桥梁基础知识(23页).doc

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1、-桥梁基础bridge foundation桥梁基础的作用是把桥梁自重以及作用于桥梁上的各种荷载传至地基的建筑物。它和桥墩、桥台（见桥梁墩台）统称为桥梁下部结构。桥梁基础是埋于地层内的隐蔽建筑物。在设计和修建桥梁基础时，必须进行详细的现场调查和必要的钻探试验，并运用土力学和基础工程理论,选定基础类型,确定其承载能力，以防止桥梁在运营中发生病害。桥梁基础按施工方法可分为明挖基础、桩基础、管柱基础和沉井基础四类。一、明挖基础又称扩大基础或直接基础。明挖基础以石砌、混凝土或钢筋混凝土建造。其平面形状有圆形、圆端形、矩形、八角形、T形和U形等。明挖基础的厚度除要求保证地基有足够承载力外，还要求基础底面

2、低于冲刷线和土壤冻结线，以保证桥梁不受冲刷和冻害影响。地质良好的无水地段，可采用除去表土，整平地基的方法，以便修建基础；有水地段可根据水的深浅，分别采用土、草袋或打桩等办法，筑成围堰,然后抽水,以便修建基础。地质不良地段可采用更换填土，或用物理、化学方法加固地基。明挖基础由于施工简便，传力明确且能直接观察到地基原形，因此不仅用于中、小桥梁，而且逐步用于一些大桥，并在施工技术上有所发展。例如，中国采用喷混凝土护壁开挖基坑的施工技术，于1973年建成了塘坝桥（位于宜宾到珙县的铁路线上）,其基坑深度为7.913.6米；1975年又建成东河桥，其基坑直径为8.8米,坑深10米。二、桩基础是以桩体外壁与

3、其周围土壤的摩擦力或桩尖的承载力来传力的基础。这种基础由承台和桩群组成。承台是连接桩群和桥墩的平台,多用钢筋混凝土建造。桩群是若干根埋入地基的桩，桩一般可分为预制桩和就地灌注桩两种。预制桩有木桩、钢桩、钢筋混凝土桩和预应力混凝土桩。木桩由于木材较缺，已较少采用。钢桩品种很多，常用的有型钢、钢管以及型钢组合桩。1974年中国上海黄浦江桥采用直径 1.2米的钢管桩基础，长46米，在桩底以上的28米范围内，加焊4块小翼板，其受力情况相当于直径1.42米钢管桩,节约了钢材。钢桩重量轻、强度大、能经受锤击，但在水中和地基内易腐蚀。钢筋混凝土桩和预应力混凝土桩使用很广，截面形状有多种，最常用的是空心圆形桩

4、。这种桩直径小的可称为管桩，直径大的可称为管柱。预应力混凝土桩较钢筋混凝土桩强度高,受锤击不易开裂,水密性好，可防止钢筋生锈，且能节约钢材。近年来，出现用空心圆形桩建造桥墩。这种桥墩是把部分空心圆形桩埋入地基,部分伸出地面作为墩身(称为柱式桥墩)，在桩柱顶上修筑承台,直接支承上部结构。采用这种桥墩的桥梁不仅外形轻巧美观，而且较重力式桥墩节约圬工量可达60。打桩施工方法很多，常用的有锤击法、震动法和埋入法。中国多采用震动法，即用震动打桩机打桩，同时在空心圆形桩的管壁内外采用射水、吸泥等措施辅助桩下沉。埋入法是先钻孔或挖孔，然后埋桩。就地灌注桩也称为钻孔桩或挖孔桩。就地灌注桩的基本施工方法是先钻孔

5、或挖孔,孔成型后,下钢筋笼和灌注混凝土。这种方法施工快、工费低、设备简单。1965年，中国在成昆铁路的一座桥梁建造中，首次采用桩径1米的钻孔桩,此后在全国铁路桥梁建设中钻（挖）孔桩被广泛采用。三、管柱基础直径较大的空心圆形桩称为管柱，用管柱修建的桩基础，又称管柱基础。管柱基础一般适用于深水、无覆盖层、厚覆盖层、岩面起伏等桥址条件。管柱可以穿越各种土质覆盖层或溶洞，支承于较密实的土上或新鲜岩面上。一般采用预应力混凝土管柱或钢管柱。1957年建成的中国武汉长江桥首次采用直径1.55米的管柱基础。管柱通过覆盖层下沉到基本岩层，再在管柱内用大型钻机钻岩达到必要的深度，然后放置钢筋骨架，灌注水下混凝土，

6、使管柱在岩壁中锚固。60年代初，中国南京长江桥采用了直径 3.6米的预应力混凝土大型管柱基础。管柱基础能达到气压沉箱所不能达到的水下施工深度，可避免在水下和高气压下作业，有利于工人健康，而且不受洪水季节影响，可常年施工。因此管柱基础应用广泛。管柱直径也不断增大，如中国南昌赣江大桥采用的管柱直径达5.8米。四、沉井基础用开口沉井或气压沉箱施工法建造的桥梁基础（）。 这种基础现采用较少。由于它整体性好、刚度大、传力可靠，因此在长大跨度和深水地区修桥仍被采用。 开口沉井是一个井筒，最下一节的下端设有钢制或钢筋混凝土刃脚。其平面形状可根据墩台外形作成矩形、圆形、圆端形等等,中间加隔墙,成为双孔或多孔式

