橋梁工程-概論(2,3,4)課件

1、 第二章 橋梁的基本組成和分類(lèi)n第一節(jié) 橋梁的基本組成 n橋跨結(jié)構(gòu)橋跨結(jié)構(gòu)（上部結(jié)構(gòu)） ：n 跨越障礙，n 承擔(dān)荷載n墩臺(tái)基礎(chǔ)墩臺(tái)基礎(chǔ)（下部結(jié)構(gòu)） ：n 承接上部結(jié)構(gòu)荷載，n 傳至地基n支座：支座：上、下部結(jié)構(gòu)傳力裝置n（以上稱(chēng)五大件）n橋道系橋道系（五小件）：n 橋面鋪裝、伸縮裝置、排水、欄桿、燈柱?；拘g(shù)語(yǔ)：基本術(shù)語(yǔ)：凈跨徑凈跨徑： 相鄰墩臺(tái)間凈距 l?？偪鐝剑嚎偪鐝剑?各凈跨的總和 l。計(jì)算跨徑：計(jì)算跨徑：相鄰支座中心距 l橋梁總長(zhǎng)橋梁總長(zhǎng)：橋臺(tái)后端點(diǎn)距離 L橋梁高度：橋梁高度：橋下路面（低水位） 與橋面的高差，H1建筑高度：建筑高度：橋上行車(chē)路面與橋跨結(jié)構(gòu)下緣的距離 h橋下凈空：橋下凈

2、空：通航水位（設(shè)計(jì)洪水位）或橋下路面與結(jié)構(gòu)下緣的距離 H凈矢高：凈矢高： 拱頂下緣至拱腳內(nèi)緣低點(diǎn)的高差 f。計(jì)算矢高計(jì)算矢高：拱頂與拱腳形心的高差 f矢跨比：矢跨比： 計(jì)算矢高與計(jì)算跨徑之比 f/ln第一節(jié) 橋梁的主要類(lèi)型 n一橋梁的基本體系一橋梁的基本體系 梁式橋、拱式橋、剛架橋、斜拉橋、懸索橋n梁式橋梁式橋受彎為主n拱式橋 受壓為主 推力 結(jié)構(gòu)剛架橋剛架橋彎曲為主 梁墩固結(jié) 提高剛度n斜拉橋 增大跨越能力n懸索橋 跨越能力最強(qiáng)n二橋梁的其他分類(lèi)二橋梁的其他分類(lèi)n 1.按用途按用途：公路橋、鐵路橋、公鐵兩用橋、人行橋、渡槽等；n 2.按材料按材料：圬工橋、鋼筋砼橋、預(yù)應(yīng)力砼橋、鋼橋、木橋；n

3、 3.按跨越障礙按跨越障礙：跨河橋、跨線(xiàn)橋（立交）、高架橋、棧橋；n 4.按車(chē)道位置：按車(chē)道位置：上承式、下承式、中承式；n 5.按跨徑規(guī)模按跨徑規(guī)模：特大橋、大橋、中橋、小橋、涵洞；n橋涵分類(lèi) 多孔總長(zhǎng)L(m) 單孔跨徑Lk(m)n特大橋 L1000 Lk150n大 橋 100L1000 40Lk150n中 橋 30L100 20Lk40n小 橋 8L30 5Lk20n涵 洞 Lk5n n 6.其他其他：開(kāi)合橋（啟閉橋）、浮橋、漫水橋。第三章 橋梁的總體規(guī)劃和設(shè)計(jì)要點(diǎn)n第一節(jié)第一節(jié) 橋梁的總體規(guī)劃原則和基本設(shè)計(jì)要求橋梁的總體規(guī)劃原則和基本設(shè)計(jì)要求n一：設(shè)計(jì)原則一：設(shè)計(jì)原則 技術(shù)先進(jìn)、安全可靠

