一建袁登祥 一建KL市政袁登祥精讲班图文教材【第二章】
911K412000 城市桥梁工程1K412010 城市桥梁工程结构及通用施工技术1K412011 城市桥梁结构组成与类型本条文简要介绍城市桥梁结构组成与类型。一、桥梁基本组成与常用术语二、(一)桥梁的定义桥梁是在道路路线遇到江河湖泊、山谷深沟以及其他线路(铁路或公路)等障碍时,为了保持道路的连续性而专门建造的人工构造物。
桥梁既要保证桥上的交通运行,也要保证桥下水流的宣泄、船只的通航或车辆的通行。(二)桥梁的基本组成桥梁由“五大部件”与“五小部件”组成。
92(1)五大部件是指桥梁承受运输车辆和(或)其他荷载的桥跨上部结构与下部结构,它们必须通过承受荷载的计算与分析,是桥梁结构安全性的保证。1)桥跨结构:线路跨越障碍(如江河、山谷或其他路线等)的结构物。
2)支座系统:在桥跨结构与桥墩或桥台的支承处所设置的传力装置。它不仅要传递很大的荷载,并且还要保证桥跨结构能产生一定的变位。933)桥墩:是在河中或岸上支承桥跨结构的结构物。
4)桥台:设在桥的两端;一边与路堤相接,以防止路堤滑塌;另一边则支承桥跨结构的端部。为保护桥台和路堤填土,桥台两侧常做锥形护坡、挡土墙等防护工程。5)墩台基础:是保证桥梁墩台安全并将荷载传至地基的结构。
上述前两个部件是桥跨上部结构,后三个是桥跨下部结构。(模拟题)桥跨上部结构包括(DE)。A.墩台基础 B.桥墩 C.桥台 D.桥跨结构 E.支座(2)五小部件是直接与桥梁服务功能有关的部件,过去总称为桥面构造。
1)桥面铺装(或称行车道铺装);铺装的平整性、耐磨性、不翘曲、不渗水是保证行车舒适的关键。特别是钢箱梁上铺设沥青路面时,其技术要求甚严。942)排水防水系统:应能迅速排出桥面积水,并使渗水的可能性降至最小限度。
城市桥梁排水系统应保持桥下无滴水和结构上无漏水现象。3)栏杆(或防撞栏杆):既是保持安全的构造措施,又是有利于观赏的最佳装饰件。4)伸缩缝:桥跨上部结构之间或桥跨上部结构与桥台端墙之间所设的缝隙,以保证结构在各种因素作用下的变位。
为使行车舒适、不颠簸,桥面上要设置伸缩缝构造。95965)灯光照明:现代城市中,大桥跨桥梁通常是一个城市的标志性建筑,大多数装置了灯光照明系统,构成了城市夜景的重要组成部分。
(三)相关常用术语(1)净跨径:相邻两个桥墩(或桥台)之间的净距。对于拱式桥是每孔拱跨两个拱脚截面最低点之间的水平距离。(2)计算跨径:对于具有支座的桥梁,是指桥跨结构相邻两个支座中心之间的距离;对于拱式桥,是指两相邻拱脚截面形心点之间的水平距离,即拱轴线两端点之间的水平距离。
97(模拟题)关于桥梁计算跨径的说法,正确的是(A)。A.桥跨结构相邻两个支座中心之间的距离B.
相邻两个桥墩(或桥台)之间的净距C.拱式桥的两相邻拱脚截面最低点之间的水平距离D.多孔桥梁中各孔净跨径的总和(3)拱轴线:拱圈各截面形心点的连线。(4)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,简称桥高。
(5)桥下净空高度:设计洪水位、计算通航水位或桥下线路路面至桥跨结构最下缘之间的距离。(6)建筑高度:桥上行车路面(或轨顶)标高至桥跨结构最下缘之间的距离。
(7)容许建筑高度:公路或铁路定线中所确定的桥面或轨顶标高,对通航净空顶部标高之差。(8)净矢高: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。(9)计算矢高:从拱顶截面形心至相邻两拱脚截面形心之连线的垂直距离。
(10)矢跨比:计算矢高与计算跨径之比,也称拱矢度,它是反映拱桥受力特性的一个重要指标。(11)涵洞:用来宣泄路堤下水流的构造物。通常在建造涵洞处路堤不中断。
凡是多孔跨径的全长不到 8m 和单孔跨径不到 5m 的泄水结构物,均称为涵洞。98二、桥梁的主要类型桥梁分类的方式很多,通常从受力特点、建桥材料、适用跨度、施工条件等方面来划分。(一)按受力特点分结构工程上的受力构件,总离不开拉、压、弯三种基本受力方式,由基本构件组成的各种结构物,在力学上也可归结为梁式、拱式、悬吊式三种基本体系以及它们之间的各种组合。
1.梁式桥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)的作用方向与承重结构的轴线接近垂直,故与同样跨径的其他结构体系相比,梁内产生的弯矩最大,通常需用抗弯能力强的材料(钢、木、钢筋混凝土、预应力钢筋混凝土等)来建造。(模拟题)以下选项中属于梁式桥特点的有(ABC)。
A.是在竖向荷载作用下无水平反力的结构B.与同样跨径的其他结构体系相比,梁内产生的弯矩最大C.需用抗弯能力强的材料来建造D.结构自重较轻,构造简单E.能经济合理地修建大跨度桥2.
