北交大认知实习桥梁方向.docx

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北交大认知实习桥梁方向

桥梁认知实习

姓名：

吴楷

学号：

14231152

学院：

土木建筑工程学院

目录

第一部分·前言1

1、桥梁专业简介1

2、实习时间及地点1

3、实习目的1

第二部分·专论2

一、卢沟桥2

1、卢沟桥3

（1）联拱石桥3

（2）修饰构件4

2、铁路钢桁架桥5

（1）钢桥5

（2）桁架结构5

（3）重力式桥墩6

3、京广高铁高架桥7

4、京周公路桥及京港澳高速桥8

（1）连续梁桥8

（2）京周公路桥9

（3）京港澳高速桥9

二、城铁13号线西大区间10

（1）材料10

（2）桥墩11

（3）盆式橡胶支座11

第三部分·感受及建议12

第四部分·结束语13

第一部分·前言

1、桥梁专业简介

桥梁工程是土木工程中属于结构工程的一个分支学科，是用砖石、木、混凝土、钢筋混凝土和各种金属材料建造的结构工程。

其主要涉及桥梁勘测、设计、施工、养护和检定等的工作过程及科技。

2、实习时间及地点

时间：

2016年7月15日地点：

卢沟桥城铁13号线西大区间

3、实习目的

作为大二学生的我们，前不久进行了专业分向，大三即将接触各个专业课程。

然而在上专业课程之前，我们仅学了部分土木专业基础课程，对自己的专业课程知识并不太了解。

为了在短期时间内让学生们能够对自己的桥梁专业有个基本而又深刻的认识，同时不耽误学生们的上课进度安排，学校在暑期安排了这次为期一天的桥梁认知实习。

通过实地对桥梁的参观及老师的详细讲解，使学生初步了解了桥梁的基本结构、桥梁的不同设计原理及桥墩的形状设计及力学性质等专业知识点，对桥梁工程的功能、材料、结构和施工技术形成基本理念，再加上现场的即问即答，既巩固学生所学的专业基础课知识、锻炼学生们的思考能力，同时也大大提升学生对桥梁方向专业的兴趣。

第二部分·专论

一、卢沟桥

卢沟桥，亦称芦沟桥，在北京市西南约15公里处，丰台区永定河上。

因横跨卢沟河（即永定河）而得名，是北京市现存最古老的石造联拱桥。

在《马可·波罗游记》中它被形容为一座巨丽的石桥，后来外国人都称它为"马可波罗桥"。

1937年7月7日，日本帝国主义在此发动全面侵华战争。

宛平城的中国驻军奋起抵抗，史称“卢沟桥事变”（亦称“七七事变”）。

中国抗日军队在卢沟桥打响了全面抗战的第一枪。

1、卢沟桥

（1）联拱石桥卢沟由11个半圆形的石拱组成，每个石拱长度不一，由两岸向桥中心逐渐增大。

桥宽约8米，路面平坦，几乎与河面平行。

每两个石拱之间有石砌桥墩，把11个石拱联成一个整体。

由于各拱相联，所以这种桥叫做联拱石桥。

首先，石拱桥指的是以石块为材料的在竖直平面内以拱作为结构主要承重构件的桥梁。

它有造价低、经久耐用、养护费用低等优点。

拱区别于梁的最大区别就是存在水平推力，水平推力把原本由荷载产生的弯矩应力变成压应力或者大部分转化为压应力。

如果这个水平推力和支座反力以及作用于其上的荷载的合力的作用点和方向刚好通过拱的轴线，这样的拱就是合理拱，只受压应力。

所以，石拱桥的最大主应力沿拱桥合理曲面作用，沿拱桥垂直方向的最小主应力为零，主要受力方式为压力。

石块的抗压性能是很好的，而抗拉性能较抗压性能差，通过拱的原理将桥本身的重量和加诸其上石块的载重，水平传递到两端的桥墩。

从图中，我们可以看到卢沟桥有多个石拱，当某孔主拱受荷载时，能通过桥墩的变形或拱上结构的作用将荷载由近及远地传递到其它孔主拱上去，这样能够保证桥面的平坦、便于船只过桥、疏通水流，而且还能提高桥对洪水的抗冲击能力，不至于被冲垮，同时各个拱互相挤压增加了桥体本身的强度。

正是这些十分巧妙的设计原理，卢沟桥才能够百年屹立不倒，成为我国历史著名桥梁之一。

（2）修饰构件在参观卢沟桥的过程中，老师告诉我们如果仔细观察的话，每个桥上的石狮子形态是不同的。

仔细观察了一下，确实如此。

正如小学课文所说，“这些狮子真有意思。

它们有大有小。

大的有几十厘米高，小的只有几厘米，甚至连鼻子眼睛都看不清。

它们的形状各不相同，有的蹲坐在石柱上，好像朝着远方长吼；有的低着头，好像专心听桥下的流水声；有的小狮子偎依在母狮子的怀里，好像正在熟睡；有的小狮子藏在大狮子的身后，好像在做有趣的游戏；还有的小狮子大概太淘气了，被大狮子用爪子按在地上……”

