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桥梁工程笔记.doc

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上传者: chisn 2012-11-27 评分 3 0 24 3 111 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《桥梁工程笔记doc》,可适用于高等教育领域,主题内容包含说明:“(”标注的内容为必背的概念性内容“(”标注的内容为理解性内容“”标注内容为重要计算计算过程仅供参考“【】”标注的内容为书上相关内容仅供参考。符等。

说明:“(”标注的内容为必背的概念性内容“(”标注的内容为理解性内容“”标注内容为重要计算计算过程仅供参考“【】”标注的内容为书上相关内容仅供参考。第一章(计算跨径桥梁结构相邻两个支座中心之间的距离EMBEDEquation称为计算跨径。(标准跨径两桥墩中线距离或桥墩中线与台背前缘间的距离称为标准跨径。(桥梁全长对于梁式桥梁桥台侧墙或八字墙尾端之间的距离(无桥台桥梁为桥面系长度)称为桥梁全长简称桥长。(净跨径、总跨径设计水位上桥梁两桥墩(桥墩与桥台)之间的净距称为桥梁的净跨径。各孔净跨径的总和称为总跨径它反映了桥梁的泄洪能力。(桥梁建筑高度桥面至桥跨结构最下缘的高差称为桥梁建筑高度。(桥下净空高度设计水位或设计通航水位与桥跨结构最下缘之间的高差称为桥下净空高度。(桥梁高度桥面与低水位之间的高差或桥面与桥下线路路面之间的距离称为桥梁高度。【反映施工难易程度】(桥梁体系及特点梁式桥:在竖向荷载作用下支座只产生竖向反力桥跨结构承受弯矩和剪力以受弯为主。【简支梁中小跨径连续梁大跨径】拱式桥:在竖向荷载作用下存在水平反力(拱脚推力)桥跨结构(主拱)以受压为主同时也承受弯矩与剪力。【地基条件较好条件时m以下可作为比选方案】刚构桥:梁(板)与墩台(立柱或竖墙)刚性连接在竖向荷载作用下柱脚有水平反力和支承弯矩梁部主要受弯但较同跨径简支梁小。【适合于大跨高墩桥】悬索桥:又称吊桥主要由缆索、吊杆、锚定、桥塔和加劲梁组成自重轻。【常用于建造跨越江、河、海的特大桥】斜拉桥:由斜拉索、塔、主梁组成属组合体系桥梁。【不需要笨重的锚固装置抗风能力优于悬索】组合体系桥:有不同桥梁体系组合而成结合优点互补不足。(桥梁之最最大跨度拱桥朝天门大桥最大跨度斜拉桥苏通大桥最大跨度悬索桥明石海峡大桥(桥梁设计基本原则安全、适用、经济、美观。详见P。(桥梁标高确定桥梁标高的确定主要考虑三个因素:路线纵断面设计要求、排洪要求、通航要求。(桥梁纵坡布置公路桥梁上纵坡不宜大于桥头引道纵坡不宜大于位于市镇混合交通繁忙处的桥上纵坡和桥头引道纵坡均不得大于。(公路桥梁结构上的作用现行《桥规》(JTGD)将结构上的作用分为永久作用、可变作用和偶然作用三类。作用细分详见P表。(公路桥梁结构的设计基准期为年。汽车荷载计算汽车荷载包括车道荷载和车辆荷载分为公路Ⅰ级和公路Ⅱ级两个等级。【车道荷载和车辆荷载是对桥梁不同部分的不同计算方法所以不能够叠加车道荷载用于桥梁结构的整体计算而车辆荷载用于桥梁结构的局部计算。汽车荷载的等级则根据桥梁所在道路的等级及重要性划分一般高速公路和一级公路为公路Ⅰ级二、三、四级公路为公路Ⅱ级。】车道荷载车道荷载由一个均布荷载和一个集中荷载组成。均布荷载满布于使结构产生最不利效应的影响线上集中荷载只作用于相应影响线中的一个最大值点处。车辆荷载公路Ⅰ级与公路Ⅱ级采用相同的车辆荷载。