橋梁工程75課件

橋梁工程主講：劉振一章總論第一節(jié)

概論

第一節(jié)橋梁的組成與分類

第二節(jié)橋梁的地位和發(fā)展概況第二節(jié)橋梁的總體規(guī)劃設(shè)計

第一節(jié)橋梁設(shè)計的基本原則第二節(jié)橋梁縱、橫斷面設(shè)計和平面布置第三節(jié)橋梁上的作用

第一節(jié)規(guī)范中有關(guān)設(shè)計荷載的規(guī)定第二節(jié)荷載組合第四節(jié)橋梁布置與構(gòu)造橋梁在交通事業(yè)中的地位：

各種道路工程的關(guān)鍵節(jié)點里程不長、難度高、造價大、工期長第一章總論橋梁在交通事業(yè)中的地位：

各種道路工程的關(guān)鍵節(jié)點一旦破壞，修復(fù)時間長第一章總論橋梁用在那些地方？公路橋梁用在那些地方？城市橋梁橋梁用在那些地方？立交橋梁用在那些地方？跨海橋梁用在那些地方？人行天橋二、橋梁的分類1、按結(jié)構(gòu)體系劃分

梁式橋主要承重構(gòu)件受力圖式受力特點材料要求結(jié)構(gòu)體系世界紀錄梁或板

以主梁受彎承擔(dān)使用荷載，結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生水平反力抗彎能力強（鋼、木、鋼筋砼、預(yù)應(yīng)力砼）簡支梁、懸臂梁、連續(xù)梁橋、連續(xù)剛構(gòu)橋加拿大魁北克公鐵兩用橋（548.8m）（懸臂鋼桁）1917飛云江橋（簡支梁橋）

梁式橋六庫怒江橋（連續(xù)梁橋）南寧邕江大橋（懸臂梁橋）

梁式橋武漢長江大橋（1957年建，公鐵兩用，連續(xù)鋼桁梁橋，三聯(lián)3×128m）

梁式橋主要承重構(gòu)件受力圖式受力特點（豎向力作用）材料要求結(jié)構(gòu)體系世界紀錄拱圈或拱肋墩臺不僅產(chǎn)生豎向反力，還產(chǎn)生水平推力，從而使拱主要受壓，也受彎矩?？箟耗芰姡ùu、石、砼、鋼筋砼、鋼、鋼管砼）簡單體系拱橋、組合體系拱橋、拱片拱美新河谷橋（518.3m）（鋼拱）1976

拱式橋

拱橋受力圖式

拱式橋

趙州橋（石拱橋）剛架拱從化拱橋（鋼筋混凝土肋拱）四川旺蒼東河橋（鋼管拱）

拱式橋

剛架橋主要承重構(gòu)件受力圖式受力特點（豎向力作用）材料要求結(jié)構(gòu)特點世界紀錄剛架結(jié)構(gòu)梁部受彎為主，柱腳有水平反力，介于梁、拱之間。鋼筋砼、預(yù)應(yīng)力砼適合采用懸臂法施工，但剛結(jié)點施工困難，易于開裂。廣東珠江輔航道橋，主跨270m，（預(yù)應(yīng)力砼），1996年建成受力圖式重慶渝澳大橋（連續(xù)剛構(gòu)橋）

剛架橋（無支座）斜腿剛構(gòu)橋

懸索橋（吊橋）主要承重構(gòu)件受力圖式受力特點（豎向力作用）材料要求結(jié)構(gòu)特點世界紀錄纜索纜索只受拉力，墩臺受豎向力及水平推力。平行高強鋼絲束自重輕，跨越力強，鋼度差，變形及振動大日本，明石海峽大橋，主跨1991m意大利，莫西拿橋橋，主跨3300m受力圖式香港青馬大橋

斜拉橋——結(jié)構(gòu)體系實質(zhì)上屬于梁與索的組合天津永和新橋（雙塔三跨斜拉橋）杭州灣大橋南航道橋

斜拉橋（獨塔）

爪哇—巴厘橋

斜拉—懸索混合體系

其它組合體系橋梁南京長江大橋（公鐵兩用）2、按橋梁用途來劃分公路橋、鐵路橋、公鐵兩用橋、農(nóng)橋、人行橋、運水橋（渡槽）、其它專用橋梁（如通過管路、電纜等）軍都山渡槽橋，是我國第一座跨度超過百米的大型斜拉輸水建筑物，截面采用圓弧形的半封閉薄殼結(jié)構(gòu)。渡槽橋ROSENSTEIN人行橋（自錨式懸索橋）橋梁分類多孔計算跨徑總和L（m）單孔計算跨徑l0（m）特大橋L≥1000l0≥150大橋100≤L<100040≤l0<150中橋30≤L<10020≤l0<40小橋8≤L<305≤l0<203、按跨徑大小分類

我國公路工程技術(shù)標準橋梁分類（依據(jù)我國《公路工程技術(shù)標準》）4、按主要承重結(jié)構(gòu)所用的材料來劃分木橋、鋼橋、圬工橋（包括磚、石、混凝土橋）、鋼筋混凝土橋、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土橋、鋼管混凝土煤溪谷橋（英國）少見的鑄鐵拱橋挪威特羅姆澤海灣橋，上承式5、按行車道的位置劃分

上承式——視野開闊，但建筑高度相對較大

下承式——建筑高度小，視野較差

中承式——兼有前兩者的優(yōu)缺點日本，神戶大橋，中承式臺北關(guān)渡橋中承式三堆子金沙江橋，下承式大連新港海上棧橋，下承式6、按跨越方式 固定式的橋梁、開啟橋、浮橋、漫水橋

