《桥梁工程》.

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1 《桥梁工程》

2 第一节 桥梁在交通事业中的作用和桥梁的发展概况
第一章：绪论 第一节 桥梁在交通事业中的作用和桥梁的发展概况 一、桥梁在交通工程中的作用 1、是交通中的重要组成部分。 2、在经济上，公路总造价的10~20％。 3、在国防上，具有非常重要的地位。

3 二、桥梁建筑的发展简史 从设计方法上看，古代桥梁是以传统经验和技术来建造的。它代表作有：①浮桥：架设简便快速，常被用于军事。②古代的藤、竹吊桥发展到大跨径吊桥和斜拉桥。如大渡河铁索桥(1706年)；安澜竹索桥(1803年)：

4 ③石梁桥：福建泉州的万安桥、漳州的 虎渡桥

5 ④拱桥：河北省赵县的赵州桥

6 近代桥梁是以材料力学、结构力学和弹性力学为基础的结构设计理论建造的。
它的代表作有：国内： 1957年，第一座长江大桥——武汉长江大桥。 1969年，南京长江大桥：

7 南京长江大桥

8 大跨径拱桥，渡口市6号桥是用钢拱架施工建成的箱形拱桥，跨径为146m(1972)。

9 钢筋混凝土与预应力混凝土的梁式桥： 公路上很普遍，已建百米以上跨径的拱桥占世界同类拱桥的三分之一以上。

10 国外：如法国博浪加斯脱桥，南斯拉夫克尔克大桥(l=390m)。

11 现代桥梁的发展 (1)设计理论：以极限状态设计法代替以弹性理论为基础的允许应力法，普遍应用结构振动、稳定、疲劳和结构的非线性理论。 实现的手段：借助计算机

12 (2)结构施工技术：借助预应力法采用悬臂法、顶推法、和机械化、自动、半自动化施工。
它的代表作有：斜拉桥、悬索桥等大跨径桥梁。

13 现代斜拉桥。目前我国成为世界上建造预应力混凝土斜拉桥座数最多的国家。

14 公路吊桥也有十余座，重庆朝阳大桥。 重庆朝阳大桥(1969)

15 施工上： 简易支架法：

16 装配式简支梁桥的陆地架设法：

17 装配式简支梁桥的浮吊架设法： 浮吊船架梁 固定式悬臂浮吊架梁

18 装配式简支梁桥的高空架设法： 适合于架设中、小跨径的多跨简支梁桥 小跨径桥梁的自行吊车桥上架设

19 悬臂和连续体系的梁桥的支架模板就地浇筑法：
T型梁桥的施工法：（如同高空架设法）

20 预应力混凝土悬臂体系梁桥的悬臂法施工 挂篮结构简图

21 重庆长江大桥施工中采用的斜拉式挂篮 对称浇筑

22 悬臂法建造连续梁桥的体系转换

23 顶推法施工：预应力混凝土连续桥架设。

24 4、未来发展 (1)中小跨径的梁式桥：标准化、整体化(由简支向连续化)方向发展；
(2)建筑材料上：采用高强度、轻型材料、预应力钢材与钢筋混凝土，增大桥梁的跨越能力；

25 (3)桥梁设计上：更新计算图式及计算方法，运用计算机将之一体化。
(4)施工上：标准化工厂预制，现场安装和无支架施工。

26 第二节 桥梁的基本组成及分类 一、桥梁的基本组成部分 上部结构 也称桥跨结构，它包括承重结构(如梁、拱等)、桥面、支座等。

27 下部结构：桥墩和桥台及墩台基础。起支承桥跨作用。
其它结构：导流堤、防洪堤、丁坝和护岸等。它们保护着桥头路堤或河岸。

28 二、桥梁分类 1、按建筑材料分： 钢桥：钢材为桥跨结构的材料，有板梁和桁梁两种：钢板梁，L＜40m。钢桁梁：跨度和梁高较大时采用。

29 上、下平面纵向联结系 立面图 下承式

30 混凝土桥: 按材料分：普通钢筋混凝土桥和预应力混凝土桥两种；型式为梁桥、拱桥和刚架桥。
石桥：石拱桥，有实腹式和空腹式。

31 2、桥面所在位置分：有上承式桥和下承式桥。
立交桥 2、桥面所在位置分：有上承式桥和下承式桥。 3、桥梁轴线与河流(道路等)的交角角度： 有正交桥(交角为直角)和斜交桥(交角为锐角)。

32 4、按桥梁所跨越障碍物分类： 有跨河桥、立交桥等。 5、按照桥梁长度分： 按桥梁长度：特大桥：L＞500m； 大桥：500＞L＞100m； 中桥：100＞L＞30m；小桥：L＞30m。

33 6、按结构形式(结构体系)分类 分类标准：以力学计算模式为基础，以受力方式明显差异为特征，广泛应用于桥梁的结构分析和设计中。 有四种基本结构类型是：梁式桥；拱式桥；刚架桥和悬吊桥。

34 (1)梁式桥： 悬臂梁桥 简支梁桥 连续梁桥

35 (1)梁式桥： 承重结构：实体梁或梁式桁架； 受力特征：竖直荷载作用下， 支座有竖直反力, 无水平反力； 实体梁只受弯拉和剪应力，不受轴向力； 形式分：简支梁桥、连续梁桥和悬臂梁桥； 建筑材料：钢筋混凝土和预应力混凝土。

36 (2)拱式桥： 承重结构：拱(拱圈或拱肋)； 受力特征：在竖直荷载作用下， 支座有竖直反力和水平反力(推力)；

37 桥跨结构受力：与同跨径的梁相比，拱的弯矩和变形较小，以受压为主；
建筑材料用抗压能力强的圬工材料(如砖、石、混疑土)和钢筋混凝土； 形式：三铰拱，两铰拱，无铰拱。

38 (3)刚架桥： 显著特点：是桥跨结构(梁或板)和墩台连接成一整体；

39 受力特征：在竖直荷载作用下，有竖直反力和水平反力；无铰刚架还有支承弯矩。桥跨结构：刚架以受弯拉为主，也有轴向力和剪力，大小但于梁桥与拱桥之间。

40 优点：建筑高度小,降低线路标高,改善纵坡，减少路堤土方量，增加桥下净空。
缺点：是粱柱刚结处较易裂缝。

41 (4)悬吊桥： 承重结构为缆索、桥塔、加劲梁及锚绽。 结构自重轻，建筑高度小，跨径最大，近2000m。缺点是结构刚度差，在车
和风荷载作用下，桥有较大的变形和振动。一般只在公路上修建。

42 (5)组合体系桥 由几个不同体系的结构组合而成的桥梁。

43 第二章 桥梁规划设计及荷载 第一节 桥梁的总体设计 一、桥梁设计的基本原则和要求
第一节 桥梁的总体设计 一、桥梁设计的基本原则和要求 (1)使用上的要求 桥梁必须适用。满足交通安全、通畅、及泄洪、通航或通车等要求，并便于检查和维修。

44 (2)经济上的要求 在经济上是合理的。在设计、施工及运输上取得最大经济效益。 (3)设计上的要求 满足施工和使用中应具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性，并且要设计思想创新，设计合理。

45 (4)施工上的要求 应便于采用先进技术，加快施工速度，保证工程质量和施工安全。 (5)美观上的要求 与周围环境相协调。

46 二、桥梁设计的基本资料 (1)桥梁使用任务：交通种类和其它要求。 (2)桥位附近地形：桥位线型、墩台位置。
(3)桥位地质情况：地质不良现象。 (4)河流水文情况：特征水位、河道情况。 (5)其它资料：建材；施工情况；气象等。

47 三、设计程序 初步设计： 总体规划问题，初步拟定尺寸。它是控制建设项目投资和以后编制施工预算的依据。 编制施工图：
对技术方案和总投资等具体化。

48 目前，我国公路大桥的设计工作均采用两阶段设计。对技术简单的中、小桥可采用一阶段设计。

49 四、桥位及桥型的选择 桥位选择： 大、中桥的桥位服从路线总方向，路桥综合考虑，并以桥为主，尽可能建造直交桥。
小桥的桥位是局部问题，完全服从路线走向，以路为主。

50 桥型选择： 通常钢筋混凝土简支梁桥:L<20m；预应力混凝土简支梁桥：30m＜L<50m； 石拱,双曲拱:30m＜L<50m, 箱拱:L＞100m, 预应力斜拉桥: 100m＜L<400m； 软基上建简支、悬臂梁等静定结构桥， 良好地基上建连续、刚架桥及两铰或无铰拱等超静定结构桥。

51 五、纵、横断面设计 技术术语： • 桥梁全长简称桥长，桥涵总长所占比例反映在整段线路建设中的重要程度。

52 •净跨径l0； •总跨径：l=l1 + l2 + l3 •计算跨径；•桥下净空高度； •建筑高度；•标准跨径：
•净矢高；•计算矢高：•矢跨比；

53 梁式桥的纵向布置 拱式桥

54 纵断面设计 确定桥梁的总跨径、桥梁的分孔、桥道的标高、标上和桥头引道的纵坡以及基础的埋置深度等。 (1)桥梁总跨径的确定
对于一般跨河桥梁，总跨径可参照水文计算来确定。

55 考虑：排洪、冲刷及河床土壤的性质和基础的埋置情形，综合确定。
(2)桥梁的分孔 决定于总造价。使上、下部结构的总造价趋向最低，同时考虑通航、冲刷等问题。 大、中桥梁分孔是相当复杂的问题。

56 (3)桥道标高的确定 必须根据设计洪水位、桥下通航(车)净空等需要，结合桥型、跨径等考虑，以确定合理的桥道标高。 (4)桥头纵坡 小桥，可做平坡桥；大、中桥梁，做成双向纵坡，桥上纵坡不大于4％；桥头引道纵坡不宜大于5％。

57 桥梁横断面设置 桥梁横断面的设置决定于桥面的宽度和桥跨结构横截面的布置。桥面宽度决定于行车道的净宽度和人行道的宽度。
桥梁的横向坡度为1.5％~3％。

58 桥梁平面设置 桥梁的线形及桥头引道要保持平顺，使车辆能平稳地通过。
大、中桥线形，一般为直线，如必须设成曲线时．其各项指标应符合路线布设规定。 一般小桥，斜度通常不宜大于45°，在通航河流上则不宜大于5°。

59 第二节 桥面构造布置及细部 1、桥面构造组成与布置 桥面铺装、排水系统、伸缩缝、人行道(安全带)、缘石、栏杆和灯柱等构造。

60 2、桥面铺装、防水排水系统 (1)桥面铺装 桥面铺装也称行车道铺装。
作用：防止车辆轮胎(或履带)的直接磨耗行车道板，防止主粱遭受雨水的侵蚀，并能使车辆轮重的集中荷载起一定的分布作用。

