桥梁工程   

第一章  总论

第一节    桥梁的基本组成和分类

     20##年六月开工建设的浙江宁波杭州湾跨海大桥，全长36公里，目前是世界上最长的桥梁。

     1、桥梁的组成

     上部结构、下部结构、支座、附属设施

     附属设施：桥面系、伸缩缝、桥头搭板，锥形护坡

     2、术语介绍

     净跨径：对于设置支座的桥梁为相邻两墩、台身顶内缘之间的水平距离，不设支座的桥梁为上、下部结构相交处内缘间的水平距离。

     总跨径：多孔桥梁中各孔净跨径的总和。

     计算跨径：对于设置支座的桥梁，为相邻支座中心线的水平距离，对于不设置支座的桥梁，为上、下部结构的相交面之中心间的水平距离。

     标准跨径：对于梁式桥、板式桥，以两桥墩中心线长度或桥墩中线与桥台台背前缘线之间桥中心线长度为准，拱式桥和涵洞以净跨径为准。

     桥梁全长：对于有桥台的桥梁为两岸桥台翼墙尾端间的距离，对于无桥台的桥梁为桥面系行车道长度。

     3、分类

     1）、按总长和标准跨径

     2)、按受力体系分类

     3）、按跨越障碍的性质

      跨河桥、跨海桥、跨线桥、立交桥、高架桥。

     4）、按用途

     公路桥、铁路桥等。

第二节   桥梁发展动态

       1、各个桥型的世界前5名

2、我国桥梁建设成就

3、世界最美桥梁

塞尔吉那图波桥，美国金门大桥

第二节  桥梁的总体规划设计

第二章混凝土梁桥和钢架桥

第一节 概述

     中小跨径的公路桥梁或城市桥梁，大部分是钢筋混凝土梁桥或预应力混凝土梁式桥。预应力简支桥跨径已达到50-70米。连续刚构已达300米。

      梁式桥分板式、肋式、箱式。又分为简支、连续、悬臂桥。哈还分为预制的、现浇的。

第二节  混凝土梁桥的构造与设计要点

     1、板桥

     简单方便，跨度小，分简支、连续、悬臂三种。跨径一般在8米以下。装配式空心 板梁跨径达6-13米。

     2、肋梁桥

     应用最广泛，有门形、T形和箱形。钢筋混凝土简支梁跨径8-20米，预应力混凝土简支梁20-50米。

     3、悬臂体系

     由于存在负弯矩，与简支桥相比，跨径加大。分有挂梁和无挂梁。普通悬臂跨径80米，预应力悬臂一般100米以下，最大150米。

     T形刚构悬臂加预应力跨径达120米，最大174米。以上悬臂我国均已少用了。

      4、连续体系梁桥

       伸缩缝少，行车舒适，跨越能力进一步加大。等截面预应力混凝土连续桥40-60米，变截面跨径大于70米。

      预应力连续刚构桥跨径达180米以上。最大330米。

第三节  刚架桥

     刚架桥，非钢架桥，它是将行车道与桥梁墩台采用刚性连接的一种桥梁体系 。主要特点是，省掉昂贵的支座费用，施工中不用进行体系装转换，属于梁式受力状态。主要包括T形钢构桥、连续钢构桥、刚构连续-组合体系桥、门式刚架桥、斜腿式刚架桥、全无缝式连续 刚架桥。

第四阶   混凝土斜、弯梁简介

     1、斜梁桥

      中轴线与水流方向设计成斜交的，称为斜梁桥。 受力较为复杂，锐角容易翘起。

      2弯梁桥

       平面弯曲的曲线桥梁叫弯梁桥。

       受耦合作用，外圈受力大于内圈，汽车离心力作用。

第三章   混凝土拱桥

第一节  概述

       1、拱桥的主要特点

       跨越能力大、受压力为主节约大量钢筋和混凝土、耐久性好维修费用少、外观美丽、构造简单。自重大，水平推力大，地基要求较高、连续多孔时，为了避免一孔破坏影响整个桥梁时，需增加复杂的措施，与梁桥相比建筑高度大。