当横向车道数大于两车道时应考虑横向折减。(乘以横向折减系数见表)当桥梁涉及跨度大于m时应考虑纵向折减。(乘以纵向折减系数见表)(冲击系数现行规范用汽车荷载标准值乘以冲击系数来考虑汽车荷载的冲击力。冲击系数与桥梁的基频有关而可由经验公式或有限元分析取定。【当<Hz时当HzHz时当>Hz时】(人群荷载EMBEDEquationm=kNmm=kNm在~m之间按线性内插计算。行人密集地区取规定值的倍专用人行桥梁取kNm。(汽车制动力按加载长度内车道荷载的计。同时公路Ⅰ级不小于kN公路Ⅱ级不小于kN。同向双车道为单车道倍三车道为倍四车道为倍。(作用效应组合与设计状况公路桥梁结构的作用效用组合分为承载能力极限状态组合和正常使用极限状态组合。公路桥梁结构的设计状况分为持久状况、短暂状况和偶然状况。在持久状况下必须进行承载能力极限状态组合和正常使用极限状态组合。【持久状况是指桥梁建成后承受自重、汽车荷载等持续时间很长的作用的使用状况。】在短暂状况下只进行承载能力极限状态组合必要时才进行正常使用极限状态组合。【短暂状况是指桥梁结构只承受临时性作用的施工阶段状况。】在偶然状况下只需进行承载能力极限状态组合。【偶然状况是指桥梁使用过程中可能偶然出现的状况如罕遇地震。】作用效用组合计算承载能力极限状态组合承载能力极限状态组合又分为基本组合和偶然组合。()基本组合参数具体意义见P。()偶然组合需根据具体规范略。正常使用极限状态组合正常使用极限状态组合又分为短期效应组合和长期效应组合。()短期效应组合()长期效用组合参数具体意义见P。第二章(混凝土梁桥桥面构造混凝土梁桥的桥面构造通常包括:桥面铺装、防水与排水系统、桥面伸缩缝、人行道(或安全带)、缘石、栏杆、护栏和照明灯柱等。(桥面铺装的作用保护作用:防止车轮直接磨损属于主梁整体部分的行车道板防止主梁遭受雨水的侵蚀。分布作用:桥面铺装能对集中荷载起到一定的分布作用。(桥面横坡的设置桥面横坡通常有三种设置形式:墩台顶部做成双向倾斜桥梁上部结构也做成双向倾斜铺装层在整个桥宽上做成等厚。在行车道板上先铺设一层厚度变化的混凝土三角垫层再铺设等厚的铺装层。直接将行车道板做成双向横坡。图见P。(桥面铺装的类型高速公路和一级公路上的特大桥、大桥和桥面铺装宜采用沥青混凝土。沥青混凝土桥面铺装应由黏结层、防水层及沥青表面层组成。【高速公路、一级公路的沥青混凝土铺装层厚度为~mm必要时可增至mm二级及二级以下公路为~mm。在桥梁设计时一般不考虑桥面铺装参与受力但桥面铺装采用水泥混凝土且能保证铺装层与行车道板紧密结合时除去磨损部分的铺装层混凝土可计算在行车道的厚度内。】(防水层作用防水层的作用是将透过铺装层渗下的雨水汇集于排水系统(泄水管)排出。桥面的防水层设置在桥面铺装层下面。(排水系统排水系统主要由设置桥面横纵坡及一定数量的泄水管等组成。(伸缩缝的要求能够满足桥梁自由伸缩的要求保证有足够的伸缩量。伸缩装置牢固可靠与桥梁结构连为整体抗冲击经久耐用。桥面平坦行驶性良好车辆驶过时应平顺无突跳和噪声。具有能够安全防水和排水的构造有效防止雨水渗入。能有效防止垃圾渗入阻塞。对于敞露式的伸缩缝要便于检查和清除缝下沟槽的污物。构造简单施工、安装方便且养护、修理与更换方便。经济价廉。(伸缩缝的变形量伸缩缝类型的选择主要依据伸缩缝的变形量而主要由以下几部分组成:温度变化引起的伸长量和缩短量混凝土徐变与干燥收缩引起的缩短量安全富余量(伸缩缝的类型见P~P。(护栏的作用护栏的主要作用在于封闭沿线两侧不使人畜与非机动车辆闯入公路诱导视线起到一些轮廓标的作用使车辆尽量在路辐之内行驶并给驾驶员以安全感同时还具有吸收碰撞能量、迫使失控车辆改变方向并使其恢复到原有行驶方向防止其越出路外或跌落桥下的作用。