桥梁工程第四章圬工与钢筋混凝土拱桥

第三篇圬工和钢筋混凝土拱桥第3篇第1 章拱桥概述1.1 拱桥的基本特点拱桥与梁桥的区别拱桥的基本特点⏹跨越能力大⏹就地取材，节约钢材水泥⏹耐久性能好，维护费用低⏹外形美观、构造简单同时：⏹自重大，采用无铰拱时，对地基条件要求较高⏹圬工拱桥随着跨径和桥高的增加，总造价增加较多⏹连续多跨拱桥推力平衡、建筑高度较高1.2 拱桥的基本组成拱桥Arch Bridge上部结构Superstructure下部结构Substructure附属设施Accessory主拱圈Superstructure拱上建筑Superstructure桥墩Pier桥台Abutment基础Foundation1.3 拱桥的主要类型⏹按主拱圈所使用建筑材料分：圬工拱桥、钢筋混凝土拱桥、钢拱桥、钢-混凝土组合拱桥⏹按拱上建筑形式分：⏹按主拱圈所使用建筑材料分：圬工拱桥、钢筋混凝土拱桥、钢拱桥、钢-混凝土组合拱桥⏹按拱上建筑形式分：实腹式拱桥、空腹式拱桥⏹按主拱圈线形分：圆弧线、悬链线、抛物线⏹按主拱圈所使用建筑材料分：圬工拱桥、钢筋混凝土拱桥、钢拱桥、钢-混凝土组合拱桥⏹按拱上建筑形式分：实腹式拱桥、空腹式拱桥⏹按主拱圈线形分：圆弧线、悬链线、抛物线⏹按桥面的位置分：上承式拱桥、中承式拱桥、下承式拱桥1.3.1 按照结构受力图示分类：●简单体系拱桥●组合体系拱桥●拱片桥简单体系拱桥⏹三铰拱⏹两铰拱⏹无铰拱组合体系拱桥由拱肋、系杆、吊杆（或立柱）、行车道梁（板）及桥面系等组成1.3.2 按照主拱圈截面形式分类：●板拱桥●板肋拱桥●肋拱桥●双曲拱桥●箱形拱桥第3篇第2章拱桥的构造2.1 主拱圈的构造2.1.1 板拱⏹材料: 天然石材（30号），砂浆Mu5.0~7.5 号⏹形式：等截面圆弧拱、等截面或变截面悬链线拱。

⏹细部构造：编号和砌筑方法2.1.2 肋拱⏹肋拱桥的组成:⏹拱肋布置：⏹拱肋形式：拱肋形式：矩形截面：肋高h = (1/40~1/60)l ；肋宽b=(0.5~2.0)h工字形截面：肋高h = (1/25~1/35)l ；肋宽b=(0.4~0.5)h腹板厚b’=30~50 cm钢管混凝土肋拱：肋高h = (1/45~1/65)l箱形截面：肋高h = (1/40~1/55)l2.1.3 箱形拱特点：⏹截面抗弯、抗扭刚度大，拱圈整体性好；⏹单条箱肋稳定性好，能单箱肋成拱，便于无支架施工；⏹箱形截面能适应主拱圈各截面抵抗正负弯矩的需要；⏹自重相对较轻；⏹制作要求较高，吊装设备较多，主要适用于大跨径拱桥。

一、选择题1、最早的桥梁理论出现在( )时期。

A 东汉B 北宋 C. 唐朝 D 晋朝2、下列影响砼结构耐久性的，属于内因的是( )？A.水灰比B.砼的碳化C. 养护不到位D.钢筋腐蚀3、基础变位的影响属于( )？A.恒载B.附加力 C特殊荷载 D.活载4、长钢轨的纵向水平力属于( )？A.恒载B.附加力 C特殊荷载 D.活载5、钢钢轨的断轨力属于( )？A.恒载B.附加力 C特殊荷载 D.活载6、制动力和牵引力属于( )？A.恒载B.附加力 C特殊荷载 D.活载7、1.专用人行桥梁的人群荷载集度取 （ ）①3000N/m ②3500N/m③4000N/m ④4500N/m8. 以下公路桥梁荷载中，属于永久作用的是( )①汽车引起的土侧压力 ②温度作用③砼收缩和徐变 ④温度作用9．如果桥面铺装采用水泥混凝土，则其标号应比桥面板混凝土标号（ ）①高 ②低 ③相等 ④没有确定的要求10. 拱桥在竖向荷载作用下，主拱圈的内力主要为( )①弯矩 ②轴力③剪力 ④弯矩和剪力11．行车道路面设置横坡时通常采用( )①直线型 ②圆曲线 ③抛物线 ④悬链线12．以下哪种情况下桥上不必设置专门的排水设备？( )①桥面纵坡大于2%且桥长小于100m时②桥面纵坡大于2%且桥长小于50m时③桥面纵坡大于1%且桥长小于100m时④桥面纵坡大于1%且桥长小于50m时13. 公路桥梁上将长边和短边之比≥2的四边支承的板称为( )①多向板 ②双向板③单向板 ④铰接单向板14、我国的公路等级一共有（ ）①4个 ②5个③6个 ④3个15．连续梁桥在力学上属于（ ）①静定体系 ②超静定体系 ③静不定体系 ④前三者均不正确16. 关于连续梁桥，下列说法正确的是（ ）①跨中弯矩比同等跨度的简支梁大 ②一般情况下中跨小于边跨跨度③荷载作用下中间支点产生负弯矩 ④跨越能力比简支梁小17. 公路桥梁荷载中，汽车的制动力属于( )①基本可变荷载 ②永久荷载③其他可变荷载 ④偶然荷载18．桥面铺装设置双向横坡时，其坡度通常为（ ）。