4、、適用耐久、經(jīng)濟(jì)合理、造型美觀(guān)、有利環(huán)保。n二：設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)要求 就地取材、因地制宜、工藝可行、維護(hù)方便； 積極采用新結(jié)構(gòu)、新材料、新設(shè)備、新工藝、新技術(shù)； 學(xué)習(xí)外國(guó)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)與自主創(chuàng)新相結(jié)合； 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期：100年。n四：設(shè)計(jì)程序四：設(shè)計(jì)程序n n 1.設(shè)計(jì)前期工作：設(shè)計(jì)前期工作：項(xiàng)目建議書(shū)（立項(xiàng)） 可研報(bào)告：預(yù)可必要性，工可可行性n 2.設(shè)計(jì)階段：設(shè)計(jì)階段：初步設(shè)計(jì)，技術(shù)設(shè)計(jì)（擴(kuò)初），施工圖設(shè)計(jì)。n第二節(jié)第二節(jié) 橋梁縱、橫斷面設(shè)計(jì)和平面布置橋梁縱、橫斷面設(shè)計(jì)和平面布置n 一：橋梁縱斷面設(shè)計(jì)一：橋梁縱斷面設(shè)計(jì)n 1.橋梁總跨徑的確定橋梁總跨徑的確定 保證排洪，減少?zèng)_刷 50m內(nèi)宜采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑

5、： 0.75、1、1.25、1.5、2、3、4、5、6、8、10、13、16、20、25、 30、35、40、45、50m.n 2.橋梁分孔橋梁分孔 1）合理跨徑：跨徑與墩臺(tái)數(shù)量的關(guān)系，經(jīng)濟(jì)合理 2）地質(zhì)地形，水文條件，河道變遷； 3）通航行洪要求； 4）結(jié)構(gòu)特征；3.橋道高程橋道高程 1）排洪：梁底高出洪水位50cm，流冰75cm; 支座高出洪水位25cm，流冰50cm; 拱頂高出洪水位100cm， （無(wú)鉸拱）起拱線(xiàn)高出流冰25cm，水淹深度不超過(guò)23f。; 2）通航凈空：按航道等級(jí)要求確定 3）其他通行要求：公路、鐵路、人行等； 4）縱坡：為減少路堤或引道可設(shè)縱坡， 中橋：i4% 大橋、城

6、市橋：i3%二：橋梁橫斷面設(shè)計(jì)1.橋面寬度：橋面寬度： 1）車(chē)道數(shù)量和寬度：3.75m （V80Km/h） 33.5m (20mV60m) n1m (自行車(chē)道) 2）人行道 0.75m（1m）+n0.5m 2.道路凈空：（道路凈空：（橋通規(guī)3.3.1）3.人車(chē)隔離帶人車(chē)隔離帶：0.25m0.35m 4.結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)布置 5.橋面鋪裝及橫坡橋面鋪裝及橫坡：車(chē)道： 12% 人行道：1%三：平面布置三：平面布置n1.接線(xiàn)平順；n2.直線(xiàn)，盡量避免曲線(xiàn)（符合路線(xiàn)要求）n3.正交，盡量避免斜交（斜交角不大于45）n四：四： 橋梁設(shè)計(jì)的方案比較橋梁設(shè)計(jì)的方案比較n1.擬定圖式24個(gè)n2.編制方案，擬定技術(shù)

7、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)n3.方案比選，擇優(yōu)或綜合形成實(shí)施方案。n 總規(guī)模、工藝技術(shù)、使用效果、造價(jià)及三材用量。第四章 橋梁的設(shè)計(jì)荷載（作用）n第一節(jié)第一節(jié) 設(shè)計(jì)荷載（作用）設(shè)計(jì)荷載（作用）n一一.永久作用永久作用n 作用位置、大小、方向不隨時(shí)間變化，或變化幅度與其均值相比可忽略的作用。n 自重、土壓、基礎(chǔ)變位、水壓（浮）力、預(yù)加力、砼收縮和徐變等；n二二.可變作用可變作用n 作用位置、大小、方向隨時(shí)間變化，變化幅度與其均值相比不可忽略的作用。n 汽車(chē)（含相應(yīng)的沖擊、制動(dòng)、離心力等）n 人群n 其他：溫變、風(fēng)、流水壓力、流冰壓力等。n 1.汽車(chē)荷載汽車(chē)荷載n老規(guī)范：n汽-10級(jí)（掛-80）n汽-20級(jí)（掛-1

