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　　.橋梁工程

　　(一)橋梁的組成與分類

　　橋梁由能夠滿足其功能要求的各種不同結構物組成。橋梁有許多類型，不同類型的橋

　　梁，其組成有所不同，但其基本組成大體一致。

　　1.橋梁的基本組成部分

　　橋梁是供鐵路、道路、渠道、管線、行人等跨越河流、山谷或其他交通線路等各種障

　　礙物時所使用的承載結構物，通常可劃分為上部結構和下部結構，見圖2.2.50

　　(1)上部結構(也稱橋跨結構)o上部結構是指橋梁結構中直接承受車輛和其他荷載，

　　并跨越各種障礙物的結構部分，一般包括橋面構造(行車道、人行道、欄桿等)、橋梁跨

　　越部分的承載結構和橋梁支座。

　　基礎

　　圖2.2.5橋梁的基本組成

　　(2)下部結構。下部結構是指橋梁結構中設置在地基上用以支承橋跨結構，將其荷載

　　傳遞至地基的結構部分，一般包括橋墩、橋臺及墩臺基礎。

　　①橋墩。橋墩是多跨橋梁中處于相鄰橋跨之間并支承上部結構的構造物。

　　②橋臺。橋臺是位于橋梁兩端與路基相連并支承上部結構的構造物。

　　③墩臺基礎。墩臺基礎是橋梁墩臺底部與地基相接觸的結構部分。

　　2.橋梁的分類

　　(1)根據橋梁主跨結構所用材料，橋梁可劃分為木橋、圬工橋(包括磚、石、亨昆凝土

　　橋)、鋼筋混凝土橋、預應力混凝土橋和鋼橋。

　　(2)根據橋梁所跨越的障礙物，橋梁可劃分為跨河橋、跨海峽橋、立交橋(包括跨線

　　橋)、高架橋等。

　　(3)根據橋梁的用途，可將其劃分為公路橋、鐵路橋、公鐵兩用橋、人行橋、運水

　　橋、農橋以及管道橋等。

　　(4)根據橋梁跨徑總長L和單孔跨徑LK的不同，橋梁可分為特大橋(L>lOOOm或

　　LK>150m)、大橋(1000m≥L≥100m或150m≥LK≥40m)、中橋(lOOm>L>30m或

　　40rri>LK≥20m)、小橋(30m≥L≥8m或20rn>LK≥5m)o

　　(5)根據橋面在橋跨結構中的位置，橋梁可分為上承式、中承式和下承式橋。

　　(6)根據橋梁的結構形式，橋梁可劃分為梁式橋、拱式橋、剛架橋、懸索橋和組合

　　、式橋。

　　(二)橋梁上部結構

　　1.橋面構造

　　橋面的一般構造如圖2.2.6所示。

　　(1)橋面鋪裝及排水、防水系統。

　　1)橋面鋪裝。橋面鋪裝即行車道鋪裝，亦稱橋面保護層。橋面鋪裝的形式有：

　　①水泥混凝土或瀝青混凝土鋪裝。裝配式鋼筋混凝土、預應力混凝土橋通常采用水泥

　　混凝土或瀝青混凝土鋪裝，其厚度為60～80mm，強度不低于行車道板混凝土的強度等

　　級。橋上的瀝青混凝土鋪裝可以做成單層式的(50 - 80mm)或雙層式的(底層40～

　　50mm,面層30～40mm)o

　　②防水混凝土鋪裝。在需要防水的橋梁上，當不設防水層時，可在橋面板上以厚80～

　　100mm且帶有橫坡的防水混凝土作鋪裝層，其強度不低于行車道板混凝土強度等級，其

　　上一般可不另設面層而直接承受車輪荷載。但為了延長橋面鋪裝層的使用年限，宜在上面

　　鋪筑厚20mm的瀝青表面作磨耗層。為使鋪裝層具有足夠的強度和良好的整體性(亦能

　　起聯系各主梁共同受力的作用)，一般宜在混凝土中鋪設直徑為4～6mm的鋼筋網。

　　2)橋面縱橫坡。橋梁及其引道的平、縱、橫技術指標應與路線總體布設相協調，各

　　項技術指標應符合路線布設的要求。橋上縱坡機動車道不宜大于4.0%，非機動車道不宜

　　大于2.5%;橋頭引道機動車道縱坡不宜大于5.0%o高架橋橋面應設不小于0.3%的

　　縱坡。

　　橋面的橫坡，一般采用1.5%-3%0通常是在橋

　　面板頂面鋪設混凝土三角墊層來構成(見圖2.2.7a);

