『壹』 有关桥梁的研究性报告
研究性学习报告
课题:桥梁的研究
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一、中国桥梁五十年回眸
二、桥梁名人
李 春
茅以升
林同炎
邓文中
李国豪
林元培
冯泉钧
三、桥梁知识点滴
1、桥梁的分类
按使用性分为公路桥、公铁两用桥、人行桥、机耕桥、过水桥等。
按跨径大小和多跨总长分为小桥、中桥、大桥、特大桥。
桥梁分类 多孔跨径总长L(米) 单孔跨径L0(米
特大桥 L≥500 L0≥100
大桥 L≥100 L0≥40
中桥 30<L<100 20≤L0<40
小桥 8≤L≤300 5< L0<20
涵洞 L<8 L0<5
按行车道位置分为上承式桥、中承式桥、下承式桥。
按承重构件受力情况可分为梁桥、板桥、拱桥、钢结构桥、吊桥、组合体系桥(斜拉桥、悬索桥)。
按使用年限可分为永久性桥、半永久性桥、临时桥。
按材料类型分为木桥、圬工桥、钢筋砼桥、预应力桥、钢桥。
2、桥梁结构知识
一.桥梁的组成部分与各部分的作用
根树干架在两岸就形成了一座最简单的单孔独木桥。其所承受的重力(竖直的)或外力(竖直的或水平的),叫做荷载。树干作为梁,起承受重力的作用,在桥梁上的学名就叫做承重结构。
二.上部结构
近代桥梁由于所承受的载重和跨度都比较大,结构就比上面说的要复杂一点。拿上部结构来说,如果承重结构是梁,就叫做主梁,可以用钢(钢板栗、钢箱梁、铜街梁)、钢筋混凝土(跨度不大时)或预应力混凝土做成。承重结构如果是拱,就叫做主拱(多于一片拱时拱肋);如果是悬索,就叫做主索或大缆。
桥面设在承重结构上方的叫做上承式桥;桥面设在承重结构下方的叫做下承式桥(在两片(或数片)主梁之间用纵向的及横向的杆件,将两片很薄的主梁联成一个协性较大的空间结构,以抵抗横向的及纵向的力(风力、车辆摇摆力、线路在曲线上时的离心力等)。这些联结杆件形成一个联结系统,叫做联结系。于是上部结构便扩充为四个部分,即:1.桥面;2.桥道结构;3.承重结构及4.联结系。
三.下部结构
荷载是通过上部结构的承重结构传递至下部结构的墩台顶面的。为了使上部结构与下部结构的受力明确(在支点处力的作用位置明确),以便进行精确的力学计算,同时为了上部结构与下部结构之间的连接可靠,必须在上、下部结构之间有一个保证力的作用位置明确并且连接牢固的支点构造,这个支点构造就叫做支座。对于梁式桥来说,由于荷载和温度的作用,梁都会发生变形。这种变形在支座处有两种:一种是梁弯曲时的转动变形;一种是梁伸缩时的移动变形。既允许梁作伸缩变形又允许梁作转动变形的支座叫活动支座;只允许梁作转动变形而不能作伸缩变形的支座叫固定支座。每根梁只能有一个固定支座,其余的均为活动支座
桥墩与桥台一般用砖、石砌筑或混凝土灌筑而成,在旱地上有时可用钢做成。承受墩台底部压力的土壤或岩石叫做地基。如果地基具有设计需要的足够的承载力,那么就可将墩台身的底面根据地基承载力的大小和墩台稳定的需要适当扩大,直接支承在距地面深度不大的地基上。这个扩大了的部分就叫做扩大基础或浅基础。如果地基浅层的承载力不足以承受墩台身传下的压力,则要将基础下降到一定的深度,直到满足承载力的需要为止。下降的方法一类叫沉井,一类叫沉桩。沉井与沉桩统称深基础。深基础与浅基础在受力方面的不同之处在于:浅基础只靠基础底部面积传递压力;深基础则除了依靠沉井或桩尖的底部面积将压力传递给地基以外,还依靠井壁和极壁与土层间的摩阻力,将一部分荷载传至地基。所以深基础的承载能力要比浅基础为大。
这样一来,桥梁的下部结构通常就由三个部分组成:1.支座;2. 墩台;3.基础。
桥梁结构:拱桥式
在竖直荷载作用下,作为承重结构的拱肋主要承受压力。拱桥的支座则不但要承受竖直方向的力,还要承受水平方向的力。因此拱桥对基础与地基的要求比梁桥要高。下图分别表示上承式拱桥(桥面在拱肋的上方)、中承式拱桥(桥面一部分在拱肋上方,一部分在拱助下方)与下承式拱桥(桥面在拱肋下方)。仅供人、言行走的拱桥可以把桥面直接铺在拱肋上。而通行现代交通工具的拱桥,桥面必须保持一定的平直度,不能直接铺在曲线形的拱肋上,因此要通过立柱或吊杆将桥面间接支承在拱肋上。
下承式拱桥可做成系杆拱,即在拱脚处用一报称为系杆的纵向水平受拉杆件将两拱脚连接起来。此时作用于支座上的水平推力就由系杆来承受,支座不再承受水平方向的力。这样做可以减轻地基承受的荷载,特别是在地质状况不良时。
桥梁结构:斜拉桥
斜拉桥日文称"斜张桥",德文称"斜索桥",英文称"拉索桥(Cable Stayed Bridge)"。将梁用若干根斜拉索拉在塔在上,便形成斜拉桥。与多孔梁桥对照起来看,一根斜拉索就是代替一个桥墩的(弹性)支点,从而增大了桥梁的跨度。
斜拉桥这种结构型式古已有之。但是由于斜拉索中所受的力很难计算和很难控制,所以一直没有得到发展和广泛应用。直到本世纪中,由于电子计算机的出现,解决了索力计算难的问题,以及调整装置的完善,解决了索力的控制问题,使得斜拉桥成为近50年内发展最快,应用日广的一种桥型。