開啟式西德尼拉尼爾舊橋，提升式

活動橋浮橋漫水橋7、按施工方法

整體施工橋梁—上部結(jié)構(gòu)一次澆筑而成

節(jié)段施工橋梁—上部結(jié)構(gòu)分節(jié)段組拼而成整體施工橋梁

節(jié)段施工

節(jié)段施工懸臂施工法節(jié)段施工橋梁一、橋梁的組成1、橋梁一般組成（依據(jù)功能劃分）：第一節(jié)

概述

上部結(jié)構(gòu)(橋跨結(jié)構(gòu)superstructure)包括承重結(jié)構(gòu)和橋面系—跨越障礙的主要結(jié)構(gòu)，直接承擔(dān)橋面上各種車輛、行人的荷載。

下部結(jié)構(gòu)(substructure)（橋墩、橋臺及其基礎(chǔ)）—支承上部結(jié)構(gòu)，傳遞上部傳來的荷載—擋住路堤的土—將橋梁結(jié)構(gòu)的反力傳遞到地基

附屬設(shè)施(accessory)

包括錐形護坡、護岸、導(dǎo)流結(jié)構(gòu)物支座（bearing）—保證橋梁的溫差伸縮◆明確各部分的作用河南開封黃河公路大橋下部結(jié)構(gòu)上部結(jié)構(gòu)梁式橋拱橋上部結(jié)構(gòu)下部結(jié)構(gòu)鄭州黃河公路大橋斜拉橋上部結(jié)構(gòu)下部結(jié)構(gòu)懸索橋1937年，美國，舊金山金門大橋，1280m下部結(jié)構(gòu)上部結(jié)構(gòu)

水位低水位——枯水季節(jié)河流的最低水位。高水位——洪峰季節(jié)河流的最高水位。設(shè)計水位——按規(guī)定設(shè)計洪水頻率算得的+浪高+雍水水位2、主要名稱和尺寸跨徑凈跨徑（l0

）：設(shè)支座和不設(shè)支座總跨徑（橋梁孔徑）（Σl0

）：反映橋下泄洪能力計算跨徑（l）：力學(xué)計算橋梁全長：對于梁式橋而言，橋梁兩個橋臺側(cè)墻或八字尾端間的距離L，稱為橋梁全長（無橋臺的橋梁為橋面系行車道長度）。

橋梁總長：通常把兩橋臺臺背前緣間距離L1稱為橋梁總長。

高度橋下凈空高度（H）：設(shè)計洪水位——橋跨結(jié)構(gòu)下緣建筑高度（h）：行車路面——橋跨結(jié)構(gòu)最下緣容許建筑高度：橋面——通航凈空頂部一、我國橋梁建設(shè)的成就

我國橋梁的建設(shè)規(guī)模橋型跨徑記錄（m）橋名同類型橋世界排位梁橋270虎門大橋第一混凝土拱橋420萬縣長江大橋第一斜拉橋628南京長江二橋第三懸索橋1385江陰長江大橋第四三、國內(nèi)外橋梁發(fā)展概況虎門大橋輔航道橋1997年建成，主跨270m，世界最大跨徑的連續(xù)剛構(gòu)橋

萬縣長江大橋1997年建成，勁性骨架鋼筋混凝土箱形拱橋，主跨420m，是世界上跨徑最大的鋼筋混凝土拱橋。

2000年建成，主跨628m，在斜拉橋中，跨徑處于中國第一、世界第三位。北橋為連續(xù)剛構(gòu)橋，采用移模平衡懸臂澆筑，南橋（斜拉橋）采用預(yù)制鋼箱梁，平衡懸臂拼裝。南京長江二橋

創(chuàng)造了斜拉橋四項世界之最：主跨1088m，是目前世界跨徑最大的斜拉橋；主塔高306m，是世界最高的橋塔；主橋兩個基礎(chǔ)墩分別采用131根直徑為效果圖蘇通長江大橋2.5m至2.8m、長120多米的群樁構(gòu)筑，是世界最大規(guī)模的群樁基礎(chǔ)；主橋最長的斜拉索長達580m，是世界最長的斜拉索，加之采用技術(shù)的先進性，這座大橋可代表當(dāng)今世界橋梁建設(shè)的最高水平。

位于我國江蘇省江陰市和靖江市之間，跨越長江的公路大橋，建成于1999年。主橋跨徑1385m的鋼箱梁懸索橋，是我國最大跨度的懸索橋，占世界第四位。江陰長江大橋二、世界橋梁建設(shè)成就

基礎(chǔ)工程

水深50米已經(jīng)解決

100米以上尚待探索

設(shè)計方法

容許應(yīng)力法

極限狀態(tài)法

可靠度理論

橋梁建設(shè)規(guī)模

新材料的應(yīng)用

預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用

計算機技術(shù)的應(yīng)用第二節(jié)橋梁的總體規(guī)劃

與設(shè)計程序橋梁工程建設(shè)的一般程序

規(guī)劃、設(shè)計、施工三大流程規(guī)劃工作：

又稱前期工作，或可行性研究工作。對于特大橋，還有預(yù)可行性研究。主要研究論證工程的必要性與可行性（橋位、橋型、經(jīng)濟、對環(huán)境的影響等）。是項目決策一、橋梁設(shè)計的基本要求

使用上的要求；

經(jīng)濟上的要求；

結(jié)構(gòu)尺寸和構(gòu)造上的要求；

施工上的要求；

美觀上的要求。第一節(jié)橋梁設(shè)計的基本原則原則：安全、適用、經(jīng)濟、美觀和有利環(huán)保1980年建成的南斯拉夫克爾克橋，跨徑390m，鋼筋混凝土拱橋，與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)自然

與環(huán)境協(xié)調(diào)的橋梁

與環(huán)境協(xié)調(diào)的橋梁

橋梁對環(huán)境的破壞橋梁的建設(shè)，使得植被遭到破壞，大大影響了自然環(huán)境

橋梁對環(huán)境的破壞植被遭受破壞1、使用任務(wù)—確定橋梁的規(guī)模2、選擇橋位—確定路橋的關(guān)系等3、橋位地形—測繪地形圖4、橋位地質(zhì)