巧妙的结构、精美的设计，百年不倒的神话。

望着卢沟桥，我不得不佩服古人的聪明与智慧。

2、铁路钢桁架桥

（1）钢桥

这是京广铁路上的一段钢桥，跨度34米，采用的是八孔下沉式钢函梁。

钢桥具有质量轻、强度大、安装较方便，适合于建造跨度较大的桥梁。

铁路桥梁荷载大，冲击力强，行车密度高，采用钢桥可以减轻负重荷载，提高整个桥梁的稳定性，安全性能够得到保障，且钢桥施工周期短，能够迅速投入使用。

但是钢材料易腐蚀，不耐火。

为了保证钢结构桥梁安全使用，不受腐蚀破坏，必须采用表面涂层等措施，且需按照一定周期进行维护。

（2）桁架结构在桁架中，弦杆是组成桁架外围的杆件，包括上弦杆和下弦杆，连接上、下弦杆的杆件叫腹杆，按腹杆方向之不同又区分为斜腹杆和竖腹杆。

纵观桥面两侧，均是钢杆通过栓结在一起的桁架结构。

各杆件受力均以单向拉、压为主，通过对上下弦杆和腹杆的合理布置，可适应结构内部的弯矩和剪力分布。

由于水平方向的拉、压内力实现了自身平衡，整个结构不对支座产生水平推力，且可以充分发挥材料的作用，节约材料，减轻结构重量。

当列车经过时，荷载直接作用在铁轨上，由铁轨传递到轨枕上，然后沿桥面的纵向梁传递给横梁，再传递给桁架的下弦杆，由下弦杆传递给整个桁架结构，桥墩支撑起整个桥梁和载荷。

（3）重力式桥墩又叫实体桥墩，主要靠自身的重力来平衡外力，从而保证桥墩的强度和稳定性。

由于桥梁采用桁架结构，所以桥墩主要承受压力，且列车质量大，惯性大，冲击力度强，桥墩自身刚度大，满足要求且具有较强的防撞能力。

再来看桥墩中部为尖角，这是由于重力式桥墩阻水面积大，设置尖角可减小流水阻力，减弱河水对桥墩的冲刷作用。

桥墩与梁端的连接形式为铰结，铰结的优点在于不仅能提供水平和竖直方向的约束力，还能做微小的转动。

要知道高速行驶的列车对桥梁会产生巨大的冲击力，当线路弯曲时，还会存在离心力造成列车对桥面的侧压，这些都会导致桥梁发生较大的振动，设置铰结点，通过自身的转动可以减轻振动的剧烈程度，使桥梁具有更高的稳定性。

且桥梁整体为连续梁，是静定结构，当温度及支座发生位移时，结构内力不会产生变化。

3、京广高铁高架桥

高架桥跨度31.5米，采用的是预应力钢筋混凝土简支梁。

预应力混凝土结构，是指在承受荷载之前，给构件施加预应力以减小或抵消外荷载所引起的拉应力，这样可以借助于混凝土较高的抗压强度来弥补其抗拉强度的不足，达到推迟受拉区混凝土开裂的目的。

而以张拉钢筋的方法来达到预压应力的混凝土结构，叫做预应力钢筋混凝土结构。

采用这种结构的好处是能够提高构件的抗裂能力、抗渗能力、抗剪能力、抗疲劳能力及刚度和强度，对节约钢材、减小结构截面尺寸、降低结构自重、防止开裂和减少挠度都十分有效。

在图中，我们还可以看到门形高架。

设置门形高架的作用就是为了跨越底部原本已有的高架桥，同时保持支座的稳定性。

4、京周公路桥及京港澳高速桥

外侧为京周公路桥，内侧为京港澳高速桥

（1）连续梁桥

两条桥均为多跨连续梁桥，是超静定体系。

其优点是，在恒活载作用下，产生的支点负弯矩对跨中正弯矩有卸载的作用，使内力状态比较均匀合理，因而梁高可以减小，由此可以增大桥下净空，节省材料，且刚度大，整体性好，超载能力大，安全度大，桥面伸缩缝少，并且因为跨中截面的弯矩减小，使得桥跨可以增大。

（2）京周公路桥

京周公路桥在桥面与桥墩之间设有一帽梁，此帽梁共有两大作用：

①因公路作用荷载较轻，帽梁有部分伸出桥面两侧，这样可以将桥梁限制在自身位置，防止在发生地震时，桥梁发生侧移而引发整座桥倒塌事故。

②桥面荷载直接作用在纵梁上，由纵梁传递给横梁，再传递给桥墩。

如果不设有帽梁，则作用在四根桥墩上的简接荷载是极有可能不相等的，导致桥墩的受力不均匀，进而可能超过某个桥墩的极限荷载，造成桥墩的损坏，整个桥梁的稳定性也会大大下降。

