第一章、桥涵施工概论
1.1桥梁工程的特点
桥梁结构形式众多,相应地对应着多种不同的施工方法、施工设备和施工技术。故桥梁施工技术相对复杂,控制难度相对加大。 1、施工生产的流动性和地区性。 2、施工周期长,占用流动资金多。 3、露天作业、水中作业及高空作业多。 4、工程具有单一性。 5、施工生产组织复杂性。 1.2高速铁路桥梁的特点
1、所占比例大、高架长桥多。 2、以中小跨度为主。 3、刚度大,整体性好。
4、限制纵向力作用下结构产生的位移,避免桥上无缝线路钢轨的受力出现过大的附加应力。
5、重视改善结构耐久性,便于检查、维修。 6、桥梁上部结构多采用混凝土材料 7、强调结构与环境的协调。 8、结构动力效应大。
第一章、桥涵施工概论
1.3桥梁组成与分类 1.3.1桥梁的组成
桥梁主要由上部结构、下部结构以及附属结构组成。
桥梁上部结构为桥跨结构,下部结构包括桥墩、桥台及其基础,附属结构包括桥头路堤护坡、护岸等。桥梁都建造在一定的地层上,桥梁结构的全部荷载都由下部地层来承担。受桥梁结构影响的那一部分地层称为地基,桥梁下部结构与地基接触的部分称为基础。桥墩、桥台不仅可以支撑上部结构的荷载作用,还可以将荷载传递给地基。 1.3.2桥梁的分类
按使用性质:公路桥、铁路桥、公铁两用桥、人行桥、机耕桥及过水桥。 按跨径:特大桥、大桥、中桥及小桥。
按行车道位置:上承式桥、中承式桥和下承式桥。 按使用年限:永久性桥、半永久性桥及临时桥。
按材料类型:木桥、圬工桥、钢筋混凝土桥、预应力桥及钢桥。 按受力特点:梁式桥、拱式桥、悬索桥、斜拉桥、刚构桥。
(1)梁式桥:使用最广泛,是其他桥梁结构以及建设的基础。早期梁式桥构造简单、施工方便,但建筑高度小,不经济,一般只适用于跨径5~15m的桥梁。但是近代高强钢材和水泥的出现以及钢梁桥、钢筋混凝土梁桥和预应力混凝土桥的迅速发展,由简支梁发展到悬臂梁和连续梁,由实腹板梁发展到桁梁和箱梁,且由单一材料和单一结构体系的梁桥发展到结合梁和组合梁。
(2)拱式桥:多为弧形结构,在竖向荷载作用下产生水平推力的一种结构。按拱上建筑形式可分为实腹式拱桥和空腹式拱桥。前者构造简单、施工方便,但重力大,适合中小跨径;后者圬工体积较小,桥型美观,但施工复杂,一般适用于大、中跨径。
(3)悬索桥:一般由主缆和加劲梁成一体的桥面、用以连接加劲梁和主缆的吊杆、变换拉索角度的塔和锚固拉索的锚碇构成。主缆由高强钢丝做成,主缆两端由锚碇固定,锚碇由大体积混凝土做成,也有在山体中开挖隧道,然后浇筑混凝土形成。主缆的几何形状是由包括恒载和活载等外力作用下的平衡条件所决定。若恒载相当大,则由恒载确定的几何形状就不会因较小的活载而引起多大变化。 (4)斜拉桥:斜拉桥由斜拉索、塔柱和主梁三部分组成。高强钢材制成的斜拉索将主梁多点吊起,并将主梁的恒载和活载传给塔柱,再由塔柱传给基础。斜拉桥在可达到的跨度内较悬索桥经济、刚度大、空气动力学性能好。
(5)刚构桥:主梁与墩台刚性固结,连接成整体,则主梁的弯矩可以传递给墩台,使其同时弯曲又受压力作用,这种桥型称为刚构桥。其受力情况复杂,除恒载与活载外。土压力、温度变化、混凝土收缩徐变、不均匀沉降等会引起结构内力。
1.3.3高速铁路常用结构形式
高速铁路桥梁通常用跨度桥梁选择时所考虑因素有刚度大、变形小,能够满足各种使用要求,品种、规格简洁,便于快速施工和保证质量,力求经济与美观的统一。
(1)预应力混凝土简支箱梁桥 (2)预应力混凝土连续箱梁桥 1.4高速铁路桥梁的设计荷载 动力系数的确定
1
0.996
0.913 计算剪力
L-0.2
1.494
0.851 计算弯矩
L-0.2
2
桥梁设计荷载可主要分为主要荷载、附加荷载及特殊荷载
第一章、桥涵施工概论
1.5桥涵施工方法及其分类
桥梁建设的一般流程:规划、工程可行性研究、勘察设计及施工。 1.5.1桥涵施工方法 1、桥梁基础施工
直接基础、桩基础、管柱基础、沉井基础、组合基础和特殊基础。 常用基础施工方法:
(1)扩大基础和明挖基础施工
扩大基础和明挖基础施工属于直接基础,是将基础底板设在直接承载地基上,来自上部结构和荷载通过基础底板直接传递给承载地基。扩大基础通常是采用明挖的方式,其主要内容包括基础的定位放样、基础开挖、基坑排水、坑壁支撑、基底处理以及砌筑基础结构物等。一般明挖扩大基础用于基础不深、土层稳定、有排水条件、对于机具要求不高的工程。 (2)桩基础
地基浅层土质较差、持力土层埋藏较深。