7、。建造材料可用木、钢、混凝土、钢筋混凝土等。开口沉井在浅水地区可在墩位就地筑岛制造，深水地区可在岸边预制，然后以浮运等办法运到墩位。开口沉井基础施工程序一般是在井壁内挖土，井筒靠自重或加压逐渐下沉，一节井筒快沉入土中再接一节，直至最后一节下沉到设计标高，然后将井底土清理干净，灌注一层水下混凝土把井底封住，再抽水并在井内填充混凝土或沙石，或作成空心沉井,最后在顶上灌筑钢筋混凝土盖板,并在其上修筑墩台。在施工过程中，为了减少井筒下沉时井壁与土间的摩擦力，可在筒壁内预埋钢管并压入高压水、泥浆或高压气流辅助下沉。1936年美国建造的旧金山奥克兰海湾悬索桥锚固墩的沉井基础首先使用充气浮运、放气下沉的圆盖

8、沉井，平面尺寸为6028米，有井筒55个。中国南京长江桥、枝城长江桥等也采用过这种重型沉井基础。南京长江桥的沉井下沉深度达54.87米;枝城长江桥墩位处岩面高差3.7米,设计时打破了传统垂直平面做法，按岩面斜度造成高低刃脚，使沉井底面与岩面吻合。气压沉箱是一个无底箱形结构,顶上有双门通廊,以便人和材料进入。沉箱下沉至水底后，注入压缩空气以阻止水进入。人在其内开挖地基，使沉箱继续下沉至设计标高。气压沉箱基础在施工过程中，可处理下沉的障碍物，可直接观察到地基原形，也不用灌注水下混凝土，质量比较可靠。但施工者需要在高压空气中工作，不但效率不高，而且对身体有害。中国早期修建的桥梁，如杭州钱塘江桥曾采用

9、这一技术。 桥梁上部结构桥梁跨越空间的结构物，简称桥跨或桥跨结构。桥梁上部结构通过支座支承于桥墩和桥台上，它的结构类型，决定了桥梁的形式。一、组成桥梁上部结构由桥面、主梁和支座三部分组成。1.桥面供车辆和行人直接走行的部分。铁路桥面有钢轨和轨枕支承于纵、横梁系统的明桥面；有道碴槽板、道碴、轨枕、钢轨组成的道碴桥面；有钢轨直接联结于桥面板或主梁上的无碴无枕桥面。2.主梁桥梁主要承重结构，是桥梁上部结构的主体。铁路桥的主梁,一般为两片。小跨度的主梁间距不大,桥面可直接铺在主梁上。也有采用多片主梁的。主梁可做成实腹的板梁,杆件连成的刚架或桁架,主梁与桥面、联结系结合而成的箱梁。3.支座桥梁上部结构的

10、支承部分。其作用是将上部结构的支承反力（包括竖向力、水平力）传递给桥梁墩台，并保证上部结构在荷载的作用和温度变化的影响下，具有设计要求的静力条件。支座有活动支座和固定支座两种，可用钢、橡胶或一定标号的钢筋混凝土制作。橡胶支座是一种新型支座，具有重量轻、高度低、构造简单、加工制造容易、用钢量少、成本低廉及安装方便等优点。二、类型按桥面置于上部结构的位置，桥梁上部结构可分为上承式、下承式（穿式或半穿式）和中承式。上承式、下承式和中承式的桥面分别置于上部结构的顶部、底部和中间。按上部结构主梁的结构形式或主要承重构件特征，桥梁上部结构可划分为板式梁、桁梁、拱桥、刚架（构）和斜腿刚构、斜拉桥、悬索桥等类

11、型。1.板式梁板式梁截面形式一般为矩形、I形、T形、形和箱形，适用于中小跨度的简支梁及较大跨度的连续梁。常用的有混凝土板梁、钢板梁、结合梁、箱形梁和槽形梁。混凝土板梁。包括普通钢筋混凝土梁及预应力混凝土梁。可采用工业化和机械化施工，砂石骨料一般可就地取材,用钢量小;维修工作简单;行车时噪声小;使用寿命长。对中小跨度的铁路桥梁，各国都基本上采用预应力混凝土梁。并实行标准化、系列化和预制装配施工。中国从20世纪50年代开始制订出全国铁路统一的钢筋混凝土梁和预应力混凝土梁(包括先张法、后张法)标准设计。1956年在东陇海线新沂河桥建成中国第一座预应力混凝土铁路桥梁。目前，无碴无枕预应力混凝土铁路桥梁

12、及后张法预应力混凝土串联梁正在不断发展，两者最大跨度均达到40米。钢板梁。其主要承重结构是两片 I字形截面的板梁。上承板梁的构造较简单，钢料较省，可以整孔装运，整孔架设。下承板梁是将桥面布置在两片梁之间，列车在两片梁之间通过。一般将桥面搁置在纵梁上，使建筑高度(自轨底至梁底)大为缩小。下承板梁与上承板梁相比，结构复杂,用料较多,制造和施工都比较费工。但由于具有较小的建筑高度，适用于桥下净空受限制的地区。中国从20世纪50年代初期即开始制订出铆接钢板梁标准设计。郑州黄河桥新桥即采用40米钢板梁标准设计，其桥孔为71个，每孔梁长40米,双线共采用142孔。70年代制订出上、下承焊接板梁标准设计，跨