所以，帽梁的另外一个重要功能就是将横梁上的荷载均匀地传递给四个桥墩支柱，保证桥墩受力平衡，提高桥梁的稳定性和安全性。

（3）京港澳高速桥

观察京港澳高速桥，我们发现每个桥墩都呈“V”字形，采用“V”字形桥墩的好处之一是能够减小桥梁的净跨度。

由于该桥是一座多跨连续梁桥，为超静定结构。

根据超静定结构体系的弯矩图，跨中弯矩与跨度的平方呈正比。

减小跨度，就有利于桥梁跨中弯矩的减小。

而且“V”字形的应用促使桥墩与桥面有两个支撑点，稳定性得到提高，抗震效果更佳。

二、城铁13号线西大区间

（1）材料该桥使用的是钢及混凝土材料，为变截面连续梁桥。

其下部分为近抛物线状，底板为钢板，受拉能力强。

桥面为混凝土材料，受压能力强；从图中我们可以看出每段钢板之间用螺栓连接，存在10mm的伸缩缝，用以克服钢板热胀冷缩引起裂缝的问题。

钢板的分段施工，能够节约大量时间。

但是分段形成的截面对钢板稳定性有一定的危害，所以在施工时，应尽量在弯矩小处设置截面且要考虑设备的水平。

（2）桥墩该桥采用的是双柱式桥墩，在现场我们会发现有些双柱式桥墩两柱间有横梁，而有的没有。

这是因为为了保持桥面水平，每个桥墩的高度不同。

双柱式桥墩高度越大就越容易失稳，所以部分较高的桥墩需设置横梁加固。

在不远处还有“E”形桥墩，是为了方便桥下的铁路穿过桥墩两支柱。

桥墩旁设有排水管，排去雨天桥面的积水。

桥墩的顶部布置有钢箍，在做相同体积立方体与长方体受压强度比较实验时，实验结果表明立方体的受压强度要高些。

这是由于立方体受压存在环箍效应，对侧面膨胀有约束力。

这里桥墩支柱呈长方体，受力接近三向，增加钢箍可以提供侧面膨胀约束力，提高支柱的受压强度，

（3）盆式橡胶支座

①有良好的弹性，转动灵活，满足桥端的转动需求。

②水平位移量大，承受垂直荷载，有缓冲作用，减弱列车对桥面的冲击力。

③重量轻，结构紧凑，具有良好的防震作用。

④构造简单，加工制造方便，节省钢材，造价低，是适宜于大垮桥梁使用的较理想的支座。

第三部分·感受及建议

炎炎夏日，本应该是休息的暑假假期，勤劳的老师却不辞辛苦地从早上8点开始带领我们开始了一天的桥梁认知实习。

十分感谢老师，考虑到我们这批即将步入大三接触专业课程的学生，为了使我们提前对自己的专业有个初步的认识，牺牲了自己的假期时间传授我们专业知识。

在实习过程中，我们先后去了卢沟桥、城铁13号线西大区间。

在卢沟桥，老师给我们详细讲解了桥梁的基本结构、桥梁的不同设计原理及桥墩的形状设计及力学性质等重要知识。

途中，我们在老师的带领下，认识了著名的石拱桥，观看了“V”字形及“T”形桥墩、了解了重力式桥墩的作用，明白了桥梁上桁架的力学原理。

在城铁13号线西大区间，我们不仅观察到钢箍及盆式橡胶支座，还懂得了双柱式桥墩的好处、钢板的连接方式及截面位置的选择。

这次实习令我们每个学生都受益匪浅。

比起课本教学，这次高效率、高乐趣、重在实践的现场实习教学，更能够让我们易于接受专业知识，提高对桥梁专业的兴趣。

且同时通过长时间的步行以及接触现场桥梁环境，锻炼了学生们的吃苦耐劳精神，令学生为以后艰苦的工作环境做好心理思想准备。

鉴于此次实习的经历，我建议老师尽量带领学生走进桥梁，让学生能够更为仔细地观察桥梁的结构及力学原理。

第四部分·结束语

这次为期一天的短期桥梁实习，既是讲解老师的一次现场教学，又是学生们一次集体出发的美妙旅行。

这次实习是一场充实、愉快、令人难忘的行程，增进了老师与学生们的感情，促进了师生之间的知识交流，减少了师生之间的约束，同时也给学生们带来了许多桥梁方面的专业知识，令我们意识到强烈的责任感以及严谨仔细的工作态度是土木工程设施安全性和稳定性的基础，更是一个国家国民生活安居乐业的保证。

对于我来说，这次实习不仅是我大学生活中的一次美好回忆，还是我人生中的一笔巨大财富！