61 型式： ①普通水泥混凝土或沥青混凝土铺装 在非严寒地区的小跨径桥上，不做专门的防水层。 层铺法施工：单层(5~8cm)或双层式的(底层4~5cm，面层3~4cm)；水泥混凝土适用于重载交通。

62 　　 ②防水混凝土铺装 非冰冻地区需作防水处理时，铺筑8~10cm的防水泥混凝土，再铺磨耗层。 防水混凝土铺装

63 ③具有贴式防水层的水泥混凝土或沥青混凝土铺装
贴式防水层铺装

64 在防水程度要求高，或在桥面板位于结构受拉区而可能出现裂纹的桥梁上，需做贴式防水层。该层设在低标号混凝土排水三角垫层上面，再铺保护层。
装配式梁式桥，宜在接缝处的混凝土铺装层内或保护层内设置一层(3~6)的钢筋网。

65 (2)桥面纵横坡 对于沥青混凝土或水泥混凝土铺装，横坡为 1.5~2.0%。行车道路面用抛物线型横坡，人行道用直线型。

66 (3)桥面排水 原因： 设置： 桥长L<50m，纵坡ih＞2％时，雨水可流至桥头从引道上排除，在桥头引道的两则设置流水槽。
当L＞50m，ih＞2％时，在桥上每隔12~15m设置一个泄水管。如桥面ih＜2％, 则宜每隔6~8m设置一 个泄水管。

67 适用于不设专门防水层而采用防水混凝土的铺装构造上。
金属泄水管 常用泄水管的型式： ①金属泄水管： 适用于具有贴式防水层的铺装结构。 ②钢筋混凝土泄水管： 适用于不设专门防水层而采用防水混凝土的铺装构造上。 钢筋混凝土泄水管

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69 3、桥面伸缩缝 (1)原因： (2)设置：两梁端间以及梁端与桥台背墙间设置。
(3)作用：保证梁能自由变形；车辆在设缝处能平顺地通过；防止雨水、垃圾泥土等渗入而阻塞。

70 (4)变量：以安装伸缩缝结构时为基准的温度伸长量lt+和收缩量lt-；收缩和徐变量ls以及计入梁的制造与安装误差的富裕量lE。 lE可按计算变形量的30%估算。
总变形量为：

71 (5)常用伸缩缝构造 U形锌铁皮式伸缩缝 中小路径的桥梁，当变形量在2~4cm以内时，常采用。

72 跨搭钢板式伸缩缝: 梁端变形量4~6cm以上的情况，最大可达40cm以上。

73 橡胶伸缩缝: 橡胶伸缩缝适用于梁端变形量4~6cm以上，最大可达150cm，

74 3、人行道、栏杆、灯柱

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76 3、人行道、栏杆、灯柱 人行道及安全带： 城镇和近郊的桥梁均应设置人行道，宽度可选用0.75cm，1m，大于1m按0.5m的倍数递增。行人稀少地区可改用安全带。 安全带，宽度不小于25cm，与人行道相同，高出行车道25cm~35cm。

77 栏杆和灯柱

78 第三节 桥梁的设计荷载 1、永久荷载 永久荷载亦称恒载，它是在设计使用期内，其作用位置和大小，不随时间变化或其变化与平均值相比可忽略不计的荷载。

79 例如当路径为30~150m时，结构自重约占30~60%，对于特大跨度的圬工桥、钢筋混凝土桥，或预应力混凝土桥，活载居于次要地位。故宜用轻质、高强材料。

80 2、可变荷载 可变荷载为在设计使用期内，其作用位置和大小、方向随时间变化，且其变化与平均值相比不可忽略的荷载。 (1)车辆荷载 标准中把大量、经常出现的汽车荷载排列成车队形式，作为设计荷载；把偶然、出现的平板挂车或履带车作为验算荷载。

81 汽车车队纵向排列 重量单位：吨；长度单位：米。

82 10t, 15t, 20t 汽车平面尺寸 30t 汽车平面尺寸 55t 汽车平面尺寸 汽车横向布置

83 履带车横向布置 履带车－50 挂车横向布置 挂车－80、100、200

84 (2)车辆荷载的影响力 汽车荷载的冲击力：目前将荷载增大乘以冲击系数而得。 汽车荷载的制动力： 离心力：位于曲线上的桥梁，当R250m时，须考虑车辆离心力的作用，由车辆荷载(不计冲击力)乘以离心力系数。

85 3、偶然荷载 车辆荷载引起的土侧压力： (3)人群荷载：公路桥梁的人群荷强规定为300kg/m。
偶然荷载包括地震力和船只或漂流物的撞击力。这种荷载在设计使用期内不一定出现，但一旦出现，其持续时间较短而数值很大。

86 第三章 钢筋混凝土和预应力混凝土梁式桥 第一节 概述 一、分类及特点 采用抗压性能好的混凝土和抗拉能力强的钢筋结合在一起建成的。

87 梁桥 分类1： 石梁桥 木梁桥 钢筋混凝土 梁桥 建筑 材料 预压 程度 全预应力混凝土梁桥 预应力 混凝土梁桥 部分预应力混凝土梁桥
建筑 材料 预压 程度 全预应力混凝土梁桥 梁桥 预应力 混凝土梁桥 部分预应力混凝土梁桥 钢梁桥

88 分类2： 装配式梁桥 (正交桥、直线桥) 施工 方法 梁桥 整体式梁桥 (斜交桥、弯桥)

89 伸缩缝 泄水管 栏杆 桥面铺装 中横隔梁 人行道 端横隔梁 主梁 支座

90 特点： (1)装配式梁桥与整体式梁桥相比有： ①桥梁构件的型式和尺寸趋于标准化，有利于大规模工业化生产。
②采用先进的施工技术，节省劳动力和降低劳动强度，提高工程质量和劳动生产率，从而显著降低工程造价。

91 ③构件的制造不受季节性影响，且上、下部构造也可同时施工，加快施工速度，缩短工期。
④能节省大量支架模板等的材料消耗。 缺点：⑤预制构件需要有一定的运输和起重设备来进行运输和安装工作。

92 ⑥为了保证全桥的整体性，尚应设计牢固的接头构造，必要时还需采取“湿的”集整措施。
特点： (1)钢筋混凝土桥与钢桥、石桥等比： ① 具有钢筋混凝土构件的优点。 ②设计理论和施工技术上发展成熟。

93 适用： ③种类多，数量大，具有重要地位。 缺点：④自重大。 ⑤就地浇筑时，施工工期长，耗材多。
简支梁桥： 标准跨径10, 13, 16, 20m。 悬臂梁、连续梁桥：L≤60~70m 。

94 (1)预应力混凝土梁桥与钢筋混凝土桥相比：
①具有钢筋混凝土梁桥的所有优点。 ② 利用高强度材料(高强混凝土、高强钢材)，减小构件截面，并扩大混凝土结构的适用范围。

95 ③节省钢材，跨径越大，节省越多。 ④梁的刚度大，建筑高度小，有较大的跨越能力。由于能消除裂缝，这就扩大了对多种桥型的适应性，并更加提高了结构的耐久性。 ⑤预应力技术的采用，为现代装配式结构提高了接头和拼装质量。

96 二、梁式桥的结构体系的类型及应用 适用: 简支梁桥: L≤50~60m ;标准跨径有25,30,35,40m。
按梁式桥承载结构体系可分为：简支梁桥、连续梁桥和悬臂梁桥、T形刚架桥等。

97 二、梁式桥的结构体系的类型及应用

98 1、简支梁桥 应用最早，使用最广泛的一种桥型。 特点：静定结构；相邻桥孔各自单独受力；构造最简单，受力明确，
最易设计成各种标准跨径的装配式构件；简化施工管理工作，降低施工费用。

99 适用性：静定结构，结构内力不受地基变形影响，场地地基要求低。
缺点：(1)伸缩缝(变形缝)多，行车巅簸，不平顺。 (2)桥跨结构主要承受荷载引起的弯矩与剪力，且结构本身自重大，约占全部设计荷载的30~60％。；支座独立。

100 改进措施：减小结构自重所占的比例可由提高简支梁桥跨越能力的最有效途径：(1)高强、轻质材料；(2)预应力技术；(3)采用合理的主梁(板)截面形式。

101 形式划分：标准跨径： (1)简支板桥 l=4~8m, 实心板桥 l=6~13m, 空心板桥 预应力空心预制板桥 l=8~16m, 钢筋混凝土
简支梁桥 l=8~20m, (2)简支肋梁桥 中等跨径， 截面:T,I, Π 预应力混凝土简支梁桥 l=20~50m,

102 2、连续梁桥 (3)简支箱梁桥：预应力混凝土梁桥，仅用于桥面较宽的桥梁结构(抗扭性能)，较大跨径的斜交桥和弯桥。 跨径：20~70m
特点：承重结构不间断地连续跨越几个桥孔而形成一超静定的结构。

103 优点：①支座处产生负弯矩，显著减小了跨中的正弯矩，使弯矩沿纵向分布更合理；

104 ②减小跨中的建筑高度，节省钢筋混凝土数量。
缺点：③地基有不均匀沉陷时,桥跨结构内会产生附加内力。

105 适用：对地基要求高，常适用于桥基十分良好的场合。
钢筋混凝土连续梁桥 ①支座处有负弯矩，在支座处桥面易出现裂缝，影响桥梁耐久性和正常使用； ②就地浇筑的施工方法，费时费工，代价高，对大跨径很难适合。

106 预应力混凝土连续梁桥 ①利用预应力有效地避免混凝土开裂，特别是支座有负弯矩处可避免桥面开裂，保证桥梁的耐久性和正常使用；
②采用现代桥梁施工技术，如顶推法、悬臂浇筑法等。

107 ③充分利用高强度材料，减小结构截面尺寸，提高其跨越能力；
④车辆荷载作用下变形和缓，行车平稳，伸缩缝少； ⑤结构全截面受力，抗弯刚度大，并有较大超载能力； ⑥连续梁桥的中间桥墩只布置单排支座。

108 截面形式：等截面连续梁(中小跨径)； 变截面连续梁(大跨径)。 对大跨径(l0>100m)，多采用变截面箱形连续梁。 施工特点：顶推法、悬臂浇筑法和拼装法等。 适用性：跨径为40~160m

109 3、悬臂梁桥和T形刚架桥 单悬臂梁和双悬臂梁。 特点：①内力分布上，支点处同连续梁桥，挂梁上同简支梁桥；

110 ②挂梁和剪力铰处是受力薄弱处； ③接缝多，不利于高速行车。 适用性： 钢筋混凝土悬臂梁桥：50~80m以下； 预应力混凝土悬臂梁桥：100m以下；

111 钢筋混凝土T形刚架桥：50m以下； 预应力混凝土T形刚架桥：60~200m。

112 三、截面类型 (一)板桥 承重结构： 特点：①建筑高度较小，构造简单，施工方便。 ②预制施工时，重量小，架设方便。

113 受力方面：截面材料不经济，自重大，仅适用于小跨径≤6m。改进是矮肋式板，空心式。
形式：①整体式实心矩形板：刚度大，现浇，受季节性影响大，需模板、支架。 受力方面：截面材料不经济，自重大，仅适用于小跨径≤6m。改进是矮肋式板，空心式。