       2、拱桥的组成及主要类型

      1）、 上部结构：主拱圈、拱上建筑物

下部结构：桥墩、桥台及基础

拱圈与墩台连接处称为拱脚。

2）、拱桥类型

按主拱圈所使用的建筑材料

圬工拱桥、钢筋混凝土拱桥、钢拱桥、钢-混凝土拱桥。

按拱上建筑的形式

实腹式拱桥、空腹式拱桥

按主拱圈形式

圆弧线拱桥、抛物线拱桥、悬链线拱桥

按桥面位置

上承式、中承式、下承式拱桥

按有无水平推力

有推力拱桥、无推力拱桥

按结构受力图示

三铰拱，两铰拱，无铰拱，

按拱圈截面形式

板拱桥、板肋拱桥、肋拱桥、双曲拱桥、箱形拱桥、钢管混凝土拱桥、劲性骨架混凝土拱桥。

    

 

第二篇：钢—混凝土组合结构桥梁读书笔记

钢—混凝土组合结构桥梁读书笔记

徐念(12级)

摘要：钢—混凝土组合结构是土木工程中一种主要的组合结构形式。在桥梁工程中，从基本受力性能出发，可分为组合梁、组合柱和组合拱。介绍了钢—混凝土组合桥梁的主要结构形式及其在我国应用的基本情况，着重介绍了近些年新出现的组合桥梁结构形式的研究进展与工程应用。传统的组合桥梁，如钢梁—混凝土板组合梁、波形钢腹板—PC组合梁、钢管混凝土拱桥等，在我国已有较多应用，规范体系也正在形成，今后应不断总结实践经验，完善规范，同时密切跟踪国际最新发展趋势，开展创新性的研究。新型组合结构桥梁的研发在我国异常活跃，如近年来提出了劲性骨架混凝土桥面板—钢管混凝土桁架组合桁梁、波形钢腹板—钢管混凝土组合梁、钢管混凝土劲性骨架柱、钢管混凝土主肢—混凝土缀板复合柱和混合柱、钢腹板(杆)—混凝土组合拱等新型桥梁组合结构，有些已在实际工程中得到少量应用，有些仍未在实际工程中应用。

关键字：钢-混凝土，组合结构，组合梁，桥梁

一、组合结构的分类

土木工程中采用的组合结构大致可分为以下几类：

1、钢—混凝土组合梁：由钢梁和楼板通过剪力连接件而组成的梁。混凝土楼板有现浇混凝土板，预制混凝土板，压型钢板组合板。钢梁与楼板间通过栓钉连接件连成整体，保证钢梁与楼板共同工作。

2、压型钢板混凝土组合板：在带有各种形式的凹凸肋或各种形式槽纹的钢板上浇混凝土而制成的组合楼板。它是依靠各种凹凸肋或各种形式的槽纹将钢板与混凝土连接在一起。

3、型钢混凝土组合结构：由型钢、纵筋、箍筋及混凝土组合而成，即核心部分有型钢结构、构件，其外部则约以箍筋约束并配以适当的纵向受力钢筋的混凝土结构。型钢混凝土组合结构分为以下两类：

（1）全部结构构件均采用型钢混凝土结构

（2）部分结构采用型钢混凝土结构

型钢混凝土组合结构的共同工作则主要依靠箍筋的约束作用，有时也设抗剪连接件。

4、钢管混凝土组合结构构件：用混凝土填入薄钢管内形成的结构构件。钢管混凝土组合结构结构是指主要构件采用钢管混凝土杆件所组成的结构。目前，在工程中应用最多的是钢管混凝土柱。钢管混凝土组合结构的共同工作则主要是依靠钢管与混凝土的相互约束，层间横隔板等形成。