　　對于板梁或就地澆筑的肋梁橋，為了節省鋪裝材料，

　　并減輕重力，可將橫坡直接設在墩臺頂部而做成傾斜

　　的橋面板(見圖2.2.7b)，此時不需要設置混凝土三

　　角墊層;在比較寬的橋梁中，用三角墊層設置橫坡將

　　使混凝土用量與恒載重量增加過多，在此情況下可直

　　接將行車道板做成雙向傾斜的橫坡(見圖2.2.7c)，

　　但這樣會使主梁的構造和施工稍趨復雜。

　　3)橋面排水和防水設施。

　　①橋面排水。在橋梁設計時要有一個完整的排水

　　系統，在橋面上除設置縱橫坡排水外，常常需要設置

　　一定數量的泄水管。橋面排水設施應適應橋梁結構的

　　的

　　變形，細部構造布置應保證橋梁結構的任何部分不受排水設施及泄黼水流的侵蝕;應在行

　　車道較低處設排水口，并可通過排水管將橋面水泄人地面排水系統中。

　　排水管道應采用堅固的、抗腐蝕性能良好的材料制成，管道直徑不宜小于150mmo

　　排水管道的間距可根據橋梁匯水面積和橋面縱坡大小確定：縱坡大于2%的橋面設置排水

　　管的截面積不宜小于60nir:c12/I1.12;縱坡小于1%的橋面設置排水管的截面積不宜小于

　　100平方毫米 /平方米;南方潮濕地區和西北干燥地區可根據暴雨強度適當調整。當中橋、小橋的

　　橋面設有不小于3%的縱坡時，橋上可不設排水口，但應在橋頭引道上兩側設置雨水口。

　　排水管宜在墩臺處接人地面，排水管布置應方便養護，少設連接彎頭，且宜采用有清

　　除孔的連接彎頭。排水管底部應做散水處理，在除冰鹽影響地區應在墩臺受水影響區域涂

　　混凝土保護劑。

　　瀝青混凝土鋪裝在橋跨伸縮縫上坡側現澆帶與瀝青混凝土相接處應設置滲水管。高架

　　橋橋面應設置橫坡及不小于0.3%的縱坡;當縱斷面為凹形豎曲線時，宜在凹形峰曲線最

　　低點及其前后3～5m處分別設置排水口。當條件受到限制，橋面為平坡時，應沿主梁縱

　　向設置排水管，排水管縱坡不應小于3%o

　　②防水層。橋面鋪裝應設置防水層。橋面防水層設置在橋面鋪裝層下面，將透過鋪裝

　　層滲下來的雨水匯集到排水設施(泄水管)排出。瀝青混凝土鋪裝底面在水泥混凝土整平

　　層之上應設置柔性防水卷材或涂料，防水材料應具有耐熱、冷柔、防滲、耐腐、粘結、抗

　　碾壓等性臺邑。材料性能技術要求和設計應符合相關標準的規定。水泥混凝土鋪裝可在底層

　　采用不影響水泥混凝土鋪裝受力性能的防水涂料。

　　圬工橋臺臺身背墻、拱橋拱圈頂面及側墻背面應設置防水層。下穿地下通道箱涵等封

　　閉式結構頂板頂面應設置排水橫坡，坡度宜為0.5%-1%，箱體防水應采用自防水，也

　　可在頂板頂面、側墻外側設置防水層。

　　(2)伸縮縫。為滿足橋面變形的要求，通常在兩梁端之間、梁端與橋臺之間或橋梁的

　　鉸接位置上設置伸縮縫。

　　1)伸縮縫的構造要求。要求伸縮縫在平行、垂直于橋梁軸線的兩個方向均能自由伸

　　縮，牢固可靠，車輛行駛過時應平順、無突跳與噪聲;要能防止雨水和垃圾泥土滲人阻

　　塞;安裝、檢查、養護、消除污物都要簡易方便。

　　在設置伸縮縫處，欄桿與橋面鋪裝都要斷開。