114 ②装配式板桥： 实心板(l≤8m)、空心板(l=6~13m)、预应力混凝土板(l=8~16m)。 ③异形板截面：现代高架桥中用。有单波式和双波式。

115 ③异形板特点：桥下净空大，可布置与桥梁同向的线路，造型美观，但现浇，施工较为复杂。

116 (二)肋板式梁桥 现浇混凝土肋梁桥有双T形，一般由工厂或现场预制T形，Π形构件，然后工地装配施工。

117 一般特点： ①肋与肋之间处于受拉区域的混凝土挖空后， 显著减轻了结构自重。增大了跨越能力。
②适合于预制、安装，控制主梁质量，加快施工速度。③预应力或受拉区布筋，将肋下缘做成马蹄形。

118 Π形梁桥：块件之间用穿过腹板的螺栓连结，以使施工简化。 Π形构件的特点是：截面形状稳定，横向抗弯刚度大，块件堆放、装卸和安装都方便。

119 Π形梁桥：但构件制造较复杂；梁肋以只配钢筋网，刚度小。
适用性：Π形梁桥一般只用l=6~12m的小跨径桥梁。

120 优点：以T形梁的翼构成行车道板；制造简单，肋内配筋可做成刚劲的钢筋骨架，主梁之间借助间距为4~6m的横用梁来连结，整体性好，接头也较方便。
a) b)

121 缺点：截面形状不稳定，运输和安装复杂；构件在桥面板跨中有接头，对板的受力不利。
c) d) e) f)

122 形式及适用性： T形梁：装配式简支梁常用；钢筋混凝土梁桥，L0=7.5~20m；预应力混凝土梁桥，L0=20~40m。 (三)箱形梁桥 跨径(L0≥50m)预应力混凝土、弯桥、斜交桥普遍采用。

123 缺点：箱形薄壁构件的预制、安装施工复杂，单根箱梁的安装重量大，只适用于较大跨径。
特点：(与T形梁相比) ①较大的抗正、负弯矩能力，底板受压区。 ②抗扭能力大，故适用于偏心荷载作用下的宽桥。如大跨径预应力梁桥。 ③横向刚度大，对抗弯、运输、安装阶段的稳定性好。 缺点：箱形薄壁构件的预制、安装施工复杂，单根箱梁的安装重量大，只适用于较大跨径。

124 适用： 中等宽度桥梁：单箱单室、单箱双室 一般宽度桥梁：单箱多室、双箱单室 现代城市高架道路：长悬臂斜腹形。

125 第二节 简支梁式桥的设计与构造 由施工方式分，整体式板桥和装配式板桥。 由跨越河流的角度分，正交板桥和斜交板桥。 一、简支板桥设计与构造
简支板桥,梁桥,箱形梁桥。 一、简支板桥设计与构造 一般应用于小跨径桥梁中。 由施工方式分，整体式板桥和装配式板桥。 由跨越河流的角度分，正交板桥和斜交板桥。

126 正交桥： 荷载作用后：双向受力；由弹性薄板小挠度弯曲理论计算应力应变。 特点： ①均布荷载作用： 单向受力状态； ②车轮荷载作用于 板中：双向受力状态，近似单向计算；

127 ③车轮荷载作用于板自由边： 双向受力状态,同上；
总结： 设计按单向板计算， 简化方法有折算法； 简化刚接板法。

128 整体正交现浇板桥 配筋： 纵向受力钢筋：由计算确定。
横截面为等厚度矩形，或矮肋式板桥。 配筋： 纵向受力钢筋：由计算确定。 横向分布钢筋：垂直于主钢筋，＞15％，S≯25cm。板中间2/3处按计算配筋；板边两端1/6处增加15％。

129 装配式板桥 横截面有实心板和空心板两种。 矩形实心板桥：施工方便，建筑高度小等优点，应用最广泛，跨径≤8m。

130 空心矩形板桥：自重小，可充分利用材料。跨径6~13m，预应力混凝土空心板桥在8~16m。目前使用较多。

131 装配式板的横向联结 有企口混凝土铰联结和钢板焊接联结。 企口混凝土铰联结：用C25~C30以上的细骨料混凝土填实，或将钢筋绑扎后，再浇筑。

132 钢板联结：两构件的预埋钢板焊接。纵向中距通常为 80~150cm。

133 斜交桥的特点： 理论和试验表明，在垂直荷载作用下： ①斜交角≤15，正交板桥设计。 ②荷载有向两支承边之间最短距离方向传递的趋势。 斜板桥的最大主弯矩方向

134 ③各角点受力情况可以用比拟连续梁的工作来描述。

135 整体式斜板桥：由于l/b一般均小于1.3，主钢筋的配置有两种方案。
A方案：按主弯矩方向的变化配置主筋，其分布钢筋与支承边平行。 底层钢筋 上层钢筋

136 B方案：在两钝角角点之间的范围内，主钢筋方向与支承边垂直。
底层钢筋 上层钢筋

137 装配式斜板桥：跨宽比(l/b)一般均大于1.3，主钢筋沿斜跨径方向配置，分布钢筋在钝角角点处与主钢筋垂直，在支承边附近，与支承力平行。

138 二、简支梁桥设计与构造 中小跨径桥梁中应用最广的桥型。
简支梁桥按施工方式分有整体式和装配式简支梁桥。截面形式分：T形、工形、 Π形肋梁和箱形。

139 (1)整体式简支梁桥： 优点： 现场浇筑，结构整体性好，刚度大； 缺点： 工期长，施工费用高，材料消耗大。 应用：斜线桥，弯桥，一般用截面为双T形主梁。

140 (2)装配式简支梁桥 特点：用合理的构造类型。
构造类型：涉及装配式主梁的横截面型式、沿纵截面上的横隔梁布置、块件的划分方式以及块件的连结集整等几方面的问题。它是直接影响桥跨结构的受力状态及其内力计算的方法。

141 (3)构造类型 主梁的横截面型式 主梁的横截面型式有三种基本类型：Π形，T形和箱形梁桥。 预制装配单元的划分

142 装配式梁桥设计中块件划分的原则是： ①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；

143 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。 目前，钢筋混凝土与预应力混凝土梁桥常用的块件划分方式有： ①纵向竖缝划分； ②纵向水平缝划分；③纵、横向竖缝划分。

144 ①纵向竖缝划分 简支梁桥中应用最普遍。 单元体：各主梁整体，如Π形梁和T形梁； a) b)

145 优点：接头和接缝横隔梁和行车道板内，或直接用螺栓连结；
结构部分为预制拼装。 故主梁受力可靠，施工也方便。 a) b)

146 应用：装配式钢筋混凝土和预应力混凝土T形简支梁桥。
缺点：构件的尺寸和重量都很大，增加运输与安装上的困难。 改进：预制矩翼T形梁，并现浇部分翼板和横隔梁。

147 ②纵向水平缝划分 组合式梁

148 T形组合梁桥： 钢筋混凝土和预应力混凝土简支梁桥 箱形组合梁桥：预应力混凝土梁桥。 优点：安装单元尺寸小，重量轻。 缺点：主梁的梁肋与翼板之间存在混凝土施工接缝。 改进：加大肋顶宽度和伸出肋内钢筋。

149

150 ③纵、横向竖缝划分 优点：块件尺寸小，重量轻，可以工厂化成批预制后，方便运输。

151 横向分段装配式梁 或称串连梁 缺点：块件的预制精度要求很高。预制时，采用全梁预制的方法。国内应用很少。

152 构造布置 定义：对于设计给定的桥面宽度，如何选定主梁的间距(或片数)。 钢筋混凝土简支梁桥，T形最普遍。
标准跨径为10、13、16和20m的四种。 主梁布置：间距为1.5~2.2m，四梁式或五梁式桥，常用1.6m。

153

154 T形梁的横隔梁布置： 作用：将各主梁连结成整体。 无横隔梁时：翼板接缝处易产生纵向裂缝，且桥梁整体性不好。 横隔梁布置：两梁端必须设置端横隔梁，中横隔梁：当跨径≥13m，在跨内的跨中、距支座l/4或l/3处设中间横隔梁1~3道，间距4~6m。

155 主梁的设计与构造： 主梁尺寸：钢筋混凝土桥，l/11~l/16，标准跨径为10、13、16和20m，这时主梁间距2.2m，相应梁高0.9、1.1、1.3和1.5m； 预应力混凝土桥，l/14~l/25，标准跨径为 25、30、35和40m，这时主梁间距2.2m，相应梁高1.75、2.0、2.25和2.5m。 梁肋宽常用15~18cm。

156 横隔梁尺寸：跨中横隔梁的高度为主梁高度的3/4，端横隔梁与主梁近同高。横隔梁的肋宽常为12~16cm，且上宽下窄和内宽外窄的楔形。
横隔梁配筋与连接：以中横隔梁为设计计算对象； 配筋：受力钢筋与构造钢筋，均由计算所得。

157 连接有两种：①钢板接缝：先预埋钢板，再在预埋钢板上加焊盖按钢板或用螺栓与预埋钢板连接。

158 ②湿接缝：翼板悬臂边做成企口形，将伸出钢筋连接，或放置钢筋网，浇筑混凝土。

159 不等截面梁： 简支梁桥在横截面上可采用不等截面梁，具体变化为：
(1) 变截面等高梁：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。 (2) 变截面不等高梁：横截面由跨中向支点减小的鱼腹形变高度梁。

160 实例：(1)钢筋混凝土桥：跨径为20m。

161 实例2：预应力混凝土桥，跨径为30m。

162 第三节 简支梁式桥的计算 一、计算内容 简支梁桥设计计算的项目有主梁、横隔梁、桥面板和支座等。 原因：

163 二、行车道板计算

164 荷载沿双向传递

165 二、行车道板计算 1、行车道板的类型 单向板： la/lb≥2，四边支承板；
悬臂板：将三边支承，翼缘端边是自由边的板沿短跨一端嵌固，另一端为自由端的悬臂板；

166 铰接板：将三边支承，翼缘端边是铰接的板沿矩跨一端嵌固，另一端为铰接的铰接板；
双向板： la/lb≤2，四边支承；少用；两方向配受力钢筋。

167 2、板的荷载有效分布宽度 对于混凝土或沥青面层，荷载呈45扩散。 沿纵向： a1＝a2+2H； 沿横向： b1＝b2+2H；

168 于是桥面板上作用于行车道板面上的局部分布荷载p为：

169 (1)单向板 跨径为l、宽度较大的梁式行车道板的受力状态。当荷载以a1×b1的分布面积作用在板上时，板在跨中弯矩的实际图形是呈曲线形分布的，在荷载中心处达到最大值mxmax，

