第六章 桥梁工程

内 容桥梁的分类桥梁工程的总体规划和设计要点桥梁的结构形式桥墩、桥台和桥梁基础桥梁技术的发展方向

世界最高的桥• 沿溪沟大桥位于黔江

区水田乡农桥村与正阳镇之间，分左右两幅，单幅全长 560 米，其中主桥长 310 米，主跨 150 米，桥面与谷底垂直高度为 280米。

• 结构：预应力混凝土连续箱梁

世界第二高桥• 法国米约大桥

世界第三高桥• 重庆干溪沟一号桥 • 高 263 米

世界最长跨海大桥• 杭州湾大桥

世界最长跨海大桥• 最长：全长 36 公里 • 国内第一次明确提出了设计使用寿命大于等

于 100 年的耐久性要求。 • 钢管桩的最大直径 1.6 米，单桩最大长度 89

米，最大重量 74 吨，开创了国内外大直径超长整桩螺旋桥梁钢管桩之最。

• 开创性地提出并实施了“二次张拉技术”，彻底解决了大型砼箱梁早期开裂的工程难题

世界最长跨海大桥• 50 米箱梁“梁上运架设”技术，架设运输

重量从 900 吨提高到 1430 吨，刷新了目前世界上同类技术、同类地形地貌桥梁建设“梁上运架设”的新纪录

• 开创性地采用有控制放气的安全施工工艺，其施工工艺为世界同类似地理条件之首。

世界最长跨海大桥

桥梁的分类• 使用性质：公路桥、铁路

桥、公铁两用桥、人行桥、机耕桥、过水桥

海仓大桥（公路桥）

铁路桥（中国兰新铁路）

芜湖长江桥我国跨度最大的公铁两用桥

渡槽桥（过水桥）

• 跨径大小和多跨总长分：

特殊大桥－ L≥500m ， l≥100m ； 大桥－ 100m≤L ＜ 500m ，40m≤l ＜ 100m ； 中桥－ 30m ＜ L ＜ 100m ，20m≤l ＜ 40m ； 小桥－ 8m≤L≤30m ， 5m≤l＜ 20m ； 涵洞－ L ＜ 8m ， l ＜ 5m 。

根据《公路工程技术标准》（ JTJ001—97）规定

l

L

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• 行车位置：上承式桥、中承式桥、下承式桥。

上承式桥梁位于湖南省洞口县淘金村

中承式桥梁

旧金山的金门大桥（ golden gate bridge ）下承式桥梁

• 承载构件受力情况：梁桥、板桥、拱桥、钢结构桥、吊桥、组合体系桥（斜拉桥、悬索桥）。

梁桥该桥（汉江桥）位于陕西紫阳县，主跨为 45 ＋ 2×50 ＋ 45 米预应力混凝土Ｔ形简支梁，边跨为 4×30 米预应力混凝土Ｔ形简支梁，全桥 390 米，薄壁空心墩高 58 米，于 1987年建成。

该桥（龙脑桥）位于四川省泸州，建于明代洪武年间 (公元１３７８～１３９８年）。桥高５米、长５４米，宽 1.9米，共１３孔，由３０块长 3.6米的青石板组成。中间８个桥墩上分别雕有龙、象和麒麟的头像，石雕艺术精湛，造型别致，布局奇特。因石雕中有４个龙头故名龙脑桥。

板 桥板 桥

龙头

绍兴纤道桥为石板石墩组成的梁式长桥，其主要作用为纤夫拉纤用，此外也可用于风浪大时船只的避风。清同治年间（ 1862-1874年）重修。 全长 386.2 米， 115跨，每跨净 2米，桥面用三块条石拼成，宽 1.5米，桥墩用条石干砌。该桥为全国重点文物保护单位。

拱桥

该桥位于云南省昆明市至玉溪公路 75.3 公里处的玉溪新街坡。单孔跨径 3.55米，斜石拱桥，采用８条１米厚的拱肋错位叠砌而成。

1m厚的石拱肋

钢结构桥

雁荡方洞的吊桥

组合体系桥

悬索桥明石海峡大桥 98 年建，

长度 3910m ，墩距 1990m

斜拉桥 米约大桥（世界上第二高的桥梁，全长达 2． 46 公里，但只用 7个桥墩支撑，其中 2 、 3 号桥墩分别高达 245 米和 220 米，是世界上最高的两个桥墩。如果算上桥墩上方用于支撑斜拉索的桥塔，最高的一个桥墩则达到 343 米，超过法国巴黎著名的埃菲尔铁塔 23 米。 ）

