桥梁景观对于城市建设的重要意义 摘要：本文试图从桥梁景观角度略谈一下自己对城市建设桥梁景观的特点与桥梁景观学研究的意义认识。 关键词：桥梁景观；城市建设；重要意义 目前中国正面临城市化建设飞速发展的阶段，这对于我们建筑行业来说，无疑会是一个巨大的机遇和挑战。本文试图从桥梁景观角度略谈一下自己对城市建设的一些浅言拙见。 对桥梁造型进行符合美学规律的组织与优化一直是那些懂得桥梁结构规律的建筑师的行为，到上世纪下半叶人们开始认识到桥梁的设计不仅仅要“关心自己”,同时还要“关心别人”,如关心桥梁对城市、大地的影响，关心桥梁的地标意义；景观生态学更将桥梁上升到解决被道路切割的大地之物种的生存与繁衍的高度，亦即桥梁还要“关心”生态环境等。这些问题均非桥梁美学所能涵盖，而其综合解决之道是对既懂得桥梁美学规律又深谙景观科学构筑规律的专业人员的需要。这便是桥梁景观学的诞生基础！美国学者Frederick Gottemoeller于上世纪九十代将Bridge与Landscape合成了一新的词汇Bridgescape用于表述这种新的结合。 但人们对桥梁建设中景观问题的关注却较此为先。日本的本州--四国联络桥工程总长178km,如此超大规模的桥梁建设活动在人类历史上还是首次。人们不得不慎思桥梁建设对自然环境的破坏与干扰，也更希望新建的桥梁对所通过的历史、文化及自然保护区域在关爱的同时还能成为一具有时代特点的新景观。这使日本政府将桥位周边环境保护和开发利用问题，与把发挥桥梁的观赏功能和文化功能、“追求世界一流景观”的目标链接为一体。类似的实践活动为桥梁景观设计在提供实践平台的同时，也奠定了桥梁景观学科的科学基础。 我国对桥梁景观的理解一般反映在“景观”一词的分解上，即“观”桥与桥上观“景”,两者合成便为“景观”.这种观念有其历史传统。古典园林桥梁在“景”与“观”方面便早有此独到考虑，中国的风景园林更是深谙此道。我们说“景”与“观”之关系确实反映了人、桥、环境的空间联系，其寓意颇具中国特色，这是我们文化智慧的结晶！但这种观念只有“与时俱进”地和景观科学的构筑理论结合才能产生具有更积极的尊重与改造自然意义。 一、桥梁景观学研究的意义 （一）推动景观设计在桥梁建设中的深化与体制化。 改革开放二十年，我国建成了22.4万座公路桥梁，但桥梁景观设计还停留在五、六十年代便发展成熟的以桥梁形式美为主导原则的水平。这完全不能适应物质文明大踏步前进的祖国对环境品质的更高要求。 （二）满足社会对桥梁景观的更高要求。 桥梁景观设计跟不上社会的要求，这是因为： 1.桥梁的大规模建设不仅意味着要耗费巨额社会资金，还反映出社会物质的频繁互动对空间跨越的要求。桥梁已成为遍布城乡的一道风景线，其景观面貌作为一种现象便与物质文明挂钩，使桥梁景观有物质文明特性。
桥梁工程的低位和作用 1 如果说一座现代化高层建筑具有高耸挺拔的雄姿，则一座大跨度桥梁具有凌空宏伟的魅力。 2 桥梁即使一种功能性的结构物，也往往是一座立体的造型艺术工程，是一处景观，具有时代的特征。 3大力发展交通运输事业，建立四通八达的现代交通网络，对于发展国民经济，促进文化交流，消灭城乡差别和巩固国防等方面，都具有非常重要的作用。特别我国实行改革开放政策以来，路桥建设突飞猛进的发展，对创造良好的投资环境，促进地域性的经济腾飞，起到了关键作用。 4 桥梁工程不但在工程规模上约占公路总造价的10%~20%，而且往往也是交通运输的咽喉，是保证全线早日通车的关键。 5桥梁是人类在生活和生产劳动中，为克服天然障碍而建造的建筑物，也是有史以来人类所建造的最古老、最壮观、和最美丽的建筑工程，它体现了一个时代的文明与进步。 古代桥梁： 中国的古代桥梁建筑，无论在其造型艺术、施工技巧、历史积淀、文化蕴涵，还是人文景观等方面，都曾为世界桥梁史谱写了光辉的篇章。 近代桥梁 应该承认，目前我们所采用的技术大都是学习，引进发达国家20世纪60~70年代以来所创造的新材料、新理论、新技术和新工艺。虽然中国的桥梁建设在过去的25年中已经取得了飞速发展和进步，但与发达国家相比，尚存在不少差距，主要表现在技术上的自主创新不够，质量和耐久性存在问题，桥梁美学重视不够等方面。为了从桥梁大国向桥梁强国迈进，我国桥梁工作者一定要在桥梁建设中，提高自主创新的理念、重视工程的整体质量、提高对桥梁美学的素养。 世界各国桥梁建造现状 纵观世界桥梁建筑发展的历史，与社会生产力的发展、工业水平的提高、施工技术的进步、力学理论的进展、计算能力的提高等方面都有关系，但其中，与建筑材料的革新最为密切。
4 主梁作用效应计算 先计算永久作用效应，在计算活载作用下的荷载横向分布系数，并求得各主梁控制截面（跨中、四分点、变化点截面和支点截面）的最大可变效应，最后进行作用效应组合。 4.1永久作用效用计算 4.11永久作用集度 （1）预制梁自重（一期恒载） 按跨中截面计，主梁的恒载集度： g(1)=0.7275?25=18.14KN/m 由于变截面的过渡区段折算成的恒载集度： g （2）=0.35?1.3?0.5?0.15?4?25 /28.66=0.2KN/m 由于粱端腹板加宽所增加的重力折算成的恒载集度： g （3）=0.24?2?1?2.39?25/ 28.66=1KN/m 中间横隔梁体积：（0.81?1.44-0.81?0.09?0.5）?0.15=0.17m 3 端部横隔梁体积：（0.69?1.35+0.69?0.5?0.09）?0.15=0.14m 3 边主梁的横隔梁恒载集度：g （4）=（3?0.17+2?0.14）?25/28.66=0.69KN/m 中主梁的横隔梁恒载集度：'g （4）=2?g （4）=1.38KN/m 边主梁的一期恒载集度：g 1=∑=4 1i =18.14+0.2+1+0.69=20.03KN/m 中主梁的一期恒载集度：∑==4 1 ' 1 i g =18.14+0.2+1+1.38=20.72KN/m （2）二期恒载 一侧人行道栏杆1.52KN/m ；一侧人行道3.6KN/m ；桥面铺装层重（图4-1）： 1号梁：874.0254.0)0908 .0084.0(5.0=??+? 2号梁：9345.5252.2)1205 .00908.0(5.0=??+? 3号梁：447.7252.2)1503 .01205.0(5.0=??+? 4号梁：083.9252.2)18.01503.0(5.0=??+?
