城市桥梁.pptx

9.1 概述在城市道路、城市铁路及轨道交通建设中，为了跨越各种障碍物（如河流、线路等）必须修建各种类型的桥梁。桥梁是城市交通中的重要组成部分，在日常运营及灾害破坏情况下的紧急救援中，都起着关键性的作用。9.2 桥梁的组成和分类桥跨结构是在线路中断时跨越障碍的主要承载结构。桥墩和桥台是支承桥跨结构，并将恒荷载和车辆等活荷载传至地基的建筑物。通常设置在桥两端的称为桥台。桥梁在桥跨结构与桥墩或桥台的支承处设置的传力装置称为支座。需要传递很大的荷载，以及保证桥跨结构能产生一定的变位。9.2.1 桥梁的基本组成一般桥跨结构和支座系统称为桥跨上部结构。桥墩、桥台和基础称为桥跨下部结构。在桥梁建筑工程中，除了上述基本结构外，根据需要还常常修筑护岸、导流结构物等附属工程。净跨径 梁式桥：设计洪水位上相邻两个桥墩（桥台）之间的净距。拱式桥：每孔拱跨两个拱脚截面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，也称桥梁孔径（l0）计算跨径 桥跨结构相邻两个支座中心之间的距离，l桥梁全长 简称桥长，桥梁两端两个桥台的侧墙或八字墙后端点之间的距离，L桥梁高度 简称桥高，桥面与低水位之间的高差，H1桥下净空高度 设计洪水位或计算通航水位（或桥下行车路面）至桥跨结构最下缘之间的距离，H尺寸和术语建筑高度 桥上行车路面（或轨顶）标高至桥跨结构最下缘之间的距离，h净矢高 从拱顶截面下缘至相邻两拱脚截面下缘最低点之间的连线的垂直距离，f0计算矢高 从拱顶截面形心至相邻两拱脚截面形心之间连线的垂直距离，f矢跨比 计算矢高f与计算跨径l之比（f/l），也称拱矢度。桥涵标准跨径0.75m60m，22种。涵洞 用来宣泄路堤下水流的构造物。多孔跨径的全才不到8m和单孔跨径不到5m的泄水结构物称为涵洞。9.2.2 桥梁的主要类型按受力方式分：梁式体系、拱式体系、钢架桥及缆索承重桥。按用途分：城市桥梁、公路桥、铁路桥、公路铁路两用桥、农桥、人行桥、运水桥及其他专用桥梁。按全长和跨径分：特殊大桥、大桥、中桥和小桥。注：国际上一般认为单跨跨径小于150m属于中、小桥梁；大于150m即称为大桥。按主要承重结构所用材料分：圬工桥、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥、钢桥和木桥。按跨越障碍的性质分：跨河桥、跨线桥、高架桥和栈桥。按上部结构的行车道位置分：上承式桥、下承式桥和中承式桥。其他分法：修建开合桥、浮桥、漫水桥等。9.3 城市桥梁的总体规划和设计要点一、使用上的要求二、经济上的要求三、安全上的要求四、美观上的要求9.3.1 城市桥梁总体规划原则和基本设计资料9.3.1.1城市桥梁设计基本要求应考虑城市规划，近、远期交通流量和流向的需要，考虑水文、航运、地形、地质等。中、小桥桥位宜服从城市道路的走向布置。适应城市车辆、行人的流向、流量需要。桥位宜选在河槽较窄、地质良好和地基承载力较大的河段；不宜位于河岸有滑坡坍塌之处。桥位上方不得布置架空高压电力线。9.3.1.1桥位选择与布置9.3.2 城市桥梁纵、横断面设计和平面布置9.3.2.1桥梁纵断面设计一、桥梁纵跨径的确定一、桥梁纵跨径的确定 对于一般跨河桥梁，总跨径可参照水文计算来确定。桥梁总跨径必须保证桥下有足够的排洪面积。二、桥梁的分孔二、桥梁的分孔 一般布置：引桥小于主桥，边跨小于中跨。大、中桥梁的分孔必须根据使用任务、桥位处的地形和环境、河床地质、水文等具体情况，通过技术经济等多方面的分析比较，才能确定设计方案。桥梁纵断面设计包括确定桥梁的总跨径、桥梁的分孔、桥道的标高、主桥桥面和桥头引道的纵坡以及基础的埋置深度等。三、桥道标高的确定三、桥道标高的确定1.