—工程地質(zhì)報告5、橋位水文—確定橋梁跨徑和凈空6、建材來源、供應(yīng)及運輸7、施工單位及現(xiàn)場情況8、氣象資料9、其它情況—上、下游老橋等二、設(shè)計資料的調(diào)查一、橋梁縱斷面設(shè)計

—總跨徑、分孔、確定標高、縱坡、基礎(chǔ)埋深1、橋梁總跨徑的確定：（1）滿足水文計算要求（2）依具體情況調(diào)整第二節(jié)橋梁縱、橫斷面設(shè)計和平面布置2、橋梁分孔（1）橋型（跨越能力）（2）經(jīng)濟跨徑（3）通航要求（4）地質(zhì)、地形（5）各孔徑間比例（6）戰(zhàn)備考慮（7）施工能力（8）美觀方面

跨徑越大，孔數(shù)越少，上部結(jié)構(gòu)造價高，墩臺造價低。最經(jīng)濟的分孔，使上下部結(jié)構(gòu)的總造價最低。通航河流：滿足通航要求平原區(qū)：主槽布置跨徑大的通航孔山區(qū)深谷：加大跨徑，可采用特大單孔跨越，減少中間橋墩不利地質(zhì)段：移橋基，加跨徑

多孔跨徑的比例：鋼筋砼三跨連續(xù)梁：中跨/邊跨=1.00/0.80

五跨連續(xù)梁:1.00/0.90/0.65多孔橋梁：奇數(shù)跨（結(jié)構(gòu)對稱）基礎(chǔ)工程：在大橋施工中起控制作用，應(yīng)減少基礎(chǔ) 數(shù)量，加大跨徑。美觀要求：整體規(guī)劃橋梁分孔時應(yīng)考慮3、橋道標高的確定（1）總前提：保證排洪、通航和橋下行車安全及橋梁自身安全（2）有關(guān)的具體規(guī)定：

流水凈空—跨河橋

通航凈空—跨河橋

車輛凈空—跨線橋通航凈空頂部BMbHMh4、縱坡——縱斷面線形

大中橋梁：引道i5%i4%(1~2%)i4%(1~2%)城鎮(zhèn)橋上及引道i3%

引道i5%平坡將橋梁縱斷面設(shè)計成單向或雙向坡度，有利于交通、美觀，又便于排水。一般的：

小橋：5、基礎(chǔ)的埋置深度二、橫斷面設(shè)計1、橋梁寬度

依據(jù)《公路工程技術(shù)標準（JTGB01－2003》中規(guī)定的各級公路行車道寬度、中間帶寬度、路肩寬度確定。2、橋面凈空

應(yīng)滿足《公路工程技術(shù)標準》中關(guān)于建筑限界的規(guī)定。高速公路、一級公路（整體式）高速公路、一級公路（分離式）二、三、四級公路橋涵凈空三、平面布置——確定路、橋、水流的關(guān)系原則：平順、車輛平穩(wěn)通過（1）高速、一級公路上的大、中橋及所有的小橋—

依路線（2）二、三、四級公路上的大、中橋一般為直線（3）由經(jīng)濟和施工而言，避免斜交，否則，α≤45o，通航河流α≤5o。

水流向行車向

橋軸線與支承線的垂線呈某一夾角第三節(jié)橋梁設(shè)計與建設(shè)程序橋梁的設(shè)計程序（大型橋梁）預(yù)可行性研究報告與可行性研究報告初步設(shè)計技術(shù)設(shè)計施工設(shè)計

橋梁的設(shè)計程序（大型橋梁）一、預(yù)可行性研究報告與可行性研究報告預(yù)可行性研究報告：在規(guī)劃可行的基礎(chǔ)上，著重研究建設(shè)上的必要性和經(jīng)濟上的合理性?？尚行匝芯繄蟾妫涸陬A(yù)可行性研究報告審批后，在必要性和合理性得到確認的基礎(chǔ)上，著重研究工程上和投資上的可行性。預(yù)可行性研究報告與可行性研究報告

的主要內(nèi)容工程必要性論證：評估橋梁建設(shè)在國民經(jīng)濟中的作用工程可行性論證：

1.制定橋梁標準問題

2.自然條件及周圍環(huán)境問題

3.橋位問題(橋式方案問題)

造價估算

資金來源

直接經(jīng)濟效益與投資回報

間接經(jīng)濟效益

社會效益經(jīng)濟可行性論證二、初步設(shè)計

進一步的水文、勘測（地質(zhì)初勘）工作

橋式方案比選（總體布置和一般構(gòu)造圖）

初步的計算與施工方案

設(shè)計概算

技術(shù)補充勘探

結(jié)構(gòu)總體及細部的技術(shù)設(shè)計

實施科研項目

結(jié)構(gòu)各部分詳細的設(shè)計圖紙

修正概算三、技術(shù)設(shè)計（對于特大橋）四、施工圖設(shè)計

施工鉆探（詳勘）

詳細的設(shè)計計算

繪制施工詳圖（設(shè)計圖）

施工（控制）方案

編制工程預(yù)算設(shè)計程序設(shè)計階段工作內(nèi)容適用兩階段設(shè)計初步設(shè)計總體規(guī)劃，擬主要尺寸，估工程量，工程概算。大、中橋（盡量）施工圖設(shè)計據(jù)批準的初步設(shè)計，詳細設(shè)計計算，繪施工圖，施工組織設(shè)計，工程預(yù)算一階段設(shè)計施工圖設(shè)計據(jù)批準的任務(wù)書編施工圖，工程預(yù)算。中、小橋設(shè)計程序第三節(jié)