景观桥梁的定义与意义 由于桥梁的地标作用, 将桥梁上升到解决被道路切割的大地之物种的生存与繁衍的高度, 亦即桥梁还要“关心”生态环境。希望新建的桥梁对所通过的历史、文化及自然保护区域在关爱的同时还能成为具有时代特点的新景观。Go t temoeller 将桥梁景观设计分解成线型设计、造型设计、平面布局设计、色彩设计、肌理设计、装饰设计等6 大部分。桥梁景观设计既要保持对功能、构造技术、形态美学、材料肌理研究的传统, 还应针对随社会发展而产生的新景观问题保持敏锐的跟踪, 这样才能与朝气蓬勃的祖国对环境品质的更高要求相适应。我国对桥梁景观的理解一般反映在“景观”一词的分解上, 即“观”桥与桥上观“景”, 两者合成便为“景观”。这种观念有其历史传统。古典园林桥梁在“景”与“观”方面便早有此独到考虑, 中国的风景园林更是深谙此道。“景”与“观”之关系确实反映了人、桥、环境的空间联系, 其寓意颇具中国特色。桥梁不是孤立于环境, 其景观总是与地景、城市景观相伴生, 有时其复合景观意义更大。20 世纪末是我国环境意识觉醒的时代。土地荒漠化、黄河断流、水源污染、长江洪水及城市建设对历史文化环境的破坏等一系列问题, 使我们认识到人类在自我价值实现的同时还应与环境和谐。1999 年第二届世界建筑师大会发表的《北京宪章》明确提出了对环境的和谐与尊重, 应该成为一切建设行为的基本原则。在桥梁景观
设计中强调环境景观即是对此大背景的呼应, 同时也是保持景观可持续发展的一重要举措。反映到桥梁景观设计中便是桥梁景观与大地或城市景观尺度的和谐研究, 桥梁景观对地形、地貌的适合, 桥梁景观对文化环境的尊重与共生及桥梁建设对建设地点的自然原生景观的保护等。景观桥梁具有较高的艺术观赏性, 可观、可游。即能唤起人们美感的、具有良好视觉效果和审美价值的, 与桥位环境共同构成景观的桥梁。它可成为一定环境的主体, 也可成为景观环境的载体。 苏州绿城桥梁景观建议，景观桥梁应具有以下3 个特点:(1) 符合桥梁造型美(功能美和形式美) 的法则;(2) 遵循桥梁与环境协调的规律;(3) 体现自然环境、人文景观、历史文化景观的内涵或具有象征作用。在一定环境中, 景观桥梁是人与景观环境关系的结合点, 桥梁和环境的适应程度, 直接影响景观整体的审美价值。对于景观桥梁, 既要重视桥梁的环境因素, 又要注重桥梁建筑艺术设计, 并要有创新精神, 以使桥梁与其环境共同构成景观。
1.桥梁组成：（1）上部结构：是桥梁支座以上跨越桥孔的总称是线路中断时跨越障碍的主要承重结构。（2）下部结构包括（桥墩，桥台，基础）支座：在墩台的顶部，用于支承上部结构的传力装置。它不仅要传递很大的荷载，还要保证上部结构能按设计要求产生一定的变位。 2净跨径：对于梁式桥，指设计水位两个桥墩之间的净距。对于拱式桥式指每孔拱跨两个拱脚截面最低点水平距离。 3总跨径：是多孔桥梁中各净跨径之总和。它反映的是桥下的泄洪能力。 4计算跨径：对于设有支座的桥梁，指桥跨结构相邻两个支座中心之间的距离。对于拱桥指两相邻拱脚截面型心之间的水平距离。 5桥梁全长：对于有桥台的桥梁指两岸桥台后端点之间的水平距离，对于无桥台则是指桥面行车道的长度。 6桥梁高度：指桥面与低水位之间的高差，或指桥面与桥下线路路面之间的距离。桥高在某种程度上反映了桥梁施工的难易性。 7桥下净空：为了满足通航，行车或行人等需要，并为了保证桥梁结构安全，而对上部结构地缘以下所规定的净空间界限。 8桥面：指桥梁行车道，人行道上方应保持净空间的界限。 9桥梁建筑高度：指上部结构地缘至桥面顶面的垂直距离线路定线中所确定的桥面标高与桥下净空界限顶部标高之差，称为桥梁的容许建筑高度。建筑高度不得大于容许建筑高度，否则就不能保证桥下通航或行车等要求。 10净矢高值从拱顶截面下缘至相邻两拱脚截面下缘最低点之连线的垂直距离。 11计算矢高：指拱顶截面型心至相邻两拱脚截面型心连线的垂直距离。 12桥梁分类：梁式桥拱式桥悬索桥刚构桥斜拉桥。 13按其他分类：1）按用途分类：公路桥，铁路桥，公铁两用桥，人行桥，水运桥和管线桥等。2）按主要承重结构采用的材料划分：钢筋混凝土桥，预应力混凝土桥，圬工桥，钢桥，钢—混凝土组合桥和木桥等。3）按桥梁总长和跨径的不同划分：特大桥，大桥，中桥，小桥和涵洞。4）按跨越障碍的性质：跨河桥，跨线桥，高架桥和栈桥。5）按上部结构的行车道位置：上承式桥，中承式桥和下承式桥。6)按桥跨结构的平面布置：正交桥，斜交桥和弯桥。 14.桥梁设计原则：1）安全2）适用3）经济4)美观。 15桥梁设计的步骤：1）“预可”阶段2）“工可”阶段3）初步设计4）技术设计5）施工图设计。 16桥梁的平、纵、横断面设计 17纵断面设计包括：确定桥梁的总跨径，桥梁的分孔，桥道的标高，桥上和桥头引道的纵坡以及基础的埋置深度。 18桥梁设计的作用：是指结构上的一组集中力或分布力，或引起结构外加变形或约束变形的原因。前者称为直接作用（荷载）后者称为间接作用，它们产生的效应与结构本身特征有关。 19桥梁作用的分类：（1）永久作用：结构重力，预加力，土的重力，土侧压力，混凝土收缩及徐变作用，水的浮力和基础变位作用（2）可变作用：汽车荷载，汽车冲击力，汽车离心力，汽车引起的土侧压力，人群荷载，汽车制动力，风荷载，流水压力，冰压力，温度作用，支座摩擦力，（3）偶然作用：地震作用，船舶或漂流物的撞击作用，汽车撞击作用。 