桥梁工程概论 授课教师：张 锴 手机：13203691935 2011年10月

第一篇 桥梁上部 第一章 总论 第一节 概述 教学重点： 1 了解桥梁在交通事业中的地位和国内外桥梁的发展概况 2 掌握桥梁的组成和分类。

一 桥梁在交通事业中的地位 桥梁：是连续道路中跨越道路受阻障碍、传递交通流的道路工程结构物。包括“桥”与“涵洞”两类工程建筑。 桥梁建设对我国交通运输环境能力的提高、投资环境的改善、促进经济急的腾飞起到了巨大的作用。在公路、铁路、城市和农村道路交通建设以及水利建设中，桥梁是保证全线贯通的咽喉，特别是在战争时期，桥梁工程具有非常重要的地位。经济上，桥梁和涵洞的造价平均占公路总造价的20%-30%，国防上，桥梁是交通运输的咽喉，具有非常重要的地位。 雄伟且美观的大桥常常作为城市的标志与骄傲。因而桥梁建筑已不单纯作为交通线上重要的工程实体，而且常作为一种空间艺术品存在于社会之中，且被人们传颂。

二 国内外桥梁发展概况 2.1 我国桥梁建设的成就 2.1.1 古代桥梁建设成就 2.1 我国桥梁建设的成就 2.1.1 古代桥梁建设成就 根据史料记载，在距今约三千年的周文王时，我国就已在宽阔的渭河上架过大型浮桥。 在秦汉时期，我国已广泛修建石梁桥。世界上现在尚保存着的最长、工程最艰巨的石梁桥，就是我国于1053年一1059年在福建泉州建造的万安桥，也称洛阳桥。 1240年建造的福建潭州虎渡桥，也是员令人惊奇的一座梁式石桥。此桥总长约335m

举世闻名的河北省赵县的赵州桥（又称安济桥），是我国古代石拱桥的杰出代表，该桥在隋大业初年（公元605年左右）为李春所创建，是一座空腹式的圆弧形石拱桥，净跨37.02m，宽9m，拱矢高度7.23m。 广东潮安县的湘子桥，是世界上最早的开合式桥。

2.1.2 当代桥梁建设成就 1957年，第一座长江大桥——武汉长江大桥的胜利建成，结束了我国万里长江无桥的状况。大桥的正桥为三联3x128m的连续钢衍梁，下层双线铁路、上层公路桥面宽18m，两侧各设2.25人行道，包括引桥在内全桥总长1670.4m。大型钢梁的制造和架设、深水管柱基础的施工等，为发展我国现代桥梁技术开创了新路。 1969年我国又胜利建成了举世瞩目的南京长江大桥 ，这是我国自行设计、制造、施工，并使用国产高强钢材的现代化大型桥梁。上层为公路桥面，下层为双线铁路。包括引桥在内，铁路桥部分全长6772m，公路桥部分为4589m。桥址处水深流急，河床地质极为复杂，大桥桥墩基础的施工非常困难。南京长江大桥的建成，显示出我国的建桥事业已达到世界先进水平，也是我国桥梁史上又一个重要标志。

拱桥：万县长江大桥。 梁桥：洛阳黄河公路大桥。 斜拉桥：南京长江二桥 悬索桥：广东虎门大桥 。

2.2 国外桥梁建设简述和发展趋势 纵观国外桥梁建设发展的历史，对于促进和发展现代桥梁有深远影响的，是继意大利文艺复兴后18世纪在英国、法国和其他西欧国家兴起的工业革命．推动了工业的发达，从而也促进了桥梁建筑技术方面空前的发展。 1855年起，法国建造了第一批应用水泥砂浆砌筑的石拱桥。大约在1870年时，德国建造了第一批采用硅酸盐水泥作为胶结材料的混凝土拱桥。之后在20世纪初，法国建成的戴拉卡混凝土箱形拱桥跨度达139.8m。 1928年法国著名工程师弗莱西奈经过20年研究的预应力混凝土技术付诸实现后，新颖的预应力混凝土桥梁首先在法国和德国以异乎寻常的速度发展起来。

斜拉桥：日本多多罗桥，890m跨径；法国诺曼底大桥，856m跨径 悬索桥：美国金门大桥，1280.2m跨径；丹麦大贝尔特东桥，1624m跨径；日本明石海湾大桥，1991m跨径。

2.3 21世纪的桥梁工程 世界最大悬索桥

日本明石海峡大桥

世界最大斜拉桥

多多罗桥

世界最大混凝土拱桥

湖南益阳茅草街大桥

湖南益阳茅草街大桥

湖南益阳茅草街大桥是湖南省省道S204线跨洞庭湖区淞澧洪道、藕池河西支、南茅运河及沱江的一座特大型公路桥梁。该桥由湖南省交通规划勘察设计院设计，于2006年12月建成通车。 全长为2848.64m，主桥设计为80m+368m+80m三跨连续自锚中承式钢管混凝土拱桥（俗称“飞鸟式”），边跨、主跨拱脚均固结于拱座。湖区修建拱式结构与环境的协调性好，做到景观艺术与经济的完美结合。

世界最大预应力混凝土梁桥

三 桥梁的组成与分类 3.1 桥梁的基本组成 桥梁一般由三个基本部分组成，即上部结构、下部结构、支座。 （1）上部结构（桥跨结构） 三 桥梁的组成与分类 3.1 桥梁的基本组成 桥梁一般由三个基本部分组成，即上部结构、下部结构、支座。 （1）上部结构（桥跨结构） 定义：桥梁结构中跨越障碍物的主要承重结构。 作用：连续中断的路线，承受交通荷载并将荷载产生的作用传递给墩台上的支座。 （2）支座 定义：桥梁结构中用于支承上部结构的传力装置。 作用：不仅传递很大的荷载，还要保证上部结构能按设计要求产生一定的变位。

（3）下部结构（包括桥墩、桥台和基础） 定义：设置在桥跨中间部分的称为桥墩，设置在桥跨两端与路堤向衔接的称为桥台，桥墩和桥台底部并与地基接触的部分称为基础。 作用：桥墩和桥台用来支承上部结构，并将其传来的恒载和车辆活载传至基础，桥台除了上述作用外，还起到了抵御路堤的土压力及防止路堤的滑塌等作用，基础承受从桥墩或桥台传来的全部荷载。

在桥梁建筑工程中，除了上述基本组成部分外，在路堤与桥台衔接处，一般在桥台两侧设置石砌的锥形护坡，以保证迎水部分路堤边坡的稳定。另外，根据需要还常常修筑护岸、导流结构物等附属工程。

图1　梁式桥

1.拱圈；2.拱顶；3.拱脚；4.拱轴线；5.拱腹；6.拱背； 7.变形缝；8.桥台；9.基础；10.锥坡；11.拱上结构 图2　拱式桥

桥梁术语名称 水位 低水位 高水位 设计洪水位 通航水位 跨径与桥长 净跨径 总跨径 计算跨径 桥梁全长 高度和净空 低水位 高水位 设计洪水位 通航水位 跨径与桥长 净跨径 总跨径 计算跨径 桥梁全长 高度和净空 桥梁高度 桥下净空 桥面净空 桥梁建筑高度 净矢高 计算矢高。

水位 低水位：河流中枯水季节的最低水位。 高水位：洪峰季节河流中的最高水位。 设计洪水位：按规定的设计洪水频率计算所得高水位。 通航水位：在各级航道中，能保持船舶正常航行的水位。

跨径与桥长 净跨径l0：梁式桥是设计洪水位相邻两个桥墩（或桥台）之间的净距；拱式桥是每孔拱跨两个拱脚截面最低点之间的水平距离。 标准跨径lk ：两桥墩中线之间桥中线长度或桥墩中线与桥台台背前缘线之间桥中心线长度。 桥梁全长L（简称桥长）：有桥台的桥梁为两岸桥台后端点之间水平距离；无桥台的桥梁为桥面行车道长度。

高度和净空 桥梁高度（简称桥高）：指桥面与低水位之间的高差，或为桥面与桥下线路路面间的距离（跨线桥）。 桥下净空H：桥梁上部结构底缘以下所规定的净空间的界限。 桥面净空：是桥梁行车道、人行道上方应保持的净空间界限。 桥梁建筑高度：上部结构底缘至桥面顶面的垂直距离。 净矢高（拱桥）：从拱顶截面下缘至相邻两跨拱脚截面下缘最低点之连线的垂直距离。 计算矢高：是拱顶截面形心至相邻两拱脚截面形心连线的垂直距离。 矢跨比：计算矢高f与计算跨径l之比。

3.2. 桥梁的分类 桥梁按受力体系分类 梁式桥、拱式桥、刚架桥、悬索桥及其组合体系。 桥梁的其他分类 根据用途，材料，总长和跨径，跨越障碍性质，行车道位置，桥跨结构的平面布置不同分类。

梁式桥 主要承重结构是梁（板），竖向荷载作用下无水平反力的结构，外力（恒载和活载）的作用方向与桥梁结构和轴线接近垂直。（教材图1-1-17） 与同样跨径的其它结构体系相比，梁式桥以受弯为主，通常需用抗弯、抗拉能力强的材料（如钢、钢筋混凝土等）来建造。地质条件较好时，中、小跨径梁桥可修建连续梁桥。对于大跨径和特大跨径的梁桥，可采用预应力混凝土、钢和钢—混凝土组合梁桥。

图3　梁式桥

拱式桥 主要承重结构是主拱圈或拱肋，竖向荷载作用下，桥墩和桥台将承受水平推力（图4b所示），同时，墩台向拱圈或拱肋提供水平反力。 与同跨径的梁式桥相比，拱桥的弯矩、剪力和变形要小得多，拱圈或拱肋以受压为主。拱桥对墩台有水平推力及结构以受压为主是拱桥的主要受力特点。通常采用抗压能力强的圬工材料（如砖、石、混凝土等）和钢筋混凝土来建造。