13、度分别为2440米及2040米。结合梁。用钢筋混凝土道碴槽板和钢梁结合起来共同受力的桥跨结构。适用于曲线或陡坡地段的钢梁桥。中国在20世纪50年代首先在京广铁路十字江桥上修建了一座跨度32米的结合梁试验桥。1956年制订出跨度2844米铆接板梁的结合梁标准设计。箱形梁。主梁截面为箱形结构。多用于较大跨度的连续梁桥。箱形梁的优点是抗扭刚度大，适用于曲线桥及承受较大偏心荷载的直线桥。箱形梁主要有预应力混凝土箱形连续梁和钢箱形梁。预应力混凝土箱形连续梁由于结构形式简洁，外形美观，抗扭性能好，偏载作用下的横向分布比其他形式的梁好，所以近年来很快得到推广。这种梁截面高度为适应内力的变化，通常沿跨度相应变

14、化的，但也可采用等高度的。采用变高度梁适合用悬臂法施工，采用等高度梁适合用顶推法施工。1950年联邦德国首先采用了预应力混凝土箱形梁。1975年中国在北京枢纽东北环线通惠河桥上修建了跨度26.7+40.7+26.7米双线铁路变高度箱形连续梁桥。1978年在西延铁路上用顶推法建成一座 440米等高度箱形连续梁铁路桥。1978年日本建成目前世界最大跨度的110米上越新干线太田川铁路桥。钢箱形梁是随着高强度钢和焊接技术在桥梁上的应用以及薄壁结构计算理论的发展，于20世纪50年代以来发展起来的。钢箱形梁在一定跨度范围内比其他类型的梁式桥节省钢材可达1020；抗扭刚度和横向刚度较大；安装、制造及养护较简

15、易，因而采用较多。钢箱形梁的截面形式有矩形及梯形两类。箱形梁是闭口的薄壁结构，其应力及应变按薄壁结构理论计算。 20世纪50年代联邦德国首先采用钢箱形梁。60年代以来，世界各国都相继修建了不少钢箱形梁桥。联邦德国于1961年在莱茵河上建成一座箱形两跨连续梁，跨度为113米，无枕双线桥面，平均腹板高度5.2米。这座桥是世界上目前最大跨度的铁路箱形梁桥。1966年中国试制了一孔跨度32米的钢箱形梁，1969年架在南同蒲铁路潼河桥上。1976年在北京西北环上架设了一孔跨度40米箱形钢梁。槽形梁。这种梁的形状与半穿式梁相仿。其最大优点是底板薄，建筑高度低，最适用于立交桥，在满足桥下净空的要求下可以减少

16、两端线路路堤的土方量。槽形梁可做成单线桥或双线桥，有简支梁，也有45孔的连续梁。两侧主梁有竖直的，也有斜的；有实心的，也有空心的。1976年日本建成的第二丘里跨线桥，跨度达61.4米，上铺复线。80年代初中国在北京枢纽双桥辅助站及京承铁路双桥至怀柔段第二线上分别修建了 2孔24米单线和1孔20米双线槽形梁，系三向预应力。2.桁梁桥梁的主桁架常用的几何图式有四种基本类型,即三角形、斜杆形、K形和双重腹杆形（带辅助竖杆的双重腹杆桁架又称菱形桁架）。选择桁架图式的原则是经济、构造简单和利于标准化。这种桥梁形式发展较早，过去较大跨度的桥梁多采用这种形式。1917年加拿大建成的魁北克桥跨度为548.6米

17、，是目前世界上最长的悬臂桁架桥。中国济南黄河桥也是这类结构。悬臂桁架桥由两边的锚跨和中间的组合跨组成。锚跨梁的一端伸出中间墩一段长度，称为悬臂，组合跨的挂孔两端用铰接与悬臂端相连。悬臂桁架桥为多跨静定梁，墩台基础的沉陷不影响梁的内力。中国单线简支钢桁梁标准设计主要有三种图式六种跨度,如图1中国桁梁标准设计结构形式所示。桁高第组为8米，第组为11米,第组为16米。主桁中心距()第组为 4米，第组为5.75米，第组为5.758米。在拟定上述尺寸时，考虑了杆件的标准化和模数化。目前中国简支钢桁梁最大跨度为成昆铁路的三堆子金沙江桥,主跨为192米菱形下承铆接钢桁梁。南京长江桥主跨为3联3160米连续钢

18、桁梁,是中国当前连续钢桁梁最大跨度的桥。 栓焊钢梁是近年来发展较快的一种新型钢梁，已逐渐代替铆接钢梁。中国于1962年和1964年分别在湘桂铁路上建成雒容桥（跨度44.62米）和浪江桥（跨度61.44米）。1965年在成昆铁路上修建了44座 112孔14种不同跨度和结构形式的栓焊钢桁梁桥,其中最大跨度为112米系杆拱。1977年在京通铁路上修建了3128米栓焊桁梁白河桥。这座桥在下弦主要受力杆件采用15锰钒氮新的高强钢种，其极限强度为60千克力/毫米。1980年在京山铁路永定新河上修建了一座3144米下承栓焊桁梁桥，主桁受力最大杆件也采用15锰钒氮钢种。该桥是目前中国采用15锰钒氮高强度钢最大