流水净空的确定 梁式桥：梁底一般应高出设计洪水位（包括壅水和浪高）不小于0.50m，高出最高流水水位0.75m。支座底面应高出设计洪水位不小于0.25m，高出最高流水水位不小于0.50m。无铰拱桥：拱脚允许被设计洪水位淹没，但淹没深度一般不超过拱圈矢高f0 的2/3。并且在任何情况下，拱顶底面应高出设计洪水位1.0m，即 f01.0。拱脚的起拱线应高出最高流冰水位不小于0.25m。2.通航净空的确定在通航及通行木筏的河流上，必须设置保证桥下安全通航的通航孔。桥跨结构下缘的标高，应高出自设计通航水位算起的通航净空高度。四、桥纵坡的确定四、桥纵坡的确定 桥道标高确定后，就可以根据两端桥头的地形和线路要求来设计桥梁的纵断面线型。桥面中心线纵断面可做成平坡、斜坡和竖曲线。桥头引道纵坡不宜大于2.5%，对位于混合交通繁忙处的桥段，桥头引道纵坡不得大于3%，纵坡发生变更的地方应按规定设置竖曲线。9.3.2.2桥梁横断面设计桥面构造桥面构造 包括：行车道铺装、排水防水系统、人行道、缘石、栏杆、照明灯具和伸缩缝等。桥梁横断面布置桥梁横断面布置的一般要求桥梁横断面布置的一般要求 下承式、中承式桥的主梁、主桁或拱肋和悬索桥、斜拉桥的索面及塔，可设置在人行道上或车行道的分隔带上。一般情况下，桥上不设绿化带。桥梁人行道或安全道外侧，必须设置人行道栏杆，高度1.01.2m。桥面横坡桥面横坡 必须充分重视桥梁车行道排水问题。桥面车行道应设置横坡，在快速路和主干路桥上，横坡为2%；在次干路和支路桥上，横坡为1.5%2%。人行道应设置1%单向斜向车行道的横坡。在路缘石旁须设置足够数量的泄水孔。桥面布置桥面布置 双车道布置 分车道布置 双层桥面布置桥面净空尺寸的确定桥面净空尺寸的确定 城市以及位于大、中城市近郊的桥梁，起桥面净空尺寸，应结合城市实际交通量和今后发展的要求来确定。桥上机动车道宽：大型汽车或大、小汽车混行，其行车速度大于或等于40km/h，每一车道宽度取3.75；行车速度小于40km/h，每一车道宽取3.5m；小客车专用线每一车道宽取3.5m。非机动车道的宽度不应小于3.0 一条非机动车道的宽度为1m。人行道的宽度为0.75m或1m，大于1m时按0.5的倍数增加。其他环境因素参考下表：9.3.2.3桥梁平面布置桥梁及桥头引道与两端道路的衔接线型应符合路线布设的规定，要保持平顺。桥梁在平面上宜做成直桥，避免桥梁与河流，或桥下路线斜交。引桥坡度较大或与滨河路相交时，可适当拓展引桥宽度，以增加车道数；或者修建立体交叉，跨越交通流量较大的滨河路。9.4 城市桥梁基本体系按结构基本体系可分为：梁式桥、拱式桥、刚架桥、悬索桥及组合体系桥等。常用的桥式经济跨度的范围见下表：9.4.1 梁式体系桥板桥板桥右图为几种板桥横截面：9.4.1.1按承重结构的截面形式划分现代高架桥道路上采用的各种异形板截面形式肋梁桥肋梁桥截面形式：形、形和T形。装配式肋梁桥，考虑到起重设备的能力、预制和安装的方便，一般采用主梁间距在2.0m以内的多梁式结构。箱形梁桥箱形梁桥截面呈一个或几个封闭的箱形梁桥成为箱形梁桥。跨径大于40m的预应力混凝土悬臂梁和连续梁桥，横截面大多采用箱形截面。9.4.1.2按承重结构的静力体系划分简支梁桥简支梁桥简支梁桥是建桥实践中使用最广泛、结构最简单、施工最方便的梁式桥。对装配式钢筋混凝土简支梁桥而言，在技术经济上合理的跨径约在20m一下。预应力混凝土简支梁的最大跨径已达76m，但超过50m时，桥形笨重，也不经济。我国预应力混凝土简支梁的标准跨径在40m一下。连续梁桥连续梁桥特点：承重结构不间断地连续跨越几个桥孔，形成一个超静定结构。（下图）连续梁桥高度低，而且能节省钢筋混凝土数量，跨径越大，这种节省就越显著。钢筋混凝土连续梁跨径一般不超过2530m。