桥梁构造原理
桥梁结构设计原理第2章
钢筋混凝土结构设计理论的三个发展阶段
1、容许应力计算法 以弹性理论为基础的一种计算方法，不能如实 的反应构件截面的应力状态，不能正确的计算出结 构的承载能力。 2、破坏阶段计算法 20世纪30年代所提出，以弹塑性理论为基础的 一种计算方法，比容许应力计算法有了很大的进 步。 3、极限状态计算法 20世纪50年代所提出，是破坏阶段计算法的发 展。
影响正常使用或耐久性能的局部损坏
影响正常使用的振动
影响正常使用的其它特定状态
正 常 使 用 极 限 状 态
(承)：刚体失去平衡，材料强度不足，结
极限状态的 表现形式：
构转变为机构，失稳
(正)：过大的变形，影响正常使用或耐久 性能的局部损坏，过大的振动
注意
结构或构件能否完成预定功能与结构的作用效应S与结 构的抗力R有关。 由此可采用结构的功能函数 Z = R – S 来描述结构完成 预定功能的状况。因抗力R和S均具有随机性，所以只能用功
三、混凝土结构的耐久性设计
1、耐久性问题 （1）混凝土损伤 （2）钢筋的锈蚀、脆化、疲劳、应力腐蚀等 （3）钢筋与混凝土之间黏结锚固作用的削弱 2、影响耐久性的因素 （1）混凝土碳化 （2）化学侵蚀 （3）碱集料反应 （4）冻融破坏 （5）温度变化的影响
（2）作用长期效应组合
M QiK 459.7 /(1 ) 385.98kN m
• 作用长期效应组合设计值为:
M ld M Gik 2 j M Qjk
i 1 j 1 m n
M Gk 21M Q1k 22 M Q 2 k 552 0.4 385.98 0.4 40.6 722.63kN .m
第二章
钢筋混凝土结构设计基 本原理
桥梁工程知识点(4)
第一章绪论第一节概述1.桥梁组成: 上部结构、下部结构、支座、附属结构。
上部结构是跨越结构，是横越空间的部分（如梁桥指位于支座以上的部分) ，通常包括桥跨结构和桥面构造面构造两大部分。
上部结构的作用是跨越障碍并承受其上的桥面荷载和交通荷载。
桥面构造是指公路硷的行车道铺袋，铁路桥的道砟、枕木、轨道，以及伸缩缝、排水防水系统、人行道、安全带、路缘石、栏杆、照明系统等。
下部结构指桥梁支座以下的支承结构，它包括桥墩、桥台和桥墩台之下的基础，是将上部结构及其承受的交通荷载传入地基的结构物。
桥台设在桥跨结构的两端，它除了支承上部结构之外，还起到桥梁和路堤衔接并防止路堤下滑和坍塌的作用，其两侧做成填土或填石锥体并在表面加以铺砌，用来保证桥台和路堤的良好衔接，并保证桥头路堤的稳定。
桥跨结构与墩7台之间还设置支座，桥上还应设伸缩缝，通航河流还常设防止船只撞击墩台的防撞结构等。
二相关专业术语2.净孔径对于梁式桥是指设计洪水位上两个相邻桥墩台之间的净距。
对于拱式桥是每孔拱跨两个拱脚截面最低点之间的水平距离。
3.总孔径各孔净孔径的总和，它反映桥下宣泄洪水的能力4.计算跨径，轴心到轴心对于设有支座的梁桥，是指桥跨结构相邻两个支座中心之间的距离；对于拱式桥，是指桥跨两相邻拱脚截面重心之间的水平距离。
桥梁结构的力学计算，是以计算跨径为基础的。
5.标准跨径对于梁式桥，公路是指两相邻桥墩中线之间的距离，或桥墩中线与桥台背前缘之间的距离：铁路梁式桥特大桥：多孔跨径总长大于1000米，单孔跨径大于150米大桥：1000米大于多孔跨径总长大于100米 150米，大于等于单孔跨径，大于等于40米桥长梁桥系指桥台挡砟前墙之间的长度：供桥系指拱上侧墙与桥台侧墙之间两伸缩缝外端之间的长度，钢架桥系指钢架顺跨度方向外侧间的长度。
