桥梁工程概论详解

桥梁工程概论1. 引言桥梁工程是土木工程的一个重要分支，涉及到设计、建造和维护各种类型的桥梁结构。

桥梁作为连接两个地点的重要交通设施，对于现代社会的发展起着重要的推动作用。

本文将介绍桥梁工程的概念、分类、设计原则以及常见问题。

2. 桥梁工程的分类根据桥梁的结构形式和用途，桥梁工程可以分为多种不同类型，包括以下几种：2.1 按结构形式分类•梁桥：由横跨支承在两岸上的梁体构成。

•拱桥：通过弧形拱体来支撑桥面的桥梁。

•斜拉桥：通过斜拉索来支撑桥面的桥梁。

•悬索桥：通过悬挂在塔上的钢索来支撑桥面的桥梁。

•隧道桥：同时具备隧道和桥梁功能的桥梁。

2.2 按用途分类•公路桥：用于承载车辆和行人交通的桥梁。

•铁路桥：用于承载火车和列车交通的桥梁。

•人行桥：专门为行人设计的桥梁。

•管道桥：用于承载管道或导线的桥梁。

3. 桥梁设计原则桥梁设计需要考虑多种因素，包括结构强度、稳定性、耐久性和审美等。

以下是一些桥梁设计的原则：3.1 结构强度桥梁需要能够承受车辆和行人的荷载，因此结构强度是设计的重要考虑因素。

工程师需要根据实际情况确定桥梁的承载能力，并保证桥梁在使用过程中不会发生结构破坏的情况。

3.2 结构稳定性桥梁结构需要保持稳定，不受外力和自重的影响。

在设计过程中，需要考虑各种载荷的作用，以确保桥梁的结构稳定性。

3.3 耐久性桥梁需要经受长时间的使用和各种气候条件的影响，因此耐久性是一个重要的设计指标。

工程师需要选择合适的材料，并采取防腐蚀和防水等措施，以延长桥梁的使用寿命。

3.4 审美性桥梁作为城市的重要景观元素，其外观设计也需要考虑审美因素。

工程师需要设计出具有美观和独特性的桥梁结构，以提升城市的形象和吸引力。

4. 常见问题与挑战桥梁工程在设计、建造和维护过程中面临着一些常见的问题和挑战，包括以下几个方面：4.1 岩土工程问题在桥梁的基础设计和施工过程中，岩土工程问题是一个重要的考虑因素。

工程师需要进行土层勘察和地质分析，以确定合适的基础形式和处理措施。

桥梁⼯程概论第⼀章桥梁分类⼀、按结构体系分类按结构体系分类是以桥梁结构的⼒学特征为基本着眼点，对桥梁进⾏分类，以利于把握各种桥梁的基本特点，也是桥梁⼯程学习的重点之⼀。

以主要的受⼒构件为基本依据，可分为梁式桥、拱式桥、刚架桥、斜拉桥、悬索桥五⼤类。

1、梁式桥主梁为主要承重构件，受⼒特点为主梁受弯。

主要材料为钢筋混凝⼟、预应⼒混凝⼟，多⽤于中⼩跨径桥梁。

优点：采⽤钢筋砼建造的梁桥能就地取材、⼯业化施⼯、耐久性好、适应性强、整体性好且美观；这种桥型在设计理论及施⼯技术上都发展得⽐较成熟。

缺点：结构本⾝的⾃重⼤，约占全部设计荷载的30%⾄60%，且跨度越⼤其⾃重所占的⽐值更显著增⼤，⼤⼤限制了其跨越能⼒。

2、拱式桥拱肋为主要承重构件，受⼒特点为拱肋承压、⽀承处有⽔平推⼒。

主要材料是圬⼯、钢筋砼，适⽤范围视材料⽽定。

优点：跨越能⼒较⼤；与钢桥及钢筋砼梁桥相⽐，可以节省⼤量钢材和⽔泥；能耐久，且养护、维修费⽤少；外型美观；构造较简单，有利于⼴泛采⽤。

缺点：由于它是⼀种推⼒结构，对地基要求较⾼；对多孔连续拱桥，为防⽌⼀孔破坏⽽影响全桥，要采取特殊措施或设置单向推⼒墩以承受不平衡的推⼒，增加了⼯程造价；在平原区修拱桥，由于建筑⾼度较⼤，使两头的接线⼯程和桥⾯纵坡量增⼤，对⾏车极为不利。

3、刚架桥是⼀种桥跨结构和吨台结构整体相连的桥梁，⽀柱与主梁共同受⼒，受⼒特点为⽀柱与主梁刚性连接，在主梁端部产⽣负弯矩，减少了跨中截⾯正弯矩，⽽⽀座不仅提供竖向⼒还承受弯矩。

