第一章 绪 论1

安徽工业大学

建工学院第一章绪论

第一节桥梁概述

第二节桥梁的组成、分类和结构体系第三节桥梁建筑的成就、现状

第一节桥梁概述主要内容：

1.桥梁的定义

2.桥梁工程的含义

3.桥梁的起源和历史

4.桥梁的发展

5.桥梁在交通运输事业中的地位

6.我国桥梁的历史、发展、现状1.桥梁的定义

桥梁是供铁路、道路、渠道、管线、车辆、行人等跨越河流、山谷、湖泊、低地或其它交通线路时使用的建筑结构。

从线路的角度讲，也是线路在跨越上述障碍时的延伸或连接部分。

2.桥梁工程的含义

(1)指桥梁建筑的实体。

(2)指建造桥梁所需的科学知识和技术。

包括：桥梁的基础理论和研究，桥梁的规划、勘测设计、建造和养护维修等3.桥梁的起源和历史

桥梁是随着历史的演进和社会的进步而逐渐发展起来的。每当交通运输工具发生重大变化时，对桥梁在载重、跨度等方面提出新的要求时，便推动了桥梁工程技术的发展。

古代：交通运输工具简陋，科学技术不发达，人们

只能利用自然界现有的材料建造一些简单的桥梁。

但我国在桥梁建筑史上的成绩是辉煌的，我国的古代桥梁不但数目惊人，且类型丰富多彩，几乎包括了所有近代桥梁中的最主要形式。所用建筑材料多是一些天然材料：土、石、木、砖等。

4.桥梁的发展

桥梁的发展是随着生产力和科学技术的发展而发展的。桥梁的发展大致经历了以下几个阶段。

古代桥梁现代桥梁当代桥梁5.桥梁在交通运输事业中的地位

建立四通八达的现代化交通网，大力发展交通运输事业，对发展国民经济，提高综合国力，促进文化交流都有非常重要的作用。在公路、铁路、城市和农村道路以及水利建设中，为了跨越各种障碍，必须修建各种类型的桥梁与涵洞、因此桥涵是交通线中的重要组成部分，而且是保证全线早日通车的关键。