第三章(简支板桥跨径规定《桥规》规定:钢筋混凝土简支板桥的标准跨径不宜超过m预应力混凝土板桥的标准跨径不宜超过m。(装配式板的横向连接为了使装配式板块在横向连成整体共同承受车辆荷载必须在板块之间设置强度足够的横向连接。装配式板的横向连接方法有企口混凝土铰和钢板焊接两种其中以企口混凝土铰连接应用最为广泛。第四章(实用空间计算原理实用空间计算原理其实质是将梁式桥内力影响面近似分离为两个单值函数的乘积即其中为单梁沿纵向的内力影响线为荷载沿横向分布的影响线可看作是分配到某根梁上的荷载值。(荷载横向分布系数荷载横向分布系数m即车辆荷载或车道荷载在横向上分配给某根主梁的最大比例。(荷载横向分布系数的影响因素荷载横向分布系数主要与结构的横向连接刚度有关横向刚度越大分布作用越明显主梁负担也趋于均匀。(单向板长宽比大于等于的周边支承板可看作仅由短跨支承。(双向板长宽比小于的周边支承板。(板的荷载分布宽度板在局部分布荷载下不仅直接承压的板条受力其邻近的板条也参与工作。荷载分布宽度(又称有效工作宽度)即为板条所受的总弯矩与荷载中心处最大弯矩之比在该长度范围内的板条可看做共同受力。(杠杆原理法适用范围:适用于计算靠近支点处的荷载横向分布系数或双主梁桥、横向联系很弱的无中间横隔梁的桥的荷载横向分布系数。基本假设:桥面板与主梁断开直接搁置在主梁上按简支梁分配荷载。基本原理:按简支梁支反力求解。方法步骤:按简支条件画出指定梁的反力影响线。按最不利位置布置车辆荷载。【车辆荷载见第一章一般布置于最边缘位置】求各集中力作用点的影响线竖标值。【均布荷载可用合力代替也可用集度乘上面积】求和得到横向分布系数。【车辆荷载人群荷载】(偏心压力法适用范围:横梁刚度很大主梁扭转刚度很小具有可靠横向连接且宽跨比小于或接近的桥基本假设:将桥梁看做由主梁和横隔梁组成的梁格体系主梁对横梁起弹性支承作用横隔梁刚度无限大忽略主梁抗扭刚度。基本原理:单位荷载作用于第k号梁在第i号梁产生的反力为。为第i号梁轴线到桥中线的距离i、k同侧时取正号异侧时取负号。当各梁等刚度时由力的互等定理可知单位荷载作用于某梁时各梁的反力值即等于单位荷载作用于各梁处该梁的反力值。故只要求出单位荷载作用于某梁时的反力图即为该梁的反力影响线图。偏心压力法所得反力影响线为直线故仅需求出两点即可作出。方法步骤:等刚度求不等刚度求、求出单位荷载作用于指定梁(i梁)时最左边(m梁)和最右边(n梁)两根梁的反力值和连成直线即得反力影响线。按最不利位置布置车辆荷载。求各集中力作用点的影响线竖标值。求和得到横向分布系数。(修正偏心压力法适用范围:横梁刚度很大考虑一定的主梁抗扭刚度。基本假设:与偏心压力法相同但计入主梁抗扭刚度影响。基本原理:考虑主梁抗扭刚度后只需在各梁反力的第二项乘上修正系数即可即。抗扭修正系数只取决于结构的几何尺寸和材料特性。当梁宽度一定时跨度越大越小当梁跨度一定时宽度越小越小。【主梁不等刚度时主梁等刚度时】方法步骤:等刚度求不等刚度求、应用修正后的公式求出单位荷载作用于指定梁(i梁)时最左边(m梁)和最右边(n梁)两根梁的反力值和连成直线即得反力影响线。按最不利位置布置车辆荷载。求各集中力作用点的影响线竖标值。求和得到横向分布系数。(铰接板法适用范围:由于计算纵向企口缝连接的装配式板桥以及仅在翼板间用焊接钢板或伸出交叉钢筋连接的无中间横隔梁的装配式桥。基本假设:结合缝只传递竖向剪力。用半波正弦曲荷载代替集中荷载。【原因见后】每块板梁在偏心荷载下只产生垂直位移和转角。