面和外面都横跨在柱上,柱间距离必须仔细计算,以防横梁在过大的应力下折断。 拱并未过时,和所有建筑一样,它的概念和用途还在发展中,随着新型建筑材料的发明和利用,建筑师可以把许多数学曲线和形状结合起来,用在他们的设计和创造 中。

  25.围岩压力

  狭义围岩压力:围岩作用于支护上的压力。(围岩和支护被看成独立的两个体系)广义围岩压力:支护与围岩是一个共同体,二次应力的全部作用力视为围岩压力。

  在 较完整围岩中,当重分布以后的应力达到或超过岩土的强度极限时,除弹性变形外,还将产生较大的塑性变形,如果不阻止这种变形的发展,就会导致围岩破裂,甚 至失稳破坏;在被软弱结构面切割成块体或松散介质的围岩中,则易于向隧道或洞室产生滑落和塌落,使围岩失稳。为了保证隧道或洞室的稳定安全,必须进行支护 以阻止围岩过大的变形破坏,因此支护结构上也就受了力。围岩作用于支护结构上的力就是围岩压力。显然围岩压力产生的原因不同,按产生的原因。围岩压力通常 分为:形变围岩压力、塌落或松动围岩压力、有大结构面切割形成的大岩块向洞内塌落和滑动所形成的块体滑落围岩压力。对不同类型的围岩压力常采用不同的方法 及理论进行分析和计算。对形变围岩压力可采用弹、塑性理论;对塌落或松动围岩压力采用松动压力理论;对滑落围岩压力采用快体极限平衡理论。

  26.局部冲刷

  流向桥墩的水流,在受到墩身的阻拦时,其结构发生急剧变化水流的绕流使流线急剧弯曲,床面附近的漩涡剧烈淘刷桥墩迎水端和周围的泥沙,这就是桥墩的局部冲刷。

  桥墩局部冲刷的产生,是由于大桥桥墩位于河道内,占据一定的过水面积,造成河道水流流态发生改变.从 水流运动条件分析,水流流经桥墩后,受桥墩的侧收缩和约束过水断面的影响,导致桥墩附近的水流结构改变,墩前上游水位壅高,下部水流受阻后转向河底,形成 下降水流,由此壅水和绕流桥墩周围将产生局部冲刷,而桥墩的局部冲刷直接影响桥墩自身的稳定与安全,为使桥墩设计和建设达到安全,经济的目的,有必要进行 桥墩局部冲刷影响分析。正确地预测桥墩局部冲刷深度是桥梁设计的重要依据之一,自1873年Durand Claye发表的"关于桥墩局部冲刷"论文至今已有130多年的时间.国 内外不同学者,撰写发表的关于桥墩局部冲刷深度的计算公式众多,但由于桥墩附近水流结构十分复杂,要从理论上建立描述这一物理现象的合理数学模型还存在着 诸多困难,所以现阶段一般将模型试验资料,天然实测资料,调查得到的资料,应用因次分析法和多变量相关分析法等,并与理论相结合,得到了一些计算桥墩局部 冲刷的不同公式,研究利用方便适用的桥墩局部冲刷计算方法,对提高桥渡设计可靠性,保障既有线安全运营及公路新线建设均具有重要的现实意义。

  27.木桥

  以天然木材作为主要建造材料的桥梁。由于木材分布较广,取材容易,而且采伐加工不需要复杂工具。所以木桥是最早出现的桥梁形式。其具有重量轻,强度较高,加工及各部分连接的构造简单等优点。但其也有易燃,易腐蚀,承载力和耐久性易受木材的各向异性及天然缺陷影响等缺点。

  木桥发展史简介

  在公元前2000多年前,巴比伦曾在幼发拉底河上建石墩木梁桥,其木梁可以在夜间拆除,以防敌人偷袭。在罗马,凯萨曾因行军需要,于公元前55年在莱茵河上修建一座长达300多米的木排架桥。在瑞士卢塞恩至今保存着两座中世纪式样的木桥:一是1333年前始建的教堂桥,一是1408年试建的托滕坦茨桥,这两座桥都有桥屋,顶棚有绘画。在1756-1766年,瑞士建成跨度为52-73米的三座大木桥,两座是亦拱亦桁,另一座用木拱承重,位于韦廷根,跨度61米。在亚洲,木拱桥出现更早,日本岩国市至今保存的5孔锦带木拱桥,跨度为27.5米,始建于1673年,其图样来自中国。18世纪末49世纪的三四十年间,美国盛行建有屋盖的大木桥,1815年在宾夕法尼亚州建成的跨越萨斯奎汉纳河的麦考尔渡口桥,跨度达到100米,堪称空前。

  木桥结构构造

  木 桥是用木材建造的桥梁。木桥的使用很早,历史上除有木梁桥、木桁架桥外,还有木拱桥。木桥构造简单,施工迅速,但木材易腐、易裂(气候干燥地区)、易遭火 灾,且强度较差,故当前多用于人行桥、抢修或施工时的临时便桥或半永久性的公路桥。作为半永久性的木桥,须做防腐处理。木桥的构件主要以承压和抗剪传力, 其受拉接头,则由螺栓抗剪和栓孔承压传递拉力,并以螺栓、夹板、穿钉、扒钉等铁件固定构件的相互位置。

  木桥类型

  目前常用的有木梁桥、木撑架桥和木桁架桥。

  1.木梁桥。跨度一般不超过6-8米,木梁可用两面削平的原木或方木组成,可作成单梁、叠置梁或组合梁(以键传递上、下层梁木之间的剪力)。其墩台多以木排架组成,故又称木排架桥。或木栈桥。

  2.木撑架桥。由木梁桥演变而成,从墩台伸出斜撑支承木梁,以增大跨度或载重能力。

  3.木桁架桥。常用交叉腹杆式桁架,即豪氏桁架做主梁,其弦杆和斜杆用木制,竖向腹杆用圆钢。可用于跨度不大于40米的公路桥。

  28.漫水桥

  在次要的公路上,跨越常水位与洪水位高差较大而且不通航的河流,同时洪水时间较短,交通允许暂时中断的条件下,桥梁标高可按常水位设计,洪水时允许水流从桥面漫过。这种桥梁称为漫水桥。

  它 是劳动人民在长期的生产生活实践中,以传统石板架桥方式,作出的一种适应山区溪流交通的选择。山区集雨面积广的溪流,晴天与雨时的水位悬殊,枯水期与洪水 期水况不等。漫水桥平时低低矮矮,石柱竖流,石板平铺,近贴水面,上方有护条,下方有斜柱保护坚固桥身,如百脚虫过溪,因而有的地方村民形容为"蜈蚣桥"。一旦发大水,水可从桥面漫过,它的名称就得之于此。桥身藏在流中化解了大水的部分冲击力,避免了山洪带来的树木杂草淤阻的危险,而其造价比桥梁种类中其他"高个子"要便宜得多,可以时毁时建。

  横卧在泽雅源口的永宁漫水桥,25孔碇步式石板桥墩,25座,三条石板构成1.3米宽桥面,总长107米。桥北方形路亭中的石碑记载,早在明代这里就在溪上建桥,较高位的石桥,屡被山洪冲毁,清光绪年间改修为低位的漫水桥,又称"驭流桥"。直到现在经历无数山洪大水的冲刷洗礼,而未被毁坏。上世纪90年代初,泽雅风光开发,漫水桥作为一种人文景观被发掘出来。永宁桥作为漫水桥的典型,1990年被列为县(区)级文保单位。

  泽雅另一座漫水桥----外土羊桥,曾被著名桥梁专家茅以升在《桥梁史话》中述及漫水桥时举为实例。《爱我中华,爱我浙江》书中说到“漫水刚”:如“温州的外土羊桥,跨越泽雅大溪,全长70余米,以石柱为墩,上铺条石,不设桥栏,洪水来时任其从桥上漫过,洪水过后,行人仍畅行无阻。”《中国旅游风光》“桥梁”一栏中也提到“外土羊桥”,称其属于低水位漫水桥,桥长77米,共30跨,平均跨径约2.5米,桥面宽1米,高仅有0.9米。桥以石柱为墩,上铺石板,为了使桥不被洪水冲走,故在石墩的上下游均用条石支撑,还有大小卵石铺砌桥边河底。后来,泽雅水库建成,外土羊桥便废弃了。

  现在存留的泽雅最为典型的漫水桥就是永宁桥,下游不远,有五块石板面的石板桥----源口桥,也是较长大型的漫水桥。

  29.开合桥

  开合桥桥梁上部结构可以根据需要而进行移动,以利于河中过往船舶通过的一种特殊桥梁。可分为竖旋桥,平旋桥,升降桥和回缩桥。当桥上交通不十分繁忙而河中船舶有少数要求净空很高时,为简短引桥长度,降低造价,可考虑建造开启桥。

  世界上最大跨度的开合桥是美国"西西雅图开合桥"。1937年前,市区有铁桥多座,其中除旧大红桥为固定式铁桥外,其余均为形态各异的开合桥。科学家茅以升说:"几乎全国的开合桥都集中在天津。"

  1882年(清光绪八年),直隶总督兼北洋大臣李鸿章,聘请英国工程师将南运河西岸督署前的浮桥改建成铁桥,未果。1888年(光绪十四年)又改建成开合桥,称金华桥。1905年(光绪三十一年),金华桥改建成新式桥。旧桥移至金钟河,改称金钟桥;1925年,又移至南运河三条石,仍名金钟桥。1921年,金华桥新桥迁至北大关,仍名金华桥(也称北大关桥)。

  自1887年(光绪十三年)至1906年(光绪三十二年)又有红桥浮桥改建为单孔拱式铁桥,名大红桥;总督衙门前建成新铁桥,称金钢桥;海河上的东浮桥改建成新开合桥,称金汤桥。

  位于老龙头火车站附近的万国桥(今解放桥),系老龙头浮桥改建。1923年,在此重建新式开合桥采用招标方式。当年开工,1927年告竣。

  天津的开合桥,代表了中国乃至世界上开合桥的发展历程。其开合方式有:旋转式、对开式、伸缩式、升降式多种。如金汤桥是旋转式;万国桥为对开式开合桥,该桥设计当时达世界水平,且造型优美,是天津一座标志性的桥梁建筑。万国桥历经八十个春秋,至今保存完好。

  30.连续梁桥

  连续梁桥是中等跨径桥梁中常用的一种桥梁结构,预应力混凝土连续梁桥是其主要结构形式,它具有接缝少、刚度好、行车平顺舒适等优点,在30-120m跨度内常是桥型方案比选的优胜者。而横张预应力混凝土技术在T型梁、箱型梁、空心板桥三座常规跨径简支梁桥中的应用,取得了明显的技术经济效益。为拓宽横张预应力技术的应用范围,将其应用到更大跨度的连续梁桥中就显得尤为必要了。

  主梁是连续支承在几个桥墩上。在荷载作用时,主梁的不同截面上有的有正弯矩,有的有负弯矩,而弯矩的绝对值均较同跨径桥的简支梁小。这样,可节省主梁材料用量。连续梁桥通常是将3~5孔 做成一联,在一联内没有桥面接缝,行车较为顺适。连续梁桥施工时,可以先将主梁逐孔架设成简支梁然后互相连接成为连续梁。或者从墩台上逐段悬伸加长最后连 接成为连续梁。近一、二十年,在架设预应力混凝土连续梁时,成功地采用了顶推法施工,即在桥梁一端(或两端)路堤上逐段连续制作梁体逐段顶向桥孔,使施工 较为方便。连续梁桥主梁内有正弯矩和负弯矩,构造比较复杂。此外,连续梁桥的主梁是超静定结构,墩台的不均匀沉降会引起梁体各孔内力发生变化。因此,连续 梁一般用于地基条件较好、跨径较大的桥梁上。1966年建成的美国亚斯托利亚桥,是目前跨径最大的钢桁架连续梁桥,它的跨径为376米。

  31.桁架拱桥

  拱肩以上的结构为桁架形式的肋拱,为钢拱与钢筋混凝土拱,预应力混凝土拱桥所采用。具有用料省,自重轻,预制装备程度高及结构受力明确等特点。

  元坝桥位于四川省苍溪县,跨越嘉陵江的支流东河,是一座斜拉杆式的预应力混凝土桁架拱桥。全桥分孔为10+3x60+35(m)。其中10m跨为沿河公路的跨线钢筋混凝土板桥。桥面为净7+2x0.75(m)人行道,拱矢度为1/8。该桥每孔由两片桁架组成,每片桁架分3段预制,每段重460kN。采用两座起重量为500kN的缆索吊机架设,采用湿型接头组合,Φ2.540Si2MnV Ⅳ级元钢轧丝锚预应力体系。先吊装的两边桁架片在桥墩顶部设钢架,用扣索固定。于1981年竣工。

  越溪桥位于浙江省宁海县,跨越百桥港口。此处受潮汐影响,最大潮差达6m多。该桥主孔为净跨75m的预应力混凝土桁架拱,拱矢度为1/9;边孔为净跨40m的双曲拱,中墩为钢筋混凝土高桩承台,石砌箱形墩身,三门台为扩大基础置于基岩上,宁海台采用桩基础。

  该桥预应力混凝土的斜拉杆采用Ⅳ级预应力粗钢筋冷轧螺纹锚具和硫磺砂浆电热后张法新工艺。该桥是目前国内跨径最大的预应力混凝土桁架拱公路桥。主孔混凝土用量为1.545kN /m³,钢材用量492kN/m³。1976年10月建成通车。

  32.刚构桥

  刚构桥是指桥跨结构与桥墩式桥台连为一体的桥。主要承重结构采用刚构的桥梁。梁和腿或墩(台)身构成刚性连接。按结构形式可分为门式刚构桥、斜腿刚构桥、T形 刚构桥和连续刚构桥。①门式刚构桥。其腿和梁垂直相交呈门形构造,可分为单跨门构、双悬臂单跨门构、多跨门构和三跨两腿门桥。前三种跨越能力不大,适用于 跨线桥,要求地质条件良好,可用钢和钢筋混凝土结构建造。三跨两腿门构桥,在两端设有桥台,采用预应力混凝土结构建造时,跨越能力可达200多 米。②斜腿刚构桥。桥墩为斜向支撑的刚构桥,腿和梁所受的弯矩比同跨径的门式刚构桥显著减小,而轴向压力有所增加;同上承式拱桥相比不需设拱上建筑,使构 造简化。桥型美观、宏伟,跨越能力较大,适用于峡谷桥和高等级公路的跨线桥,多采用钢和预应力混凝土结构建造。如安康汉江桥(铁路桥),腿趾间距176米,1982年建成。③T形刚构桥。是在简支预应力桥和大跨钢筋土箱梁桥的基础上,在悬臂施工的影响下产生的。其上部结构可为箱梁、桁架或桁拱,与墩固结而成T型,桥型美观、宏伟、轻型,适用于大跨悬臂平衡施工,可无支架跨越深水急流,避免下部施工困难或中断航运,也不需要体系转换,施工简便。④连续刚构桥。分主跨为连续梁的多跨刚构桥和多跨连续-刚构桥,均采用预应力混凝土结构,有两个以上主墩采用墩梁固结,具有T形刚构桥的优点。但与同类桥(如连续梁桥、T形刚构桥)相比:多跨刚构桥保持了上部构造连续梁的属性,跨越能力大,施工难度小,行车舒顺,养护简便,造价较低,如广东洛溪桥。