170

171 设想用矩形a×mxmax来替代此曲线图形：
∵ ∴ 式中：M—车轮荷载产生的跨中总弯矩；mxmax—荷载中心处的最大单宽弯矩值，可按弹性板的理论算得。

172 此式为板的有效工作宽度，或荷载有效分布宽度，以此板宽来承受车轮荷载产生的总弯矩，它满足了弯矩最大值的要求。
荷载有效分布宽度与板的支承条件、荷载性质及荷载位置有关。

173 a)简支板，跨中单个荷载； b)固缝板，跨中单个荷载 c)简支板，全跨窄条荷载； d)简支板，1/4跨径处单个荷载；

174 桥面板属于弹性固结支承，为了计算方便，对于单向板的荷载有效分布宽度， 《桥规》规定：
荷载在跨径中间 对于单独一个荷载： a＝a1+l/3 =a2+2H+l/3≮2l/3 对于几个靠近的相同荷载： a＝a1+d+l/3 = a2+2H+d+l/3≮2l/3

175 t 荷载在板的支承处： a＝a1+t=a2+2H+t ≮l/3 式中：t—板的厚度。 荷载靠近板的支承处： ax＝a+2x 式中:

176 (2)悬臂板 悬臂板受力状态

177 (2)悬臂板 由弹性板理论，板端作用P时，板条的最大负弯矩mxmax≈－0.465P，而总弯矩为M0＝－Pl0，因此，按最大负弯矩值换算的有效工作宽度为：

178 可见，悬臂板的有效工作宽度接近于二倍悬臂长度，即荷载可近似按45向悬臂板支承处分布。
《公路桥面设计规范》对悬臂板规定的活载有效分布宽度为：

179 a =a1+2b ＝a2+2H+2b； 式中：b 为承重板上荷载压力面外侧边缘至悬臂根部的距离。

180 履带荷载：取一米宽板条按实际荷载强度p进行计算。
悬臂板 单向板

181 3、行车道板的内力计算 实体的矩形行车道板由弯矩控制设计。 设计时，以每米宽板条来进行计算。 (1)多跨连续单向板的内力 固端 铰支 弹性固缝

182 工程中，简化方法是先算出跨度相同的简支板的M0，然后修正。
当t/h<1/4时： 跨中弯矩： M中＝0.5 M0； 支点弯矩： M支＝－0.7 M0； 当t/h≥1/4时： 跨中弯矩： M中＝0.7 M0； 式中：M0＝M0p+M0g。

183 T形梁翼缘板作为行车道板往往用铰按的方式连接，最大弯矩在悬臂根部。
(2)铰接悬臂板的内力 T形梁翼缘板作为行车道板往往用铰按的方式连接，最大弯矩在悬臂根部。 当车轮荷载对中布置在铰接处是最不利的荷载位置，这时铰内的剪力为零，两相邻悬臂板各承受半个车轮荷载，即P/4。由材料力学或结构力学可计算得跨中弯矩。

184

185 三、荷载横向分布计算 (一)概念 结构内力是空间问题，但工程中合理转化成平面问题。并通过荷载横向分布系数考虑荷载的空间作用的影响。

186 设想五根主梁所组成的桥梁在跨度内承受荷强P的跨中横截面。
对于横隔梁的刚度： 设想五根主梁所组成的桥梁在跨度内承受荷强P的跨中横截面。 wa EIH=0，m中=1 对于横隔梁的刚度为0；若中梁的跨中有P作用，则全桥中只有中梁受力，即中梁的横向分布系数m＝1，其它梁的m＝0；这种形式的整体性差，而且是很不经济的。

187 若各主梁间的横隔梁刚度很大，可设想横隔梁的刚度接近无穷大(EIH=)，则在荷载P作用下，横隔梁无弯曲变形，所有五根主梁共同参与受力。
此时五根主梁的挠度均相等，荷载P由五根梁均匀分担，每梁只承受P/5，各梁的横向分布系数m＝0.2。 wc EIH=，m中=0.2

188 wa wb EIH=0，m中=1 wc 0< EIH< ， 0.2<m中<1 EIH=，m中=0.2

189 实际工程中钢筋混凝土或预应力混凝土梁桥的构造情况是：各根主梁有横向结构联成整体，但是横向刚度达不到无穷大。因此，在荷载P作用下，各根主梁变形复杂，此时中梁的挠度wb小于wa而大于wc，设中梁所受的荷载为mP，则其横向分布系数m也小于1而大于0.2。

190 所以，桥上荷载横向分布的规律与结构的横向连结刚度有关，横向连结刚度愈大，荷载横向分布作用愈显著，各主梁的负担也愈趋均匀。

191 在实践中，目前常用几种荷载横向分布计算方法有：
①杠杆原理法——把横向结构(桥面板和横隔梁)视为在主梁上断开而简支在其上的简支梁。 ② 偏心压力法——把横隔梁视作刚件极大的梁，当计及主梁抗扭刚度影响时，称为修正偏心压力法；

192 ③横向铰接板(梁)法——把相邻板(梁)之间视为铰接，只传递剪力；
④横向刚接梁法——把相邻主梁之间视为刚性连接，即传递剪力和弯矩； ⑤比拟正交异性板法——将主梁和横隔梁的刚度换算成两向刚度不同的比拟弹性平板来求解，并由实用的曲线图表进行荷载横向分布计算。

193 共同特点是：从分析荷载在桥上的横向分布出发，求得各梁的荷载横向分布影响线，从而通过横向最不利布载来计算荷载横向分布系数m。有了作用于单梁上的最大荷载，就能按熟知的方法求得主梁的活载内力值。

194 (二)杠杆原理法 (1)特点： ①基本假定：忽略主梁之间横向结构的联系作用，桥面板和横隔梁在主梁上断开，并视作沿横向支承在主梁上的简支梁或悬臂梁来考虑。

195

196 ②若工字形主梁的装配式桥梁、双柱式、双主梁桥，本法计算荷载横向分布系数是准确的。
③ 一般多梁式桥，由于不考虑支座的弹性压缩和主梁本身的微小压缩变形，近似计算靠近主梁支点处的横向分布系数。

197 ④对于无横隔梁的装配式箱形梁桥的初步设计，在绘制主梁荷载横向影响线时可以假设箱形截面是不变形的，故箱梁内的竖标位为等于l的常数。

198 ⑤近似计算横向联系很弱的无中间横隔梁的桥梁，计算的荷载横向分布系数，对于 中间主梁会偏大些，而对于边梁则会偏小。
⑤近似计算横向联系很弱的无中间横隔梁的桥梁，计算的荷载横向分布系数，对于 中间主梁会偏大些，而对于边梁则会偏小。 1 实际主梁荷载的极值 以杠杆原理计算值

199 (2)计算举例 例：一桥面净空为净—7附2×0.75m人行道的钢筋混凝土T梁桥，共设五根主梁。试求荷载位于支点处时1号梁和2号梁相应于汽车—15级、挂车—80和人群荷载的横向分布系数。

200 对于1＃梁： 汽车－15：m0=0.875/2=0.438 挂－80： m0=0.563/4=0.141 对于2＃梁： 汽车－15：m0=1/2=0.5； 挂－80： m0= ( )/4=0.469

201 (三)偏心压力法(刚性横梁法)

202 (三)偏心压力法(刚性横梁法) 钢筋混凝土或预应力混凝土梁桥都在梁的两端设置横隔梁外，还在跨度中央，甚至还在跨度四分点处，设置中间横隔梁。在具有可靠横向联结的桥上，且在桥的宽跨比B/l小于或接近于0.5的情况时，车辆荷载作用下中间横隔梁的弹性挠曲变形同主梁的相比较微不足道。

203 特点： ①宽跨比B/l≤0.5(窄桥)，中横隔梁作用是主梁跨中变形保持近似的直线形状。
②中横隔梁的弹性挠曲变形同主梁的相比，很小，如同刚性梁一样。 ③结果边梁受力偏大。

204 (1)不考虑主梁抗扭刚度的偏心压力 在中间横隔梁刚度相当大的窄桥上，在沿横向偏心布置的活载作用下，总是靠近活载一侧的边梁受载最大。
1)中心荷载P＝1的作用

205 1)中心荷载P为1的作用

206 假定中间横隔梁是刚性的，且横截面对称于桥中线，各根主梁的挠度相同，即：
∵ 即： ∴ ∴ 若I1=I2 =……. =In，则Ri =1/n。

207 2)偏心矩 M＝1•e的作用

208 2)偏心矩M＝1•e的作用 在M作用下，横截面产生绕O的转角，因此各主梁的竖向挠度为： ∴ ∴

209 当偏心荷载P=1时的总作用： 其中：e为P的作用位置。

210 当荷载P作用于k号梁上(e=ak)，则第i号主梁的荷载为：
当荷载P作用于i号梁上(e=ai)，则第k号主梁的荷载为：

211 当各梁的惯性矩相同时，则： 3)第i号主梁的荷载的影响线ik：

212 3)计算举例 例：计算跨径l＝19.50m，试求荷载位于跨中时l号边梁的荷载横向分布系数mq(汽车荷载)、 mg(挂车荷载)。 此桥在跨度内设有横隔梁，具有强大的横向连结刚性，且承重结构的长宽比为： l/B=19.5/(5*1.60)=2.4>2， 为窄桥，

213 故可按偏心压力法来绘制横向影响线并计算横向分布系数m。
本桥各根主梁的横截面均相等，梁数n＝5，梁间距为1.60m，则：

214 第1号主梁的荷载的影响线竖标值11： 于是， 1号梁的活载横向分布系数可计算：

215 汽－15： m0=(0.575+ )/2 =0.538； 挂－80： m0=(0.513+ 0.175)/4 =0.344

216 于是， 1号梁的活载横向分布系数： 汽－15： m0=（0.575+0.350+0.188-0.038)/2=0.538； 挂－80：
于是， 1号梁的活载横向分布系数： 汽－15： m0=（ )/2=0.538； 挂－80： m0=( )/4=0.344

217 (2)修正偏心压力法 由于横隔梁近似为绝对刚性和忽略主梁抗扭刚度，导致了边梁受力偏大。 因此在实用中处理方法有： 将偏心压力法求得的边梁最大横向分布系数乘以0.9折减方法。 若考虑主梁抗扭刚度，则为修正偏心压力法。

218

219 第i号主梁的荷载的影响线ik：

220 (四)铰接板法 特点：①对于用现浇混凝土纵向企口缝连接的装配式板桥以及仅在翼板间用焊接钢板或伸出交叉钢筋连结的无中间横隔梁的装配式桥。
翼板间企口桥面接缝 翼板间伸出交叉钢筋连结

221 翼板间用焊接钢板的 中间横隔梁的装配式桥 装配式板桥纵向企口缝横截面及类型

222 特点： ②竖向荷载作用下，铰接纵缝内只传递向剪力。 ③基本假定：对于简支梁桥，常截面横向传递的荷载为半波正弦荷载。 (1)铰接板(梁)法 首先来分析铰接板桥的受力特点。

