一级建造师《公路工程实务》讲义(六)

桥梁的组成、分类及主要施工技术

一、内容提要

1、 桥梁的组成、分类及主要施工技术(掌握)

2、 常用支架、模板的设计和计算方法(掌握)

3、 桥梁工程结构的构造特点和受力特点(掌握)

二、重点、难点

1、桥梁的组成、分类及主要施工技术(掌握)

2、常用支架、模板的设计和计算方法(掌握)

4、 桥梁工程结构的构造特点和受力特点(掌握)

三、内容讲解

1B413010 掌握桥梁的组成、分类及主要施工技术

1B413011桥梁的组成

桥梁一般由桥跨、桥墩、桥台和基础这几个部分组成。通常称桥跨结构为桥梁的上部结构，称桥墩或桥台为桥梁的下部结构。

1)净跨径梁式桥是设计洪水位上相邻两个桥墩(或桥台)之间的净距，用l0表示。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。

2)总跨径是多孔桥梁中各孔净跨径的总和，也称桥梁孔径(∑l0)，它反映了桥下宣泄洪水的能力。

3)计算跨径对于具有支座的桥梁，是指桥跨结构相邻两个支座中心之间的距离，用l表示。拱圈(或拱肋)各截面形心点的连线称为拱轴线，计算跨径为拱轴线两端点之间的水平距离。

4)桥梁全长简称桥长，是桥梁两端两个桥台的侧墙或八字墙后端点之间的距离，以L表示。对于无桥台的桥梁为桥面系行车道的全长。

5)桥梁高度简称桥高，是指桥面与低水位之间的高差，或为桥面与桥下线路路面之间的距离。

6)桥下净空高度是设计洪水位或计算通航水位至桥跨结构最下缘之间的距离，以H表示，不得小于对该河流通航所规定的净空高度。

7)建筑高度是桥上行车路面(或轨顶)标高至桥跨结构最下缘之间的距离。公路(或铁路)定线中所确定的桥面(或轨顶)标高，对通航净空顶部标高之差，又称为容许建筑高度。桥梁的建筑高度不得大于其容许建筑高度，否则就不能保证桥下的通航要求。

8)净矢高是从拱顶截面下缘至相邻两拱脚截面下线最低点之连线的垂直距离，以f0表示；计算矢高是从拱顶截面形心至相邻两拱脚截面形心之连线的垂直距离。

9)矢跨比是拱桥中拱圈(或拱肋)的计算矢高f与计算跨径l之比(f/l)，也称拱矢度。

涵洞是用来宣泄路堤下水流的构造物。凡是多孔跨径的全长不到8m和单孔跨径不到5m的结构物，均称为涵洞。

例：桥下净空高度是指( )。(05试题)

A．设计洪水位或通航水位与桥跨结构最下缘之间的距离

B．设计洪水位或通航水位与桥跨结构最上缘之间的距离

C．设计洪水位或通航水位与最低水位之间的距离

D．设计洪水位或通航水位与测时水位之间的距离

答案：A

1B413012桥梁的分类

(1)桥梁的基本体系

桥梁工程的受力构件，离不开拉、压、弯，可以归结为梁式、拱式、悬吊式三种基本体系以及它们之间的各种组合。

1)梁式桥是一种在竖向荷载作用下无水平反力的结构。与同样跨径的其他结构体系比，梁内产生的弯矩最大，通常需要抗弯能力强的材料(钢、木、钢筋混凝土等)来建造。

2)拱式桥的主要承重结构是拱圈和拱肋。拱的弯矩和变形要小的多。鉴于拱桥的承重结构以受压为主，通常就可用圬工材料、钢筋混凝土、钢材来建造。

3)吊桥用强大缆索作为主要承重结构。吊桥也是具有水平反力(拉力)的结构。

4)组合体系桥由几个不同体系的结构组合而成。斜拉桥也是一种主梁与斜缆相结合的组合体系，使主梁像多点弹性支承的连续梁一样工作，这样既发挥了高强材料的作用，又显著减少了主梁截面，使结构减轻而能跨越很大的跨径。

(2)桥梁的其他分类简述

1)按用途划分，有公路桥、铁路桥、公路铁路两用桥、农桥、人行桥、运水桥(渡槽)及其他专用桥梁。

2)按桥梁全长和跨径的不同，分为特殊大桥、大桥、中桥和小桥。

3)按主要承重结构所用的材料划分，有圬工桥(包括砖、石、混凝土桥)、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥、钢桥和木桥等。

4)按跨越障碍的性质，可分为跨河桥、跨线桥(立体交叉)、高架桥和栈桥。

5)按上部结构的行车道位置，分为上承式桥、下承式桥和中承式桥。

例：桥梁工程的基本体系可归结为（）(04、05试题)

