《桥梁工程》课件

桥梁工程基础理论与实践应用本课程将带您深入了解桥梁工程的理论基础和实践应用，帮助您掌握桥梁设计、施工和维护的专业知识课程概述与教学目标课程内容教学目标课程涵盖了桥梁工程的理论基础、设计原则、施工技术、检测维使学生掌握桥梁工程的基本知识、设计方法、施工技术和管理规护、抗震设计等方面范，具备独立完成桥梁工程的设计、施工和维护的能力桥梁工程的历史演变古代1从木桥到石桥，人类的桥梁技术在古代已经取得了长足进步，例如罗马帝国的桥梁工程近代2随着工业革命的发展，钢铁桥梁开始出现，标志着桥梁工程进入了一个新的时代现代3现代桥梁工程以其宏伟的规模、先进的技术和独特的造型，成为人类智慧的象征中国古代桥梁发展史战国时期汉代12战国时期开始出现木桥，例如汉代石桥开始兴起，如著名的赵国著名的赵桥安济桥“”“”唐宋时期3唐宋时期，桥梁技术发展到鼎盛时期，如卢沟桥“”现代桥梁工程的里程碑金门大桥悉尼海港大桥杭州湾跨海大桥年建成，是世界上最大的悬索年建成，是世界上最大的钢拱年建成，是世界上最长的跨海193719322008桥之一桥之一大桥桥梁的基本组成部分基础桥梁的支承部分，将桥梁的重量传递到地基墩台桥梁的立柱，支撑桥梁的结构梁体桥梁的主体结构，承载交通荷载桥面系桥梁的走行部分，包括桥面铺装、排水系统等桥梁分类方法概述按跨径长度根据桥梁跨越河流或障碍物的距离按使用功能根据桥梁的用途，例如公路桥、铁路桥等按材料类型根据桥梁的主要材料，例如钢桥、混凝土桥等按结构体系根据桥梁的结构形式，例如梁式桥、拱桥等按跨径长度分类特大桥1跨径超过米的桥梁1000大桥2跨径在米之间的桥梁100-1000中桥3跨径在米之间的桥梁10-100小桥4跨径小于米的桥梁10按使用功能分类公路桥铁路桥人行桥用于公路交通的桥梁用于铁路交通的桥梁用于行人通行的桥梁按材料类型分类钢桥混凝土桥以钢材为主要材料的桥梁，具有强度高、自重轻、抗震性能好等以混凝土为主要材料的桥梁，具有耐久性好、造价低等特点特点按结构体系分类梁式桥拱桥悬索桥斜拉桥以梁体为主体的桥梁，包括以拱体为主体的桥梁，具有以悬索为主体的桥梁，适用以斜拉索为主体的桥梁，具简支梁桥、连续梁桥、悬臂结构稳定、跨越能力强等特于跨越深水、峡谷等地段有结构轻巧、施工简便等特梁桥等点点桥梁荷载与作用力可变荷载2交通荷载、风荷载、温度荷载等永久荷载1桥梁自身的重量和固定设施的重量偶然荷载3地震荷载、撞击荷载等永久荷载的计算桥梁自身重量根据材料密度和体积计算固定设施重量根据设计图纸和材料重量计算可变荷载的分析

1.

51.2交通荷载风荷载根据设计车辆类型和荷载等级确定根据风速、风向和桥梁形状确定

0.8温度荷载根据温度变化和桥梁材料的热膨胀系数确定偶然荷载的考虑地震荷载撞击荷载根据地震烈度、桥梁位置和地质条件确定根据撞击物体的重量和速度确定，主要用于桥梁的防撞设施设计桥梁设计基本原则安全性1桥梁结构应具有足够的强度和稳定性，保证行车安全适用性2桥梁结构应符合交通需求，满足荷载要求和使用寿命耐久性3桥梁结构应具有抵抗各种环境因素的影响，保证其长期使用性能经济性4桥梁结构应在满足功能和性能要求的前提下，尽量降低成本安全性设计准则桥梁设计应满足安全系数的要求，确保桥梁结构在各种荷载作用下不发生破坏适用性设计要求荷载要求使用寿命桥梁结构应能够承受设计荷载，包括交通荷载、风荷载等桥梁结构应具有预定的使用寿命，满足长期使用需求耐久性设计考虑防腐蚀抗冻融12桥梁结构应采取防腐蚀措施，桥梁结构应采取抗冻融措施，防止材料劣化防止材料在寒冷气候下破坏抗疲劳3桥梁结构应采取抗疲劳措施，防止材料在反复荷载作用下失效桥梁基础工程地质勘察