钢桥与组合结构桥梁-1

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1、钢桥与组合结构桥梁(2018)1 绪 论任课教师: 卫 星西南交通大学土木学院1 绪论1.1 桥梁基本概念1.2 课程主要内容1.3 钢桥及组合结构桥梁概述1.4 钢材及桥梁用钢1.5 课程任务及方法1.1 桥梁基本概念 桥梁的定义 橋 说文:“橋，水梁也” 樑 古人称凿壁架木的悬空仄道为“栈”；称凌空跨沟的横木为“桥”；称作为水上过道的木制建筑为“梁”。桥梁的目的: 实现跨越1.1 桥梁基本概念4供汽车、 火车、行人等跨越障碍（河流、山谷或其它线路）的建筑工程物。跨越桥梁的定义桥梁的定义1.1 桥梁基本概念 工程土木工程桥梁工程 桥梁工程： 桥梁建筑的实体 建造桥梁所需的科技知识（理论研究、

2、规划、勘测设计、建造和养护维修等） 桥梁起源： 随历史演进和社会进步逐步发展 动力陆地交通运输工具的变化与发展 意义： 技术，涉及工程设计、建筑材料和制造工艺水平 经济，涉及投资，对山区线路尤其如此 美学，工程结构物与建筑艺术实体6圆木桥：梁桥的雏形圆木桥：梁桥的雏形浙江泰顺仕阳碇步桥浙江泰顺仕阳碇步桥Postbridge_Clapper_Bridge_14 century UK7半坡村遗址半坡村遗址庐山天桥庐山天桥天然石梁桥天然石梁桥贵州水城干贵州水城干河天生桥河天生桥, ,高高135m135m，宽，宽35m35m，横顶厚度横顶厚度15m15m，跨度，跨度5060m5060m半坡村遗址半坡村

3、遗址早期石梁桥早期石梁桥8世界上最长的天然石拱桥，跨度世界上最长的天然石拱桥，跨度119.5119.5米，位于美国犹他州国家公园米，位于美国犹他州国家公园法国阿尔代什峡谷天然石拱桥法国阿尔代什峡谷天然石拱桥中国最长的天然石拱桥，跨中国最长的天然石拱桥，跨度度8080米，位于四川涪陵小溪米，位于四川涪陵小溪9藤桥藤桥索桥索桥墨脱藤桥墨脱藤桥绳索桥绳索桥绵阳窦团山绵阳窦团山10雅鲁藏布大峡谷索桥雅鲁藏布大峡谷索桥1.1 桥梁基本概念基本类型：梁、拱、索基本类型：梁、拱、索受力特点：弯、压、拉受力特点：弯、压、拉1.1 桥梁基本概念1.1 桥梁基本概念1.1 桥梁基本概念1.1 桥梁基本概念跨越行为

4、是桥梁结构的本质；跨越能力是桥梁结构的最重要指标。影响桥梁结构跨越能力实现的主要因素： 结构形式 材料 计算、分析、设计水平 施工能力 运营荷载（用途） 经济能力 主观意识1.1 桥梁基本概念 在满足一定的功能的同时，还应该能够安全地承受自然界和人类活动所施加的各种荷载； 社会所能为结构建造支付的人力、物力和财力都是有限的，所以，又必须讲求经济； 结构固定在不同位置，其规划、设计和施工需因时因地而异，逐个进行； 与人类活动密切相关，其是否美观，是否与环境协调，受到重视。土木工程结构的基本属性土木工程结构的基本属性1.1 桥梁基本概念 在满足一定的功能的同时，还应该能够安全地承受自然界和人类活动

5、所施加的各种荷载； 社会所能为结构建造支付的人力、物力和财力都是有限的，所以，又必须讲求经济； 结构固定在不同位置，其规划、设计和施工需因时因地而异，逐个进行； 与人类活动密切相关，其是否美观，是否与环境协调，受到重视。土木工程结构的基本属性土木工程结构的基本属性1.1 桥梁基本概念创新创新适用适用 安全安全经济经济美观美观设计设计6原则原则耐久耐久1.1 桥梁基本概念安全性：结构在使用年限以内，在各种自然情况和荷载作用下，能具有足够的承载能力，能保持适当的安全度，是对每一座桥梁的基本要求。1.1 桥梁基本概念适用性：能保证行车的通畅、舒适和安全；运量既能满足当前需要，也可适当照顾今后发展；不

6、妨碍桥下交通或通航；综合考虑桥位地区的环境和发展；在使用年限内，桥梁一般只需常规养护维修就可保证日常使用。1.1 桥梁基本概念经济性：经济是衡量技术水平和作出方案选择的主要因素。桥梁设计应体现出经济特性，需要对桥梁的建造消耗、施工、技术发展和今后使用等因素进行统筹考虑，得出合理的经济结论。1.1 桥梁基本概念耐久性：耐久性是桥梁结构抵抗自身材料性能退化和自然环境双重因素长期破坏作用的能力。即保证其经久耐用的能力。耐久性越好，结构的使用寿命越长。1.1 桥梁基本概念美观性：桥梁具有优美的外形，并与周围的环境相协调，这就是对桥梁美观的基本要求。合理的轮廓造型和布局、正确表达力的传递、以及结构风格和