拱式桥99拱式桥的主要承重结构是拱圈或拱肋。这种结构在竖向荷载作用下,桥墩或桥台将承受水平推力,同时这种水平推力将显著抵消荷载所引起的在拱圈(或拱肋)内的弯矩作用。拱桥的承重结构以受压为主,通常用抗压能力强的圬工材料(砖、石、混凝土)和钢筋混凝土等来建造。
3.刚架桥刚架桥的主要承重结构是梁或板和立柱或竖墙整体结合在一起的刚架结构。梁和柱的连接处具有很大的刚性,在竖向荷载作用下,梁部主要受弯,而在柱脚处也具有水平反力,其受力状态介于梁桥和拱桥之间。
同样的跨径在相同荷载作用下,刚架桥的正弯矩比梁式桥要小,刚架桥的建筑高度就可以降低。但刚架桥施工比较困难,用普通钢筋混凝土修建,梁柱刚结处易产生裂缝。
4.悬索桥悬索桥以悬索为主要承重结构,结构自重较轻,构造简单,受力明确,能以较小的建筑高度经济合理地修建大跨度桥。由于这种桥的结构自重轻,刚度差,在车辆动荷载和风荷载作用下有较大的变形和振动。
5.组合体系桥组合体系桥由几个不同体系的结构组合而成,最常见的为连续刚构,梁、拱组合等。斜拉桥也是组合体系桥的100一种。(二) 其他分类方式(1) 按桥梁多孔跨径总长或单孔跨径的长度,可分为特大桥、大桥、中桥、小桥。
具体分类见表1K412011。桥梁按多孔跨径总长或单孔跨径分类 表1K412011桥梁分类 多孔跨径总长L(m) 单孔跨径L0(m)特大桥 L>1000 L0>150大 桥 1000≥L≥100 150≥L0≥40中 桥 100>L>30 40>L0≥20小 桥 30≥L≥8 20>L0≥5注:①单孔跨径系指标准跨径。
梁式桥、板式桥以两桥墩中线之间桥中心线长度或桥墩中线与桥台台背前缘线之间桥中心线长度为标准跨径;拱式桥以净跨径为标准跨径。
② 梁式桥、板式桥的多孔跨径总长为多孔标准跨径的总长;拱式桥为两岸桥台起拱线间的距离;其他形式的桥梁为桥面系的行车道长度。(2)按用途划分,有公路桥、铁路桥、公铁两用桥、农用桥、人行桥、运水桥(渡槽)及其他专用桥梁(如通过管路、电缆等)。
(3)按主要承重结构所用的材料来分,有圬工桥、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥、钢桥、钢-混凝土结合梁桥和木桥等。
(4)按跨越障碍的性质来分,有跨河桥、跨线桥(立体交叉桥)、高架桥和栈桥。(5)按上部结构的行车道位置分为上承式(桥面结构布置在主要承重结构之上)桥、下承式桥、中承式桥。101模板、支架的设计、制作与拆除(一)模板、支架和拱架的设计与验算(1)模板、支架和拱架应结构简单、制造与装拆方便,应具有足够的承载能力、刚度和稳定性,并应根据工程结构形式、设计跨径、荷载、地基类别、施工方法、施工设备和材料供应等条件及有关的设计、施工规范进行施工设计。
施工设计应包括下列内容:1)工程概况和工程结构简图;2)结构设计的依据和设计计算书;3)总装图和细部构造图;4)制作、安装的质量及精度要求;5)安装、拆除时的安全技术措施及注意事项;6)材料的性能要求及材料数量表;7)设计说明书和使用说明书。
(模拟题)模板、支架和拱架应结构简单、制造与装拆方便,应具有足够的(ACE)。A.承载能力 B.