桥梁工程期末复习资料第一篇总论第一章设计洪水位：桥梁设计中按规定的设计洪水频率计算所得的高水位。

P8总跨径：总跨径是多孔桥梁中各孔净跨径的总和，桥梁孔径，反映了桥下宣泄洪水的能力。

P8桥梁全长：简称桥长，对于有桥台的桥梁，为两岸桥台侧墙或八字墙尾墙之间的距离，以L表示；对于无桥台的桥梁为桥面系长度。

P8桥梁高度：简称桥高，是指桥面与低水位之间的高差，或为桥面与桥下线路路面之间的距离。

P8矢跨比：是拱桥中拱圈（或拱肋）的计算矢高f与计算跨径l之比，也称拱矢度，他是反映拱桥受力特性的重要指标。

P9钢架桥的主要承重结构是梁或板和立柱或竖墙整体结合的钢架结构，梁和柱的连接处具有很大的刚性。

P10按上部结构的行车道位置分为上承式桥，下承式桥和中承式桥。

P13第二章桥梁设计必须遵照“安全、适用、经济、美观和有利环保”的基本原则。

P15桥梁设计程序采取两阶段设计：1、第一阶段是初步设计；2、第二阶段是施工图设计。

P16对于跨越河流的桥梁一般包括下面几个方面：桥梁横断面设计，主要是确定桥面净空和桥跨结构横断面的布置。

P19人行道、自行车道与行车道之间应设置分隔设施：一个自行车道的宽度为1.0m；当单独设置自行车道时，不宜小于两个自行车道的宽度。

人行道的宽度宜为0.75m或1.0m；大于1.0m时，按0.5m的级差增加。

当设路缘石时，路缘石高度可取0.25m—0.35m。

P21对于一般小桥，为了改善路线的线性，或城市桥梁受原有街道的制约时，有时也修建斜交桥，斜度通常不宜大于45°。

在通航河流的上的桥梁，其墩台沿水流方向的轴线与最高通航水位主流方向的交角大于5°时，宜增加通航孔净宽。

P21第三章桥梁上的作用按时间变化可分为永久作用、可变作用和偶然作用。

P25汽车荷载等级：汽车荷载分为公路I级和公路II级两个等级。

汽车荷载由车道荷载和车辆荷载组成。

车道荷载由均布荷载和集中荷载组成。

桥梁结构的整体计算采用车道荷载；桥梁结构的局部叠加、涵洞、桥台和挡土墙压力等的计算采用车辆荷载。

《桥梁工程》教学大纲一、课程基本信息课程编号：17011237课程类别：专业课课程性质：必修学时/学分：64/2先修课程：结构力学、材料力学、桥渡水文、结构设计原理适用专业：桥渡专业二、课程简介、目标及学生应达到的能力本课程宜安排学生在学完结构力学、材料力学、桥渡水文、结构设计原理等有关基础课或专业基础课程之后的第七学期。