　　2)伸縮縫的類型。

　　①鍍鋅薄鋼板伸縮縫。這是一種簡易的伸縮縫，目前在中小跨徑的裝配式簡支梁橋

　　上，當梁的變形量在20--- 40mm以內時常選用。

　　②鋼伸縮縫。鋼伸縮縫由鋼材制作，能直接承受車輛荷載，并根據伸縮量的大小調整

　　鋼蓋板的厚度，鋼伸縮縫也易于在斜橋上使用。它的構造比較復雜，只有在溫差較大的地

　　區或跨徑較大的橋梁上才采用。當跨徑很大時，一方面要加厚鋼板，另一方面需要采用更

　　完善的梳形鋼板伸縮縫。

　　③橡膠伸縮縫。以橡膠帶作為跨縫材料，構造簡單，使用方便，效果好。在變形量較

　　大的大跨度橋上，可以采用橡膠和鋼板組合的伸縮縫。

　　(3)人行道、欄桿、燈柱。橋梁上的人行道寬度由行人交通量決定，可選用0.75m、

　　Im，大于Im按0.5m倍數遞增。行人稀少地區可不設人行道，為保障行車安全改用安全

　　帶。

　　1)安全帶。不設人行道的橋上，兩邊應設寬度不小于0.25m，高為0.25～0.35m的

　　護輪安全帶。安全帶可以做成預制件或與橋面鋪裝層一起現澆。

　　2)人行道。人行道一般高出行車道0.25～0.35m，在跨徑較小的裝配式板橋中，可

　　專設人行道板梁或其下用加高墩臺梁來抬高人行道板梁，使它高出行車道的橋面。在跨徑

　　較大的裝配式板橋中，專設人行道板梁不經濟，此時常制作一些人行道塊件擱于板上。

　　人行道頂面一般均鋪設20mm厚的水泥砂漿或瀝青混凝土作為面層，并做成傾向橋

　　面1%的排水橫坡。此外，人行道在橋面斷縫處也必須做伸縮縫。

　　3)欄桿、燈柱。欄桿是橋上的安全防護設備，要求堅固;欄桿又是橋梁的表面建筑，

　　又要求有一個美好的藝術造型。欄桿的高度一般為0.8～1.2m，標準設計為1.Om;欄桿

　　間距一般為1.6～2.7m，標準設計為2.5mo

　　在城市橋梁以及在城郊行人和車輛較多的公路橋上，都要設置照明設備。照明燈柱可

　　以設在欄桿扶手位置上，在較寬的人行道上也可設在靠近緣石處，照明用燈一般高出車道

　　5m左右。

　　2.承載結構

　　橋梁的承重結構因其結構形式而異。

　　(1)梁式橋。梁式橋是指結構在垂直荷載作用下，其支座僅產生垂直反力，而無水平

　　推力的橋梁。梁式橋的特點是橋跨的承載結構由梁組成。梁式橋可分為簡支梁式橋、連續

　　梁式橋、懸臂梁橋。

　　1)簡支梁式橋。是梁式橋中應用最早，使用最廣泛的橋形之一。它受力明確、設計

　　計算較容易，且構造簡單，施工方便。簡支梁橋是靜定結構，其各跨獨立受力，如圖

　　2.2.8所示。橋梁工程中廣泛采用的簡支梁橋有三種類型：

　　①簡支板橋。按其施工方式的不同分為整體式簡支板橋和裝配式簡支板橋，按橋梁跨

　　越河流和障礙的方式可分為正交簡支板橋和斜交簡支板橋。

　　整體式正交簡支板橋的板厚通常取跨徑的1/20 -1/15，但不宜小于100mmo縱向受

　　力主筋需通過計算確定，且需布置不少于縱向主筋15% -20%的橫向分布筋。當車輪荷

　　載作用在板橋兩側邊緣的某一一側時，在板邊緣的1/6板寬內主筋配量通常增加15%，同