6.四按结构体系分类7.梁式桥：简支梁、连续梁、悬臂梁梁式桥在竖向荷载作用下，支座只产生竖向反力，梁部结构只受弯剪（有时也受扭），不承受轴向力。
桥梁的上部结构,下部结构,基础,墩台构造和设计
2．梁式拱上建筑 特点：桥梁造型轻巧美观，减小拱上重量和地基 承压力，以便获得更好的经济效果。大跨径混凝 土拱桥一般都采用梁式腹孔拱上建筑。
学习情景二：桥梁下部构造
本次课标题：桥梁墩台构造
一、桥墩构造 二、桥台构造
一、桥墩构造 （一）梁桥桥墩 1. 重力式桥墩 1）组成： （1）墩帽： 一般用不低于20号的混凝土浇筑，四周应挑出 墩身约5cm～10cm作为滴水。对于大跨径的桥梁 ，需在墩顶上设置钢筋混凝土支承垫石，支座要 放置在支承垫石上。
（二）桥梁的主要尺寸和术语 净跨径： ——梁桥指设计洪水位上相邻两个桥墩（
或桥台）之间的净距离。拱式桥指每孔 拱跨两个拱脚最低点之间的水平距离。 总跨径： ——多孔桥梁中各孔净跨径的总和。
计算跨径： ——对于有支座的桥梁指桥跨结构两个支
座中心之间的距离。拱桥指两拱脚截面 形心点之间的水平距离。 标准跨径： ——指相邻两桥墩中线之间的距离。或桥 墩中线至桥台台背前缘之间的距离。
（一）桥梁的组成 1. 上部结构（又称桥跨结构） ——当路线遇到障碍而中断时跨越
跨越障碍的建筑物。 作用：承受车辆荷载，并将车辆荷
载及其自重通过支座传给墩台。
2. 下部结构（桥墩和桥台）： ——支承桥跨结构并将恒载和车辆等活载 传至地基的建筑物。 （1）桥台：设置在桥梁两端。 作用：除起支承桥跨结构作用外，还与路 堤相衔接，以抵御路堤土侧压力，防止填 土的滑塌。
2. 截面尺寸 （1）主梁 梁高一般取（ ～ ）L，梁肋宽一般为150～180mm
（2）横隔梁
梁高一般取主梁高度的3/4，
梁肋宽一般为120～160mm，
作成上宽下窄内宽外窄的
楔形。
（3）翼缘板
宽度比主梁中距小20mm，
桥梁拱形结构
桥梁拱形结构当我们行驶在高速公路上或者穿过一道铁路桥时，或许很少有人会想过这些巨大的桥梁是如何支撑起整个结构的。
事实上，这些桥梁的背后隐藏着一种古老而优雅的建筑结构：拱形结构。
本文将以桥梁拱形结构为题，介绍拱形结构的原理、优势以及一些拱形结构桥梁的实例。
一、拱形结构的原理拱形结构是一种弯曲而稳固的结构形式，它将受力均匀地分布到支撑点上。
以桥梁为例，拱形结构通过桥墩和拱体之间的力传递来承受桥梁上的荷载。
当车辆通过桥梁时，重力会传递到桥墩，而桥墩会把这些力传递到拱体上，使得整个结构获得均衡和稳定。
拱形结构的原理可以用弧线上的压缩力来解释。
根据物理学原理，任何物体都会在受力作用下产生力的反作用。
在拱形结构中，当桥梁上的荷载通过拱体传入桥墩时，拱体会向下产生一个向内的压缩力，而桥墩则会产生一个向外的压力以抵消这个向内的压缩力。
这种力的平衡使得拱形结构能够承受更大的荷载，并且具有极高的稳定性。
二、拱形结构的优势1. 强大的承重能力：拱形结构通过合理的分布受力，能够更好地承受荷载。
相比于其他结构形式，拱形结构能够将荷载均匀地分散到桥梁或建筑物的基础上，从而减小了单点的压力，提高了整体的承重能力。