橋梁設(shè)計作用結(jié)構(gòu)重力＝結(jié)構(gòu)體積與材料容重（重力密度）的乘積在確保結(jié)構(gòu)安全的前提下，減小結(jié)構(gòu)自重是設(shè)計的目標。位于水中的構(gòu)造均會受到水的浮力作用水的浮力預(yù)應(yīng)力概念可變作用——在結(jié)構(gòu)使用期間，其量值隨時間變化，且其變化值與平均值比較不可忽略的作用。位置、大小、方向2007-12-27

一、汽車荷載

車輛活載指橋梁承受的機動交通活載。對鐵路橋，指列車活載；對公路橋，指汽車、掛車、履帶車等。車輛荷載的種類繁多，因此，需要對車輛荷載進行調(diào)查分析和綜合概括，并按照安全、適用和經(jīng)濟的原則，確定出設(shè)計采用的標準活載。

對于不包括沖擊效應(yīng)的車輛活載，可稱之為靜活載。

汽車荷載等級－公路－I級、公路

II級汽車荷載由車道荷載和車輛荷載組成，兩者的作用不得疊加（取加載不利者）車道荷載：均布荷載＋集中荷載，用于橋梁結(jié)構(gòu)的整體計算

加載：均布荷載滿布于同號影響線區(qū)域，集中荷載只作用在相應(yīng)影響線中的一個最大峰值處一、汽車荷載在橋梁上行駛的汽車是橋梁設(shè)計的一個重要的技術(shù)指標。汽車經(jīng)過橋面，對橋梁結(jié)構(gòu)的受力情況產(chǎn)生影響，并使之發(fā)生變化。故在橋梁設(shè)計中將汽車稱為汽車荷載。從高空向下俯視，車輛密集度大時，排列在汽車行駛道上的車輛分布較均勻，但夾雜在其中的重型車輛隔較遠才出現(xiàn)一輛。根據(jù)公路橋梁使用中實際情況，通常把汽車荷載在橋面上的分布情況以兩種形式在設(shè)計中表現(xiàn)出來。其中前述汽車在橋梁上的分布形式叫車道荷載。一個車道荷載由車道均布荷載和一個集中力構(gòu)成。重車小車集中荷載（重車）均布荷載（小車）注意汽車正常行駛85年版規(guī)范中的汽車活載（2)公路的車輛荷載一、汽車荷載（2)公路的車輛荷載車輛荷載用于橋梁結(jié)構(gòu)的局部加載、涵洞、橋臺等公路－I級和公路－II級汽車荷載采用相同的車輛荷載車道荷載橫向分布系數(shù)應(yīng)按設(shè)計車道數(shù)如圖布置車輛荷載進行計算車輛荷載的橫向布置一、汽車荷載（2)公路的車輛荷載車輛荷載的橫向布置示例一、汽車荷載（5）、汽車荷載的加載加載就是按最不利原則布置標準活載，通過結(jié)構(gòu)分析計算橋梁活載效應(yīng)（內(nèi)力、應(yīng)力和位移、變形等）的最不利值。一般做法：先計算結(jié)構(gòu)內(nèi)力及位移影響線，然后布載并加載。對均布荷載，加載為荷載集度與同號區(qū)段影響線面積的乘積；對集中荷載，為荷載大小與對應(yīng)影響線縱坐標值的乘積。對公路車道荷載，布載時，應(yīng)將其中的均布荷載標準值（任意長度，任意截取）滿布于使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最不利效應(yīng)的同號影響線區(qū)段上，而集中荷載標準值只布置在相應(yīng)影響線中的一個最大影響線峰值處。對公路車輛荷載，則使用輪系荷載直接加載并通過試算的方法找出最不利值。

一、汽車荷載汽車荷載以一定的速度在橋上行駛時，會使橋梁發(fā)生振動，產(chǎn)生動力作用。這種動力作用會使橋梁的內(nèi)力和變形較靜活載作用時大。這種現(xiàn)象就稱之為沖擊作用。沖擊作用的大小采用沖擊力來加以衡量。沖擊力與結(jié)構(gòu)的剛度有關(guān)（剛度越小，對動荷載的緩沖作用越強），目前根據(jù)結(jié)構(gòu)動力學(xué)及橋梁動載試驗結(jié)果提出的近似計算公式。在設(shè)計中，引入沖擊系數(shù)

。沖擊力標準值等于汽車荷載標準值乘以沖擊系數(shù)

。二、沖擊力公路橋

根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)的動力特性來確定沖擊力。橋梁結(jié)構(gòu)的自振頻率（基頻）可綜合反映出結(jié)構(gòu)尺寸、類型、材料等動力特性內(nèi)容，直接表達了沖擊系數(shù)與橋梁結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。無論建橋材料和結(jié)構(gòu)類型、尺寸、跨度是否差別，只要結(jié)構(gòu)的基頻相同和荷載條件相同，沖擊系數(shù)就基本相同。

當(dāng)f＜1.5Hz時，

＝0.05

當(dāng)1.5Hz≤

f≤14Hz時

當(dāng)f＞

14Hz時，

＝0.45f為結(jié)構(gòu)基頻（Hz），按有限元分析或簡化公式計算

的表達式二、沖擊力公路橋梁的人群荷載集度：3kN/m2（L0

≤50m），

2.5kN/m2（L0≥150m），其間線性內(nèi)插；城市郊區(qū)行人密集地區(qū)取上述值的1.15倍；專用人行橋取3.5kN/m2。人行道板還應(yīng)以4kN/m2

（公）的荷載進行檢算，人群作用于欄桿上的水平推力按0.75kN/m考慮，作用于立柱和扶手的豎向力按1.0kN/m考慮。

三、人群荷載

離心力是指車輛行駛在曲線線路上時，因速率方向變化而引起的橫向水平力。當(dāng)曲線半徑等于或小于250m時，應(yīng)計算汽車荷載引起的離心力。離心力的大小等于車輛活載（不計沖擊力）乘以離心力系數(shù)C，C值按下式計算