• 使用年限：永久性桥、半永久性桥、临时桥。

• 材料：木桥、圬工桥（含砖、石和混凝土砌块桥）、钢筋混凝土桥、预应力桥、钢桥。

该桥在日本。木材容易腐烂，历史上保存至今的木桥极少。日本保存的 5孔锦带木拱桥，跨度 27.5m，始建于 1673年，其图样来自中国。

木桥

扬州瘦西湖五亭桥，又名莲花桥。该桥为中国古典园林中亦常见石拱桥，即起交通引路作用，更与园林景色有机结合。

石 桥石 桥

飞云江桥位于浙江省瑞安县、跨飞云江。是中国最大跨度的预应力混凝土简支梁桥。桥全长１７２１ｍ，分跨为１８ × ５１＋５ × ６２＋１４ × ３５ ( ｍ），最大跨度６２ｍ，梁高２．８５ｍ，高跨比１／２１．７５；混凝土标号Ｒ６０；桥面宽１３ｍ

预应力桥梁预应力桥梁

钢桥

南京长江大桥

内 容桥梁的分类桥梁工程的总体规划和设计要点桥梁的结构形式桥墩、桥台和桥梁基础桥梁技术的发展方向

• 总体规划的基本内容：桥位选定；桥梁总跨径及分孔方案的确定；桥型选定；桥梁的纵横断面布置等。

• 总体规划的原则：根据使用任务、性质和将来发展的需要，全面贯彻安全、经济、适用和美观的方针。

• 考虑重点：使用上的要求；经济上的要求；结构上的要求；美观上的要求。

• 设计要点：桥位选定；桥梁总跨径及分孔数；桥梁的纵横断面布置；公路桥型的选择。

内 容桥梁的分类桥梁工程的总体规划和设计要点桥梁的结构形式桥墩、桥台和桥梁基础桥梁技术的发展方向

上部结构通过支座与墩台连接上部结构

桥梁的结构形式梁式桥

梁式桥的组成

概念：在竖向移动式荷载作用下无水平反力的结构体系。

类型：简支梁式、连续梁式、悬臂梁式

受力特点：梁作为受弯构件由梁跨两端支座（桥墩或桥台）支撑着。

连续桁架梁桥。支承在三个支点以上的桥梁。

简支梁桥

伸臂梁桥

锚梁 悬臂 挂梁

截面结构形式

实心板梁

箱型梁短肋板梁

空心板梁

支座连接

梁式桥施工特点

1

2

3

引桥桥墩完成

引桥主梁吊装

拱式桥概念：拱桥的主要承重结构是拱圈，在桥面竖向移动荷载作用下桥墩或桥台要承受水平推力。

arch ring 泛指拱桥、门窗等建筑物上筑成弧形的结构部分。主要承受轴向压力。

spandrel structure 拱上建筑（拱上结构）包括桥面系和向主拱圈传递荷载的构件或填充物。分为空腹式、实腹式。

空腹式拱桥 实腹式拱桥

• 与梁式桥的区别

拱式桥组成

• 上承式拱桥上承式拱桥：桥面布置在主要承重构件之上。

• 下承式拱桥下承式拱桥：桥面布置在承重结构之下。

• 中承式拱桥中承式拱桥：桥面在桥跨结构的高度中间

吊杆

立柱

吊杆

立柱

系杆

广州丫譬沙珠江大桥（世界最大钢管混凝土拱桥，跨度 360m ）

中承式系杆拱桥

重庆万县（万州）长江大桥重庆万县（万州）长江大桥

(( 世界最大世界最大钢筋混凝土箱拱桥，

跨度跨度 420m) 420m) 上承式拱桥上承式拱桥

悉尼钢桁架组合式拱桥悉尼钢桁架组合式拱桥

（主跨（主跨 503m503m ，同类桥中我国的，同类桥中我国的

卢浦大桥主跨卢浦大桥主跨 550m550m居世界第一）居世界第一）

美国新河谷桥美国新河谷桥主拱圈为钢桁架，跨度 518.2m ，居世界钢桁架拱桥第一位；该桥所用钢材

为耐侯钢，无需养护

乌巢大桥乌巢大桥

该桥位于湖南，建于该桥位于湖南，建于 19901990 年。年。

拱圈由两条分离式矩形石肋和拱圈由两条分离式矩形石肋和 88 条钢筋混凝土横系梁组成。条钢筋混凝土横系梁组成。

• 外形与梁式桥相似，但是上部结构与下方支脚部分是完全刚结在一起的。

刚架桥

桥墩与桥跨刚性连接

桥墩与桥跨通过支座连接

在竖向移动荷载作用下，梁部主要受弯，柱脚处有水平推力。

受力特点：

受力状态介于梁式桥和拱桥之间。

H

v

连续刚架桥，有较好的抗震性能。

斜腿刚架桥。造型轻巧美观。

T形刚架桥，便于施加预应力，加挂梁后，跨度很大。

TT 形刚架桥（刚构桥）形刚架桥（刚构桥）

挂梁

连续刚架桥连续刚架桥

斜腿刚架桥斜腿刚架桥

广东虎门珠广东虎门珠江辅航道桥江辅航道桥

该桥建于 1997 年。

主跨 270m ，属于连续刚构桥。

主跨跨径世界第一。

湖北黄石长江大桥湖北黄石长江大桥

该桥是特大公路桥，建于 1996年。桥全长 2580m,双向四车道。

广西桂林漓江桥广西桂林漓江桥

该桥是一座建于风景区的预应力混凝土 V 形墩刚构桥。主跨和分孔为 67.5m ＋95m ＋ 67.5m, 主孔悬臂长 27.5m ，挂梁长 40m ，斜腿倾角 45° ，长 12m 。整座桥型线条流畅，轻巧别致，桥景相融。