基本原理:利用力法求解各铰接处的剪力值。力法方程中的各个系数为:、为单板在铰接处单位剪力作用下的挠度和转角为单板宽。第二项位于单位力作用的板上为求解方程方便引入刚度参数计算时方法步骤:计算截面的抗扭惯性矩(极惯性矩)。【计算见后】计算查表得单位力作用于各梁时指定梁的反力值()。作出指定梁的反力影响线。按最不利位置布置车辆荷载。求各集中力作用点的影响线竖标值。求和得到横向分布系数。(铰接T形梁法适用范围:不设中间横隔梁的小跨径钢混T形梁桥。基本假设:T形梁横向连接刚度很小类似于铰接翼板视为在梁肋处固定的悬臂板其板端挠度接近于正弦分布。基本原理:同样用力法求解但计算主系数(对角线)时计入T形梁翼板悬臂端得弹性挠度为计算方便引入参数计算时为梁长。当悬臂不长(~m)且跨度m时比大得多可以忽略仍按铰接板法计算。方法步骤:计算截面的抗扭惯性矩。计算、。查表得单位力作用于各梁时指定梁的反力值()。应用对进行修正。作出指定梁的反力影响线。按最不利位置布置车辆荷载。求各集中力作用点的影响线竖标值。求和得到横向分布系数。(刚接梁法适用范围:翼缘刚性连接的肋梁桥。(为什么用半波正弦荷载代替集中荷载为使板的挠度、弯矩、剪力与所受荷载有同样的大小比例只能用半波正弦荷载代替集中荷载。(抗扭惯性矩(极惯性矩)的计算开口截面(T形梁、I形梁)为与tb有关的系数为矩形块的长度为矩形块的宽度闭口截面(薄壁箱型梁)第一项为闭口部分见图第二项为其余部分(荷载横向分布系数沿纵向的变化荷载横向分布系数沿纵向是变化的。计算弯矩时可忽略这种变化按非杠杆原理法求出的作为全场的横向分布系数。计算剪力时横向分布系数变化规律如图。(恒载内力计算恒载内力计算时不存在荷载横向分布系数问题步骤为:求荷载集度g。按结构力学求出各面内力。(活载内力计算(汽车荷载)确定最不利荷载横向分布系数和。确定车道荷载和计算弯矩时按如图所示布置荷载用影响线求出指定截面的弯矩。计算剪力时按如图所示布置荷载用影响线求出指定截面的弯矩。剪力影响线计算分布荷载时需分段求和。(活载内力计算(人群荷载)人群荷载产生的弯矩剪力计算方法与汽车荷载相同仅作用荷载不同故不再详述。(荷载扩散角度根据实验研究得知对于混凝土或沥青面层荷载可以偏安全地假定呈角扩散。因此荷载作用面的尺寸为:(梁式板荷载分布宽度(有效工作宽度)规定《桥规》规定:单向板横桥向荷载分布宽度纵桥向荷载分布宽度在板端支承处为板的计算跨径(相邻两主梁中线距离)为板厚沿桥面变化规律为悬臂板横桥向荷载分布宽度纵桥向荷载分布宽度(桥面板内力计算多跨连续单向板弯矩计算支点弯矩EMBEDEquation跨中弯矩剪力计算铰接悬臂板悬臂板(横隔梁内力计算横隔梁在横向上看做支承在多根主梁上的弹性支承连续梁可以用偏心压力法算得的影响线直接换算出横隔梁内力的影响线。在桥的纵向上按杠杆原理法确定作用在一个横隔梁上的车辆荷载值。第五章(悬臂梁将简支梁的梁体加长延伸并越过支点就成为悬臂梁桥。(悬臂梁的力学特点悬臂使支点产生负弯矩对跨中正弯矩产生有利的卸载作用。悬臂端在恒载、活载的作用下容易发生下挠特别是采用高强预应力钢丝作为预应力材料的悬臂梁桥其预应力钢丝松弛较大对主梁提供的预应力下降会造成悬臂端凹折行车舒适性则较差。悬臂梁桥一般为静定结构其结构内力不受温度、混凝土收缩徐变和地基沉降等因素的影响。(悬臂梁桥适用场合由于悬臂梁能减小跨内主梁弯矩所以对于跨径为~m的桥梁采用悬臂梁桥比采用简支梁桥经济合理。但是行车舒适性不如连续梁桥钢混悬臂梁会产生裂缝和因雨水侵蚀而降低使用年限所以工程很少采用。