主要材料为钢筋砼，适宜于中⼩跨度，常⽤于需要较⼤的桥下净空和建筑⾼度受到限制的情况，如⽴交桥、⾼架桥等。

优点：外形尺⼨⼩，桥下净空⼤，桥下视野开阔，混凝⼟⽤量少。

缺点：基础造价较⾼，钢筋的⽤量较⼤，且为超静定结构，会产⽣次内⼒。

4、斜拉桥梁、索、塔为主要承重构件，利⽤索塔上伸出的若⼲斜拉索在梁跨内增加了弹性⽀承，减⼩了梁内弯矩⽽增⼤了跨径。

受⼒特点为外荷载从梁传递到索，再到索塔。

08272-桥梁工程概论桥梁工程概论第一章绪论1什么是“桥梁”？桥梁由哪些部分组成？各部分分别有什么作用？1.什么是“正桥”和“引桥”？2.什么是“计算跨径”、“标准跨径”和“净跨径”？3.什么是“桥长”、“桥下净空高度”、“桥梁的建筑高度”和“容许建筑高度”？4.桥梁按工程规模、结构所用的材料、结构体系、所跨越的对象、桥梁的平面形状或桥跨结构与桥面的相对位置分别可划分为哪几类？具体如何划分？有体表性的组合体系桥梁有哪几种？5.纵观中外桥梁在最近几十年来的发展情况，简述21世纪的桥梁建设的发展趋势？第二章桥梁工程的规划与设计6.简述桥梁工程设计应遵循的基本原则和科学依据？7.桥梁立面、断面和平面布置的主要内容是什么？8.通航河流上的桥梁，其各跨孔径如何布置？9.对于公路桥梁，其桥面纵坡和桥头引道纵坡应如何设置？10.概述建桥基本程序和过程。

11.什么是“建筑限界”？什么是斜桥”？对其斜度有什么要求？第三章桥梁的设计作用（荷载）12.公路桥梁上的作用按其随时间变化的性质，可分为哪几类？每类作用包括哪些作用（荷载）？每类作用（荷载）有何特点？13.新的汽车荷载可分为哪两个等级？由哪些荷载组成？其作用效应标准值如何取用？14.公路车道荷载为什么需要进行横向和纵向折减？如何折减？15.简述车辆活载的加载原则和具体的加载方式。

16.解释“冲击作用”和“冲击系数”的含义。

17.公路桥梁根据不同种类的作用及其对桥涵的影响、桥涵所处的环境条件，应考虑哪几种设计状况？18.什么是“作用效应组合”？其基本原则是什么？第四章桥面构造19.试述公路桥面构造的组成及其作用。

20.设置桥面纵坡、横坡的原因和目的是什么？如何设置？21.“泄水管”的有哪些类型，如何设置？22.什么是“伸缩装置”？其作用是什么？根据公路桥面伸缩装置的传力方式及其构造特点，可以分为哪几类？桥梁设置伸缩装置的构造应该满足哪些要求23.桥面防水层应设置在什么位置？防水层应满足哪些要求？第五章混凝土简支梁桥24.简述简支梁桥的特点，并说明简支梁桥按截面形式分可分为哪几类？25.什么是“肋板式梁桥”？肋板式梁桥的横截面可分为哪两种基本类型？26.装配式板桥的横向连接有哪些方法？装配式简支T形梁桥的横隔梁常用的横向连接有哪些？27.简述混凝土简支梁桥的截面类型，及其各自特点。

桥梁工程概论分章节知识点第一章绪论4、桥梁：供汽车、火车、行人等跨越障碍（河流、山谷或其它线路）的工程建筑物。

5、简支梁桥的基本组成：–上部结构（桥梁位于支座以上的部分），包括桥跨结构（桥梁中直接承受桥上交通荷载的、架空的主体结构部分）桥面构造（为保证桥跨结构能正常使用而需要建造的桥上各种附属结构或设施）–下部结构（是支承上部结构、向下传递荷载的结构物），也叫支承结构，包括桥墩与桥台（支承于传力，与路堤衔接、防止路堤滑塌）墩台基础（承受由上至下的全部荷载，并将其传给地基）–支座（位于桥跨结构与墩台之间，以连接桥跨结构与墩台，提供荷载传递路径，适应结构变位要求）五大部件：桥垮、桥墩、桥台、基础、支座五小部件：桥面铺装、排水防水系统、栏杆护栏、伸缩缝、灯光照明承重结构：架空的主体结构+支承结构。