　　在地质条件较差的情况下，可采用无水平推力的系杆拱桥，如图4c所示，其水平推力由系杆承受，系杆可由预应力混凝土、钢等做成。亦可修建水平推力很小的“飞雁式”三跨自锚式系杆拱桥，如图4所示，在边跨的两端施加水平预加力，通过边跨拱传至拱脚，以抵消主跨拱脚处的水平推力。 　　按照行车道位置不同，拱桥可分为上承式（图4a）、中承式（图4d）、下承式拱（图4c）三种。

图4　拱式桥

刚架桥（刚构桥） 桥跨结构中主梁或板与墩台（或立柱）整体相连的桥梁称为刚架桥。由于梁和柱两者之间是刚性连接，竖向荷载作用下，主梁端部产生负弯矩，柱脚处产生水平反力，主梁受弯，但弯矩较同跨径的简支梁小，梁内还有轴力作用，因此，刚架桥的受力状态介于梁桥与拱桥之间（图6b所示）。

a.门式刚构桥；c.T形刚构桥；d.连续刚构桥；e.斜腿刚构桥。 图6　刚构桥

悬索桥 主要承重结构包括主缆、塔柱、加劲梁、锚碇及吊杆，竖向荷载作用下，通过吊杆使主缆承受巨大的拉力，主缆悬跨在两边塔柱上，锚固于两端的锚碇结构中；锚碇承受主缆拉力，该拉力可分解为垂直和水平分力，悬索桥也是具有水平反力（拉力）的结构。 与同样跨径的其它结构体系相比，悬索桥的刚度最小，属于柔性结构，在车辆荷载作用下，悬索桥将产生较大的变形。

图5　悬索桥

斜拉桥 　　斜拉桥上部结构由塔柱、主梁和斜拉索组成，斜拉桥是梁式桥与吊桥的组合形式。主要受力特点是：斜拉索受拉力，将主梁多点吊起（类似吊桥），将主梁的恒载和车辆等荷载传至塔柱，再通过塔柱传至基础和地基。塔柱以受压为主。主梁由于被斜拉索吊起，如同一多点弹性支承的连续梁，使主梁弯矩较一般梁式桥大大减小，是斜拉桥具有较大跨越能力的主要原因。主梁同时受斜拉索水平力的作用，基本受力特点为偏心受压构件。

图7　斜拉桥

组合体系桥 T形刚构，连续钢构：梁和刚架组合； 梁拱组合； 斜拉桥+梁桥组合。

桥梁的其他分类 1 按桥梁用途来划分 公路桥、铁路桥、公铁两用桥、人行桥、水运（或渡桥）桥和管线桥。

2 按材料来划分 　 钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥、圬工桥（包括砖、石、混凝土）、钢桥、钢－混凝土组合桥和木桥。

3 按桥梁总长及跨径的不同来划分 桥梁分类 多孔跨径总长L(m) 单孔跨径Lk(m) 特大桥 L≥1000 Lk≥150 大 桥 3 按桥梁总长及跨径的不同来划分 桥梁分类 多孔跨径总长L(m) 单孔跨径Lk(m) 特大桥 L≥1000 Lk≥150 大 桥 100≤L＜1000 40≤Lk＜150 中 桥 30＜L＜100 20≤Lk＜40 小 桥 8≤L≤30 5≤Lk＜20

4 按跨越障碍性质划分 可分为跨河桥、跨线桥（或立交桥）、高架桥和栈桥。

5 按行车道位置划分 上承式桥：桥面布置在主要承重结构之上； 下承式桥：桥面布置在主要承重结构之下； 中承式桥：桥面布置在桥跨结构高度中间。

6 按桥跨结构的平面布置划分 正交桥、斜交桥、弯桥（或曲线桥）

莱茵河桥：战后德国修建的第一座细长钢箱梁桥 图片描述： co莱茵河桥是战后德国修建的第一座细长的钢箱梁桥，以代替原来受毁坏的悬索桥。主梁高度在支座处为7.8m，跨中为3.3m，相应的细长比为1：24和1：56。主桥采用正交异性板，钢筋混凝土磨耗层。 莱茵河桥：战后德国修建的第一座细长钢箱梁桥

图片描述： SC莱茵河桥全长1281. 6m，跨越莱茵河的两条支流。支座处主梁高度为6. 5(7. 9)米，跨中为3. 7(4

东明黄河大桥：预应力混凝土连续刚构桥，全长4142.14m

图片描述： 忠孝桥为一多孔Y型墩梁式桥。  忠孝桥：多孔Y型墩梁式桥 

番禺洛溪桥：预应力混凝土连续刚构桥，主梁采用单箱单室  图片描述： 预应力混凝土连续-刚构桥，主梁采用单箱单室。 主孔桥墩采用双臂式薄壁空心墩，臂厚50cm，具有较小的抗推刚度。墩外设国内首创的人工岛以防船舶撞击，岛呈喇叭形，顶部直径28m，底部直径23m，全高20m。  番禺洛溪桥：预应力混凝土连续刚构桥，主梁采用单箱单室

常德沅水大桥：主桥(84+3×120+84)m预应力混凝土连续梁桥 图片描述： 从高空俯视，该桥显得非常轻巧 ，主桥为84+3x120+84(m)预应力混凝土连续梁桥。边滩区引桥为跨度25m桥面连续预应力混凝土简支梁桥，其在南岸为7孔一联，北岸4孔一联。 常德沅水大桥：主桥(84+3×120+84)m预应力混凝土连续梁桥

湖南红星桥：跨越深谷，桥高达65m，跨径108m，双曲拱 图片描述： 红星桥跨越深谷，桥高达65m，主拱跨径108m，副拱跨径分别为24.5m、9m及7m，全长155.8m。采用三铰双曲拱，左右采用8次抛物线的不对称拱线。  湖南红星桥：跨越深谷，桥高达65m，跨径108m，双曲拱

六库怒江桥：当时国内跨度最大的预应力混凝土连续梁桥

矮塔部分斜拉结构，为国内公铁两用桥跨度之最 图片描述：该桥是一座公铁两用桥，铁路双线，公路四车道，铁路桥全长10521米，公路桥全长5681米，正桥钢梁长2193.7米，正桥钢梁采用14MnNbq新钢种、全封闭焊接整体节点新技术。主跨采用180+312+180米矮塔部分斜拉结构，为国内公铁两用桥跨度之最 。  芜湖长江大桥：公铁两用桥，主跨(180+312+180)m 矮塔部分斜拉结构，为国内公铁两用桥跨度之最

万县长江大桥：劲性骨架钢筋混凝土箱形桥，主跨420m

广东高明桥：跨越西江的公路桥，主通航孔采用 图片描述： 高明桥是一跨越西江的大型公路桥，主通航孔采用中承式钢管混凝土拱，引桥系钢筋混凝土肋拱。  广东高明桥：跨越西江的公路桥，主通航孔采用 中承式钢管混凝土拱，引桥钢筋混凝土肋拱

广东三埠桥：3孔单拱肋预应力混凝土系杆拱，全桥737.6m 图片描述： 三埠桥跨越潭江，主桥为3孔单拱肋预应力混凝土系杆拱，全桥长737.6m。单拱肋置于车行道中央分隔带上。主桥为3孔单拱肋预应力混凝土系杆拱，全桥长737.6m。单拱肋置于车行道中央分隔带上。  广东三埠桥：3孔单拱肋预应力混凝土系杆拱，全桥737.6m

H型主塔，拉索扇形双索面布置 赣江新八一桥：全长1040m，独塔混凝土斜拉桥  图片描述： 赣江新八一桥全长1040m，系一座独塔混凝土斜拉桥。主塔呈H型，拉索采用扇形双索面布置。  赣江新八一桥：全长1040m，独塔混凝土斜拉桥 H型主塔，拉索扇形双索面布置

钱江三桥：塔、梁、墩固结，独塔斜拉桥，拉索扇形单索面 图片描述： 钱江三桥跨越钱塘江，该桥塔、梁、墩刚性固结，为独塔混凝土斜拉桥，拉索采用扇形单索面布置。  钱江三桥：塔、梁、墩固结，独塔斜拉桥，拉索扇形单索面

图片描述： 位于美国佐治亚州东南部的不伦瑞克的一座双塔双索面的斜拉桥,用来替换此处已有的旧桥，该桥目前是佐治亚州最大跨径的桥梁，可以使大型船只通过不伦瑞克港。    尼拉尼尔桥 ：美国，双塔双索面斜拉桥

香港汀九桥：世界上第一座多跨连续斜拉桥，三桥五塔， 图片描述： 汀九桥是世界上第一座多跨连续斜拉桥，该桥三桥五塔，主跨为（475m+448m）的结合梁，桥面为双向3车道车行道，由两块桥面板组成，中间设置5.5m宽的伸缩缝。桥塔为独柱型，三索面成扇形布置。   香港汀九桥：世界上第一座多跨连续斜拉桥，三桥五塔， 桥塔为独柱型，三索面成扇形布置

作业： 1 桥梁的基本体系有哪些？受力特点是怎样的？ 2 什么是桥梁的计算跨径、净跨径、总跨径和总长度？ 教学总结： 1. 桥梁的基本组成：上部结构、支 座、下部结构。 2. 桥梁的几种分类方法。

第2章 桥梁的总体规划设计 教学提示：主要介绍桥梁设计的基本原则、步骤和所需的基本资料，及桥梁平、纵、横断面设计的具体内容和桥梁设计方案选择。 教学要求：熟悉桥梁设计的基本原则、步骤，掌握桥梁平、纵、横断面设计的具体内容和方法，包括桥梁长度的确定、跨径布置、桥梁高度及基础布置的原则与方法，了解桥梁初步设计方案比较的内容。