（3-9）

式中

V——設(shè)計行車速度（km/h）；

R——曲線半徑（m）。

離心力的著力點在橋面以上1.2m處（公路橋）或軌頂面上2m處（鐵路橋）。四、離心力當(dāng)風(fēng)以一定速度運動并受到橋梁阻礙時，橋梁就承受到風(fēng)壓。對大跨度的斜拉橋、懸索橋以及高聳的橋塔和橋墩等，尤其如此。

順風(fēng)向風(fēng)壓和橫風(fēng)向風(fēng)壓公路橋橫橋向風(fēng)荷載按下式計算

Fwh——橫橋向風(fēng)荷載標準值（kN）

Wd——設(shè)計基準風(fēng)壓

（kN/m2）

k0——設(shè)計風(fēng)速重現(xiàn)期換算系數(shù)

k1——風(fēng)載阻力系數(shù)

k3——地形、地理條件系數(shù)五、風(fēng)荷載汽車制動力是指車輛在制動時為克服車輛的慣性力（或阻力）而在路面與車輪之間發(fā)生的滑動摩擦力。制動力是墩臺設(shè)計的重要荷載，是作用在橋上的縱向水平力。一個設(shè)計車道上的制動力為車道荷載標準值在加載長度上計算的總重力的10%，但公路－Ⅰ級汽車荷載的制動力標準值不得小于165kN；公路－Ⅱ級不小于90kN。同向行駛雙車道：兩倍；同向行駛?cè)嚨溃?.34倍；同向行駛四車道：2.68倍。

六、汽車制動力溫度作用指因溫度的變化而引起的結(jié)構(gòu)變形和附加力溫度的變化：（年平均）均勻溫度變化和梯度溫度（溫差）。均勻溫度變化的幅度：按橋梁所在地區(qū)的氣溫條件（一般取當(dāng)?shù)刈罡吆妥畹驮缕骄鶜鉁兀┐_定，氣溫變化值，應(yīng)自結(jié)構(gòu)合龍時的溫度算起。公路橋采用的豎向梯度溫度變化曲線，見圖

各種材料的線膨脹系數(shù)，可按設(shè)計規(guī)范采用。七、溫度作用七、溫度作用位于河流中的橋墩會受到流水壓力的作用

位于冰凌河流或水庫的橋梁墩臺，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)乇璧木唧w條件及墩臺的結(jié)構(gòu)形式，考慮冰荷載的作用。（公路橋）

支座上的摩阻力是因上部結(jié)構(gòu)由溫度等引起的變位而產(chǎn)生的，其作用方向與上部結(jié)構(gòu)的變位方向相反，作用點在支座處，計算公式為：

八、流水壓力、冰壓力和支座摩阻力149

八、流水壓力、冰壓力和支座摩阻力八、流水壓力、冰壓力和支座摩阻力4.4

偶然荷載概念偶然作用——在結(jié)構(gòu)使用期間出現(xiàn)的概率很小，一旦出現(xiàn)，其值很大且持續(xù)時間很短的作用。4.4

偶然荷載偶然荷載－地震荷載、船只或漂流物（如排筏）的撞擊力以及施工荷載。地震力－由于地震波在土中傳播，使震區(qū)發(fā)生地面運動；橋梁墩臺首先受到外加的強迫運動，并導(dǎo)致整個橋梁的振動。所謂地震力，主要指強烈的地面運動引起的結(jié)構(gòu)自身的慣性力（加速度與質(zhì)量的乘積）。它不僅地面運動的強烈程度有關(guān)，也與結(jié)構(gòu)的自身動力特性（頻率和振型）有關(guān)，還與橋梁所在處的地質(zhì)情況有關(guān)。

船只或漂流物的撞擊力

汽車的撞擊作用

一、偶然作用（荷載）的分類：二、地震力的考慮震級：里氏（Richter），地震的強弱，最大8.9級（唐山7.8級）烈度：麥氏（Mercalli），地震對地面結(jié)構(gòu)的破壞程度，分為12級（基本烈度）橋梁的設(shè)計作用二、地震力的考慮第四節(jié)偶然作用汶川大地震共造成24條高速公路受損，161條國省干線受損，8618條鄉(xiāng)村公路受損，6140座橋梁受損，156條隧道受損。橋梁的設(shè)計作用二、地震力的考慮第四節(jié)偶然作用橋梁的設(shè)計作用二、地震力的考慮第四節(jié)偶然作用橋梁的設(shè)計作用二、地震力的考慮第四節(jié)偶然作用橋梁的設(shè)計作用三、船舶撞擊力的考慮1.撞擊力計算第四節(jié)偶然作用橋梁的設(shè)計作用三、船舶撞擊力的考慮第四節(jié)偶然作用橋梁的設(shè)計作用三、船舶撞擊力的考慮1954年9月1971年第二座橋開通1987年4月新橋開通1980年5月9號被一空貨輪撞擊，死35人防撞措施第四節(jié)偶然作用SunshineSkywayBridge,FLUSA2.防撞措施（消能及阻尼作用）4.5

作用效應(yīng)組合結(jié)構(gòu)上幾種作用分別產(chǎn)生的效應(yīng)的疊加一、作用效應(yīng)組合二、作用效應(yīng)組合的原則以橋梁在施工和運營時可能處于最不利的受力狀態(tài)為原則必需考慮各種作用效應(yīng)的取舍以及它們同時作用的可能性參照相關(guān)設(shè)計規(guī)范要求進行組合依據(jù)方法目的公路橋采用基于結(jié)構(gòu)可靠性理論的極限狀態(tài)設(shè)計方法。應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)可能同時出現(xiàn)的作用，分別按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進行作用效應(yīng)組合，取其最不利效應(yīng)組合進行設(shè)計。三、公路橋梁作用效應(yīng)組合