  33.高架桥

  跨越山谷或城市高架道路的桥梁称为高架桥。其特点为:桥墩高度较高,一般用钢筋混凝土排架或单柱、双柱式钢筋混凝土桥墩。在山区木料方便时,也宜用木排架。

  城 市高架线路桥的设计要求,除和一般桥梁相同外,尚须注意选择最小的建筑高度,以减少桥长和引道的长度。其轮廓,尤其是墩台要设计得轻巧并和周围环境相协 调。墩台位置和基础型式须配合城币地下管线的布置,尽可能地减少拆迁工作量。桥上的安全设施应认真对待,桥面铺装层须设计得在任何季节都应和车轮具有较好 的摩阻力,车行道两侧要设置可靠的防护装置,以防车辆越界撞击造成事故。桥上照明须不妨碍邻近居民,噪声和污染程度应降至最小。桥上排水须引至城市下水道 中,不能任其自然溅落汇集。

  高 架线路桥的上部结构,一般多采用简支梁或连续梁(或刚架),悬臂梁较为少见。用简支梁时,为保证桥面行车平顺,常做成桥面连续的简支梁。如连续梁和墩顶刚 接,便成为连续刚架桥。桥的跨度不大时,为了美观,可用板式结构,板的厚度可以是不变的,或只有沿横桥方向是变化的,也有做成菌状结构的。跨度较大时,常 作成肋式或箱形截面(见实腹梁桥)。箱形截面的两侧伸出桥面板以扩大桥面,其下用窄墩,形成"脊骨式"的结构,特别是在曲线桥中,较为美观、实用、经济,很受欢迎。

  城 市高架线路桥的桥墩布置和形式好环,直接影响交通和美观,常选用柱式、桩式、刚架式和薄壁式墩。柱式桥墩铰粗大,一般设一根,呈单柱式墩,其截面有矩形、 圆形、椭圆形或具有棱角的多边形。桩式桥墩较纤细,多根并列,桩顶用楣梁连接形成刚架式墩。桩可以是铅直的或斜置的,楣梁可以外露或出于美观需要而隐蔽于 上部结构之内。薄壁式桥墩宽度大(横桥方向)而厚度小;它的外观立面可呈矩形、梯形或向上分岔以承托上部结构。

  34.斜拉桥

  斜拉桥是将梁用若干根斜拉索拉在塔柱上的桥。它由梁、斜拉索和塔柱三部分组成。斜拉桥是一种自锚式体系,斜拉索的水平力由梁承受、梁除支承在墩台上外,还支承在由塔柱引出的斜拉索上。按梁所用的材料不同可分为钢斜拉桥、结合梁斜拉桥和混凝土梁斜拉桥。

  斜拉桥是我国大跨径桥梁最流行的桥型之一。目前为止建成或正在施工的斜拉桥共有3O余座,仅次于德国、日本,而居世界第三位。而大跨径混凝土斜拉桥的数量已居世界第一。

  50年代中期,瑞典建成第一座现代斜拉桥,40多年来,斜拉桥的发展,具有强劲势头。我国70年代中期开始修建混凝土斜拉桥,改革开放后,我国修建斜拉桥的势头一直呈上升趋势。

  我国一直以发展混凝土斜拉桥为主,近几年我国开始修建钢与混凝土的混合式斜拉桥,如汕头石大桥,主跨518m;武汉长江第三大桥,主跨618m。钢箱斜拉桥如南京长江第二大桥南汊桥,主跨628m;武汉军山长江大桥,主跨460m。前几年上海建成的南浦(主跨423m)和杨浦(主跨6O2m)大桥为钢与混凝土的结合梁斜拉桥。

  我国斜拉桥的主梁形式:混凝土以箱式、板式、边箱中板式;钢梁以正交异性极钢箱为主,也有边箱中板式。

  现在已建成的斜拉桥有独塔、双塔和三塔式。以钢筋混凝土塔为主。塔型有H形、倒Y形、A形、钻石形等。

  斜拉索仍以传统的平行镀锌钢丝、冷铸锚头为主。钢绞线斜拉索目前在汕头石大桥采用。钢绞线用于斜拉索,无疑使施工操作简单化,但外包PE的工艺还有待研究。

  斜拉桥的钢索一般采用自锚体系。近年来,开始出现自锚和部分地锚相结合的斜拉桥,如西班牙的鲁纳(Luna)桥,主桥440m;我国湖北郧县桥,主跨414m。地锚体系把悬索桥的地锚特点融于斜拉桥中,可以使斜拉桥的跨径布置更能结合地形条件,灵活多样,节省费用。

  斜拉桥的施工方法:

  混凝土斜拉桥主要采用悬臂浇筑和预制拼装;钢箱和混合梁斜位桥的钢箱采用正交异性板,工厂焊接成段,现场吊装架设。钢箱与钢箱的连接,一是螺栓,二是全焊,三是栓焊结合。

  一般说,斜拉桥跨径300~1000m是合适的,在这一跨径范围,斜拉桥与悬索桥相比,斜拉桥有较明显优势。德国著名桥梁专家F.leonhardt认为,即使跨径14O0m的斜拉桥也比同等跨径悬索桥的高强钢丝节省二分之一,其造价低30%左右。

  斜拉桥发展趋势:

  跨径会超过10O0m;结构类型多样化、轻型化;加强斜拉索防腐保护的研究;注意索力调整、施工观测与控制及斜拉桥动力问题的研究。

  35.板桥

  板 桥是公路桥梁中量大、面广的常用桥型,它构造简单、受力明确,可以采用钢筋混凝土和预应力混凝土结构;可做成实心和空心,就地现浇为适应各种形状的弯、 坡、斜桥,因此,一般公路、高等级公路和城市道路桥梁中,广泛采用。尤其是建筑高度受到限制和平原区高速公路上的中、小跨径桥梁,特别受到欢迎,从而可以 减低路堤填土高度,少占耕地和节省土方工程量。

  实心板一般用于跨径13m以下的板桥。因为板高较矮,挖空量很小,空心折模不便,可做成钢筋混凝土实心板,立模现浇或预制拼装均可。空心板用于等于或大于13m跨径,一般采用先张或后张预应力混凝土结构。先张法用钢绞线和冷拔钢丝;后张法可用单根钢绞线、多根钢绞线群锚或扁锚,立模现浇或预制拼装。成孔采用胶囊、折装式模板或一次性成孔材料如预制薄壁混凝土管或其他材料。

  钢筋混凝土和预应力混凝土板桥,其发展趋势为:采用高标号混凝土,为了保证使用性能尽可能采用预应力混凝土结构;预应力方式和锚具多样化;预应力钢材一般采用钢绞线。板桥跨径可做到25m,目前有建成35~40m跨径的桥梁。在我看来跨径太大,用材料不省,板高矮、刚度小,预应力度偏大,上拱高,预应力度偏小,可能出现下挠;若采用预制安装,横向连接不强,使用时容易出现桥面纵向开裂等问题。由于吊装能力增大,预制空心板幅宽有加大趋势,1.5m左右板宽是合适的。

  预制装配式板应特别注意加强板的横向连接,保证板的整体性,如接缝处采用"剪力键"。为了保证横向剪力传递,至少在跨中处要施加横向预应力。

  建议中、小跨径板桥,应由交通行业主管部门组织编制标准图,这样对推动公路桥梁建设,提高质量,加快设计速度都会带来明显的好处。

  36.我国拱桥的发展历程

  拱式桥由拱上建筑、拱圈和墩台组成。在竖直荷载作用下,作为承重结构的拱肋主要承受压力,拱桥的支座既要承受竖向力,又要承受水平力,因此拱式桥对基础与地基的要求比梁式桥要高。拱式桥按桥面位置可分为上承式拱桥、中承式拱桥和下承式拱桥。

  在我国公路桥梁系列中,拱桥作为一种古老的桥式以其跨越能力大、承载能力高、可用地方材料、造价经济、养护维修费用少、造型美观等特有的技术优势而成为建筑历史最悠久、竞争力较强。并且常盛不衰,不断发展的桥梁形式。据统计,中国已建单跨100m以上的拱桥115座之多。拱桥仍是我国公路桥梁大跨度桥梁的主要桥型之一。

  我国公路拱桥的发展,可粗略地分为四个阶段。

  第一阶段是50年代到60年代中.绝大多数是中小石拱桥,当时也研究过片石混凝土拱桥等,但未能推广。最大跨度拱桥是1961年建成的云南南盘江上的长虹桥(单跨112.5m空胶式石拱桥)。

  第二阶段是60年代中至70年代,主导桥型是低配筋双曲拱桥。由于双曲拱桥耗用钢材少,施工中能化整为零,需要起重设备少,易于当时搞群众运动,因而得到飞速发展。当时也研究过中小跨径混凝土预制块拱、二铰拱等少筋拱桥。最大跨度是1968年建成的河南嵩县前河大桥(跨度150m,双曲拱桥)。

  第三阶段是70年代末到80年代,主导桥型是大中跨预制钢筋混凝土箱(肋)型拱桥。采用无支架吊装架设法建成的最大跨度是四川宜宾马鸣溪大桥(1979年建成,跨度150m),采用支架法建成的最大跨度是四川攀枝花市宝鼎大桥(1982年建成,跨度170m)。在这个时期,国外钢筋混凝土拱桥的最大跨度已达390m(南斯拉夫克尔克I桥KrK I,1980年建成)。

  第四阶段以1990年建成的四川宜宾南门金沙江大桥为标志。该桥系中承式劲性骨架混凝土肋拱桥,跨度240m。 居当时中承式拱桥世界第一。宜宾桥采用劲性骨架成拱,悬挂模板,现浇拱肋混凝土,大大减轻了吊装架设重量,保证了成拱安全度.浇注过程中,采用水箱加载调 整应力和变形,大大节省了钢材,应用现代电算技术和电测手段进行旅工仿真计算和施工监控,使拱桥施工决策走向了科学化。所取得的设计施工经验和科研成果, 极大地推动了我国超大化拱桥技术进步。

  在随后的几年中.我国几十座跨度100m 以上的拱桥相继建成。1996年建成的广西邕宁邕江大桥跨度选312m,把中承式劲性骨架混凝土拱桥世界记录提高了72m。该桥采用千斤顶斜拉扣挂悬拼架设法悬拼劲性骨拱桁架、浇注拱肋混凝土、调整施工应力和变形,比水箱法更安全稳妥。四川万县长江大桥也是劲性骨架混凝土拱桥,该桥跨度420m,把上承式拱桥的世界记录由南斯拉夫KRK I大桥的390m提高了30m。在此期间,1995年贵州省建成了跨度330m 的江界河大桥,居预应力桁架拱桥世界第一。1995年广东省建成了跨度200m 的南海三山西中承钢管混凝十拱桥、居钢管混凝土拱桥世界第一。1991年湖南风凰县建成跨度120m 的鸟巢河大桥,居石拱桥世界第一这些跨度记录和取得的设计施工经验及科研成果说明,目前,我国拱桥已面跃居世界拱桥先进行列。

  37.桥梁工程

  桥梁工程指桥梁勘测、设计、施工、养护和检定等的工作过程,以及研究这一过程的科学和工程技术,它是土木工程的一个分支。

  桥梁工程学的发展主要取决于交通运输对它的需要。古代桥梁以通行人、畜为主,载重不大,桥面纵坡可以较陡,甚至可以铺设台阶。在有重载马车之后,载重量逐步加大,桥面纵坡也必须使之平缓。这时的桥梁材料仍以木、石为主,铸铁和锻铁很少使用。

  自从有了铁路以后,桥梁所承受的载重逐倍增加,线路的坡度和曲线标准要求又高,且需要建成铁路网以增大经济效益,因此,为要跨越更大更深的江河、峡谷,迫使桥梁向大跨度发展。石材、木材、铸铁、锻铁等桥梁材料,显然不合要求,而钢材的大量生产正好满足这一要求。

  在技术方面,只是凭经验修桥,曾使19世纪80~90年代的许多铁路桥发生重大事故;从这时起,正在发展中的结构力学理论得到了重视,而在它的静力分析理论完全确立并广泛普及之后,桥梁因强度不足而造成的事故显然大为减少。

  二十世纪以来,公路交通有很大发展。在内陆,需要在更多的河流、峡谷之上建桥。在城市中,以及在各种交通线路相交处,需要建造立交桥。在沿海,既需在大船通航的河口、海湾、海峡修建特大跨度桥梁,又需在某些海岛与大陆之间修建长桥。

  桥梁需要大量修建,而人力、物力、财力有限;于是,不断提高技术水平,引用新材料、新工艺、新桥式,对结构行为进行更精确的数值分析,采用更精确的结构试验进行验证,以使桥梁建设的经济效益不断提高,已成为时代的要求。

  桥梁工程学主要研究桥渡设计,包括选择桥址,决定桥梁孔径,考虑通航和线路要求以确定桥面高程,考虑基底不受冲刷或冻胀以确定基础埋置深度,设计导流建筑物等;桥式方案设计;桥梁结构设计;桥梁施工;桥梁检定;桥梁试验;桥梁养护等方面。

  在建桥材料方面,以高强、轻质、低成本为选择的主要依据,近期仍以发展传统的钢材和混凝土为主,提高其强度和耐久性。对于建筑钢材的脆断机理、初始几何缺陷等,以及混凝土材料的非弹性问题(收缩徐变以及疲劳等),将继续作充分的研究,使能正确控制结构的受力和变形。至于碳纤维塑料等在桥梁上的广泛应用,还必须在降低成本以后才有可能。

  在桥梁勘察设计方面,随着交通事业的迅速发展,大跨度或复杂的桥型将不断涌现。高速公路的发展,对桥梁设计亦将提出新的要求。在桥式方案设计中,将有可能利用结构优化设计理论,借助电子计算机选出最佳方案。