19、跨度的栓焊桁梁桥。3.拱桥这种桥在竖直荷载作用下，拱端不仅有竖直反力，还有水平推力，适用于深谷大跨、地基坚实地区的桥梁。拱桥由拱圈、拱上结构、墩台及基础等部分组成（图2 拱桥结构示意图）。拱圈是桥跨结构的主要承载部分。拱圈以上的桥跨结构部分称为拱上结构，用以支承道碴桥面及活载。设计得合理的拱主要承受压力，而承受的弯矩和剪力较小。这样可利用抗压性能强而抗拉性能弱的材料建造，如石及混凝土等。也可以修建钢拱桥。石拱桥的石料可以就地取材，因而能大大节约钢材和水泥；石拱桥坚实耐久，形式美观，几乎不需要养护。中华人民共和国成立后，在新建铁路上修建了许多中小跨度石拱桥，如在宝成铁路上共修建156座计188孔

20、石拱桥。在成昆铁路上修建了中国最大跨度的一线天空腹石拱桥，其跨度为54米。混凝土拱桥较石拱桥和一般钢筋混凝土梁的跨越能力大，可以做成无铰、两铰或三铰的拱。铰的制造复杂，价格贵，而且拱顶铰使拱的挠度曲线有明显转折，引起活载的附加冲击,因此铁路拱桥一般避免采用三铰拱,多采用无铰拱。混凝土拱桥一般为空腹拱。拱桥作为铁路桥梁已有百余年历史，由于施工时需要复杂的脚手架，20世纪6070年代初有逐渐被其他形式取代的趋势。70年代中期,随着预应力技术的提高,悬臂法施工的创新，从而提高了拱桥的竞争能力。苏联于1952年在第聂伯河上修建了一座跨度 228.0米的钢筋混凝土铁路拱桥，是目前这类铁路桥梁中跨度最大者

21、。铁路钢拱桥最大跨度为澳大利亚悉尼港桥,跨度503米。中国铁路修建混凝土拱桥的历史比较早。京广线南段广东省与湖南省交界附近在20世纪30年代修建了 5座钢筋混凝土拱桥,最大跨度为40米。中华人民共和国成立后,陆续修建了几座较大跨度的钢筋混凝土拱桥，其中最大跨度为1966年在丰沙铁路二线修建的永定河 150米装配式钢筋混凝土拱桥（见永定河七号桥）。系杆拱桥是拱与梁的组合结构，拱的推力由系杆承受而不传给墩台，和简支梁一样不受地基不均匀沉陷的影响,适用于地质条件较差的情况。其建筑高度较低,当建筑高度受限制时采用较为有利。系杆拱根据拱肋与系杆的刚度比分三种结构图式。当系杆与拱肋刚度比小于1/801/1

22、00时，系杆可视为只承受轴向力,不承受弯矩，称之为柔性系杆刚性拱；当系杆与拱肋刚度的比值大于80100时，拱肋可视为只承受轴向力，不承受弯矩,称之为刚性系杆柔性拱；介于以上两者之间则称之为刚性系杆刚性拱。4.刚架（构）和斜腿刚构刚架桥是上部结构和墩台（或支柱）整体相连的一种结构形式。这种桥的上部结构同墩台间属刚性连接，能提供较大的桥下净空，因此多用作跨线桥和栈桥。中国从20世纪50年代以来，陆续修建了大量刚架式立交桥。施工用不影响运输的顶进法。5.斜腿刚构是刚架桥的两个支腿向梁的两端斜置而成的结构形式。这种结构比同样跨度的桁架或拱桥都省料，外形轻巧，施工方便。其轴线比较接近荷载压力线，而两侧支

23、承于桥台的伸出部分可以使梁的跨中弯矩进一步减小。因此，这种桥的跨度可以作得比较大而仍然经济。这种桥在河岸较高陡、峡谷较深和需建造立交桥的地方采用较多。1954年联邦德国在霍莱姆建造了两座预应力混凝土斜腿刚构铁路桥，斜腿支座间距为85.5米，是目前世界上跨度最大的预应力混凝土斜腿刚构铁路桥。1981年中国在邯长铁路线上修建了跨过浊漳河的预应力混凝土斜腿刚构桥，跨度为82米。这座桥整体性好,线条挺拔,外观轻巧，形式新颖，为中国第一座大跨度预应力混凝土斜腿刚构铁路桥。钢斜腿刚构比预应力混凝土斜腿刚构可以跨越更大跨度。1966年南斯拉夫建成的内雷特瓦河斜腿刚构桥，主跨达 120米。1982年中国在陕西

24、安康建成跨越汉江的钢斜腿刚构铁路桥，梁跨为56+192+56米,主跨按64+64+64米分跨，两斜腿铰中心距为176米,是当前世界上最大的铁路钢斜腿刚构桥（见安康汉江桥）。6.斜拉桥由梁、斜拉索及索塔三部分组成。其主要特点是利用索塔引出斜拉索悬吊梁跨。这种悬吊作用相当于在梁跨下面设置若干弹性中间支承。这样可以大大减小梁跨的弯矩，提高梁的跨越能力。组成斜拉桥的刚性梁、斜拉索和索塔有各种不同的形式。它们之间的组合方式亦有多种。斜拉索顺桥方向布置，常用的斜拉索形式有辐射形、竖琴形、扇形和星形（图3 斜拉索形式示意图）。索塔的形式应根据拉索布置、主梁跨度以及桥面宽度等因素决定。常用的索塔形式在顺桥方向