下承式拱桥可做成系杆拱,即在拱脚处用一报称为系杆的纵向水平受拉杆件将两拱脚连接起来。此时作用于支座上的水平推力就由系杆来承受,支座不再承受水平方向的力。这样做可以减轻地基承受的荷载,特别是在地质状况不良时。
桥梁结构: 梁桥式
在竖直荷载作用下,梁的截面只承受弯短,支座只承受竖直方向的力。多孔架桥的梁在桥墩上不连续的称为简支梁;在桥墩上连续的称为连续梁;在桥墩上连续,在桥孔内中断,线路在桥孔内过渡到另一根梁上的称为悬臂梁。支承在悬臂上的简支架称为挂梁;伸出有悬臂的梁称为锚梁。架式桥的梁身可以做成实腹的,也可以做成空腹的(称为桁梁)。
3、跨线桥桥型设计
随着我国公路交通事业的发展,近年来互通式立交桥和跨线桥越来越多。这些立交桥和跨线桥不仅是公路交通的重要组成部分,而且已经成为现代的标志性建筑。一个好的桥型设计,能使立交桥在发挥其自身通行能力的同时,体现出对周围环境的美化作用,有的甚至被看作现代建筑中的艺术品。因而在选择桥型时,既要考虑实施的可行性,符合经济适用的原则;同时,又要考虑建筑造型艺术,满足美观要求。这一点已经被当今越来越多的设计者所重视,并且成为现代工程设计的一个重要特征。本文结合笔者对“桥南村”跨线桥的设计,提出应该在适用的基础上,对结构进行美化设计,并针对跨线桥桥型设计中一些认识问题进行探讨。
1实例桥简介
“桥南村”桥(以下称为“实例桥”)是南京机场高速公路K17+006处的一座上跨主线的分离式跨线桥,与高速公路呈10°斜交角。桥面宽度为:7+2×0.75m,行车道净宽7m。设计荷载:汽车—20级,挂车—100。此桥处在R=2500m的凸曲线中,左右纵坡对称,均为3%。桥下净空高度按略超过5m设计。本实例桥上部采用5×20m普通钢筋混凝土等高度连续箱梁结构,下部采用无盖梁独柱式桥墩及肋板式桥台,基础为钻孔灌注桩。该桥已于1997年6月28日与南京机场高速公路同步建成通车。
2桥型选择
通常,选择桥型应根据适用、美观、经济合理以及设计施工的难易程度等因素进行综合分析,以最终确定工程实施方案。对于跨线桥而言,经过国内工程技术人员多年的实践,目前所采用的型式已基本集中为预制空心板梁和等高度连续箱梁。这中间尤其以空心板梁居多。但是笔者认为,在设计方案时应该以首先考虑等高度连续箱梁方案为佳。其原因是:
⑴在当今社会,人们对于美的要求越来越高,对周围的建筑物,也同样要求美观。如今的设计师应该顺应这种要求,在对结构本身强度进行设计的同时,也应该对结构进行美化设计。作为跨线桥,因为下边要通车,就更为引人注目。因而要尽量减少横向墩的数量,加强下部空间的透视度,增加墩的纤细感,这对整个跨线高架桥是否美观并具有现代的气势,起着很重要的作用。而就这一点来说,只有当采用箱形连续梁方案时才能做到,因为箱形截面抗扭刚度很大,对于需要在其梁底下设置独柱单支点的支承形式特别有利。这时,下部结构可以根据美观要求,做成无盖梁的独柱式结构。但如果上部结构采用预制拼装式板梁的话,下部就只能做成传统形式的有盖梁式墩台结构,难以达到美观要求。
⑵等高度连续箱梁桥整体性好,耐久性强,行车舒适。箱梁顶板和底板都具有较大的面积,能有效地抵抗弯矩,受力合理。桥墩处也不需要设置伸缩缝,梁长伸展,加上梁高一致,整个桥梁外型简洁优美,线条流畅。
⑶对现代跨线桥来说,弯、坡、斜桥已越来越多。如采用预制板桥,那对弯、坡、斜的平面布置处理就比较复杂,设计和施工随之也带来一些问题。譬如,如何使桥梁各部位、各板块之间准确地组合,斜弯桥的各板端细部处理、端部与端部的联结构造以及墩台长度、墩台轴线交角、墩台横坡和各点高差计算等等都比较繁琐,施工中对于诸特征点的座标及高程控制要求非常严格。再者,如果是预应力空心板,那么实际施工中每片预应力板梁在钢筋张拉后的上拱值,由于混凝土龄期的不同往往会有较大差别,以至于造成板梁间连接不顺畅,或是桥面铺装层厚度不能统一、甚至摊铺困难等较为严重的后果,施工质量难以保证。与斜交空心板梁相比,如采用等高度连续箱梁配以独柱墩,则结构轻巧,由于其上部为整体化结构,下部又无盖梁,细部构造比弯斜板桥好处理得多,上述一些不利之处几乎都可以避免,有其独到优点。并且,等高度连续箱梁桥斜交跨越主线时,采用独柱单点支承则可将斜桥改为直桥,实际增大了主线两侧的有效净空,相应地加大了桥梁的跨径。因此,这种独柱式结构非常适合于弯、斜桥。
⑷采用等高度连续梁体系,由于在桥墩支点处负弯矩的存在,使得其跨中正弯矩同简支空心板体系的跨中正弯矩相比显著减小,这就意味着可以节省上部结构的材料数量,减轻梁体自重,也使得下部结构桥墩部分的工程数量相应减少。这些都可以从实例桥中得到验证。实例桥曾对预应力空心板梁方案作了较为详细的技术经济比较,同样是5孔20m的上部构造,采用预应力空心板梁的上部所需主要材料用量为:混凝土C50数量546.9,钢绞线13236.1,普通钢筋29042.2;而最后采用的实施方案—等高度连续箱梁的上部主要材料用量为:混凝土C30数量361.7,普通钢筋105068.2。相比之下,如果考虑钢绞线及其工艺特点,两种方案的综合用钢指标相差不多,但是在混凝土用量上,即使不考虑强度等级差异(板梁混凝土强度等级相对更高一些),普通钢筋混凝土等高度连续箱梁比简支空心板梁竟少用混凝土将近1/3。这样,上部构造的重量大大减轻了,随之当然也节省了墩台和基础的材料用量,体现出技术经济上的优越性。还要指出的是,跨线桥目前一般常用的跨径在16~25m之间,上述20m跨径两种桥型间的对比应该说具有较强的代表性。因此可以讲,同等桥长时,在跨线桥的通常跨径范围内,等高度连续箱梁型式比预应力空心板梁主要材料节省、重量轻,上下部构造均十分轻巧,具有很好的技术经济指标。