  在 结构设计计算中,采用空间理论来分析桥梁整体受力已成为可能;以概率统计理论为基础的极限状态设计理论,将进一步反映在桥涵设计规范中,使桥梁设计的安全 度得到科学合理的保证。桥梁美学作为时代、民族的文化在某些方面的反映,将愈来愈受到人们的重视:桥梁的面貌将蔚为大观。

  在 桥梁施工方面,对施工组织将充分利用电子计算机进行经济有效的管理。在施工技术中,将不断引用新技术和高效率、高功能的机具设备,借以提高质量、缩短工 期、降低造价。如采用激光测量控制结构的精确定位;引用自升式水上平台克服深水基础的困难;利用遥控设备在沉井、沉箱中挖基,以减少劳动强度并避免人身危 险;利用高质量的焊接技术,借能推广工地焊接等,此外,装配式桥梁也将有所发展,以使结构和构件标准化,生产工业化。

  在桥梁养护维修方面,要求对既有桥梁建立完善的技术档案管理制度。在桥梁维修检查中,引用新型精密的测量仪表,如用声测法对结构材料的缺陷以及弹性模量进行测定;用手携式金相摄影仪检查钢材的晶体结构俾能及早进行加固防患于未然,以便延长桥梁的使用寿命。

  桥梁工程始终是在生产发展与各类科学技术进步的综合影响下,遵循适用、安全、经济与美观的原则,不断的向前发展。

  38.石桥

  石桥是指桥面结构也是用石或砖料来做的桥,但纯砖构造的桥极少见,一般是砖木或砖石混合构建,而石桥则较多见。

  中国古时石桥,建筑宏伟,设计别致,构造精美,久享盛名,不仅是我国桥梁建筑史上的杰作,有些还是世界桥梁工程上的首创。其中尤以河北赵州桥、福建洛阳桥、广东湘子桥等三座古桥最著名。

  赵州桥:又名安济桥。位于河北省赵县城南洨河上,我国现存著名大石拱桥,是全世界敝肩拱桥的首创。隋开皇大业年间(公元590年一605年)李春创建。单孔,全长50.82米,跨径37.02米,拱圈矢高7.23米,拱圈由28条并列的石条组成,上设4小拱,减轻重量,节省材料,便于排洪,增加美观。为全国重点文物保护单位。

  洛阳桥:又名万安桥。位于福建省泉州市东北20里同惠安县交界的洛阳江上,故名。我国著名的梁架式古桥,是世界桥梁"筏形基础"的开端。于宋皇佑五年(1053年)至嘉枯四年(1059)由郡守蔡襄主持修建。全长540米,48孔,每孔有花岗石柱7根,每根长11米,宽60厘米,高50厘米。原有挟栏500个,石狮28只、石亭7所、石塔9座。现仅存石塔3座,亭1所。

  湘子桥:又称广济桥,现叫跃进桥。位于广东省潮安县潮州镇东,横跨韩江。我国唯一特殊构造的开关活动式大石桥,是世界上开关活动式桥梁的先导。始建于宋乾道六年(1170年),历经洪水、台风、地震和兵火摧毁,重建重修达十余次。原桥全长517.95米,东西两端共有24个桥墩,除两端第一孔为石拱桥外,都是A字形木架梁木面桥。中间近百米处,以18只棱形木船搭成浮桥相连,船上铺木板为桥面,可开可合。每座桥墩上均建有楼阁。桥西端宫殿式城楼现辟为工人文化宫。

  39.T形刚构桥

  以T型梁为主要承重结构的梁式桥。在桥上荷载作用产生正弯矩时,梁作成这样上大下小的T形并在下缘配筋便充分利用了混凝土的抗压强度大和钢筋的高抗拉强度进而比矩形梁桥节省了材料,减轻了自重。但其不适于荷载作用会产生较大负弯矩的情况且抗扭刚度稳定性皆箱型梁桥低。

  从60年代起到80年代初,我国公路桥梁修建了几座T形刚构桥,如著名的重庆长江大桥和沪州长江大桥,80年以后这种桥型基本不再修建了。重庆长江大桥位于重庆市,是目前国内跨度最大的预应力混凝土T型刚构桥。正桥全长1120m,分跨为86.5+4×138+156+174+104.5(m),最大跨度174m,悬臂端梁高3.2m,根部高11.0m,吊梁跨度35m,桥宽21m。上部结构由两个单室箱梁组成,较三肋式节省材料,施工方便;采用三向预应力,悬臂浇筑法施工,3天强度要求达到R30;在国内首次采用带有加劲型钢和氯丁橡胶管的预应力弹性伸缩缝,伸缩量可达200mm。桥墩采用等截面空心钢筋混凝土结构,桥墩竖壁与箱梁肋版对应设置,自基础襟边至桥面高60~70m,采用滑动模板施工,每昼液可升高2.8~4.0m。于1980年7月1日建成通车。上海市市政工程设计院设计,重庆市桥梁工程公司施工。

  40.长江上主要桥梁介绍

  新中国成立以前,长江上没有一座桥,交通十分不便。新中国成立以后,于1957年,在长江上建起了万里长江第一桥--武汉长江大桥,截止2000年,长江上已建和在建的特大型桥24座,在长江主要干流上共建有桥梁近50座。长江上已有15座大桥建成通车。

  武汉长江大桥

  武汉长江大桥是在长江上修建的第一座大桥,位于汉阳龟山和武昌蛇山之间。该桥于1955年9月全面开工建设,1957年10月,在苏联专家的帮助下,武汉长江大桥建成通车。正桥是铁路公路两用的双层钢木形梁桥,上层为公路桥,下层为双线铁路桥,正桥长1155.5米,铁路桥长1315米,公路桥长1670米。

  武汉长江公路桥

  武汉长江公路桥是国家"八五"期间重点建设项目。大桥长3227.4米,主桥长1877米。有3个大跨,主跨为400米,两边跨为180米。该桥于1994年底建成通车。

  武汉长江二桥

  武汉长江二桥位于武汉长江大桥下游12公里处,为双塔双索面钢筋混凝土斜拉公路桥。大桥北起汉口黄浦路三层立交桥,跨越长江至武昌徐东路落地,全长4407.6米,正桥长1876米,宽26米,主跨为400米,设6车道,日通车能力5万辆。该桥于1991年开始兴建,1995年6月通车。

  武汉白沙洲大桥

  武汉白沙洲大桥是长江武汉段的第三座大桥,位于武汉长江大桥上游8.6公里处,全长3586.38米,其中正桥长2458米,引桥长1128.38米。桥面净宽26.5米,6车道。设计时速80公里,日通车能力5万辆次。该桥于1997年3月28日正式开工建设。

  南京长江大桥

  南 京长江大桥位于江苏省南京市下关和浦口之间,是继武汉长江大桥和重庆白沙砣长江大桥之后的第三座跨越长江的大桥,是全部由中国自行设计和施工的特大铁路、 公路两用的双层钢木形梁桥,上层为公路桥,下层为双线铁路桥。南京长江大桥作为世界最长的公、铁路两用桥被收入了吉尼斯世界纪录。该桥正桥10孔,铁路桥长6772米,公路桥长4589米,宽15米。1960年1月,南京长江大桥正式动工兴建。1968年9月,南京长江大桥铁路桥道首先建成通车;12月29日,南京长江大桥公路桥正式建成通车。

  南京长江第二大桥

  南京长江第二大桥位于南京长江大桥下游11公里处,由南汊桥、八卦洲(长江中第三大岛)公路连接线、北汊桥"二桥一路"组成,全长12.517公里。南京长江二桥于1997年10月6日开工建设,于2001年3月18日交工验收。整个工程静态投资概算为33.5亿元。其中,南汊大桥为钢箱梁斜拉桥,主跨径528米,桥长2938米,是南京长江二桥的关键性和标志性项目。是继日本多多罗大桥、法国诺曼蒂大桥之后世界第三大桥。2000年7月9日,南汊大桥合龙。北汊大桥为预应力连续梁桥,主跨径165米,桥长2212米,桥面宽32米,居国内领先水平。公路连接线长16.027公里(南岸6.754公里、八卦洲5.698公里、北岸3.575公里),全线采用6车道高速公路标准。

  镇江扬州长江公路大桥

  镇江扬州长江公路大桥是江苏省"四纵四横四联"公路主骨架和南北跨长江公路通道的重要组成部分。北联同江至三亚国道主干线,南接沪宁高速公路和312国道,西距南京长江第二大桥约60公里,东距江阴长江公路大桥约110公里。大桥连同两岸接线全长约23公里,按六车道高速公路标准设计。整个项目估算总投资40余亿元。 镇江扬州长江公路大桥从1992年起开始工程预可行性研究。1998年3月,国务院批准项目建议书。同年10月和12月,交通部和中国国际工程咨询公司分别对工程可行性报告进行了评审、评估。1999年下半年,国家计委又先后两次召开工程可行性协调会。选定的桥位位于镇江、扬州两市西侧的镇扬汽渡上游2公里左右处,跨经世业洲洲尾;南汊主桥采用跨径为1450米左右的钢悬索桥,北汊主桥采用跨径为400米左右的斜拉桥。2000年3月,大桥工程可行性研究报告正式获国务院批准。

  扬中长江大桥

  扬中长江大桥是一座由民间集资建造的大桥,全长1172米,宽15米,共有30个墩台,总投资1.52亿元。该桥于1992年5月正式开工,1994年10月建成通车。扬中长江大桥的建成结束了江苏扬中岛与外界无桥相连的历史。

  江阴长江公路大桥

  江阴长江公路大桥是20世纪"中国第一、世界第四"大钢箱梁悬索桥,是国家主干道跨越长江的特大型公路桥梁。是长江上建设的第二座大桥。江阴长江公路大桥位于江苏省江阴市西山与靖江市十圩村之间。大桥全长3071米,主跨1385米,桥面按六车道高速公路标准设计,宽33.8米,设计行车速度为100公里/小时;桥下通航净高为50米,可满足5万吨级轮船通航。大桥全线建设总里程为5.176公里,总投资36.25亿元。江阴长江公路大桥于1994年11月22日开工建设,李鹏总理为大桥题写了桥名。大桥于1999年8月31日完工,1999年9月通车。9月28日,国家主席江泽民亲自为江阴公路大桥通车剪彩。 江阴长江公路大桥是国家规划2000年前建成"两纵两横"公路主骨架中黑龙江同江至海南三亚国道主干线以及北京至上海国道主干线的跨江"咽喉"工程,是国家和江苏省基础设施重点建设项目。

  重庆白沙沱长江大桥

  重庆白沙沱长江大桥位于靠近重庆的白沙沱和江津珞璜乡之间,是一座双线铁路桥,北接成渝铁路,南接川黔铁路,全长820米。该桥于1958年9月10日开始施工,1959年12月10日建成通车。

  重庆长江公路桥

  重庆长江公路桥位于重庆市中心区和南岸之间。正桥长1121米,加上南北引道总长3015米,桥面宽21米,两边有人行道,主航道跨径为174米。该桥于1977年11月动工兴建,1980年7月通车。

  重庆李家沱长江大桥

  重庆李家沱长江大桥位于重庆市西部工业区李家沱与九龙坡之间,是一座公路大桥。大桥由正桥和南北引道组成,线路总长10241米,其中正桥长1350.11米(包括南、北桥台),由主桥及引桥共同组成。主桥桥面宽24米,为双向4车道。南北引道长约9公里,包含了5座大中型桥梁,4座立交桥、2座隧道。大桥工程总投资7.3亿元,于1991年动工,1996年底竣工。

  重庆江津长江公路大桥

  重庆江津长江公路大桥位于江津城西,是以县级行政机构为主通过招商引资修建的第一座长江大桥,由江津市政府和马来西亚南发集团合作修建,总投资3亿元。大桥主体长1362米,桥头南北引道长11公里,主跨单孔长240米,桥梁净宽21.5米,为4车道。该桥于1994年开工建设,1997年12月建成通车。

  四川泸州长江大桥

  四川泸州长江大桥位于四川省的泸州市,主桥长1252.5米,宽16米,南北两岸引桥长7460米。5个主桥孔中的3个通航桥孔跨度各为170米。大桥按长江特大洪水流量设计,主桥桥面比枯水位高出45米,在最大洪水期,桥下可通行3000吨位的轮船。该桥于1977年10月动工兴建,1982年10月建成通车。

  涪陵长江大桥

  涪陵长江大桥是国道319线跨越涪陵市长江江面的一座特大型桥粱。大桥全长631米,主跨330米,桥面宽18米,4车道,引道长5.3公里,桥高163米。该桥于1994年11月开工建设,1997年5月建成通车。李鹏总理为大桥题写了桥名。

  万县长江公路大桥

  万县长江公路大桥建在四川万县市黄牛孔子江江面,是连接318国道线的一座特大型公路配套桥,是长江上第一座单孔跨江公路大桥,也是世界上同类型跨度最大的拱桥。设计桥长814米,宽23米,桥拱净跨420米,桥面距江面高140米。主桥于1994年5月开工建设,1997年5月竣工通车。

  西陵长江大桥

  西陵长江大桥位于三峡大坝中轴线下游4.5公里处,是长江上的第一座悬索桥,为单跨900米的钢箱梁悬索桥,其跨度在同类型桥梁中居国内第一、世界第七。大桥全长1118.66米,桥宽18.5米,双向4车道。主跨900米,一跨过江。常水位最大通航净空30米。该桥于1993年12月动工兴建,1996年8月建成通车。

  湖北枝城长江大桥

  湖北枝城长江大桥又叫宜都长江大桥,位于湖北枝城,是焦枝铁路在枝城跨长江处。该桥是中国自行设计、施工的铁路公路两用桥,铁路和公路都设在一个桥面上,其中铁路桥长1742米,公路桥长1744米。该桥于1971年9月建成。

  黄石长江大桥

  黄石长江大桥位于长江中游的湖北省黄石市,是国家公路干线上海至成都312国道上的特大型桥梁。大桥全长2580.08米,其中主桥长1060米,主跨长245米。该桥于1991年7月开工,1995年12月建成通车。

  铜陵长江大桥

  铜陵长江大桥位于安徽省铜陵市羊山矶下游600米处,是国家"八五"计划的重点工程,是世界上同类型第3位大跨径桥梁。桥型为预应力钢筋混凝土双塔索面斜拉桥,全长2592米,主桥长1152米,最大跨径为432米,桥面宽度23米,其中4车道15米,人行道5米,通航净高24米。两岸引桥分别与合铜、铜屯二级汽车专用道相接。两岸引道全长2169米,为一级公路。该桥于1991年12月开工建设,1995年12月26日竣工通车。

