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1、长安大学桥梁工程复习长安大学桥梁工程复习第一章 总论 1.桥梁的基本组成部分:桥跨结构、下部结构、墩台基础 1)低水位:枯水季节的最低水位 2.水位:(2)高水位:洪峰季节河流的最高水位 (3)设计洪水位:桥梁设计中按规定的设计洪水频率计算所得的高水位 3.跨径:(1)净跨径l0:梁桥:设计洪水位上相邻两个墩、台的水平净距 拱桥:两个拱脚截面最低点之间的水平距离 (2)总跨径(l0):各孔净跨径的总和 (3)标准跨径lb:梁桥:相邻两个桥墩中心线的水平距离 拱桥:指净跨径 (4)计算跨径l:有支座的桥梁:相邻两支座中心线的水平距离 拱桥:两拱脚截面形心点之间的水平距离 4.高度:(1)桥梁高度

2、H1:桥面到低水位或桥下路面的高差 (2)建筑高度h、允许建筑高度h: h:桥面到上部结构最下缘的距离(包含桥面铺装) h:公路、铁路定线中所确定的桥面或轨顶标高对通航净空顶部标高之差 h<=h (3)桥下净空高度H:设计洪水位或设计通航水位到桥跨结构最下缘的距离 5.桥长:(1)桥梁全长L:桥梁两个桥台侧墙或八字墙后段之间的距离(即台尾之间的距离) (2)桥梁总长L1:两桥台台背前缘之间的距离 6.拱轴线:拱圈截面形心点之间的连线 7.净矢高f0:拱顶截面最下缘至起拱线(两拱脚截面下缘最低点的连线)的垂直距离 8.计算矢高f:拱顶截面形心点至拱轴线两端点连线的垂直距离 9.矢跨比f/l

3、:拱桥中拱圈或拱肋的计算矢高与计算跨径之比，是反映拱桥受力特性的一个重要指标。 10.桥梁分类(按桥梁的基本结构体系划分): a.梁式桥主梁受弯(受力特点:在竖向荷载作用下，仅有竖向反力，无水平反力的结构，截面主要以受压弯为主。) b.拱式桥主拱受压(受力特点:在竖向荷载作用下，两端支承处除有竖向反力外，在拱脚处还会产生水平推力，拱圈主要以受压为主。) c.刚架桥构件受弯压(受力特点:在竖向荷载作用下，主梁部分以受压弯为主，在柱脚产生水平推力。其受 力介于梁、拱之间) d.缆索承重桥梁缆索受拉(以受拉为主，荷载通过吊杆传递给主缆) e.组合体系桥梁几种受力的组合(受力特点:几种不同体系的结构组

4、合而成，其间相互配合共同受力。) 11.桥梁分类: 1)、按桥梁用途来划分:公路桥、铁路桥、公铁路两用桥、农桥、人行桥、渡槽、其它专用桥梁(如通过管路、电缆等) 2)、按材料来划分:木桥、钢圬工桥(包括砖、石、混凝土桥)、钢筋混凝土桥、预应力钢筋混凝土桥 3)、按跨越方式:固定式的桥梁、开启桥、浮桥、漫水桥 4)、按施工方法:整体施工桥梁上部结构一次浇筑而成;节段施工桥梁上部结构分节段组拼而成 12.桥梁分类(按桥梁全长和跨径不同):特殊大桥、大桥、中桥、小桥 13.桥梁的总体规划与设计原则:适用、经济、安全、美观 14.桥梁纵断面设计重要确定桥梁的桥型、桥梁的总跨径、桥梁的分孔、桥面标高与桥