3结构造型
结构造型与各部位尺寸比例应相互协调。例如跨径与梁高及桥下净空比例,墩柱直径与高度及桥梁跨径的比例,主桥箱梁翼缘板悬挑长度与梁高的比例等。在这些方面,实例桥做得非常成功,墩柱和梁体结构简洁流畅,纤细轻巧,连续和谐。
4横截面设计
常用的箱形梁截面有单箱单室、单箱双室、双箱单室和双箱双室截面等几种,实际采用何种横截面形式,一般应根据桥的宽度和施工方便性来决定。对实例桥来说,采用单箱单室截面,可以方便施工,同时也节省了材料,其箱顶宽为8.5m,箱底宽4.0m,两侧翼板各挑出2.25m,并采用直腹板。用支架法现场浇筑施工时,这种单箱单室的截面设计有利于全断面一次浇筑成型,设计成直腹板则对施工更加有利。实例桥采用较大的翼板挑出长度,主要是为了美观,同时也考虑到要充分利用箱梁受力特性的变化情况,减小箱底宽度以适当提高正弯区截面重心,充分发挥底板受力筋的作用,减轻箱梁自重。需要指出的是,虽然大挑臂的翼板设计有利于美观效果,但对于类似本桥这样的普通钢筋混凝土连续箱梁桥,如果想用施加横向预应力来增大翼板的挑出长度,则并不可取,那样既不经济,又使施工工艺变得复杂,而且箱室太窄,箱梁在局部荷载作用下,横向弯曲应力往往很大,这样箱梁的横向配筋就要大大增加。
5。下部构造
下部构造应能满足上部结构对支撑受力的要求,同时在外形上要做到与上部构造相互协调、布置匀称。实例桥采用无盖梁独柱式桥墩,与连续箱梁的大挑臂结构相配合,能够充分利用桥下空间,简洁明快,外形美观,通透性好,施工方便。对于墩柱的截面形式,一般来说取作圆形看起来更美观一些,墩柱的直径要根据其同上部结构的协调关系及所需盆式橡胶支座的平面尺寸来定。对于一般的跨线高架桥,墩柱直径可在1.0~1.6m之间,本实例桥实际采用柱直径1.1m。实例桥还将其中间的3号墩作为制动墩,墩顶设固定支座,并加强了3号墩的墩柱及桩基配筋,来抵抗汽车制动力作用。实例桥的独柱墩基础设置为单排双钻孔桩,桩径1.0m,承台按斜桥向布置,这种布置形式能使承台在主线中央分隔带位置顺应主线走向,较合理。另外,桥台的形式采用肋板式,这种型式的桥台适用性较强。
6。结构施工
跨线高架式混凝土连续箱梁桥所采用的支架立模、现场浇筑方法,能广泛采用现代施工技术和设备,尤其能适应弯桥和有竖曲线的连续箱梁,施工中上部结构的几何位置易于调整。此方法在梁体施工时,支架工程是主要的一项工作,目前多采用组合式钢管支架。其质量稳定可靠,搭设速度快,可以多次周转使用。除此以外,如能使用混凝土泵车等较先进的设备,则更能体现“省”和“快”。这种非预应力的等高度连续箱梁结构,施工并不复杂,其整体现浇式梁更为经济,而且非常美观,工期也较短,经济及社会效益明显。也因为此法是在桥位上现浇施工,可免去大型的运输设备,省去了预制吊装用的架桥机、贝雷桁架或龙门等一些大型安装设备,其优势还在于一次可以进行多孔桥的连续浇筑施工,一气呵成,桥梁整体性好,结构的耐久性强。
7结束语
⑴在进行跨线桥设计时,应该把对结构的美化设计放在突出位置;在考虑结构自身强度的同时,应注重桥梁造型艺术。
⑵结构造型与各部位尺寸比例应相互协调,梁体结构要舒展流畅,讲究其线型,下部构造要简洁轻巧,通透性好。
⑶多跨等高度连续箱梁配以无盖梁独柱式桥墩,具有现代建筑风格和特色。此桥型整体性好、耐久性强、行车舒适,所用材料省,工期较短,并且非常适合于弯、坡、斜桥形式,富有强大的生命力。在支架法就地浇筑可以实现的情况下,应将其作为跨线高架桥优先考虑的桥型。
4.桥梁建设的成就与发展趋势
一、斜拉桥
我国在400米以上大跨径斜拉桥建设中,创造了自己独特的风格:
索塔采用混凝土塔、不用钢塔。最高的混凝土塔为徐浦大桥,塔高210米;
索塔型式多种多样,有A型、倒Y型、H型、独柱;
主梁结构类型多种,有钢箱梁4座、混合式5座、结合梁4座、混凝土梁7座;
斜拉索采用平行钢丝的有15座、钢绞线的有3座。
2001年建成的名列世界第三位的南京长江二桥钢箱梁斜拉桥(主跨628米)和名列世界第五位的福建青州闽江结合梁斜拉桥(主跨605米)均处于世界斜拉桥领先地位。整体来说,我国斜拉桥设计施工水平已迈入国际先进行列,部分成果达到国际领先水平。目前,我国正在筹划建设的香港昂船洲大桥、江苏苏通大桥,其主跨均达到1000米以上,斜拉桥建设技术将要有新的突破。
二、悬索桥
悬索桥是特大跨径桥梁的主要型式之一,悬索桥优美的造型和宏伟的规模,人们常将它称为“桥梁皇后”。当跨径大于800米,悬索桥方案具有很大的竞争力。我国在90年代以前,虽也修建了60多座悬索桥,但跨径小,桥面窄,荷载标准低。