第六章(连续梁桥力学特点连续梁桥在恒、活载作用下跨中截面承受正弯矩中间支点截面承受负弯矩通常支点截面的负弯矩比跨中截面正弯矩大。作为超静定结构温度变化、混凝土收缩徐变、基础变位以及预加力等均会使桥梁结构产生次内力。预应力混凝土连续梁桥比钢混连续梁桥具有更大的跨越能力且变形和缓、伸缩缝少、刚度大、行车平稳、超载能力大、养护简便。(预应力混凝土连续梁桥适用范围预应力混凝土连续梁桥适用于修建跨径从m到多m的中等跨径和大跨径桥梁。(连续梁桥的桥跨布置根据连续梁桥的受力特点大、中跨径的连续梁桥一般宜采用不等跨布置但多于三跨的连续梁桥其中间跨一般采用等跨布置。边跨长度取中跨的倍为宜综合考虑施工和其他因素时边跨取中跨的~倍。对于预应力混凝土连续梁桥宜取小值以增加边跨刚度减小活载弯矩的变化幅度减少预应力筋的数量。若采用过小的边跨会在边跨支座上产生拉力需要在桥台上设置拉力支座或压重。连续梁桥以三跨最为广泛一般不超过五跨。(连续梁桥的预应力筋布置纵向预应力筋为主筋大跨度梁腹板内常布置竖向预应力筋跨度较大的箱形梁顶板和悬臂板内也常布置横向预应力筋。(纵向主筋布置方式纵向主筋布置方式有连续配筋、分段配筋、逐段接长力筋、体外布筋(横向和竖向布筋的作用横向预应力可加强桥梁的横向联系增加悬臂板的抗弯能力。竖向施加预应力主要作用是提高截面的抗剪能力。(悬臂拼装法过程(了解)(预应力混凝土连续刚构桥力学特点上部结构仍为连续梁桥特点但必须计入由于桥墩受力及混凝土收缩徐变、温度变化引起的弹塑性变形对上部结构内力的影响。桥墩须有一定的柔度(一般采用柔性墩)使所受弯矩有所减少但在墩梁结合处仍有刚架受力性质。由活载引起的跨中正弯矩较连续梁小。梁内轴向拉力和桥墩根部弯矩随桥墩增高而减小。(预应力混凝土连续刚构桥适用范围当设计跨径超过m时预应力混凝土连续刚构桥可做为比选方案。第七章(支座的作用传递上部结构的支承反力(包括恒载和活载引起的竖向力和水平力)保证结构在荷载、温度变化、混凝土收缩和徐变等因素作用下发生一定的变形以使上、下部结构的实际受力情况符合机构的静力计算图示。(支座的类型按功能分为固定支座和活动支座。固定支座允许主梁截面自由转动但不能移动活动支座允许主梁在支撑处即能自由转动又能水平移动。按外形分为板式支座、盆式支座和球形支座等。按支座能否受拉、是否具有减震功能分为普通支座、拉压支座和减震支座等。(支座布置原则有利于墩台传递纵向水平力。(板式橡胶支座工作原理利用橡胶的不均匀弹性压缩实现转角θ利用其剪切变形实现水平位移Δ。(板式橡胶支座使用方法板式橡胶支座一般无固定支座与活动支座的区别所有纵向水平力由各个支座按抗推刚度大小进行分配。必要时也可采用高度不同的橡胶板来调节各支座传递的水平力和位移。圆板橡胶支座多用于弯桥以适应结构多向变形的需要。为了使橡胶支座受力均匀在安装时应使梁底面和墩台顶面清洁平整安装位置要正确。由于施工等原因在倾斜安装时其坡度最大不能超过。(拉压支座既承受压力又抵抗压力,通常出现在连续梁桥的短跨、斜桥、带宽侧面悬臂箱梁桥以及小半径曲线桥上。比较精确价格昂贵。(板式橡胶支座的设计步骤确定支座平面尺寸:根据主梁尺寸假设支座平面尺寸根据构造规定确定加劲钢板平面尺寸验算支座压应力是否满足设计要求验算混凝土局部抗压。确定支座厚度:计算水平位移(由温度、收缩徐变引起的水平位移和制动力引起的水平位移组成)根据水平位移和剪切角限制并考虑稳定性选取橡胶片厚度(橡胶片最小厚度mm)根据橡胶片厚度选择加劲钢板厚度(单层加劲钢板厚度不小于mm)验算支座偏转情况:验算支座是否满足竖向压缩限制和不脱空要求。验算支座抗滑稳定性:验算制动力是否超出抗滑力限制。