5、下净空、桥上与桥头的纵坡布置以及基础的埋置深度等。 15.经济跨径:指使上部结构和墩台的总造价最低的跨径。 16.桥梁横断面设计，主要决定桥面宽度和桥跨结构横截面的布置 17.桥梁平面布置:桥梁的线形及桥头引道要保持平顺，使车辆能平稳通过 18.桥梁的设计作用: (1)永久作用:在设计使用期桥面构造 1.公路和城市桥梁的桥面部分主要由桥面铺装、桥面排水设施、桥面伸缩缝、人行道、栏杆、防撞护栏及照明设施等部分构成。 2.桥面铺装(行车道铺装)的作用:保护主梁行车道板不受车辆轮胎(或履带)的直接磨耗;分布车辆轮重等集中荷载，使主梁受力均匀;防止主梁遭受雨水的侵蚀。 3.桥面横坡的设置方法: a.墩

6、台顶面做成倾斜，铺装层等厚 b.铺装层不等厚(设置三角垫层) c.行车道板双向倾斜 4.桥面伸缩缝设置的目的:保证桥跨结构在活载作用、混凝土收缩徐变、温度变化等因素下按其静力图示自由变形。 5.伸缩缝构造类型:U形锌铁皮式伸缩缝、钢伸缩缝、橡胶伸缩缝、组合伸缩缝 第三章 梁式桥梁的构造与设计 1.梁桥的分类: 1)按承重结构的截面形式划分:板桥、肋板式梁桥、箱形梁桥 2)按承重结构的静力体系划分:简支梁桥、悬臂梁桥、连续梁桥、T形刚构桥、连续-钢构桥 2.箱形梁桥的特点:除了梁肋和上部翼缘板外，底部尚有扩展的底板，提高了承受正、负弯矩足够的混凝土受拉区;在一定的截面面积下能获得较大的抗弯惯矩，

7、而且抗扭刚度也特别大，在偏心的活载作用下箱梁的受力比较均匀，因此箱形截面主要适用于较大跨径的悬臂梁桥和连续梁桥。 3.装配式板的横向联结方法:企口混凝土铰联结、钢板焊接联结 4.横隔梁在装配式T形梁桥中起着保证各根主梁相互联结成整体的作用，它的刚度愈大，桥梁的整体性愈好，在荷载作用下各主梁就能更好地共同工作。 5.T形梁的端横隔梁是必须设置的，它不但有利于制造、运输和安装阶段构件的稳定性，而且能显著加强全桥的整体性;对大跨径梁桥，还应设置中横隔梁，有中横隔梁的梁桥，荷载横向分布比较均匀，且可以减轻翼板接缝处的纵向开裂现象。 6.简支梁桥主梁钢筋构造: A.纵向主钢筋:抵抗拉力 B.架立钢筋:固

8、定箍筋和斜筋并使梁 <除了三铰拱桥、悬臂梁桥、简支梁桥没有二次梁式梁桥的计算 1.体作用，又将活载传于主梁 2.行车道板的有效工作宽度:a=M/mxmax a车轮荷载产生的跨中总弯矩 mxmax荷载中心处的最大单宽弯矩值，可按弹性板理论算得 3.荷载横向分布系数:表示梁式桥中某根主梁所承担的最大荷载是轴重的百分数 4.荷载横向分布的方法:a.杠杆原理法 b.偏心压力法 c.横向铰接板(梁)法 d.横向刚接梁法 e.比拟正交异性板法 5.主梁活载内力计算公式: 式中:SP主梁最大活载内力(弯矩或剪力) (1+)汽车荷载的冲击系数 汽车荷载的折减系数 m荷载横向分布系数 Pi汽车列车的轮重

9、i主梁梁式桥梁的施工 1. 2.悬臂施工法主要有悬臂拼装法和悬臂浇注法两种 3.悬臂浇注法和悬臂拼装法的比较: 1)施工进度方面:悬臂拼装速度比悬臂浇注要快得多，悬臂拼装适合于快速施工 2)结构整体性方面:比起悬臂浇注法来说，悬臂拼装法的结构整体性要差一些 3)施工变形控制方面:悬臂浇注施工时，施工变形易控制;悬臂拼装法施工时，施工变形控制难度较大，需从施工中摸索控制方法，以达到合拢精度要求 4)施工适应性方面:悬臂浇注施工法受地域季节条件影响，但不受桥下地形、水文或建筑物影响;悬臂拼装受季节温度影响较小，但对桥下地形及水文等情况有一定要求 5)起重能力要求方面:悬臂浇注施工对起重能力要求不高