2. 灵活性和适应性：拱形结构可以适应不同的地理环境和地质条件。
在不同的地区和地形条件下，拱形结构可以根据实际情况进行调整，以确保结构的稳定性和安全性。
3. 经济性：由于拱形结构能够提供较大的承重能力，所以可以节省建筑材料的使用。
相对于其他结构形式，拱形结构所需的材料更少，从而减少了成本和建设时间。
三、拱形结构桥梁的实例1. 渡阳高架桥：位于中国广东省深圳市，该桥横跨深圳河。
渡阳高架桥采用了拱形结构，拱体呈现出优美的曲线，不仅提供了高强度和稳定性，而且也成为了城市地标。
2. 伊苏祖高架桥：位于法国巴黎西北部，该桥是一座拱形结构的公路桥梁，横跨塞纳河。
伊苏祖高架桥以其典雅的设计和高承重能力而闻名，成为了巴黎的重要交通枢纽之一。
桥梁工程
1、桥梁的组成成分：1）上部结构：路线遇到障碍而中断，跨越障碍的构造物。
2）下部构造：包括桥墩、桥台、墩台。
桥墩、桥台是支承桥跨结构将结构自重和车辆荷载传递给地基的构造物。
3）墩台基础：将桥墩和桥台中全部荷载传至地基的地基奠基部分。
2、低水位：在枯水季节的最低水位。
高水位：在洪峰季节的最高水位。
设计洪水位：按规定的设计洪水频率计算所得的高水位。
通航水位：在各级航道中能保持船舶正常航行的最高和最低水位。
3、在多跨桥梁中，跨度最大者称为主跨。
梁式桥：净跨径：设计洪水位上相邻两桥墩（或桥台）之前的净距。
标准跨径：两相邻桥墩中线间的距离。
计算跨径：桥跨结构相邻两支座中心之间的距离。
拱式桥：净跨径（标准跨径）：每孔拱跨两个拱脚截面最低点之间的水平距离。
计算跨径：桥跨内相邻两拱脚截面形心点之间的水平距离。
经济跨径：上部结构和墩台基础的总造价最低的跨径。
4、桥梁总长：桥梁两端桥台侧墙前沿之间的距离。
桥梁全长：桥梁总长+墩台长度。
净矢高：拱顶截面下缘到相邻两拱脚截面下缘最低点之连线的垂直距离。
计算矢高：拱顶截面形心至相邻两拱脚截面形心之连线的垂直距离。
桥梁高度：桥面到低水位之间的高差或是桥面与桥下路线路面之前的距离。
桥梁建筑高度：桥上行车路面标高到桥跨结构最下缘标高之间的距离。
桥下净空高度：设计洪水位或设计通航水位到桥跨结构最下缘之间的距离。
钢管混凝土拱桥：在圆形薄壁钢管内填充混凝土而形成的一种复合材料建筑的拱桥。
劲性骨架拱桥：用无支架方式假设拱形劲性骨架，然后围绕骨架浇筑混凝土，把骨架作为混凝土的钢筋骨架的拱桥。
拱的弹性压缩：由于拱圈材料有弹性，不可能是刚体，在结构自重和活载产生的轴向压力作用下都会产生弹性变形，使拱轴长度缩短，由此会在无铰拱中产生弯矩和剪力。
5、桥梁规划设计原则及程序？原则：安全、使用、经济、美观和有利于环保。
桥梁设计阶段包括：初步设计、技术设计、施工图设计、规划设计。
初步设计：1）水文地质勘测2）桥梁方案设计与比选3）科研项目4）施工组织设计5）概算技术设计：解决初步设计中的技术问题，得出科研结论，修正概算施工图设计：绘制出供施工人员按图施工的施工详图，编制施工预算，编制施工组织设计。
桥梁的力学原理
桥梁的力学原理桥梁是联结两端岸间的建筑物，它在人们的生活中起到了极其重要的作用。
桥梁的设计不仅需要美观大方，更要能够承受不同条件下的自然力和人为力。
每一座桥梁都有其特定的构造和结构，而这些构造和结构的基础，则是桥梁的力学原理。
桥梁的载荷和受力分析桥梁在使用过程中肯定会承受各种各样的载荷，如车辆、行人、自然灾害等。
