铁路桥梁自学指导书

《铁路桥梁》自学指导书（课堂教学24学时）编写：卢文良使用教材：裘伯勇等，桥梁工程，中国铁道出版社，2001参考书：范立础，桥梁工程（上），人民交通出版社，2001顾安邦，桥梁工程（下），人民交通出版社，2001一、课程简介本课程为土木工程专业的一门专业课。

桥梁工程集合了前续多门相关学科的知识，是基础课和专业基础理论课程在桥梁工程方向的具体应用及具体的构造体现。

本课程主要讲述桥梁工程的发展、桥梁的构成、设计荷载、钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土简支梁，简支钢梁，桥梁支座，以及桥梁墩、台等方面的内容。

通过本课程的学习，能够加深学生对专业的认识。

使学生通过学习能了解桥梁发展现状，桥梁设计的基本过程和方法，掌握桥梁的基本计算理论，初步具有设计常规桥梁的能力，为今后从事桥梁工程的设计和施工、管理等工作奠定基础。

二、课程教学内容和学时分配总论（建议3.5学时）掌握桥梁组成及基本类型；了解桥梁工程的发展现状；掌握桥梁设计的一般方法；掌握混凝土梁桥桥面构造。

第一章设计荷载（建议2.5学时）掌握设计荷载的类型；理解永久荷载、可变荷载以及偶然荷载的内容；了解中活载的标准图示；掌握荷载的规范规定及计算方法；掌握荷载组合的含义及方法。

第二章钢筋混凝土简支梁（建议4.5学时）了解钢筋混凝土简支梁的标准设计；了解钢筋混凝土简支梁的类型及特点；掌握钢筋混凝土梁的钢筋类型；理解钢筋混凝土梁的钢筋布置方法，并能够独立识图；掌握钢筋混凝土梁的尺寸拟定原则及铁路钢筋混凝土简支梁的尺寸拟定；掌握铁路桥梁桥面板的计算；了解公路桥梁桥面板计算内容；理解荷载横向分布的概念；掌握荷载横向分布计算的杠杆原理法及其适用范围；了解荷载横向分布计算的偏心受压法；掌握主梁计算内容。

第三章预应力钢筋混凝土梁（建议3.5学时）了解先张、后张预应力钢筋混凝土简支梁的标准设计；了解预应力钢筋混凝土简支梁的类型及特点；理解张拉锚固体系的类型及发展；掌握预应力钢筋混凝土梁的钢筋类型；理解预应力钢筋混凝土梁的钢筋布置方法，并能够独立识图；掌握铁路预应力钢筋混凝土梁的尺寸拟定规定；了解先张预应力钢筋混凝土简支梁的工作原理及施工工艺；了解部分预应力混凝土梁、预应力混凝土槽形梁、整孔式预应力混凝土简支梁、双预应力混凝土简支梁、横向分块式预应力混凝土简支梁及预弯预应力混凝土简支梁的特点；理解后张法预应力钢筋混凝土简支梁的极限状态设计方法；掌握后张法预应力钢筋混凝土简支梁纵向预应力筋及箍筋布置；理解锚下应力分析及配筋；了解预应力混凝土简支梁的制造与架设方法。

第四章简支钢梁（建议2.5学时）掌握简支钢桁梁桥的组成及各组成部分的功能。

理解主桁杆件内力计算。

了解我国钢桁梁的标准设计图式。

理解荷载作用下结构的实际状态及传统静力分析的基本假定。

了解钢桁梁桥各组成部分之间的共同作用问题。

理解标准设计钢板梁的基本构造及构造原理。

了解简支结合梁。

第五章桥梁支座（建议1.5学时）理解桥梁支座的作用；掌握桥梁支座的分类；掌握桥梁支座的布置原则；了解板式橡胶支座的构造；理解板式橡胶支座的工作机理；了解板式橡胶支座的计算内容；理解盆式橡胶支座的构造；了解盆式橡胶支座的计算内容；理解钢支座的类型及特点。

第六章梁桥桥墩（建议4学时）了解桥墩的作用及类型；掌握重力式实体桥墩的类型及其适用条件；理解空心桥墩的构造特点及适用条件；理解柱式桥墩的种类及适用条件；了解轻型桥墩的种类及适用条件；了解拼装式桥墩的特点；掌握重力式实体桥墩的尺寸拟定；理解空心桥墩尺寸拟定；了解轻型桥墩的尺寸拟定；了解拼装式桥墩的构成；理解桥墩计算的荷载种类；掌握实体桥墩计算的墩身、基础检算项目。

