桥梁工程第1章总论

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1、桥梁工程(上)周水兴向中富主编重庆大学出版社第1章总论第2章桥面构造第3章梁式桥梁的构造与设计第4章梁式桥梁的计算第5章梁式桥梁的施工第6章刚架桥的构造及计算特点第1章总论1.1国内外桥梁发展概况1.1.1桥梁工程的地位和作用桥梁工程在交通事业中占有重要地位。1.1.2我国桥梁建设的成就我国桥梁类型繁多，数量惊人，无论是古代桥梁，还是当今的现代桥梁，都在世界桥梁史上写下了辉煌的篇章。举世闻名的河北省赵县的赵州桥，就是我国古代石拱桥的杰出代表。图1.1河北赵县赵州桥（1）钢桥图1.2南京长江大桥（2）预应力混凝土桥图1.3重庆长江大桥图1.4广东虎门辅航道

2、桥（3）斜拉桥和悬索桥图1.5上海黄浦江杨浦大桥图1.6江苏江阴长江公路大桥图1.7贵州乌江大桥（4）石拱桥、混凝土拱桥图1.8湖南省凤凰县乌巢河桥图1.9广东省清远北江大桥图1.10万州长江公路大桥（5）桥梁基础工程我国在深水急流中修建了不少桥梁，已积累了宝贵的深水基础工程的设计和施工经验。20世纪50年代，我国修建武汉长江大桥时，在世界上首次采用了大型管柱基础。随后，这种先进的深水基础形式得到了推广和发展，管柱的直径由1.55m发展到5.80m，最大埋置深度达47.5m。在沉井施工方面，由于成功地采用了先进的触变泥浆套下沉技术，大幅度地减少了基础圬工

3、数量，并使下沉速度加快3～11倍。此外，我国还广泛采用和推广了钻孔灌注桩基础。北镇黄河公路桥成功地采用这种基础施工方法，钻孔深度达104m。（6）桥梁设计与科研建国五十余年来，我国公路、铁路、城市建设部门以及高等院校已形成了一支人数众多，力量雄厚的设计、科研队伍。从1956年开始制定公铁桥梁设计规范，并根据建桥经验不断进行修改，桥梁设计理论从容许应力法进展到极限状态设计方法，现已发展到可靠度设计理论。对中、小跨桥梁，已编制了大量标准化图纸。在桥梁设计中，对空间分析、结构复杂的次内力计算、稳定、振动与地震响应等方面进行了大量研究，取得了有实用价值的成果。桥

4、梁静、动力模型试验、野外测试、风洞试验的研究，又为我国发展长大桥梁提供了科学依据。在软件开发方面，我国已编制了计算公路桥梁的大型综合程序和大量专用程序，桥梁CAD也在积极开发之中，已取得可喜成果。1.1.3世界各国桥梁建设现状与展望纵观国外桥梁的发展史，早在古罗马时代，欧洲的石拱桥艺术已在世界桥梁史上写下过光辉的篇章。然而，国外桥梁得到发展，则得益于18世纪的工业革命。工业革命带来了生产力的大幅度增长，推动了工业的发达。而钢材和混凝土的出现，力学的发展和计算理论的完善，是国外桥梁建设的空前发展的保证。图1.11南斯拉夫KRK桥图1.12法国诺曼底大桥图1

5、.13英国恒比尔吊桥图1.14日本港大桥1.1.4桥梁工程的前景展望(1)材料的应用与发展从桥梁工程学科的发展可以发现，材料科学对桥梁工程的发展起着关键性作用。没有新材料的发展，就没有长大跨度及新桥型的诞生。目前，桥梁工程所用材料主要是钢材和混凝土。新型非金属纤维强化复合材料的开发研究，已得到全世界的关注和认同，各国都投入大量资金，开展理论研究。目前主要集中在玻璃纤维、阿拉米特纤维和碳纤维同聚合物强化合成的超高强材料上，它们不但质量轻，强度高，而且具有耐疲劳、抗腐蚀、热传导率低、非磁性等优点。分析表明，若采用碳纤维强化复合材料来修建悬索桥，其极限跨度可比

6、钢悬索桥提高一倍以上。加拿大、美国等国家，则已进入工程实践阶段。(2)设计理论与CAD技术目前国内外桥梁设计理论已普遍采用极限状态法设计，少数国家在强度极限状态基础上推广到挠度、裂缝、振动、疲劳的极限状态。而基于可靠度理论的极限状态法设计，可以充分发挥桥梁结构潜在的承载能力，充分利用材料的强度，使桥梁结构安全度更加可靠和科学，是目前世界各国努力的方向。对大跨度桥梁的设计，愈来愈重视振动、稳定、疲劳、空气动力学、非线性等因素影响的研究。桥梁CAD技术主要集中在以下5个方面：结构分析、图形绘制、结构优化、工程数据库、专家系统。1.2桥梁基本组成与分类1.2.

7、1桥梁的基本组成部分桥梁是由桥跨结构、下部结构和墩台基础3个主要部分组成的一个人工构筑物。与桥梁布置、结构有关的专业术语。图1.15桥梁基本组成1)水位2)净跨径(l0)与总跨径(∑l0)3)标准跨径(lb)4)计算跨径(l)5)桥梁全长(L)与桥梁总长6)桥梁高度7)建筑高度与容许建筑高度8)桥下净空高度9)拱轴线10)净矢高(f0)与计算矢高(f)11)矢跨比(f／l)1.2.2桥梁分类(1)按桥梁的基本结构体系分类1)梁式桥2)拱式桥3)刚架桥4)缆索承重桥5)组合体系桥图1.16梁式桥图1.17拱式桥图1.18刚架桥图1.19缆索承重桥(尺寸单位

8、：m)图1.20组合体系桥(尺寸单位：m)(2)桥梁的其他分类方法除了上述按受力