为了保障桥梁的安全和稳定，必须对其上的各种载荷进行分析。
太阳、大气、地震等自然力都可能对桥梁造成影响。
建立一个恰当的桥梁模型来估算载荷对桥梁的影响十分必要。
根据桥梁的特征和所处环境的条件，可对模型进行分析，得到实际载荷下桥梁的弯曲、剪切和轴向力等受力状态的参数。
桥梁所受力的种类桥梁最常见的受力情况是静力平衡，指桥梁的内力在不动态变化的情况下，达到了均衡状态。
在桥梁的静力分析中，存在以下内力：- 弯矩：由于桥梁在自身重量以及结构中存在的不同变化而产生的弯曲反应。
- 剪力：指物体的两个平面之间的切割力，指桥梁上某一横截面的力大小和作用方向。
- 轴向力：由桥墩或桥面受压、受拉等产生的相对平衡作用力。
- 扭矩：由于桥梁受到的横向力而产生的力反应。
桥梁的构造桥梁的结构设计有很多种，每种结构都有其独特的特点和施工难度。
所有的桥梁都需要满足以下几个基本要求：- 承受静止荷载，如桥上的车辆和行人。
- 承受移动荷载，如运输车辆、铁路列车等，并考虑其加速度、惯性和惯量等因素。
- 在环境和自然灾害等因素下，要保证桥梁的耐久性和可靠性。
桥梁的桥墩和支撑桥梁的支撑和桥墩是桥梁中最重要的部分之一。
它们要保证经久耐用、结构安全、稳定性良好、并可以承受各种荷载。
对于小型的桥梁，常用的做法是在两侧设置支撑，起到平衡桥梁内力的作用。
对于大型的桥梁，常采用桥墩来分担荷载。
桥墩的设计和数量应符合桥梁所需的特定条件。
桥墩作为桥梁的重要组成部分之一，其主要作用是支撑桥梁的荷载，并保证桥梁的稳定性。
桥梁的力学原理是建造桥梁所必须了解的重要知识之一。
斜拉桥的组成
斜拉桥的组成1. 引言斜拉桥是一种以斜拉索作为主要承载构件的桥梁形式，具有结构简洁、美观大方、抗风性能好等优点。
在现代桥梁工程中，斜拉桥已经成为一种常见的设计选择。
本文将介绍斜拉桥的组成，包括主要构件、设计原理和施工过程等。
2. 主要构件2.1 主塔斜拉桥的主塔是承载斜拉索的重要支撑结构，通常由钢筋混凝土或钢结构制成。
主塔一般呈塔形或倒V形状，其高度直接影响着整个桥梁的视觉效果和力学性能。
主塔上部设有索鞍或索槽，用于固定和调整斜拉索的张力。
2.2 斜拉索斜拉桥的特点之一就是采用了大量的斜拉索作为承载构件。
这些斜拉索通常由高强度钢丝绳制成，通过连接器件与主塔和桥面连接起来。
斜拉索根据受力状态可以分为主张力索和辅助张力索。
主张力索负责承担桥面的荷载，辅助张力索则用于调整主张力索的张力。
2.3 桥面斜拉桥的桥面是供车辆和行人通行的部分，一般由钢箱梁或钢混凝土梁构成。
桥面在设计时需要考虑到荷载分布、风荷载和振动等因素，以确保其具有足够的强度和刚度。
2.4 紧固系统紧固系统是斜拉桥中起到连接作用的重要部分。
它包括连接器、锚固装置和调节装置等。
连接器用于将斜拉索与主塔和桥面连接起来，锚固装置则用于固定斜拉索的末端，而调节装置则可用于调整斜拉索的长度和张力。
3. 设计原理3.1 受力分析在设计斜拉桥时，需要进行详细的受力分析。
首先要确定主塔受到的竖向荷载和水平荷载，并根据这些荷载计算出主塔所需的抗倾覆稳定性能。
然后要确定斜拉索所承受的水平张力和垂直张力，并根据这些张力计算出斜拉索的截面积和材料强度。
3.2 模型设计在确定了受力分析结果后，需要进行桥梁的模型设计。
模型设计包括主塔形状的确定、斜拉索布置的确定以及桥面结构的设计等。