25、有柱形和A字形刚架两种。此外,尚有倒V形和倒Y形索塔。斜拉桥的刚度与稳定性大于悬索桥，且不需用沉重的钢索锚桩。斜缆引到桥面板上的压力可以利用来施加预应力于混凝土桥面板上。因此，斜拉桥刚度大，抗风稳定性好。目前世界各国建成的预应力混凝土斜拉铁路桥以联邦德国1972年建成的美因河二号桥（即赫希斯特桥）最大,跨度为148.23米,系公路、铁路、管道三用桥。中国于1980年在湘桂铁路线修建了第一座跨越红水河的预应力混凝土铁路斜拉桥，主跨为48+98+48米（见红水河桥）。目前世界上已建成的钢铁路斜拉桥为数还不多。联邦德国1966年于内卡河上修建了第一座钢铁路斜拉桥。1977年阿根廷在首都布宜诺斯艾利斯

26、附近巴拉那河的两个分岔河道上修建了两座公路铁路两用的钢斜拉桥。两桥的主跨都是 110+330+110米三跨对称布置的梯形钢箱梁。这两座桥是当前世界上跨度最大的公路铁路两用钢斜拉桥。1980年南斯拉夫在贝尔格莱德萨瓦河上修建了一座跨度为253.7米的双线铁路钢斜拉桥。7.悬索桥以缆索跨过索塔顶锚固在河岸上作为承重结构，在缆索上悬挂吊杆吊着桥面系，以供行车、行人的桥，是目前世界上跨度最大的一种桥梁形式。1855年建成的尼亚加拉瀑布悬索桥是世界上第一座铁路桥,桥跨度约200米。这座桥后来改建为拱桥。1966年葡萄牙修建的里斯本塔古斯河的萨拉扎尔公路铁路两用悬索桥，主孔达1013米。日本正在修建的本州

27、和四国的联络桥，共有5座大跨度的公路铁路两用悬索桥,其中最大跨度达1780米。悬索桥较柔软，多用于公路运输方面。三、设计上部结构设计包括：总体的布置；结构形式和体系的研究；材料的选择；按确定的方案或比较方案进行结构分析；选定部件的具体尺寸。对新型上部结构，一般尚须经过设计的方案比较、模型试验或局部试验，然后对建成的桥跨进行现场测试和分析。 桥梁结构设计曾长期使用容许应力法。这种方法不分构件种类和使用情况，都根据名义强度，取统一的安全系数，常使多数部件设计得过于保守，而使部分部件的安全性不足。后来，开始采用荷载系数法和极限状态法等。但是，这些方法对设计部件参数的选择，仍然是依靠主观判断和设计经验

28、，还不能正确反映结构的安全度。因此，近年来，随着可靠性理论的发展，以及概率理论分析工程结构安全度的应用，桥梁结构设计已有了重大的进展。对于安全度的计算，已在二次矩法和近似概率法的基础上，经过数学上的推演改进，发展成了一种新的计算方法，简称“JCSS”法。四、施工包括梁部的制造和安装架设。梁部的制造主要有钢梁制造和预应力混凝土梁的制造。钢梁制造的工艺过程为：作样、号料、号孔、切割、钢料矫正、制孔、料件边缘加工、杆件组装、焊接或铆合、杆件矫正、钻制工地钉孔、结构试拼装、除锈并油漆、包装发运等。栓焊钢梁的制造工艺过程主要可分为：料件加工、杆件组焊，除锈节点联接处的板面处理、油漆和装运等三个过程。 预

29、应力混凝土梁制造有后张法和先张法。后张法预应力混凝土梁的制造工艺过程为：灌筑梁体混凝土，穿入和张拉钢丝束、管道压浆及封端。预应力张拉体系有拉锚式和拉丝式两种。中国1958年设计了一套拉锚式体系（利用锚头进行张拉）预应力混凝土铁路桥梁标准设计。这种体系所使用的千斤顶（120吨双作用千斤顶）笨重，配件又多，安装操作不方便，劳动强度大。1975年编制了拉丝式体系（直接张拉钢丝）预应力混凝土铁路桥梁标准设计。这种体系的锚头采用钢制锥形锚，由锚塞和锚圈组成。张拉钢丝束用三作用千斤顶(TD60型)。1980年又试制成功TD100型张拉千斤顶及245 钢丝混凝土锚具。先张法预应力混凝土梁的制造工艺过程为：建

30、造台座、初调应力、整体张拉、灌筑混凝土、整体放松、调离台位、封端。五、安装架设上部结构是架空的,必须在高空作业,所以尽可能在运送尺寸和起吊重量的允许范围内，在工厂制成构件运到现场拼装。过去常用的施工方法是在支架上拼装或现浇梁部构件，比较费工费时。近年来，钢结构多采取在岸边预拼成较大的部件或全跨，然后整孔拖拉、整孔浮运，逐节伸臂和悬索提升架设。混凝土结构则采用架桥机吊装、整孔纵向滑引的模板浇筑、连续顶推及逐节平衡悬臂灌筑或拼装，以及利用斜拉索悬臂拼装等方法施工。 中国使用的架桥机，20世纪50年代初期用双悬臂式，60年代以来陆续采用简支梁式（单梁或双梁）。起重能力为130吨。80年代初广州铁路局