在经济上，桥涵的造价一般占公路总造价的10%~20%。

在国防上，桥涵是交通运输的咽喉，在现代战争中具有非常重

要的地位。

在技术上，桥涵的设计建造技术代表了一个国家的桥梁建筑水平。

6.我国桥梁的历史、发展、现状。

1.历史

2.发展

3.现状

我国桥梁的建筑历史悠久，根据历史考证，在三千年前的周文王朝代，就有在渭河上架设浮桥的文字记载。

隋唐时期，是我国古代桥梁的兴盛年代，其间在桥梁形式上及结构构造方面有着很多创新。

宋代之后，建桥数量大增，桥的跨越能力、造型和功能有所提高。

我国是最早有吊桥的国家，距今至少有三千多年的历史。

1.历史

2.发展

解放后，我国的公路铁路建设事业突飞猛进，桥梁建设取得了很大成就。3.现状

20世纪90年代，我国的交通事业和桥梁建设出现了一个全新的时期，道路建设和国道系统以及桥梁技术、桥型、跨越能力和施工管理水平大幅提高。

主要内容：

第二节桥梁的组成、分类、和结构体系

一、桥梁的组成二、附属结构三、常用名词四、桥梁的分类五、桥梁的结构体系

一、桥梁的组成

2.支座系统bearing 1.桥跨结构（上部结构）superstructure

3.桥墩pier

4.桥台

abutment

5.墩台基础

foundation

下部结构substructure 图1-2.1

图1.2.1 桥梁的基本组成

二、附属结构

1.桥面铺装（行车道铺装）

2.排水防水系统

3.栏杆

4.伸缩缝

5.灯光照明

三、常用名词

1.跨度

2.计算跨径

3.净跨径

4.总跨径

5.标准跨径

6.桥

长

7.桥下净空

8.桥梁建筑高度9.桥梁容许建筑高度10. 桥梁高度图1.2.1

图1.2.6

11.水位12.净矢高13.计算矢高14.矢跨比图1.2.1 桥梁的基本组成

图1.2.6 拱桥的基本组成1.跨度

也称跨径，是指桥梁两相邻墩支座间的距离，表示桥梁的跨越能力，对多跨桥，最大跨度称为主跨，是表征桥梁技术水平的重要指标。

2.计算跨径

桥跨结构的力学计算常常使用计算跨径。桥跨结构两个支点间的距离称为计算跨径。

对于梁式桥是指桥跨两端相邻支座中心之间的距离。

对于拱式桥是指相邻两拱脚截面形心点之间的水平距离，通常用l表示。3.净跨径

对于梁式桥净跨径是指设计洪水位线上相邻两个桥墩(或桥台)之间的水平净距，而拱式桥是指每孔拱跨拱脚截面内边缘之间的距离。

4.总跨径

各孔净跨径之和称为总跨径。

桥梁的净跨径L

和总跨径L是反映桥梁宣泄洪水的能力和通航标准的指标。5.标准跨径

对公路梁式桥，标准跨径是指两相邻桥墩中线间的距离，或桥墩中线与桥台台背前缘间的距离；

对拱式桥，是指其净跨径。

铁路桥常以计算跨径作为标准跨径。

在桥梁工程中，中小跨度的桥梁占的比例非常大。这部分桥梁如果采用标准设计，其工程设计和施工质量将大大提高，其经济效益也是非常可观的，因而我国《公路桥涵设计通用规范》中规定，标准设计或新建桥涵跨径在50m 以下时，均应采用标准跨径。公路桥涵的标准跨径从0.75m 至50m，共计21种跨径。当单孔跨径＜5m或多孔跨径的全长＜8m时，通常采用涵洞结构。

涵洞结构是用来宣泄路堤下水流的构造物，简称涵洞。在涵洞处路堤一般是不中断的。6.桥长

对梁式桥，指两桥台侧墙或八字墙之间的距离L。

总长是指桥梁两端桥台台背前缘间的距离。桥梁的单孔跨径是指桥墩中线间距离或桥墩中线与桥台背前缘的间距。对于拱式桥是指其净跨径。

桥长是衡量桥梁大小的最简单的技术指标：一般把桥梁两端桥台的侧墙或八字墙尾端点之间的距离称为桥梁全长，简称桥长。

无桥台时，桥梁全长为桥跨结构的行车道板全长距离。

桥梁规范中根据桥梁跨径总长L和单孔跨径L

划分桥梁的规模大小。

7.桥下净空

桥下净空高度是指设计洪水位或设计通航水位至桥跨结构下边缘之间的距离。该距离应满足安全排洪及通航的要求。8.桥梁建筑高度

桥梁建筑高度是指桥上行车路面(或轨顶)与桥跨结构下边缘之间的高差。

通常桥梁建筑高度应小于其容许建筑高度，即桥面标高与通航净空顶部标高之差。

9.桥梁容许建筑高度

公路桥面或铁路轨底标高减去设计洪水位标高，再减去通航或排洪所要求的梁底净空高度。

通常桥梁建筑高度应小于其容许建筑高度。

桥梁高度是指低水位至桥面的高差。对于跨线桥是指桥下道路路面至桥面的高差。

桥高的不同对桥梁施工的要求也不同，其施工的方法和难度会有很大差异。

10. 桥梁高度

河流中的水位是变动的，枯水期的最低水位称为低水位；洪水期的最高水位称为高水位。

桥梁设计中按规定的设计洪水频率计算所得的高水位称为设计洪水位。

在各级航道中，能保证船舶正常航行的水位，称为通航水位。

11. 水位

指从拱顶截面下缘至相邻两拱脚截面下缘最低点连线的垂直距离，以f 0表示

12. 净矢高

指从拱顶截面形心至相邻两拱脚截面形心连线的垂直距离，以f 表示

13. 计算矢高指拱桥中拱圈（或拱肋）的计算矢高与计算跨径之比（f /l ），亦称拱矢度，它是反映拱桥受力特性的一个重要指标。

14. 矢跨比

分类方式

桥涵类型

1.按工程规模分特大桥、大桥、中桥、小桥等

2.按用途分铁路桥、公路桥、公铁两用桥、人行及农桥等

3.按建筑材料钢桥、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥、结合桥、圬工桥、木桥等

4.按结构体系分

梁桥、拱桥、悬索桥、组合体系等5.按桥跨结构与桥面的相对位置上承式、下承式、中承式6.按桥梁的平面形状分直桥，斜桥、弯桥7.按预计使用时间分

永久性桥，临时性桥

四、桥梁的分类桥涵分类多孔跨径总长L1m ）

单孔跨径l b （m)