20.作用代表值：A作用代表值：作用标准值，作用准永久值，作用频遇值B 作用代表值的采用：1）永久作用应采用标准值作为代表值。2）可变作用应根据不同的极限状态，分别采用标准值，频遇值或准永久值作为其代表值。3）偶然作用取其标准值作为代表值。 21.作用效应的组合：结构对所受作用的反应，如内力，位移等称为作用效应。作用效应组合，则是指结构上几种作用分别产生效应的叠加。A．公路桥涵结构按承载能力极限状态设计：1）基本组合：永久作用的设计值效应和可变作用设计值效应组合。2）偶然组合：永久作用标准值效应与可变作用某种代表值效应、一种偶然作用标准值效应相组合。B．公路桥涵结构按正常使用极限状态设计：1）作用短期效用组合：永久作用标准值效应与可变作用频遇值效应相组合。2）作用长期效应组合：永久作用标准值效应与可变作用准永久值效应相组合。 22桥面部分包括：桥面铺装、防水和排水设施、伸缩装置、人行道、缘石、栏杆和照明灯具。 23桥面布置：A城市桥梁的桥面布置:1）双向车道布置2）分车道布置3）双层桥面布置。 B高速公路桥梁的桥面布置：一般采用分隔带或分离式主梁布置，使上下行交通完全分开，减少行车干扰，提高车速。 24.桥面铺装：也称行车道铺装，其功能是保护桥面板不受车辆轮胎的直接磨耗，防止主梁遭受雨水的侵蚀，并能对车辆轮重的集中荷载起一定的分散作用。 25桥面铺装特点：抗车辙、行车舒适、抗滑、不透水、刚度好和桥面板结合良好等特点。 26桥面铺装的材料：水泥混凝土、沥青表面处治（耐久性差，中低级公路桥梁使用）和沥青混凝土等。 27.水泥混凝土特点及铺装时要求：耐磨性能好，适合重载交通。水泥混凝土桥面铺装直接铺设在防水层或桥面板上，层厚度不宜小于8cm，其强度等级不应低于C40，铺设时应避免二次成形。水泥混凝土铺装层内应配置钢筋网，钢筋直径不应小于8cm，间距不宜大于10cm。 28.沥青混凝土桥面铺装：由粘层，防水层，保护层及沥青面层组成，总厚度宜为6~10cm铺设方式分为单层式和双层式。高速公路、一级公路的沥青混凝土桥面铺装伟双层式，下层为3~4cm中粒式沥青混凝土整平层，表面层的厚度与级配类型可与其相邻桥头引线相同，但不宜小于2.5cm。多雨潮湿地区、纵坡大于5%或设计车速大于50km/h的大中型高架桥、立交桥的桥面应铺设抗滑表层。 29.改性沥青的特点：抗滑，密水，抗车辙，减少开裂等优点。 30桥面设置纵坡作用：有利于排水，同时，在平原地区，还可以在满足桥下通航净空要求的前提下，降低墩台标高，减少引桥垮长或桥头引道土方量，从而节省工程费用。桥面的纵坡一般都做成双向纵坡，纵坡一般不超过3%~4% 。 31.桥面横坡形成的三种方法：1）对于板桥或就地浇筑的肋板式梁桥，将墩台顶部做成倾斜的，在其上盖桥面板。可以节省铺装材料并减轻恒载2）对于装配式肋板桥，可采用不等厚度的铺装层包括混凝土的三角垫层和等厚的路面铺装层。方便施工3）桥宽较大时，直接将行车道板做成双倾斜。可以减轻恒载，但主梁构造、制作均较复杂。 32.防水层的设置及要求：桥面防水层设置在行车道铺装层下边，他将透过铺装层渗下的雨水汇集到排水设备排出。对于防水程度要求高，或桥面板位于结构受拉区可能出现裂纹的混凝土梁式桥上，应在铺装内设置防水层。 33.防水层的三种类型：1）沥青涂胶下封层2）高分子聚合物涂胶3）沥青或改性沥青防水卷材，以及浸渍沥青的无纺土工布等。 34.排水设施：泄水管（梁式桥上常用的泄水管宜设置在桥面行车道边缘处，距离缘石10~15cm），排水管或排水槽（纵向排水管或排水槽的坡度不得小于0.5%。桥梁伸缩缝处的纵向排水排水管或排水槽，应设置可供伸缩的柔性套筒。寒冷地区的竖向排水管，其末端宜距地面50cm以上）。 35伸缩缝概念：若建筑物平面尺寸过长，因热胀冷缩的缘故，可能导致在结构中产生过大的温度应力，需在结构一定长度位置设缝将建筑分成几部分，该缝即为温度缝。 36伸缩缝的主要作用:适应桥梁上部结构在气温变化，活载作用，混凝土收缩徐变等因素的影响下变形的需要，并保证车辆通过桥面时平稳。 37伸缩缝分类：镀锌铁皮伸缩缝，钢板伸缩缝，橡胶伸缩缝。 38混凝土梁桥的基本体系：简支梁桥，连续梁桥，悬臂梁桥，曲线梁桥，斜梁桥。 39.梁桥的主要截面形式：实心板，空心板，肋梁式及箱形截面四种截面形式。 40.梁桥的主要施工方法：整体浇筑法（整体浇筑法就是一次浇筑完成桥梁主体结构混凝土的方法）和节段施工法（是将桥梁结构在纵向、横向或竖向划分为许多段，分段现浇或分段预制拼装的施工方法）。 41.板桥的特点：1)优点：a建筑高度小，适用于桥下净空受限制的桥梁，与其他类型的桥梁相比，可以降低桥头引道路堤高度和缩短引道长度。b外形简单，制作方便。c.做成装配式板桥的预制构件时，重量轻，架设方便。 2)缺点：跨径不宜过大，跨径超过一定限度时，截面显著加高，从而导致自重加大，由于截面材料使用得不经济，使板桥建筑高度小的优点也因之被抵消。因此，通过实践，简支板桥的经济合理跨径一般限制在13~15cm以下。 42.板桥的分类：板桥可分为钢筋混凝土板桥及预应力混凝土板桥，其截面形式包括整体式矩形实心板，装配式空心板，空心板及异形板等。 43.简支梁桥按施工方法包括：整体式简支梁桥（整体式梁桥具有整体性好、刚度大、易做成复杂形状等优点，多数在桥孔支架模板上现场浇筑，也有整体预制、整孔架设的个别情况）和装配式简支梁桥（主梁的横截面形式可分为Ⅱ形，T形和箱形）。 44斜板桥受力特点：（1）荷载有向两支承变之间最短距离方向传递的趋势（2）各角点受力情况可以用比拟连续梁的工作描述（3）在均布荷载下，当桥轴线方向的跨长相同时，斜板桥的最大跨内弯矩比正桥要小跨中弯矩的折减主要取决与斜交角和抗弯刚度与抗扭刚度的比值。（4）在上述同样的情况下，斜板桥的跨中横向弯矩比正桥的却要大。（5）斜板桥的跨中剪力比相同跨径的正板桥大。 45.组合梁桥：是一种装配式的桥跨结构，即用纵向水平缝将桥梁的梁肋部分与桥面板分割开来，是单梁的整体截面变成板与肋的组合截面）。