预应力连续梁常用跨径为40160m。悬臂梁桥悬臂梁桥悬臂梁桥的主体是长度超过跨径的悬臂结构。仅一端悬出的称为单悬臂梁（下图）。两端均悬出称为双悬臂梁。9.4.2 拱式体系桥拱桥的主要优点拱桥的主要优点：跨越能力大，能够就地取材，耐久性好，养护、维修费用少，外形美观，构造较简单。拱桥的缺点拱桥的缺点：水平推力大，为确保拱桥安全，增加了下部结构的工程量。当采用无铰拱时，对基地条件要求高。对连续多孔的大、中桥梁，为防止一孔破坏而影响全桥，需采取较复杂的措施，增加了造价。上承式拱桥建筑高度较高，使用范围受到一定的限制。9.4.2.1拱桥的特点拱桥的主要组成拱桥的主要组成 上部结构：拱圈及其上面的拱上建筑 下部结构：桥墩、桥台及基础9.4.2.2拱桥的组成和分类拱桥的主要类型拱桥的主要类型按建桥材料分：圬工拱桥、钢筋混凝土拱桥及钢拱桥等。按拱上结构形式分：实腹式拱桥（a）与空腹式拱桥（b）（下图）按主拱圈所采用的拱轴线的形式分：圆弧拱桥、抛物线拱桥或悬链线拱桥等。9.4.3 刚架体系桥刚架桥的主要承重结构是梁，或板和墩台整体结合在一起的刚架结构。梁和柱的联结处具有很大的刚性。9.4.3.1刚架桥T形刚构是结合了刚架桥和多孔静定悬臂梁桥的特点发展起来的新颖结构。钢筋混凝土T形刚构桥常用跨径在4050m左右，预应力混凝土T形刚构的常用跨径为60200m。9.4.3.2 T形刚架桥将T形刚构粗厚的桥墩减薄，形成柔性桥墩，使桥墩固结而形成连续刚构桥。与一般的连续刚架的区别在于柔性桥墩的作用，使结构在垂直荷载作用下基本上属于无推力体系，而上部结构主要具有连续梁的特点。预应力混凝土连续刚构桥最大跨径已达301m。9.4.3.2连续刚构桥9.4.4 悬索桥悬索桥上部结构由钢缆、塔、加劲梁和吊索组成，下部结构由支撑着塔的桥墩、锚固钢缆的锚碇组成。悬索桥边跨与主跨之比一般应为0.30.4，最小可达0.21。为使横截面具有良好的抗风性能，加劲梁都采用扁平截面。包括：系杆拱桥、桁架拱、多跨梁拱结构等。（a）利用梁的受弯与拱的承压特点组成联合结构。（b）拱置于梁的下方，通过立柱对梁起辅助支承作用的组合体系。9.4.5 组合体系桥9.4.5.1梁拱组合体系斜拉桥也是一种由承压的塔、承弯的梁体与受拉的斜缆相结合的一种组合体系。9.4.5.2斜拉桥桥塔的横向形式：桥塔的纵向形式：9.5 城市桥墩、台和基础单跨桥梁只有桥台，多跨桥梁中间需要设置桥墩来支承上部结构。桥梁墩（台）主要由墩（台）帽、墩（台）身和基础三部分组成。9.5.1 概述按构造分：实体墩、空心墩、柱式墩、框架墩等。按受力特点分：刚性墩和柔性墩。按施工工艺分：就地砌筑或浇筑桥墩、预制安装桥墩。按截面形式分：矩形、圆形、圆端形、尖端性及各种截面组合而成的空心桥墩。9.5.2 桥墩的类型与构造桥台按形式可划分为：重力式桥台、轻型桥台、框架式桥台、组合式桥台和承拉式桥台等。在城市道路中，引桥、引道均采用挡墙。9.5.3 桥台的类型与构造浅基础浅基础浅基础可分为：刚性基础和柔性基础桩基础桩基础由桩和承台两个部分组成。分为：柱桩、摩擦桩、竖直桩和斜桩及桩墩等。沉井基础沉井基础沉井是井筒状的结构物。沉井基础的埋置深度大，整体性强，稳定性好，有较大的承载面积。9.5.4 城市桥梁基础9.6 跨线桥和地下通道跨线桥跨线桥 跨线桥下，严禁有生产易燃、易爆和有毒气体等危险品的工厂、车间，或存放此类物品的仓库。跨线桥跨越行驶蒸汽机车的铁路线时，跨线桥上部构造底部应设置防烟板。地下通道地下通道 洞口至洞口的净长小于50m或小于10倍净空的下穿构筑物，称为地道。斜交角不大于45。各类管线、电缆敷设在地道内，应便于维修、养护。受地下水影响路段，应采用水泥混凝土垫层。寒冷地区还须考虑冻胀影响。