31、试制成功“长征16040”架桥机，最大起重能力达160吨,可架设跨度40米预应力混凝土梁。 桥梁墩台桥梁墩台是桥墩和桥台的合称，是支承桥梁上部结构的建筑物。桥台位于桥梁两端，并与路堤相接，兼有挡土作用；桥墩位于两桥台之间。桥梁墩台和桥梁基础统称为桥梁下部结构。中国周代以前，在河中堆集石块供涉水。秦代在咸阳渭水上架了一座用石柱作桥墩的横桥，“广六丈，南北三百八十步，六十八间，七百五十柱，百二十二梁”(三辅黄图)。唐代长安中桥“岁为洛水冲注，李德昭创意积石为脚,锐其前以分水势,自是更无漂损”（中国石桥），这种类端桥墩形式沿用至今。近代，墩台由石砌向混凝土浇筑发展。同时，随着桥梁技术的发展，有些桥梁

32、的桥墩桥台成为桥梁上部结构的组成部分。例如 T型刚构桥、斜腿刚构桥的上部结构同桥梁墩台的上部是连为一体的；悬索桥锚索的锚固部分一般是同桥台结合在一起的；开启桥的衡重部分常设置在桥墩台体之内；斜拉桥的索塔架往往包括基础以上的墩身部分等。在墩台工程方面，中国古代有创造性的成就，你想知道吗？ 近代,各种类型混凝土墩台和预制装配式墩台逐步向机械化拼装施工方向发展。随着施工装备的改进和施工技术的提高，桥梁墩台深水施工，峡谷中高墩台建造，以及受复杂应力的空间结构的墩台建造，不断获得发展。国内外对中等跨径桥梁多采用施工便捷、圬工量省的排架桩柱式桥墩。美国路易斯安那州跨越庞恰特雷恩湖的大桥全长约39公里，有跨

33、径为25.6米的基本桥孔1526个，其中1500余座双桩柱（直径为1.64米的桩节段用12根预应力钢丝束串联）桥墩在15个月内完成,全桥在26个月内完成,创世界最长桥快速施工的记录。一、桥墩由帽盖（顶帽、墩帽）和墩身组成。帽盖是桥墩支承桥梁支座或拱脚的部分，其作用是把桥梁上部结构荷载传给墩身，并加强和保护墩身顶部。桩柱式墩的桩柱靠帽盖联结为整体。墩身是桥墩承重的主体结构，其作用是把桥梁上部结构荷载传给桥梁基础和地基。1.实体墩也称重力式墩，依靠自身重量保持稳定的桥墩。它的整体性和耐久性好。实体墩的墩身常用抗压强度高的石料砌筑或混凝土浇筑。当墩身较大时，可在混凝土中掺入不超过墩身体积25的片石，

34、以节省水泥。实体墩也可用预制的块件在工地砌筑，各块件用高强度钢丝束串联施加预应力。砌筑时，块件要错缝。用这种方法建造的实体墩又称为装配式桥墩。2.薄壁墩用钢筋混凝土制作的实体薄壁桥墩或空心薄壁桥墩。实体薄壁桥墩适用于中小跨径桥梁。空心薄壁桥墩多用于大跨径桥和高桥墩桥。3.柱式墩在基础上灌筑混凝土单柱或双柱、多柱所建成的墩。中国通常采用两根直径较大的钻孔桩作基础，在其上面建立柱作成双柱墩，并在两柱之间设横系梁以增加刚度。此外，也常用单桩单柱墩。4.排架桩墩由单排桩或双排桩组成的桥墩。一排桩的桩数一般同上部结构的主梁数目相等。将各桩顶联系一起的盖梁可用混凝土制作。这种桥墩所用的桩尺寸较小，因此通常

35、称这种桥墩为柔性桩墩。它按柔性结构设计可考虑水平力沿桥的纵轴线在各墩上的分配。5.构架式桥墩以两棂或多棂构架作成的桥墩，多用钢筋混凝土制作。构架式桥墩轻型美观，但不宜在有漂流物或流冰的河流中建造。二、桥台由帽盖（顶帽、台帽）和台身组成。台身有前墙和侧墙（冀墙）两部分。前墙是桥台的主体，它将上部结构荷载和土压力传达于基础。侧墙位于前墙的侧后方，主要支挡路堤土方并可增加前墙的稳定性。前墙和侧墙均可用石料或混凝土砌筑。当上部结构为拱式体系时，除在桥面系同前墙相会处需设置台帽之外，在台身支承拱脚之处需另设拱座。和台帽相连的胸墙同桥面系端部之间应留伸缩缝。1.重力式桥台依靠自重来保持桥台稳定的刚性实体，