第一章概述 填空题： 1. 桥梁的基本组成部分一般由上部结构、下部结构、支座及附属工程等几部分组成。 2. 按桥梁受力体系分，桥梁的基本体系有梁式桥、拱式桥、悬索桥、刚架桥、斜拉桥。 3. 梁式桥按照结构的受力体系可分为简支梁桥、悬臂梁桥和连续梁桥。 4. 对于刚构桥，除了门式刚架桥外，还有T形刚架桥、连续刚架桥、斜腿刚架桥。 5. 按桥梁总长与跨径的不同来划分，有特大桥、大桥、中桥、小桥、和涵洞。 6. 按桥跨结构的平面布置，可分为正交桥、斜交桥和弯桥（或曲线桥）等。 选择题： 7. 按照行车道处于主拱圈的不同位置划分拱桥，下列哪种不属于此划分范畴（B） A.中承式 B.斜拉式 C.上承式 D.下承式 8. 斜拉桥的上部结构中塔柱的主要受力特点是（C） A.受拉为主 B.受剪为主 C.受弯为主 D.受压为主 9. 斜拉桥的上部结构主要由（A）组成 A.塔柱、主梁和斜拉索 B. 塔柱、主梁 C.主缆、塔柱、主梁 D. 主缆、塔柱、吊杆 判断题： 10. 梁式桥是一种在竖向荷载作用下无水平反力的结构。（√） 11. 拱式桥的主要承重结构是主拱圈或拱肋。（√） 12. 刚架桥在竖向荷载作用下，将在主梁端部产生正弯矩，在柱脚处产生水平反力。（√） 13. 刚架桥的桥跨结构是梁或板与墩台（或立柱）整体相连的桥梁。（√） 14. 相对于其它体系的桥梁而言，悬索桥的刚度最小，属于柔性结构，在车辆荷载作用下，悬索桥将产 生较大的变形。（√） >100m。（×） 15. 特大桥单孔跨径是L K 简答题： 19. 桥梁按主要承重结构用的材料分类有哪些 答：钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥、圬工桥、钢桥和钢-混凝土组合桥和木桥等。 20. 按照受力体系划分，桥梁可分为哪几种基本体系阐述各种桥梁体系的主要受力特点 答：按照桥梁受力体系分类，可分为梁式桥、拱式桥和悬索桥三大基本体系。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）的作用方向与桥梁结构和轴线接近垂直，因而与同样跨径的其它结构体系相比，梁桥内产生的弯矩最大，即梁式桥以受弯为主。拱式桥的主要承重结构是主拱圈或拱肋，拱圈或拱肋以受压为主，桥墩和桥台将承受水平推力。悬索桥在桥面系竖向荷载作用下，通过吊杆使主缆承受巨大的拉力，主缆悬跨在两边塔柱上，锚固于两端的锚碇结构中；锚碇承受主缆传来的巨大拉力，该拉力可分解为垂直和水平分力，因此，悬索桥也是具有水平反力（拉力）的结构。论述题： 21. 在已取得的桥梁建设成就的基础上，要进一步建造更大跨径的桥梁，主要影响因素有哪些 答：要进一步建造更大跨径的桥梁，主要影响因素有新材料、新工艺的出现和新技术的不断向前发展。其中新材料的发展尤为突出和重要，要想使桥梁朝着更大跨径发展，必须要有高强度、高弹性模量和轻质材料的出现。目前，研究较多的有超高强硅粉和聚合物混凝土，高强双向钢丝纤维增强混凝土，轻质高强的玻璃纤维和碳纤维等，这些新材料若能逐步取代目前广泛使用的钢和混凝土材料，必将导致桥梁建设乃至土木工程的又一次新的飞跃。 第二章桥梁的总体规划设计 填空题： 22. 桥梁工程必须遵照安全、适用、经济和美观的基本原则进行设计。 23. 桥梁设计基本建设程序的前期工作包括预可行性研究报告和可行性研究报告两阶段。
一、填空题 1)公路桥梁的作用按其随时间变化的性质，分为永久作用、可变作用、偶然作用。 2)按结构体系及其受力特点，桥梁可划分为梁桥、拱桥、悬索桥以及 组合体系。 3)桥跨结构在温度变化、混凝土的收缩和徐变、各种荷载引起的桥梁 挠度、地震影响、纵坡等影响下将会发生伸缩变形。 4)钢筋混凝土梁梁内钢筋分为两大类，有受力钢筋和构造钢筋。 5)作用代表值包括标准值、准永久值、频遇值。 6)桥梁纵断面设计包括桥梁总跨径的确定、桥梁的分孔、桥面的标高及 桥下净空、桥上及桥头引导纵坡的布置和基础埋置深度。 7)桥台的常见型式有重力式桥台、轻型桥台、组合式桥台和框架式桥台等。 8)公路桥面构造包括桥面铺装、防水和排水系统、桥面伸缩装 置、人行道及附属设施等。 9)悬索桥主要由桥塔、锚碇、主缆和吊索 等组成。 10)重力式桥墩按截面形式划分，常见的有矩形、圆形、圆端形和尖 端形等。 11)常见的轻型桥台有薄壁轻型桥台、支撑梁轻型桥台、框架式轻型桥 台、组合式轻型桥台等。 12)设计钢筋混凝土简支T梁，需拟定的主要尺寸有梁宽、梁高、腹板厚 度、翼缘板厚度。 13)柱式桥墩的主要型式主要有独柱式、双柱式、多柱式和混 合式。 14)桥梁支座按其变为的可能性分为活动支座和固定支座。 15)支座按其容许变形的可能性分为固定支座、单向支座和多向支座。 16)常用的重力式桥台有 U形桥台、埋置式桥台、八字式桥台、 一字式桥台等。 17)桥梁的主要组成部分包括桥墩、桥台及桥跨结构等。 18)桥梁设计一般遵循的原则包括安全性、适用性、经济性、先进性和 美观等。 19)荷载横向分布影响线的计算方法主要有：杠杆原理法、偏心压力法、铰接 板法、比拟正交异性板法。 20)通常将桥梁设计荷载分为三大类：永久荷载、可变荷载、偶然 荷载。 21)公路桥梁设计汽车荷载分为公路-I级、公路-II级两个等级，它包 括车道荷载和车辆荷载，其中车辆荷载用于桥梁结构的局部加载和桥台验算。