第1节 桥梁设计的原则、步骤和基本资料 桥梁设计的原则： 安全、适用、经济、美观 技术先进、环境保护和可持续发展

安全 强度、稳定和耐久性方面应有足够的安全储备； 防撞栏杆应具有足够的高度和强度； 照明设施有明确的交通标志，两端引桥坡度不宜太陡； 地震区桥梁，应按抗震要求采取防震措施；对于河床易变迁的河道，应设计好导流设施；对于通行大吨位船舶的河道，必要时设置防撞构筑物。

适用 桥面宽度能满足当前及今后规划年限内的交通量； 设计荷载下桥梁结构不出现过大的变形和过宽的裂缝； 桥跨结构满足泄洪、通航或车辆和行人的通行； 桥梁两端方便车辆的进入和疏散，不致产生交通堵塞； 方便各种管线(水、电气、通讯等)的搭载。

经济 桥梁设计遵循因地制宜、就地取材、方便施工的原则； 经济的桥型应是造价和养护费用综合最省的桥型； 选择地质、水文条件好的桥位，桥梁长度较短； 桥位选择应考虑缩短河道两岸的运距，产生最大的效益，对过桥收费的桥梁应能吸引更多的车辆通过，尽可能快回收投资。

美 观 　　　桥梁应具有优美的外形，桥梁结构布置必须精练，在空间有和谐的比例。桥型应与周围环境相协调，城市桥梁和游览地区的桥梁，可较多地考虑建筑艺术。合理的结构布局和轮廓是美观的主要因素，施工质量对桥梁美观也有重大影响。

桥梁设计的步骤 “预可”阶段 “工可”阶段 初步设计 技术设计 施工图设计

1 “预可”阶段 工程必要性论证 工程可行性论证——制定桥梁标准、自然条件及周围环境、桥式方案、桥位 经济可行性论证——造价及回报、资金来源及偿还 该阶段的工作成果：提交《预工程可行性研究报告》，供投资决策者决策是否采用该项目。

2 “工可”阶段 规划技术要求 估算造价 经济分析 该阶段的工作成果：提交多个桥型方案，对资金来源和投资回报等问题基本落实。

3 初步设计 进一步开展水文、勘测工作 桥式方案比选 科研项目立项 施工组织设计 概算 该阶段的工作成果：确定设计方案

4 技术设计（复杂桥梁） 充分勘探 确定细部尺寸 截面配筋 确定施工方法 调整概算 　深化初步设计： 充分勘探 确定细部尺寸 截面配筋 确定施工方法 调整概算 该阶段的工作成果：完善批复的桥型方案的总体和细部各种技术问题以及施工方案

5 施工图设计 该阶段应解决的问题：两阶段（或三阶段）施工图设计应根据初步设计（或技术设计）批复意见、测设合同，进一步对所审定的修建原则、设计方案、技术决定加以具体和深化。 该阶段的工作成果：对桥梁各种构件进行详细的结构计算确保各种技术指标满足规范要求，绘制出施工图并编制施工图预算。

第2节 桥梁平、纵、横断面设计 桥梁平面设计 桥梁的线形与桥头引道要保持平顺。 第2节 桥梁平、纵、横断面设计 桥梁平面设计 桥梁的线形与桥头引道要保持平顺。 高速公路、一级公路上的各类桥梁，其线形布设应满足路线总体布设要求。 特殊大桥应尽量顺直，以方便桥梁结构的设计。 二级、三级、四级公路上的中、小桥与涵洞的线形及其与公路的衔接应符合路线总体布设的要求。 二级、三级、四级公路上的特大桥、大桥桥位选择的余地较小，成为路线控制点时，路线线位应兼顾桥位。

桥梁纵断面设计 桥梁总跨径的确定 桥梁分孔 桥道标高的确定

桥梁总跨径的确定 对于跨河桥梁，总跨径一般根据水文计算来确定。保证桥下有足够的排洪面积，可以在不超过允许的桥前壅水和规范规定的允许最大冲刷系数的条件下，适当增大桥下冲刷，以缩短总跨长。

桥梁的分孔应注意的问题 a. 对于通航河流，分孔首先应满足桥下通航要求（教材24页表1-1-7）。 b. 在平原区宽阔河流上的桥梁，主河槽部分按需求布置较大的通航孔，两侧浅滩部分按经济跨径进行分孔。 c. 在山区深谷、水深急流江河、水库上修桥，应加大跨径。 d. 对于河流中存在不利地质段，要将桥基位置错开，或适当加大跨径。 e. 为了结构受力合理和用材经济，要考虑合理的跨径。 f. 跨径的选择还与施工方法和施工能力有关。

桥道标高的确定 对于跨河桥梁，桥道的标高应保证桥下排洪和通航的需要； 对于跨线桥，桥道的标高应确保桥下安全行车。 在非通航流线的河流上，桥下净空应符合（教材23页表1-1-6）的要求； 在通航流线的河流上，桥下净空应符合（教材24页表1-1-7）的要求； 桥道高层确定后．就可根据两端桥头的地形和线路要求来设计桥梁的纵断面线形。一般小桥，通常做成平坡桥。对于大、中桥梁．为了利于桥面排水和降低引道路堤高度，往往设置从中间向两端倾斜的双向纵坡。桥上纵坡不大于4％；桥头引道纵坡不宜大于5％。对位于市镇交通繁忙处的桥梁，桥上纵坡和桥头引道纵坡均不得大于3％。

桥梁横断面设计 我国交通部颁布的《公路桥涵设计通用规范》(JTJ D60-2004)中，规定了各级公路桥面车道宽度、中间带宽度和路肩宽度，可以分别从教材第25-26页表1-1-8、表1-1-9、和表1-1-10中选取。 桥上人行道和自行车道的设置，应根据实际需要确定。人行道的宽度为0.75m或1m，大于1m时按0.5m的倍数增加。一条自行车道的宽度为lm，当单独设置自行车道时、一般不应少于两条自行车道的宽度。不设人行道和自行车道的桥梁，可根据具体情况，设置栏杆和安全带。

桥梁美学原则 在满足功能要求的前提下，选用最佳的结构型式。 美表现在结构选型和谐与良好的比例。 重视与环境协调。材料的选择，表面的质感，色彩的运用起着重要作用。 美丽的桥梁应以其个性对人们产生积极影响。美的环境陶冶人们的情操，大自然的美，人为环境的美，对人们身心健康是必需的。 此内容教材上没有提及。

与环境协调的桥梁 德国WINNINGEN桥  图片描述： INNINGEN桥为一座供汽车高速行驶的公路桥，全长935米。桥面板宽30.5m，由宽10.8m的箱梁和斜杆支承。主梁为变高度梁。 INNINGEN桥为一座供汽车高速行驶的公路桥，全长935米。桥面板宽30.5m，由宽10.8m的箱梁和斜杆支承。主梁为变高度梁。 德国WINNINGEN桥

与环境协调的桥梁 图片描述： 主梁为从墩向两侧悬拼施工，悬臂的腹板在三个月之后的第二阶段进行施工。墩的施工采用脚手架。AUTOBAHN BRIDGE全长1128米，桥面板宽31米，上部结构为预应力混凝土连续梁，由每片宽8.6m，高6.5m的箱梁组成，箱梁的悬臂部分由斜杆支撑。桥墩高176米。 德国AUTOBAHN桥

与环境协调的桥梁  图片描述： 主跨为120m的双肋石拱桥，腹拱为9孔13m，南岸引桥3孔13m，北岸引桥1孔15m。主拱圈由两条分离式矩形石肋和8条钢筋混凝土横系梁组成。  乌巢河桥 

与环境协调的桥梁  图片描述： 金湖桥是一座桥宽6.2m、跨径284m的柔性悬索桥。主索采用每边27根直径39mm钢丝绳组成。一边锚固于悬崖基岩上，一边支承在山丘顶的低索塔上，加劲梁采用高1.44m的钢筋混凝土桁架。 福建金湖桥

桥梁对环境的破坏

桥梁对环境的破坏

作 业：1 桥梁设计的基本原则有哪些？ 2 简述桥梁纵断面设计的基本要点。 教学总结：1. 桥梁设计的原则：安全、适用、经济、美观。 2. 桥梁设计的步骤。 3. 桥梁平、纵、横断面设计。

第3节 桥梁设计作用 教学提示：桥梁设计作用是桥梁设计的主要技术标准及桥梁结构计算的主要依据，桥梁设计作用的合理选取，关系到桥梁结构设计的安全性与经济性。 教学要求：熟悉作用的概念，掌握桥梁设计作用的分类、代表值、作用效应组合等基本内容，熟悉永久作用、可变作用的类型及取值方法，了解偶然作用的类型与取值方法。

第一节 作用分类、代表值 和作用效应组合 确定结构计算模式、选定作用和结构分析计算是桥梁计算工作中的三个主要部分 第一节 作用分类、代表值 和作用效应组合 确定结构计算模式、选定作用和结构分析计算是桥梁计算工作中的三个主要部分 “作用”是指施加在结构上的一组集中力或分布力，或引起结构外加变形或约束变形的原因。

桥梁设计作用的分类 我国目前的公路设计规范将作用划分为： 永久作用：在结构使用期内，其量值不随时间变化，或其变化值与平均值相比可以忽略不计的作用。 可变作用：在结构使用期内，其量值随时间变化，且其变化值与平均值相比不可忽略的作用。 偶然作用：在结构使用期内，出现的概率很小，一旦出现其值很大且持续时间很短的作用。

作用代表值 作用标准值：各种作用的基本代表值，其值可根据作用在设计基准期内最大值概率分布的某一分位值确定。 作用准永久值：按正常使用极限状态长期效应组合设计时，所采用的一种可变作用代表值，其值可根据在足够长的观测期内作用任意时点概率分布的0.5分位值确定。 作用频遇值 ：按正常使用极限状态短期效应组合设计时，所采用的一种可变作用代表值，其值可根据在足够长的观测期内作用任意时点概率分布的0.95分位值确定。