36、它适于用石料砌筑，要求地基土质良好。重力式桥台的平面形状有U形、T形以及山形等。U形的整体性好,施工方便，但是台背易积水，故在台后填土中应设盲沟排水，以免发生土的冻胀。在土质地基上，翼墙同前墙相会合处应设置隔缝，将两者分开砌筑，以避免两者沉降不均，产生破坏。2.埋置式桥台埋置于路堤锥体护坡中的桥台，它仅露出台帽以上的部分以支承桥梁上部结构。由于是埋置土中，所以这种桥台所受的土压力很小，稳定性好。但是锥体护坡往往伸入河道，侵占了泄水面积，并易受到水流冲刷，因此必须十分重视护坡的保护；在设计中应验算护坡万一被冲刷毁坏时的桥台稳定性和强度。3.薄壁桥台以 L形薄壁墙作成的桥台。这种桥台有前墙和扶壁，

37、前墙是主要承重部分，扶壁设于前墙背面，支撑于墙底板上。扶壁有若干道，其作用是增加前墙的刚度。台帽置于前墙顶部。底板上方的填土有助于保持桥台的稳定。4.木墩台主要用于木桥。目前仅在一些易于取材的林区采用这类墩台，其他形式桥梁在维修抢险时也用木墩台或木垛作为临时支承。桥梁防护建筑物河道上建桥后,为了防止和减轻桥下河床的变形,加强桥梁抵抗水流冲刷的能力，保证桥梁的正常使用而修筑的建筑物，主要有桥头锥体护坡、导流建筑物、护岸和既有桥的浅基防护建筑物等。一、桥头锥体护坡路堤和桥梁相联接的建筑物。路堤临桥孔方向的边坡较陡，并迎受水流冲刷，常用干砌片石和浆砌片石修筑各种类型的桥头锥体护坡。二、导流建筑物引导

38、水流顺畅地通过桥孔，保护桥梁墩台以及桥头路基和河岸不受冲刷所修筑的桥梁防护建筑物。一般按水流量和流速等修筑不同类型的导流建筑物。常见的有：曲线形导流堤和直线形导流堤。桥址所在河段河流通过河滩压缩部分的流量较大，如单侧河滩流量大于总流量15或双侧河滩大于20的情况下，修筑这类导流建筑物，能引导河滩水流平顺地进入桥孔。其设置如图1曲线形和直线形导流堤所示。梨形堤。当桥址河段比较稳定，流速不太大，而且桥头路堤伸入河滩，阻挡了部分流量（单侧河滩流量小于总流量15或双侧河滩小于20），为了调整水流方向，防止水流对锥体护坡和桥头路堤边坡的淘刷，并改善边孔条件,加大边孔过水能力,一般修筑梨形堤。其设置如图2

39、梨形堤所示。封闭式导流堤。为引导水流平稳地进入桥孔，保护堤后路基、农田和村镇道路不受水流漫溢的危害而修筑的桥梁防护建筑物。其设置如图3 封闭式导流堤所示。桃形堤。桥址所在河段，是变迁性河流的摆动河段或山前宽河的中游扩散河段，往往须采用一河多桥。在这种情况下，为了避免水流直冲两桥之间的路堤要修筑桃形堤,以便将水流导向两桥的桥孔。其设置如图4桃形堤所示。丁坝。修筑于桥头路堤的一侧或两侧的河岸边上，或修筑在长大导流堤的迎水面的桥粱防护建筑物，其作用是将水流挑离桥头路堤河岸和导流堤，并使泥砂在丁坝后部淤积，形成新的水边线,以达到改变水流流向,保护桥头路堤、河岸和导流堤的目的。丁坝的设置如图5丁坝所示。

40、顺坝和格坝。为控制河势，束窄河道，约束水流而设置的桥梁防护建筑物。顺坝一般同水流的流向平行，当顺坝较长且与河岸距离较大时，常在顺坝与河岸之间修筑几道格坝，以防止水流冲走沉积的泥砂。顺坝和格坝设置如图6顺坝和格坝所示。截水坝和分水堤。截水坝是为堵塞河道而修筑的，常用于堵塞旧河道、河叉、串沟等，以保持桥址所在河段的稳定。分水堤是为了防止两座或几座桥梁和涵洞上游洪水互相窜流时而修建的，以便将通过桥梁和涵洞的洪水流量分开。设置导流建筑物应根据需要作好水文调查，精心设计，并防止产生有害的影响。导流建筑物常用铺草皮、抛石、干砌片石和浆砌片石，以及用混凝土板护坡和石笼、梢捆、柴排等防护方法修筑。三、护岸桥址

41、所在河段，河岸的凹岸逐年迎受水流冲刷，会使河岸不断地坍塌。为保护桥梁和路堤安全，须在凹岸修筑防护建筑物。此外，因设桥引起河水流向变化，冲刷河岸而危及农田和村镇时，也须在河岸修建防护建筑物。这种建筑物通常又称为护岸。护岸的形式有直接防护和间接防护。直接防护是对河岸边坡直接进行加固，以抵抗水流的冲刷和淘刷。常用抛石、干砌片石、浆砌片石、石笼及梢捆等修筑。间接防护适用于河床较宽或防护长度较大的河段，可修筑丁坝、顺坝和格坝等，将水流挑离河岸。浅基防护对一些基础过浅的桥梁修筑的防护建筑物。其形式有：整孔防护，用浆砌片石或混凝土护底。护底顶面标高不应高于河床最低标高，并应尽量低一些。局部防护，常用浆砌片石