1.組合中的相關(guān)術(shù)語解釋

承載能力極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)A.設(shè)計中結(jié)構(gòu)的狀態(tài)4.5

作用效應(yīng)組合三種設(shè)計狀況：持久狀況

指橋涵使用過程中長期承受結(jié)構(gòu)重力、汽車荷載等作用的狀況。在該狀況下，應(yīng)進行承載能力和正常使用極限狀態(tài)設(shè)計。短暫狀況

指橋涵施工過程中承受臨時性作用的狀況。在該狀況下，僅要求進行承載能力極限狀態(tài)設(shè)計，必要時才進行正常使用極限狀態(tài)設(shè)計。偶然狀況

指橋涵使用過程中可能偶然遭受的地震等狀況。在該狀況下，僅要求進行承載能力極限狀態(tài)設(shè)計，不需要進行正常使用極限狀態(tài)設(shè)計。持久狀況短暫狀況偶然狀況運營階段施工階段偶然情況B.設(shè)計的狀況4.5

作用效應(yīng)組合1.組合中的相關(guān)術(shù)語解釋

橋梁的設(shè)計作用在按持久狀況承載能力極限狀態(tài)設(shè)計時，按照結(jié)構(gòu)可能破壞的嚴重程度，將公路橋涵劃分為三個設(shè)計安全等級，根據(jù)不同等級，擬定相應(yīng)的結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)與作用效應(yīng)組合值相乘。

第五節(jié)作用效應(yīng)組合C.結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)1.組合中的相關(guān)術(shù)語解釋

以標準跨徑確定橋梁的設(shè)計作用D.作用效應(yīng)作用標準值效應(yīng)作用頻遇值效應(yīng)作用準永久值效應(yīng)四種效應(yīng)描述作用設(shè)計值效應(yīng)作用設(shè)計值效應(yīng)＝作用標準值效應(yīng)×作用效應(yīng)分項系數(shù)作用效應(yīng)（Effectofanaction）結(jié)構(gòu)對所受作用的反應(yīng)，如彎矩、位移等（通過結(jié)構(gòu)分析得到）作用效應(yīng)設(shè)計值（Designvalueofanactioneffect）作用標準值效應(yīng)與分項系數(shù)的乘積。分項系數(shù)（Partialsafetyfactor）為保證結(jié)構(gòu)具有規(guī)定的可靠度而在設(shè)計表達式中采用的系數(shù)，分為作用分項系數(shù)和抗力分項系數(shù)。對公路橋，作用分項系數(shù)是顯式的，在作用組合時采用；抗力分項系數(shù)是隱式的，包含在材料強度取值中。第五節(jié)作用效應(yīng)組合1.組合中的相關(guān)術(shù)語解釋

橋梁的設(shè)計作用2.公路橋梁作用效應(yīng)組合方法作用效應(yīng)基本組合（Fundamentalcombinationforactioneffects）承載能力極限狀態(tài)設(shè)計時，永久作用設(shè)計值效應(yīng)與可變作用設(shè)計值效應(yīng)的組合作用效應(yīng)偶然組合（Accidentalcombinationforactioneffects）承載能力極限狀態(tài)設(shè)計時，永久作用標準值效應(yīng)與可變作用標準值效應(yīng)、一種偶然作用標準值效應(yīng)的組合作用短期效應(yīng)組合（Combinationforshort-termactioneffects）正常使用極限狀態(tài)設(shè)計時，永久作用標準值效應(yīng)與可變作用頻遇值效應(yīng)的組合作用長期效應(yīng)組合（Combinationforlong-termactioneffects）正常使用極限狀態(tài)設(shè)計時，永久作用標準值效應(yīng)與可變作用準永久值效應(yīng)的組合第五節(jié)作用效應(yīng)組合2.作用效應(yīng)組合的不同方法橋梁的設(shè)計作用2.公路橋梁作用效應(yīng)組合方法2.作用效應(yīng)組合的不同方法基本組合偶然組合短期狀態(tài)組合長期狀態(tài)組合設(shè)計方法承載能力極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)永久作用可變作用偶然作用組合內(nèi)容和方法組合名稱應(yīng)力計算組合設(shè)計值效應(yīng)設(shè)計值效應(yīng)標準值效應(yīng)標準值效應(yīng)某種代表值標準值效應(yīng)標準值效應(yīng)標準值效應(yīng)頻遇值效應(yīng)準永久值效應(yīng)標準值效應(yīng)第五節(jié)作用效應(yīng)組合橋梁的設(shè)計作用公路橋涵按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計

時的基本組合γ0——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，1.1,1.0,0.9Sud——承載能力極限狀態(tài)下作用基本組合的效應(yīng)組合設(shè)計值γGi——第i個永久作用效應(yīng)的分項系數(shù)SGik——第i個永久作用效應(yīng)的標準值γQ1——汽車荷載效應(yīng)（含沖擊力、離心力）的分項系數(shù)SQ1k——汽車荷載效應(yīng)（含沖擊力、離心力）的標準值Φc——除汽車荷載效應(yīng)外的其他可變作用效應(yīng)的組合系數(shù)γQj——除汽車荷載效應(yīng)外的其他第j個可變作用效應(yīng)的分項系數(shù)SQjk——除汽車荷載效應(yīng)外的其他第j個可變作用效應(yīng)的標準值第五節(jié)作用效應(yīng)組合A.承載力極限狀態(tài)下，作用效應(yīng)的基本組合橋梁的設(shè)計作用第五節(jié)作用效應(yīng)組合公路橋涵按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計