作用代表值的采用 永久作用应采用标准值作为代表值。 可变作用应根据不同的极限状态分别采用标准值、频遇值或准永久值作为其代表值。承载能力极限状态设计及按弹性阶段计算结构强度时应采用标准值作为可变作用的代表值。正常使用极限状态按短期效应（频遇）组合设计时，应采用频遇值作为可变作用的代表值；按长期效应（准永久）组合设计时，应采用准永久值作为可变作用的代表值。 偶然作用取其标准值作为代表值。

作用效应的组合 基本组合 偶然组合 公路桥涵结构按承载能力极限状态设计时，应采用以上两种效应组合。 作用短期效应组合 作用长期效应组合 公路桥涵结构按正常使用极限状态设计时，采用以上两种效应组合。

极限状态和极限状态方程 结构功能的“极限状态”，是指整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求。 结构的极限状态分为承载能力极限状态和正常使用极限状态

第2节 永久作用 结构重力 预加力 土压力 混凝土收缩及徐变作用 水的浮力和基础变位作用

结构重力 结构物的重力及桥面铺装、附属设备等外加重力均属结构重力，结构自重可按结构构件的设计尺寸与材料的重力密度计算确定。

预加力 对于预应力混凝土结构，预加力在结构进行正常使用极限状态设计和使用阶段构件应力计算时，按永久作用计算其主、次效应。在结构承载能力极限状态设计时，预加应力不作为作用，而将预应力钢筋作为结构抗力的一部分。

土压力 作用在墩台上的土重力、土侧压力可参照《公路桥涵设计通用规范》（JTJ D60—2004）的规定计算。

水的浮力 水的浮力对桥梁墩台的影响，当基础底面位于透水性地基上时，验算墩台的稳定性，应采用设计水位浮力，而验算地基应力时，仅考虑低水位时的浮力或不考虑水的浮力；当基础嵌入不透水性地基上时，可不考虑水的浮力；当不能确定地基是否透水时，应以透水和不透水两种情况分别与其他作用组合，取其最不利者。

混凝土收缩及徐变作用 对于超静定的混凝土结构及组合梁桥等，均应考虑混凝土的收缩和徐变影响，混凝土收缩应变和徐变系数可按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62）的规定计算。

第3节 可变作用 汽车荷载 汽车冲击力 汽车离心力 汽车引起的土侧压力 人群荷载 汽车制动力 风荷载 流水压力、冰压力、温度作用、支座摩阻力

汽车荷载 分类 公路桥梁汽车荷载 城市桥梁汽车荷载 组成 车道荷载 车辆荷载

公路桥梁汽车荷载 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；桥梁结构的局部加载、涵洞、桥台和挡土墙土压力等的计算采用车辆荷载。车道荷载与车辆荷载的作用不得叠加。

各级公路桥涵的汽车荷载等级 公路等级 高速公路 一级公路 二级公路 三级公路 四级公路 汽车荷载 等级 公路-Ⅰ级 公路-Ⅱ级

车道荷载：由均布荷载和集中荷载组成。车道荷载的均布荷载标准值应满布于使结构产生最不利效应的同号影响线上；集中荷载标准值只作用于影响线中一个最大影响线峰值处。 影响线：当一个指向不变的单位集中荷载沿结构移动时，表示某一量值变化规律的图形。 车辆荷载：公路—Ⅰ级和公路—Ⅱ级汽车荷载采用相同的车辆荷载标准值。车辆荷载布置见图1。

图1　车辆荷载布置（550kN，长度：m）

车辆的布置——按桥梁宽度确定车道数 桥面净宽W(m) 横向布置车队数 车辆单向行驶时 车辆双向行驶时 W＜7.0 1 7.0≤W＜10.5 2 10.5≤W＜14.0 3 14.0≤W＜17.5 14.0≤W＜21.0 4 17.5≤W＜21.0 5 21.0≤W＜24.5 21.0≤W＜28.0 6 24.5≤W＜28.0 7 28.0≤W＜31.5 28.0≤W＜35.0 8

图2　车道荷载横向布置（m）

车辆作用的折减 横向折减系数 纵向折减系数 横向布置车队数 3 4 5 6 7 8 横向折减系数 0.78 0.67 0.60 0.55 0.52 0.50 纵向折减系数 计算跨径L(m) 纵向折减系数 150≤L＜400 0.97 800≤L＜1000 0.94 400≤L＜600 0.96 L≥1000 0.93 600≤L＜800 0.95

城市桥梁汽车荷载 　　　《城市桥梁设计荷载标准》（CJJ77-98），采用两级荷载标准，即城—A级、城—B级。 在城市桥梁设计中，汽车荷载可分为车道荷载和车辆荷载。车道荷载主要用于桥梁的主梁，主拱和主桁架等的计算。车辆荷载主要用于桥梁的横隔梁，行车道板，桥台或挡土墙后土压力的计算。当进行桥梁结构计算时不得将车辆荷载与车道荷载的作用叠加。

图4　城-A级标准车辆纵、平面布置 （700kN，长度：m）

图5　城-B级标准车辆纵、平面布置 （300kN，长度：m）

人群作用 3.0kN/m2（L≤50m） 直线内插（ 50m <L<150m） 2.5kN/m2（L≥150m） 专用人行桥： 　 公路桥梁： 3.0kN/m2（L≤50m） 直线内插（ 50m <L<150m） 2.5kN/m2（L≥150m） 专用人行桥： 3.5kN/m2

汽车冲击力 冲击力计算：汽车荷载标准值乘以冲击系数。 冲击系数： 定义：汽车的冲击系数是汽车过桥时，对桥梁结构产生的竖向动力效应增大系数。 取值：根据桥跨结构的自振频率基频计算，当计算主梁悬臂板时取0.3。

离心力—— 《公路桥规》规定：当弯道桥的半径等于或小于250 m时，应计算汽车荷载的离心力。 风力——中小桥按静风压计算，大桥按动力计算。 汽车制动力——计算支座及桥墩时使用。 温度影响力——日照及常年温差。 支座摩阻力、流水压力及冰压力——计算桥墩时使用。

第4节 偶然作用 地震作用（g=9.8m/s2) 船舶或者漂流物的撞击作用(见教材33页表1-1-17和表1-1-18） 汽车撞击作用

作用组合 公路桥涵结构按承载能力极限状态设计时，应采用以下两种作用效应组合： 1 基本组合。永久作用的设计值效应与可变作用设计值效应相组合，其效应组合表达式为：

式中 Sud——承载能力极限状态下作用基本组合的效应组合设计值； γO——结构重要性系数，按本规范表 1.0.9 规定的结构设计安全等级采用，对应于设计安全等级一级、二级和三级分别取 1.1 、1.0 和 0.9 ； γGi——第i个永久作用效应的分项系数，应按规范的规定采用，自重一般取1.2； S Gik、 S Gid——第i个永久作用效应的标准值和设计值； γQ1——汽车荷载效应(含汽车冲击力、离心力)的分项系数，取γQ1＝1.4 。当某个可变作用在效应组合中其值超过汽车荷载效应时，则该作用取代汽车荷载，其分项系数应采用汽车荷载的分项系数；对专为承受某作用而设置的结构或装置，设计时该作用的分项系数取与汽车荷载同值；计算人行道板和人行道栏杆的局部荷载，其分项系数也与汽车荷载取同值； SQ1K、 S Q1d——汽车荷载效应(含汽车冲击力、离心力)的标准值和设计值；

γQj——在作用效应组合中除汽车荷载效应(含汽车冲击力、离心力)、风荷载外的 其他第j个可变作用效应的分项系数，取γQj＝1 γQj——在作用效应组合中除汽车荷载效应(含汽车冲击力、离心力)、风荷载外的 其他第j个可变作用效应的分项系数，取γQj＝1.4 ，但风荷载的分项系数 取γQj＝1.1 ； SQjK、 S Qjd——在作用效应组合中除汽车荷载效应(含汽车冲击力、离心力)外的其他第j个可变作用效应的标准值和设计值； ψc——在作用效应组合中除汽车荷载效应(含汽车冲击力、离心力)外的其他可变作用效应的组合系数，当永久作用与汽车荷载和人群荷载(或其他一种可变作用)组合时，人群荷载(或其他一种可变作用)的组合系数取ψc＝0.80 ；当除汽车荷载(含汽车冲击力、离心力)外尚有两种其他可变作用参与组合时，其组合系数取ψc＝0.70 ；尚有三种可变作用参与组合时，其组合系数取ψc＝0.60 ；尚有四种及多于四种的可变作用参与组合时，取ψc＝0.50 。

2 偶然组合。永久作用标准值效应与可变作用某种代表值效应、一种偶然作用标准值效应相组合。偶然作用的效应分项系数取 1 2 偶然组合。永久作用标准值效应与可变作用某种代表值效应、一种偶然作用标准值效应相组合。偶然作用的效应分项系数取 1.0 ；与偶然作用同时出现的可变作用，可根据观测资料和工程经验取用适当的代表值。地震作用标准值及其表达式按现行《公路工程抗震设计规范》规定采用。

公路桥涵结构按正常使用极限状态设计时，应根据不同的设计要求，采用以下两种效应组合： 1 作用短期效应组合。永久作用标准值效应与可变作用频遇值效应相组合 。（教材36页） 2 作用长期效应组合。永久作用标准值效应与可变作用准永久值效应相组合 。 （教材36页）

作业： 1 什么叫可变作用，桥梁上的可变作用有哪些？ 2《公路桥涵设计通用规范》对汽车荷载是如何规定的？ 3 某简支梁，计算跨径为29.5m，公路I级，三车道，试计算其在汽车荷载作用下的跨中最大弯矩和最大剪力（不考虑冲击系数） 教学总结： 1. 桥梁设计的分类：永久作用、可变作用、偶然作用及分类。 2. 作用效应组合。

