《桥梁工程教案》课件.pptVIP

《桥梁工程教案》欢迎各位学生参加桥梁工程课程的学习。本课程将系统介绍桥梁工程的基本理论、设计方法、施工技术以及维护管理等方面的知识，旨在培养具备桥梁工程专业知识和实践能力的工程技术人才。桥梁是连接两地的纽带，是人类智慧的结晶，也是土木工程领域的代表性结构。通过本课程，您将了解各类桥梁的结构特点、受力原理以及设计施工要点，学会解决桥梁工程中的实际问题。让我们一起探索桥梁工程这一充满挑战与机遇的领域，共同领略桥梁之美，理解桥梁之巧。

课程概述课程目标培养学生掌握桥梁工程的基本理论与设计方法，能够进行常见桥型的结构分析与设计计算，了解现代桥梁施工技术与管理方法，具备从事桥梁工程设计、施工与管理的基本能力。学习内容包括桥梁工程概论、荷载与作用、桥梁材料、各类桥型结构特点与设计原理、桥梁下部结构、支座与附属结构、桥梁施工技术、检测维护、抗震设计等内容。考核方式平时作业占30%，课程设计占30%，期末考试占40%。平时作业主要检验基础知识掌握情况，课程设计考察综合应用能力，期末考试重点考核理论知识与设计方法。

第一章：桥梁工程概论桥梁的定义桥梁是跨越障碍物（如河流、峡谷、道路等）供人员、车辆通行的结构物，是道路系统的重要组成部分。从结构角度看，桥梁是一种承受荷载并将其传递到地基的特殊结构体系。桥梁的分类可根据不同标准分类：按结构体系可分为梁式桥、拱桥、悬索桥、斜拉桥等；按使用功能可分为公路桥、铁路桥、人行桥等；按材料可分为混凝土桥、钢桥、钢-混组合桥等。桥梁发展历史从原始木桥、石拱桥到现代钢桥、混凝土桥，桥梁技术经历了漫长的发展历程。中国古代的赵州桥、卢沟桥等代表了古代桥梁建造的高超技艺，现代的港珠澳大桥、苏通大桥等则展现了当代桥梁工程的卓越成就。

桥梁的基本组成上部结构直接承受车辆或行人荷载的部分，包括桥面系、主梁（主桁、主拱等）。对于梁式桥，主要有T梁、箱梁等形式；对于拱桥，有拱肋；对于悬索桥和斜拉桥，包括主梁、索塔、缆索等。下部结构支撑上部结构并将荷载传递到地基的部分，主要包括桥墩、桥台和基础。桥墩支承桥跨之间的梁端，桥台设在桥的两端，连接桥梁与路堤，基础则将所有荷载传递到地基。附属结构保证桥梁正常使用的辅助设施，包括桥面铺装、伸缩装置、支座、栏杆、排水系统等。这些部件虽然不直接承担主要荷载，但对桥梁的正常使用和耐久性有着重要影响。

桥梁的主要类型梁式桥结构简单，施工方便，应用广泛。主要以弯曲变形为主，上部受压，下部受拉。按静力系统可分为简支梁桥、连续梁桥、斜梁桥等。在中小跨径范围内经济性好，是最常见的桥型。拱桥以拱的形式承重，主要承受轴向压力，利用材料的抗压性能。造型美观，适用于峡谷、深沟等地形。中国古代的石拱桥如赵州桥是拱桥的杰出代表，现代拱桥多采用钢筋混凝土或钢材建造。悬索桥主缆承受拉力，通过吊索将主梁荷载传递到主缆，再由索塔和锚碇平衡传递至基础。适用于特大跨径，材料利用率高。世界著名的金门大桥、青马大桥均为此类。斜拉桥通过斜拉索将主梁直接拉挂在塔柱上，斜拉索承受拉力，主梁兼有梁和拉杆的作用。结构刚度大，适用于中等及大跨径。上海的南浦大桥、杭州的钱江大桥等都是典型的斜拉桥。

桥梁设计的基本要求安全性桥梁必须具有足够的强度、刚度和稳定性，能够安全地承受各种可能的荷载和作用。包括承载能力极限状态和正常使用极限状态的设计。通过合理的安全储备，确保桥梁在设计使用期内不发生倒塌或严重变形。耐久性桥梁应在设计使用期内（一般为100年）保持良好的工作状态，抵抗环境侵蚀和荷载疲劳等因素的影响。通过选用耐久性材料、合理构造设计和完善的防护措施来确保桥梁的长期服役性能。经济性在满足安全和使用要求的前提下，桥梁的全寿命周期费用应当最小，包括建造成本、维护费用和使用费用等。通过优化结构形式、合理选择材料和施工方法，以及标准化设计来实现经济目标。美观性桥梁作为城市标志性建筑，应具有良好的视觉效果，与周围环境协调，体现文化内涵。通过精心设计桥梁的线形、比例、色彩和细部构造，创造优美的桥梁景观，提升城市形象。

第二章：桥梁荷载与作用荷载与作用的概念荷载是指作用在桥梁上的外力，作用则包括荷载以及其他影响桥梁的非外力因素，如温度变化、混凝土收缩徐变等。正确计算荷载与作用是桥梁设计的基础。永久荷载在桥梁设计使用期内，大小、位置和方向基本不变的荷载。主要包括结构自重、二期恒载（如桥面铺装、栏杆等非结构构件重量）、预应力作用以及混凝土收缩徐变等引起的变形和内力。可变荷载大小、位置或方向随时间变化的荷载。主要包括车辆荷载（如公路桥的汽车荷载、铁路桥的火车荷载）、人群荷载、风荷载、温度作用、地震作用等。这些荷载往往是桥梁设计的控制性荷载。

永久荷载详解结构自重由桥梁结构本身的重量所产生的荷载，包括主梁、桥墩、桥台等主体结构的重量。对于混凝土结构，通常取容重为25kN/m