時的基本組合基本效應(yīng)組合設(shè)計值UltimatebearingcapacityDesign永久作用標準值效應(yīng)可變作用汽車標準值效應(yīng)舉例汽車荷載（計沖擊）可變作用汽車以外標準值效應(yīng)作用分項系數(shù)γQ1=1.4自重恒載效應(yīng)作用分項系數(shù)γG1=1.2永久作用設(shè)計值效應(yīng)可變作用（汽車）設(shè)計值效應(yīng)溫度效應(yīng)組合系數(shù)Ψc=0.8,0.7,0.6,0.5作用分項系數(shù)γQj=1.4橋梁的設(shè)計作用公路橋涵按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計

時的短期組合第一項：作用短期效應(yīng)組合的設(shè)計值第二項：m個永久作用的標準值效應(yīng)（不乘系數(shù)）組合第三項：n個可變作用效應(yīng)的頻遇值效應(yīng)組合第j個可變作用效應(yīng)的頻遇值系數(shù)第五節(jié)作用效應(yīng)組合B.正常使用極限狀態(tài)下，作用短期效應(yīng)組合短期效應(yīng)組合設(shè)計值ShortDesign永久作用/標準值效應(yīng)可變作用/標準值效應(yīng)可變作用頻遇值系數(shù)可變作用/頻遇值效應(yīng)舉例自重恒載效應(yīng)Ψ1=0.7汽車荷載（不計沖擊）橋梁的設(shè)計作用公路橋涵按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計

時的長期組合第一項：作用長期效應(yīng)組合的設(shè)計值第二項：m個永久作用的標準值效應(yīng)（不乘系數(shù)）組合第三項：n個可變作用的準永久值效應(yīng)組合第j個可變作用效應(yīng)的準永久值系數(shù)第五節(jié)作用效應(yīng)組合C.正常使用極限狀態(tài)下，作用長期效應(yīng)組合長期效應(yīng)組合設(shè)計值LongDesign永久作用/標準值效應(yīng)可變作用/標準值效應(yīng)可變作用準永久值系數(shù)可變作用/準永久值效應(yīng)舉例Ψ2=0.4汽車荷載（不計沖擊）自重恒載效應(yīng)橋梁的設(shè)計作用第五節(jié)作用效應(yīng)組合公路橋涵按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計

時的持久狀況應(yīng)力計算效應(yīng)組合效應(yīng)組合設(shè)計值Design永久作用/標準值效應(yīng)可變作用/標準值效應(yīng)舉例自重恒載效應(yīng)汽車荷載（不計沖擊）第一項：作用效應(yīng)組合的設(shè)計值第二項：m個永久作用的標準值效應(yīng)的組合（不乘系數(shù)）第三項：n個可變作用的標準值效應(yīng)的組合（不乘系數(shù)）本組合用于正常使用極限狀態(tài)設(shè)計中持久狀況應(yīng)力計算時的作用效應(yīng)組合D.正常使用極限狀態(tài)中持久狀況應(yīng)力計算效應(yīng)組合橋梁的設(shè)計作用其他可變荷載不同時組合表（公路）編號荷載名稱不與該荷載同時參與組合的荷載號15汽車制動力流水壓力，冰壓力，支座摩阻力16流水壓力汽車制動力，冰壓力

17冰壓力汽車制動力，流水壓力

19支座摩阻力汽車制動力

第五節(jié)作用效應(yīng)組合四、作用效應(yīng)組合中的排它性橋梁的設(shè)計作用第五節(jié)作用效應(yīng)組合作用效應(yīng)組合中容易混淆的術(shù)語五、公路橋梁作用效應(yīng)組合中幾個與時間有關(guān)的名詞持久狀況短暫狀況偶然狀況設(shè)計狀況作用分類

永久作用

可變作用

偶然作用

偶然組合短期狀態(tài)組合長期狀態(tài)組合組合分類基本組合設(shè)計極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)使用中注意區(qū)別和聯(lián)系第四節(jié)

橋面布置與構(gòu)造橋面組成橋面部分的一般構(gòu)造橋面鋪裝防水與排水系統(tǒng)橋面伸縮縫人行道（或安全帶）緣石、欄桿、護欄和照明燈柱保護橋面結(jié)構(gòu)使用性能實踐中存在的問題設(shè)計、施工中得不到應(yīng)有的重視（附屬性）橋面鋪裝破損（施工質(zhì)量差、超載）伸縮縫破損（設(shè)計不合理、維護不到位）中斷交通繼續(xù)橋面鋪裝層開裂修補痕跡返回鋼板伸縮縫銹蝕、泥沙填塞