第4节 桥梁材料 教学提示：桥梁建筑材料包括木材、砖石、混凝土及钢材 等，现代桥梁使用最广泛的建筑材料为混凝土和钢材。 第4节 桥梁材料 教学提示：桥梁建筑材料包括木材、砖石、混凝土及钢材 等，现代桥梁使用最广泛的建筑材料为混凝土和钢材。 教学要求：掌握混凝土材料的基本性能及强度、变形等相 关指标的定义与取值，熟悉桥梁结构用的普通钢筋及预应力筋的基本性能与有关参数取值，了解桥梁用的拉索、钢管及其它钢材的性能与规格。

1 混凝土 混凝土强度的重要性：是混凝土的重要力学性能，是设计混凝土结构的重要依据，它直接影响结构的安全和耐久性。 1 混凝土 混凝土强度的重要性：是混凝土的重要力学性能，是设计混凝土结构的重要依据，它直接影响结构的安全和耐久性。 混凝土强度的分类：立方体抗压强度、轴心抗压强度（棱柱体抗压强度）和轴心抗拉强度。

混凝土的立方体抗压强度 标准试件：边长为150mm的立方体。 按规定的标准试件和标准试验方法得到的混凝土强度基本代表值。其标准值用符号fcu,k表示。 标准试件：边长为150mm的立方体。 标准试验方法：按照我国国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T50081-2002）规定的方法制作和养护的标准试件。 强度等级的划分：共分为13级，即C20-C80，中间以5MPa进级。

图1 混凝土的立方体抗压强度实验

混凝土轴心抗压强度（棱柱体抗压强度） 标准试件：边长为150mm×150mm×450mm的柱体。 用高宽比h/b≥3的柱体所测得的抗压强度，标准值用符号fck表示。 标准试件：边长为150mm×150mm×450mm的柱体。 标准试验方法：按照我国国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T50081-2002）规定的方法制作和养护的标准试件。

图2 混凝土轴心抗压强度实验

混凝土抗拉强度 混凝土的基本力学特征之一，用符号ft表示。但混凝土的抗拉强度比抗压强度低得多，它与同龄期混凝土抗压强度的比值大约在1/8—1/18。而且比值随混凝土抗压强度等级的增大而减小。

混凝土的变形 混凝土的变形分类：受力变形、体积变形 混凝土的变形影响因素： 受力变形：单调短期加载、多次重复加载及长期加载 体积变形：混凝土收缩、膨胀和由于温度、湿度变化 徐变：在不变的应力长期作用下，混凝土的变形随时间而不断增长的现象。 收缩：混凝土在空气中结硬体积会缩小的现象。

2 钢 材 普通钢筋 预应力钢筋 斜拉桥的拉索和悬索桥的主缆 钢管混凝土结构的钢管 其它钢结构用钢

普通钢筋 一般按外形可分为光面钢筋和带肋钢筋两大类。 普通钢筋按照强度等级可分为3个强度等级，即Ⅰ级钢筋、Ⅱ级钢筋、Ⅲ级钢筋。 主要以热轧钢筋为主，热轧钢筋是将钢材在高温结晶温度状态下，用机械的方法轧制成不同外形的钢筋。 一般按外形可分为光面钢筋和带肋钢筋两大类。 普通钢筋按照强度等级可分为3个强度等级，即Ⅰ级钢筋、Ⅱ级钢筋、Ⅲ级钢筋。

预应力钢筋 钢绞线 高强钢丝 高强钢筋

钢绞线 定义：由多根高强钢丝扭结而成并经消除内应力后的盘卷状钢丝束。 分类：《桥规》根据国家标准《GB/T5224—1995》选用的钢绞线有两股钢绞线、三股钢绞线和七股钢绞线三种规格。依据松弛性能的不同分成普通钢绞线和低松弛钢绞线两种。

图4 钢绞线

图5 布置在梁内的钢绞线

高强钢丝 分类：《桥规》中采用的消除应力高强钢丝有光面钢丝、螺旋肋钢丝和刻痕钢丝。 定义：用优质碳素钢（含碳量为0.7%—1.4%）轧制成盘圆经温铅淬火处理后，再冷拉加工而成的钢丝。 分类：《桥规》中采用的消除应力高强钢丝有光面钢丝、螺旋肋钢丝和刻痕钢丝。

高强钢筋 精轧螺纹粗钢筋在轧制时沿钢筋纵向全部轧有规律性的螺纹肋条，可用螺丝套筒连接和螺帽锚固，因此不需要再加工螺丝，也不需要焊接。目前，这种高强钢筋仅用于中、小型预应力混凝土构件或作为箱粱的竖向、横向预应力钢筋。

斜拉桥的拉索和悬索桥的主缆 拉索 平行钢筋索：由若干根高强钢筋平行组成。 钢丝索：将若干根钢丝平行并拢、扎紧、穿入聚乙烯套管，在张拉结束后采用柔性防护而成。 钢绞线索：由多股钢绞线平行回轻度纽绞组成。 封闭式钢缆：以一根较细的单股钢绞缆为缆心，逐层绞裹，断面为梯形的钢丝，接近外层时，绞裹断面为“Z”形的钢丝，相邻各层的捻向相反，最后得到一根粗大的钢缆。

主缆 主缆是吊桥的主要承重构件，除承受自身恒载外，主缆本身又通过索夹和吊索承受活载和加劲梁（包括桥面）的恒载，除此之外，主缆还承担一部分横向风载，并将它直接传递到桥塔顶部。

钢管混凝土结构的钢管 一般当管径较大时采用卷制管，管径较小时采用无缝管。直缝焊管和螺旋焊管常用普通3号钢、16Mn钢、15MnV钢。 钢管混凝土构件的钢管可采用直缝焊接管、螺旋缝焊接管和无缝焊接管。 一般当管径较大时采用卷制管，管径较小时采用无缝管。直缝焊管和螺旋焊管常用普通3号钢、16Mn钢、15MnV钢。

图6 钢管混凝土结构的钢管

其它钢结构用钢 钢板 型钢 角钢 工字钢 H型钢 T型钢 槽钢

作 业：桥梁上常用的钢材有哪些？简述其基本用途 。 教学总结： 1. 混凝土强度、变形、模量。 2. 普通钢筋、预应力钢筋、斜拉桥的拉索和悬索桥的主缆、钢管混凝土结构的钢管、其它钢结构用钢。

第5节 桥梁布置与构造 教学提示：桥面构造直接与车辆、行人接触，主要承担桥梁的使用功能及对承重构件起一定保护作用。 第5节 桥梁布置与构造 教学提示：桥面构造直接与车辆、行人接触，主要承担桥梁的使用功能及对承重构件起一定保护作用。 教学要求：掌握桥面布置的基本型式及桥面铺装、桥面防水与排水设施、伸缩缝、人行道、栏杆、灯柱及防撞护栏等桥面构造的作用，熟悉这些构造的布置与设计要求。

一 桥面布置 桥面系 桥面铺装 防水和排水设施 伸缩装置 人行道（或安全带） 缘石 栏杆和照明灯具。

图1 桥面部分的一般构造

城市桥梁的桥面布置 双向车道布置 分车道布置 双层桥面布置

分车道布置 用途：高速公路桥和高等级汽车专用公路桥。 基本布置：桥面上设置分隔带使上下行交通分隔，甚至机动车道与非机动车道分隔、行车道与人行道分隔设置。

图2 分车道的桥面布置（m）

双层桥面布置 用途：一般公铁两用桥，汽车和行人流量大且另建一座桥又不现实。 基本布置：桥梁结构在空间上提供两个不在同一平面上的桥面构造。

图3 双层桥面布置（cm）

图4 多层桥面布置

高速公路桥梁的桥面布置 高速公路桥梁的桥面一般采用分隔带或分离式主梁布置，使上下行交通完全分开，减少行车干扰，提高车速。高速公路桥梁不设人行道与人行道护栏。

二 桥面铺装与桥面纵、横坡 桥面铺装 作用： 1 、保护桥面板不受车辆轮胎（或履带）的直接磨耗； 2 、防止主梁遭受雨水的侵蚀； 二 桥面铺装与桥面纵、横坡 桥面铺装 作用： 1 、保护桥面板不受车辆轮胎（或履带）的直接磨耗； 2 、防止主梁遭受雨水的侵蚀； 3 、对车辆轮重的集中荷载起一定的分布作用。 分类： 水泥混凝土铺装 沥青混凝土桥面铺装。

桥面纵坡 有利于排水；降低墩台标高，减少引桥跨长或桥头引道土方量，从而节省工程费用。纵坡一般不超过3%~4%。

桥面横坡的形成方法 对于板桥（矩形板梁或空心板梁）或就地浇筑的肋板式梁桥，将墩台顶部作成倾斜的。 对于装配式肋板桥，可采用不等厚的铺装层包括混凝土的三角垫层和等厚的路面铺装层。 在装配式梁桥中，通过支座垫石的高度变化来形成横坡。 桥宽较大时，直接将行车道板做成双倾斜。

图6 桥面横坡的设置

桥面铺装的类型 普通水泥混凝土铺装 沥青混凝土铺装 防水混凝土铺装

防水层的类型 沥青涂胶下封层； 高分子聚合物涂胶； 沥青或改性沥青防水卷材。

图7 防水层的设置

三 排水设施的设置 为了迅速排除桥面积水，防止雨水积滞于桥面并渗入梁体而影响桥梁的耐久性，在桥梁设计时要有一个完整的排水系统。 包括桥面上设置纵横坡排水以及设置一定数量的泄水管和排水管。

常用泄水管形式 1.金属泄水管 2.钢筋混凝土泄水管 3.横向排水孔道 4.封闭式排水系统

四 桥面伸缩缝 伸缩缝的作用 适应桥梁上部结构在气温变化、活载作用、混凝土收缩徐变等因素影响下变形的需要，并保证车辆通过桥面时平稳。

伸缩缝的基本要求 1．能自由伸缩； 2．牢固可靠； 3．车辆驶过时应干顺，无突跳与噪声； 4．要防止雨水和垃圾泥土渗入阻塞； 5．安装、检查、养护、清除污物都要简易方便 6．经济价廉