第一篇 桥梁的基本组成： 1)上部结构：在线路中断时跨越障碍的主要承重结构，是桥梁支座以上跨越桥 孔的总称。 2)下部结构：包括桥墩、桥台和基础。 3)支座：设置在墩顶，用于支撑上部结构的传力装置。 4)附属设施：包括桥面系、伸缩缝、桥梁与路堤衔接处的桥头搭板和锥形护坡。桥梁的分类： 按受力体系分类： 1)梁式桥：一种在竖向荷载作用下无水平反力的结构，弯矩最大，需用抗弯、 抗拉能力强的材料 2)拱式桥：在竖向荷载作用下，桥墩和桥台将产生水平推力。与同跨径的梁相 比，拱的弯矩、剪力和变形都要小得多，以受压为主，通常可用抗压能力强的圬工材料和钢筋混凝土来建造 3)刚构桥：主要承重结构是梁与立柱整体结合在一起的刚构结构，梁与立柱连 接处具有很大的刚性，以承担负弯矩的作用，在竖向荷载作用下，柱脚处具有水平反力，梁部主要受弯，但弯矩值较同跨径的简支梁小，梁内还有轴压力，因而受力状态介于梁桥和拱桥之间 4)斜拉桥：由塔柱、主梁和斜拉索组成，不同体系互相配合，充分发挥各自材 料的强度。 5)悬索桥：用悬挂在塔架上的强大缆索作为主要承重结构，充分发挥钢索的抗 拉性能。 桥梁设计的基本原则： 1)技术先进 2)安全可靠 3)使用耐久 4)经济 5)美观 6)环境保护和可持续发展 桥梁平、纵、横断面设计： 1)平面设计：桥梁设计首先要确定定位，按照标准规定，小桥和涵洞的位置与 线形一般应符合线路的总走向，为满足水文、线路弯道等要求，可设计斜桥和弯桥，对于公路上的特大桥、大、中桥桥位，原则上应服从线路走向，桥、路综合考虑，尽量选择在河道顺直、水流稳定、地质良好的河段上。 2)纵断面设计：包括确定桥梁的总跨径、桥梁的分孔、桥道的高程、桥上和桥 头引道的纵坡及基础的埋置深度等。 3)横断面设计：主要取决于桥面的宽度和不同桥跨结构横截面的形式。桥面宽 度决定于行车和行人的需要，为保证桥梁的服务水平，桥面宽度应当与所在
第三章桥梁的作用 第三章桥梁的作用 第一节规范中有关作用的规定 一、作用分类、代表值 1．作用分类 公路桥涵设计采用的作用分为永久作用、可变作用和偶然作用三类。 公路桥涵设计时，对不同的作用应采用不同的代表值。 1）永久作用应采用标准值作为代表值。
2）可变作用应根据不同的极限状态分别采用标准值、频遇值或准永久值作为其代表值。承载能力极限状态设计及按弹性阶段计算结构强度时应采用标准值作为可变作用的代表值。正常使用极限状态按短期效应（频遇）组合设计时，应采用频遇值作为可变作用的代表值；按长期效应（准永久）组合设计时，应采用准永久值作为可变作用的代表值。 3）偶然作用取其标准值作为代表值。 3．作用代表值的取用 作用的代表值按下列规定取用： 1）永久作用的标准值，对结构自重（包括结构附加重力），可按结构构件的设计尺寸与材料的重力密度计算确定。 2）可变作用的标准值应按本规范有关章节中的规定采用。 可变作用频遇值为可变作用标准值乘以频遇值系数ψ1。可变作用准永久值为可变作用标准值乘以准永久值系数ψ2。 3）偶然作用应根据调查、试验资料，结合工程经验确定其标准值。 作用的设计值规定为作用的标准值乘以相应的作用分项系数。 二、永久作用 定义; 在结构使用期内，其量值不随时间变化，或其变化值与平均值比较可忽略不计的作用称为永久作用。 结构自重及桥面铺装、附属设备等附加重力均属结构重力，结构重力标准值可按表3.2.1所列常用材料的密度计算。 表3.1.2 常用材料的重力密度
浆砌块石或料石24.0—25.0 作用计算其主效应和次效应，并计入相应阶段的预应力损失，但不计由于预加力偏心距增大引起的附加效应。在结构进行承载能力极限状态设计时，预加力不作为作用，而将预应力钢筋作为结构抗力的一部分，但在连续梁等超静定结构中，仍需考虑预加力引起的次效应。 1．土的重力及土侧压力计算 土的重力及土侧压力按下列规定计算： 1）静土压力的标准值可按下列公式计算： （3-1-1） （3-1-2） （3-1-3） 式中e j——任一高度h初的静土压力强度（kN/m2）； ξ——压实土的静土压力系数； γ——土的重力密度（kN/m3）； φ——土的内摩擦角（°）； h——填土顶面至任一点的高度（m）； H——填土顶面至基底高度（m）； E j——高度H范围内单位宽度的静土压力标准值（kN/m）。 在计算倾覆和滑动稳定时，墩、台、挡土墙前侧地面以下不受冲刷部分土的侧压力可按静土压力计算。 2）主动土压力的标准值可按下列公式计算（图3-1-1）： （1）当土层特性无变化且无汽车荷载时，作用在桥台、挡土墙前后的主动土压力标准值可按下式计算： （3-1-4） （3-1-5）