8、00）n超-20級(jí)（掛-120）n n新規(guī)范:車(chē)道荷載和車(chē)道荷載n 公路級(jí)n 公路級(jí)n （橋通規(guī)JTG D60-2004）n 城市A級(jí)n 城市B級(jí)n （城市橋梁荷載設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)）n 1）車(chē)道荷載：用于結(jié)構(gòu)整體n 計(jì)算的等代荷載n iiyPKmax a.公路級(jí)（高速公路、一級(jí)公路、二級(jí)專(zhuān)用） 均布標(biāo)準(zhǔn)荷載：qk=10.5KN/m 集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值：Pk=180KN (l5m) Pk=360KN (l50m) 直線(xiàn)內(nèi)查 （ 5ml50m) 計(jì)算剪力效應(yīng)乘1.2 b. 公路級(jí)(二、三、四級(jí)公路）: 0.75 四級(jí)重車(chē)少:級(jí)0.8（車(chē)道） 級(jí)0.7（車(chē)輛） c.均布荷載按最不利同號(hào)影響線(xiàn) 滿(mǎn)布；集中荷載作用

9、于峰值處 （一個(gè)） n2)車(chē)輛荷載：用于結(jié)構(gòu)局部、n 橋臺(tái)、檔墻計(jì)算，n 不得與車(chē)道荷載疊加；n 公路、級(jí)相同n n3）橫向折減系數(shù)n 車(chē)道數(shù) 2 3 4 5 6 7 8n 折減系數(shù) 1.0 0.78 0.67 0.60 0.55 0.52 0.5n4）縱向折減系數(shù)n 150ml400m 0.97n 400ml600m 0.96n 600ml800m 0.95n 800ml1000m 0.94n1000ml 0.93n城市橋梁荷載設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)n城市城市A級(jí)級(jí)n2ml20m =22.5KN/m =37.5KN/m P=140KNn20ml150m =10.0KN/m =15.0KN/m P=300K

10、Nn城市城市B級(jí)級(jí)n2ml20m =19.0KN/m =25.0KN/m P=130KNn20ml150m =9.5KN/m =11.0KN/m P=160KNmqmqmqmqmqmqQqQqQqQqn2. 汽車(chē)荷載沖擊力汽車(chē)荷載沖擊力n當(dāng)計(jì)算橋梁上部結(jié)構(gòu)、支座、墩臺(tái)時(shí)（填土h0.5m的拱橋、涵洞、重力式橋臺(tái)除外），按結(jié)構(gòu)基準(zhǔn)頻率計(jì)沖擊系數(shù) ：nf1.5Hz時(shí) =0.05n1.5Hzf14Hz =0.1767lnf-0.0157nf14Hz =0.45n簡(jiǎn)支梁：n連續(xù)梁： （計(jì)算正彎矩和剪力）n （計(jì)算負(fù)彎矩）n拱橋：n n式中： （頻率系數(shù)， f 為矢跨比）nT型、箱型梁懸臂板局部加載： =