特大桥L ＞1000L b ＞150大桥100≤L≤100040≤l b ≤150中桥30＜L ＜10020≤l b ＜40小桥8≤ L≤305≤l b ＜20涵洞

L ＜8

l b ＜5

表1-2 桥梁涵洞按跨径分类

五、桥梁的结构体系

1.梁桥

2.拱桥

3.悬索桥

4.组合体系

图1.2.7(a)

图1.2.11

图1.2.13

图1.2.8图1.2.9图1.2.10

图1.2.12

图1.2.14图1.2.15

图1.2.7(b)

图1.2.7 (a) 梁式桥图1.2.7(b)梁式桥图1.2.8拱桥图1.2.11 悬索桥图1.2.13

图1.2.9图1.2.10图1.2.12图1.2.14

图1.2.151.梁桥

(1) 受力特点

(2) 分类

(3) 主要的体系和截面形式

(1) 受力特点

目前在公路上应用最广的是标准跨径的钢筋混凝土简支梁桥，施工方法有预制装配和现浇两种，这种梁桥的结构简单施工方便，简支梁对地基承载力的要求也不高，其常用跨径在20m 以下，当跨径较大时，需采用预应力混凝土简支梁桥，但跨度一般不超过40m 。为了改善受力条件和使用性能，地质条件较好时，中、小跨径梁桥均可修建连续梁桥，对于很大跨径的大桥和特大桥，可采用预应力混凝土梁桥、钢桥和钢—混凝土组合梁桥。

梁式桥是一种在竖向荷载作用下无水平反力的结构，由于外力(恒载和活载)的作用方向与承重结构的轴线接近垂直，因而与同样跨径的其它结构体系相比，梁桥产生的弯矩最大．通常需用抗弯、抗拉能力强的材料(钢、配筋混凝土、钢—混凝土组合结构等)来建造。

(2) 分类

?简支梁（simply-supported beam ）?悬臂梁(cantilever beam)?连续梁

(continuous beam)

(3) 主要的体系和截面形式

实腹式T 形

、工字型、箱形

梁式体系

空腹式

桁架式

简支梁实例

中宁黄河公路大桥

开封黄河大桥飞云江桥

洛阳黄河桥

临海桥中宁黄河公路大桥

开封黄河大桥

开封黄河大桥飞云江桥紫阳汉江桥洛阳黄河桥

临海桥 2.拱桥

(1)受力特点

(2)分类

(3)所用材料

(4)主要的施工方法

（5）拱桥实例

(1)受力特点

拱式桥的主要承重结构是拱圈或拱肋(拱圈横截面设计成分离形

式时称为拱肋)。

拱结构在竖向荷载作用下，桥墩和桥台将承受水平推力，同时，根据作用力和反作用力原理，墩台向拱圈(或拱肋)提供一对水平反力，这种水平反力将大大抵消在拱圈(或拱肋)内由荷载所引起的弯矩。

因此，与同跨径的梁相比，拱的弯矩、剪力和变形都要小得多。鉴于拱桥的承重结构以受压为主，通常可用抗压能力强的圬工(2)分类

三铰拱

两铰拱

无铰拱

图1-11

按静力学分

(3)所用材料

多用抗压能力较强的圬工材料或复合材料：石材、钢筋混凝土等。

(4)主要的施工方法

支架施工

悬臂施工

转体施工

劲性骨架等无支架施工

朱雀门桥永安桥

泰山大桥弋江大桥

黄山揽胜桥赵州桥

四川万县长江大桥

东岗镇黄河桥永定河七号桥

（5）拱桥实例

朱雀门桥永安桥

泰山大桥东岗镇黄河桥

永定河七号桥弋江大桥

黄山揽胜桥

赵州桥

四川万县长江大桥

3.悬索桥

(1)组成

(2)受力特点

（3）悬索桥实例

(1)组成

索（cable)

塔（pylon）

锚碇(anchorage)