　　時應考慮布置適量邊緣構造鋼筋。整體式板不需設置彎起鋼筋，但通常還是將部分主筋在

　　1/4-1/6跨徑處按300或450彎起。但通過支點不彎起的鋼筋，每米板寬內不少于3根，

　　并不少于主筋面積的l/40

　　裝配式板橋是目前采用最廣泛的板橋形式之一。按其橫截面形式主要可分為實心板和

　　空心板。根據我國交通部頒布的裝配式板橋標準圖，通常每塊預制板寬為1.Om，實心板

　　的跨徑范圍為1.5～8.Om，其板厚為0.16～0.32m，主要采用鋼筋混凝土材料;鋼筋混凝

　　土空心板的跨徑范圍為6～13m，板厚0.4～0,8m;而預應力混凝土空心板的跨徑范圍為

　　8～l6rrc19板厚0.4～0.7mo

　　裝配式板橋一般通過各種橫向聯結方式將預制板塊連接成整體，以便共同承受各種荷

　　載的作用。常用的聯結形式有兩種企口混凝土鉸聯結和鋼板聯結。企口混凝土鉸聯結有圓

　　形、菱形和漏斗形三種，鉸縫內用C25～C30以上的細骨料填實。鋼板聯結一般采用預制

　　板頂面沿縱向兩側邊緣每隔0.8～1.5m預埋一塊鋼板，連接時將鋼蓋板與相鄰預制板頂

　　面對應的預埋鋼板焊接在一起。通常在跨中部分鋼板聯結布置得較密，而兩端支點部分較

　　稀疏。

　　簡支板橋主要用于小跨度橋梁。跨徑在4～8m時，采用鋼筋混凝土實心板橋;跨徑

　　在6 -13m時，采用鋼筋混凝土空心傾斜預制板橋;跨徑在8～16m時，采用預應力混凝

　　土空心預制板橋。

　　’ ②肋梁式簡支梁橋(簡稱簡支梁橋)o簡支梁橋主要用于中等跨度的橋梁。中小跨徑

　　在8～12m時，采用鋼筋混凝土簡支梁橋;跨徑在20～50m時，多采用預應力混凝土簡支

　　梁橋。在我國使用最多的簡支梁橋的橫截面形式是由多片T形梁組成的橫截面，其特點

　　是外形簡單，制造方便，橫向借助橫隔梁的聯結，使結構整體性較好;但單片主梁在運輸

　　和安裝過程中不夠穩定。

　　③箱形簡支梁橋。箱形簡支梁橋主要用于預應力混凝土梁橋，尤其適用于橋面較寬的

　　預應力混凝土橋梁結構和跨度較大的斜交橋和彎橋。

　　2)連續梁式橋和懸臂梁式橋。連續梁橋相當于多跨簡支梁橋在中間支座處相連接貫

　　通，形成一整體的、連續的、多跨的梁結構。連續梁橋是大跨度橋梁廣泛采用的結構體系

　　之一，一般采用預應力混凝土結構。

　　預應力混凝土連續梁按其截面變化可分為等截面連續梁和變截面連續梁;按其各跨的

　　跨長可分為等跨連續梁和不等跨連續梁;按其截面形式可分為板式截面連續梁、肋梁式截

　　面連續梁和箱形截面連續梁。

　　懸臂梁橋相當于簡支梁橋的梁體越過其支點向一端或兩端延長形成梁式橋結構，其結

　　構特點是懸臂跨與掛孑L跨交替布置，通常為奇數跨布置。

　　T形剛架橋是由橋跨梁體與橋墩(臺)剛接形成的具有懸臂受力特點的無支座T形

　　梁式橋結構，通常全橋由兩個或多個T形剛架通過鉸或掛梁相連組成，其構造特點為：

　　①連續梁橋、懸臂梁橋和T形剛架橋的分孔。橋梁的分孔取決于橋位處的地形、地

　　質、水文條件、通航的要求以及技術條件。對于連續梁橋、懸臂梁橋的T形剛架橋，在