• 梁通过斜拉索拉在塔上，形成斜拉桥。

• 受力特点：梁－索－塔－基础

斜拉桥

辐射形

竖琴形

扇形

斜拉桥的索型

辐射形辐射形索型索型

竖琴形竖琴形索型索型

来宾红水河，位于广西红水河，是我国修建的第一座预应力混凝土铁路斜拉桥。全长 398 ｍ，主跨 48 ＋ 96 ＋ 48( ｍ），索型采用双塔竖琴型。

扇形扇形索型索型

型式多种多样独柱

世界上最高的桥梁——米约大桥（墩 343m，桥高 270m）

武汉长江三桥武汉长江三桥

（白沙洲大桥主跨（白沙洲大桥主跨 618618mm））

A 型

倒 Y型

法国诺曼底桥（跨径法国诺曼底桥（跨径 856m)856m)

日本多多罗桥（跨径日本多多罗桥（跨径 890m890m ））

倒 Y型

钢塔塔高钢塔塔高 220m220m ，，其形状犹如倒其形状犹如倒 YY形形

铜陵长江大桥铜陵长江大桥

（主跨（主跨 432432mm ））

H型

施工特点1、主塔施工

2、主梁施工

3、合拢

4、竣工

⑴.概念

是一种古老桥型。早期制索材料为藤条、竹子、皮革、铁链等。至今我国四川灌县安澜竹索桥仍保持着原始的风貌。

建于公元 1705年的四川大渡河的泸定铁索桥，主跨达 103m，很可能是当时世界跨度最大的悬索桥。该桥已属于第一批国家保护的重要文物。

悬索桥

现代悬索桥

组成：主缆、塔架、加劲梁和锚碇。

荷载传递：桥面－吊索－主缆－基础

优点

能充分发挥钢缆材料优越的抗拉性能。因此结构自重结构自重轻轻，可以获得比斜拉桥更大的跨径可以获得比斜拉桥更大的跨径；成卷钢缆便于运输，也便于无支架悬吊拼装，适合在大江、湖海或跨越深沟、深谷时采用。悬索桥边跨与主跨之比一般为 0.3~0.4，最小可达 0.21。

悬索桥受力示意

大贝尔特东桥

锚碇施工主缆施工

施工特点

1 、主塔施工

2 、主缆 施工

3 、桥面施工

4 、竣工

日本明石海峡大桥（世界最大跨度 1991m ）

主塔塔顶高度主塔塔顶高度 297.3m297.3m

大桥主缆、加劲梁施工

大桥的加劲钢箱梁用了钢材 90000吨。这是架设钢箱梁的情况

江阴长江大桥江阴长江大桥（ 1999我国最大，世界第四，主跨 1385m）

主塔高度主塔高度 193m193m

主缆采用两根各两万多根直径 5.35mm的镀锌钢丝组成，重17000吨，主缆直径 90cm

香港青马大桥 现今世界上最长一条能兼容铁路和行车路的吊桥，其主跨长度比美国三藩市的金门桥还要长。青马大桥连接青衣和马湾岛屿，大桥桥塔和主缆宏伟壮观，横跨马湾海峡，气势如虹。主缆本身由数以千计的钢线组成，其长 16万公里，足以环绕地球四次。

主跨主跨 1377m1377m

主塔施工情况 主塔高度 206m

大桥主缆施工

大桥安装钢箱梁的情况

大桥刚建成情况，桥面具有 6个车道

内 容桥梁的分类桥梁工程的总体规划和设计要点桥梁的结构形式桥墩、桥台和桥梁基础桥梁技术的发展方向

• 桥墩：在桥的中间，支承桥的左右两跨通过支座传来的竖直力和水平力。

• 桥墩类型：实体式、空心式和桩或柱式桥墩。• 桥墩示意

重力式 单柱式

双柱式

Y 形

• 桥台：两端桥头的支承结构物，它是连接两岸道路的路桥衔接构造物。

• 受力：承受支座传递来的竖直力和水平力，台后填土及填土上荷载产生的侧向土压力。

• 形式：实体式桥台和埋置式桥台等。

埋置式桥台

• 基础：承担着桥墩、桥跨结构的全部重量以及桥上可变荷载。一般修建于流水中，比房屋基础的规模大，问题多，施工条件困难。

内 容桥梁的分类桥梁工程的总体规划和设计要点桥梁的结构形式桥墩、桥台和桥梁基础桥梁技术的发展方向

桥梁技术的发展方向• 大跨度桥梁向更长、更大、更柔的方向发

展• 新材料的开发和应用• 设计阶段采用高度发展的计算机辅助手段• 大型深水基础工程• 桥梁的安全性• 重视桥梁美学及环境保护