第一章、桥涵施工概论
1.1桥梁工程的特点
桥梁结构形式众多,相应地对应着多种不同的施工方法、施工设备和施工技术。故桥梁施工技术相对复杂,控制难度相对加大。 1、施工生产的流动性和地区性。 2、施工周期长,占用流动资金多。 3、露天作业、水中作业及高空作业多。 4、工程具有单一性。 5、施工生产组织复杂性。 1.2高速铁路桥梁的特点
1、所占比例大、高架长桥多。 2、以中小跨度为主。 3、刚度大,整体性好。
4、限制纵向力作用下结构产生的位移,避免桥上无缝线路钢轨的受力出现过大的附加应力。
5、重视改善结构耐久性,便于检查、维修。 6、桥梁上部结构多采用混凝土材料 7、强调结构与环境的协调。 8、结构动力效应大。
第一章、桥涵施工概论
1.3桥梁组成与分类 1.3.1桥梁的组成
桥梁主要由上部结构、下部结构以及附属结构组成。
桥梁上部结构为桥跨结构,下部结构包括桥墩、桥台及其基础,附属结构包括桥头路堤护坡、护岸等。桥梁都建造在一定的地层上,桥梁结构的全部荷载都由下部地层来承担。受桥梁结构影响的那一部分地层称为地基,桥梁下部结构与地基接触的部分称为基础。桥墩、桥台不仅可以支撑上部结构的荷载作用,还可以将荷载传递给地基。 1.3.2桥梁的分类
按使用性质:公路桥、铁路桥、公铁两用桥、人行桥、机耕桥及过水桥。 按跨径:特大桥、大桥、中桥及小桥。
按行车道位置:上承式桥、中承式桥和下承式桥。 按使用年限:永久性桥、半永久性桥及临时桥。
按材料类型:木桥、圬工桥、钢筋混凝土桥、预应力桥及钢桥。 按受力特点:梁式桥、拱式桥、悬索桥、斜拉桥、刚构桥。
(1)梁式桥:使用最广泛,是其他桥梁结构以及建设的基础。早期梁式桥构造简单、施工方便,但建筑高度小,不经济,一般只适用于跨径5~15m的桥梁。但是近代高强钢材和水泥的出现以及钢梁桥、钢筋混凝土梁桥和预应力混凝土桥的迅速发展,由简支梁发展到悬臂梁和连续梁,由实腹板梁发展到桁梁和箱梁,且由单一材料和单一结构体系的梁桥发展到结合梁和组合梁。
(2)拱式桥:多为弧形结构,在竖向荷载作用下产生水平推力的一种结构。按拱上建筑形式可分为实腹式拱桥和空腹式拱桥。前者构造简单、施工方便,但重力大,适合中小跨径;后者圬工体积较小,桥型美观,但施工复杂,一般适用于大、中跨径。
(3)悬索桥:一般由主缆和加劲梁成一体的桥面、用以连接加劲梁和主缆的吊杆、变换拉索角度的塔和锚固拉索的锚碇构成。主缆由高强钢丝做成,主缆两端由锚碇固定,锚碇由大体积混凝土做成,也有在山体中开挖隧道,然后浇筑混凝土形成。主缆的几何形状是由包括恒载和活载等外力作用下的平衡条件所决定。若恒载相当大,则由恒载确定的几何形状就不会因较小的活载而引起多大变化。 (4)斜拉桥:斜拉桥由斜拉索、塔柱和主梁三部分组成。高强钢材制成的斜拉索将主梁多点吊起,并将主梁的恒载和活载传给塔柱,再由塔柱传给基础。斜拉桥在可达到的跨度内较悬索桥经济、刚度大、空气动力学性能好。
(5)刚构桥:主梁与墩台刚性固结,连接成整体,则主梁的弯矩可以传递给墩台,使其同时弯曲又受压力作用,这种桥型称为刚构桥。其受力情况复杂,除恒载与活载外。土压力、温度变化、混凝土收缩徐变、不均匀沉降等会引起结构内力。
1.3.3高速铁路常用结构形式
高速铁路桥梁通常用跨度桥梁选择时所考虑因素有刚度大、变形小,能够满足各种使用要求,品种、规格简洁,便于快速施工和保证质量,力求经济与美观的统一。
(1)预应力混凝土简支箱梁桥 (2)预应力混凝土连续箱梁桥 1.4高速铁路桥梁的设计荷载 动力系数的确定
1
0.996
0.913 计算剪力
L-0.2
1.494
0.851 计算弯矩
L-0.2
2
桥梁设计荷载可主要分为主要荷载、附加荷载及特殊荷载
第一章、桥涵施工概论
1.5桥涵施工方法及其分类
桥梁建设的一般流程:规划、工程可行性研究、勘察设计及施工。 1.5.1桥涵施工方法 1、桥梁基础施工
直接基础、桩基础、管柱基础、沉井基础、组合基础和特殊基础。 常用基础施工方法:
(1)扩大基础和明挖基础施工
扩大基础和明挖基础施工属于直接基础,是将基础底板设在直接承载地基上,来自上部结构和荷载通过基础底板直接传递给承载地基。扩大基础通常是采用明挖的方式,其主要内容包括基础的定位放样、基础开挖、基坑排水、坑壁支撑、基底处理以及砌筑基础结构物等。一般明挖扩大基础用于基础不深、土层稳定、有排水条件、对于机具要求不高的工程。 (2)桩基础
地基浅层土质较差、持力土层埋藏较深。