悬索桥由主缆、塔架、加劲梁和锚碇四部分组成。大缆以AS法(空中送丝法)或PPWS法(预制束股法)制造,美国、英国、法国、丹麦等国均采用AS法,中国、日本采用PPWS法。塔架型式一般采用门式框架,材料用钢和混凝土,美国、日本、英国采用钢塔较多,中国、法国、丹麦、瑞典采用混凝土塔。加劲梁有钢桁架梁和扁平钢箱梁,美国、日本等国用钢桁架梁较多,中国、英国、法国、丹麦用钢箱梁较多。锚碇有重力式锚碇和隧道锚碇,采用重力式锚碇居多。
三、PC连续刚构桥
PC连续刚构桥比PC连续梁桥和PCT型刚构桥有更大的跨越能力。近年来,各国修建PC连续刚构桥很多,随着世界经济发展,PC连续刚构桥将得到更快发展。1998年挪威建成了世界第一stolma桥(主跨301米)和世界第二拉夫特桥(主跨298米),将PC连续刚构桥跨径发展到顶点。我国于1988年建成的广东洛溪大桥(主跨180米),开创了我国修建大跨径PC连续刚构桥的先例,十多年来,PC梁桥在全国范围内已建成跨径大于120米的有74座。世界已建成跨度大于240米PC梁桥17座,中国占7座,其中西部地区占5座(表五)。1997年建成的虎门大桥副航道桥(主跨270米)为当时PC连续刚构世界第一。近几年相继建成了泸州长江二桥(主跨252米)、重庆黄花园大桥(主跨250米)、黄石长江大桥(主跨245米)、重庆高家花园桥(主跨240米)、贵州六广河大桥(主跨240米),近期还将建成一大批大跨径PC连续刚构桥。我国大跨径PC连续刚构桥型和PC梁桥型的建桥技术,已居世界领先水平。
四、拱 桥
1.石拱桥
石拱桥是我国历史悠久的源远流长的一种技术。最近又有新的突破,2001年建成的山西晋城晋焦高速公路丹河大桥,跨径146米,是世界最大跨度的石拱桥。
2.混凝土拱桥
混凝土拱桥分箱形拱、肋拱、桁架拱。我国采用缆索吊装架设法施工的最大跨度是1979年建成的四川宜宾马鸣溪大桥(主跨150米),采用拱架法施工的最大跨度是1982年建成的四川攀枝花市宝鼎大桥(主跨170米),采用支架法施工的最大跨度是河南许沟大桥(主跨220米),采用转体法施工的最大跨度是1990年建成的重庆涪陵乌江大桥(主跨200米)。在这个时期,国外混凝土拱桥最大跨度已达390米(前南斯拉夫克尔克桥,1980年建成)。此时,我国与国外差距最少10年。1990年宜宾南门金沙江大桥在国内首先采用劲性骨架,建成了主跨240米中承式钢骨混凝土拱桥,接着广西邕宁邕江大桥改进了工艺(钢骨采用钢管混凝土)使这种施工方法又跨上了一个新台阶,于1996年建成了主跨312米中承式钢骨混凝土拱桥、1997年建成的重庆万州长江大桥(主跨420米),为世界最大跨度的混凝土拱桥。与此同时,贵州江界河大桥建成了世界最大跨度的混凝土桁架拱桥(主跨330米)。据统计,世界上已建成跨径超过240米混凝土拱桥15座,中国占4座,而跨径大于300米的混凝土拱桥,世界上仅有5座,中国占3座,其中西部地区占2座(表六)。我国大跨度混凝土拱桥的建设技术,居国际领先水平。
(1) 钢管混凝土拱桥
钢管混凝土是一种钢-混凝土复合材料,具有高强、支架、模板三大作用,自架设能力强,较好地解决了大跨径拱桥经济、省料、安装方便,后期承载能力高的问题。该桥型我国近年来发展很快,自90年代以来,我国建成跨径大于120米钢管混凝土拱桥40多座,建成跨径大于200米的13座,(表七),最大跨径为2000年建成的广州ㄚ髻沙珠江大桥(主跨360米)中承式钢管混凝土拱桥,为世界第一钢管混凝土拱桥。相继建成的还有武汉江汉三桥(主跨280米)、广西三岸邕江大桥(主跨270米)等多座钢管混凝土拱桥。
表七:中国大跨径钢管混凝土拱桥
目前正在建设的巫山长江大桥(主跨460米),这将又是一座创世界纪录特大跨径钢管混凝土拱桥。
(2) 钢拱桥
世界最大跨径钢拱桥是1997年建成的美国新河桥(主跨518.2米)上承式钢桁架拱桥;名列第二是1931年建成的美国贝尔桥(主跨504米)中承式钢桁架拱桥;名列第三是1932年建成的澳大利亚悉尼港桥(主跨503米,公铁两用)中承式钢桁架拱桥。我国大跨径钢拱桥修建较少,最大跨径的钢拱桥是四川攀枝花3002桥(主跨180米)(表八)。
上海最近动工建设的芦浦大桥(主跨550米)中承式钢箱拱桥,建成后比世界第一的美国新河桥还长31.8米,将夺冠世界第一钢拱桥。
五、21世纪世界桥梁的发展趋向
综观大跨径桥梁的发展趋势,可以看到世界桥梁建设必将迎来更大规模的建设高潮。
就中国来说,国道主干线同江至三亚就有5个跨海工程,渤海湾跨海工程、长江口跨海工程、杭州湾跨海工程、珠江口伶仃洋跨海工程,以及琼州海峡工程。其中难度最大的有渤海湾跨海工程,海峡宽57公里,建成后将成为世界上最长的桥梁;琼州海峡跨海工程,海峡宽20公里,水深40米,海床以下130米深未见基岩,常年受到台风、海浪频繁袭击。此外,还有舟山大陆连岛工程、青岛至黄岛、以及长江、珠江、黄河等众多的桥梁工程。