常用伸缩缝 镀锌铁皮伸缩缝； 钢板伸缩缝； 橡胶伸缩缝。 组合伸缩缝 无缝式伸缩装置

镀锌铁皮伸缩缝 对于中小跨径的桥梁，当变形量在20～40mm以内时，常采用以锌铁皮为伸缩缝（图8a） 。弯成U形断面的长条锌铁皮分上下两层，上层的弯形部分开凿了孔径为0.6cm、孔距为3cm的梅花眼，其上设置石棉纤维垫绳，然后用沥青胶填塞。这样，当桥面伸缩时锌铁皮可随之变形，下层U锌铁皮可将渗下的雨水沿横向排出桥外。

钢板伸缩缝 对于梁端变形量较大（40mm～60mm以上）的情况，可采用钢板为伸缩缝（图8b）。钢疏齿板型伸缩装置，多用于中、大型桥梁。

橡胶伸缩缝 橡胶作为伸缩缝的填嵌材料，既富于弹性，又易于胶贴（或胶接），能满足变形和防水功能。 　　桥梁橡胶伸缩装置可分为纯橡胶式、 板式 、组合式和模数式四种，其选型主要视桥梁变形量的大小和活载轮重而定，目前最大的伸缩量可达2000mm。图8c为矩形橡胶条型伸缩装置，当梁架好后，在端部焊好角钢，涂上胶后，再将橡胶嵌条强行嵌人，伸缩量为20～50 mm。

图8 常用伸缩缝装置构造（mm）

五 人行道、栏杆、灯柱和护栏 人行道 人行道宽度为0.75m或1m，当宽度大于1m时，按0.5m的倍数增加。在快速路、主干路、次干路或行人稀少地区，若两侧无人行道，则应设安全带，宽度为0.50～0.75m，高度不小于0.25m。为了保证行车的安全，安全带的高度一般0.4m以上。 人行道顶面应做成倾向桥面1%～1.5%的排水横坡，城市桥梁人行道顶面可铺彩砖，以增加美观。人行道在桥面断缝处必须做伸缩缝。

图9 人行道一般构造（cm）

人行道施工方法 就地浇注式 预制装配式 部分装配和部分现浇的混合式

栏 杆 桥梁栏杆设置在人行道上，功能在于防止行人和非机动车辆掉入桥下。设计应符合受力要求，并注意美观，高度不应小于1.1m。靠近桥面伸缩逢处栏杆，均应断开使扶手与柱之间能自由变形。

灯 柱 在城市桥及城郊行人和车辆较多的公路桥，要设置照明设备。桥梁照明应防止眩光，必要时应采用严格控光灯具，不宜采用栏杆照明方式。对于大型桥梁和具有艺术，历史价值的中小桥梁的照明应进行专门设计，既满足功能要求，又顾及艺术效果，并与桥梁的风格相协调。

护 栏 为了避免机动车辆碰撞行人和非机动车辆的严重事故发生，对于高速公路，汽车专用一级公路上的特大桥，大，中桥梁，必须根据其防撞等级在人行道与车行道之间设置护栏。一般公路的特大及大、中桥梁在条件许可的情况下也应设置。在有人行道的桥梁上，应按实际需要在人行道和行车道分界处设置汽车与行人之间的分隔护栏。

护栏分类 刚性护栏； 半刚性护栏； 柔性护栏。

作业：1 .桥面车道布置的形式有哪些？分别有什么特点？ 2 .简述桥面纵横坡设置的基本要求和主要形式。 3 .简述桥面伸缩缝的作用和基本要求。 教学总结：1. 桥面布置。 2. 桥面铺装与桥面纵横坡。 3. 桥面防和与排水。 4. 桥面伸缩缝。 5. 人行道、栏杆、灯柱和护栏 。

第二章 混凝土简支梁桥 第一节 概述 教学提示：由于混凝土材料的经济性与耐久性好，特别是预应力技术的应用，使得混凝土梁桥与刚构桥得到了广泛应用，这类桥型成为我国桥梁的主要结构型式。 教学要求：掌握混凝土梁桥与刚构桥的基本体系及受力特点，熟悉混凝土梁桥的主要截面型式及其适应情况。

梁桥的定义 梁桥是指在垂直荷载作用下，支座只产生垂直反力而无水平反力的结构。梁作为主要承重结构，主要承受弯矩和剪力。

混凝土梁桥分类解析图 混凝土梁式桥 建 材 体 系 截 面 施 工 钢筋混凝土 简支 板形 现浇 肋形 连续 预制装配 预应力混凝土 箱形 建 材 体 系 截 面 施 工 钢筋混凝土 简支 板形 现浇 肋形 连续 预制装配 预应力混凝土 箱形 悬臂

钢筋混凝土梁桥的特点 优点： ①混凝土材料可以就地取材，因而成本低 ②耐久性好，维修费用极少 ③材料可塑性强．可以按照设计意图做成各种形状的结构 ④采用装配式结构，工业化程度高，既提高工程质量又加快施工进度 ⑤整体性好，结构刚度大，变形小，噪声小等。

缺点：在钢筋混凝土梁桥中，在粱的受拉区有受力的钢筋，以承担外荷载产生的拉应力，钢筋和混凝土粘结在一起共向变形，由于受到混凝土裂缝宽度的限制，所以钢筋的拉应变或应力也将受到相应的制约。因为这一制约关系．钢筋混凝上结构无法利用高强度材料减轻结构自重，增大跨越能力。钢筋混凝土梁桥，由于材料强度不高而容重较大，当结构跨径增大时，其自重也相应增大．所以承载能力大部分消耗于结构有重，因而限制了它的跨越能力。 装配式钢筋混凝土简支梁桥，其经济合理的最常用跨径在20m以下。悬臂梁与连续梁桥采用的常用跨径约为60m~70m以下

预应力混凝土梁桥的特点 ①能最有效地利用现代化的高强材料(高强混凝土、高强钢材)，减小构件截面，显著降低自重所占全部设计荷载的比重，增大跨越能力，并扩大混凝上结构的适用范围； ②与钢筋混凝十梁桥相比，—般可以节省30％一40％钢材，跨径愈大，节省愈多； ③全预应力混凝上梁在使用荷载下不出现裂缝，即使是部分预应力混凝土梁在一般荷载下也无裂缝，梁的刚度就比通常开裂的钢筋混凝土梁要大。因此、预应力混凝土梁可减小建筑高度．使大跨径桥梁做得轻柔美观。由于能消除裂缝，这就扩大了对多种桥型的适应性、并提高了结构的耐久性。 ④预应力技术的采用，为现代装配式结构提供了有效的接头和拼装手段。

混凝土梁桥的三种基本体系 简支梁桥； 连续梁桥； 悬臂梁桥。 当桥梁轴线在平面上是曲线或桥梁轴线与支承线斜交时 曲线梁桥； 斜梁桥。

图1 梁桥的三种基本体系

图2 曲线桥与斜梁桥

简支梁桥 主要特点：属于静定结构，主要受跨中正弯矩的控制。 使用范围：简支梁桥一般用于小桥、大桥中的引桥及城市高架桥。在多孔简支梁桥中，常采用桥面连续的预应力混凝土简支梁桥。

连续梁桥 使用范围：桥梁基础相对要求较高，宜用于地基较好的场合。 主要特点：属于超静定结构，在竖向荷载作用下支点截面产生负弯矩。跨越能力大、结构刚度大、变形小、主梁变形挠曲线平缓、动力性能好，有利于高速行车。 使用范围：桥梁基础相对要求较高，宜用于地基较好的场合。

悬臂梁桥 使用范围：主跨要增加悬臂与挂梁间的牛腿与伸缩缝构造，并且牛腿处变形大、伸缩缝易损坏、行车不平顺，目前已较少使用。 主要特点：属于静定结构，支点截面产生负弯矩，跨中正弯矩比简支梁桥小，跨越能力比简支梁大，但小于连续梁。 　使用范围：主跨要增加悬臂与挂梁间的牛腿与伸缩缝构造，并且牛腿处变形大、伸缩缝易损坏、行车不平顺，目前已较少使用。 　主要特点：属静定结构，主要受跨中正弯矩的控制。

曲线梁桥 使用范围：钢筋混凝土曲线梁和预应力混凝土曲线梁桥广泛用于城市立交桥中。 　主要特点：桥轴线在平面上为曲线，属超静定结构。曲线桥中无论恒载还是汽车荷载都会产生扭矩，存在弯扭耦合现象，这是曲线桥与直线桥不同之处。 　使用范围：钢筋混凝土曲线梁和预应力混凝土曲线梁桥广泛用于城市立交桥中。

斜梁桥 使用范围：由于桥轴线与支承线斜交，斜梁桥存在弯扭耦合现象，受力较为复杂，一般仅用于地形受到限制的跨河桥或跨线桥。 　主要特点：桥轴线虽然是直线，但其与支承线的夹角不等于90°。斜桥大多采用斜板桥或单跨一次超静定斜梁的结构型式。 　使用范围：由于桥轴线与支承线斜交，斜梁桥存在弯扭耦合现象，受力较为复杂，一般仅用于地形受到限制的跨河桥或跨线桥。

梁桥的主要截面形式 实心板； 空心板； 肋梁式； 箱形截面。

图3 混凝土梁桥的主要截面型式

实心板截面 采用实心板截面的梁桥一般称为板桥，实体板是最简单的构造型式，一般用于钢筋混凝土简支板桥和连续板桥。

空心板截面 空心板截面则在实心板基础上，对截面进行挖空，减轻结构自重，增大跨越能力，大多用于预应力混凝土或钢筋混凝土板桥。

肋梁式截面 肋梁式截面是在板式截面的基础上，将下缘受拉区混凝土进一步挖空，从而显著减轻结构自重，增加梁高与截面抗弯惯性矩，跨越能力进一步提高。

箱形截面 箱形截面的挖空率最高，截面上缘的顶板与下缘底板混凝土能够承受连续梁跨中截面正弯矩和支点截面负弯矩产生的压应力，抗弯能力强，箱梁为闭口截面，抗扭惯性矩大、抗扭性能好，是大跨连续梁桥和曲线梁桥最适合的截面形式。