第八章(混凝土桥梁施工方法桥梁施工中常采用现浇法(就地浇筑、模架逐孔浇筑)、吊机架梁法、悬臂施工法(悬臂浇筑、悬臂拼装)和顶推法(单点顶推、多点顶推)。悬臂施工法是从桥墩开始对称地、不断悬出接长的施工方法。一般分为悬臂浇筑法和悬臂拼装法。悬臂浇筑法是在桥墩两侧对称逐段就地浇筑混凝土待混凝土达到一定强度后张拉预应力筋移动机具、模板继续施工。悬臂拼装法则是将预制节段块件从桥墩两侧依次对称安装节段张拉预应力筋使悬臂不断接长直至合拢。顶推法主要工具为千斤顶和滑道。单点顶推适用于桥台刚度大、梁体轻的施工条件。(支架的要求必须有足够的强度和刚度以保证就地浇筑的顺利进行。支架的基础要可靠构件结合紧密并加入纵、横向连接杆件使支架成为整体。(梁段接缝的形式悬臂拼装时预制件接缝可采用湿接缝、胶接缝、半干接缝等形式。应用最为广泛是使用环氧树脂等胶结材料的胶接缝能消除水分对接头的有害作用提高耐久性同时提高抗剪能力、整体刚度和不透水性。(顶推法施工特点顶推力远比梁体自重小所以顶推设备轻型简便不需大型吊运机具。不影响桥下通航或行车对紧急施工、寒冷地区施工、架设场地受限制等特殊条件下其优点更为明显。仅需一套模板周转节省材料施工工厂化易于质量管理。施工安全干扰少。节约劳力减轻劳动强度改善工作条件。第九章(拱桥的特点优点:跨越能力较大耐久性好要养护、维修费用少外形美观构造较简单。缺点:自重较大水平推力大要求庞大的墩、台和良好地基施工工序多需要的劳动力多建桥时间较长随着跨径增大和桥高的提高增大了拱桥的施工难度提高了拱桥的总造价。在连续多孔的大、中桥梁中为防止因一孔破坏而影响全桥的安全需要采用较复杂的措施或者设置单向推力墩增加了造价上承式拱桥的建筑高度较高使两岸接线的工程量增大、桥面纵坡增大既增加了造价又对行车不利。(拱桥分类按主拱圈材料:圬工拱桥、钢筋混凝土拱桥、钢管混凝土拱桥、钢拱桥等。按拱上建筑形式:实腹式拱桥、空腹式拱桥。按拱轴线形式:圆弧线拱桥、抛物线拱桥、悬链线拱桥等。按桥面位置:上承式拱桥、下承式拱桥、中承式拱桥。按有无水平推力:有推力拱桥、无推力拱桥。按主拱静力特点:三铰拱、两铰拱、无铰拱。(拱桥的结构体系及特点三铰拱:外部静定结构。不会在拱内产生附加内力无需考虑体系弹性变形对内力的影响。但由于铰的存在使结构复杂施工较困难维护费用增大而且减小了结构的整体刚度降低了抗震能力同时由于拱的挠度曲线在拱顶铰处有转折对行车不利。两铰拱:外部一次超静定结构。整体刚度比三铰拱大。可减小基础位移温度变化、混凝土收缩和徐变等引起的附加内力。无铰拱:外部三次超静定结构。拱内弯矩分布均匀材料用量省。由于超静定次数较高温度变化、材料收缩、结构变形特别是墩台位移会在拱内产生较大的附加应力。(主拱截面形式板拱桥、肋拱桥、双曲拱桥、箱形拱桥、钢管混凝土拱桥。(钢管混凝土拱桥优缺点优点:抗压强度和抗变形能力高钢管本身相当于混凝土外模板刚度大承载能力强重量轻易于吊装或转体施工难度降低。缺点:阳光照射下钢管膨胀容易造成钢管与内填混凝土之间出现脱空现象泵送管内混凝土也常出现不完全饱和情况将引起拱圈受力不够明确降低安全度。(拱桥的矢跨比矢跨比是拱桥的一个特征数据它不但影响主拱圈内力还影响拱桥施工方法的选择同时对拱桥的外形能否与周围景物相协调也有很大关系。拱的恒载水平推力HG与垂直反力RG的比值随矢跨比的减小而增大。矢跨比减小推力增加。(减小不平衡推力的措施:采用不同的矢跨比采用不同的拱脚标高调整拱上建筑重力采用不同类型的拱跨结构。(梁式腹孔的分类与特点梁式腹孔结构有简支、连续或框架式多种。(P图)简支腹孔受力明确。连续腹孔(横铺桥道板梁)主要用于肋拱桥。