（1）掌握各类桥梁的分类、组成、受力特点、构造细节、适用条件等。

（2）学会简支桥梁的设计计算。

（3）学会简单拱桥的设计原理。

（4）掌握墩台构造本课程教学中，授课教师应有丰富的工程施工经验和设计经验，方能准确的讲解和指导课程设计，并使内容生动形象。

三、课程教学内容与学时分配第一篇总论（共8学时）第一章概述（2学时）第一节桥梁在交通事业中的地位和国内外桥梁的发展状况第二节桥梁的组成和分类本章重点、难点：1、桥梁组成部分和概念术语2、桥梁的结构体系和内容第二章桥梁的总体规划和设计要点（4学时）第一节桥梁总体规划原则和基本设计资料第二节桥梁纵、横断面设计和平面布置第三节桥梁设计的方案比较本章重点、难点：1、桥梁设计的基本要求和设计程序2、纵横平三设计的内容第三章桥梁的设计荷载（2学时）第一节规范中有关设计荷载的规定第二节荷载组合本章重点、难点：1、荷载分类、内容和计算方法第二篇钢筋混凝土和预应力混凝土梁式桥（共38学时）第一章概述（2学时）第一节钢筋混凝土和预应力混凝土梁式桥第二节梁式桥的主要类型及其适用情况本章重点、难点：1、梁式桥分类和特点2、适用情况第二章桥面构造（4学时）第一节桥面铺装第二节桥面排水设施第三节桥面伸缩缝第四节人行道、栏杆与灯柱本章重点、难点：1、桥面铺装的类型、桥面横坡2、伸缩缝基本要求和构造第三章板桥的设计与构造（4学时）第一节板桥的类型及其特点第二节简支板桥的构造第三节斜交板桥的受力特点与构造本章重点、难点：1、板桥分类和构造2、斜交板桥的受力与配筋。

第四章装配式简支梁桥的设计与构造（4学时）第一节装配式简支梁桥的构造类型第二节装配式钢筋混凝土简支梁桥第三节装配式预应力混凝土简支梁桥第四节组合梁桥本章重点、难点：1、构造部位和作用2、配筋第五章简支梁桥的计算（18学时）第一节概述第二节行车道板的计算第三节荷载横向分布计算第四节主梁内力计算第五节横隔梁内力计算第六节挠度、预拱度的计算本章重点、难点：1、行车道板的分类和计算方法2、杠杆原理法偏心压力法和比拟正交板法3、主梁内力计算原理4、横隔梁内力计算原理5、横向分布系数概念第六章梁式桥的支座（6学时）第一节概述第二节支座的类型和构造第三节支座的设计与计算本章重点、难点：1、支座类型2、板式橡胶支座的计算第三篇圬工和钢筋混凝土拱桥（共12学时）第一章概述（2学时）第一节拱桥的基本特点及其适用范围第二节拱桥的组成及主要类型本章重点、难点：1、拱桥组成2、拱桥的各种类型第二章拱桥的构造（2学时）第一节主拱圈的构造第二节拱上建筑的构造第三节拱桥的其它细部构造第四节其它类型拱桥的构造本章重点、难点：主拱圈和拱上建筑的构造第三章拱桥的设计（2学时）第一节拱桥的总体布置第二节拱轴系数的选择和拱上建筑的布置第三节拱圈截面变化规律和截面尺寸的拟定第四节拱桥构造示例本章重点、难点：1、拱轴系数的选择2、拱圈截面拟定第四章拱桥的计算（6学时）第一节悬链线拱的几何性质及弹性中心第二节恒载作用下拱的内力计算第三节活载作用下拱的内力计算第四节裸拱内力计算第五节温度变化、混凝土收缩和拱脚变位的内力计算第六节拱圈强度及稳定性计算第七节拱圈应力调整第八节组合截面的计算特点第九节圆拱无铰拱计算要点第十节其它类型拱桥的计算特点第十一节连拱计算本章重点、难点：1、拱轴系数的计算2、恒载计算原理和公式3、活载计算原理和公式4、拱圈应力调整的方法第四篇桥梁墩台（共6学时）第一章桥梁墩台的构造和设计（6学时）第一节概述第二节桥墩第三节桥台本章重点、难点：1、桥墩分类与构造2、桥台分类与构造四、课程教学方法课堂教学（64学时）以多媒体课件为主进行讲解，配合图片和视频教学。

圬工与钢筋混凝土拱桥拱桥不仅可以利用钢、钢筋混凝土等材料来修建，而且可以根据拱的受力特点，充分利用抗压性能较好而抗拉性能较差的圬工材料（石、混凝土、砖等）来修建。

