桥梁工程课程自学辅导材料

1、课程代码： 02409 桥梁工程课程自 学 辅 导 材 料 配套教材：桥梁工程 主 编：姚玲森 出 版 社：人民交通 版 次：2012年版 适应层次：本 科内部教学使用目 录第一部分 自学指导1第一篇：总论1第1章：概论1第2章：桥梁的基本组成和分类1第3章：桥梁的总体规划与设计要点2第4章：桥梁的设计荷载4第二篇：钢筋混凝土和预应力混凝土简支梁桥6第1章：概论6第2章：桥面构造9第3章：板桥的设计与构造11第4章：装配式简支梁桥的设计与构造12第5章：简支梁桥的计算15第6章：梁式桥的支座20第7章：简支梁桥的施工22第三篇：悬臂与连续体系梁桥24第1章：基本结构体系24第2章：立面与横断面设计26第3章：配筋与其他构造设计原则28第4章：结构内力计算29第5章：施工方法简介32第四篇：混凝土拱桥35第1章：概论35第2章：拱桥的设计与构造36第3章：拱桥的计算42第4章：拱桥的施工44第五篇：缆索承重体系桥梁46第1章：概论46第2章：斜拉桥47第3章：悬索桥简介49第六篇：桥梁墩台49第1章：桥梁墩台类型和构造49第2章：桥墩的设计与计算52第3章：桥台的设计与计算53第4章：桥

2、梁墩台施工要点53第二部分 复习思考题55一选择题55二填空题74三名词解释题80四简答题83五综合应用题85第三部分 参考答案88一选择题88二填空题89三名词解释题91四简答题96五综合应用题105第一部分 自学指导第一篇：总论第1章：概论一主要内容1桥梁工程的地位与作用 经济上 国防上2桥梁的发展 我国桥梁的发展史 国外桥梁的发展史 桥梁的发展趋势二重点1我国近代桥梁的建筑成就2世界各国桥梁的建造现状。三难点1世界各国桥梁的建造现状。第2章：桥梁的基本组成和分类一主要内容1桥梁的基本组成 桥跨结构（上部结构） 墩台和基础（下部结构） 附属设施2桥梁的常用名词和术语 高水位、低水位、设计洪水位 净跨径、计算跨径、标准跨径 总跨径、桥梁全长 建筑高度、容许建筑高度 桥梁高度、桥下净空高度 净矢高、计算矢高、矢跨比 拱轴线、起拱线、拱腹、拱背3桥梁的分类 按结构体系 按用途 按跨越障碍的性质 按上部结构行车道位置 按主要承重结构所用的材料 按桥梁全长和跨径的不同二重点1桥梁的基本组成2桥梁按结构体系分类、各类桥梁的受力特点3桥梁按桥梁全长和跨径的不同进行划分的原则三难点1桥梁与涵洞的区

3、别。2桥梁的组成部分3桥梁的分类、各类桥梁的受力特点4桥梁工程的常用名词和术语第3章：桥梁的总体规划与设计要点一主要内容1桥梁设计的基本原则 技术先进 安全可靠 适用耐久 经济合理 造型美观 有利环保 因地制宜 便于施工和养护 就地取材2桥梁设计的基本要求 使用上的要求 经济上的要求 结构尺寸和构造上的要求 施工上的要求 美观上的要求 结构造型与力学行为相协调3桥梁设计资料的调查 调查桥梁的使用任务。 测量桥位附近的地形，绘制地形图供设计和施工应用。 探侧桥位的地质情况，并将钻探所得资料绘成地质剖面图。 调查和测量河流的水文情况，收集和分析历年的洪水资料，测量河床断面图，调查河槽各部分的形态 调查当地建筑材料（砂、石料等）的来源，水泥、钢材的供应情况以及水陆交通的运输情况。 调查了解施工单位的技术水平、施工机械等装备情况，以及施工单位的动力设备和电力供应情况。 调查和收集有关气象资料，包括气温、雨量及风速（或台风影响）等情况。 调查新建桥位上、下游有无老桥，其桥型布置和使用情况等。4桥梁设计程序 工程预可行性研究 工程可行性研究 初步设计 技术设计 施工图设计5桥梁纵断面设计的主要内容

4、 桥梁的总跨径 桥梁的分孔 桥道的高程 桥上和桥头引道的纵坡 基础的埋置深度6桥梁横断面设计的主要内容 桥面的宽度 桥跨结构横断面的布置7桥梁方案比较的主要步骤 拟定桥梁的图式 编制方案 技术经济比较 最优方案的选定二重点1桥梁设计的基本原则2桥梁的平面设计、纵断面设计和横断面设计的主要内容3桥梁的设计程序4桥梁方案比较的主要步骤三难点1桥梁设计的基本原则。2桥梁的平面设计、纵断面设计和横断面设计的主要内容。3三阶段设计、两阶段设计和一阶段设计第4章：桥梁的设计荷载一主要内容1作用于公路桥梁上的各种荷载和外力归纳为三类： 永久作用 可变作用 偶然作用2永久作用、可变作用、偶然作用： 概念 主要荷载内容3汽车荷载的等级： 公路I级 公路II级4汽车荷载的分类： 车辆荷载 车道荷载5车道荷载的组成： 均布荷载 集中荷载6利用汽车荷载进行计算时应采用的原则： 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。 车辆荷载和车道荷载的作用不得叠加。7车道荷载在影响线上进行最不利加载时的原则： 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