在世界上,正在建设的著名大桥有土耳其伊兹米特海湾大桥(悬索桥,主跨1668米);希腊里海安蒂雷翁桥(多跨斜拉桥,主跨286+3×560+286米),已获批准修建的意大利与西西里岛之间墨西拿海峡大桥,主跨3300米悬索桥,其使用寿命均按200年标准设计,主塔高376米,桥面宽60米,主缆直径1.24米,估计造价45亿美元;在西班牙与摩洛哥之间,跨直布罗陀海峡桥也提出了一个修建大跨度悬索桥,其中包含2个5000米的连续中跨及2个2000米的边跨,基础深度约300米。另一个方案是修建三跨3100米+8400米+4700米的巨型斜拉桥,基础深约300米,较高的一个塔高达1250米,较低的一个塔高达850米。这个方案需要高级复合材料才能修建,而不是当今桥梁用的钢和混凝土。
六、桥梁技术的发展方向
1.大跨度桥梁向更长、更大、更柔的方向发展
研究大跨度桥梁在气动、地震和行车动力作用下,结构的安全和稳定性,将截面做成适应气动要求的各种流线型加劲梁,增大特大跨度桥梁的刚度;
采用以斜缆为主的空间网状承重体系;
采用悬索加斜拉的混合体系;
采用轻型而刚度大的复合材料做加劲梁,采用自重轻、强度高的碳纤维材料做主缆。
2.新材料的开发和应用
新材料应具有高强、高弹模、轻质的特点,研究超高强硅烟和聚合物混凝土、高强双相钢丝钢纤维增强混凝土、纤维塑料等一系列材料取代目前桥梁用的钢和混凝土。
3.在设计阶段采用高度发展的计算机辅助手段,进行有效的快速优化和仿真分析,运用智能化制造系统在工厂生产部件,利用GPS和遥控技术控制桥梁施工。
4.大型深水基础工程
目前世界桥梁基础尚未超过100米深海基础工程,下一步需进行100~300米深海基础的实践。
5.桥梁建成交付使用后,将通过自动监测和管理系统保证桥梁的安全和正常运行,一旦发生故障或损伤,将自动报告损伤部位和养护对策。
6.重视桥梁美学及环境保护
桥梁是人类最杰出的建筑之一,闻名遐尔的美国旧金山金门大桥、澳大利亚悉尼港桥、英国伦敦桥、日本明石海峡大桥、中国上海杨浦大桥、南京长江二桥、香港青马大桥,这些著名大桥都是一件件宝贵的空间艺术品,成为陆地、江河、海洋和天空的景观,成为城市标志性建筑。宏伟壮观的澳大利亚悉尼港桥与现代化别具一格的悉尼歌剧院融为一体,成为今日悉尼的象征。因此,21世纪的桥梁结构必将更加重视建筑艺术造型,重视桥梁美学和景观设计,重视环境保护,达到人文景观同环境景观的完美结合。
在20世纪桥梁工程大发展的基础上,描绘21世纪的宏伟蓝图,桥梁建设技术将有更大、更新的发展。
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『贰』 钢管混凝土墩柱为什么要采用补偿收缩混凝土
钢管混凝土墩柱一般是大体积混凝土,用补偿收缩混凝土可以使得混凝土水化过程中的收缩得到适当补偿,达到减少开裂的目的。
『叁』 钢管混凝土结构允许内部脱空缺陷率多少
第章 桥梁总体规划与布置
1.桥梁建设基本程序
2.桥梁设计前应调查收集哪些基本资料
3.预阶段任务
4.工阶段任务
5.初步设计阶段任务
6.技术设计内容
7.施工图设计内容
8.公路桥梁设计基本原则
9.桥梁设计应满足哪些基本要求
10.何确定桥梁主要技术标准
11.桥梁规划何考虑综合利用
12.选择桥位应注意哪些问题
13.桥轴线线向与水流主向致办
14.桥梁纵断面设计包括哪些内容
15.桥梁横断面设计包括哪些内容
16.确定桥面标高需考虑哪些素
17.与桥梁设计关河流水位哪些桥梁设计必须掌握些资料
18.桥梁净跨径总跨径几何定义
19.确定桥梁全
20.较桥梁进行孔般要考虑哪些主要素
21.、跨桥梁两端要设置桥引道
22.桥梁结构基本体系哪些
23.座桥梁由哪几部组
24.区跨河桥、跨线桥、高架桥栈桥
25.桥梁美
26.桥梁建筑艺术设计应考虑哪些素
27.叫估算、概算、预算决算编制范围依据
28.叫桥面净空
29.叫桥净空
30.划、、桥
31.确定计算跨径
32.桥梁高度、桥净空高度建筑高度同
33.叫净矢高、计算矢高矢跨比
34.叫洪水频率设计洪水频率
35.桥梁墩台冲刷种现象
36.桥前雍水种现象
37.情况设置导流堤
第二章 设计荷载及作用
1.公路桥梁设计荷载主要几类
2.永久荷载包括哪些内容
3.基本变荷载包括哪些内容
4.其变荷载包括哪些内容
5.偶荷载主要指哪几种
6.城市桥梁采用汽车荷载与公路桥梁所采用哪些差异
7.叫汽车挂车等代荷载
8.叫做荷载横向布系数
9.叫荷载折减系数
10.叫荷载内力增系数
11.叫做汽车荷载冲击系数
12.荷载组合共哪几种
13.用平板挂车或履带车进行验算计冲击力影响
14.叫施工荷载
15.叫做主土压力
16.叫静止土压力
17.叫土压力
18.叫做温度梯度
19.叫温差叫局部温差
20.叫混凝土徐变系数
21.桥梁设计风荷载由哪几部组
22.叫基本风速
23.叫设计基准风速
24.叫阵风系数
25.叫空气静力系数
26.叫震震级叫震烈度
27.叫水平震系数
28.叫抗震析程析反应谱析
29.船或漂流物墩台撞击力应何计算
30.叫做荷载安全系数
31.叫做材料安全系数
32.叫做工作条件系数
第三章 梁式桥
1.按静力体系划梁式桥主要包括哪几种
2.按承重结构截面划梁式桥哪几种
3.永久性梁桥主要由哪几种材料筑
4.按平面布置梁式桥哪几种
5.叫桥面简易连续结构连续梁式桥
6.肋梁桥间横隔梁(板)起作用
