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第2章 城市桥梁工程
2.1 城市桥梁结构形式及通用施工技术
2.1.1 城市桥梁结构组成与类型
1.桥梁基本组成与常用术语
1)桥梁基本组成
桥梁由上部结构、下部结构、支座系统和附属设施4个基本部分组成。
(1)上部结构(桥跨结构):线路跨越障碍(如江河、山谷或其他线路等)的结构物。是在线路中断时跨越障
碍的主要承载结构。
(2)下部结构:包括桥墩、桥台和墩台基础,是支承桥跨结构的结构物。
① 桥墩:多跨桥的中间支承桥跨结构的结构物。
② 桥台:设在桥的两端,一边与路堤相接,以防止路堤滑塌,另一边则支承桥跨结构的端部。为保护桥台和路[注:天一文化专有版权,未经许可不可转发或复印传播]
堤填土,桥台两侧常做锥形护坡、挡土墙等防护工程。
锥形护坡:为了保持桥台锥形填土的稳定和不受水流冲蚀,在桥涵与路基相接处修筑的锥形护坡。
盖梁:为支承、分布和传递上部结构的荷载横梁。
③ 承台:为承受、分布由墩身传递的荷载,在桩基顶部设置的联结各桩顶的钢筋混凝土平台。
④ 墩台基础:是保证桥梁墩台安全并将荷载传至地基的结构。[注:天一文化专有版权,未经许可不可转发或复印传播]
(3)支座系统:在桥跨结构与桥墩或桥台的支承处所设置的传力装置。不仅要传递很大的荷载,并且要保证桥
跨结构能产生一定的变位。[注:天一文化专有版权,未经许可不可转发或复印传播]
(4)附属设施:包括桥面系(桥面铺装、防水排水系统、栏杆或防撞栏杆以及灯光照明等)、伸缩缝、桥头搭
板和锥形护坡等。
① 桥面铺装(或称行车道铺装):铺装的平整性、耐磨性、不翘曲与不渗水是保证行车舒适的关键。特别是在
钢箱梁上铺设沥青面层时,技术要求甚严。
② 排水防水系统:应能迅速排除桥面积水,并使渗水的可能性降至最低限度。城市桥梁排水系统应保证桥下无
滴水和结构上无漏水现象。
③ 栏杆 (或防撞栏杆):既是保证安全的构造措施,又是有利于观赏的最佳装饰件。
④ 伸缩缝:是桥跨上部结构之间或桥跨上部结构与桥台端墙之间所设的缝隙,用以保证结构在各种因素作用下
的变位。为使行车顺适、不颠簸,桥面上要设置伸缩缝构造。
桥梁 上部结构 桥跨结构
基本 下部结构 桥墩、桥台、墩台基础
组成 支座系统 支座[注:天一文化专有版权,未经许可不可转发或复印传播]
桥面系 桥面铺装、排水防水系统、栏杆、灯光照明
伸缩缝
附属设施
桥头搭板
锥形护坡
桥头搭板:防止路桥交接处的沉降,在桥台和填土之间,车辆行驶有一个缓冲作用。
2)相关常用术语
(4)桥梁高度:指桥面与低水位之间的高差,或指桥面与桥下线路路面之间的距离,简称桥高。
(6)桥下净空高度:设计洪水位、计算通航水位或桥下线路路面至桥跨结构最下缘之间的距离。
(7)容许建筑高度:公路或铁路定线中所确定的桥面或轨道顶标高对于通航净空顶部标高之差。
(9)建筑高度:桥上行车路面(或轨顶)标高至桥跨结构最下缘之间的距离。[注:天一文化专有版权,未经许可不可转发或复印传播]
2)桥梁其他分类
(1)按受力特点分:
结构工程上的受力构件,拉、压、弯为三种基本受力方式,由基本件组成的各种结构物,在力学上也可归结为梁
式、拱式、悬吊式三种基本体系以及它们之间的各种组合。
① 梁式桥又可分为简支梁桥、连续梁桥和悬臂梁桥:
a.简支梁桥:主梁简支在墩台上,各孔独立工作,不受墩台变位影响。实腹式主梁构造简单,设计简便,施工时
可用自行式架桥机或联合架桥机将一片主梁一次架设成功。但简支梁桥各孔不相连续,车辆在通过断缝时将产生
跳跃,影响车速的提高。因此,趋向于把主梁做成为简支,而把桥面做成连续的形式。简支梁桥随着跨径增大,
主梁内力将急剧增大,用料便相应增多,因而大跨径桥一般不用简支梁。
b.连续梁桥:主梁连续支承在几个桥墩上,在荷载作用下,主梁在不同截面上有的呈现正弯矩,有的呈现负弯矩,
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。[注:天一文化专有版权,未经许可不可转发或复印传播]
c.悬臂梁桥:又称伸臂梁桥。是将简支梁向一端或两端悬伸出短臂的桥梁。这种桥式有单悬臂梁桥或双悬臂梁桥。
悬臂梁桥往往在短臂上搁置简支的挂梁,相互衔接构成多跨悬臂梁。有短臂和挂梁的桥孔称为悬臂孔或挂孔,支
持短臂的桥孔称为锚固孔。[注:天一文化专有版权,未经许可不可转发或复印传播]
② 拱式桥的主要承重结构是拱圈或拱肋。这种结构在竖向荷载作用下,桥墩或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。拱桥的承重结构以受压为主。
③ 刚架桥的主要承重结构是梁(或板)和立柱(或竖墙)整体结合在一起的刚架结构。梁和柱的连接处具有很
大的刚性,在竖向荷载作用下,梁部主要受弯,而在柱脚处也具有水平反力,其受力状态介于梁桥和拱桥之间。
同样的跨径在相同荷载作用下,刚架桥的正弯矩比梁式桥要小,刚架桥的建筑高度可以降低;但刚架桥施工比较
困难,用普通钢筋混凝土修建,梁柱刚结处易产生裂缝。[注:天一文化专有版权,未经许可不可转发或复印传播]
④ 悬索桥以悬索为主要承重结构,结构自重较轻,构造简单,受力明确,能以较小的建筑高度经济合理地修建
大跨度桥。由于这种桥的结构自重轻,刚度差,在车辆动荷载和风荷载作用下有较大的变形和振动。
⑤ 组合体系桥由几个不同体系的结构组合而成,最常见的为连续刚构,梁、拱组合等。斜拉桥也是组合体系桥
的一种。
(二)其他分类方式
按跨径 特大桥、大桥、中桥、小桥。
按材料 圬工桥、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥、钢桥、钢-混凝土结合梁桥和木桥等。
按位置 上承式(桥面结构布置在主要承重结构之上)桥、下承式桥、中承式桥。
表2.1-1 按桥梁多孔跨径总长或单孔跨径分类
桥梁分类 多孔跨径总长L(m) 单孔跨径L(m)
0
特大桥 L>1000 L>150
0
大桥 1000≥L≥100 150≥L≥40
0
中桥 100>L>30 40>L≥20
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小桥 30≥L≥8 20>L≥5
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