223 某块板上有竖向荷载P作用时， ①通过结合缝所承受的内力在起传递板间荷载的作用。 ②纵向剪力t(x)和法向力n(x)同竖向剪力g(x)相比，影响极小； ③在构造上，结合缝(企口缝)的高度不大、刚性甚弱，通常可视作近似铰接，则横向弯矩m(x)对传布荷载的影响极微，也可忽略。

224 表示结合缝上内力为竖向剪力g(x)、横向弯矩m(x)、纵向剪力t(x)和法向力n(x)。

225 简化计算时，就假定竖向荷载作用下结合缝内只传送竖向剪力g(x)，这就是横向铰接板(梁)计算理论的假定前提。
把空间计算问题，简化为平面问题，应仍满足荷载、铰接力和挠度三者的协调性，即：

226 但是，实际上无论对于集中轮重或分布荷载的作用情况，不能满足上式的条件(在x方向为有限长度)。但当采用具有某一峰值p0的半波正弦荷载：
对于每条板梁有： 但是，实际上无论对于集中轮重或分布荷载的作用情况，不能满足上式的条件(在x方向为有限长度)。但当采用具有某一峰值p0的半波正弦荷载：

227 1)铰接板桥的荷载横向分布 在正弦荷载p0＝psin(x/l)作用下，各条铰缝内也产生正弦分布的铰接力gi＝ gi sin(x/l)。

228 对于具有n条板的桥梁，就有(n-1) 条铰缝。因此就有(n-1)个欲求的未知铰接力峰值gi 。求gi可按《结构力学》中“力法”原理求解。
 11g1+12g2+13g3+14g4+1p=0  21g1+22g2+23g3+24g4+2p=0   31g1+32g2+33g3+34g4+3p=0   41g1+42g2+43g3+44g4+4p=0 式中：ik—铰接缝k内作用单位正弦铰接力，在铰接缝i处引起的竖向相对位移； ip —外荷载p在铰接缝i处引起的竖向位移。

229  -(1-)g1+2(1+)g2 - (1-)g3 =0
求得系数后代入即得正则方程： 2(1+)g1 - (1-)g =1  -(1-)g1+2(1+)g (1-)g =0   (1-)g2+2(1+)g3 - (1-)g4 =0   (1-)g3+2(1+)g4=0 即：

230 I：板的抗弯惯性矩；b：板宽；l：板的跨度；IT：板的抗扭惯性矩。详见材料力学计算。
式中： ＝(b)/(2w)=5.8I(b/l)2/IT 。 I：板的抗弯惯性矩；b：板宽；l：板的跨度；IT：板的抗扭惯性矩。详见材料力学计算。

231 2号板： p21＝g1－g2 ； 3号板： p31＝g2－g3 ； 4号板： p41＝g3－g4 ； 5号板： p51＝g4－g5。
求得gi后，根据力的平衡原理可得板块的竖向荷载的峰值pi1。 1号板： p11＝1－g1 ； 2号板： p21＝g1－g2 ； 3号板： p31＝g2－g3 ； 4号板： p41＝g3－g4 ； 5号板： p51＝g4－g5。

232 2)铰接板桥的荷载横向影响线和横向分布系数 弹性板的荷载与挠度成比例及变位互等定理( pik＝pki)，得1号板梁荷载横向影响线ik：
1号板: 11＝p11＝1－g1 ; 2号板:21＝p21＝g1－g2 ; 3号板:31＝p31＝g2－g3 ; 4号板:41＝p41＝g3－g4 ; 5号板:51＝p51＝g4－g5 .

233 铰接T形梁的计算特点 小跨径的钢筋混凝土T形梁桥：不设中间横隔梁，仅对翼板边连结，或仅由现浇桥面板连结各主梁。
特性：横向连结刚度极强，如同横向铰接结构。此外，对于无横隔梁的组合式梁桥也近似作为横向铰接来计算。

234 铰接T形梁的计算特点

235 计算特点：半正弦荷载作用，求得正则方程：2(1++)g1 - (1-)g2 =1
 -(1-)g1+2(1+ +)g (1-)g =0   (1-)g2+2(1+ +)g3 - (1-)g4 =0   (1-)g3+2(1+ +)g4 =0 即：

236 h1 ：翼板厚度，对于变厚度的翼板，可取距梁肋d1/3处的板厚；
式中： ＝f/w=390I(d1/h1)3/l4 。 I：板的抗弯惯性矩； d1 ：翼板悬出长度； h1 ：翼板厚度，对于变厚度的翼板，可取距梁肋d1/3处的板厚； l：板的跨度。

237 (五)比拟正交异性板法 1、特点： ①各种体系的梁桥：悬臂、连续体系桥梁，主梁由多道横隔梁连接的钢筋混凝土宽桥。
②将横隔梁、主梁组成的纵横交错的梁格体系简化为一矩形的平板，用弹性薄板理论求解。

238 将主梁的Ix和ITx平摊于b，将横隔梁Iy和ITy平摊于a，则比拟成一块理想平板。图中x和y方向的换算厚度不同，绘成虚线。
(2)比拟正交异性板的挠曲微分方程 纵梁：b，Ix和ITx；横隔梁：a，Iy和ITy。 将主梁的Ix和ITx平摊于b，将横隔梁Iy和ITy平摊于a，则比拟成一块理想平板。图中x和y方向的换算厚度不同，绘成虚线。

239 比拟板的纵横向每米长度截面抗弯惯矩和抗扭惯矩相应为：
对于肋梁式钢筋混凝土或预应力混凝土结构，忽略的影响。于是得比拟正交异性板。

240 比拟正交异性板的挠曲微分方程：

241 常数称为扭弯参数，它表示比拟板两个方向的单宽抗扭刚度代数平均值与单宽抗弯刚度几何平均值之比。对于常用的T形梁或I字形梁， 在0~1之间变化。

242 可看出，当 ＝1，且两个方向的单宽抗弯刚度相同(Jx=Jy)时，便简化成各向同性板。
(3)应用图表计算荷载的横向分布 对于一块纵、横向截面单宽惯矩分别为Jx， JTx，和Jy， Jty 的简支比拟板。当板上位置k作用荷载p＝1*sin(x/l)时，板在跨中就产生弹性挠曲：

243

244 首先将全板按横向不同位置分作许多纵向板条①、②…
首先将全板按横向不同位置分作许多纵向板条①、②…...，并以单位板宽(简称板条)来考虑。于是，在k处有单位正弦荷载作用下，任一板条沿x方向挠度为： wi(x)＝ wi sin(x/l) 式中： wi—与荷载峰值1相应的第i根板条挠度峰值。

245 以板条在跨中(即x＝x/2)为研究对象，则可得荷载和挠度分布图形如上图所示。图中1k，2k…，ik表示k点有单位荷载作用下各板条所分担的荷载。
根据荷载与挠度的正比关系，显然有： 1k＝C* w1，2k=C*2k，...， ik=C*ik 式中：C为与跨度和截面刚度相关的常数。

246 (1k+2k + …+nk)*1=A()=1
(C*w1+C*w2 + …+C*wn)*1=C* wi =C*A(w) 式中： A()和A(w)——相应为跨中荷载横向分布图形的面积和强度横向分布图形的面积。 由此可得：C＝1/A(w)

247 则有：A(w)＝2B*w平 式中：B是桥宽的一半。 因此得到：C＝1/(2Bw平) 于是得： ik=C*wik=wik /(2Bw平)
由变位互等定理和反力互等定理，则： ki=wki /(2Bw平)

248 将荷载作用在任意位置i时k点的挠度值wki与同一荷载下设想的平均挠度值w平之比定义为影响系数Kki，即：
Kki= wki /w平 于是： ik=C*wik=wik /(2Bw平)=Kik/2B 这里ik为p＝1作用在任意位置i时分配至k点的荷载。

249 Kki是欲计算的板条位置k、荷载位置i、扭弯参数以及纵、横向截面抗弯刚度之比 的函数。K0、 K1曲线图表见规范。

250 (4)计算步骤： 1)计算主梁的Ix、ITx；Jx＝Ix/b，JTx＝ITx/b；横隔梁的Iy，ITy；Jy＝Iy/a，JTy＝ITy/a。 2)参数 和 ：

251 3)将桥的全宽分为八等分共九个点的位置来计算的，以桥宽中间点为0，向左(或向右)依次为正的(或负的)B/4、B/2 、3B/4 、B。由值查《规范》“G－M”表得K0、K1值。

252 4)求K值： 5) 求影响线的竖标值ik ： ik＝K/n 式中： n——桥梁的主梁根数。 6) 求主梁的分担荷载Rik ： Rik＝ik*b 式中： b——主梁宽度。

253 (六)小结 由前面分析与计算可知： (1)荷载位于桥跨中间部分时，由于桥梁横向结构的作用，荷载的横向分布可用偏心压力法等计算横向系数。

254 (2)当荷载在支点处作用在某主梁上时，如果不考虑支座弹性变形的影响，荷载就直接由该主梁传至支座，其它主梁基本上不参与受力。因此，荷载横向系数计算可用“杠杆原理法”。

255 (3)实际工程中的处理方法： 1)对于无中间横隔梁或仅有一根中横隔梁的情况，跨中部分采用不变的mc，从离支点l/4处起至支点的 区段内mx呈直线形过渡。

256 2)对于有多根内横隔梁的情况， mc从第一根内横隔梁起向m0直线形过渡。

257 (4)实用中，求简支梁跨中最大弯矩时，可按不变化的mc计算。其它截面的弯矩计算，一般也可取用不变的mc计算，但对于中梁，若m0与mc相差较大，且内横隔梁又少于三根时，以计及其沿跨径变化。
在计算主梁的最大剪力(梁端截面)时，只考虑该段内横向分布系数变化的影响。忽略远端的荷载。

258 四、横隔梁内力计算 在设有横隔梁的钢筋混凝土或预应力混凝土梁桥上，在工程设计中有以主梁计算中的偏心压力法原理和比拟板法原理来计算横隔梁内力的两种实用方法。

259 1、偏压法 力学模型：桥梁的中横隔梁近似地视作竖向支承在多根弹性主梁上的多跨弹性支承连续梁。 横隔梁的计算图式

260 2、比拟板法 对于具有多根内横隔梁的桥梁，跨中横隔梁受力最大，一般只要计算跨中横隔梁的内力，其他横隔梁可偏安全地仿此设计。
在计算中，首先求主梁荷载，再利用静力平衡条件来求出横梁的内力影响线。 对于具有多根内横隔梁的桥梁，跨中横隔梁受力最大，一般只要计算跨中横隔梁的内力，其他横隔梁可偏安全地仿此设计。 2、比拟板法 同前面比拟板法，不同点是将求主梁荷载影响线换成求横隔梁荷载影响线。

