第五章土木工程概论桥梁工程.pptVIP

5.3 桥梁的结构体系和受力特点 按结构体系和受力特点，桥梁可划分为梁、拱、索三大基本体系和组合体系。其中，梁桥以受弯为主，拱桥以受压为主，悬索桥以受拉为主。 5.3.1 桥梁的基本体系 1．梁桥 梁作为承重结构，主要以其抗弯能力来承受荷载；在竖向荷载作用下，其支承反力也是竖直的；简支的梁部结构只受弯受剪，不承受轴向力。 常用的简支梁（见图5.1）跨越能力有限，跨度通常不超过40m，因此，悬臂梁和连续梁（见图5.15（a）和（b））利用增加中间支承，可减少跨中弯矩，更合理地分配内力，加大了跨越能力。 5.3.1 桥梁的基本体系 常用的简支梁（见图5.1）跨越能力有限，跨度通常不超过40m，因此，悬臂梁和连续梁（见图5.15（a）和（b））利用增加中间支承，可减少跨中弯矩，更合理地分配内力，加大了跨越能力。 5.3.1 桥梁的基本体系 简支梁 支座连接 5.3.1 桥梁的基本体系 2．拱桥 拱桥的结构特征是主要承重结构具有曲线外形（图5.15（c）所示）。其受力特点为在竖向荷载作用下，拱主要承受轴向压力，但也受弯受剪。支承反力不仅有竖向反力，也承受较大的水平推力 ，因此，拱桥对地基的要求较高，一般建于地基良好之处。由于拱主要承受压力，因而多采用抗压能力较强的砌体材料或钢筋混凝土来建造。 5.3.1 桥梁的基本体系 3．悬索桥 悬索桥主要由缆索、塔、锚碇、加劲梁等组成，其中悬挂两边塔架上的缆索为主要的承重结构（见图5.15（d））。 明石海峡大桥 目前世界上跨度最大的桥梁，主跨1991米，桥塔高297米，桥面宽35米，双向六车道。 两条主钢缆每条约4000米，直径1.12米，由290根细钢缆组成，重约5万吨，于1998年3月竣工 5.3.2 桥梁的组合体系 1．斜拉桥 斜拉桥由梁、塔和斜索组成的组合体系，结构型式多样，造型优美壮观（见图5.15（i））。 在竖向荷载作用下，梁以受弯为主，塔以受压为主，斜索则承受拉力。斜索通常采用高强钢丝制成，塔多采用钢筋混凝土，梁采用预应力混凝土梁或钢箱梁。 斜拉桥的跨越能力仅此于悬索桥，是在近几十年中发展较快的一种桥式。 法国米约大桥 七塔斜拉桥，主跨342m，大桥桥面离地270m，塔顶离地343m， 2004年 地形、地质、水流变化大，谷底至桥面较高，适于大跨，避免修建高桥墩 5.3.2 桥梁的组合体系 2．刚架桥 刚架桥是梁与立柱的组合体系（见图5.15（e））。其梁与立柱是刚性连接，形成刚架。 其主要特点是立柱具有相当的抗弯刚度，能有效分担梁的跨中弯矩，达到降低梁高、增大桥下净空的目的。 若立柱斜向布置的刚 架桥称为斜腿刚架桥（见图5.15（g））。 5.3.2 桥梁的组合体系 3．T形刚构桥和连续刚构桥 T形刚构桥和连续刚构桥都是梁和刚架相结合的体系。它们是预应力混凝土结构采用悬臂施工方法而发展起来的一种新的结构体系。 结构的上部梁体在墩上向两边采用平衡悬臂施工，先形成一个T形的悬臂结构。相邻的两个T形悬臂在跨中设铰或挂孔来连接，就形成T形刚构桥（见图5.15（f））。 若结构在跨中采用预应力筋和现浇混凝土区段连成整体，即为连续刚构桥（见图5.15（h））。 5.3.2 桥梁的组合体系 3．T形刚构桥和连续刚构桥 若结构在跨中采用预应力筋和现浇混凝土区段连成整体，即为连续刚构桥（见图5.15（h））。 5.3.2 桥梁的组合体系 4．梁、拱组合体系 梁、拱组合体系同时具备和梁的受弯和拱的承压特点（见图5.15（j））。 该体系的优点是：可利用梁受拉来承受拱在竖向荷载作用下的水平推力。这样对地基的要求就可降低，可在一般的地基条件下修建。 5.4 桥梁工程发展动态 当代桥梁的发展趋势是继续向大跨发展，一方面是为了适应交通事业发展的需求，另一方面建造前所未有的大跨度桥，对人类来说是具有吸引力的挑战。 桥梁结构设计理论的是桥梁工程技术的基石，因此为了适应桥梁技术的进一步发展，就需要开展设计理论研究，完善设计规范。 要求建桥材料具有强度高、质量轻，抗疲劳、耐腐蚀等良好性能，因为材料科学的进步是推动桥梁工程发展的重要动力。 5.4 桥梁工程发展动态 随着信息技术的发展，数字技术在桥梁工程的设计、施工、监测中也得到广泛应用。 随着国家经济的持续发展、大众审美要求的提高，使得桥梁建筑的设计理念逐步改变，日益重视桥梁美学、建筑造型和景观设计。 美国Tacoma悬索桥风毁事件，风振频率与桥自振 频率一致，形成结构共振。 08年11月，厦漳大桥开工建设，线路总长9.33公里，总投资50亿元，计划2012年建成。大桥主塔高222米，主跨720米，3万吨船舶可安全通行。 第5章 桥梁工程 5.1 桥梁工程概述 桥梁是供车辆、行人、管线、渠道等跨越河流、山谷