4.1 拱桥概述4.1.1 拱桥的受力特点拱桥是公路上使用很广泛的一种桥梁体系。

拱桥与梁桥的区别，不仅在于外形不同，更重要的是两者受力性能有差别。

梁式结构在竖向荷载作用下，支撑处仅产生竖向支承反力，而拱式结构在竖向荷载作用下，支撑处不仅产生竖向反力，而且产生水平推力。

由于这个水平推力的存在，拱的弯矩比相同跨径的梁的弯矩小很多，而使整个拱主要承受压力。

1.拱桥的主要优点（1）跨越能力较强。

（2）能充分做到就地取材，与钢桥和钢筋混凝土梁桥相比，可以节省大量的钢材和水泥。

（3）耐久性好，而且养护、维修费用少。

（4）外形美观。

（5）构造较简单，尤其是圬工拱桥，技术容易掌握，有利于广泛采用。

2.拱桥的主要缺点（1）自重较大，相应的水平推力也较大，增加了下部结构施工的工程量，当采用无铰拱时，对地基要求高。

（2）拱桥（尤其是圬工拱桥）一般采用在支架上施工的方法修建，随着跨径和桥高的增大，支架或其他辅助设备的费用大大增加，提高了拱桥的总造价，也增大了拱桥的施工难度。

另外，拱桥的施工工序较多，在圬工拱桥建设中，目前还未能采用高度机械化和工业化的施工方法，因而需要的劳动力较多，建桥时间也较长。

（3）由于拱桥水平推力较大，在连续多孔的大、中型桥梁中，为防止一孔破坏而影响全桥的安全，需要设置单向推力墩，增加了造价。

（4）与梁桥相比，上承式拱桥的建筑高度较高，当用于城市立体交叉及平原区的桥梁时，因桥面标高提高，两岸接线的工程量增大，或桥面纵坡增大，既增加造价，又对行车不利。

拱桥虽然存在这些缺点，但由于它的优点突出，在条件许可的情况下，修建拱桥往往仍然是经济合理的。

4.1.2 拱桥的构造和主要类型1.拱桥的构造拱桥也是由上部结构和下部结构两大部分组成的。

拱桥的上部结构由拱圈及其上面的拱上结构（建筑）所构成。

第一章测试1.桥梁的建筑高度是指（）A:桥面与墩底之间的高差B:桥面与地面线之间的高差C:桥面与基础底面之间的高差D:桥面与桥跨结构最低边缘的高差答案:D2.水的浮力和基础变位影响力属于（）A:可变作用B:偶然作用C:永久作用D:可变作用和永久作用答案:C3.梁式桥的两个相邻桥墩中线之间的水平距离，或桥墩中线到桥台台背前缘之间的水平距离，称为（）A:总跨径B:计算跨径C:标准跨径D:净跨径答案:C4.按设计洪水位频率计算所得的高水位称之为（）A:标准水位B:枯水位C:设计洪水位D:标准水位答案:C5.桥梁的基本组成包括上部结构、下部结构以及（）A:锥坡B:基础C:桥跨结构D:地基答案:B6.以下哪个选项不是桥梁工程的设计基本原则？（）A:技术先进、安全可靠B:适用耐久、经济合理C:不可持续发展。

D:美观、环境保护答案:C7.按照桥梁设计作用分类，可分为以下哪几种？（）A:结构自重、车辆作用、偶然作用B:永久作用、基本可变作用、其他可变作用C:恒载、可变作用、地震力D:永久作用、可变作用、偶然作用答案:D8.桥梁总长是指（）A:各孔净跨径的总和B:桥梁结构两支点间的距离C:桥梁两个桥台侧墙尾端的距离D:桥梁两桥台台背前缘间的距离答案:D9.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、技术设计与施工设计C:桥型设计、截面设计和施工设计D:初步设计、立面设计与和截面设计答案:B10.桥梁按受力体系划分可分为（）A:公路桥、铁路桥、人行桥和农用桥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、钢筋混凝土桥和预应力混凝土桥D:梁桥、拱桥、刚构桥、缆索承重桥以及组合体系桥答案:D第二章测试1.主梁中配置预应力束筋、纵向非预应力主筋、斜筋以及作各种验算时,需要作出主梁的( ) 。

（）A:弯矩图B:剪力图C:影响线图D:内力包络图答案:D2.有一座由多片截面T形梁组成的桥跨结构,其横截面布置也对称于中轴,则（）A:m值可以大于1或小于1B:m值只能小于1C:每片梁的荷载横向分布系数m值一定是不同的D:m值只能大于1答案:B3.桥梁设计和施工中,要进行强度、刚度和稳定性验算,这刚度是指（）A:应变B:挠度(变形)C:应力D:预拱度答案:B4.跨径大而墩的高度小的连续刚构桥常采用（）A:对主梁嵌固作用大的桥墩B:水平抗推刚度较大的桥墩C:水平抗推刚度较小的桥墩D:实体重力式墩答案:C5.连续板桥在支点处产生负弯矩,对跨中弯矩起到卸载作用,故可以比简支梁桥的跨径做得大一些或其厚度比同跨径的简支梁做得薄一些。