桥梁的结构组成及作用分析 2013年10月20日王平洪 一、桥梁结构组成 1.1 桥梁结构由下部结构和上部结构组成。 1.2 桥梁下部结构包括基础、桥墩和桥台. 1.3 桥梁上部结构是跨越桥孔的结构，包括桥梁的桥面系、桥道结构、承重结构（主梁、桁架和拱圈）、连接系、支座等。 二、桥梁基础的形式及适用条件 2.1 桥梁基础形式 桥梁基础的形式主要包括：扩大基础、桩基础、管柱、沉井、地下连续墙。 2.2 受力作用特点及适用条件 2.2.1 扩大基础 由地基反力承担全部上部荷载，将上部荷载通过基础分散至基础底面，使之满足地基承载力和变形的要求。 适用于地基承载力较好的各类土层，根据土质情况分别采用铁镐、十字镐、挖掘机、爆破等设备与方法开挖 2.2.2 桩基础 将作用于桩顶以上的结构物传来的荷载传到较深的地基持力层中去。当荷载较大或桩数量较多时需在桩顶设承台将所有基桩联接成一个整体共同承担上部结构的荷载。 桩基础包括：沉桩、钻孔灌注桩、挖孔灌注桩。 2.2.2.1沉桩 1)锤击沉桩法一般适用于松散、中密砂土、黏性土。 2)振动沉桩法一般适用于砂土，硬塑及软塑的黏性土和中密及较松的碎石土。 3)射水沉桩法适用在密实砂土，碎石土的土层中。 4)适用于在黏性土、砂土、碎石土中埋置大量的大直径圆桩。 2.2.2.2钻孔灌注桩 适用于黏性土、砂土、砾卵石、碎石、岩石等各类土层。 2.2.2.3挖孔灌注桩 适用于无地下水或少量地下水，且较密实的土层或风化岩层。如空气污染物超标，必须采取通风措施 2.2.3 管柱
它是一种深基础，埋入土层一定深度，柱底尽可能落在坚实土层或锚固于岩层中，作用在承台的全部荷载，通过管柱传递到深层的密实土或岩层上。 适用于岩层、紧密黏土等各类紧密土质的基底，并能穿过溶洞、孤石支承在紧密的土层或新鲜岩层上，不适用于有严重地质缺陷的地区，如断层挤压破碎带或严重的松散区域 2.2.4 沉井 沉井是桥梁墩台常用的一种深基础型式，有较大的承载面积，可以穿过不同深度覆盖层，将基底放置在承载力较大的土层或岩面上，能承受较大的上部荷载。 适用于竖向和横向承载力大的深基础 2.2.5 地下连续墙 地下挡土墙墙体刚度大，主要承受竖向和侧向荷载，通常既要作为永久性结构的一部分，又要作为地下工程施工过程中的防护结构。 适用于各种用途，通常可作为基坑开挖时防渗、挡土，或挡水围堰，或邻近建筑物基础的支护，或直接作为承受上部荷载的基础结构。及适用于除岩溶和地下承压水很高处的其他各类土层中施工 三、桥梁墩、台结构的受力特点分析 桥梁墩台承担着桥梁上部结构所产生的荷载，并将荷载有效地传递给地基基础，起着“承上启下”的作用。 桥墩为多跨桥梁中的中间支承结构物，除承受上部结构产生竖向力、水平力和弯矩外，还承受风力、流水压力及可能发生的地震力、冰压力、船只和漂流物的撞击力。 桥台设置在桥梁两端，除了支承桥跨结构外，又是衔接两岸接线路堤的构筑物；它既要能挡土护岸，又能承受台背填土及填土上车辆荷载所产生的附加土侧压力。 桥梁墩台不仅自身应有足够的强度、刚度和稳定性，而且对地基的承载能力、沉降量、地基与基础之间的摩阻力等也都提出一定的要求，避免在上述荷载作用下产生危害桥梁整体结构的水平、竖向位移和转角位移。桥梁墩台受力计算时的荷载及其组合应根据可能出现的各种荷载情况进行最不利的荷载组合。 四、桥梁上部结构分类和受力特点分析 4.1 斜交板桥 4.1.1在均布荷载作用下，当桥轴向的跨长相同时，斜板桥的最大跨内弯矩比正桥要小。 4.1.2在均布荷载作用下，当桥轴向的跨长相同时，斜板桥的跨中横向弯矩比正桥要小
3主梁的作用效应计算 根据上述梁跨结构纵、横截面的布置，可分别求得各主梁控制截面（一般取跨中截面、L/4截面和支点截面）的永久作用效应，并通过可变作用下的梁桥荷载横向分布系数和纵向内力影响线，求得可变荷载的作用效应，最后再进行主梁作用效应组合。 3.1 永久作用效应计算 3.1.1 永久作用集度 1、预制梁自重 （1）跨中截面段主梁的自重（六分点截面至跨中截面，长13m）G＝0.8990×26×13＝303.86（KN） )1( （2）马蹄抬高与腹板变宽段梁的自重（长5m） G≈(1.6155+0.899) ×5×26/2=117.60(KN) )2( （3）支点段梁的自重（1.98m） G＝1.6155×26×1.98＝83.17（KN） )3( （4）中主梁的横隔梁 中横隔梁体积： 0.17×（2.1×0.85-0.5×0.7×0.15-0.5×0.2×0.19）＝0.2913（3 m）端横隔梁体积： 0.25×（2.3×0.66-0.5×0.51×0.1093）＝0.3656（3 m） 故半跨内横梁重力为： G＝（2.5×0.2913+1×0.3656）×26=28.44(KN) )4( （5）预制梁永久作用集度 g＝（303.86+163.44+83.17+28.44）/19.98＝28.97（KN/m） 1 2、二期永久作用 （1）中主梁现浇部分横隔梁： 一片中横隔梁体积（现浇）