  宜昌长江公路大桥

  宜昌长江公路大桥距宜昌市中心约10公里,是318国道在湖北境内跨越长江的一座特大桥,是交通部和湖北省"九五"重点工程。大桥长1120米,宽26米,桥型为双塔单跨960米钢箱梁悬索桥。该桥于1997年12月开工,计划工期3年。

  荆沙长江公路大桥

  荆沙长江公路大桥位于武汉与宜昌之间。桥型为钢筋混凝土预应力斜拉桥,总长为4015米,总投资为12.8亿元。该桥于1997年3月开工建设,计划5年建成通车。

  芜湖长江大桥

  芜湖长江大桥位于安徽芜湖,是国家"九五"重点交通建设项目。大桥主跨312米,桥梁铁路全长1.0616万米,公路6078米,正桥2193米;大桥铁路为双线,公路桥面总宽21米,通航净高24米,为目前国内规模最大、跨度最大、科技水平最高的标志性桥梁。该桥于1997年3月正式开工建设,预计2000年底建成通车。

  九江长江大桥

  九江长江大桥位于赣、鄂、皖三省交界的一段长江上,南岸引桥横跨白水湖,北岸与湖北黄梅县的小池口镇相接。大桥是双层式公路铁路两用桥,上层是汽车20级的4车道公路桥,桥长4460米,宽18米,其中行车道宽14米,两侧人行道各宽2米;下层为中载重的双线铁路桥,长7675.6米。该桥于1973年12月动工修建,1993年1月公路桥全部建成,1994年7月铁路桥开通。

  奉节长江三峡公路大桥

  奉节长江三峡公路大桥位于渝、陕、鄂两省一市陆运与长江水运的交汇点,大桥设计长度为956米,宽18米,双向4车道。桥的北岸引道以立交与沿江移民公路相接,总投资预计约2亿元人民币,1999年12月27日大桥奠基。

  润扬长江公路大桥

  润扬长江公路大桥是长江上第一座由悬索桥和斜拉桥组成的组合型桥梁,于2000年10月20日开工建设,她跨江连岛,北起扬州,南接镇江,全长35.66公里,主线采用双向6车道高速公路标准,设计时速100公里,工程总投资约53亿元,工期5年,2005年5月建成通车。润扬大桥连接京沪、宁沪、宁杭三条高速公路,并使这三条高速公路和312国道、同三国道主干线、上海至成都国道主干线互连互通,成为长三角地区又一重要的路网枢纽。

  41.我国古代桥梁梁桥

  中国是一个5000年文字记载历史的伟大国家。我国幅员辽阔,地形东南低而西北高,河道纵横交错,有著名的长江、黄河和珠江等流域,这里孕育了中华民族,创造了灿烂的华夏文化。在历史的长河中,中华民族建设了数以千万计的桥梁,成为华夏文化的重要组成部分。

  中国古代桥梁的辉煌成就举世瞩目,曾在东西方桥梁发展史中,占有崇高的地位,为世人所公认。

  中国古代桥梁有梁、拱、索、浮等类型。

  梁桥

  我过历史上最早记载的梁桥为钜桥,桥建于商代(公元前16~前11世纪)。周武王伐纣,克商都朝歌(今河北省曲周县东北),发钜桥头积粟,以赈济贫民。自周代以迄秦汗,中国多造石柱、木梁桥。

  宋代建造为数众多的石墩、石梁桥。200多年间,仅泉州一地,见于古籍的桥梁就有110座,其中名桥10座。如安平桥,有362孔,桥长5里(2223米),故又名五里桥(现桥长2100米),保持了700余年的桥长记录。桥始建于宋,绍兴八年(公元1138年),成于绍兴二十一年(公元1151年),历时13年。

  又如泉州万安桥,俗称洛阳桥,共有47孔,建于洛阳江入海口,桥总长约890米,桥宽3.7米。桥始建于宋,皇佑五年(公元1053年),完成于宋,嘉裕四年(公元1059年)。两桥均为国家重点文物单位。

  福建漳州江东桥的石梁最为巨大。该桥于宋.嘉熙元年(公元1237年)由木梁桥改为石梁桥,计有15孔,每孔三片石梁。石桥现存5孔,其中最大的石梁长23.7米,宽1.7米,高1.9米,重量达2000kN(千牛)(200吨)。这样巨大的石梁,在没有重型起重设备的古时,其采、运、安装等工作都是十分艰巨的。

  不论木梁或石梁,为了加长桥跨,采用了多层并列梁,由下向上逐层外挑的方法,以支承中部的简支梁。在当时石梁称为叠涩;木梁称飞桥或称握桥,即为伸臂梁桥。木伸臂梁在公元4世纪时已有记载。石桥叠涩,出檐不远;木桥伸臂达到20米。现存清代重修的甘肃文县阴平桥为单孔木伸臂桥,桥跨达60余米,桥上建有桥屋。

  木梁桥上一般建有桥屋或桥廊,侗族风雨桥就是一种桥屋。广西三江侗族自治县的程阳永济桥,是一座4孔5墩的木伸臂桥屋,全长644米,建于1916年,5座墩台上均有桥亭,用桥廊把桥亭相互贯通。桥亭起着重力平衡作用,把装饰与功能有机结合在一起

  42.我国古代桥梁索桥

  索桥的索有藤、竹、皮绳和铁链等几种。历史记载,公元前285年便有笮桥(竹索桥)。秦.李冰蜀守(公元前256至前251年)造了7座桥于盖州(现成都),其中一座是竹索桥。

  铁索桥传说起自汉初,西汉大将樊哙在陕西褒城县(今留坝县)古栈道上建成的樊河桥(公元前206年),很可能就是铁索桥。有确切记载的横江铁锁(即铁索),是西晋伐吴(公元280年)吴守将用铁锁多道,横截长江三峡的西陵峡口以挡舟师。

  云南永平县霁虹桥,跨澜沧江,是中国现存最古、最宽、铁索最多的铁索桥,桥净跨57.3米,全长113.4米,桥宽约4.1米。桥底有索16根,左右栏杆索共两根,桥位于通往印度、缅甸的千年古道上。

  四川泸定铁索桥,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100米,桥宽2.8米,上铺木板。底索9根,每根索长约128米,两侧各有两根栏杆索,由四川善于制作铁索桥的天全州修建。两岸石砌桥台,用台身自重来平衡铁索的拉力。为首批国家级重点文物保护单位。

  43.现代悬索桥

  我国现代悬索桥的建造起于19世纪60年代,在西南山区建造了一些跨度在200米以内的半加劲式单链和双链式悬索桥,其中较著名的是1969年建成的重庆朝阳大桥;1984年建成的西藏达孜桥,跨度达到500米。90年代的交通建设高潮使我们终于迎来了建造现代大跨度悬索桥的新时期。跨度为452米的广东汕头海湾大桥采用混凝土加劲梁;广东虎门大桥为跨度达888米的钢箱梁悬索桥;主跨超过1200米的江阴长江大桥正在设计之中。3座悬索桥的同时建造将使我国的桥梁科学技术迅速赶上世界先进水平

  44.现代浮桥

  用 船或浮箱代替桥墩,浮在水面的桥梁。军队用制式器材拼组的军用浮桥,则称舟桥。浮桥可用于人行、公路、铁路。结构简单,架拆方便,但维修费用高。平时可用 以应急救灾或作为临时性交通设施。战时可以保障军队迅速通过江河。浮桥的结构形式有两种:①传统形式。在船或浮箱上架梁,梁上铺桥面。②舟、梁结合形式。 舟(箱)体、梁、桥面板结合成一体,船只首尾相连成纵列式,或舟(箱)体紧密排列成带式。上、下游设置缆索锚碇,以保持桥轴线的稳定。桥两端设栈桥或跳板,以与岸边接通。为适应水位涨落,两岸还应设置升降栈桥或升降码头。

  45.我国古代桥梁拱桥

  世界上对拱结构的起源众说不一。或认为导源于自然界溶洞天然拱;或认为起自崩落的堆石拱;或认为由于砌墙开洞,逐渐由"假拱"演变而成。在中国,从墓葬结构及仅存实物,显示出拱是由梁与侧柱逐渐演变为三、五、七等折边拱,然后演变为圆拱。跨度亦由小变大,由二三米而到达净跨37.02米,并保持了千余年的世界记录。

  中国现存最早,并且保存良好的是隋代赵州安济桥,又称赵州桥。桥为敞间圆弧石拱,拱券并列28道,净跨37.02米,矢高7.23米,上狭下宽总宽9米。主拱券等厚1.03米,主拱券上有护拱石。在主拱券上两侧,各开两个净跨分别为3.8米和2.85米的小拱,以渲泄拱水,减轻自重。桥面呈弧形,栏槛望柱,雕刻着龙兽,神采飞扬。桥史建于隋.开皇十五年(公元595年), 完工于隋.大业元年(公元605年),距今已有1387年。安济桥制作精良,结构独创,造型匀称美丽,雕刻细致生动,列代都予重视和保护,1991年列为世界文化遗产。

  中国石拱因南北河道性质及陆上运输工具不同,所以改造不同。北方大多为平桥(或平坡桥),实腹厚墩厚拱。南方水网地区则为驼峰式薄墩薄拱。

  北京宛平卢沟桥在北京广安门外30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212.2米,共11孔,净跨不等,自11.4米至13.45米,桥宽9.3米。墩宽自6.5米至7.9米。拱券接近半圆形。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。桥面上石栏杆共269间,各望柱头上,雕刻有石狮。金代原物简单统一,自后历朝改换,制作精良,石狮形态各异,且有诸多小狮,怀抱背负,足抚口噙,趣味横生。桥上及华表柱上等的石狮子,已成为鉴赏重点,亦是统一变化的美学原则的具体应用。卢沟桥早已列为全国文物保护单位。

  南方江浙一带水网地区,以周行为主。潮汐河流,软土地基,因此即使是石拱桥亦尽量减轻重量建造为薄墩薄拱。桥孔自单孔多到85孔(江苏吴江垂虹桥,已塌,尚存残孔8孔)。

  薄拱的拱厚最小仅拱跨的1/66.7,而一般拱厚则为1/20左右。唐.张继《枫桥夜泊》名诗中的现存枫桥(清代建)也是薄拱。

  薄墩之薄,相邻两拱券拱石相接,特别是三拱薄墩桥,中孔大、边孔小,两岸以踏步上桥。桥成驼峰形,造型美观。如浙江杭州拱宸桥,创建于明.崇祯四年(公元1631年),清.光绪十一年(公元1885年)重建。中孔净跨15.8米,两边孔各为11.9米。拱券石厚30厘米,为拱跨的1/52.7和1/39.7。中墩厚约1米,合大孔的1/15.8。现存最长的多孔薄拱薄墩连拱为江苏苏州宝带桥。桥始建于唐,历代多次重修,现存桥共计53孔,全长316.8米,中间有3孔隆起以通船只,桥宽4.1米。桥头建有石狮、石亭、石塔。

  中国古典园林中亦常见石拱桥,既起交通引路作用,更与园林景色有机结合,或是主景,或是衬景。如扬州瘦西湖中的五亭桥,就是佳作。

  中国的木拱桥肇始自宋。宋代.张择端的《清明上河图》,在画面高峰处有都城汴京(现河南开封)跨汴水的一座木拱桥,名为虹桥。为了漕运,水中无桥墩,桥采用了宋.明道年间(公元1032至1033年)有一守卒子发明的"贯木"架桥,即大木穿插叠架为木拱。虹桥桥跨约18.5米,拱矢约4.2米,桥面总宽9.6米。桥毁于金元之际,几百年来一直认为已是绝唱。近十多年来调查研究发现,随着北宋南迁,在今浙江、福建山区中有数十座古木拱桥,结构与虹桥相类似且有所改进,桥跨增加到35米左右。如浙江云和梅崇桥,桥建于清.嘉庆七年(公元1802年)。又如浙江泰顺县的泗溪溪东桥。桥长41.7米,跨径25.7米,矢高5.85米,桥宽4.86米。桥上建有美丽的廊屋,为了保护木料,两侧钉有蓑衣式木板。桥始建于明.隆庆四年(公元1570年)。泰顺县的叶树阳桥竟存世511年。

  虹桥等木拱结构为中国所独创,尚有其他别致的结构形式的竹木拱桥,亦与世界同类桥梁有异。

  46.拱桥

  拱桥是我国最常用的一种桥梁型式,其式样之多,数量之大,为各种桥型之冠,特别是公路桥梁,据不完全统计,我国的公路桥中7%为拱桥。由于我国是一个多山的国家,石料资源丰富,因此拱桥以石料为主。建于公元1990年,跨径120m的湖南乌巢河大桥,是当今世界跨径第一的石拱桥。我国建造的钢筋混凝土拱桥的形式更是繁花似锦,式样之多当属世界之最,其中建造得比较多的是箱形拱、双曲拱、肋拱、桁架拱、刚架拱等,它们大多数是上承式桥梁,桥面宽敞,造价低廉。

  箱形拱主要用于大跨径。四川涪陵乌江大桥,跨径200米,是我国已建成的最大跨径的箱形拱,跨径420米的万县长江大桥正在设计中,它将是世界最大跨径的钢筋混凝土拱桥。双曲拱是我国首创并不断改进的一种新型钢筋混凝土拱桥,它发源于江苏无锡,遍步各地,最大跨径当推河南前河大桥,跨径150米;桁架拱是在软土地基上为了减轻自重、改善拱上建筑与主拱圈共同作用,藉桁架原理逐步发展起来的一种轻型钢筋混凝土拱桥,适用于中小跨径桥梁。当采用了预应力措施和悬臂拼装的方法,就形成一种悬臂组合桁架拱桥,正在建造的贵州江界河大桥,主跨330米,是国内最大跨径的在建拱桥。四川宜宾小南门大桥为跨径240米的中承式肋拱,是我国该种桥型的最大跨径。刚架拱桥是从简化拱上建筑着眼,利用斜撑将桥面最不利荷载位置的荷载传至拱脚,以改善主拱的受力,在江苏无锡建成了跨越大运河的三座跨径100米的钢筋混凝土刚架拱。在我国也建有一定数量的下承式钢筋混凝土肋拱,其中有的是系杆拱或刚拱刚梁组合拱,后者是跨径100m米的中承式无铰拱;我国还修建了一些钢拱桥及斜腿刚架桥。