在模型设计中，需要考虑到桥梁的美观性、结构性能和施工可行性等因素。
3.3 斜拉索调整斜拉桥在施工过程中需要进行斜拉索的调整和张力控制。
调整斜拉索可以通过改变连接器件的位置或采用调节装置来实现。
悬索桥的结构原理、力学性能及建造方法
悬索桥的结构原理、力学性能及建造方法一、原理悬索桥中最大的力是悬索中的张力和塔架中的压力。
由于塔架基本上不受侧向的力，它的结构可以做得相当纤细，此外悬索对塔架还有一定的稳定作用。
假如在计算时忽视悬索的重量的话，那么悬索形成一个双曲线。
这样计算悬索桥的过程就变得非常简单了。
老的悬索桥的悬索一般是铁链或联在一起的铁棍。
现代的悬索一般是多股的高强钢丝。
二、结构悬索桥的构造方式是19世纪初被发明的，许多桥梁使用这种结构方式。
现代悬索桥，是由索桥演变而来。
适用范围以大跨度及特大跨度公路桥为主，当今大跨度桥梁全采用此结构。
是大跨径桥梁的主要形式。
悬索桥是以承受拉力的缆索或链索作为主要承重构件的桥梁，由悬索、索塔、锚碇、吊杆、桥面系等部分组成。
悬索桥的主要承重构件是悬索，它主要承受拉力，一般用抗拉强度高的钢材（钢丝、钢缆等）制作。
由于悬索桥可以充分利用材料的强度，并具有用料省、自重轻的特点，因此悬索桥在各种体系桥梁中的跨越能力最大，跨径可以达到1000米以上。
1998年建成的日本明石海峡桥的跨径为1991米，是目前世界上跨径最大的桥梁。
悬索桥的主要缺点是刚度小，在荷载作用下容易产生较大的挠度和振动，需注意采取相应的措施。
三、性能按照桥面系的刚度大小，悬索桥可分为柔性悬索桥和刚性悬索桥。
柔性悬索桥的桥面系一般不设加劲梁，因而刚度较小，在车辆荷载作用下，桥面将随悬索形状的改变而产生S 形的变形，对行车不利，但它的构造简单，一般用作临时性桥梁。
刚性悬索桥的桥面用加劲梁加强，刚度较大。
加劲梁能同桥梁整体结构承受竖向荷载。
除以上形式外，为增强悬索桥刚度，还可采用双链式悬索桥和斜吊杆式悬索桥等形式，但构造较复杂。
桥面支承在悬索（通常称大揽）上的桥称为悬索桥。
英文为Suspension Bridge，是“悬挂的桥梁”之意，故也有译作“吊桥”的。
“吊桥”的悬挂系统大部分情况下用“索”做成，故译作“悬索桥”，但个别情况下，“索”也有用刚性杆或键杆做成的，故译作“悬索桥”不能涵盖这一类用桥。
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桥梁构造原理
桥梁是一种用于跨越河流、山谷、公路和铁路等地形障碍的重要结构，其构造原理通常包括以下几个方面:
1. 承重原理：桥梁的主要功能是承担行车或行人的重量，因此其构造必须考虑受力平衡。
包括静荷载、动荷载及温度荷载三种，需要进行强度计算，以确保结构的安全牢固。
2. 桥面结构：桥面结构是桥梁的承载面，通常采用钢筋混凝土铺装或钢板铺装，有利于减少阻力和扭矩，提高行车舒适性。
3. 支撑结构：为了保证桥梁的安全牢固，通常需要依托支撑结构，包括桥墩、桥塔、索塔等，以增加桥梁的承载能力和稳定性。
4. 联接方式：桥梁在跨越过程中，需要保证稳定性和连续性。
为此，通常需要采用膨胀节、伸缩缝等联接方式，以应对温度变化和地震等因素的影响。
总之，桥梁是一项复杂的工程，其构造原理需要综合考虑多个因素，以确保桥梁的安全牢固和持久耐用。