二、组合结构的特点

1、钢—混凝土组合梁的特点：

（1）组合梁能合理利用材料，充分发挥钢和混凝土各自的材料特性，与钢结构相比，节约钢材20%~40%；

（2）组合梁比钢筋混凝土梁节约混凝土，减轻自重且截面高度小；

（3）组合梁界面的上翼缘为宽大的混凝土板，增强了组合梁的侧向刚度，可以防止钢梁在使用荷载下发生扭曲失稳；

（4）组合梁的整体性、抗剪性能好，耗能能力强，因而表现出良好的抗震性能；

（5）钢梁在施工阶段可作为混凝土支承，简化施工工艺；

（6）组合梁的耐火性能差、需要涂耐火性的涂料来提高钢梁的耐火性。

2、压型钢板混凝土组合板的特点：

（1）施工工期短。压型钢板作为混凝土楼板的永久模板，取消了现浇混凝土所需的模板与支撑系统，免除了支模和拆模的施工工序，加快了施工进度；

（2）自重轻，节约钢材。压型钢板不仅可以作为混凝土板的永久模板，还可以起到组合板中受拉钢筋的作用。这样，只在楼板支撑处设置抵抗负弯矩的钢筋即可，省去了钢筋的敷设和绑扎工作。由于压型钢板自重轻，减小了结构作用效果，从而使梁，柱截面尺寸减小，设计更加经济合理的地基与基础；

（3）增加结构的抗震性能。组合楼板不仅增强了竖向刚度，而且压型钢板组合楼板和钢梁起着加劲肋的作用，因而有很好的抗震和抗风的作用；

（4）防火性能差。压型钢板作为组合楼板的受力钢筋，外表无保护，当遇到火灾时，耐火时间短，所以，应在板底涂防火涂料；

3、型钢混凝土组合结构的特点：

型钢混凝土与钢结构相比，具有如下的特点：

（1）耐火性能好。包裹在型钢外的钢筋混凝土，可取代型钢外所涂的防锈和防火材料，由于混凝土的蓄热较大，可以提高构件的耐火性能；

（2）节约钢材。采用型钢混凝土组合结构的高楼可以节约钢材50%左右；

（3）兼做模板支架。型钢混凝土结构的型钢，在混凝土尚未浇之前即已形成钢架，已具有相当大的承载力，可用作施工模板支架和操作平台；

型钢混凝土组合结构与混凝土结构相比具有以下特点：

（1）整体工作性能好。型钢骨架与外包钢筋混凝土形成整体，共同受力。

（2）截面尺寸小。钢筋混凝土受到配筋率的限制，提高承载力的途径只能是加大截面尺寸，而型钢混凝土组合结构可以设置较大的型钢，在截面尺寸相同的条件下，可以提高构建的承载力。

（3）构件截面延性好。由于构件中型钢的作用，型钢混凝土组合结构的延性远高于钢筋混凝土结构。

4、钢管混凝土组合结构构件的特点：

钢管混凝土组合结构构件与钢结构，混凝土结构相比，具有如下的特点：

（1）构件承载力高。当钢管混凝土构件轴心受压时，由于产生紧箍效应，核心混凝土的强度大大提高，而钢管也能充分发挥强度作用，因而构件的抗压承载力高；

（2）具有良好的塑性和韧性。单纯混凝土受压属于脆性破坏，但管内的核心混凝土在钢管约束下，不但在试用阶段提高了弹性，扩大了弹性工作的阶段，而且破坏是产生很大的塑性变形；

（3）经济效益显著。与钢结构相比，可节约钢材50%左右，造价也可降低；

（4）施工方便、可大大缩短工期。

三、组合结构的发展和应用

1、钢-混凝土组合梁

钢-混凝土组合梁试验始于20世纪20年代初，在这一时期，钢-混凝土组合梁按照弹性理论进行分析，其基本原理是将组合截面换算成同一材料的截面，然后根据初等弯曲理论进行截面计算和设计。60年代以后，则逐渐转入塑性理论分析，探讨了组合梁的破坏形态，极限承载力，荷载与滑移的关系以及连续组合