梁桥的主要施工方法 整体浇筑法 节段施工法

整体浇筑法 一次浇筑完成桥梁主体结构混凝土的方法。施工工期长，占用支架和模板较多，受季节影响大，施工费用大。

节段施工法 将桥梁结构在纵向、横向或竖向划分为许多段，分段现浇或分段预制拼装的施工方法。对于简支梁（板）桥，采用预制装配法施工，对于连续梁桥，一般采取纵向分段的方式。

刚构桥概述 刚构桥的定义 刚构桥的主要承重结构是梁与桥墩固结的刚架结构，由于墩梁固结，使梁和桥墩整体受力，桥墩不仅承受梁上荷载引起的竖向压力，还承担弯矩和水平推力。

刚构桥的分类 按受力体系分： 连续刚构桥（下图a、b）； 斜腿刚构桥（下图c）； 门式刚构桥（下图d）； T形刚构桥（下图e、f）。

图4 刚构桥的类型

连续刚构桥 　主要特点：多次超静定结构，温度变化、混凝土收缩等作用将使梁产生较大的纵向变形，导致墩顶产生较大的水平位移。 　使用情况：对于矮墩连续刚构桥，通常采用水平抗推刚度小的双肢薄壁墩，高墩连续刚构桥则可采用双肢薄壁墩或单肢薄壁墩。大跨预应力混凝土连续刚构桥是跨越深谷、河流的合理桥型。

斜腿刚构桥 使用情况：这种桥型一般用于中小跨径桥（跨线桥或跨越深谷），大跨径桥不常采用。 　主要特点：属于超静定结构，主墩斜置。在竖向荷载作用下斜腿底端除承受竖向反力外，还存在较大的水平推力。斜腿与中跨主梁均承受较大的轴向压力。温度变化与收缩等将使斜腿刚构桥产生较大的附加内力，为了减小这种附加内力，一般在斜腿底部设置铰支座。 　使用情况：这种桥型一般用于中小跨径桥（跨线桥或跨越深谷），大跨径桥不常采用。

门式刚构桥 使用情况：这种桥型仅适用于桥下净空受到限制的小跨径跨线桥。 　主要特点：在竖向荷载作用下，梁的跨中弯矩值比相同跨径的简支梁小，墩柱受力严重不对称，主梁与墩柱相联结的节点部位，受有很大的外缘受拉的弯矩，节点外缘混凝土产生较大的拉应力，内缘混凝土产生较大的压应力，对于钢筋混凝土结构，节点往往容易产生裂缝。 　使用情况：这种桥型仅适用于桥下净空受到限制的小跨径跨线桥。

T形刚构桥 使用情况：由于跳车影响，对桥梁动力冲击作用较大，结构受力不利，容易开裂与损坏。这种桥型目前已较少使用。 　主要特点：属于静定或低次超静定结构，其受力特点是长悬臂体系，除挂孔以外，主梁以承受负弯矩为主；在混凝土徐变与车辆荷载共同作用下悬臂端的挠度较大。从而在悬臂端和挂梁（或剪力铰）的结合处形成折角，导致伸缩缝与剪力铰容易损坏，且车辆在此跳动，行车不适。 　使用情况：由于跳车影响，对桥梁动力冲击作用较大，结构受力不利，容易开裂与损坏。这种桥型目前已较少使用。

作 业：1 、按受力特征混凝土梁桥可分为哪几种基本体系？并阐述各 种基本体系的主要受力特征及其适用场合。 2 、混凝土梁桥主要有哪几种截面形式？并阐述各自的特点及 适用场合。 教学总结：1. 混凝土梁桥的基本体系。 2. 梁桥的主要截面形式。 3. 梁桥的主要施工方法。 4. 刚构桥的分类及其特点 。

第2节 板桥的构造与设计 板桥的特点 优点： a．建筑高度小，适用于桥下净空受限制的桥梁，与其它类型的桥梁相比，可以降低桥头引道路堤高度和缩短引道的长度。 b．外形简单，制作方便。 c．做成装配式板桥的预制构件时，重量轻，架设方便。 d. 整体式板桥由于是双向受力结构，比一般梁有更高的承载能力和更大的刚度。

　缺点： 　跨径不宜过大，跨径超过一定限度时，截面显著加高，从而导致自重加大，由于截面材料使用的不经济，使板桥建筑高度小的优点也因之被抵消。简支板桥的经济合理跨径一般限制在13-16m以下。

板桥的分类 按力学图示分：简支板桥、悬臂板桥、连续板桥 按配筋方式分：钢筋混凝土板桥、预应力混凝土板桥、部分预应力混凝土板桥 按截面形式分：整体式矩形实心板、装配式实心板、空心板、异形板等 详见教材53页表1-2-1

整体式板桥的构造 　优缺点： 具有形状简单、施工方便、建筑高度小、结构整体刚度大等优点，但施工时需现浇混凝土，受季节气候影响，又需模板与支架。

图1 整体式矩形实心板（cm）

图2 肋式板截面（cm）

构造与设计 整体式正交简支板桥的板厚通常取跨径的1/20～1/15，但不宜小于10cm。除纵向受力主筋需通过计算确定外，还需布置一定数量的横向钢筋以承受车轮荷载引起的横向弯矩和防止混凝土收缩及温度变化引起的裂缝。 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004)规定，板中主筋直径不宜小于10mm，间距不大于20cm，分布筋直径不宜小于8mm，间距不大于20cm。

装配式简支板桥的构造 装配式板桥一般由数块一定宽度的实心或空心预制板组成。各板利用板间企口缝填充混凝土相连接。在荷载作用下，每块板相当于单向受力的梁式窄板，除在主跨径方向承受弯曲外，还承受通过板间接缝传递剪力而引起的扭矩。 装配式简支板桥的横截面形式主要有实心板和空心板两种，空心板使用较多。

图3 装配式铰接板的构造和受力特点

装配式空心板桥 图4为标准跨径16m、净宽11m、板厚为0.7m的预应力混凝土空心板桥的一般横断面图，半幅桥面由12块板组成，板间隙1cm。 　　　空心板截面，板厚为40～85cm。空心板的顶板和底板厚度应不小于8cm。 图4为标准跨径16m、净宽11m、板厚为0.7m的预应力混凝土空心板桥的一般横断面图，半幅桥面由12块板组成，板间隙1cm。 装配式预制空心板截面中间挖空型式很多，图5为几种常用的空心板截面型式。

图4 空心板截面（cm）

图5 空心板截面的挖空形式

装配式板桥的横向连结 为了使装配式板块组成整体，共同承受车辆荷载，在块件之间必须具有横向联系的构造。 常用横向连接： 企口混凝土铰连接 钢板连接

企口混凝土铰连接 企口式混凝土铰常采用的型式如图6所示，为使桥面铺装层与主板共同受力，将预制板中的N1钢筋伸出以与相邻板的同样钢筋互相绑扎，再浇筑在铺装层内；将相邻板的底层箍筋N2伸入铰缝绑扎，铰缝内用C30以上的细骨料混凝土填实。

图6 企口式混凝土铰构造

钢板连接 钢板连接一般采用在预制板顶面沿纵向两侧边缘每隔0.8～1.5m预埋一块钢板，如图7所示，连接时将钢盖板与相邻预制板顶面对应的预埋钢板焊接在一起。通常在跨中部分钢板联结布置的较密，而两端支点部分较稀疏。 　　　实践证明这两种联结能够很好的传递横向剪力使各板块共同受力。在国外，通常以横向预应力方式连接，使装配式板桥的受力特性接近于整体式板桥。

图7 钢板连接构造

作 业： 简述混凝土简支板桥的受力特点、主要截面形式及跨径适用范围。

第3节 装配式简支梁桥的构造与设计 简支梁桥的特点与分类 第3节 装配式简支梁桥的构造与设计 简支梁桥的特点与分类 特点：简支梁桥具有受力明确、构造简单、施工方便等优点，是中小跨径桥梁应用最广的桥型。 分类：按施工方法分为整体式简支梁桥和装配式简支梁桥两类。

图9 简支梁桥概貌

装配式简支梁主梁的横截面形式 装配式简支梁主梁的横截面形式可分为∏形、T形和箱形三种（教材第59页图1-2-14）。 ∏形目前已经较少采用 装配式T形梁桥是使用最为普遍的结构形式，其优点是制造简单、整体性好、接头也方便。装配式钢筋混凝土T梁的常用跨径为10m、13m、16m、20m，装配式预应力T梁则为25m-40m。国内已建成的装配式项应力混凝土T形梁桥的最大跨径已达52m，国外有做到76m的。 箱形截面的最大优点是抗扭能力大，其抗扭惯矩约为相应T梁截面的十几倍至几十倍。因此在横向偏心荷载作用下，箱形梁桥各梁的受力要比T梁桥均匀得多。 箱形截面的另一优点是横向抗弯刚度大，对预施应力、运输、安装阶段单梁的稳定性要比T梁的好得多。

块件的划分方式 通常在装配式梁桥设计中块件划分应遵循的原则是： 1 、根据建桥现场实际的预制、运输和起重等条件、确定拼装单元的最大尺寸和重量 2 、块件的划分应满足受力要求，拼装接头应尽量设置在内力较小处； 3 、拼装接头的数量要少，接头型式要牢固可靠，施工要方便； 4 、构件要便于预制、运输和安装； 5 、构件的形状和尺寸应力求标准化，增强互换性，构件的种类应尽量减少。

常用块件划分方式 1 、纵向竖缝划分（教材第59页图1-2-14a）、b)、c)、h)。 2 、纵向水平缝划分（教材第59页图1-2-14f）、g)、i)。 3 、纵横向竖缝划分（教材第59页图1-2-15)。