10、，仅起吊钢筋骨架和混凝土;悬臂拼装施工时，需起吊节段块件，所以要求悬拼吊机起重能力较大 第七章 拱式桥梁的构造与设计 1.拱桥的主要分类: 照主拱圈所使用的建筑材料可分为:圬工拱桥、钢筋混凝土拱桥、刚拱 1)按桥、组合材料拱桥 2)按照主拱圈的截面形式分为:板拱桥、肋拱桥、双曲拱桥、箱形拱桥 3)按拱上建筑的形式可分为:实腹式拱桥、空腹式拱桥 4)按拱轴线的形式，可分为:圆弧线拱桥、抛物线拱桥、悬链线拱桥 5)按照桥面位置可以分为:上承式拱桥、中承式拱桥、下承式拱桥 6)按有无推力可分为:有推力拱桥、无推力拱桥 2.1)简单体系拱桥:在简单体系拱桥中，拱上建筑(上承式拱)或拱下悬吊结构(中、下

11、承式拱)不与主拱一起承受荷载，桥上的全部荷载由主拱圈单独承担，墩台或基础承受拱的水平推力 2)组合体系拱桥:行车道板系的行车道梁与拱组合，共同受力 注意区别两者的概念 3.简单体系拱的分类:三铰拱、两铰拱、无铰拱 4.拱桥的主要设计标高:桥面标高、拱顶底面标高、起拱线标高和基础底面标高(确定桥面标高后，由桥面标高减去拱顶处的建筑高度(包括拱顶处的拱圈高度和拱上建筑高度)，就可以得到拱顶底面标高;再减去净矢高f0就得到起拱线标高;基础底面的标高主要根据冲刷深度、地基承载能力等因素确定) 5.矢跨比的确定(=f/L):不但影响主拱圈受力，还影响拱桥施工方法的选择 1)f/L越大，则拱圈较陡，拱桥推

12、力减小，拱圈内力减小，对主拱圈本身受力情况不利，对基础有利; 2)f/L越小，拱圈较坦，拱桥推力增大，拱圈内力增大，对主拱圈本身受力情况不利，对基础不利; 3)在多孔情况下，矢跨比小的连拱作用较矢跨比大的显著，对主拱圈不利 4)矢跨比小却能增加桥下净空，降低桥面纵坡、对拱圈的砌筑和混凝土的浇注比较方便 f/L取值范围:1/4,1/8，最小不小于1/12 6.不等跨分孔的处理:1)采用不同的矢跨比 2)采用不同的拱脚标高 3)调整拱上建筑的质量 4)采用不同类型的拱跨结构 5)设置单向推力墩 7.上承式拱桥中，按照拱上建筑的形式，可分为实腹式和空腹式两种(区别于空腹式拱上建筑根据腹孔结构不同，可

13、分为拱式腹孔、梁式腹孔) 8.护拱:实腹式拱桥往往在拱脚段用块、片石砌筑护拱，以加强拱脚段的拱圈，同时，在多孔拱桥中，设置护拱，还有利于设置防水层和泄水管 9.1)直接用钢管混凝土做主拱结构的叫钢管混凝土拱桥 2)采用钢骨拱桁架作为受力主筋的混凝土拱桥叫做劲性骨架混凝土拱桥 10.桁式组合拱桥与普通桁架拱的主要区别在于上弦杆的断点有无(普通桁架拱没有断点) 第八章 拱式桥梁的计算 拱轴线形的分类:圆弧线、抛物线、悬链线 3.1)联合作用:荷载作用下拱上建筑参与主拱圈共同受力 2平位移对拱墩 (8.18)算出m值 3)如与假定的m值不符，则应以求得的m值作为假定值，重新计算 4)直至两者接近为止