1了解地基土的物理性质和力学性质，为基础设计提供依据基础类型选择2根据地基土的特性和桥梁荷载选择合适的桥梁基础类型基础施工3根据设计图纸进行基础施工，确保基础的质量和安全地质勘察要点地质勘察工具地质勘察报告使用钻探、取样、测绘等方法，获取地基土的详细资料对地质勘察结果进行总结，为桥梁基础设计提供参考基础类型选择浅基础适用于地基承载力较高的地段深基础适用于地基承载力较低的地段，如桩基础、沉井基础等桩基础施工技术钻孔灌注桩预制桩12在预先钻好的孔中灌注混凝土将桩体预先制好，然后打入或，形成桩体灌入地基旋挖桩3利用旋转钻头挖孔，同时灌注混凝土形成桩体承台设计与施工承台设计承台施工承台是连接桥墩与基础的结构，根据荷载和地基条件进行设计承台施工通常采用现浇混凝土，并应严格控制混凝土的强度和养护桥墩与桥台设计桥台桥墩1连接桥梁与岸坡的结构，其结构形式和支撑梁体的立柱，其结构形式和尺寸取尺寸取决于桥梁的跨径和地基条件2决于桥梁的跨径和荷载桥墩类型与选择圆形桥墩方形桥墩具有良好的抗风稳定性和抗震性结构简单，施工方便，适用于跨能径较小的桥梁锥形桥墩外形美观，抗风稳定性好，适用于跨径较大的桥梁桥台结构设计123直立式桥台斜坡式桥台组合式桥台适用于地基条件较好的地段，结构简单适用于地基条件较差的地段，能够有效地结合直立式和斜坡式桥台的优点，适用于传递荷载各种地基条件防撞设施布置护栏防撞墩用于防止车辆驶出桥面用于缓冲车辆撞击，防止桥梁结构破坏梁式桥设计理论弯矩剪力梁体在荷载作用下产生的弯曲力矩梁体在荷载作用下产生的剪切力简支梁桥构造梁体1简支梁桥的梁体通常为钢梁或混凝土梁支座2梁体与桥墩连接的结构，用于传递荷载桥面系3简支梁桥的桥面系通常为钢筋混凝土板连续梁桥特点刚度大抗震性能好12连续梁桥的梁体连续跨越多个连续梁桥的结构形式有利于抗桥墩，结构刚度大震造价相对较高3连续梁桥的施工难度较大，造价相对较高预应力混凝土梁桥强度高1预应力混凝土梁桥的强度高，可以跨越较大的跨度自重轻2预应力混凝土梁桥的自重轻，可以减少基础和墩台的造价耐久性好3预应力混凝土梁桥的耐久性好，使用寿命长钢筋混凝土梁桥结构简单造价低钢筋混凝土梁桥的结构简单，施工方便钢筋混凝土梁桥的造价较低，适用于跨径较小的桥梁拱式桥梁工程拱桥力学原理1拱桥的结构形式利用拱体的推力来抵抗荷载拱桥构造设计2拱桥的构造设计应考虑拱体的形状、尺寸和材料等因素拱桥施工要点3拱桥的施工应采用特殊的施工技术，保证拱体的质量和安全拱桥力学原理12拱轴线拱顶拱桥的中心线拱轴线的最高点3拱脚拱轴线的两端点拱桥构造设计拱肋拱帽拱座拱桥的主体结构，承受荷载并传递推拱肋的顶部，连接拱肋并承受桥面荷拱肋的底部，支撑拱肋并传递荷载到力载地基拱桥施工要点拱肋拼装拱顶合龙12拱肋的拼装应采用精确的测量拱顶合龙是拱桥施工的关键工和控制，保证拱体的形状和尺序，应采取安全可靠的施工方寸案桥面铺设3拱桥的桥面铺设应与拱体结构协调一致，保证桥面的平整度和排水性能悬索桥与斜拉桥悬索桥斜拉桥以悬索为主体的桥梁，适用于跨越深水、峡谷等地段以斜拉索为主体的桥梁，具有结构轻巧、施工简便等特点悬索桥受力特点主缆吊索1承受桥梁的全部重量和交通荷载将桥面系悬挂在主缆上2锚碇塔柱4固定主缆的结构，将主缆的拉力传递到3支撑主缆，将主缆的拉力传递到地基岸坡或地基斜拉桥结构原理塔柱1支撑斜拉索，将斜拉索的拉力传递到地基斜拉索2将桥面系拉住，形成一个三角形的受力体系桥面系3斜拉桥的桥面系通常为钢梁或混凝土梁主缆系统设计钢丝绳锚碇主缆通常由多股钢丝绳编织而成，具有高强度和耐疲劳的特点锚碇是固定主缆的结构，其强度和稳定性决定着悬索桥的安全性索塔设计要点形状材