第七章梁桥桥台（建议2学时）了解桥台的作用及类型；了解桥台的组成；掌握重力式桥台的类型及其适用条件；理解轻型桥台的特点及适用条件；了解重力式桥台、轻型桥台的尺寸拟定；理解桥台计算的荷载种类；掌握桥台计算的最不利荷载布置。

三重点难点提示总论桥梁的作用及组成1、桥梁的主要组成部分：桥跨、桥墩、桥台及桥头锥体等。

2、基本概念：①上部结构②下部结构③低水位④高水位⑤设计水位桥梁的基本类型1、按受力情况分，桥梁的类型：梁桥、拱桥、刚架桥、悬索桥、组合体系桥。

2、按受力情况划分的各类桥梁结构的特点和适用范围。

3、桥长分类4、桥长：公、铁路规范不统一。

对于梁桥，铁路桥长系指桥台挡碴前墙之间的长度，公路桥长系指两桥台侧墙或八字墙尾端间的距离。

桥梁发展概况1、中国古代三大名桥：河北赵县赵州桥、福建泉州万安桥、广东潮州湘子桥2、建国后，中国拱桥、预应力混凝土桥、钢桁桥中的著名桥梁3、国内外著名的斜拉桥、悬索桥：桥梁设计的内容选择桥位；确定桥梁长度和桥面标高；选择桥式；对桥跨、墩台、基础等进行结构设计，并进行各项检验。

桥梁净空桥梁净空包括桥面净空和桥下净空。

桥面净空是保证车辆、行人安全通过桥梁所需要的桥梁净空界限。

桥下净空包括立交桥下净空和跨河桥下净空。

第一章设计荷载1、铁路《桥规》荷载分三大类：主力、附加力、特殊荷载2、各类荷载的性质、作用和计算方法3、荷载组合桥梁设计中，应对每一项要求选取导致结构出现最不利情况的荷载进行检算。

第二章钢筋混凝土简支梁（钢筋混凝土铁路简支梁构造1、整孔式梁和分片式梁2、道碴槽宽及各部分尺寸3、桥面构造、梁缝、防水等4、主梁截面形式：T形、π形、矩形标准设计简介及构造实例1、标准设计跨度及相应截面形式2、混凝土梁常用材料3、挡碴墙断缝的设置、横隔板、梁内各类受力和构造钢筋钢筋混凝土铁路简支梁设计与计算1主梁高度在普通高度的钢筋混凝土梁设计中，梁高与跨度之比，约为1~61=Lh；低高度的钢筋混凝土梁则约为151~111=Lh。

2梁肋厚度梁肋厚度决定于梁内最大主拉应力和主筋布置的要求。

3梁肋间距4、道碴槽板尺寸5道碴槽板的计算计算图式与荷载，注意冲击系数的计算6主梁的计算内力计算：利用各截面弯距、剪力影响线图计算、注意最大剪力的计算中，正负区段不能同时加载。