261 第四节 支座 一、概述 钢筋混凝土和预应力混凝土梁式桥在桥跨结构和墩台之间均须设置支座。

262 1、作用： (1)传递上部结构的支承反力，有竖向力和水平力； (2)保证结构在活载、温度变化、混凝土收缩和徐变等因素作用下的自由变形，以使上、下部结构的实际受力情况符合结构的静力图式。

263 2、分类： 梁式桥 的支座 固定支座 活动支座 传递荷载种类 位移 竖向压力和水平力 自由转动 自由转动且能水平移动 只有竖向压力

264 3、设置： 简支梁桥每跨： 一端设置固定支座，另一端设置活动支座。 悬臂梁桥锚固跨： 一侧设置固定支座，另一侧设置活动支座。

265 多孔悬臂梁桥挂梁：支座布置与简支梁同。 连续梁桥：每联中只要一个桥墩(或桥台)上设置固定支座，其余墩台上均应设置活动支座。

266 注意： (1)悬臂梁桥和连续梁桥在某些特殊情况下支座需要传递竖向拉力时，尚应设置能承受拉力的支座。
(2)相邻两跨简支梁的固定支座，不宜集中布置在一个桥墩上。 (3)坡桥：应将固定支座布置在标高低的墩台上。

267 (4)连续梁桥，为使全梁的纵向变形分散在梁的两端，应将固定支座设置在靠中间的支点处；但若中间支点的桥墩较高或因地基受力等原因，对承受水平力十分不利时，可根据具体情况将固定支座布置在靠边的其它墩台上。

268 (5)特别宽的梁桥，尚应设置沿纵向和横向均能移动的活动支座。
(6)对于弯桥，应考虑活动支座沿弧线方向移动的可能性。 (7)地震地区的梁桥：支座构造尚应考虑桥梁防震和减震的设施。

269 二、支座的类型和构造 (1)简易垫层支座 对于标准跨径小于10m的简支板或简支梁桥，在板或梁的端部支承的简易垫层上。

270 弧形钢板支座

271 (2) 弧形钢板支座 对于标准跨径在10~20m，支承反力不超过600kN的简支梁桥，可采用弧形钢板支座。弧形钢板支座上下垫板之间的摩擦系数为0.20。

272 标准跨径为16m的钢筋混凝土T形梁桥 的弧形钢板支座

273 (3)钢筋混凝土摆柱式支座 对于标准跨径≥20m的梁式桥，为了更好地保证梁端的自由移动，需用钢筋混凝土摆柱式支座来替代一般的弧形钢板活动支座。

274 摆柱式支座的摩擦系数只有0.05，而且能承受的支点反力可达5000~6000kN。支座的高度从20~30cm起，甚至达到100cm以上。

275 钢筋混凝土摆柱式支座

276 (4)橡胶支座 优质合成橡胶来制造桥梁支座。 橡胶支座的优点：
五十年代起 优质合成橡胶来制造桥梁支座。 橡胶支座的优点： 构造简单，加工方便，省钢材，造价低，结构高度小，安装方便，能适应任意方向的变形，抗震性好。

277 目前用作支座的橡胶： 化学合成的氯丁橡胶。 特点：抗压强度、抗油蚀性、冷热稳定性、耐老化性。 缺点：橡胶易老化。 从适用和经济上看，依然值得推广。 应用：宽桥、曲线桥和斜交桥。

278 在桥梁工程中使用的橡胶支座大体上可分成两类，即板式橡胶支座和盆式橡胶支座。
①板式橡胶支座

279 ①板式橡胶支座两种： 无加劲层的纯橡胶支座： 一般用于温度低于－25C。 容许压应力≤3000kPa，只适用于小跨径桥梁。

280 板式橡胶支座： 由几层薄钢板或钢丝网作为加劲层。 容许压应力≤ 10000kPa，支承反力达3000kN的中等跨径桥梁。

281 活动机理：利用橡胶的不均匀弹性压缩实现转角，利用其剪切变形实现水平位移。

282 ②盆式橡胶支座

283 ②盆式橡胶支座： 应用：大、中型桥梁支座。
特点： 结构紧凑、摩擦系数小、承载能力大、重量轻、结构高度小、转动及滑动灵活、成本较低，不易老化。 纵向位移量 =40mm~200mm。 容许转角为40，可多方向变形， 容许压应力≤ 25000kPa。 应用：大、中型桥梁支座。

284 第四章 圬工和钢筋混凝土拱桥 第一节 概 述 一、拱桥的基本特点及其适用范围 拱桥的优点： 1)跨越能力较大。
第四章 圬工和钢筋混凝土拱桥 第一节 概 述 一、拱桥的基本特点及其适用范围 拱桥的优点： 1)跨越能力较大。 2)就地取材，节省钢材和水泥；

285 3)耐久性好，养护、维修费用少； 4)外型美观； 5)构造较简单； 6)抗风稳定性强；(结构整体性好)。 缺点：
1)自重较大，水平推力大，增加下部结构的工程量；

286 2)传统支架施工, 工序多, 费用高, 困难多, 工期长。
3) 连续多孔的大、中桥梁中，为防止一孔破坏而影响全桥的安全；需采用措施或设置单向推力墩，增加了造价； 4)建筑高度较高。 适用性：拱桥，特别圬工拱桥广泛应用于公路桥梁。

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288 二、拱桥的主要组成 主拱圈：主要承重结构 桥面系： 桥跨结构 拱上建筑 传力构件 铰：设置于拱脚处 桥墩、桥台基础等 下部结构
行车道、人行道及两边的栏杆或侧墙等 桥面系： 桥跨结构 拱上建筑 传递压力的构件或填充物 传力构件 铰：设置于拱脚处 桥墩、桥台基础等 支承桥跨结构；传递桥跨荷载至地基；与两岸跨堤联结。 下部结构

289 三、拱桥分类 1、建桥材料(主拱圈的材料)分类：圬工拱桥、钢拱桥等； 2、拱上建筑的形式分类：实腹式拱桥、空腹式拱桥；
3、主拱圈的拱轴线的型式分类：圆弧拱桥、链线拱桥等； 4、按结构受力图式分类

290 4、按结构受力图式分类 按主拱圈与行车系结构之间相互作用状态分类，有简单体系拱桥及组合体系拱桥两大类。 (1)简单体系拱桥：
行车系结构不参与主拱受力，主拱是主要承重结构。按不同的静力图式，主拱圈可分三铰拱、两铰拱或无铰拱。

291 1)三铰拱：静定结构；(拱圈内无附加力)。
缺点：构造复杂，整体刚度小。 适用：①地基条件很差或寒冷地区可修建三铰拱拱桥。 ②用作空腹式拱上建筑的腹拱。

292 2)无铰拱：三次超静定结构。(拱内有较大的附加内力)。
特点：整体刚度大，构造简单。 适用性： 使用最广泛，一般地基良好的条件时下修建。钢筋混凝土无铰拱是大跨径桥梁的主要桥型之一。

293 组合式体系拱桥：行车系结构与主拱圈构成整体，以共同承受荷载。
柔性系杆刚性拱 刚性系杆柔性拱 刚性系杆刚性拱 柔性系杆刚性拱 无推力 拱片桥 桁架拱 有刚性梁的柔性拱 有推力

294 第二节 拱桥设计和构造 一、拱桥的总体布置 桥梁的长度、跨径、孔数、桥面标高、主拱圈的矢跨比等 桥址 桥位
第二节 拱桥设计和构造 一、拱桥的总体布置 拱桥的总体设计应按照适用、经济、安全和美观的原则， 桥梁的长度、跨径、孔数、桥面标高、主拱圈的矢跨比等 桥址 桥位

295 1、确定桥梁的设计标高和矢跨比 (1)拱桥的标高有：桥面标高、拱顶底面标高、起拱线标高、基础底面标高。 拱桥桥面的标高：
①由两岸线跨的纵断面设计来控制； ②要保证桥下净空满足宣泄洪水或通航的要求。 拱桥的主要标高

296 拱顶上缘标高： 拱顶底面标高： 起拱线标高： 基础底面标高决定于基础、地基的稳定性。

297 拱圈的宽度： 取决于桥面净空的宽度。 中、小跨径拱桥：拱圈宽度等于桥面净空宽度减去栏杆宽。
大跨径桥或跨径较小、桥面特宽的城市桥梁：拱圈宽度小于桥宽。

298 公跨拱桥主拱圈宽度一般均大于跨径的1/20。《桥规》规定当主拱圈宽跨比＜1/20时，则应验算拱的横向稳定性。
拱圈的厚度：根据跨径大小、荷载等级、主拱圈材料规格等条件决定。

299 (1)石拱桥 中、小跨径石拱桥主拱圈高度可按下式进行估算： 式中：l0—主拱圈净跨径(cm)； d —主拱圈高度(cm)；m —系致，取4.5~6。 k —荷载系数。

300 大跨径的石拱桥，也可由其它经验公式进行估算。
(2)箱形拱、双曲拱、桁架拱和刚架拱桥 确定箱形拱、拱肋中距≯2.0m的双曲拱、拱片中距≯3.0m的桁架拱和刚架拱时，由经验公式计算主拱圈肋的高度。

301 估算的经验公式为： 式中： H——主拱圈(肋)的高度(cm)；、——系数，根据主拱圈的构造型式不同取值；k——荷载系数，对于各级汽车荷载(汽车－超20级外)。

302

303 矢跨比(f/l)： ①恒载的水平推力Hg与垂直反力Vg之比值，随矢跨比的减小而增大。 ②推力大，拱圈内轴向力也大，对拱圈受力有利，对墩台基础不利。 ③无铰拱：拱圈内的附加内力，拱愈坦(即矢跨比越小)，附加内力越大。

304 ④矢跨比过大，拱脚区段过陡，施工困难，不美观。
应经过综合比较后进行选定。 对于砖、石、混凝土板拱桥及双曲拱桥，矢跨比一般为1/4~1/6，宜超过1/8，箱形拱桥的矢跨比一般为1/6~1/8，圬工拱桥的矢跨比一般不宜小于1/10，钢筋混凝土桁架拱、刚架拱桥的矢跨比一般为1/6~1/10，不宜小于1/12。 “大胆度”：l2/f ：

305 在受地形、地质、通航等条件受限制，可用不等跨的分孔。
2、不等跨连续拱桥的处理方法 多孔连续拱桥：等跨分孔的方案。 在受地形、地质、通航等条件受限制，可用不等跨的分孔。 不等跨分孔的拱桥

306 不等跨拱桥，相邻孔的推力不等： 改善措施： ①不同的矢跨比 在相邻两孔中，大跨径用较大的矢跨比(拱陡)，小跨径用较小的矢跨比 (拱坦些)，使两相邻孔在恒载作用下的不平衡推力差尽量减小。

307 ②采用不同的拱脚标高 大跨径孔的矢跨比大，拱脚降低，减小了拱脚水平推力对基底的力臂。大、小跨的恒载水平推力对基底的弯矩得到平衡。 但拱脚不在同一水平，使桥梁外形欠美观，构造也复杂。