7、色彩与周围环境的和谐一致，是体现美观的主要因素。1.1 桥梁基本概念创新性：创新是人类所特有的创造性劳动的体现，是人类社会进步的核心动力和源泉。桥梁工程的创新性主要体现在对原有设计理论、结构体系及施工方法的突破和对既有工程实践的超越。1.1 桥梁基本概念桥梁是科学、技术、工程和艺术的结晶1.1 桥梁基本概念桥梁设计特点： 6个原则和3个统一桥梁设计的3个统一6个设计个设计原则的统一原则的统一 理论性和理论性和经验性的统一经验性的统一遵循设计遵循设计规范和合理规范和合理突破规范突破规范的统一的统一 1.1 桥梁基本概念 桥梁的生命周期 规划勘察设计施工使用拆除孕育期生产垮塌成长期退化期消亡期1.

8、1 桥梁基本概念 桥梁5种结构体系梁桥 拱桥 刚构桥斜拉桥 悬索桥1.1 桥梁基本概念 梁桥 简支梁桥 悬臂梁桥 连续梁桥梁为承重结构，主要以其抗弯能力来承受荷载；在竖向荷载作用下，其支承反力也是竖直的；简支的梁部结构只受弯受剪，不承受轴向力增加中间支承，可减少跨中弯矩，更合理地分配内力，加大跨越能力梁式体系分实腹式和空腹式，前者为箱梁与板梁，后者指桁架结构；梁的高度可等高或变高1.1 桥梁基本概念 刚构桥 门式刚构桥 斜腿刚构桥 T形刚构桥 连续刚构桥刚构桥主梁和腿或墩（台）身构成刚性连接。在竖向荷载作用下,梁的弯矩通常比同等跨径连续梁或简支梁小,其跨越能力大于梁桥。刚构桥具有桥下净空大、造

9、型美观、桥面平顺性好等优点，可作为跨线桥，也适用于跨越深阔河谷等情况。刚构桥是超静定结构，相对于简支梁桥其抗震性能更高。将钢-混凝土组合梁与混凝土桥墩或组合结构桥墩相固结可以形成组合刚构桥。1.1 桥梁基本概念1.1 桥梁基本概念三铰拱三铰拱两铰拱两铰拱无铰拱无铰拱系杆拱系杆拱结构特征：主要承重结构具有曲线外形；受力特点：在竖向荷载作用下，拱主要承受轴向压力，但也受弯受剪。支承反力不仅有竖向反力，也承受较大的水平推力 静力学分类：单铰拱、两铰拱、三铰拱和无铰拱拱肋形式：钢桁拱、钢箱拱及钢管混凝土拱施工方法：有支架和无支架施工 中中承承式式上上承承式式下下承承式式 拱桥1.1 桥梁基本概念1.1

10、 桥梁基本概念形式：由梁、塔和斜索组成的组合体系，结构型式多样，造型优美壮观受力：在竖向荷载作用下，梁以受弯为主，塔以受压为主，斜索则承受拉力材料：斜索采用高强钢丝制成，塔采用钢筋混凝土或钢，梁采用钢箱梁、钢桁梁或结合梁斜拉索斜拉索索塔索塔主梁主梁 斜拉桥1.1 桥梁基本概念1.1 桥梁基本概念36 组成组成：主要由索（又称缆）、塔、锚碇、加劲梁等组成 受力受力：在竖向荷载作用下，索受拉，塔受压，锚碇受拉拔反力 材料材料：索通常用高强度钢丝制成圆形大缆，加劲梁多采用钢桁架或扁平箱梁，桥塔可采用钢筋混凝土或钢 跨度跨度：因悬索的抗拉性能得以充分发挥且大缆尺寸基本上不受限制，故悬索桥的跨越能力一直

11、在各种桥型中名列前茅 缆缆塔塔锚锭锚锭加劲梁加劲梁 悬索桥1.1 桥梁基本概念1.2 课程主要内容 本课程主要讲述钢及本课程主要讲述钢及钢钢- -混凝土组合结构桥的混凝土组合结构桥的设设计计和和计算计算方面的知识，方面的知识，包括：包括：简支桁梁桥简支桁梁桥钢板梁桥钢板梁桥钢箱梁桥钢箱梁桥正交异性板桥面正交异性板桥面结合梁桥结合梁桥大跨钢桥大跨钢桥 1.1.混凝土桥混凝土桥2.2.钢及钢钢及钢- -砼组合结构桥砼组合结构桥3.3.大跨度桥梁和城市桥梁大跨度桥梁和城市桥梁4.4.桥梁振动及抗风抗震桥梁振动及抗风抗震桥梁课程设计桥梁课程设计桥梁毕业设计桥梁毕业设计桥梁工程方向主要课程体系桥梁工程方