强度 C.刚度 D.抗拉能力 E.稳定性(2)钢模板和钢支架的设计应符合国家现行标准《钢结构设计规范》GB50017-2003 的规定,采用冷弯薄壁型钢时应符合现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002 的规定;采用定型组合钢模板时应符合现行国家标准《组合钢模板技术规范》GB/T50214-2013 的规定。
木模板和木支架的设计应符合现行国家标准《木结构设计规范》GB 50005-2003(2005 年版)的规定。
采用定型钢管脚手架作为支架材料时,支架的设计应分别符合现行行业标准《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》JGJ166-2008、《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011 的规定。
采用滑模应遵守现行国家标准《滑动模板工程技术规范》GB50113-2005 的规定。采用其他材料的模板和支架的设计应符合其相应的专门技术规定。1023.设计模板、支架和拱架时应按表 1K412013-2 进行荷载组合。
设计模板、支架和拱架的荷载组合表 表1K412013-2模板构件名称 荷载组合计算强度用 验算刚度用粱、板和拱的底模及支承板、拱架、支架等 ① ② ③ ④ ⑦ ⑧ ① ② ⑦ ⑧缘石、人行道、栏杆、柱、梁板、拱等的侧模板 ④ ⑤ ⑤基础、墩台等厚大建筑物的侧模板 ⑤ ⑥ ⑤注:表中代号意思如下:①模板、拱架和支架自重;②新浇筑混凝土、钢筋混凝土或圬工、砌体的自重力;③施工人员及施工材料机具等行走运输或堆放的荷载;④振捣混凝土时的荷载;⑤新浇筑混凝土对侧面模板的压力;⑥倾倒混凝土时产生的水平向冲击荷载;⑦设于水中的支架所承受的水流压力、波浪力、流水压力、船只及其他漂浮物的撞击力;⑧其他可能产生的荷载,如风雪荷载、冬季施工保温设施荷载等。
(模拟题)计算梁的底模及拱架、支架的强度时,应采用的计算荷载有(ABDE)等。A.倾倒混凝土时产生的荷载B.
振捣混凝土时的荷载C.施工活荷载D.模板、拱架和支架自重E.新浇筑混凝土自重(模拟题)(2014多选 3)计算桥梁墩台侧模强度时采用的荷载有(CE)。A.新浇筑钢筋混凝土自重B.振捣混凝土时的荷载C.
新浇筑混凝土对侧模的压力D.施工机具荷载E.倾倒混凝土时产生的水平冲击荷载4.验算模板、支架和拱架的抗倾覆稳定时,各施工阶段的稳定系数均不得小于 1.3。5.验算模板、支架和拱架的刚度时,其变形值不得超过下列规定:(1)结构表面外露的模板挠度为模板构件跨度的 1/400;(2)结构表面隐蔽的模板挠度为模板构件跨度的 1/250;(3)拱架和支架受载后挠曲的杆件,其弹性挠度为相应结构跨度的 1/400;(4)钢模板的面板变形值为 1.
5mm;(5)钢模板的钢楞、柱箍变形值为 L/000 及 B/500 (L—计算跨度,B—柱宽度)。6.模板、支架和拱架的设计中应设施工预拱度。施工预拱度应考虑下列因素:(1)设计文件规定的结构预拱度;(2)支架和拱架承受全部施工荷载引起的弹性变形;(3)受载后由于杆件接头处的挤压和卸落设备压缩而产生的非弹性变形;103(4)支架、拱架基础受载后的沉降。
(模拟题)模板、支架和拱架的设计中应根据(ABCD)等因素设置施工预拱度。A.受载后基础的沉降B.受载后杆件接头处的非弹性变形C.受载后的弹性变形D.结构预拱度的设计值E.受载后的稳定性7.设计预应力混凝土结构模板时,应考虑施加预应力后构件的弹性压缩、上拱及支座螺栓或预埋件的位移等。
8.支架立柱在排架平面内应设水平横撑。立柱高度在 5m 以内时,水平撑不得少于两道,立柱高于 5m 时,水平撑间距不得大于 2m,并应在两横撑之间加双向剪刀撑。
在排架平面外应设斜撑,斜撑与水平交角宜为 450。9.支架的地基与基础设计应符合所在地现行地标的规定,并应对地基承载力进行计算。(模拟题)设计预应力混凝土结构模板时,应考虑施加预应力后(ABDE)等。
A.构件的上拱 B.支座螺栓位移 C.构件的非弹性变形 D.预埋件位移 E.构件的弹性压缩(二)模板、支架和拱架的制作与安装(1)支架和拱架搭设之前,应按《钢管满堂支架预压技术规程》JGJ/T194-2009 要求,预压地基合格并