7.箱形截面梁内横隔板起作用
8.装配式板桥T梁桥板与板间、梁肋与梁肋间连结式哪几种
9.叫先张预应力混凝土板桥
10.叫张预应力混凝土梁桥
11.预应力混凝土肋梁桥除预应力筋束外需布置哪些普通构造钢筋
12.钢垫板间接钢筋哪几种形式作用
13.斜梁桥斜度斜交角定义同
14.斜板桥端部预留锚栓孔
15.斜板桥配筋哪些要点
16.叫扇形弯梁桥叫斜弯梁桥
17.平面弯梁桥两端支座反力按规律变化哪些效措施防止支座脱空
18.弯梁桥横坡应设置
19.悬臂体系梁式桥哪几种用布置形式
20.悬臂梁桥布孔要注意些
21.悬臂梁桥牛腿起作用设计牛腿要注意些
22.跨度连续梁桥沿纵向般设计变高度形式
23.箱形横截面布置应考虑哪些素
24.变截面连续体系梁桥箱梁梁高应何拟定
25.变截面连续体系梁桥箱梁腹板厚度应何确定
26.变截面连续体系箱梁顶板、底板厚度应何拟定
27.何控制预应力梁腹板斜裂缝
28.何防止箱梁顶板裂
29.跨连续体系梁桥混凝土徐变产何控制徐变
30.混凝土钢筋腐蚀主要与哪些素关何控制
31.钢筋保护层作用
32.同环境混凝土结构耐久性设计应考虑哪些素
33.叫三向预应力结构
34.张预应力混凝土梁梁端设计应注意哪些问题
35.板荷载效布宽度含义
36.叫荷载横向布刚性横梁
37.叫荷载横向布修偏压力
38.叫荷载横向布铰接板(梁)
39.刚接梁与铰接板(梁)差别哪
40.叫做荷载横向布杠杆原理
41.叫做荷载横向布比拟交异性板
42.应用等代简支梁析非简支其梁式体系桥荷载横向布
43.超静定预应力混凝土梁桥哪些素使结构产二内力
44.用等效荷载求解预应力总预矩要点哪些
45.用换算弹性模量求解混凝土徐变内力要点
46.混凝土徐变静定结构产内力
47.静定梁式结构呈非线性变化温度梯度否引起结构内力
48.温度沿截面高度呈均匀变化于水平约束连续梁否导致内力
49.照温差使箱梁产横桥向内力
50.弯梁桥由于温度混凝土收缩引起平面内位移向同由于预加力混凝土徐变影响引起位移向差别
51.箱形截面梁由于发畸变产哪些应力
52.叫箱形梁剪力滞效应T形截面梁工字形截面梁剪力滞效应
53.情况箱形梁翼缘现负剪滞效应
第四章 刚构桥
1.刚构桥结构构造主要特点
2.单跨刚构桥哪两种主要形式
3.单孔门式刚构桥立柱与柱基间做铰接形式
4.跨刚构桥做哪几种形式
5.带挂梁T形刚构桥具哪些优缺点
6.带剪力铰T形刚构桥与带挂梁T形刚构桥受力哪些差别
7.三跨连续刚构桥比单跨门式刚构桥受力讲优点
8.连续刚构桥般采用柔性墩
9.连续刚构桥墩柱立面采用哪几种形式
10.连续刚构桥桥墩防撞问题比连续梁桥显更重要些
11.预应力混凝土连续刚构桥跨越能力较连续梁
12.连续刚构桥梁边跨与跨比例范围内较合适
13.何拟定预应力混凝土连续刚构桥各种尺寸
14.刚构连续组合梁桥种桥型
第五章 拱桥
1.按照静力图式拱桥哪几种类型
2.按照桥面所处空间位置拱桥哪几类
3.主拱圈截面形式哪几种
4.拱桥般由哪些材料建
5.承式拱桥拱建筑主要哪几种构造式
6.空腹式拱建筑梁式腹孔采用哪几种形式
7.空腹式拱建筑拱式腹孔拱圈采用哪几种形式
8.实腹式拱建筑拱背填料做哪两种式
9.空腹式拱建筑腹孔墩主要哪两种形式
10.承式拱桥般哪些部位设置伸缩缝或变形缝
11.拱桥用铰形式哪些
12.石拱桥拱圈与墩、台及腹孔墩相连接处要设置五角石
13.拱桥设置铰情况哪几种
14.设计拱桥设计具直接影响标高哪几
15.设计孔连续拱桥必须采用等跨径采用哪些措施平衡推力
16.拱桥设计用拱轴线哪些
17.工程设计少采用三铰拱
18.双曲拱桥种桥型主拱圈由哪几部构
19.箱形截面拱组式哪几种
20.箱形拱桥哪些特点
21.拱桥合拢何要强调低温合拢
22.近似计算拱桥混凝土收缩效应
23.桁架拱桥由哪几主要部组
24.刚架拱桥桥型基础演变
25.用桁架拱桥设置斜腹杆比设斜腹杆要
26.斜腹杆桁架拱哪几种形式
27.刚架拱桥部构造支座按其所部位哪几种具体构造要求
28.承式或承式拱桥争取净空高度或者美观等原两拱片间设置横向风撑靠维持拱片横向稳定
29.承式承式拱桥短吊杆设计应特别注意哪些问题
30.采用承式或承式拱桥重要安全措施
31.采用钢管混凝土拱肋作承重结构具哪些优缺点
32.劲性骨架混凝土拱桥哪些特点
33.劲性骨架混凝土拱桥设计计算应注意哪些问题
34.梁拱组合体系桥梁哪些基本形式
35.何考虑梁拱组合体系桥梁总体布置
36.简支梁拱组合式桥梁哪些基本力特征
37.连续梁拱组合式桥梁哪些基本力特征
38.连续梁拱组合体系桥梁哪些部位易产裂缝或断裂何控制
39.悬链线拱拱轴系数物理定义拱桥设计价值
40.悬链线拱桥设计五点重合含义
41.混凝土拱桥承载潜力比梁桥要
42.调整主拱圈应力哪几种
43.称拱圈应力调整假载
44.拱桥计算情况近似计荷载横向布影响情况必须考虑
45.称拱建筑联合作用设计般考虑
46.计算拱桥荷载横向布系数近似——弹性支承连续梁作哪些简化假定
47.连拱作用基本概念
48.连拱简化析哪几种
第六章 斜拉桥
1.斜拉桥由哪几主要部组
2.按塔、梁、墩结合式划斜拉桥哪几种体系