  我 国在建造钢筋混凝土拱桥的实践中进行了拱轴线优化,混凝土徐变对混凝土拱内力重分布影响、连拱计算、拱桥荷载横向分布、各种形式拱桥的设计计算理论的创立 与完善、组合装配式混凝土拱桥的施工控制等研究。为了适应在软土地基上建造混凝土拱桥,提出了组合桥台形式与其计算理论。在拱桥施工方法上也有所创新:如 中小跨径拱桥以预制拱肋为拱架,少支架施工为主,或采用悬砌方法;大跨径拱桥则采取纵向分条,横向分段,预制拱肋,无支架吊装,组合拼装与现浇相组合的施 工方法;此外,在采用无支架转体施工方法建造拱桥方面也有不少成功的经验。

  47.临时性桥梁

  为保障军队通过江河、峡谷、沟渠等障碍而架设的临时性桥梁。一般由上部结构(桥跨结构)和下部结构(桥脚)组 成。其基本特点是:结构型式简单,作业简便,架设时间短,修复容易。军用桥梁按使用的器材不同,可分为就便桥和制式桥。就便桥是使用就便材料或预制构件架 设的。其主要特点是材料来源广。制式桥是应用制式器材组合而成。其主要特点是:构件互换性好,结构适应性强,架设准备作业量小,可反复拆装使用,机动性 大。军用桥梁按载重能力的不同,可分为重型、轻型、驮载和徒步等桥梁。重型桥能保障中型以上坦克和其他相应的履带式和轮式车辆通行;轻型桥能保障轻型坦克 和其他相应的履带式和轮式车辆通行;驮载桥可供骡马驮载装备通过;徒步桥仅供武装人员徒步通行。军用桥梁按有无中间桥脚,可分为多跨桥和单跨桥。多跨桥按 中间桥脚型式,又可分为浮游桥脚桥(简称浮桥)和固定桥脚桥(简称固定桥)。

  48.黄河上主要桥梁介绍

  黄河上的第一座正式桥梁是由比利时工程公司承包修建的郑州黄河铁路桥。该桥1903年开工,1906年竣工。到1949年中华人民共和国成立时,在黄河上只有郑州黄河铁桥、泺口黄河大桥和兰州的公路桥等3座由外国人设计、施工的桥梁。新中国成立后,陆续在黄河上建成几十座大桥,使黄河天堑变成了通途。

  ☆ 兰新铁路黄河大桥

  兰新铁路黄河大桥位于甘肃省兰州市西固区河上镇,是新中国成立后在黄河上建造的第一座大铁桥。大桥全长278.4米。该桥于1954年4月动工修建,1955年7月1日建成通车。

  ☆ 郑州黄河大桥

  郑州黄河大桥位于原黄河铁桥的下游500米处,是京广线上的复线铁路桥,全长2889.8米,有71孔、72个桥墩,每孔跨度为40.7米。该桥于1958年5月动工修建,1960年4月建成通车。

  ☆ 潼关黄河铁路大桥

  潼关黄河铁路大桥地处陕西潼关,位于潼关联络线上,全长1180米。该桥于1970年6月建成。

  ☆ 连地黄河铁路大桥

  连地黄河铁路大桥地处河南孟津,位于焦枝线上,全长9917米。该桥于1970年6月建成。

  ☆ 叶盛黄河公路桥

  叶盛黄河公路桥位于宁夏回族自治区吴忠市与灵武县之间,是宁夏回族自治区自己设计施工的第一座黄河公路大桥。大桥全长452.7米,两座引道桥共长217米,引道全长6.5公里。该桥于1970年12月建成通车。

  ☆ 北镇黄河大桥

  北镇黄河大桥位于山东省北镇。大桥由钢桁架主桥和预应力引桥两部分组成,全长1394米,桥面可并排通过3辆卡车,两侧各有1.5米宽的人行道。该桥于1972年10月建成通车。

  ☆ 洛阳黄河公路大桥

  洛阳黄河公路大桥位于河南省黄河中下游交界处的孟津县和孟县之间,全长3428.9米,宽11米。该桥于1977年1月建成通车。

  ☆ 济南黄河铁路新桥

  济南黄河铁路新桥地处山东省济南附近,位于津浦铁路复线上。大桥全长5700米,是建国后在黄河上建设的第13座铁路桥。该桥于1981年6月建成通车。

  ☆ 济南黄河公路大桥

  济南黄河公路大桥位于山东省济南北郊,是一座预应力混凝土斜拉桥。大桥由主桥和引桥组成,总长2023.44米,主桥长488米,有5个孔,其中最大跨径220米,在当时世界十大预应力混凝土斜拉桥中排行第8位。桥面分行车道和人行道两部分,全宽为19.5米,其中行车道为15米。该桥于1978年12月正式破土动工,1982年7月建成通车。

  ☆ 包头黄河公路大桥

  包头黄河公路大桥位于内蒙古包头市南端,全长810米,宽12米,是当时中国建成的跨径最大的多点顶推法施工的连续桥梁。该桥于1983年10月建成通车。

  ☆ 长东黄河铁路大桥

  长(垣)东(明)黄河铁路大桥位于河南长垣县与山东东明县交界处,大桥全长(包括引桥)10282米。大桥上还设有长1.24公里的会让站,使对开的列车在这座单线铁路桥上可以会让通过。该桥于1984年2月正式开工修建,1985年10月建成通车。

  ☆ 中宁黄河公路大桥

  中宁黄河公路大桥位于宁夏回族自治区中宁县城以北94公里的石空渡口处。大桥全长926米,宽12米,21孔,行车道宽9米,两侧各设1.5米的人行道。该桥于1983年12月正式动工兴建,1986年7月建成通车。

  ☆ 郑州黄河公路大桥

  郑州黄河公路大桥位于郑州市北郊15公里的花园口与北岸原阳县刘庵村之间。大桥全长5549.86米,宽18.5米,中间9米为快车道,两边各有1米宽的人行道和3.5米宽的慢车道。该桥于1984年7月开始动工,1986年9月建成通车。邓小平为大桥题写了桥名。

  ☆ 东营胜利黄河公路大桥

  东营胜利黄河公路大桥位于黄河三角洲上的山东省东营市垦利县城附近,地处黄河最下游,距黄河入海口约40公里。大桥全长2817.46米,主桥长682米,共有76孔,主孔跨径288米,桥面宽19.5米,其中车行道16米。此桥在国内首次采用了新型钢箱斜拉式结构。在大桥钢梁腹部,还设有直径为529毫米的大型输油管道。该桥于1985年12月正式动工修建,1987年9月建成通车。

  ☆ 包头黄河铁路大桥

  包头黄河铁路大桥是包神铁路的咽喉。大桥全长856米,共有14个墩台、13个孔,是一座单线铁路桥。该桥于1987年9月建成通车。

  ☆ 乌海黄河公路大桥

  乌海黄河公路大桥位于内蒙古乌海市,是国家"七五"期间重点建设项目。大桥主桥长530.6米,上部结构为八孔一联预应力混凝土连续箱梁。该桥于1988年9月建成通车。

  ☆ 石嘴山黄河公路大桥

  石嘴山黄河公路大桥位于宁夏回族自治区石嘴山市东郊渡口,是连接宁夏与内蒙古的交通枢纽。大桥全长551.28米,桥头引道1000米,桥面宽12米,主桥4孔长300米,孔跨度达90米,是一座大跨度T型刚构桥梁。该桥于1987年3月开工兴建,1988年10月建成通车。

  ☆ 开封黄河公路大桥

  开封黄河公路大桥位于河南省开封市以东约20公里处,全长4445.09米,宽18.5米,大桥南北引道总长10.2公里,全桥有108孔。该桥于1988年2月动工修建,1989年12月建成通车。国家主席杨尚昆为大桥题写了桥名。

  ☆ 东明黄河公路大桥

  东明黄河公路大桥位于山东省荷泽市西北,是山东省境内最长的一座公路大桥,被誉为"齐鲁第一桥"。该桥是国道106线跨越黄河的特大桥梁。大桥全长4142.14米,宽18.5米,4车道。该桥于1991年10月正式开工修建,1993年9月全桥竣工通车。

  ☆ 三门峡黄河公路大桥

  三门峡黄河公路大桥位于山西省平陆县和河南省三门峡市之间,是黄河的第五座特大型公路大桥,是河南省首次建成的大跨径单箱单室连续刚构桥,是国道209线连结晋、豫两省、沟通南北交通的咽喉工程。大桥全长1310米,宽18.5米,高50米,最大跨径160米。该桥于1991年11月开工兴建,1993年12月正式通车。

  ☆ 洛阳黄河大桥

  洛阳黄河大桥是国家"八五"重点工程,位于焦枝铁路复线上,全长2802.76米。该桥于1994年竣工。

  ☆ 银川黄河公路大桥

  银川黄河公路大桥全长1219.9米,宽23米,主孔跨径为90米,是一座预应力钢筋混凝土T型刚结构桥。该桥于1994年7月建成通车。

  ☆ 风陵渡黄河公路大桥

  风陵渡黄河公路大桥位于山西省最南端,是国家"八五"重点工程。大桥全长1410米,宽12米,桥墩高20米,主孔桥跨度114米。该桥于1992年4月奠基开工,1994年11月竣工通车。1994年1月江泽民总书记为大桥题写桥名。

  ☆ 孙口黄河特大桥

  孙口黄河特大桥位于山东省梁山县和河南省台前县交界处的黄河上,是京九铁路的一部分。大桥全长6685米,共148孔,151个墩台,是黄河上最长的双线铁路桥梁,其中正桥长3577.2米。该桥于1995年12月通过通车鉴定。

  ☆ 龙羊黄河公路大桥

  青海龙羊黄河公路大桥为单悬索加劲钢桁架式大桥,跨度为100米。该桥于1994年12月开工建设,1996年10月建成通车。

  ☆ 中卫黄河公路大桥

  中卫黄河大桥是宁夏回族自治区"八五"跨"九五"的重点建设工程项目,是中(卫)静(宁)公路跨越黄河的重要桥梁。大桥全长1116.63米,引道长883.37米,桥面宽度为14米。该桥于1997年6月建成通车。

  ☆ 乡韩黄河公路大桥

  乡韩黄河公路大桥位于陕西省韩城市枣庄乡和山西省乡宁县惠岭乡之间的黄河大峡谷上,建设项目总投资9690万元,乡宁方投资5426.54元,陕西省私营企业--韩城矿业开发有限公司投资4263.6万元。桥梁总长543米,宽12米,桥高47米,分3车道,是黄河上的最高桥。两岸二级配套公路总长42公里。该桥于1997年12月8日开建。1998年11月20日实现整体合龙。1998年12月8日建成。1999年12月正式通车。大桥运营后,年运煤150万吨,是黄河上第一座有私营股份参股的大桥。是山西省临汾地区直接入陕的首条通道。

  49.桩基承台

  桩基承台建筑在桩基上的基础平台。平台一般采用钢筋混凝土结构,其承上传下的作用,把墩身荷载传到基桩上。各种承台的设计中都应对承台做桩顶局部压应力验算,承台抗弯及抗剪切强度验算。

  50.深基础

  当浅层土质不良,无法满足建筑物对地基变形和强度方面的要求时,可以利用下部坚实土层或岩层作为持力层,采取有效的施工方法建造深基础。

  1.桩基础。由基桩和联接于桩顶的承台共同组成。若桩身全部埋于土中,承台底面与土体接触,则称为低承台桩基;若柱身上部露出地面而承台底位于地面以上,则称为高承台桩基。建筑桩基通常为低承台桩基础。高层建筑中,桩基础应用广泛,其特点为:(1)桩支承于坚硬的(基岩、密实的卵砾石层)或较硬的(硬塑粘性土、中密砂等)持力层,具有很高的竖向单桩承载力或群桩承载力,足以承担高层建筑的全部竖向荷载(包括偏心荷载)。(2)桩基具有很大的竖向单桩刚度(端承桩)或群刚度(摩擦桩),在自重或相邻荷载影响下,不产生过大的不均匀沉降,并确保建筑物的倾斜不超过允许范围。(3)凭借巨大的单桩侧向刚度(大直径桩)或群桩基础的侧向刚度及其整体抗倾覆能力,抵御由于风和地震引起的水平荷载与力矩荷载,保证高层建筑的抗倾覆稳定性。(4) 桩身穿过可液化土层而支承于稳定的坚实土层或嵌固于基岩,在地震造成浅部土层液化与震陷的情况下,桩基凭靠深部稳固土层仍具有足够的抗压与抗拔承载力,从 而确保高层建筑的稳定,且不产生过大的沉陷与倾斜。常用的桩型主要有预制钢筋混凝土桩、预应力钢筋混凝土桩、钻(冲)孔灌注桩、人工挖孔灌注桩、钢管桩 等,其适用条件和要求在《建筑桩基技术规范》中均有规定。

  2. 沉井基础。沉井是用混凝土(或钢筋混凝土)等建筑材料制成的井筒结构物。施工时,先就地制作第一节井筒,然后用适当的方法在井筒内挖土,使沉井在自重作用 下克服阻力而下沉。随着沉井的下沉,逐步加高井筒,沉到设计标高后,在其下端浇筑混凝土封底,如沉井作为地下结构物使用,则在其上端再接筑上部结构;如只 作为建筑物基础使用的沉井,常用素混凝土或砂石填充井筒。

  3. 地下连续墙。按顺序在土中钻、挖、冲孔成槽,安放钢筋网(笼),浇灌混凝土而逐步形成的墙称为地下连续墙,这种施工工艺开始用作为截水止漏的防渗墙,逐渐 演变为新的地下墙体和基础类型。它承担侧壁的土压力和水压力,又起着把上部结构的荷载传递至地基持力层的作用。既可用于高层建筑的多层地下室,又可用于船 坞工程和各种地下结构中。

  51.端承桩

  在极限荷载作用状态下,桩顶荷载由桩端阻力承受的桩。如通过软弱土层桩尖嵌入基岩的桩,外部荷载通过桩身直接传给基岩,桩的承载力由桩的端部提供,不考虑桩侧摩阻力的作用。

  52.地下连续墙基础

  用 槽壁法施工筑成的地下连续墙体作为土中支撑单元的桥梁基础。它的形式大致可分为两种:一种是采用分散的板墙,平面上根据墩台外形和荷载状态将它们排列成适 当形式,墙顶接筑钢筋混凝土承台;另一种是用板墙围成闭合结构,其平面呈四边形或多边形,墙顶接筑钢筋混凝土盖板。后者在大型桥基中使用较多,与其他形式 的深基相比,它的用材省,施工速度快,而且具有较大的刚度,目前是发展较快的一种新型基础。连续墙的建造是通过专门的挖掘机泥浆护壁法挖成长条形深槽,再 下钢筋笼和灌注水下混凝土,形成单元墙段,它们相互连接而成连续墙,其厚度一般为0.3-2.0m,随深度而异,最大深度已达100m。