二 装配式钢筋混凝土简支T形梁桥 其中装配式T形梁桥是使用最为普遍的结构形式，其优点是制造简单、整体性好、接头也方便。 装配式钢筋混凝土简支T形梁桥跨度一般不超过20m

图11 装配式梁桥横截面

Ｔ型梁桥主梁的构造 对一定的桥面宽度而言，主梁间距小，主梁片数就多，而T梁翼板挑出亦短；反之，间距大，主梁片数少，翼板挑出长。 　主梁间距（或片数）的确定： 对一定的桥面宽度而言，主梁间距小，主梁片数就多，而T梁翼板挑出亦短；反之，间距大，主梁片数少，翼板挑出长。 没有起重能力的限制，对跨径较大的桥梁，主梁片数适当减少，材料用量比较经济，且可减少预制工作量，缩短工期，这对多跨简支梁桥有很大的经济价值 Ｔ梁翼板（即桥面板）不宜挑出过大，使翼缘悬臂端挠度过大引起桥面Ｔ梁接缝处的纵向裂缝，直接影响桥梁使用寿命。增设横隔梁，这种裂缝可以避免或减小，但又增加了施工的难度。一般端横隔梁是必须设置的。

主梁高度与主梁细部尺寸 梁高和肋宽 主梁的合理高度与梁的间距、活载的大小等有关。对于跨径10m、13m、16m和20m的标准设计所采用的梁高相应为0.9m、1.1m、1.3m和1.5m。当出现建筑高度受到严格限制的情况时，主梁高度就要适当减小，但需要增加钢筋的用量。梁高与跨径之比(俗称高跨比)的经济范围大约为1/11~1/16，跨径大的取用偏小的比值。 主梁梁肋的宽度，在满足抗剪强度需要的前提下，一般都做得较薄，以减轻构件的重量。主梁的肋宽必须满足截面抗剪和抗主拉应力的强度要求，同时应考虑梁肋的稳定性目前常用的梁肋宽度为16cm-24cm

主梁翼板尺寸 一般装配式主梁翼板的宽度视主梁间距而定，在实际预制时，翼板的宽度应比主梁中距小2cm，以便在安装过程中易于调整T梁的位置和制作上的误差。 翼板的厚度应满足强度和构造最小尺寸的要求。根据受力特点，翼板通常都做成变厚度的，即端部较薄．向根部逐渐加厚。为了保证翼板与梁肋连结的整体性，翼板与梁肋衔接处的厚度应不小于主梁高度的1/12。悬臂端厚度不小于140mm

横隔梁 作用：在装配式Ｔ梁中保证各根主梁相互连接成整体，它的刚度愈大桥梁的整体性愈好。有利于制造、运输和安装阶段构件的稳定性，显著加强全桥的整体性；荷载横向分布比较均匀，且可以减轻翼板接缝处的纵向开裂现象。 要求：横隔梁的高度应保证具有足够的抗弯刚度，通常可做成主梁高度的3/4左右。 横隔梁的肋宽通常采用12cm-18cm，且宜做成上宽下窄和内宽外窄的楔形，以便脱模。

主梁钢筋构造 装配式简支梁T形桥的钢筋可分为纵向主钢筋、架立钢筋、斜钢筋、箍筋和分布钢筋等几种 简支梁承受正弯矩作用，故抵抗拉力的主钢筋设置在梁肋的下缘。随着弯矩向支点处减小．主钢筋可在跨间适当位置处切断或弯起。为保证主筋在梁端有足够的锚固长度和加强支承部分的强度，桥规规定：至少有2根，并不少于总数1/5的主钢筋应伸过支承截面。 由主钢筋弯起的斜向钢筋用来增强梁体的抗剪强度，当无主钢筋弯起时，尚需配置专门的焊于主筋和架立筋上的斜钢筋。斜钢筋与梁的轴线一般布置成450角。

当T形梁梁肋高度大于100cm时，为了防止梁肋侧面因混凝上收缩等原因而导致裂缝，需要设置纵向防裂的分布钢筋。 箍筋的主要作用也是增强主梁的抗剪强度。钢筋混凝土梁应设置直径不小于8mm或不小于1/4主筋直径的箍筋，其最小配筋百分率规定：对于R235为0.18%，HRB为0.12%。 架立钢筋布置在梁肋的上缘，主要起固定箍筋和斜筋并使梁内全部钢筋形成立体或平面骨架的作用。

钢筋保护层 为了防止钢筋受到大气影响而锈蚀，并保证钢筋与混凝土之间的粘着力充分发挥作用，钢筋到混凝土边缘，需要设置保护层。若保护层厚度太小，就不能起到以上作用，太大则混凝土因距离钢筋太远容易破坏．且减小了钢筋混凝土截面的有效高度，受力情况也不好。因此桥规规定：主钢筋与梁底面的净距应不小于3cm，不大于5cm。主筋与梁侧面净距府不小于2.5cm混凝土表面至箍筋或防裂分布钢筋间的净距应不少于1.5cm。

钢筋骨架 在装配式T形梁中，钢筋数量多，如按钢筋最小净距要求排列就有困难，在此情况下可将钢筋叠置，并与斜筋、架立钢筋一起焊接成钢筋骨架。试验证明．焊接钢筋骨架整体性好，能保证钢筋与混凝土共同工作，其钢筋重心位置较低，梁肋混凝土体积也较小，此外可避免大量就地绑扎工作，入模安装很快，是装配式T形梁桥最常用的钢筋构造型式。

横向连接 钢板焊接连接 扣环式湿接头

图12 横隔梁焊接钢板接头构造

图13 扣环式湿接头

装配式预应力混凝土简支T形梁桥 对于装配式钢筋混凝上简支梁桥，当跨径超过20m左右时，不但钢材耗量大，而且混凝土开裂现象也往往比较严重，影响结构的耐久性。因此，当跨径大于20m．特别是30m以上跨径的梁桥，就往住来用预应力混凝土结构。我国已为25m、30m、35m和40m跨径编制了后张法装配式预应力混凝土简支梁桥的标准设计。 预应力混凝土简支梁桥的截面形式与构件划分方式与钢筋混凝土梁桥类似。

预应力混凝土简支T梁的梁胁下部通常要加宽做成马蹄形．以便钢丝束的布置和满足承受很大预压力的需要。为了配合钢丝束的起弯，在梁端能布置钢丝束锚头和安放张拉千斤顶，在靠近支点处腹板也要加厚至与马蹄同宽，加宽范围最好达一倍梁高(离锚固端)左右，这样就形成了沿纵向腹板厚度发生变化、马蹄部分也逐渐加高的变截面T梁。 马蹄宽度约为肋宽的2—4倍，马蹄部分(持别是斜坡区)的保护层不宜小于6cm；马蹄全宽部分高度加1/2斜坡区高度约为(0.15-0.20)h．斜坡宜陡于450。

预应力筋的布置 （1）预应力筋的立面布置 装配式后张预应力混凝土简支T梁，在跨中截面，预应力筋均靠近梁的下缘布置，在一定区段后逐渐弯起，弯起的目的为： a. 由于简支梁弯矩从跨中向支点逐渐减小，故预应力筋的偏心距也应逐渐减少，否则梁上缘的拉应力及下缘的压应力都会过大。为此，必须将大部分的力筋弯起，减少预加力及其引起的负弯距。 b. 由于支点附近区段剪力较大，故可以利用弯起力筋所产生的竖向分力来抵消一部分剪力。 c. 为了使梁端部分所受的预加力不太集中和分散布置锚具，也须将力筋弯起。如将部分力筋弯出梁顶，则不仅可以得到较好的抗剪作用，而且端块还可以缩小。

预应力筋常见纵向布置（见教材72页图1-2-27） a 直线布置（先张法或小跨度梁） b 横隔梁锚固（较少采用） c d 采用最广的布置方式 e 串联梁（较少采用）

（2）预应力束筋在横截面上的布置 当按跨中截面的设计弯矩计算出跨中截面所需的预应力束筋的根数后，便可进行束筋的排列布置。排列的原则是预应力束筋在满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004)规定的构造要求的同时，尽量相互紧密靠拢，以减少下马蹄尺寸，减轻自重，并在保证梁底保护层的前提下，尽量使预应力束筋的重心靠下，以便获得较大的预应力弯矩，节省高强钢材。

（3）预应力束筋在梁端上锚具的布置 梁端的锚具布置可参照相应的已建成的桥构造进行布置，布置的原则是： a. 锚具在梁端的布置应尽量减小局部应力。集中、过大的锚具是不利的，分散的、小的锚具是有利的。 b. 锚具在梁端布置应满足安放张拉设备所需要的锚具间最小净距的要求。 c. 锚具应在梁端对称纵轴布置。

其它钢筋的布置 预应力混凝土梁与钢筋混凝土梁一样，要按规定的构造要求布置箍筋、架立筋和纵向水平分布钢筋等。由于预应力混凝土梁肋承受的主拉应力较小，一般可不设斜筋。 对于预应力筋比较集中的下翼缘(下马蹄)内必须设置闭合式或螺旋形的加强箍筋，其间距不大于20cm。

部分桥梁施工现场照片 主梁预制

主梁预制

主梁吊装

主梁吊装

主梁吊装

后期预应力钢筋张拉

后期预应力钢筋张拉

桥面浇注

桥面浇注

桥面浇注

作业： 1 一般来说，预应力混凝土简支梁桥比钢筋混凝土简支梁桥的跨越能力大，简支梁桥比简支板桥的跨越能力大，为什么？ 2 在跨中截面，预应力筋均靠近梁的下缘布置，在一定区段后逐渐弯起，为什么？ 教学总结： 1. 装配式简支梁桥的构造类型。 2. 装配式钢筋混凝土简支梁桥。 3. 装配式预应力混凝土简支梁桥。