7钢筋布置和应力检算：计算方法同结构设计原理中的内容。

钢筋混凝土公路简支梁构造特点1、主梁截面形式2、块件联结型式3、路面类型4行车道板的计算概念：单向板、双向板掌握单向板的计算方法，重点是理解板的有效分布宽度。

5主梁计算横向分布系数的概念；横向分布系数计算方法有哪几种；各类横向分布系数的适用情况。

第三章预应力钢筋混凝土梁后张法预应力混凝土简支梁的构造1标准设计简介及构造示例早期为拉锚体系，现在基本为拉丝体系。

2预应力混凝土梁构造要点为：力筋类型、强度、力筋线形、锚具在梁端分布、腹板端部变厚及锚下螺旋筋等。

3制造工艺1、梁体混凝土，和易性、振捣和密实。

2、穿束、张拉应遵守规程。

3、压浆与封端①压浆目的是保护钢丝束，注意水泥浆的水灰比和压浆压力。

②封端是为了保护锚头。

先张法预应力混凝土简支梁的构造1、先张法的优点与适用范围：先张法适用工厂中制造，两端不设锚头，不计锚头变形、钢束回缩和锚口摩阻等损失，尤其适用于小跨度。

2、理解先张法力筋的“绝缘”的目的和做法。

3、先张法力筋多为直线配筋，力筋不能弯起分担剪力，腹板厚度在支点附近要适当加厚。

4制造工艺台座，张拉，混凝土灌注，力筋放松整孔无碴无枕预应力混凝土梁1、构造特点：建筑高度低、自重轻、轨面标高不易调整。

2、计算特点：除抗弯、抗剪外，还要进行抗扭计算。

串联式预应力混凝土梁1、构造特点：梁体分段、工厂预制、现场拼接就位、张拉力筋而成整体梁。

2、串联梁的接缝：胶接缝对梁体极限强度无甚影响，对抗裂性能略有下降。

预应力混凝土槽形梁构造特点：下承式结构、建筑高度低、三向施加预应力部分预应力混凝土简支梁1、“部分预应力混凝土”的含义2、部分预应力混凝土梁的优点：减少徐变上拱度，减少锚下裂纹和沿梁纵向裂纹。

后张法预应力混凝土简支梁设计与计算1结构尺寸的拟定2掌握常用高跨比3结构强度计算、正截面抗裂性计算、弹性阶段应力计算计算方法：同结构设计原理所介绍。

《桥规》关于腹板尺寸、力筋布置等的规定。

4、预应力钢筋纵向布置原则预应力布置原则：从抗弯强度出发，力求力筋有最大偏心；从预加力时的混凝土应力来讲，偏心不能太大；从运营阶段混凝土来讲，偏心不能太小；据此，可确定力筋布置的“束界”。

5、箍筋的计算理解《桥规》的规定。

6、锚下局部应力了解锚下局部应力图，掌握提高锚下局部承压强度及抗裂性的措施。

第四章简支钢梁钢桥的特点和应用范围钢桥的优缺点钢桥的类型按受力体系分：简支梁、连续梁、悬臂梁、刚架、系杆拱、悬索桥、斜拉桥按构造划分：板式结构、箱式结构、桁式结构、板桁混合结构、钢混结合结构按连接方式分有：铆接、螺栓连接、焊接、铆焊、栓焊按线路位置分：下承式、上承式按承重性质划分有：铁路桥、公路桥、公路铁路两用桥钢桥所用钢材3号钢、16q、16Mnq、15MnVN、耐候钢连接方法钢板与型钢三种连接方式钢桥连接方法：铆接、螺栓连接、焊接、高强螺栓钢桥连接方法的选择和适用情况钢桁梁的组成部分下承式钢桁梁的组成：桥面、桥面系、主桁、联结系、制动撑架、支座。

桥面桥面有明桥面和道碴桥面两种。

是供列车和行人走行的部分。

明桥面的组成：钢轨、护轨、桥枕、护木、防爬角钢、枕间板、人行道等。

桥面系桥面系包括：纵梁、横梁和纵梁间的联结系。

下承式桥和上承式桥桥面系的位置主桁架作用：承受竖向荷载，将荷载通过支座传给墩台。

组成：上弦杆、下弦杆、腹杆联结系1、作用：与主桁架一起，使桥跨结构成为几何图形稳定的空间结构，能承受各种横向荷载。

2、纵向联结系3、横向联结系制动撑架设置制动撑架的目的：避免制动力作用在横梁上，使作用在纵梁上的制动力通过制动撑架传至主桁，再由主桁传至支座。

支座支座的3个作用。

钢桁梁的静力分析方法钢桁梁的实际工作状况-刚性节点的空间结构是高次静不定静结构计算图式的假定-铰接平面结构：将钢桁梁划分为若干个平面结构，每个平面只承受作用于该平面内荷载的影响。

主应力与次应力概念：主应力、次应力主桁架1主桁架的几何图式类型：三角形、斜杆形、K形、双重腹杆形2、选择主桁图式的原则：经济、构造简单、有利于标准化、便于制造安装。

3主桁架的主要尺寸主桁高度节间长度斜杆倾角主桁中心距从经济、制造及结构安全方面理解主桁高度、节间长度、斜杆倾角及主桁中心距等主要尺寸拟定时的影响因素。

钢板梁桥钢板梁分为上承式钢板梁和下承式钢板梁；上承式钢板梁的构造特点；下承式钢板梁的构造特点。

结合梁桥1、结合梁：将钢筋混凝土公路桥面板或铁路道碴槽板与钢梁结合成一体以共同受力的梁，称为结合梁。

2、结合梁的建造3、结合梁的两阶段计算：掌握与两阶段相对应的荷载及承载的截面。

第一阶段钢梁承受钢梁自重、桥面板、模板等。

第二阶段为结合梁整个截面承受二期恒载及列车活载。

4、剪力器的作用。