m） 0.17×0.30×2.1=0.1071（3 一片端横隔梁体积（现浇） 0.25×0.30×2.3=0.1071（3 m） 故： G=（5×0.1071+2×0.1725）×26/39.96=0.57（KN/m） )5( （2）铺装 12cm混凝土铺装 0.12×13×25=39.00（KN/m） 6cm沥青铺装 0.06×13×21=16.38（KN/m） 若将桥面铺装均摊给4片（中主梁）+2片（边主梁） G=（39+16.38）/6=9.23（KN/m） )6( （3）栏杆 一侧防撞栏： （0.94×0.5-0.5×(0.555+0.735) ×0.18-0.5×0.05×0.555）×26=5.19KN/m 若将两侧防撞栏均摊给6片梁 G=5.91×2/6=1.97(KN/m) )7( （4）中主梁二期永久作用集度 g=0.57+9.23+1.97=12.77（KN/m） 2 3.1.2 永久作用效应 如图3—1所示，设x为计算截面离左支座的距离，并令α=X/L 主梁弯矩和剪力的计算公式： M=0.5×α(1-α)2L g （3—1）α Q=0.5×（1-2×α）Lg （3—2）α 永久作用计算表（表3—1） 表3—1 主梁永久作用效应
桥梁的结构组成及作用分析 2013年 10月 20日王平洪 一、桥梁结构组成 1.1 桥梁结构由下部结构和上部结构组成。 1.2 桥梁下部结构包括基础、桥墩和桥台 . 1.3 桥梁上部结构是跨越桥孔的结构,包括桥梁的桥面系、桥道结构、承重结构(主梁、桁架和拱圈、连接系、支座等。 二、桥梁基础的形式及适用条件 2.1 桥梁基础形式 桥梁基础的形式主要包括:扩大基础、桩基础、管柱、沉井、地下连续墙。 2.2 受力作用特点及适用条件 2.2.1 扩大基础 由地基反力承担全部上部荷载, 将上部荷载通过基础分散至基础底面, 使之满足地基承载力和变形的要求。 适用于地基承载力较好的各类土层,根据土质情况分别采用铁镐、十字镐、挖掘机、爆破等设备与方法开挖 2.2.2 桩基础 将作用于桩顶以上的结构物传来的荷载传到较深的地基持力层中去。当荷载较大或桩数量较多时需在桩顶设承台将所有基桩联接成一个整体共同承担上部结构的荷载。 桩基础包括:沉桩、钻孔灌注桩、挖孔灌注桩。
2.2.2.1沉桩 1 锤击沉桩法一般适用于松散、中密砂土、黏性土。 2 振动沉桩法一般适用于砂土,硬塑及软塑的黏性土和中密及较松的碎石土。 3 射水沉桩法适用在密实砂土,碎石土的土层中。 4 适用于在黏性土、砂土、碎石土中埋置大量的大直径圆桩。 2.2.2.2钻孔灌注桩 适用于黏性土、砂土、砾卵石、碎石、岩石等各类土层。 2.2.2.3挖孔灌注桩 适用于无地下水或少量地下水, 且较密实的土层或风化岩层。如空气污染物超标,必须采取通风措施 2.2.3 管柱 它是一种深基础, 埋入土层一定深度, 柱底尽可能落在坚实土层或锚固于岩层中,作用在承台的全部荷载,通过管柱传递到深层的密实土或岩层上。适用于岩层、紧密黏土等各类紧密土质的基底, 并能穿过溶洞、孤石支承在紧密的土层或新鲜岩层上, 不适用于有严重地质缺陷的地区, 如断层挤压破碎带或严重的松散区域 2.2.4 沉井 沉井是桥梁墩台常用的一种深基础型式, 有较大的承载面积, 可以穿过不同深度覆盖层, 将基底放置在承载力较大的土层或岩面上, 能承受较大的上部荷载。适用于竖向和横向承载力大的深基础 2.2.5 地下连续墙
第2章 作用与作用效应组合 2.1 作用的概念及分类 2.1.1 作用的有关概念 作用是指直接施加在结构上的一组集中力（或分布力），或引起结构外加变形或约束变形的原因。前者称直接作用（亦称荷载），如车辆、人群、结构自重等；后者称间接作用，它不是以外力形式施加于结构，它们产生的效应与结构本身的特性、结构所处的环境有关，如地震、基础变位、混凝土收缩徐变、温度变化等。 在结构设计时，针对不同设计目的所采用的各种作用规定值，称为作用代表值。设计的要求不同，采用的代表值也不同。作用代表值一般可分为标准值、频遇值和准永久值。作用的标准值是作用的基本代表值，频遇值和准永久值一般可在标准值的基础上计入不同的系数后得到。 作用的设计值为作用标准值乘以相应的分项系数。 作用效应是指结构对所受作用的反应，如由作用产生的结构或构件的轴向力、弯矩、剪力、应力、裂缝、变形和位移等。 2.1.2 作用的分类 为了便于设计时应用，将作用于桥涵及其他结构物上的各种作用，按其作用时间和出现的频率分为三类，即：永久作用、可变作用和偶然作用。 1 永久作用 永久作用是指在结构使用期间，其量值不随时间而变化，或其变化值与平均值比较可忽略不计的作用。永久作用包括结构重力、预加力、土的重力、土侧压力、混凝土收缩徐变作用、水的浮力、基础变位作用。 永久作用应采用标准值作为代表值。 土的重力标准值可按作用于基础上的土的体积与土的重力密度计算确定。 结构重力标准值可按结构构件的设计尺寸与材料的重力密度计算确定。 土侧压力标准值可按《土质学与土力学》及《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）中有关的规定采用。 关于水的浮力的考虑： 水的浮力为水作用于建筑物基础底面的由下向上的力，其大小等于建筑物排开的水的重量。地表水或地下水通过与土体孔隙中自由水的连通来传递水压力与浮力。水是否能渗入基底是产生水浮力的前提条件，因此，水的浮力与地基土的透水性、地基与基础的接触状态以及水压力大小（水头高低）和漫水时间等因素有关。 根据《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004），水的浮力应分别按下列规定采用：（1）基础底面位于透水性地基上的桥梁墩台，当验算稳定时，应考虑设计水位的浮力；当验算地基应力时，可仅考虑低水位的浮力，或不考虑水的浮力。 （2）基础嵌入不透水性地基的桥梁墩台，不考虑水的浮力。 （3）作用在桩基础承台底面的浮力，应考虑全部底面积。对桩嵌入不透水地基并灌注混凝土封闭者，不应考虑桩的浮力，在计算承台底面浮力时应扣除桩的截面面积。 （4）当不能确定地基是否透水时，应以透水或不透水两种情况与其他作用组合，取其最不利者。 预加力、混凝土收缩及徐变作用、基础变位作用的标准值、可按《公路钢筋混凝土及预应力