308 ③调整拱上建筑的恒载重量 如要满足美观要求等，可用调整拱上建筑的重量来减小相邻孔间的不平衡推力。于是大跨径可用轻质的拱上填料或空腹式拱上建筑，小跨径用重质的拱上填料或实腹式拱上建筑，以改变恒载重量来调整拱桥的恒载水平推力。

309 三种措施中，从桥梁外观考虑，以第三种为好，在设计中，可将几种措施同时采用。如仍不能达到完全平衡推力的目的，则需设计成体型不对称的或加大桥墩和基础尺寸来解决。

310 3、拱轴线的选择 拱轴线的形状： ①直接影响着拱圈的承载能力； ②影响结构耐久性、经济合理性和施工安全性等。
合理拱轴线：与拱上各种荷载作用下的压力线相吻合，这时拱圈截面只受轴向压力，而无弯矩作用，从而能充分利用圬工材料的抗压性能。

311 拱桥设计的拱轴线应满足四方面的要求： ①尽量减小拱圈截面的弯矩，使主拱圈在计入弹性压缩、均匀温降、混凝土收缩等影响下各主要截面的应力相差不大、且最大限度减小截面拉应力，最好是不出现拉应力；

312 ②对于无支架施工的拱桥，应满足各施工阶段的要求，并尽可能少用或不用临时性施工措施；
③计算方法简便，易为生产人员掌握； ④线型美观，便于施工。

313 目前常用拱轴线型有： (1)圆弧线 线型最简单，施工最方便，容易掌握。但拱轴线与恒载压力线偏离较大，使拱圈截面受力不均匀。 圆弧线常用于15~20m以下的小跨径拱桥。

314 (2)悬链线 实腹式拱桥恒载强度下的拱圈压力线是一条悬链线。因此实腹式拱桥采用悬链线作拱轴线。
对于空腹式拱桥，恒载压力线与拱轴线偏离。但这对拱圈控制载面的内力是有利的。为了设计方便，空腹式拱桥也广泛采用悬链线作为拱轴线。 悬链线是目前我国大、中跨径拱桥采用最普遍的拱轴线型。

315 在竖向均布荷载作用下，拱的合理拱轴线是二次抛物线。对于恒载强度接近均布的拱桥，例如矢跨比较小的空腹式钢筋混凝土拱桥的拱轴线可用二次抛物线。
(3)抛物线 在竖向均布荷载作用下，拱的合理拱轴线是二次抛物线。对于恒载强度接近均布的拱桥，例如矢跨比较小的空腹式钢筋混凝土拱桥的拱轴线可用二次抛物线。 钢筋混凝土桁架拱和刚架拱等轻型拱上结构拱桥的拱轴线也用二次抛物线。

316 大跨径拱桥如果拱上建筑布置很特殊(腹拱跨径特别大)，为了使拱轴线与恒载压力线基本吻合，采用高次抛物线(如四次或六次抛物线)作为拱轴线的。但计算工作量过大，计算难度大，很少采用。

317 总之， 小跨径拱桥可采用实腹式圆形拱或实腹式悬链线拱； 大、中跨径拱桥可采用空腹式悬铁线拱； 轻型拱桥或矢跨比较小的大跨径钢筋混凝土拱桥可以采用抛物线拱。

318 1、主拱圈的构造 主拱圈截面沿拱轴线有等截面或变截面两种。
二、简单体系拱桥的构造 1、主拱圈的构造 主拱圈截面沿拱轴线有等截面或变截面两种。 等截面拱：沿桥跨方向横截面尺寸相同。由于构造简单，施工方便，因此它是目前采用最普通的形式。

319 变截面拱：主拱横截面，从拱顶到拱脚是逐渐变化的。
无铰拱是采用由拱顶向换脚逐渐增大的形式；三铰拱或两铰拱截面在四分之一跨径或跨中处较大，又称镰刀形的截面。

320 矩形实体截面是圬工拱桥主拱圈的基本形式。
(1)板拱桥 矩形实体截面是圬工拱桥主拱圈的基本形式。 特点：构造简单、施工方便，使用广泛。 适用性：在地基条件较好的中、小跨径圬工拱桥。

321 (2)肋拱桥 特点：截面抵抗矩较大，节省材料，截面形状有矩形、T形、工形。

322 建筑材料：混凝土、钢筋混凝土或钢材等或若盛产石料则用石料修建拱肋。
适用：多用于较大跨径的拱桥。

323 (3)双曲拱桥 双曲拱桥主拱圈主要形式 双曲拱桥主拱圈的组成：由拱肋、拱波、拱板和横向联系等组成。

324 特点：截面抵抗矩较大，节省材料。施工方便，广泛应用。
主拱圈有多肋多波形式；拱肋也有多种形式。 特点：截面抵抗矩较大，节省材料。施工方便，广泛应用。 缺点：施工工序多，组合截面整体性较差，易开裂等。 适用：只宜在中、小跨径桥梁中采用。

325 横向联系： 作用：集中荷载作用下，保持各拱肋在横向均匀变形，避免拱波顶出现的纵向裂缝。尤当宽桥时作用明显。 常用型式：横系梁和横隔板，通常布置在拱顶、腹孔墩下面、分段吊装的拱肋接头处等，间距一般为 3~5m。在拱顶部分)加密。对于跨径较小的宽桥，拱顶部分的横向联系更应加强。

326 (4)箱形拱 箱形拱，挖空率50~70%，形成薄壁箱形。 特点：①与板拱相比：减少圬工体积，节省材料， 减轻重量，节省上、下部结构的造价。
②与双曲拱桥相比：相同截面积下，截面抗正负弯矩能力较大，且抗扭刚度大，故截面经济、横向整体性强、稳定性好。

327 ③施工上：无支架施工，吊装构件刚度大、稳定性好，操作安全。
缺点：④箱形拱的制作要求高，需要较大的吊装能力。 适用性：不适应地方群众性建桥。跨径在50m以上的大跨径拱桥才用箱形拱。

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329 单室箱采用矩形或工字箱形等。 特点：构造简单，施工较方便，但一般只宜于现浇的窄桥或作为肋拱桥的箱形拱肋。

330 大跨径箱形拱或肋拱桥，主拱圈一般采用多室箱。

331 2、拱上建筑的构造 按拱上建筑的构造方式有实腹式和空腹式两种。 (1)实腹式拱上建筑
特点：构造简单，施工方便，但填料数量较多，恒载较重，一般小跨径拱桥才用实腹式。 构成：由侧墙、拱填料、护拱以及变形缝、防水层、泄水管和桥面铺装组成。

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333 拱腹填料：施工有填充和砌筑两种方式。 材料：就地取材，如砾石、碎石、粗砂或卵石、粘土等。要求透水性较好，成本较低，侧墙推力小，或在地质条件较差的地区，用轻质材料(如炉渣、石灰、粘土等混合料)。 在多孔拱桥中，还设了护拱。

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335 (2)空腹式拱上建筑 大、中跨径的拱桥，常用空腹式拱上建筑，从而减小恒载，使桥梁轻巧美观。空腹式拱上建筑主要有腹孔和腹孔墩。 1)腹孔
腹孔的型式和跨径的选择，考虑①减轻拱上建筑的重量；②避免荷载过分集中；③拱桥外形协调和美观。

336 腹孔的型式分为两类：拱型腹孔和梁板式腹孔， 腹孔通常对称地布置。
拱型腹孔：圬工拱桥，节省钢材。

337 拱型腹孔：在每半跨内的l/4~ l/3，跨径2. 5~5
拱型腹孔：在每半跨内的l/4~ l/3，跨径2.5~5.5m，小于l/8~ l/15。等跨。拱圈可用石砌、混凝土预制或现浇的圆弧形板拱，矢跨比为1/2~1/6；双曲拱的矢跨比1/4~1/8，微弯板的矢跨比1/10~1/12。 腹拱圈的厚度与它的构造型式和跨径大小等有关。 紧靠桥墩(台)的第一个腹拱，一般是将腹拱的拱脚直接支承在墩(台)上，或跨越桥墩，使桥墩两侧的腹拱圈相连。

338 钢筋混凝土梁或板式结构的腹孔型：大跨径钢筋混凝土拱或无支架施工的拱桥中。
腹孔布置与拱形腹拱基本一致，梁(板)及立柱等可按钢筋混凝土梁(板)桥及钢筋混凝土结构计算配筋。

339 特殊情况下(如腹孔跨径很大)还可采用预应力混凝土的梁或板作腹孔。
全空腹式拱上建筑： 采用连续布设奇数腹拱的全空腹式拱上建筑的型式作用。

340 作用：避免骤变温差加剧主拱顶下缘开裂；减轻结构重量；减小拱轴系数；以利于拱桥施工。但增大了桥梁标高，对城市或平原的拱桥不适用的。

341 2)腹孔墩 腹孔墩可分为横墙式和立柱式两种。
横墙式：石砌、混凝土预制块砌筑或现浇混凝土而成。横墙挖孔是为节省圬工、减轻重量或便于检修人员通行。 特点：自重大，但省钢材，多用砖、石拱桥中。

342 立柱式：由立柱和盖梁组成钢筋混凝土排架结构，立柱下设底梁。立柱及盖梁常用矩形截面。
在河流有漂流物或流冰时，不宜采用立柱式腹孔墩。 腹孔墩的侧面一般做成竖直的，以利施工。

343

344 对于拱上结构与主拱联结成整体的钢筋混凝土空腹式拱桥，在活载或温度变化等因素作用下易使节点附近产生裂缝；为 了使拱上结构不参与主拱受力，使实际结构与按裸拱的计算图式吻合，可将腹孔墩的上、下端设铰。

345 同时在靠近拱顶处的1~2根高度较小的矮立柱 上、下端设铰。

346 3、细部构造 伸缩缝与变形缝 在相对变形(位移或转角)较大的位置设置伸缩缝，而在相对变形较小处设置变形缝。
为使结构的计算图式与实际受力情况相近，避免拱上建筑不规则地开裂，以保证结构的安全使用和耐久性，除在设计计算上应考虑外，还需在构造上采取必要的措施。

347 实腹式拱桥的伸缩缝设在两拱脚的上方，并贯通全桥宽和侧墙全高。伸缩缝一般直线形。

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349 拱式拱上结构的空腹式拱桥，将紧靠桥墩(台)的第一个腹拱圈做成三铰拱，并在靠墩台的拱铰上方的侧墙上，设置伸缩缝，在其余两铰上方的侧墙，设变形缝。
在大跨径拱桥中，必要时还需将靠近拱顶的腹拱圈或其它腹拱也做成两铰拱或三铰拱。拱铰上面面的侧墙也需相应设置变形缝。