5、上； 集中荷载标准值只作用于相应影响线中的一个最大影响线峰值处。8汽车荷载作用效应的折减 多车道折减（横向折减系数）； 纵向折减（纵向折减系数）。9汽车荷载的冲击力 车辆以较高速度驶过桥梁时，由于桥面的不平整、车轮不圆以及发动机抖动等原因，会使桥梁结构引起振动，这种动力效应通常称为冲击作用。 钢桥、钢筋混凝土及预应力混凝土桥、圬工拱桥等上部结构和钢支座、板式橡胶支座、盆式橡胶支座及钢筋混凝土柱式墩台，应计算汽车的冲击作用。 填料厚度（包括路面厚度）等于或大于0.5m的拱桥、涵洞以及重力式墩台不计冲击作用。10桥梁设计体系规定了桥涵结构的两种极限状态 承载能力极限状态 正常使用极限状态11根据桥涵在施工和使用过程中面临的不同情况，桥涵结构设计分为三种设计状况： 持久状况 短暂状况 偶然状况12按承载能力极限状态设计时作用效应的组合： 基本组合 偶然组合13按正常使用极限状态设计时作用效应的组合： 作用短期效应组合 作用长期效应组合二重点1永久作用、可变作用、偶然作用的概念和主要荷载内容2利用汽车荷载进行计算时应采用的原则3车道荷载在影响线上进行最不利加载时的原则4汽车荷载的冲击力及计算原

6、则5作用效应的组合的分类和应用三难点1作用的分类及主要荷载内容2汽车荷载效应的纵向折减和横向折减3汽车荷载的冲击作用4作用效应组合和验算时在计算中的应用第二篇：钢筋混凝土和预应力混凝土简支梁桥第1章：概论一主要内容1根据混凝土受预压程度的不同，预应力混凝土结构可分为： 全预应力：在最大使用荷载下混凝土不出现任何拉应力； 部分预应力：容许发生不超过规定的拉应力值或裂缝宽度。2装配式梁桥与整体式梁桥相比，主要优点为： 桥梁构件的形式和尺寸趋于标谁化，有利于大规模工业化制造。 在工厂或预制场内集中管理进行工业化预制生产，可充分采用先进的半自动或自动化、机械化的施工技术，以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。 构件的制造不受季节性影响，并且上、下部构造也可同时施工，大大加快桥梁的建造速度，缩短工期。 能节省大量支架模板等的材料消耗。3钢筋混凝土梁桥的一般特点 具有就地取材、工业化施工、耐久性好、适应性强、整体性好以及美观等各种优点。 钢筋混凝土简支梁桥的不足之处是结构本身的自重大，大大限制了钢筋混凝土简支梁桥的跨越能力。 就地浇筑的钢筋混凝土桥施工工期长，

7、支架和模板要耗损很多钢材和木料。 在寒冷地区以及在雨季建造整体式钢筋混凝土桥梁时，施工比较困难，如采用蒸汽养生以及防雨措施等，则会显著增加造价。4预应力混凝土梁桥的一般特点 具有钢筋混凝土梁桥的所有优点。 能最有效地利用现代的高强度材料(高强混凝土、高强钢材)，减小构件截面，显者降低自重所占全部设计荷载的比重，增大跨越能力，并扩大混凝土结构的适用范围。 与钢筋混凝土梁桥相比，一般可以节省钢材30%40%，.跨径愈大，节省愈多。 全预应力混凝土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常遇荷载下也无裂缝，鉴于能全截面参与工作，梁的刚度就比通常开裂的钢筋混凝土梁要大。因此，预应力混凝土梁可显著减小建筑高度，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，并更加提高了结构的耐久性。 预应力技术的采用，为现代装配式结构提供了最有效的接头和拼装手段。5钢筋混凝土和预应力混凝土梁桥按承重结构的截面形式分： 板桥 肋板式梁桥 箱形梁桥。6板桥的特点： 承重结构就是矩形截面的钢筋混凝土或预应力混凝土板； 构造简单、施工方便，而且建筑高度较小。 从力学性能上分析，位于受

8、拉区域的混凝土材料不但不能发挥作用，反而增大了结构的自重，当跨度稍大时就显得笨重而不经济。 简支板桥的跨径只在10多米以下，预应力混凝土空心板桥的常用跨径为1620m。7肋板式梁桥的特点： 在横截面内形成明显肋形结构，梁肋（或称腹板）与顶部的钢筋混凝土桥面板结合在一起作为承重结构； 肋与肋之间处于受拉区域的混凝土得到很大程度的挖空，就显著减轻了结构自重。特别对于仅承受正弯矩作用的简支梁来说，既充分利用了扩展的混凝土桥面板的抗压能力，又有效地发挥了集中布置在梁肋下部的受力钢筋的抗拉作用，从而使结构构造与受力性能达到理想的配合。 与板桥相比，对于梁肋较高的肋梁桥来说，由于混凝土抗压和钢筋受拉所形成的力偶臂较大，因而肋梁桥也具有更大的抵抗荷载弯矩的能力。 中等跨径（2035m以上）的简支梁桥，通常多采用肋板式梁桥。8箱形梁桥的特点： 横截面呈一个或几个封闭箱形。结构除了梁肋和上部翼缘板外，在底部尚有扩展的底板，因此它提供了能承受正、负弯矩的足够的混凝土受压区。 在一定的截面面积下能获得较大的抗弯惯矩，而且抗扭刚度也特别大，在偏心的活载作用下各梁肋的受力比较均匀。因此箱形截面能适用于较大跨径的悬臂梁桥和连续梁桥，也可用来修建全截面均参与受力的预应力混凝土简支梁桥。 对于普通钢筋混凝土的简支梁桥来说，底板除徒然

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