框架腹孔在横桥向根据需要设置多片每片间通过系梁形成整体。(含钢率钢管与混凝土面积之比称为含钢率其值不宜小于否则不能发挥刚滚混凝土弦杆的套箍作用但也不宜大于以免耗用过多的钢材造成浪费。(拱桥的横向联系为保证两片拱肋的横向刚度和稳定性一般须在两片分离的拱肋间设置横向联系。横向联系可做成横撑、对角撑或空格式构造等形式。横向连接在拱脚段的横撑多做撑桁式K撑或X撑以获得更好的稳定性在桥面系以上则多采用直撑K撑或H形撑。(拱桥的吊杆拱桥的吊杆分刚性吊杆和柔性吊杆两类刚性吊杆用钢筋混凝土或预应力混凝土制作柔性吊杆用冷轧粗钢筋、高强钢丝或钢绞线等高强钢材制作。(拱的合理拱轴线与拱上各种荷载的压力线相吻合的拱轴线是合理拱轴线。拱轴线有圆弧线抛物线、悬链线。其中悬链线应用最为广泛。(拱桥拱轴线的要求尽量减小截面弯矩最大限度减小拉应力。满足施工阶段的要求。外形美观、施工简便。(拱轴系数共轴系数m=拱脚处恒载集度gj拱顶恒载集度gd(实腹式悬链线拱拱轴系数的确定方法:逐次逼近法。(弹性中心弹性面积图的重心。合理利用弹性中心可以使力法方程中的所有副系数为零。(拱的稳定性演算拱的稳定性演算包括:纵向稳定性演算、横向稳定性演算。第十章(斜拉桥斜拉桥是由斜拉索、塔柱和主梁组成的组合体系桥梁。它是利用索塔引出的斜向拉索作为梁跨的弹性中间支撑拉索的竖向分力使主梁受到一个向上的弹性支承反力这样可以降低梁跨的截面弯矩减轻梁重大大提高桥梁的跨越能力此外斜拉索的水平分力对主梁产生的轴向预压力的作用可以增强主梁的抗裂性能节约高强钢材的用量。(斜拉桥分类斜拉桥分为:刚斜拉桥、混凝土斜拉桥、结合梁斜拉桥、混合梁斜拉桥。(斜拉桥的结构体系(除第三种其他每种的受力特点P)漂浮体系半漂浮体系塔梁固结体系钢构体系(混凝土主梁常用截面形式P(单索面箱形最易)第十一章(悬索桥悬索桥是以受拉主缆为主要承重构件的桥梁结构主要由桥塔(包括基础)、主缆、加劲梁、锚碇、吊索、鞍座及桥面结构组成。(悬索桥的分类悬索桥按主缆的锚固形式分为地锚式和自锚式。地锚式:主缆的拉力由桥梁端部的重力式锚碇或隧道式锚碇传递给地基。自锚式:主缆拉力直接传递给它的加劲梁来承受。(垂跨比指大缆在主孔内的垂度f与主孔的跨度L之比。一方面对主缆中的拉力有很大影响另一方面对悬索桥的整体刚度有明显的影响。(鞍座分类分为塔顶鞍座和散索鞍座。塔顶鞍座位于主缆和塔顶之间其上座设有索槽用来安放主缆。散索鞍座是主缆进入锚碇之前的最后一个支撑构件起着支撑转向和分散大缆束股使之便于锚固的作用。(大缆和主梁结构内力分析理论弹性理论、挠度理论、有限变形理论。弹性理论是悬索桥最早的计算理论它基于结构变形非常微小且可以忽略的计算架设只能满足早期跨度较小且加劲梁刚度相对较大的悬索桥计算。(部分斜拉桥力学特点与连续梁桥相比因斜拉索的存在部分斜拉桥的主梁荷载弯矩远比同跨连续梁小同时还要承受拉索传来的压力。因拉索较少主梁主要承受弯矩同时斜拉索倾角较小主梁能获得较大压力因此斜拉索主要起到体外预应力束、降低一般刚构桥或连续梁桥支点梁高的作用即加固主梁作用。(桥梁墩台分类按受力特点和构造分为两大类:重力式墩、台:靠自身重量来平衡外力而保持其稳定。轻型墩、台:刚度小受力后允许在一定范围内发生弹性变形大多以钢混和少梁配筋的混凝土为主也有石料砌筑。(桥墩计算中考虑的作用永久作用:)上部结构的恒重对墩帽或拱座产生的支承反力包括上部结构混凝土收缩及徐变作用)桥墩自重包括在基础襟边上的土重)预加力)基础变位作用)水的浮力可变作用:)作用在上部结构的车道荷载对于钢混柱式墩台应计入冲击力对于重力式墩台不计入冲击力对弯桥应计入离心力)人群荷载)作用在上部结构和墩身上的纵、横向风力)车道荷载制动力)作用在墩身上的流水压力)作用在墩身上的冰压力)上部结构因温度变化而对桥墩产生的附加力)支座摩阻力偶然作用:)地震作用)作用在墩身上的船只或漂浮物的撞击作用。