350 对于梁板式拱上结构，宜在主拱圈两端的拱脚上设置腹孔墩或采取其它措施与桥墩(台)设缝分开，梁或板与腹孔墩的支承连接宜采用铰接，以适应主拱圈的变形。

351 伸缩缝的宽度为0.02~0.03m。施工时用预制板嵌入砌体或埋入现浇混凝土中。
变形缝则不留缝宽，用干砌或油毛毡隔开即可。

352 拱桥中铰的设置 设铰有三种情况： ①主拱圈按两铰拱或三铰拱设计时，
②空腹式拱上建筑的腹拱圈是两铰或三铰拱，或较矮的腹孔墩上、下端与顶梁、底梁连接处需设铰时； ③施工中为消减主拱圈的附加内力，以及调整主拱圈内力，拱脚(顶)需设临时铰。

353 前两种永久性铰：长期使用，构造复杂，造价高。临时铰：施工结束或基础变形趋于稳定时封固，构造较简单。
拱铰的常用型式有弧形铰、平铰或其它型式的假铰。

354 弧形铰：用石料、混凝土、钢筋混凝土等材料均可做成弧形铰。铰的宽度应等于构件的全宽。弧形铰，主要用来作为主拱圈的拱铰。
石弧形铰 钢筋混凝土弧形铰

355 石拱桥的拱铰，多用现浇混凝土铰代替石铰。当跨径较大，用钢筋混凝土拱铰，其钢筋布置按计算及构造要求确定。

356 平铰：空腹式拱上建筑的腹拱圈，常采用。 特点：构造简单，平面相连，直接抵承。 平铰

357 不完全铰：一般在预制吊装的钢筋混凝土腹拱圈中，设置不完全铰(或称假铰)。它构造简单，使用较广泛。

358 柱铰：在钢筋混凝土空腹式拱桥腹孔墩上、下端设置，这种铰一般为构造简单的不完全铰。

359 铅垫板铰或钢铰：在跨径特大或在特殊情况时用。目前在拱桥中很少采用。

360 1)特点 4、其它类型拱桥的构造 桥型：小型农桥及大型公路桥、城市桥；
材料：钢筋混凝土结构或主体结构用预应力混凝土预制小构件，拼装成大型块件。 (1)桁架拱桥 1)特点 结构受力合理，整体性强，节省材料，自重较轻等特点。

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362 混凝土用量较轻型双曲拱桥还要节省30％，仅与钢筋混凝土T形梁相当。
钢材用量与轻型双曲拱桥接近，比梁式桥则节省较多。 适用性：桁架拱桥对软土地基有较好的适应性。

363 2)主要构造 上部结构一般由桁架拱片、横向联结系和桥面三部分组成。 桁架拱片是桁架拱桥的主要承重结构。
桁架片由上弦杆、腹杆、下弦杆和拱顶实腹段组成。

364 腹杆包括斜杆和竖杆。根据腹杆的不同布置情况，可分为竖杆式、三角形、斜压杆和斜拉杆等四种型式。

365 竖杆式：外形美观，施工较方便，但整体刚度较小，竖杆与上、下弦杆连接的节点处易开裂，故适用于荷载小、跨径较小的桥梁。
三角形腹：腹杆根数少，用料省，整体刚度较大。但节间长度过长，配筋量过大。 竖杆式 三角形

366 斜压杆：斜杆的长度随矢高和节间长度的增大而显著增长，尤其第一个节间内的斜杆更易失稳。
斜拉杆：斜杆受拉而竖杆受压，为了避免拉杆及节点处开裂，减小截面尺寸，采用预应力混凝土斜拉杆，是常采用的型式。 斜压杆 斜拉杆

367 (2)刚架拱桥 横向联系：由拉杆、横系梁、横隔板和剪刀撑等组成。 是有推力的高次超静定结构。
特点：构件少，自重轻，整体性好，刚度大，施工简便，经济指标较先进，造型美观等优点，因此得到了广泛应用。 上部结构由刚架拱片、横向联结系和桥面系等部分组成。

368 有推力的高次超静定结构 刚架拱桥结构构造

369 刚架拱片是刚架拱桥的主要承重结构。 构造：由跨中实腹段的主梁、空腹段的次梁、主拱腿(主斜撑)、次拱腿(斜撑)等构成。 布置：当l<30m时，只设主拱腿的最简单型式； 当l=30~50m时，设置主拱腿和一个次拱腿； 当l＞50m，设置主拱腿和多条斜腿。 斜腿可直接支承在桥墩(台)上，也可支承在主拱腿上。

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371 第五章 其它形式的桥梁 第一节 混凝土斜拉桥 一、基本作用和特点 用多根斜索拉住桥面，跨越较大的河谷障碍的桥叫斜拉桥。

372 预应力混凝土斜拉桥是组合体系桥型， 由斜索(斜缆)、塔柱和主梁三部分组成。 斜索：高强度钢索，从塔柱上伸出并悬吊起主梁，对混凝土主梁起着弹性支承的作用。

373 主梁：大跨度主梁，相当于多跨弹性支承连续预应力梁。
塔柱：主梁荷载由斜索、塔柱等传递给地基。

374 特点： ①节省材料； ②经济合理，利于制作与安装；

375 ③充分利用高强材料； ④结构轻巧，适用性强； ⑤建筑高度小； ⑥抗风稳定性强； ⑦悬臂法施工和架设；

376 缺点： ⑧高次超静定结构，设计变量多，计算复杂； ⑨索与梁或塔的连接构近比较复杂； ⑩施工中高空作业较多，且技术要求严格。

377 二、结构体系 悬浮体系，支承体系，塔梁固结体系和刚构体系。它们的基本特点是： 1、悬浮体系，也称飘浮体系，是弹性支承的单跨梁。主梁的变形和内力的变化较平缓，全跨满载时塔柱处没有负弯矩的尖锋，而弯矩值不到其他三种体系的一半。

378 缺点是横向随意“摆动”，故必须施加一定的横向约束，改善动力性能。
采用悬臂法施工，靠近塔柱处的梁段应设置临时支点。

379 2、支承体系，弹性支承的三跨连续梁。 塔墩支点处产生负弯矩尖峰，须加强该段的主梁截面。主梁设置活动支座，支承体系在横桥方向亦须在桥台和塔墩处设置侧向水平约束来改善体系的抗震性能。 支承体系用悬臂施工。

380 3、塔梁固结体系，相当于梁顶面用斜索加强的一根连续梁。主梁在墩顶处的转角位移会导致塔柱倾斜，使柱顶产生较大水平位移，这样就显著增大了主梁的跨中挠度和边跨的负弯矩，这是体系的弱点。
该体系设置很大吨位的支座。

381 4、刚构体系： 弹性支承的刚构。 优点：刚度大，梁、塔、墩固结处能抵抗大负弯矩。 但刚结点和墩脚处的温度附加弯矩很大。 为消减温度内力，在主梁跨中设置可以容许水平移动的剪力铰，或者设置挂梁。

382 总之，悬浮体系：受力较匀称，主梁可作成等截面，抗风、抗震性能也较好，是采用较多的结构体系。
支承体系：不比悬浮体系有多大的优越性。 塔梁固结体系：塔柱内力最小，温度内力也最小，仅主梁边跨负弯矩较大，整体刚度较小，也是可以考虑采用的结构体系，但支座吨位大。 刚构体系：温度内力巨大，一般都做带挂梁型式，它适用于对抵抗地震和风振无特殊要求的场合。

383 三、构造布置 目前一般采用平行高强钢丝束、平行钢绞线、低合金钢筋等。 斜索本身的构造分为刚性索与柔性索。 1、斜索
斜索是斜拉桥的主要承重构件，宜用抗拉强度高、疲劳强度好和弹性模量较大的钢材做成。斜索的造价约占全桥造价的25~30％。 目前一般采用平行高强钢丝束、平行钢绞线、低合金钢筋等。 斜索本身的构造分为刚性索与柔性索。

384 斜索的立面布置形状有： (1)辐射式——斜索倾角大，钢索用量省。 缺点：①塔柱受力不利，塔顶因斜索集中而使锚固困难。②斜索倾角不一，锚具垫座的制作与安装复杂。 (2)竖琴式——斜索倾角相同，连接构造容易，塔柱受力较有利。外形简洁美观。 缺点是：倾角小，工作效率差，钢索用量多。

385 (3)扇式——特点介于辐射式与竖琴式之间，兼有大部分优点。长大跨径斜拉桥多半采用这种方式。
(4)星式——分散锚固在塔柱上，合并锚在边跨梁端与桥台上；显著减小中跨的挠度，也可避免在中跨加载时边跨产生很大的负弯矩。但倾角最小，在梁上锚固复杂，少用。

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387 在缆索间距上，一般以分散的密索柔性斜索为主。间距一般可小到6~8m。 横截面上布置： 竖直双平面索配合门式塔柱，应用最广；
倾斜双平面条配合A型塔柱，适用于对风振较敏感的大跨径钢斜拉桥； 单平面索布置在中央分车带内，简洁美观，是近代斜拉桥新颖合理的布置形式，但对此必须加大主梁的抗扭刚度，而且主梁要用连续体系； 斜索竖直平面偏离桥中线布置，用于人行桥上。

388 2、塔柱 从桥梁立面看，塔柱主要有独柱型、A型和倒Y型三种。
从桥梁行车方向看，塔柱分为独柱式、双柱式、门式、斜腿门式、倒v式、宝石式和倒Y式等多种型式。

389 独柱型、A型和倒Y型 A型、宝石式和倒Y式 门式、 双柱式、 斜腿门式、独柱式

390 3、主梁 斜拉桥常用的主梁形式，按静力体系有连续梁、悬臂梁和悬臂刚构等。
连续梁：刚度大，整体性好，对抗风、抗震都有利；且挠曲线平顾，对行车也较好，所以一般宜首先考虑采用。 早期修建的斜拉桥较多采用带挂梁的悬臂梁或刚构形式，这种主梁体系一般适用于软土基地，但对抗震较不利。

391 混凝土斜拉桥主梁的截面形式有：①板式结构，
最简单，抗风性能也好，它适用于双面密索且宽度不大的桥。当板厚较大用芯模留出圆孔而做成空心板； ②将主梁对准斜索平面而分离设置在两侧的结构布置， 其优点是用悬臂法分段拼装主梁后再安装桥面 肋板，施工极为方便。 ②

392 ③ ③和④的封闭式箱形截面抗扭刚度大，可用于单平面索布置的斜拉桥。倾斜式腹板的抗风性能和在美观上均优于竖直腹板的，但施工稍困难些。 ④ ④ 中箱梁内的预应力混凝土斜撑是为了在桥中线处锚固斜索的需要而设置的

393 ⑤ ⑤半封闭箱形截面：两端局部加厚以便双平面斜索的锚固，外缘并做尖成风嘴状以减小迎风阻力。⑥若两个斜索面在桥中央靠近布置，而两侧伸出较长悬臂肋板的新颖截面型式，中央带宽作为人行过道，两旁为行车道。 ⑥