加劲梁(stiffening girder)等组成。(2)受力特点

在竖向荷载作用下，悬索受拉，锚碇受竖向力和水平力。

跨越任何其它桥型无与伦比的特大跨度。

吊桥的另一特点是，受力简单明了，成卷的钢缆易于运输，在将缆索架设完成后，便形成了一个强大稳定的结构支承系统，施工过程中的风险相对较小。

淘金桥泸定铁索桥

汕头海湾大桥

江阴长江公路大桥泸定大渡河桥

朝阳桥

明石海峡大桥香港青马大桥

（3）悬索桥实例

淘金桥

泸定铁索桥

汕头海湾大桥

江阴长江公路大桥泸定大渡河桥

朝阳桥

香港青马大桥

金门大桥

明石海峡大桥

4.组合体系

定义——指承重结构采用两种基本结构体系或一种基本体系与某些构件（塔、柱、斜索）组合在一起的桥梁。在两种体系中，梁经常是其中的一种，与梁组合的是拱、塔、斜索。常用的组合体系有：

（1）刚架桥（combined bridges）（2）梁拱组合体系

（3）斜拉桥

（1）刚架桥（combined bridges）

2)受力特点

1)组成

3)分类

4)实例1)组成

主要由梁与立柱或墩柱刚性连接的桥梁。

2)受力特点

在竖向荷载作用下，主梁与立柱的连接处会产生负弯矩：主梁、立柱受弯矩和轴力；柱底约束处既有竖直反力也有水平反力。刚架桥的形式多半是立柱直立的、单跨或多跨的门形框架，柱底约束可以是铰接或固接。

（a）T形刚构（T-shaped rigid frame bridges)（b）斜腿刚构（rigid frame bridges with inclined legs)（c）连续刚构（continuous rigid frame bridges) 3)分类

东明黄河大桥

4)刚架桥实例

东明黄河大桥

石嘴山黄河桥

石嘴山黄河桥

（a）T形刚构（T-shaped rigid frame bridges)

随着预应力技术和对称悬臂施工方法的发展，出现

了具有刚架形式和特点的结构。

①T形刚构桥特点

②T形刚构桥实例

①T形刚构桥特点

桥墩刚度较大与梁部固接，采用跨中设铰或简支挂孔

来连接两T构。

融合了悬臂梁和刚架桥的部分特点，属于静定结构，

能减少次内力、简化主梁配筋。

有利于对称悬臂施工，但粗大的桥墩因受较大弯矩而

废料，桥面线形不连续而影响行车。

前扶松花江桥广西柳州桥虎门大桥朱家河桥

②T 形刚构桥实例

前扶松花江大桥全长１３８９米，两边各为３×４９米和５×４９米预应力Ｔ形刚构桥，中间为３０×３０米预应力混凝土Ｔ形简支梁桥，１９７４年建成。

主跨(Main Span)：49米

桥梁类型(Type of the Bridge)：T 型刚构桥、简支梁桥所在地(Location)：吉林、松花江全长(Length)：1389米

建成时间(completed year)：1974年

前扶松花江桥

前扶松花江桥

广西柳州桥

虎门大桥辅航道桥

朱家河桥

（b ）斜腿刚构（rigid frame bridges with inclined legs)①斜腿刚构桥特点②斜腿刚构桥实例

墩柱斜置并与梁部刚性连接，受力特点介于梁和拱。

在竖向荷载作用下，斜腿以承压为主，斜腿之间的梁也受到较大的轴向力。斜腿底部可采用铰接或固接，并受较大水平推力。

墩柱在立面上呈V 形并与梁部固接的桥梁，称为V 形刚构。其受力上具有连续梁与斜腿刚构的特点。可增大跨度、减小梁高，外形也较美。

①斜腿刚构桥特点

安康汉江桥浊漳河桥

②斜腿刚构桥实例

安康汉江桥

浊漳河桥

（c ）连续刚构（continuous rigid frame bridges)

①连续刚构桥特点

②连续刚构桥实例

预应力混凝土连续刚构桥是连续梁桥与T 型刚构桥的组合体系，也称墩梁固结的连续梁桥。

连续刚构桥常用于大跨、高墩的结构中，桥墩纵向刚度较小，在竖向荷载作用下．基本上属于一种无推力的结构，而上部结构具有连续梁的一般特点，具有较好的技术经济性。

①连续刚构桥特点忠孝桥

我国跨径最大、距地最高的山区高速公路连续刚构桥

②连续刚构桥实例预应力混凝土连续刚构桥桥孔布置

预应力混凝土连续刚构桥桥孔布置为60m ＋90m ＋60m ，

我国跨径最大、距地最高的山区高速公路连续刚构桥