  53.施工便桥

  施工便桥是一种为工程施工和运输需要而修建的临时性桥梁。在山区跨越深沟山谷,或桥位处两岸的陆运与水运均不能满足施工和运输要求时,需修建施工便桥,施工便桥一般具备结构简单、造价低的特点,但应安全、牢固,以满足工程施工和运输的要求。

  54.水下混凝土灌筑

  水下混凝土灌筑一般的建筑工程在施工中,有条件时会进行降排水施工。但有时条件不允许,或没有必要进行降排水,此时进行的混凝土灌注称之为水下混凝土灌注。如:钻孔灌注桩的施工,多采用水下混凝土灌注的施工方法。

  55.围堰

  在桥梁基础施工中,当桥梁墩、台基础位于地表水位以下时,根据当地材料修筑成各种形式的土堰;在水较深且流速较大的河流可采用木板桩或钢板桩(单层或双层)围堰,目前多使用双层薄壁钢围堰。围堰的作用既可以防水、围水,又可以支撑基坑的坑壁。

  一.围堰分类

  按材料分:

  土石围堰、砼围堰、钢板桩格型围堰、木笼围堰、草土围堰

  按围堰与水流方向的相对位置分:

  横向围堰、纵向围堰。

  按导流期间基坑是否允许淹没:

  过水围堰、不过水围堰。

  二.围堰的工作特点及对围堰的要求

  1.围堰的工作特点:临时性挡水建筑物

  2.要求:

  ①结构上要求稳定、防渗、抗冲

  ②施工上构造简单,便于施工、维修、撤除方便

  ③布置上使水流平顺

  ④经济合理

  56.桥位地形图

  应用地形测量的方法,测绘出桥位处地物、地貌的平面位置,并把地面的高低起伏用规定的符号绘制成正射投影图。桥位地形图是经过实地测绘的,能客观的反映桥位处地面情况,所以成为桥梁规划设计的重要依据。

  57.摩擦桩

  摩擦桩如果桩穿过并支撑在各种压缩土层时,主要依靠桩侧土的摩阻力支撑垂直荷载,这样的桩就称为摩擦桩。主要用于岩层埋置很身的地基。在极限承载力状态下,桩顶荷载由桩侧阻力承受的桩。桩尖部分承受的荷载很小,一般不超过10%。如打在饱和软粘土地基,在数十米深度内均无坚硬的桩尖持力层。这类桩基的沉降较大。

  58.悬索桥在我国的发展

  悬索桥又称"吊桥"。用悬挂的钢缆索或铁链作为桥身主要承重结构的桥梁。由桥台(桥墩)、塔架、缆索、吊杆(索)、主梁和锚碇组成。缆索绕过桥台上的塔顶,锚固于两端桥台或直接锚固于两岸岩石中。桥面用吊杆(索)挂在缆索上。用于特大跨度的桥梁,以跨越大河、山谷、港湾和海峡。

  悬 索桥是特大跨径桥梁的主要形式之一,可以说是跨千米以上桥梁的唯一桥型(从目前已建成桥梁来看说是唯一桥型)。但从发展趋势上看,斜拉桥具有明显优势。但 根据地形、地质条件,若能采用隧道式锚碇,悬索桥在千米以内,也可以同斜拉桥竞争。根据理论分析,就目前的建材水平,悬索桥的最大跨径可达到3500m左右。已建成的日本明石海峡大桥,主跨已达1990m。正在计划中的意大利墨西拿海峡大桥,设计方案之一是悬索桥,其主跨3500m。当然还有规划中更大跨径的悬索桥。

  悬索桥跨径增大,如上所述当跨径达35O0m时,动力问题将是一个突出的矛盾,所以,对特大跨桥梁,已提出用悬索桥和斜拉桥相结合的"吊拉式"桥型。在国外这种桥型目前还停留在研究之中,并未诸实施。然而,在我国贵州省乌江1997年 底建成了一座用预应力钢纤维混凝土薄壁箱梁作为加劲梁的吊拉组合桥,把桥梁工作者多年梦寐追求的桥型付诸实现,这是贵州桥梁工作者的大胆尝试,对推动我国 乃至世界桥梁建设都有巨大作用。乌江吊拉组合桥,经过近两年运行和测试,结构性能良好,特别是两种桥型交接部位的处理,较为合理。

  其实我国很早就开始修建悬索桥,究其跨径和规模远不能同现代悬索桥相比。到了90年代初,我国才开始建造大跨悬索桥,例如:广东汕头海湾大桥,主跨452m,加劲梁采用混凝土箱梁;广东虎门大桥,主桥跨径888m,钢箱悬索桥;正在建设的钢箱悬索桥----江阴长江大桥,主跨1385m。由此可见,现代悬索桥在我国已具有相当规模和水平,已进人世界悬索桥的先进行列。

  悬索桥采用钢箱作为加劲梁,在我国较为普遍。美国和日本的悬索桥的加劲梁一律用桁架。最有名的明石海峡桥,主跨1990m也 是桁架加劲粱。欧洲人研究认为,正交异性板钢箱作为加劲梁,梁高矮,如同机翼一样,空气动力性能好,横向阻力小,大大减小了塔的横向力;抗扭刚度大,顶板 直接作桥面板,恒载轻,主缆截面可以减小,从而降低用钢量和造价。我国一起步修建现代悬索桥,加劲梁就采用钢箱,而对桁架梁作为加劲梁的优劣并未作深人分 析研究。在已修建的几座悬索桥上,桥面沥青铺装相继出现了损坏现象,有的桥梁工作者反思认为,一是钢箱作为加劲梁还有一些方面值得改进,如钢箱桥面板的局 部挠度以及箱体的通风,降低钢箱铺装层的温度;二是桁架梁作为加劲梁,还有不少优点,如加劲梁刚度大,桥面温度相对低,还可解决双层交通等。用混凝土箱梁 作为加劲梁的尝试,国外有先例,在我国汕头海湾桥也实现了。总结经验,也许不会再采用混凝土箱梁作为加劲梁了。塔的材料,国外以钢为主,我国以混凝土为 主,近年来国外也有向混凝土发展的趋势,基础多为钻孔桩或沉井。锚碇一般以重力式和地锚为主,少数地质条件好的采用了隧道锚。深水锚碇往往采用沉井或地下 连续墙。如江阴长江大桥北锚,位于冲积层上,采用69m×51m带有36个隔仓的沉井,下沉深度达58m;日本明石海峡大桥神户侧锚碇采用环形地下连续墙基础,直径85m,高73.5,槽宽2.2m。

  悬索桥结合地形、地质、水文可采用单跨悬吊、双跨不对称悬吊和三跨悬吊(简支和连续体系)。据查,世界上悬索桥多为单跨悬吊,其次是不对称双跨和三跨简支悬吊。三跨悬吊连续体系最少。丹麦大带桥,三跨悬吊连续,其跨径为535m+1624m+535m;中国的厦门海沧大桥,三跨悬吊连续,其跨径为 230m+648m+230m,可称世界同类桥梁的第二位。主缆的施工方法:空中纺线法(AS);索股法(PWS)。我国几座悬索桥均采用PWS法。索股采用φ5mm镀锌钢丝,由91或127根φ5组成一根索股,根据受力钢缆由不同数量索股组成。

  我 国今后还会在长江、海湾修建更大跨径的悬索桥;一般加劲梁仍用钢箱;塔、锚用混凝土,但应对大体积混凝土水化热的冷却降温措施加以研究;悬索桥风动稳定还 需进一步研究;钢箱梁的桥面铺装,我国已建成的几座悬索桥,都存在问题,今后应进一步研究钢箱梁桥面铺装材料、钢箱除锈、清洁、铺装的粘结以及施工工艺 等。

  59.桥梁

  供铁路、道路、渠道、管线、行人等跨越河流、山谷或其他交通线路时修建的建筑物。

  组成

  由上部结构和下部结构组成。桥梁上部结构(又称桥跨结构)承担线路荷载,跨越障碍,由桥面系、主要承重结构和支座组成。桥面系一般由桥面、纵梁和横梁组成。主要承重结构承担上部结构所受的全部荷载并传给支座,如桁架梁桥的主桁、实腹梁桥的主梁、拱桥的拱肋(拱圈)。支座设于桥台(墩)顶部,支承上部结构并将荷载传给下部结构的装置。桥梁下部结构是桥台、桥墩及桥梁基础的总称,用以支承上部结构并将荷载传给地基。

  分类

  桥梁有多种分类方法:①按主要承重结构体系分,有梁桥、拱桥、悬索桥、刚架桥、斜拉桥和组合体系桥等,前3种 是桥梁的基本体系。②按上部结构的建筑材料分,有木桥、石桥、混凝土桥、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥、钢桥和结合梁桥等。木材易腐蚀多用于临时性桥梁。 石料和混凝土抗压强度高而抗拉强度低,主要用于拱桥。钢筋混凝土桥为耐压的混凝土和抗拉、抗压性能均好的钢筋结合而成的桥,主要用于跨度不大的梁桥和拱 桥。预应力混凝土桥是用高强度钢丝(筋)和高标号混凝土建成。

  60.刚构桥

  主要承重结构采用刚构的桥梁。梁和腿或墩(台)身构成刚性连接。按结构形式可分为门式刚构桥、斜腿刚构桥、T形 刚构桥和连续刚构桥。①门式刚构桥。其腿和梁垂直相交呈门形构造,可分为单跨门构、双悬臂单跨门构、多跨门构和三跨两腿门桥。前三种跨越能力不大,适用于 跨线桥,要求地质条件良好,可用钢和钢筋混凝土结构建造。三跨两腿门构桥,在两端设有桥台,采用预应力混凝土结构建造时,跨越能力可达200多 米。②斜腿刚构桥。桥墩为斜向支撑的刚构桥,腿和梁所受的弯矩比同跨径的门式刚构桥显著减小,而轴向压力有所增加;同上承式拱桥相比不需设拱上建筑,使构 造简化。桥型美观、宏伟,跨越能力较大,适用于峡谷桥和高等级公路的跨线桥,多采用钢和预应力混凝土结构建造。如安康汉江桥(铁路桥),腿趾间距176米,1982年建成。③T形刚构桥。是在简支预应力桥和大跨钢筋土箱梁桥的基础上,在悬臂施工的影响下产生的。其上部结构可为箱梁、桁架或桁拱,与墩固结而成T型,桥型美观、宏伟、轻型,适用于大跨悬臂平衡施工,可无支架跨越深水急流,避免下部施工困难或中断航运,也不需要体系转换,施工简便。④连续刚构桥。分主跨为连续梁的多跨刚构桥和多跨连续-刚构桥,均采用预应力混凝土结构,有两个以上主墩采用墩梁固结,具有T形刚构桥的优点。但与同类桥(如连续梁桥、T形刚构桥)相比:多跨刚构桥保持了上部构造连续梁的属性,跨越能力大,施工难度小,行车舒顺,养护简便,造价较低,如广东洛溪桥。

  61.悬索桥

  特大跨径桥梁主要形式之一。又称吊桥。一般认为,跨径600米以上应优先考虑悬索桥方案。主要承重结构由缆索、桥塔和锚碇组成的桥梁。缆索通过两座桥塔顶两端延伸至桥台后锚固。桥面系和加劲梁通过吊杆悬挂在悬索上。具有合理的受力形式,主要承重构件----悬索受拉,无弯曲和疲劳而引起的应力折减,可采用高强钢丝制成。是所有桥梁体系中跨越能力最大的、跨径超过1000米的惟一桥式。日本明石海峡桥主跨1990米,为当前世界上跨度最大的公路桥。江阴长江桥主跨1385米,是中国最大的悬索桥。

  62.拱桥

  以承受轴向压力为主的拱圈或拱肋作为主要承重构件的桥梁,拱结构由拱圈(拱肋)及 其支座组成。拱桥可用砖、石、混凝土等抗压性能良好的材料建造;大跨度拱桥则用钢筋混凝土或钢材建造,以承受发生的力矩。按拱圈的静力体系分为无铰拱、双 铰拱、三铰拱。前二者为超静定结构,后者为静定结构。无铰拱的拱圈两端固结于桥台,结构最为刚劲,变形小,比有铰拱经济,结构简单,施工方便,是普遍采用 的形式,但修建无铰拱桥要求有坚实的地基基础。双铰拱是在拱圈两端设置可转动的铰支承,结构虽不如无铰拱刚劲,但可减弱桥台位移等因素的不利影响,在地基 条件较差和不宜修建无铰拱的地方,可采用双铰拱桥。三铰拱则是在双铰拱的拱顶再增设一铰,结构的刚度更差些,拱顶铰的构造和维护也较复杂,一般不宜作主拱 圈。拱桥按结构形式可分为板拱、肋拱、双曲拱、箱形拱、桁架拱。拱桥为桥梁基本体系之一,一直是大跨径桥梁的主要形式。拱桥建筑历史悠久,20世纪得到迅速发展,50年代以前达到全盛时期。古今中外名桥(如赵州桥、卢沟桥、悉尼港桥、克尔克桥等)遍布各地,在桥梁建筑中占有重要地位,适用于大、中、小跨径的公路桥和铁路桥,更因其造型优美,常用于城市及风景区的桥梁建筑。

  63.活动桥

  桥 跨结构可以转动或移动的桥梁。又称开启桥。当陆地运输不甚繁忙,河流上有船舶航行而固定式桥梁不能建造在通航净空以上时,就需要建造活动桥。多建在河流的 下游、靠近入海口城市中水陆交通交叉处。多采用钢结构。常用的活动桥有:①立转桥。航道上面的桥跨结构在立面上可旋转开合的桥梁。从一端开合整跨活动结构 的称单叶式立转桥;从两端开合分为两部分活动结构的称双叶式立转桥。活动结构设有铰和平衡重等机械装置和电动设备。②升降桥。通航部分的桥跨做成可升降的 结构,桥两端各有一座塔架,放置升降用机、电装置和平衡重。如天津市1985年建成的海门桥。③平转桥。桥跨结构绕一根竖轴旋转的活动桥。平转90°时,可通过船只。设有活动通航孔的浮桥,称特殊活动桥。

  64.梁桥

  以 受弯为主的主梁作为承重构件的桥梁。主梁可以是实腹梁或桁架梁。实腹梁构造简单,制造、架设和维修均较方便,广泛用于中、小跨度桥梁,但在材料利用上不够 经济。桁架梁的杆件承受轴向力,材料能充分利用,自重较轻,跨越能力大,多用于建造大跨度桥梁。按照主梁的静力体系,分为简支梁桥、连续梁桥和悬臂梁桥。 ①简支梁桥。主梁以孔为单元,两端设有支座,是静定结构。一般适用于中、小跨度,结构简单,制造、运输和架设均甚方便,多做成标准设计,以便于构件生产工 艺工业化、施工机械化,提高质量,降低造价。如洛阳黄河桥、郑州黄河桥、开封黄河桥均为公路预应力混凝土T形 简支梁桥。②连续梁桥。主梁若干孔为一联,连续支承在几个支座上,是超静定结构。当跨度较大时,采用连续梁较省材料,更适合用悬臂拼装或悬臂灌筑、纵向拖 拉或顶推法施工。如京石公路永定河桥,为预应力混凝土箱形连续梁;武汉长江桥、南京长江桥为钢桁架连续梁桥。③悬臂梁桥。上部结构由锚固孔、悬臂和悬挂孔 组成,悬挂孔支承在悬臂上,用铰相联。有单悬臂梁桥(三跨构成,中跨较大以满足通航要求)和双悬臂梁桥(可构成多跨的长大梁桥)。如陕西省咸阳渭河桥为钢筋混凝土悬臂梁桥。梁桥为桥梁的基本体系之一,使用广泛,在桥梁建筑中占有很大比例,其上部结构可以是木结构、钢结构、钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构或钢筋混凝土桥面。

  65.一座桥梁由哪几部分组成?