3.斜拉桥边跨主跨比范围内较合适
4.拉索间距哪范围内较合适
5.按拉索平面数量布置形式斜拉索哪几种
6.同索平面内拉索哪几种布置形式
7.立面看索塔哪些形式
8.横桥向看索塔哪些形式
9.索塔高度拉索倾角确定应考虑哪些素
10.主梁刚度确定应考虑哪些素
11.混凝土主梁哪些特点截面形式
12.钢-混凝土结合主梁哪些特点截面形式
13.钢主梁哪些特点截面形式
14.何考虑选择同材料主梁结构
15.斜拉桥拉索哪几种类型各特点
16.拉索应力控制需考虑哪些素
17.斜拉桥设置辅助墩起作用
18.斜拉桥梁体采用哪些抗风措施
19.斜拉桥拉索采用哪些抗风减振措施
20.斜拉桥拉索梁锚固式哪些
21.斜拉桥拉索塔锚固式哪些
22.斜拉桥索塔哪些截面形式
23.般少采用三塔或塔跨式斜拉桥
24.目前几座建跨塔斜拉桥采用哪些构造措施保证塔稳定
25.叫矮塔部斜拉桥特点
26.特跨径斜拉桥主梁若采用漂浮支承体系案带哪些负面影响
27.斜向双索面布置主要优点
28.斜拉桥拉索修弹性模量考虑素
29.斜拉桥调索计算哪几种基本
第七章 悬索桥
1.悬索桥由哪几主要部组
2.悬索桥垂跨比指
3.按照吊杆布置式悬索桥哪几种类型
4.按照静力体系悬索桥哪几类
5.悬索桥加劲梁采用钢结构少采用混凝土结构
6.每侧吊杆平面内布置两条主缆双链式悬索桥优点
7.作悬索桥特殊部件锚碇哪几种形式各由哪几部组
8.悬索桥加劲梁采用哪几种形式
9.何保证悬索桥抗风稳定性
10.悬索桥主缆形主要哪两种各特点
11.悬索桥主鞍座设计应注意哪些问题
12.悬索桥靴跟散索鞍设计应注意哪些问题
13.吊桥索夹哪几种形式设计应注意些
14.吊杆由材料组与索夹及加劲梁何连结
15.何设计悬索桥主缆防腐涂装
16.悬索—斜拉协作体系桥梁尚未圆满解决问题
17.用悬索桥桥塔采用哪几种形式
18.悬索桥主缆验算应满足要求
19.悬索桥锚碇验算应满足要求
20.悬索桥桥塔验算应满足要求
21.悬索桥加劲梁除按规进行结构析截面强度验算外应设计考虑哪些问题
22.悬索桥吊索附加索力由哪些素引起
23.悬索桥计算所采用挠度理论作些简化假定
24.悬索桥计算重力刚度原理
25.悬索桥计算代换梁种计算
26.叫物理非线性理论
27.叫几何非线性理论
28.桥梁结构非线性包括哪些素
29.叫T.LU.L列式适用范围何
30.等效静阵风荷载计算基准高度应何确定
31.作用于桥梁等效静阵风荷载何计算
32.于悬索桥主缆吊杆计算静风荷载《抗风指南》规定
33.悬索桥于静风作用要做哪些稳定性验算
34.叫颤振
35.叫驰振
36.叫涡激共振
37.叫抖振
38.叫雨振
39.叫尾流驰振
40.验算斜拉桥或悬索桥力稳定性用检验风速临界风速两名词定义
41.何估算悬索桥斜拉桥基频
42.何应用基频初步判断柔性桥梁颤振稳定性
43.桥梁阻尼何取用
44.桥梁颤振稳定性何级
第八章 结构设计
1.永久性构件更换构件设计应何考虑
2.砖石砌体结构共哪几类
3.叫混凝土标号立体强度棱柱体强度间致关系式
4.叫材料标准强度设计强度
5.混凝土强度等级与混凝土标号间关系
6.叫高性能混凝土
7.叫高强混凝土
8.叫钢纤维混凝土
9.极限状态设计包括哪两类
10.钢筋混凝土受弯构件受力哪三工作阶段
11.截面设计容许应力种
12.受弯构件钢筋骨架通由哪几种钢筋结合各自起作用
13.钢筋混凝土受弯构件进行截面承载能力验算采用哪些基本假定
14.钢筋混凝土及预应力混凝土受弯构件使用阶段计算作哪些基本假定
15.受弯构件受压区高度界限系数限制
16.纵向受拉钢筋配筋率规定
17.叫适筋梁破坏
18.叫超筋梁破坏
19.叫少筋梁破坏
20.钢筋混凝土受弯构件哪些情况才采用双筋截面
21.宽翼缘受弯T形梁作效宽度规定
22.受弯构件剪跨比参数
23.叫简支梁斜截面斜拉破坏、剪压破坏斜压破坏
24.受弯构件靠近支点局部区段配置斜钢筋加密箍筋
25.简支梁斜截面按抗剪强度公式通要验算截面尺寸限值
26.混凝土内钢筋锚固度搭接度同截面接数量都作限制
27.叫偏受压构件
28.叫偏受压构件
29.偏受压柱要考虑偏距增系数
30.钢筋混凝土轴受压构件配筋式哪两种
31.叫纵向弯曲系数
32.螺旋式间接钢筋能提高截面承载能力原理哪
33.目前关于混凝土局部承压工作机理主要哪两种理论
34.局部承压所使用间接钢筋哪两种形式
35.叫换算截面换算惯性矩
36.前提才应用材料力或结构力公式计算受弯构件变形
37.计算汽车荷载引起梁变形考虑冲击力影响
38.关于钢筋混凝土裂缝宽度计算目前哪三种理论我《公桥规》基于哪种
39.叫预应力混凝土
40.叫预应力度按照预应力度划钢筋混凝土结构哪三类
41.混凝土施加预应力几种
42.钢筋预应力损失包括哪些
43.先张构件与张构件计算弹性压缩所引起损失面同
44.叫钢筋效预应力
45.叫预应力钢束布置束界
46.预应力钢束弯起曲线形状哪几种
47.预应力混凝土受弯构件进行截面强度计算与普通钢筋混凝土受弯构件同
48.叫先张构件预应力钢筋传递度
49.预应力混凝土受弯构件短期荷载作用总挠度包括哪些内容