梁的性能和塑性内力重分布的规律，并建立了相应的计算公式。

2、压型钢板混凝土板组合楼盖

20世纪60年代前后，日本等国家大量兴建多层及高层建筑，采用压型钢板作为楼板的永久模板或用作施工作业平台。随后，结构工程师发现在压型钢板表面上做出凹凸不平的齿槽，使它与混凝土粘结成整体共同受力，可以作为楼板的部分纵向受力钢筋使用，之后，各国对此进行了大量的试验研究工作。60年代末，美国钢结构学会和国际桥梁结构工程联合会制定了组合结构统一规定。20世纪70年代以来，组合楼盖结构试验和理论研究工作有了新的发展。日本建筑学会与19xx年出版了《压型钢板结构设计与施工规范及其说明》。欧洲钢结构协会于19xx年制定的《组合结构规程及说明》，都有组合楼盖的规定。19xx年以来，我国兴建的高层钢结构建筑中大部分采用组合楼盖。

3、型钢混凝土组合结构

日本在19xx年建造了第一栋型钢混凝土柱的组合结构，19xx年日本采用型钢混凝土结构建成了兴业银行，总面积1500㎡左右，总高为30m，在19xx年东京大地震中几乎完整无损。在以后的地震调查中，发现结构变形能力对结构物抗震性能具有重要意义，从此开始对型钢混凝土结构的延性进行研究。日本在19xx年对《型钢混凝土结构计算标准》惊醒了第五次修订，欧洲也进行了大量的型钢混凝土结构的研究和应用。欧洲统一规范《组合结构规范》中也包括型钢混凝土结构的设计规定。我国从20世纪50年代中期应用型钢混凝土结构，进入80年代以后，随着经济的发展，我国开始进行型钢混凝土结构的研究和应用，并制定了相应的行业标准《型钢混凝土组合结构技术规程》。

4、钢管混凝土结构

在1879年，英国赛文铁路桥的建造中采用了钢管桥墩，在管中灌注了混凝土，以防止钢筋内壁服饰，并承受压力。拜耳在19xx年首次在美国纽约对外包混凝土的钢柱进行了试验，发现由于混凝土的存在，柱的承载能力提高了。之后前苏联，日本，英国，美国等对此进行了广泛研究，并相继制定和颁布了钢管混凝土结构设计规程，或将其设计部分纳入国家设计规范。

钢管混凝土结构在乔家梁结构中的应用形式主要是拱式结构，拱式结构跨度很大，拱肋承受很大的轴向压力，采用钢管混凝土结构是十分合理的。而且，在

施工时加工成型后的空钢管骨架刚度很大，承载力高，重量轻，可以解决转体结构的承载力，刚度和转体重量的矛盾，解决拱桥材料向高强度发展和无支架施工拱圈轻型化两大问题，因此深受桥梁工程师的青睐。

四、结语

钢—混组合结构是在钢结构与钢筋混凝土结构基础上发展起来的一种新型结构。组合结构利用了钢结构和混凝土结构的优点，充分利用材料特性，具有承载力高，自重轻，节约材料，截面尺寸小，抗震性能好等突出优点，适应建筑结构的发展，是21世纪土木工程结构的发展方向之一。

参考文献

[1]聂建国.钢—混凝土组合结构桥梁[M].北京:人民交通出版社,2011.

[2]马怀忠.钢—混凝土组合结构[M].北京:中国建材工业出版社,2006

[3]刘玉擎.组合结构桥梁[M].北京:人民交通出版社,2004

[4]陈宜言.波形钢腹板预应力混凝土桥设计与施工[M].北京:人民交通出版社,2009.

[5]JT/T 784-2010 组合结构桥梁用波形钢腹板[S].北京:人民交通出版,2010.