  一座桥梁由以下四个主要部分组成:

  (1)桥跨结构,又称上部结构,它是跨越河流、山谷或其它线路等障碍的结构物;

  (2)桥墩、桥台和基础,又称下部结构,它们是支承桥跨结构的建筑物,同时需承受地震、水流和船舶撞击等荷载,桥台还要起到衔接路堤,防止路堤跨塌的作用。由于基础往往深埋于水下地基中,在桥梁施工中是难度较大的一个部分,故它也是确保桥梁安全使用的关键;

  (3)支座,它设置在墩(台)顶,是用于支承上部结构的传力装置,它不仅需要传递上部结构的荷载,并且要保证上部结构按设计要求能产生一定的变位。

  (4)附属设施,包括桥面系、伸缩缝、桥台搭板、锥形护坡等,以及交通与机电工程设施:包括标志标牌、景观系统、通讯和监控系统、收费系统等。附属设施对于保证桥梁正常使用也是必不可少的。

  66.桥梁按照结构的受力特点可分为那几种体系?

  按照结构的受力特点,桥梁大体上可以分为梁式桥、拱式桥、悬索桥和斜拉桥共四种基本体系。其中梁桥以受弯为主,拱桥以受压为主,悬索桥则以受拉为主,斜拉桥则属拉压并存的组合体系。

  67.桥梁按照用途可分为那几种体系?

  按用途来划分,有公路桥、铁路桥、公铁两用桥、农桥、人行桥、水运桥或渡槽、管线桥等。

  68.桥梁按照全长和跨径的不同可分为那几种体系?

  按桥梁全长和跨径的不同,分为特殊大桥、大桥、中桥、小桥和涵洞。

  69.桥梁按照主要承重结构所用的材料可分为那几种体系?

  按主要承重结构所用的材料划分,有圬工桥(砖、石、混凝土桥)、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥、钢桥、钢一混凝土组合桥和木桥等。木材易腐,且资源有限,一般不用于永久性桥梁。

  70.桥梁按照跨越障碍的性质可分为那几种体系?

  按跨越障碍的性质,可分为跨河桥、跨海桥、跨线桥、立交桥和高架桥等。

  71.桥梁按照桥跨结构的平面布置可分为那几种体系?

  按桥跨结构的平面布置,可分为正交桥、斜交桥和弯桥。

  72.桥梁按照上部结构的行车道位置可分为那几种体系?

  按上部结构的行车道位置,分为上承式桥、中承式桥和下承式桥。

  73.桥梁按照桥梁的可移动性可分为那几种体系?

  按照桥梁的可移动性,可分为固定桥和活动桥,活动桥包括开启桥、升降桥、旋转桥和浮桥等。

  74.公路桥梁设计的基本原则是什么?

  桥梁工程的设计应符合技术先进、安全可靠、适用耐久、经济合理的要求,同时应满足美观、环境保护和可持续发展的要求等基本原则。

  75.公路桥梁设计基本原则中技术先进指的是什么?

  在因地制宜的前提下,认真学习国内外的先进技术,尽可能采用成熟的新结构、新设备、新材料和新工艺,淘汰和摒弃原来落后和不合理的东西。

  76.公路桥梁设计基本原则中安全可靠指的是什么?

  ①所设计的桥梁结构在强度、稳定和耐久性方面应有足够的安全储备;

  ②防撞栏杆应具有足够的高度和强度,人与车流之间应做好防护栏,防止车辆撞入人行道或撞坏栏杆而落到桥下;

  ③对于交通繁忙的桥梁,应设计好照明设施并有明确的交通标志,两端引桥坡度不宜太陡,以避免发生车辆碰撞等引起的车祸;

  ④对于修建在地震区的桥梁,应按抗震要求采取防震措施;对于河床易变迁的河道,应设计好导流设施,防止桥梁基础底部被过度冲刷;对于通行大吨位船舶的河道,除按规定加大桥孔跨径外,必要时设置防撞构筑物等。

  77.公路桥梁设计基本原则中适用耐久指的是什么?

  ①应保证桥梁在100年的设计基准期内安全适用;

  ②桥面宽度能满足当前以及今后规划年限内的交通流量(包括行人通行);

  ③桥梁结构在通过设计荷载时不出现过大的变形和过宽的裂缝;

  ④应考虑不同的环境类别对桥梁耐久性的影响,在选择材料、保护层厚度、阻锈等方面满足耐久性的要求;

  ⑤桥跨结构的下面有利于泄洪,通航(跨河桥)或车辆和行人的通行(旱桥);

  ⑥桥梁的两端方便于车辆的进入和疏散,而不致产生交通堵塞现象等;

  ⑦考虑综合利用,方便各种管线(水、电气、通讯等)的搭载。

  78.公路桥梁设计基本原则中经济合理指的是什么?

  ①桥梁设计应遵循因地制宜,就地取材和方便施工的原则;

  ②经济的桥型应该是造价和养护费用综合最省的桥型,设计中应充分考虑维修的方便和维修费用少,维修时尽可能不中断交通,或中断交通的时间最短;

  ③所选择的桥位应是地质、水文条件好,桥梁长度也较短;

  ④桥位应考虑建在能缩短河道两岸的运距,促进该地区的经济发展,产生最大的效益,对于过桥收费的桥梁应能吸引更多的车辆通过,达到尽可能快回收投资的目的

  79.公路桥梁设计基本原则中美观指的是什么?

  一 座桥梁应具有优美的外形,而且这种外形从任何角度看都应该是优美的,结构布置必须精练,并在空间有和谐的比例。桥型应与周围环境相协调,城市桥梁和游览地 区的桥梁,可较多地考虑建筑艺术上的要求。合理的结构布局和轮廓是美观的主要因素,另外,施工质量对桥梁美观也有重大影响。

  80.公路桥梁设计基本原则中环境保护和可持续发展指的是什么?

  桥 梁设计应考虑环境保护和可持续发展的要求,包括生态、水、空气、噪声等几方面。应从桥位选择、桥跨布置、基础方案、墩身外形、上部结构施工方法、施工组织 设计等多方面全面考虑环境要求,对于施工过程中的植被破坏、水土流失、排渣污染等,应采取切实可行的工程控制措施,并建立环境监测保护体系,将不利影响减 至最小。

  81.桥梁全长是如何定义的?

  桥梁全长简称桥长,它是划分大、中、小桥梁的重要指标之一。对于有桥台的桥梁,桥长为两岸桥台翼墙尾端间的距离;对于无桥台的桥梁则为桥面系行车道的全长。

  82.桥梁净跨径是如何定义的?

  桥梁净跨径一般用L0表示。对于设支座的桥梁为相邻两墩、台身顶内缘之间的水平净距;对于不设支座的桥梁(如拱桥、刚构桥等)为上、下部结构相交处内缘间的水平净距。

  83.桥梁总跨径是如何定义的?

  总跨径是指多孔桥梁中各孔净跨径的总和(∑L0),它反映了桥下宣泄洪水的能力。

  84.桥梁计算跨径是如何定义的?

  计算跨径一般用l表示,它是桥梁结构受力分析时重要参数。对于设支座的桥梁,为相邻支座中心间的水平距离,对于不设支座的桥梁则为上、下部结构的相交面之中心间的水平距离。

  85.桥梁标准跨径是如何定义的?

  标准跨径用Lk表示。对于梁式桥和板式桥,它是以两桥墩之间桥中心线长度或桥墩中线与桥台台背前缘线之间桥中心线长度为准,对于拱式桥和涵洞则以净跨径为准。

  86.桥梁标准化跨径是如何定义的?

  标准化跨径,是《公路工程技术标准》针对跨径50m以下的桥涵推荐采用的标准跨径,具体跨径数值为:0.75m、1.0m、1.25m、1.5m、2.0m、2.5m、3.0m、4.0m、5.0m、6.0m、8.0m、10m、13m、16m、20m、25m、30m、35m、40m、45m、50m。

  87.什么叫桥面净空?

  桥面净空是指桥梁行车道、人行道的上方应保持的空间界限,《公路工程技术标准》中又称它为公路建筑限界。

  88.什么叫桥下净空?

  它是指为满足桥下通航(或行车、行人)的需要和保证桥梁安全而对上部结构底缘以下规定的空间界限。

  89.永久性梁桥主要由哪几种材料筑成?

  梁桥属于受弯结构,永久性梁桥所用的主要材料有两种:(1)由钢材做成的梁桥称钢桥;(2)由混凝土与钢筋结合而成的统称为混凝土梁桥,其中用普通钢筋承受拉力的又称钢筋混凝土梁桥,它只能用在较小的跨径上;利用高强钢丝和钢绞线来对混凝土梁施加预压应力的称预应力混凝土梁桥,它可用在较大跨径的桥梁上;另外,由钢及混凝土组合而成的称钢一混凝土组合梁桥。

  90.桁架桥由哪些部分组成?

  桁架桥一般由主桥架、上下水平纵向联结系、桥门架和中间横撑架以及桥面系组成。在桁架中,弦杆是组成桁架外围的杆件,包括上弦杆和下弦杆,连接上、下弦杆的杆件叫腹杆,按腹杆方向之不同又区分

  为斜杆和竖杆。弦杆与腹杆所在的平面就叫主桁平面。大跨度桥架的桥高沿跨径方向变化,形成曲弦桁架;中、小跨度采用不变的桁高,即所谓平弦桁架或直弦桁架。

  桁架结构可以形成梁式、拱式桥,也可以作为缆索支撑体系桥梁中的主梁(或加劲梁)。桁架桥梁绝大多数采用钢材修建,亦有采用预应力混凝土修建的例子。我国比较有名的桁架桥梁有:武汉长江大桥(三联3×128m连续钢桁梁,1957年,为“万里长江第一桥”)、南京长江大桥(三联3×160m连续钢桁梁,1969年)、九江长江大桥(180m+260m+160m梁拱组合体系,1993年)、芜湖长江大桥(180m+312m+180m钢桁斜拉桥,1999年)和香港青马大桥(主跨1377m钢桁加劲梁悬索桥,1997年),目前已动工修建的重庆朝天门大桥为190m+552m+190m钢桁拱桥,将成为世界最大跨径拱桥。桁架桥为空腹结构,因而对双层桥面有很好的适应性,以上列举的几座桥均布置为双层桥面。

  91.桁架的类型有哪些?

  桁架的类型发展到今天可谓不胜枚举,他们以不同的腹杆系统来区别。桁架现今常用的有如下类型:

  (1)柏氏桁架:柏氏桁架上作用均布荷载时,斜杆产生拉力,竖杆产生压力。

  (2)霍氏桁架:霍氏桁架承受均布荷载时,斜杆受压,竖杆受拉。

  (3)瓦仑桁架:瓦仑桁架相邻斜杆交错产生拉力和压力,当节点较宽时,为了把桁梁上的竖向荷载传递到空桁架上弦杆和斜杆相交的节点,常在中间设置竖杆(虚线表示),但是,即便不设置竖杆也是稳定的桁架。

  (4)K式桁架:一般情况下,斜杆倾角在45°~60°时经济性最为有利,杆件间的连接也较容易。但是,桁高随跨度增大而增大,若斜拉杆倾角仍要保持在这个范围,则节间长度就要增大,纵梁、横梁的材料用量就会激增,同时斜杆的自由屈曲长度也相应变大。在这种情况下,可以把节点置在竖杆的中间,从而使腹杆成为K字形,斜杆角度保持在适宜的范围。

  (5)再分式桁架:它与K式桁架的原理相同,即在竖杆之间增设节点,构成再分式桁架。

  (6)其他桁架:包括双腹杆瓦仑桁架、菱形桁架、多腹杆桁架等。

  就外观而言,柏氏桁架和瓦仑桁架比例协调、简洁,是应用最为广泛的主桁形式,K式桁架则多用于平纵联,以适应宽桥面;瓦仑桁架受力上没有方向性,适宜作较宽桥面的平纵联。

  92.桁梁桥的主要特点是什么?

  (1)桁梁由杆件构成,并非连续结构,杆件以承受轴向力为主。

  (2)桁架桥采用更大的梁高,因而它具有较大的竖向刚度,不过同箱形截面相比,其扭转能力明显处于劣势。

  (3)桁梁桥可以通过变化杆件界面尺寸使各杆件的工作应力均达到容许应力值;还可以通过变化杆件的材料,比如钢桁架中不同位置的杆件采用不同强度钢种,来达到物尽其用的目标,可以说桁架是力学效率非常高的结构形式

  93.刚构桥在结构构造上的主要特点是什么?