50.荷载期效应预应力混凝土受弯构件期荷载作用挠度何计算
51.钢筋混凝土及预应力混凝土受弯构件预拱度应设置
52.部预应力混凝土结构具受力特性
53.按预应力度进行截面配筋设计要点哪些
54.按名义拉应力进行截面配筋设计要点哪些
55.粘结预应力混凝土受弯构件具受力性能
56.双预应力混凝土梁种受力构件
57.钢筋混凝土深梁何定义
58.简支深梁哪三种破坏形态
59.深梁纵向受拉钢筋锚固哪些要求
60.深梁部纵向受拉钢筋宜布置梁高哪范围内
61.简支深梁主要钢筋包括哪些
62.钢结构计算哪几项基本原则
63.桥梁用钢材应具备哪些基本性能
64.钢结构所用钢材按材质区主要哪些品种按品钢材区哪几类
65.钢结构连接哪几种
66.焊缝形式几种
67.叫焊接应力焊接变形
68.螺栓连接构件要作哪些验算
69.铆钉连接计算与螺栓连接计算哪些差别
70.高强螺栓连接承载能力计算何特点
71.叫钢板梁按照连接式哪两类
72.钢板梁总体验算内容哪些
73.焊接钢板梁局部稳定性验算包括哪些内容
74.钢结构疲劳何需作疲劳验算
75.钢材腐蚀原
76.钢结构防护哪几种各特点
77.钢材表面喷砂目喷砂何级
78.隔离层作用哪几种类型
79.面漆哪几种类型各何特点
第九章 桥梁部结构
1.梁式桥桥墩由哪几部组
2.用梁式桥桥墩哪几种类型
3.梁式桥桥台由哪几部组
4.用梁式桥桥台哪几种类型
5.拱式桥墩台与梁式桥差别哪些
6.拱桥用单向推力墩哪几种形式
7.梁桥墩帽尺寸拟定应满足哪些要求
8.梁桥台帽尺寸拟定应满足哪些要求
9.叫破冰棱
10.防撞岛构筑物
11.梁桥重力式桥墩要验算哪些内容
12.梁桥桩柱式桥墩柱身计算特点
13.梁桥重力式桥台要考虑哪几种荷载组合
14.拱桥重力式桥台要考虑哪几种荷载组合
15.拱桥轻型桥台计算般作哪些基本假定
16.底支撑梁梁桥轻型桥台按结构体系计算其计算包括哪些内容
17.基浅基础哪几种主要类型
18.刚性扩基础验算内容哪些
19.桩基础由哪两部组
20.桩基按受力条件哪几类
21.桩基按施工哪几类
22.叫高桩承台叫低桩承台
23.计算桩基础mKC些
24.叫刚性桩弹性桩计算差别哪
25.单排桩与外力(N,M,H)共平面计算要考虑哪些素
26.由根桩构桩基础条件才考虑群桩作用
27.沉井基础由哪几主要部组
28.按沉式沉井哪几类
29.气压沉箱与普通沉井主要差别
30.嵌岩沉井与非嵌岩沉井计算差别哪
31.沉井施工沉程要作哪些部结构强度验算
32.浮运沉井稳定性必要条件
33.叫基加固处理换土
34.用深层挤密加固基具体哪几种
35.用排水固结加固基具体哪几种
36.用浆液灌注加固基具体哪几种
37.软土基桥台设计应注意哪些问题
第十章 桥梁支座与附属构造
1.除桥梁支座外桥梁附属构造设施包括哪些内容
2.支座作用
3.梁式桥支座哪些基本类型各自适用范围何
4.跨度钢桥所采用摇轴支座由哪几主要部组
5.跨度钢桥所采用辊轴支座由哪几主要部组
6.叫拉力支座
7.叫减振支座
8.支座垫石作用
9.盆式球型支座般用桥梁
10.跨径斜拉桥或悬索桥桥塔处设置水平限位支座
11.板式橡胶支座机理
12.固定支座支座布置应遵循哪些原则
13.连续梁桥设置固定支座桥墩(台)否全部采用固定支座设置支座桥墩(台)否全部采用双向支座或单向支座
14.于具坡度桥梁设支座处梁底面应作何处理
15.连续曲梁桥间独柱墩支座沿径向按定预偏布置
16.板式橡胶支座设计验算包括哪些内容
17.盆式橡胶支座设计验算包括哪些内容
18.于同桥面结构应选择桥面铺装
19.何进行桥面排水设计
20.桥梁伸缩缝哪些形式各特点
21.桥梁行道主要哪些类型
22.桥梁安全带哪些形式
23.桥梁护栏主要哪些类型
24.桥梁照明设计应满足哪些基本要求
25.桥梁照明哪几种布置式
26.桥跳车产原哪些
27.防止桥跳车采取哪些措施
28.桥梁防撞保护系统设计规则内容哪些
29.桥墩防护薄壳筑砂围堰何达防撞目
30.震区桥梁构造设计应遵循哪些原则
31.桥梁标志作用
32.交通标志哪些类型
第十章 混凝土桥梁加固改造
1.旧桥承载能力足主要归结哪些素
2.外包混凝土加固适用于哪些场合
3.外包混凝土加固应注意哪些设计要点
4.外包混凝土应满足哪些构造规定
5.喷锚混凝土哪些基本性能
6.喷锚混凝土用于哪些场合
7.喷锚混凝土加固旧桥应遵循哪些设计原则
8.锚固植筋胶哪些种类特点
9.植筋锚固工艺流程
10.植筋锚固力与锚固深度何关系
11.粘贴钢板适用于哪些场合
12.贴钢板加固应何设计
13.贴钢加固结构胶性能何要求
14.纤维增强聚合物由材料组
15.纤维增强聚合物(FRP)哪些类型特点
16.碳纤维补强加固哪些优点
17.碳纤维加固用于哪些场合
18.何进行碳纤维粘贴加固
19.体外预应力加固用于哪些场合
20.体系转换加固原理
21.桥梁部结构易产哪些病害
22.部结构哪些加固
『肆』 钢管混凝土拱桥
钢管混凝土拱桥是一种大跨径桥型,由内部灌注混凝土的钢管拱架形成桥梁的支撑或悬挂结构体系。钢管混凝土拱架可以在桥梁的下部,通过分布的墩柱支撑桥梁;拱架也可以在桥梁的上部,通过分布的钢索悬挂桥梁。