　　分孔時還必須考慮橋梁相鄰跨徑的合理比例。連續梁橋連續孔數很少超過五跨。當需要修

　　建更多孔連續梁時，通常可按2，--5孔為一聯分聯布置，聯與聯的銜接處，像簡支梁橋

　　一樣，采用兩個支座支承在同一橋墩上的方式。連續梁等跨布置時，各孔布置成對稱

　　于中央孔的不等跨徑。通常三跨連續梁應用最為廣泛，其邊跨與中間跨跨徑的比值常

　　為0.6～0.80對于多跨連續梁橋，常取比值為0.65～0.9，其跨度從中孔向兩側逐孔

　　減少。

　　‘對于懸臂梁橋和T形剛架橋懸臂主梁間可用掛孔通過剪力鉸相連，形成靜定結構;

　　也可用剪力鉸直接相連，形成超靜定結構。懸臂梁通常采用帶掛梁的布置，可采用單懸

　　臂，或采用雙懸臂。掛梁的跨徑與主跨徑的比約為0.4～0.6，或與單懸臂錨固跨徑的比

　　約為0.6～0.8，懸臂長度與主跨徑的比或與錨固跨徑的比約為0.3--0.400邊跨徑與主跨

　　徑的比與連續梁類似。懸臂梁橋的中間支座采用固定鉸支座，端支座采用活動支座o T形

　　剛架橋通常采用盡可能相同的T形單元尺寸和盡可能對稱的布置，對于帶掛梁的T形剛

　　架橋應采用偶數T形單元和奇數掛梁相配合的合理布置。掛梁的跨度一般為主孔跨度的

　　上/4～上/么， 升個Z.八TJ 3～4UITlo

　　②橫截面形式及主要尺寸。大跨度的連續梁橋、懸臂梁橋和T形剛架橋多采用變截

　　面形式，其橋跨不同部位的梁高是變化的，梁高沿橋縱向的變化曲線可以是拋物線、正弦

　　曲線、三次曲線、圓弧線以及折線。

　　主梁的截面通常采用箱形截面。

　　主梁支點截面的高度約為梁跨的1/26 -1/16，變高度主梁的跨中梁高約為支點梁高

　　的1/5 -1/2，確定梁高時應適當考慮掛梁的跨度和設鉸的需要。對于中等跨度的這類梁

　　橋也可采用T形截面。較經濟合理的截面腹板間距為2.5～4m，在大跨度的結構中可達

　　到6m或更大。通常支承處截面的腹板厚度約為其截面高度的1/16 -1/12(等高梁)或

　　1/20-1/15(變高梁)，一般為300～600mm;腹板內有豎向預應力鋼筋時，取較小值。

　　腹板的厚度從跨中逐步向支點加寬，以便承受支點處較大的剪力。腹板的最小厚度一般由

　　構造確定。箱形截面的底板厚度在支點處約為梁高的1/12 -1110，在跨中一般為150～

　　180mm，若板內需布置預應力筋(連續梁)，其底板厚度一般為200～250mmo普通鋼筋

　　混凝土的箱形截面頂板的厚度一般為180--- 300mmo

　　③預應力筋的布置要點。預應力筋的布置通常根據正負彎矩沿梁縱向分布的變化來確

　　定，布置方法與所采用的施工方法和預應力筋類型有密切的關系，原則上要求預應力筋的

　　數量、、分布和每束預加應力的大小要適當合理。

　　預應力筋宜布置成波浪形曲線，預應力筋的重心應盡可能地距離截面重心遠些，但波

　　浪形曲線曲率不宜過大，對于大跨度連續梁橋和懸臂梁橋可利用其變高截面特點較平緩地

　　布置預應力筋曲線。

　　(2)拱式橋。拱式橋的特點是其橋跨的承載結構以拱圈或拱肋為主，如圖2.2.9

　　所示。