料12索塔的形状应根据桥梁的跨径索塔的材料应具有高强度和耐和风荷载进行设计腐蚀的特点基础3索塔的基础应具有足够的承载力，能够承受索塔的重量和拉力桥面系设计梁体横梁桥面系的梁体通常为钢梁或混凝土梁，承受桥面铺装和交通荷载连接梁体，并与桥面铺装连接，保证桥面的横向刚度桥面铺装技术沥青混凝土铺装适用于公路桥，具有平整度好、抗滑性能强等特点水泥混凝土铺装适用于铁路桥，具有耐久性好、抗磨损性能强等特点其他铺装根据桥梁的用途和环境条件，可以选择其他类型的铺装，例如木板铺装、钢板铺装等伸缩缝设置功能类型伸缩缝用于补偿桥梁结构在温度伸缩缝的类型多种多样，包括直变化下的伸缩变形线型、曲线型、阶梯型等位置伸缩缝应设置在桥梁的适当位置，避免影响交通和桥梁的安全排水系统设计12排水沟排水管桥面上的排水沟用于收集雨水，并将用于将排水沟中的雨水排放到桥下或其排放到桥下其他排水设施3排水井用于收集和排放雨水，并防止排水管堵塞支座设计与布置功能1支座是连接梁体和墩台的结构，用于传递荷载，并允许梁体发生微小的位移类型2支座的类型多种多样，包括固定支座、移动支座、弹性支座等布置3支座的布置应根据梁体的长度和荷载进行设计桥梁施工技术桥梁施工技术是桥梁工程的重要组成部分，包括支架法施工、悬臂浇筑法、顶推法施工、转体施工技术等支架法施工优点1支架法施工简单，施工速度快，适用于跨径较小的桥梁缺点2支架法施工需要大量钢材，占地空间大，适用于地质条件较好的地段悬臂浇筑法特点步骤悬臂浇筑法是一种无支架施工方法，适用于跨径较大的桥梁悬臂浇筑法先在桥墩上浇筑一段悬臂梁，然后利用悬臂梁作为支架，继续向外浇筑顶推法施工12原理步骤顶推法施工是将桥梁结构整体向前推顶推法施工先在桥梁后部设置顶推设进备，然后利用顶推设备将桥梁向前推进3应用顶推法施工适用于跨越河流、铁路或其他障碍物的情况转体施工技术原理转体施工是将桥梁结构整体旋转到预定位置步骤转体施工先将桥梁结构建造在岸边，然后利用转体设备将其旋转到预定位置应用转体施工适用于跨越河流或其他障碍物的情况，且桥梁结构无法直接在桥位上建造桥梁检测与维护桥梁健康监测定期对桥梁进行检测，了解桥梁的健康状况病害诊断对桥梁病害进行分析，确定病害原因和程度加固补强对桥梁进行加固补强，延长桥梁的使用寿命养护管理制定桥梁养护管理方案，保证桥梁的安全和耐久性桥梁健康监测裂缝监测应变监测使用裂缝监测仪对桥梁结构的裂缝进行监测使用应变计对桥梁结构的应变进行监测病害诊断方法12目视检查非破坏性检测通过肉眼观察桥梁结构的表面，识别使用超声波、雷达等方法，对桥梁结病害类型和程度构进行检测，而不破坏桥梁结构3破坏性检测对桥梁结构进行取样，进行实验室检测，以确定材料的性能和病害程度加固补强技术钢筋混凝土加固预应力加固在桥梁结构上增加钢筋混凝土，提高结构强度在桥梁结构上施加预应力，提高结构强度养护管理策略定期检查定期对桥梁进行检查，发现病害及时处理清洁维护对桥梁进行清洁维护，防止污垢积聚防腐蚀措施采取防腐蚀措施，防止桥梁结构腐蚀抗冻融措施采取抗冻融措施，防止桥梁结构在寒冷气候下破坏桥梁抗震设计地震作用分析抗震措施设计1根据桥梁所在地的地震烈度和地质条件设计抗震措施，提高桥梁结构的抗震性2，分析地震对桥梁结构的影响能地震作用分析地震波分析分析地震波的频率、幅值和方向，确定地震波对桥梁结构的影响结构响应分析分析桥梁结构在地震作用下的响应，包括位移、加速度和应力等抗震措施设计结构加固隔震措施在桥梁结构上增加钢筋混凝土或在桥梁基础或梁体上设置隔震装预应力钢筋，提高结构强度和刚置，隔离地震波对桥梁结构的影度响消能措施在桥梁结构上设置消能装置，吸收地震能量，减小结构的振动。