14、 8.空腹式无铰拱桥采用“五点重合法”(拱轴线与恒载压力线在拱顶、L/4截面和拱脚五个截面相重合)确定拱轴线的原因:拱顶的偏离弯矩?md为负，拱脚的偏离弯矩?mj为正，刚好与两控制截面弯矩的符号相反，这对拱顶、拱脚截面的受力是有利的，因此，在空腹式拱桥中，用“五点重合法”确定的悬链线拱轴，比用恒载压力线更加合理 9.拱桥的内力计算分类:1)恒载内力计算 2)活载内力计算 3)温度变化、混凝土收缩、拱脚变位和水的浮力影响的内力计算 4)裸拱内力计算 5)应力调整 10.在拱桥内力计算中必须考虑温度变化(拱桥应在较低温度下合拢): 1)升温时，轴力为正，拱顶M为负，拱脚M为正，与该两截面的控制弯矩

15、方向正好相反，对拱圈受力有利; 2)降温时，轴力为负，拱顶拱脚的弯矩与控制弯矩方向相同，对拱圈不利。 11.1)主拱强度验算内容:正截面偏心距验算、正截面抗剪验算 2)拱圈稳定性验算内容:纵向稳定性验算、横向稳定性验算 第九章 拱式桥梁的施工 1.拱式桥梁的施工大体分为:有支架施工法、无支架施工法 2.拱式桥梁的施工讲究对称性 3.施工预拱度:为保证桥梁的成桥立面线形符合设计要求，使上部构造在卸架后能获得满意的外形，需要在施工时对结构预设一定的反向拱度，以克服拱架的下沉、拱桥自身的挠度等变形。该反向拱度即预拱度。 第十章 缆索承重桥梁的分类与构造要点 1.缆索承重桥梁按照不同的布置形式分为:斜

16、拉桥、缆索桥(图形P151掌握) 2.斜拉桥的组成:索塔、斜拉索、主梁、桥墩、基础 3.斜拉桥由梁、索、塔、墩的不同结合构成的4种不同的结构体系: 1)漂浮体系 2)半漂浮体系 3)塔梁固结体系 4)刚构体系 4.悬索桥分类:柔性悬索桥、具有加劲梁的刚性悬索桥(两者的区别是有无加劲梁) 5.悬索桥的主要尺寸是指悬索桥的跨径、矢高、塔高、吊杆间距、锚索的倾角、加劲梁的图式及梁高、主索的横向间距等 第十二章 桥梁支座 1.钢筋混凝土和预应力混凝土梁式桥在桥跨结构和墩台之间均需设置支座，其作用为: 1)传递上部结构的支承反力，包括恒载和活载引起的竖向力和水平力 2)保证结构在活载、温度变化、混凝土收

17、缩和徐变等因素作用下的自由变形，以使上、下部结构的实际受力情况符合结构的静力图式 2.梁式桥的支座一般分为:固定支座、活动支座 3.支座的类型:简易垫层支座、弧形钢板支座、板式橡胶支座、聚四氟乙烯滑板式橡胶支座、盆式橡胶支座、拉力支座 4.桥梁墩(台)主要由墩(台)帽、墩(台)身两部分组成 5.1)重力式墩(台):依靠自身重量来平衡外力而保持稳定。 2)轻型墩(台):刚度小、受力后允许发生一定弹性变形。 6.单向推力墩又称制动墩，它除承受竖向荷载外，还能承受单向水平推力。(作用:当在它的一侧的桥孔因某种原因遭到毁坏时，能承受单向的恒载水平推力，以保证其另一侧的拱桥不致遭到倾塌) 7.重力式桥台:靠自重来平衡台后填土的土压力，台身多由圬工材料建造。 8.重力式桥台的分类:U形桥台、埋置式桥台、拱座式桥台 9.埋置式桥台:将台身埋在锥形护坡中，只露出台帽以安装支座及上部构造。不需侧墙，仅附有短小的钢筋混凝土耳墙。 第十四章 墩台计算 1.重力式桥墩计算的内容:1)圬工桥墩墩身强度验算 2)墩顶水平位移的验算 3)基础底面土的承载力和偏心距的验算 4)桥墩的整体稳定性验算(包括 倾覆稳定性验算、滑动稳定性验算)