42、或混凝土护基，混凝土块排防护的顶面应尽量接近一般冲刷线。立体防护，常用钻孔桩加承台、桩围堰内填片石、钢筋混凝土板桩、钻孔桩围幕压浆或化学加固土壤护基等。 桥梁分类：梁式桥 | 拱式桥 | 斜拉桥 | 悬索桥一、梁桥以受弯为主的主梁作为主要承重构件的桥梁。主梁可以是实腹梁或者是桁架梁（空腹梁）。实腹梁外形简单，制作、安装、维修都较方便，因此广泛用于中、 小跨径桥梁。但实腹梁在材料利用上不够经济。桁架梁中组成桁架的各杆件基本只承受轴向力，可以较好地利用杆件材料强度，但桁架梁的构造复杂、制造费工，多用于较大跨径桥梁。桁架梁一般用钢材制作，也可用预应力混凝土或钢筋混凝土制作，但用的较少。过去也曾用木材

43、制作桁架梁，因耐久性差，现很少使用。实腹梁主要用钢筋混凝土、预应力混凝土制作，也可以用钢材做成钢钣梁或钢箱梁。实腹梁桥的最早形式是用原木做成的木梁桥和用石材做成的石板桥。由于天然材料本身的尺寸、性能、资源等原因，木桥现在已基本上不采用， 石板桥也只用作小跨人行桥。根据实腹梁的截面形式可分为板梁、形梁、T形梁或箱形梁等（） 。按照主梁的静力图式，梁桥又可分为简支梁桥、连续梁桥和悬臂梁桥（）。简支梁桥：主梁简支在墩台上,各孔独立工作,不受墩台变位影响。实腹式主梁构造简单，设计简便，施工时可用自行式架桥机或联合架桥机将一片主梁一次架设成功。但简支梁桥各孔不相连续，车辆在通过断缝时将产生跳跃，影响车速

44、的提高。因此，目前趋向于把主梁作成为简支，而把桥面作成为连续的形式。简支梁桥随着跨径增大，主梁内力将急剧增大，用料便相应增多，因而大跨径桥一般不用简支梁。连续梁桥：主梁是连续支承在几个桥墩上。在荷载作用时，主梁的不同截面上有的有正弯矩，有的有负弯矩，而弯矩的绝对值均较同跨径桥的简支梁小。这样，可节省主梁材料用量。连续梁桥通常是将35孔做成一联，在一联内没有桥面接缝，行车较为顺适。连续梁桥施工时，可以先将主梁逐孔架设成简支梁然后互相连接成为连续梁。或者从墩台上逐段悬伸加长最后连接成为连续梁。近一、二十年，在架设预应力混凝土连续梁时，成功地采用了顶推法施工，即在桥梁一端（或两端）路堤上逐段连续制作

45、梁体逐段顶向桥孔，使施工较为方便。连续梁桥主梁内有正弯矩和负弯矩，构造比较复杂。此外，连续梁桥的主梁是超静定结构，墩台的不均匀沉降会引起梁体各孔内力发生变化。因此，连续梁一般用于地基条件较好、跨径较大的桥梁上。1966年建成的美国亚斯托利亚桥，是目前跨径最大的钢桁架连续梁桥，它的跨径为376米。悬臂梁桥：又称伸臂梁桥。是将简支梁向一端或两端悬伸出短臂的桥梁。这种桥式有单悬臂梁桥或双悬臂梁桥。悬臂梁桥往往在短臂上搁置简支的挂梁，相互衔接构成多跨悬臂梁。有短臂和挂梁的桥孔称为悬臂孔或挂孔，支持短臂的桥孔称为锚固孔。悬臂梁桥的每个挂孔两端为桥面接缝，悬臂端的挠度也较大，行车条件并不比简支梁桥有所改善

46、。悬臂梁一片主梁的长度较同跨简支梁为长，施工安装上相应要困难些。目前对预应力混凝土悬臂梁桥多采用悬臂拼装或悬臂浇筑的方法施工。为适应悬臂施工法的发展，保证主梁的内力状态和施工时一样，出现一种没有锚固孔，并把悬伸的短臂和墩身直接固结在立面上，形成预应力混凝土 T形刚架桥，这种桥在20世纪50年代后发展起来。典型梁式桥梁举例日本滨名大桥，主跨240米，1976年陕西安康汉江桥，主跨176米，1982年四川三堆子金沙江桥日本大阪港大桥日本岩大桥世界最大梁式桥一览表1世界各国主要大跨板梁和箱梁桥桥 名主跨(m)建成年地 点钢梁CoSta e Sllva3001974巴西里约热内卢Sava2611956

47、南斯拉夫贝尔格莱德Zoo2591966德国科隆Gazelle2501970南斯拉夫贝尔格莱德安康汉江桥1761982中国陕西预应力混凝土梁虎门辅航道桥2701997中国广东Gate Way2601986澳大利亚布里斯班黄石长江桥2451996中国湖北滨名大桥2401976日本Koror-Babelthuap2411978美托管岛2世界各国主要大跨钢桁梁桥桥 名主跨(m)建成年地 点魁北克Quebec5491918加拿大福斯湾Forth5211889英国苏格兰南港大桥5101974日本大匝Gommodore J.J5011974美国法尼亚Orleun Greater New4801958美国路易斯安那