承重结构的任何一部分破坏，结构就破坏；而结构附属部分的破坏，则不会导致结构的彻底破坏。

6、正桥：跨越主要障碍物的结构部分，跨度大，基础深引桥：连接正桥和路的桥梁区段，跨度小，基础浅跨度或跨径－表征桥梁技术水平的重要指标，两相邻墩中线之间水平距离（公路桥）–主跨－多跨中的最大跨度–标准跨径（铁路、公路）－桥梁养护维修和战备需要–计算跨径－相邻两支座间的距离，用于设计。

是铁路桥的标准跨径净跨径：对梁式桥，设计洪水位上线上相邻两桥墩（或桥台）间的水平间距L0,称为桥梁的净跨径。

桥长－两桥台侧墙或八字墙尾端之间的距离桥下净空高度－设计洪水位或设计通航水位对桥跨结构最下缘的高差。

应大于通航及排洪要求桥梁建筑高度-桥面至桥跨结构最下缘的垂直高度。

容许建筑高度：公路或铁路桥梁线路设计中所确定的桥面高程与通航及排洪要求所规定的净空高度之差。

建筑高度不得大于容许高度。

7、桥梁的主要分类按工程规模：特大桥、大桥、中桥、小桥按用途：铁路桥、公路桥、公铁两用桥、人行桥、城市桥、管线桥、农桥按材料：钢桥、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥、结合梁桥、圬工桥、木桥按结构体系：梁桥、拱桥、组合体系按桥面位置：上承式桥、中承式桥、下承式桥按跨越对象：跨河桥、跨谷桥、跨线桥、立交桥、地道桥、旱桥、跨海桥按平面形状：直桥、斜桥、弯桥其他：便桥、开启桥、高架桥、浮桥、运河桥、栈桥8、不同结构体系及受力特点梁桥梁为承重结构，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，前者的梁截面为T形、工字形和箱形等，后者指桁架结构；梁的高度可等高或变高拱桥结构特征：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。

桥梁⼯程概论⼀、桥梁的概念连接道路中断空间、跨越道路受阻障碍、传递交通流的道路⼯程⼈⼯构造物。

⼆、桥梁的组成1 上部结构，2 下部结构，3基础，4⽀座，5附属设施三、桥梁的分类可以根据受⼒体系、使⽤功能、全长和跨径、组成材料、跨越障碍的性质以及上部结构的⾏车道位臵分别进⾏分类。

由于《桥梁⼯程》是⼀门研究桥梁设计、施⼯、维修、加固、养护的⼯程学科，所涉及的内容多与结构的受⼒有关，在此，特将桥梁按照受⼒体系进⾏分类。

可以总体概括为三类：梁桥、拱桥、和组合体系桥。

1 梁桥主要受⼒结构为梁，在竖向荷载作⽤下，⽆⽔平反⼒。

按⼏何静定结构形式，分静定结构梁桥和超静定结构两类，静定结构梁桥是简⽀梁桥。

超静定结构梁桥有：连续梁桥、刚构桥、连续刚构桥、悬索桥、斜拉桥。

特点：结构简单，施⼯便捷，对地质要求不⾼。

2 拱桥主要受⼒结构为拱体系，在竖向荷载作⽤下，有⽔平推⼒。

根据组成材料分为圬⼯拱桥和钢－混组合拱桥。

圬⼯拱桥主要有⽯拱桥和双曲拱桥。

钢－混组合拱桥主要有钢管混凝⼟拱桥和桁架拱桥。

特点：桥型美观，相⽐于同跨径梁桥，跨中弯矩、剪⼒和变形均被减弱，但是⽔平⼒的存在，使得对地质的要求提⾼。

3 组合体系桥由两种或两种以上不同受⼒体系组成的桥。

典型桥梁：梁拱组合桥（吊杆拱桥，主柱式梁拱组合桥）钢桁架与钢拱组合桥（九江长江⼤桥）钢梁与悬吊系统组合桥（丹东鸭绿江⼤桥）钢梁与斜拉索组合桥（芜湖长江⼤桥），斜拉索与悬索组合桥（纽约布鲁克林⼤桥）。

四组成桥梁结构各部分的作⽤1 上部结构上部结构即桥跨结构，是桥梁的主要承重结构。

对于梁桥，主要是梁，对于拱桥，主要是拱和拱上建筑（上承式拱桥）或吊杆（中承式和下承式拱桥）。

1.1 板板─平⾯尺⼨⼤于厚度，板厚度⼩于平⾯长或宽的1/5，称簿板。

否则为厚板。

多⽤于中⼩跨径桥梁（板厚与跨径的平⽅成正⽐。

跨径⼤，板则厚，不经济），城市⽴交桥，跨线桥等。

根据⼏何静定分结构形式有三种：简⽀、连续、悬臂。

1.桥梁工程展望：桥梁结构继续向大跨度发展，新桥设计理论与旧桥评估理论更趋完善，建筑材料向高强轻质多功能方向发展，信息技术在桥梁工程中应用更为广泛，日益重视桥梁美学、建筑造型和景观设计。