返回2.4.1橋面鋪裝及防排水系統(tǒng)一、橋面布置雙向車道布置行車道的上下行交通布置在同一橋面上，它們之間用畫線分隔分車道布置橋面上設(shè)置分隔帶或分離式主梁，使上下行交通分隔，甚至機動車道與非機動車道分隔、行車道與人行道分隔設(shè)置雙層橋面布置即橋梁結(jié)構(gòu)在空間上提供兩個不在同一平面上的橋面構(gòu)造雙向車道布置繼續(xù)分車道的橋面布置返回雙層橋面布置返回2.4.1橋面鋪裝及防排水系統(tǒng)二、橋面鋪裝橋面鋪裝的作用－也稱行車道鋪裝防輪胎直接磨耗行車道板防主梁遭受雨水的侵蝕分布荷載橋面鋪裝的要求要求有抗車轍、行車舒適、抗滑耐磨、低溫抗裂、不透水、剛度好等性能，輕質(zhì)，結(jié)合良好橋面鋪裝的設(shè)計一般不做受力計算盡量減少重量橋面鋪裝的類型水泥混凝土類型：高級路碎（礫）石瀝青混凝土瀝青表面處置中、低級路特點：適合重載，養(yǎng)生長，維修難水泥混凝土鋪裝雙向鋼筋網(wǎng)：d≧8mm,＠≦100mm,保證長度，整體性好（各主梁共同受力）鋪裝厚度：≧8cm伸縮縫：縱向－一道/車道，橫向－一道/3～5m混凝土：等級≧C40厚度：瀝青混凝土鋪裝特點：行車舒適、重量輕，通車早、維修方便（優(yōu)）宜老化和變形，受溫度影響大（缺）7～8,→10cm5～8cm高速、一級路其它路橋面鋪裝的類型一般的：4.1.3橋面縱橫坡設(shè)置縱坡設(shè)置為雙向，一般i≤3%～4%三、橋面縱橫坡設(shè)置墩臺頂設(shè)橫坡橫坡設(shè)置形式：鋪裝層等厚特點：鋪裝層輕適用：板橋、箱梁、就地澆筑的肋板式梁橋設(shè)混凝土三角墊層特點：施工方便（制梁、安裝）適用：裝配肋板式梁（各梁高相同）行車道板設(shè)傾斜面特點：鋪裝層輕，主梁構(gòu)造復(fù)雜適用：寬橋方向雙向（一般）單向（分為兩座獨立的橋時可采用）線形拋物線（雙向）直線（單向時、人行道）橫坡坡度i=道路i（或＋0.5%）＝1.5%～3%2.4.1橋面鋪裝及防排水系統(tǒng)四、橋面防水作用：防滲水于梁體（耐久性），行車安全瀝青涂膠下封層類型：高分子聚合物涂料瀝青防水卷材；侵漬瀝青的無紡?fù)凉げ既鲣伇訛r青＋撒一層砂子→碾壓形成聚氨脂膠泥環(huán)氧樹脂陽離子乳化瀝青氯丁膠乳施工簡單，無污染廣泛使用造價高，施工麻煩，鋪裝層易起殼開裂位置：在行車道鋪裝層下邊，將透過鋪裝層滲下的雨水匯集到排水設(shè)施排出2.4.1橋面鋪裝及防排水系統(tǒng)五、橋面排水系統(tǒng)組成：橋面縱、橫坡，泄水管等泄水管的數(shù)量＝0，縱坡＞2％，而橋長L＜50m時，（陡而短）1個/12～15m，縱坡＞

2％，而橋長L＞50m時，（陡而長）1個/6～8m

，縱坡＜2％，（坦）泄水管內(nèi)徑D=10～15cm泄水管布置方法車道兩側(cè)（對稱或交叉）位置設(shè)于泄水管材質(zhì)：塑料、鋼、鐵、鋼筋混凝土行車道邊人行道下（橫、豎向）易阻塞2.4.1橋面鋪裝及防排水系統(tǒng)五、橋面排水系統(tǒng)封閉式排水系統(tǒng)不設(shè)人行道的小橋：直接預(yù)留橫向孔道做法：泄水孔接管道，直接引入地面適用：跨越公路、鐵路、通航河流的橋梁以及城市橋梁管道路線：箱內(nèi)各個墩（橋長時）橋臺（橋短時）1-泄水漏斗2-泄水管3-斜槽4-橫梁5-縱向排水管2.4.2橋梁伸縮縫作用：保證橋跨結(jié)構(gòu)能按靜力圖變形車輛能平穩(wěn)通過構(gòu)造特點：欄桿、人行道也斷開結(jié)構(gòu)自由變形一、對伸縮縫的要求伸縮量足夠安全可靠、耐用無突跳和噪音防水防阻塞、便于清縫施工、維修、更換方便經(jīng)濟變形量＋梁端轉(zhuǎn)角產(chǎn)生的變形升溫降溫徐變干燥制造與安裝誤差大跨時2.4.2橋梁伸縮縫U形鋅鐵皮式伸縮縫適用：中小跨橋Δl≤2～4cm二、伸縮縫的類型－介紹幾種常用類型特點：構(gòu)造簡單，施工方便特點：構(gòu)造簡單，施工方便快捷，易于維修和更換；橋面平整無縫隙，舒適性較好，防水性較好，各個方向發(fā)生變形。TST碎石彈性伸縮縫適用：中小橋，△l≤5cm，僅適用于較小的接縫部位2.4.2橋梁伸縮縫鋼板式伸縮縫適用：△l≥4~6cm二、伸縮縫的類型－介紹幾種常用類型特點：構(gòu)造相對簡單，排擊作用影響壽命簡單的搭板式鋼板伸縮縫梳齒形鋼板伸縮縫特點：行駛性好，伸縮量大；造價較高，制造加工困難。防水能力弱，清潔工作復(fù)雜適用：可達40cm以上，大中型橋普遍采用類型：支承式（耐久性差，少用）懸臂式（常用）

繼續(xù)烏龍江大橋鋼板伸縮裝置晉江大橋鋼板伸縮裝置固定齒板活動齒板混凝土橋面板返回2.4.2橋梁伸縮縫橡膠伸縮縫適用：△l=3~8cm，二、伸縮縫的類型－介紹幾種常用類型特點：易彈跳嵌固對接式剪切式適用：△l=3~30cm，特點：具有一定的豎向剛度，跨越能力大，連接牢固可靠，行車平穩(wěn)舒適，并具有良好的吸振作用。塞入式橡膠伸縮縫簡單錨固條形橡膠伸縮縫橡膠角鋼混凝土異形鋼條形橡膠伸縮縫板式橡膠伸縮縫安裝效果板式橡膠伸縮縫破損2.4.2橋梁伸縮縫組合式伸縮縫（模數(shù)式橡膠伸縮縫）適用：特大、大橋二、伸縮縫的類型－介紹幾種常用類型特點：構(gòu)造較復(fù)雜，適應(yīng)更大的變形量德國毛勒伸縮縫適用：單個橡膠帶（單鳥式）：△l=60～