A．梁式桥B．拱式桥C．斜拉式桥D．悬吊式桥E．组合式桥

答案：A B D

1B413013 桥梁基础分类及适用条件

(1)桥梁基础分类：刚性基础、桩基础、管柱、沉井、地下连续墙等，其中桩基础又包括沉入桩、灌注桩。

(2)适用条件

1)刚性基础：适用于各类土层。

2)桩基础：按施工方法可分为沉桩、钻孔桩、挖孔桩，其中沉桩又分为锤击沉桩法、振动沉桩法、射水沉桩法、静力压桩法。

①沉桩：锤击沉桩法一般适用于松散、中密砂土、黏性土；振动沉桩法一般适用于砂土，硬塑及软塑的黏性土和中密及较松的碎石土；射水沉桩法适用在密实砂土，碎石土的土层中；静力压桩法在标准贯入度N<20的软黏土中；钻孔埋置桩适用于黏性土、沙土、碎石土中埋置大量的大直径圆形空心桩。

②钻孔灌注桩适用于黏性土、砂土、砾卵石、碎石、岩石等各类土层；挖孔灌注桩适用于无地下水或少量地下水，且较密实的土层或风化岩层。

具体适用条件四条：

a 荷载较大，地基上部土层软弱，适宜的地基持力层位置较深。

b 河床冲刷较大，河道不稳定或冲刷深度不易计算正确

c 当地基计算沉降过大或结构物对不均匀沉降敏感时

d 当施工水位或地下水位较高时

例：一般适用于砂土、硬塑及软塑的黏性土和中密及较松的碎石土的沉入桩施工方法叫( )。

A．锤击沉桩法

B．振动沉桩法

C．射水沉桩法

D．静力压桩法

答案：B

1B413014 桥梁下部结构分类及适用条件

(1)公路桥梁下部结构分类：

1)重力式桥墩；

2)重力式桥台；

3)轻型桥墩；

4)轻型桥台。

(2)适用条件

1)重力式墩、台：主要特点是靠自身重量来平衡外力而保持其稳定。它适用于地基良好的大、中型桥梁，或流冰、漂浮物较多的河流中。

梁桥和拱桥上常用的重力式桥台为U形桥台，它适用于填土高度在8～10m以下或跨度稍大的桥梁。宜用渗水性较好的土夯填，并做好台后排水措施。

2)轻形墩台

①梁桥轻形墩、台

钢筋混凝土薄壁桥墩：适用于地基土软弱的地区。

柱式桥墩：

钻孔桩柱式桥墩适合于多种场合和各种地质条件。

柔性排架桩墩：只适合于在低浅宽滩河流、通航要求低和流速不大的水网地区河流上修建小跨径桥梁时采用。

设有支撑梁的轻型桥台：适用于单跨桥梁，桥孔跨径6～10m，台高不超过6m。

埋置式桥台。其适用范围是：桥孔跨径8～20m，填土高度3～5m。当填土高度大于5m时宜采用框架式埋置式桥台。钢筋混凝土薄壁桥台：适用于软弱地基的条件。

加筋土桥台：在台后路基填土不被冲刷的中、小跨径桥梁，台高3～5m时，可采用加筋土桥台。

②拱桥轻形墩、台

带三角杆件的单向推力墩：

悬臂式单向推力墩：

拱桥轻型桥台：这种桥台适用于13m以内的小跨径拱桥和桥台水平位移量很小的情况。其工作原理是，当桥台受到拱的推力后，便发生绕基低形心轴而向路堤方向的转动，此时台后的土便产生抗力来平衡拱的推力，从而使桥台的尺寸较小。

●八字形桥台适合于桥下需要通车或过水的情况；

●U字形桥台适合于较小跨径的桥梁；

●背撑式桥台适用于较大跨径的高桥和宽桥；

●靠背式框架桥台适合于在非岩石地基上修建拱桥桥台。

拱桥的其他形式桥台：

●组合式桥台：适用于各种地质条件；

●空腹式桥台：一般是在软土地基、河床无冲刷或冲刷轻微、水位变化小的河道上采用；

● 齿槛式桥台：适用于软土地基和路堤较低的中小跨径拱桥。

例：拱桥轻型桥台受到拱的推力后，将发生( )。

A．绕基底形心轴向路堤方向的转动，台后填土将产生推力以平衡拱的推力

B．绕基底边缘向路堤方向的转动，台后填土将产生推力以平衡拱的推力

C．绕基底形心轴向路堤方向的水平移动，台后填土将产生推力以平衡拱的推力

D．绕基底边缘向路堤方向的水平移动，台后填土将产生推力以平衡拱的推力

答案：A

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