  刚构桥的总概念是墩梁固结,共同工作。而单跨刚构桥是介于梁与拱之间的一种结构体系,它是由受弯的上部梁(或板)结构与承压的下部结构柱(或墩)整体结合一起的结构。因此,整个体系既是压弯结构,也是推力结构。

  刚 构桥在结构构造上的一个重要特点是在主梁和立柱相连接的地方,存在角隅节点。该节点具有强大的刚度,能承受较大的负弯矩,使桥跨跨中的正弯矩达到卸载的目 的。正因为这个负弯矩,使该节点内缘承受很高的压应力,和外缘承受很高的拉应力,若处理不当就会导致外缘开裂或者内缘混凝土被压溃。为此,对于外缘将用连 续绕过角隅并加以锚固的受力钢筋保证,对于内缘则增加混凝土斜托或梗腋来缓和应力集中,并布置斜向钢筋以提高内缘混凝土的抗压强度。

  94.单跨刚构桥中有哪两种主要形式?

  (1)门式刚构桥

  它适用于跨越运河及其他小河流的单跨桥梁,无需设水中墩,它与同等跨径的拱桥相比,具有较大的通航净空,并且适用于跨线桥,桥头路堤的填土有利于抵抗结构的水平推力,但增大立柱的内力。

  (2)斜腿刚构桥

  它的压力线和拱桥接近,故其所受弯矩比门式刚架要小,主梁跨度也缩短了,但支承反力却有所增加,而且斜柱的长度也较大,其施工也较复杂。

  95.多跨刚构桥可做成哪几种形式?

  多跨刚构桥的最基本形式有两种:

  (1)非连续式主梁的刚构桥

  即通常所称的T形刚构桥,它因每个桥墩与两侧的悬臂梁固接后构成T字形而得名;按相邻两个T构的连接方式,可分为带挂梁的T形刚构桥和带剪力铰的T形刚构桥,前者属于静定结构,当车辆荷载位于一个T构上时,其内力不会传递到相邻的T构上;后者属于超静定结构,任意一个T构上的活载内力将通过剪力铰传递到相邻的T构上,这是两者的差别。T形刚构桥的悬臂梁,可以是箱形截面,也可以做成桁架构,但它们并不改变结构的基本体系。

  (2)连续刚构桥

  桥面结构既无挂梁又无剪力铰的T形 刚构桥,称连续刚构桥,这种体系常利用主墩的柔性来适应桥梁的纵向变形,故它适用于大跨高墩的桥梁。有时因全桥太长,为了满足温度变形,可以将全桥主梁做 成连续的,而将中间若干孔设计成连续刚构体系,将其余孔设计成墩梁铰支的连续梁体系,形成所称的刚构一连续组合梁桥。实际上,它仍属于连续刚构体系。

  96.按照静力图式拱桥分为哪几种类型?

  拱式桥跨结构,按照静力图式可分为以下三种类型:

  (1)简单体系的拱桥

  按静力体系它可分为:三铰拱、两铰拱和无铰拱拱桥。

  (2)组合体系的拱桥

  按对桥梁墩(台)有无推力它可分为:无推力的组合体系拱和有推力的组合体系拱。

  (3)拱片桥

  这类拱桥是由若干拱片、横隔板和行车道板组成,共同承受荷载,其中的拱片是由拱肋、立柱和上缘水平梁组成。

  97.按照桥面所处空间位置,拱桥又分哪几类?

  按 照桥面所处的空间位置,拱桥又可分为上承式、中承式和下承式拱桥。一般情况下,拱桥多设计成上承式,原因是桥面可最大程度地保护主体结构免遭阳光和雨水侵 蚀;但有时为了降低桥面高度,缩短引桥长度,又要照顾桥下通航净空高度的要求而采用中承式或下承式;另外,中,下承式拱桥还能达到增加城市景观的效果。

  98.拱桥一般由哪些材料建成?

  拱桥是以承受压力为主的结构,故用作建桥的材料主要可以是石料(料石、块石或片石等)、混凝土(少筋或无筋)、 钢筋混凝土和钢管混凝土,特大跨径时可采用全钢材料。钢管混凝土因为钢管对混凝土具有“套箍”约束功能,故可以提高混凝土的抗压强度,并提高超载压力作用 下拱圈的韧性。同时,先将空心钢管安装成拱,然后再灌注混凝土,这样,起吊钢管所用的设备起吊能力可以不要求太大,从而方便了施工。

  99.双曲拱桥是一种什么样的桥型?它的主拱圈由哪几部分构成?

  双曲拱桥按其行车道所处的位置属于上承式拱桥。若从主拱圈的横截面上看,它是由拱肋、拱波、拱板和横向联系等几部分组成。由于介于拱肋之间的拱波也呈曲线形,且与主拱圈的曲线正交,故而称为双曲拱桥。这种桥型是20世纪60年 代我国江苏省无锡县由建桥职工首创的一种桥型,它充分发挥了预制装配的优点,可以不要拱架施工,节省木料,加快施工进度,而所耗用的工料又不多。它的最主 要特点是:将主拱圈以“化整为零”的方法按先后顺序进行施工,再以“集零为整”的方式组合成承重的整体结构。因主拱圈分期形成,呈现组合结构的受力特征, 整体性较弱,在地震荷载作用下容易破坏。

  100.箱形拱桥有哪些特点?

  箱形拱的主要特点是:

  (1)截面挖空率大,挖空率可达全截面的50%~60%,与板拱相比,可节省大量圬工体积,减轻重量;

  (2)箱形截面的中性轴大致居中,对于抵抗正负弯矩具有几乎相等的能力,能较好地适应主拱圈各截面正负弯矩变化的需要;

  (3)由于是闭合空心截面,抗弯和抗扭刚度大,拱圈的整体性好,应力分布较均匀;

  (4)单条箱肋刚度较大,稳定性较好,能单箱肋成拱,便于无支架吊装;

  (5)制作要求较高,吊装设备较多,主要用于大跨径拱桥。

  箱形拱的构造与施工有密切的联系。修建箱形拱,可以采用预制拱箱无支架吊装或有支架现场浇注等施工方法。采用无支架吊装时,但为了减轻吊装重量或方便操作,拱箱往往不是一次预制成型,而是采用装配——整体式结构形式,分阶段施工,最后组拼成一个整体。

  101.桁架拱桥是由哪几个主要部分组成的?

  桁 架拱桥的上部结构一般由桁架拱片、横向联系和桥面三部分组成。桁架拱片是主要承重结构,它由上弦杆、腹杆、下弦杆和拱顶实腹段组成。桁架拱片在施工期间单 独受力,竣工后则与桥面结构组合成一体共同承受活载和其他荷载。横向联系是把各桁架拱片联成整体,使之共同受力,并保证其横向稳定。

  102.刚架拱桥是在什么桥型基础上演变而来的?

  刚 架拱桥是由拱与斜腿刚构组合而成的一种复合结构,故名为刚架拱桥。它的上部结构是由刚架拱片、横向联结系和桥面系等部分组成。其特点是:在顺桥方向,将常 规的主拱圈与拱上建筑部分组成为整体受力的结构,拱上建筑不是单纯的传递荷载,而是参与承受荷载;在横桥向,通过加腋板或微弯板将拱肋与现浇桥面组成整体 的受力结构。它虽为拱式体系,但恒载推力较常规拱桥要小,为控制桥梁建筑高度,可将矢跨比选择得小一些,一般采用1/7~1/10之间。另外,刚架拱桥的施工方法的适应性较强,可采用预制吊装、有支架现浇、悬臂拼装和转体施工法等。

  103.斜拉桥由哪几个主要部分组成?

  斜拉桥主要由主梁、索塔和斜拉索三大部分组成。主梁一般采用混凝土结构、钢一混凝土组合结构或钢结构,索塔可采用混凝土结构、钢壳混凝土结构或钢结构。斜拉索则采用高强材料(高强钢丝或钢绞线)制成。斜拉桥中荷载传递路径是:斜拉索的两端分别锚固在主梁和索塔上,将主梁的恒载和车辆荷载传递至索塔,再通过索塔传至地基。

  104.斜拉桥的总体构思应考虑哪些因素?

  应考虑的主要因素有:①主跨的跨径;②边跨与主跨之比;③是否设置辅助墩或设置多少个辅助墩;④设置的索面数及索面形状;⑤主梁材料和截面形式;⑥索塔的布置形式;⑦梁、塔、墩相互连接的方式等。

  105.斜拉桥的边跨和主跨之比在什么范围内较合适?

  在双塔三跨桥式中,边跨与主跨的比例非常重要,为了在视觉上突出地表现主跨,边主跨之比应小于0.5。从受力上看,边主跨之比与斜拉桥的整体受力、端锚索的应力变幅有着很大的关系。当主跨有活载时边跨梁端点的端锚索产生正轴力(拉力),而当边跨有活载时端锚索又产生负轴力(拉力松减),由此引起较大应力幅而产生疲劳问题。边跨较小时,边跨主梁的刚度较大,边跨拉索较短,刚度也就相对较大,因而此时边跨对索塔的锚固作用就大,主跨的刚度也就相应增大,而拉索的应力变幅也将减小。对于活载比重较小的公路和城市桥梁,合理的边主跨之比为0.40~0.45,而对于活载比重大的铁路桥梁,边主跨之比宜为0.20~0.25,同样道理,钢斜拉桥的边跨应比相同跨径混凝土斜拉桥的跨径小。

  活载往往在边跨梁端附近区域产生很大的正弯矩,导致梁体转动,伸缩缝易受损,但这可以通过加长边梁以形成引跨或设置辅助墩的方法予以解决。同时,设辅助墩可以减小拉索应力变幅,提高主跨刚度,又能缓和端支点负反力,是大跨度斜拉桥中常用的方法。

  106.悬索桥是由哪几个主要部分组成?

  悬索桥又称吊桥,就承重构件而言它由以下几个主要部分组成:

  (1)桥塔

  它是支承主缆的重要构件,悬索桥上的车辆活载和恒载(包括桥面、加劲梁、吊索、主缆及其附件)都将通过主缆传给塔身及其基础。此外,桥塔还要经受风力和地震力的作用。

  (2)锚碇

  锚碇是主缆的锚固体,它将主缆中的拉力传递给地基基础。

  (3)主缆

  主缆是悬索桥的主要承重构件,除承受自身恒载外,它本身还要通过索夹和吊索承受活载和加劲梁(包括桥面构造)的恒载。

  (4)吊索

  吊索又称吊杆,它是将活载和加劲梁的恒载传递到主缆的构件。

  (5)加劲梁其主要功能是提供桥面和防止桥面发生过大的局部挠曲和扭曲的部件。

  (6)鞍座

  它是支承主缆的重要构件,通过它可以使主缆中的拉力传到塔顶或锚碇的支架处。鞍座又可以分为设置在桥塔顶部的塔顶鞍座和设置在锚碇支架前方的散索鞍座。

  107.悬索桥的总体构思应考虑哪些因素?

  应考虑:(1)两岸设置锚碇的位置。若锚碇设置于深水之中,工程量将是很大的;(2)主跨的跨径;(3)边跨与主跨之比;(4)主缆的垂跨比;(5)加劲梁的材料和截面形式;(6)索塔的布置形式;(7)加劲梁的支承体系;(8)抗风抗震的考虑等。

  上述因素是相互关联的,根据不同的建桥条件可采用多种不同的方式。

  108.悬索桥的垂跨比是指什么?

  悬索桥的垂跨比(f/l)是指中跨主缆的垂度.厂与其跨长l之比。从力学分析得知,在跨径为定值的情况下,垂跨比变大,主缆中的拉力就变小,相应地,用主缆钢量便愈小,但这样做桥塔需要增高,而且悬索桥竖向整体刚度变小,加劲梁容易挠曲,因此,工程设计中需要通过多个方案的比较后,从中选出最优的垂跨比。

  现代悬索桥最常用的主缆垂跨比为1/10,有铁路通过的悬索桥由于对挠度的要求更严格,因而其常用标准值一般为1/11。绝大部分实际桥梁在1/11~1/9之间,个别较小的达到1/12,较大的略大于1/9。

  109.常用的梁式桥桥墩有哪几种类型?

  常用的梁式桥桥墩大体上分为五大类:

  (1)重力式实体桥墩

  这类桥墩的主要特点是靠自身重力(包括桥跨结构重力)来平衡外力(偏心力矩)和保证桥墩的稳定(抗倾覆稳定和抗滑稳定)。因此,圬工体积较大,阻水面积大并对地基承载力的要求高。墩身多做成实体式的,可以不用钢筋,而用天然石材或片石混凝土砌筑。

  (2)空心桥墩

  若将墩身挖空(挖空率可达50%左右),使截面成为空心桥墩。这时,墩身应采用钢筋混凝土结构,它可应用滑模施工工艺以加快施工进度。

  (3)钢筋混凝土薄壁墩

  薄壁墩又可分为单肢薄壁墩和双肢薄壁墩两种形式。前者墩身重量较轻,可节约圬工材料,适用于地质条件较差时的简支梁桥上;后者适用于墩梁固结的连续刚构桥上。

  (4)柱式桥墩

  常用的柱式桥墩有单柱式、双柱式、哑铃式和混合双柱式四种形式。它是用能承受弯矩的盖梁来代替实体式桥墩上的墩帽,当采用桩基础时,还须在桩顶设置承台,使各桩共同受力,并通过它使柱与桩相连。

  (5)柔性排架桩墩

  钢筋混凝土柔性排架桩墩是由成排的钢筋混凝土桩与钢筋混凝土盖梁连结组成。从立面上看,盖梁下面只有一排柔性桩的称为单排架墩,适用墩高不超过4.0~5.0m的桥梁;盖梁下面有两排柔性桩的称双排架墩,适用于墩高大于5.0m的桥梁,为的是避免行车时可能发生的纵向晃动。

  110.什么叫破冰棱?

  在水流甚急或有大量漂浮物的河道上(例如冰厚大于0.5m,流冰速度大于1m/s),为了避免桥墩受到漂浮物的撞击而破坏,通常在桥墩的迎水端用坚硬料石砌筑呈刀刃形状的砌体,即所称的破冰棱。

  111.防撞岛是什么样的构筑物?

  防 撞岛是为了避免桥墩遭受船舶撞击而在桥墩周围建造的人工构筑物。常设在有大型船舶通行的通航孔附近。刚性的人工防撞岛常与桥墩基础一起建造,顶部一般在水 面以下,有很平缓的斜坡,以使船舶搁浅,而不能靠拢桥墩。它的施工简便,常可利用基础施工时构筑的砂岛改造,价格低廉,故得到广泛的采用。但存在一个缺 点,因为人工堆垒砂石岛采用自然边坡,坡度较平缓,占去通航孔的跨径较多,会压缩过水断面,增加流速,加剧河床的冲刷。因此,当采用这种防护系统时,在布 置通航孔的跨径时,应把被防撞岛占据的宽度考虑进去。

  

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