2.桥位选择A在大方向上应桥梁在线路上的走向，服从路网规划的要求，在小范围内桥位可以作适当的挪位以便比较。

B从桥梁观点出发，应尽可能把桥位选择在河道顺直、河槽固定、水流平稳、河面较窄、地质良好、河床冲淤变化较小、可基本正交跨跃的河道以降低造价，保证结构的安全性和稳定性。

C此外还要考虑其它因素如通航条件、地质条件、水文情况、建桥与周边环境的关系。

D满足经济安全美观的原则。

3.桥梁组成：（1）五部件：桥跨结构、桥台、桥墩、基础。

（2）三个空：上部结构、下部结构、支座。

（3）五小部件：桥面铺装、排水防水系统、栏杆、伸缩装置、灯光照明。

4.计算跨径：桥梁结构相邻两支座间的距离L1净跨径：设计洪水位线上相邻两桥墩或桥台间的距离L05.梁桥分为空腹式和实腹式，实腹式的横截面多为T形、I形和箱形。

空腹式主要是指桁架式的桥跨结构。

6.桥梁结构休系：梁桥、拱桥、悬索桥、组合休系。

7.组合休系：A刚架桥：梁与立柱的组合体系。

B T形刚架桥和连续刚架桥，C 梁桥组合D斜拉桥梁与塔、斜索组合的体系。

E其它体系：斜拉拱桥、斜拉悬索组合。

8.历史纪录：（1）目前最大跨度的钢斜拉桥：1999年日本的多多罗大桥、全长890米。

我国正在建的苏通大桥将会超过它主跨1088米。

（2）最在跨度的预应力混凝土斜拉桥：1991年挪威斯卡尔桑德大桥。

主跨530米（3）最在跨度的悬索桥：1998年日本明石海峡大桥，主跨1991米9.三个设计：初步设计、技术设计、施工设计。

对于普通桥两个阶段初步和施工。

10.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、和偶然作用。

11.汽车荷载（1）计算荷载：汽车—10级、汽车—15级、汽车—20级和汽车—超20级。

第一章绪论1.桥梁的作用是什么？它是由哪几个主要部分组成的？各部分的主要作用是什么？桥梁是指供车辆和行人等跨越障碍（河流、山谷、还晚或其他路线等）的工程建筑物(跨越障碍的通道）。

桥梁由上部结构（包括桥跨部分和桥面构造，前者指直接承受桥上交通荷载的主体部分，后者指为保证桥跨结构能正常使用而需要的各种附属结构），下部结构（包括桥墩、桥台以及墩台的基础。

是支承上部结构、向下传递荷载的结构物）。

和支座组成（连接桥跨结构和桥梁墩台，提供荷载传递途径，适应结构变位要求），2.解释以下几个术语：总跨径（桥梁孔径）、净跨径、计算跨度、桥长、建筑高度、桥渡。

桥梁结构相邻两支座间的距离L称为计算跨径对梁式桥，设计洪水位上线上相邻两桥墩（或桥台）间的水平间距L0,称为桥梁的净跨径。

各孔径跨径之和称为总跨径。

对梁长，两桥台侧墙或八字墙尾端之间的距离LT，称为桥梁全长。

桥面至桥跨结构最下缘的垂直高度h，称为桥梁建筑高度。

以桥梁为主体包括桥头引线、导流堤等跨越河流、深谷、低洼地带的全部建筑物称桥渡3.按照力学特性（体系）划分，桥梁有哪些基本类型？各类桥梁的受力特点是什么？按受力特性分，桥梁可分为梁桥、拱桥、悬索桥三种梁桥中，梁作为承重结构，主要是以其抗弯能力来承受荷载的。

在竖向荷载作用下，其支座反力也是竖直的；简支的梁部结构只受弯剪，不承受轴向力。

拱桥的主要承重结构是具有外形的拱圈。

在竖向荷载作用下，拱圈主要承受轴向压力，但也受弯受剪。

在拱趾处支撑力除了竖向反力外，还有较大的水平推力悬索桥在在竖向荷载下，其索受拉，锚碇处会承受较大的竖向（向上）和水平（向河心）力第二章桥梁工程的规划与设计1.什么是桥梁的净空（限界）？它有什么用途？桥梁净空（bridge clearance）包括桥面净空和桥下净空。

在净空界限范围内不得有桥跨结构的构件或其他建筑物侵入，以保证行车安全。

桥面净空指保证车辆行人安全通过桥梁所需要的桥梁净空界限。

在净空界限范围内不得有桥跨结构的构件或其他建筑物侵入，以保证行车安全。