一、单项选择题 1．如果按结构基本体系分类，则斜拉桥属于（D）。 A、梁式桥 B、刚架桥 C、悬索桥 D、组合体系桥2．下列跨径中，哪个用于桥梁结构的力学计算？（D） A、标准跨径 B、净跨径 C、总跨径 D、计算跨径3．梁式桥的标准跨径是指（C）。 A、相邻两个桥墩(台)之间的净距 B、相邻两个支座中心之间的距离 C、相邻两个桥墩中线之间的距离 D、梁的长度 4．下列哪个跨径反映了桥梁的泄洪能力？（C） A、标准跨径 B、净跨径 C、总跨径 D、计算跨径5．桥梁两个桥台侧墙或八字墙后端点之间的距离称为（C）。 A、桥梁净跨径 B、桥梁总跨径 C、桥梁全长 D、桥梁跨径6．桥梁总长是指（A）。 A、桥梁两桥台台背前缘间的距离 B、桥梁结构两支点间的距离 C、桥梁两个桥台侧墙尾端间的距离 D、各孔净跨径的总和
7．桥梁的建筑高度是指（A）。 A、桥面与桥跨结构最低边缘的高差 B、桥面与墩底之间的高差 C、桥面与地面线之间的高差 D、桥面与基础底面之间的高差8．某路线上有一座5孔30米的连续梁桥，根据规模大小分类，该桥属于（D）。 A、特大桥 B、大桥 C、中桥 D、小桥9．根据作用的分类标准，下列哪些属于永久作用？（C） ①土侧压力②温度作用③汽车撞击作用④混凝土徐变⑤汽车制动力⑥基础变位作用⑦支座摩阻力 A、①②④ B、⑤⑥⑦ C、①④⑥ D、③④⑤10．根据作用的分类标准，下列哪些属于可变作用？（B） ①土侧压力②温度作用③汽车撞击作用④混凝土徐变⑤汽车制动力⑥基础变位作用⑦支座摩阻力 A、①④⑥ B、②⑤⑦ C、③⑤⑦ D、②③⑤11．公路桥梁设计中，下列哪项作用属于偶然作用？（B） A、汽车的冲击力 B、汽车的撞击力 C、汽车的离心力 D、汽车的制动力
一、单项选择题(只有一个选项正确，共20道小题) 1. 桥梁按体系划分可分为________。 (A) 梁桥、拱桥、悬索桥、组合体系桥 (B) 简支梁桥、悬臂梁桥、连续梁桥和连续刚构桥； (C) 木桥、钢桥、圬工桥、钢筋砼桥和预应力砼桥； (D) 公路桥、铁路桥、人行桥和农用桥。 你选择的答案：未选择 [错误] 正确答案：A 解答参考： 2. 桥梁的建筑高度是指_______ 。 (A) 桥面与桥跨结构最低边缘的高差； (B) 桥面与墩底之间的高差； (C) 桥面与地面线之间的高差； (D) 桥面与基础底面之间的高差。 你选择的答案：未选择 [错误] 正确答案：A 解答参考： 3. 公路桥梁总长是指_______ 。 (A) 桥梁两桥台台背前缘间的距离； (B) 桥梁结构两支点间的距离； (C) 桥梁两个桥台侧墙尾端间的距离； (D) 各孔净跨径的总和。 你选择的答案：未选择 [错误] 正确答案：C 解答参考： 4. 梁桥的计算跨径是指。 (A) 两桥台台背前缘之间的距离 (B) 相邻两支座之间的距离 (C) 两桥墩中线之间的距离 (D) 各跨径中最大的跨径 你选择的答案：未选择 [错误] 正确答案：B 解答参考： 5. 下列桥梁中不属于组合体系桥梁的________。 (A) 斜拉桥 (B) 刚构桥 (C) 结合梁桥 (D) 梁拱组合桥 你选择的答案：未选择 [错误] 正确答案：C 解答参考： 6. 以公路40m简支梁桥为例，①标准跨径、②计算跨径、③梁长这三个数据间数值对比关系正确的是。
(A) ①>②>③ (B) ①>③>② (C) ③>①>② (D) ③>②>① 你选择的答案：未选择 [错误] 正确答案：B 解答参考： 7. 以铁路48m简支梁桥为例，①标准跨径、②计算跨径、③梁长这三个数据间数值对比关系正确的是。 (A) ①＝②>③ (B) ①＝③>② (C) ①＝②<③ (D) ①＝③<② 你选择的答案：未选择 [错误] 正确答案：C 解答参考： 8. 1.桥梁设计中除了需要的相关力学、数学等基础知识外，设计必须依据的资料是：。 (A) 设计技术手册 (B) 设计技术规范 (C) 施工技术规范 (D) 建设单位要求 你选择的答案：未选择 [错误] 正确答案：B 解答参考： 9. 我国桥梁设计程序可分为前期工作及设计阶段，设计阶段按“三阶段设计”进行，即___ ___ (A) 上部结构设计、下部结构设计及基础设计 (B) 初步设计、立面设计与和截面设计 (C) 桥型设计、截面设计和施工设计 (D) 初步设计、技术设计与施工设计 你选择的答案：未选择 [错误] 正确答案：D 解答参考： 10. 下列哪一个选项不属于桥梁总体规划设计的基本内容＿＿＿＿ (A) 桥位选定 (B) 桥梁总跨径的确定 (C) 桥型选定 (D) 桥梁荷载统计 你选择的答案：未选择 [错误] 正确答案：C 解答参考： 11. 常规桥梁在进行孔跨布置工作中不需要重点考虑的因素为__ __ 。 (A) 通航或泄洪要求 (B) 桥址处地质条件