(重力式桥墩的作用效应组合重力式桥墩的作用效应组合是根据实际作用同时作用于桥墩的可能性进行布载同时使这样组合的作用在桥墩的计算截面产生最大的内力或偏心即最不利的作用效应组合。(梁桥重力式桥墩的作用效应组合顺桥方向的作用及其效应组合(基本组合):)第一种组合:按桥墩各计算截面上可能产生的最大竖向力的情况进行布载和组合用以验算墩身强度和基底最大应力)按桥墩各计算截面在顺桥方向可能产生的最大偏心距或最大弯矩进行布载和组合用以验算墩身强度基底应力偏心以及桥墩稳定性。横桥方向的作用及其效应组合:按桥墩各计算截面在横敲方向上可能产生的最大偏心或最大弯矩情况进行布载和组合。EMBEDEquation(kNm)EMBEDEquation{kN}公路Ⅰ级EMBEDEquationmEMBEDEquation=EMBEDEquationmEMBEDEquation=~之间线性内插。EMBEDEquation为计算跨径公路Ⅱ级按公路Ⅰ级的倍计算注意:计算剪力时EMBEDEquationEMBEDEquation不变。公路Ⅰ级EMBEDEquation=公路Ⅱ级EMBEDEquation==影响线纵断面布置(kNm)前轴中轴后轴a=b=b=a=前轮中后轮横断面布置(m)EMBEDEquationEMBEDEquationEMBEDEquationEMBEDEquationdddhEMBEDEquationEMBEDEquationEMBEDEquationEMBEDEquationEMBEDEquationEMBEDEquationEMBEDEquationEMBEDEquationEMBEDEquationEMBEDEquationEMBEDEquationEMBEDEquationm为杠杆原理法得到的荷载横向分布系数mc为非杠杆原理法得到的荷载横向分布系数长度a为梁端到第一根横隔梁的距离当无横隔梁或仅有中间一根横隔梁时a=labba弯矩影响线EMBEDEquationEMBEDEquationEMBEDEquationEMBEDEquationEMBEDEquationEMBEDEquationEMBEDEquationa=b=h为铺装层厚度纵桥向横桥向EMBEDEquationEMBEDEquationEMBEDEquationEMBEDEquationEMBEDEquationEMBEDEquationEMBEDEquationEMBEDEquationc<lc=lEMBEDEquationEMBEDEquationEMBEDEquationEMBEDEquation弯矩影响线g为恒载集度P为轮重(轴重的一半)ab为有效工作宽度EMBEDEquationEMBEDEquationEMBEDEquationEMBEDEquationEMBEDEquation剪力影响线剪力影响线弯矩影响线EMBEDEquationEMBEDEquationEMBEDEquation剪力影响线弯矩影响线EMBEDEquationEMBEDEquationEMBEDEquationunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknown

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