11、0.30ccmEIlf22ccmEIlf212616.13ccmEIlf212ccmEIlf222651.234221186733445.16504 . 5105fffn 3. 汽車(chē)荷載離心力汽車(chē)荷載離心力n 1）當(dāng)彎橋曲線(xiàn)半徑R250m時(shí),車(chē)輛荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘離心力系數(shù)C：n n 2）多車(chē)道作用乘橫向折減系數(shù)：n 3）著力點(diǎn)橋面以上1.2m(為方便可至橋面)RvC1272RvC1272RvC1272n 4. 汽車(chē)荷載引起的土壓力汽車(chē)荷載引起的土壓力n 將車(chē)輛荷載換算成等代均布土層厚度n n式中： 填土重度n GBl0范圍內(nèi)車(chē)輛荷載（多車(chē)道折減）， 外輪路邊距0.5m;n l0破壞棱體計(jì)算長(zhǎng)度n

12、B橋臺(tái)全寬或計(jì)算長(zhǎng)度（分段計(jì)算）n B=13+Htan30n分段長(zhǎng)度小于13m時(shí)取分段長(zhǎng)度，n式中：H為檔墻高度，墻上有填土?xí)r加2倍土厚 2h0BlGh 5.人群荷載人群荷載 1）人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值：qk=3.0 (l50m) qk=2.5 (l150m) 直線(xiàn)內(nèi)查 50ml150m) 2)城郊人群密集區(qū)增大1.15倍；專(zhuān)用人行橋：3.5 3）一塊板為單元計(jì)算：4.0 4）欄桿：水平推力0.75KN/m ，豎向力1.0KN/m. 6. 汽車(chē)荷載制動(dòng)力汽車(chē)荷載制動(dòng)力 車(chē)道荷載標(biāo)準(zhǔn)值10%， 但不小于：165KN（公路級(jí)） 90KN（公路級(jí)）2/ mKN2/ mKN2/ mKN2/ mKN 縱、橫向折

13、減系數(shù)同車(chē)道荷載，著力點(diǎn)同離心力。支座傳遞至剛性墩臺(tái)的動(dòng)力按墩臺(tái)及支座類(lèi)型計(jì)算（表1-4-6），活動(dòng)支座不大于其摩阻力。n三三.偶然作用偶然作用 偶然作用有地震力、船舶和漂流物撞擊作用。n 1. 地震力地震力：動(dòng)峰值加速度0.10g0.30g應(yīng)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)， 大于0.40g應(yīng)進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的抗震研究與設(shè)計(jì)。n 2.汽車(chē)撞擊力汽車(chē)撞擊力：行駛方向1000 KN，垂直方向500 KN作用高度1.2m.n第二節(jié)第二節(jié) 荷載組合荷載組合n一.承載力極限狀態(tài)n n1.基本組合n式中: 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，按結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全等級(jí)（一、 二、三）采用1.1、1.0、0.9)(211100QjknjQjckQQGikmiG

14、iudSSSS00)(210100QjdnjcdQGidmiudSSSS0 效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值 第i個(gè)永久作用效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)(橋通規(guī)4.1.6） 第i個(gè)永久作用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值 第j個(gè)可變作用效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)：1.4（風(fēng)1.1） 第j個(gè)可變作用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值 汽車(chē)荷載外的其他可變作用效應(yīng)的組合系數(shù) 恒+汽+人（或其他一種） 0.8 恒+汽+（其他二種） 0.7 恒+汽+（其他三種） 0.6 恒+汽+（其他四種） 0.5 設(shè)計(jì)彎橋時(shí)，離心力與制動(dòng)力同時(shí)參與組合時(shí)制動(dòng)力按70%取用。udSGiGidGikSS,QjGjdGjkSS,c 2. 偶然組合偶然組合 永久作用與可變作用某種代表值、一種偶然作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合，偶然作用效應(yīng)組合系數(shù)取1.0.二.正常使用極限狀態(tài)n1. 作用短期效應(yīng)組合作用短期效應(yīng)組合n式中： 作用短期效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值n 第j個(gè)可變作用效應(yīng)的頻遇值系數(shù)，汽車(chē)荷載（不計(jì)沖擊力）0.7，人群荷載1.0，風(fēng)荷載0.75，溫差0.8，其他1.0n 第j個(gè)可變作用效應(yīng)的頻遇值。Qjkn