二、橋梁工程

（一）橋梁的組成與分類

1．橋梁的基本組成部分

(1)上部結(jié)構(gòu)（也稱橋跨結(jié)構(gòu)）

一般包括橋面構(gòu)造（行車道、人行道、欄桿等）、橋梁跨越部分的承載結(jié)構(gòu)和橋梁支座。

(2)下部結(jié)構(gòu)

包括橋墩、橋臺及墩臺基礎(chǔ)

2．橋梁的分類

(1)根據(jù)橋梁跨徑總長L和單孔跨徑LK分

特大橋(L>lOOOm或LK>150m)、大橋(1000m≥L≥100m或150m≥LK≥40m)、中橋(lOOm>L>30m或40m>LK≥20m)、小橋(30m≥L≥8m或20m>LK≥5m)。

(2)根據(jù)橋面在橋跨結(jié)構(gòu)中的位置分

上承式、中承式和下承式橋。

(3)根據(jù)橋梁的結(jié)構(gòu)形式分

梁式橋、拱式橋、剛架橋、懸索橋和組合式橋。

（二）橋梁上部結(jié)構(gòu)

1．橋面構(gòu)造

(1)橋面鋪裝及排水、防水系統(tǒng)。

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水泥混凝土鋪裝

②瀝青混凝土鋪裝。

A、裝配式鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土橋通常采用水泥混凝土或瀝青混凝土鋪裝；

B、厚度為60～80mm，強度不低于行車道板混凝土的強度等級。

C、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)。

③防水混凝土鋪裝。

A、在需要防水的橋梁上，當(dāng)不設(shè)防水層時，可在橋面板上以厚80～100mm且?guī)в袡M坡的防水混凝土作鋪裝層，B、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(shè)面層而直接承受車輪荷載。

C、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。

D、為使鋪裝層具有足夠的強度和摩好的整體性（亦能起聯(lián)系各主梁共同受力的作用），一般宜在混凝土中鋪設(shè)直徑為4～6mm的鋼筋網(wǎng)。

2)橋面縱橫坡。

橋上縱坡

機動車道不宜大于4%；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%；高架橋橋面不小于0.3%。

橋面的橫坡

一般采用1.5%～3.0%。

①通常是在橋面板頂面鋪設(shè)混凝土三角墊層來構(gòu)成。用三角墊層設(shè)置橫坡將使混凝土用量與恒載重量增加過多。

②對于板梁或就地澆筑的肋梁橋，為了節(jié)省鋪裝材料，并減輕重力，可將橫坡直接設(shè)在墩臺頂部而做成傾斜的橋面板，此時不需要設(shè)置混凝土三角墊層。

③在比較寬的橋梁中，在此情況下可直接將行車道板做成雙向傾斜的橫坡。

上面②③用結(jié)構(gòu)傾斜的方法會使主梁的構(gòu)造和施工稍趨復(fù)雜。

①三角墊層

②板梁或就地澆筑的肋梁橋

③比較寬的橋梁

3)橋面排水和防水設(shè)施。

①橋面排水。

管徑

排水管道直徑不宜小于150mm。

間距

當(dāng)縱坡大于2%橋面設(shè)置排水管的截面積不宜小于60mm2/㎡；

當(dāng)縱坡小于1%橋面設(shè)置排水管的截面積不宜小于100mm2/㎡；

當(dāng)中橋、小橋的橋面設(shè)有不小于3%縱坡時，橋上可不設(shè)排水口，但應(yīng)在橋頭引道上兩側(cè)設(shè)置雨水口。

②防水層。

構(gòu)造

A、橋面防水層設(shè)置在橋面鋪裝層下面。

B、瀝青混凝土鋪裝底面在水泥混凝土整平層之上應(yīng)設(shè)置柔性防水卷材或涂料；

C、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。

D、圬工橋臺臺身背墻、拱橋拱圈頂面及側(cè)墻背面應(yīng)設(shè)置防水層。

E、箱涵等封閉式結(jié)構(gòu)頂板頂面應(yīng)設(shè)置排水橫坡，坡度宜為0.5%～1%，箱體防水應(yīng)采用自防水，也可在頂板頂面、側(cè)墻外側(cè)設(shè)置防水層。

(2)伸縮縫。

設(shè)置位置

①兩梁端之間，②梁端與橋臺之間，③橋梁的鉸接位置上設(shè)置。

構(gòu)造要求

①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(yīng)平順、無突跳與噪聲；要能防止雨水和垃圾泥土滲入阻塞；安裝、檢查、養(yǎng)護、消除污物都要簡易方便。

②在設(shè)置伸縮縫處，欄桿與橋面鋪裝都要斷開。注意：柔性防水層不斷開

類型和適用

①鍍鋅薄鋼板伸縮縫

中小跨徑的裝配式簡支梁橋上，當(dāng)梁的變形量在20～40mm以內(nèi)時常選用。

②鋼伸縮縫

鋼伸縮縫也易于在斜橋上使用。

它的構(gòu)造比較復(fù)雜，只有在溫差較大的地區(qū)或跨徑較大的橋梁上才采用。

當(dāng)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

它是以橡膠帶作為跨縫材料。這種伸縮縫的構(gòu)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。

【2007】．溫差較大的地區(qū)且跨徑較大的橋梁上應(yīng)選用（）。

A．鍍鋅薄鋼板伸縮縫

B．U型鋼板伸縮縫

C．梳型鋼板伸縮縫

D．橡膠伸縮縫

答案：C

(3)人行道、欄桿、燈柱。

人行道寬度

可選用0.75m、1m，大于1m按0.5m倍數(shù)遞增。行人稀少地區(qū)可不設(shè)人行道

安全帶

不設(shè)人行道橋，兩邊設(shè)寬度不小于0.25m，高為0.25～0.35m的護輪安全帶。

人行道

人行道一般高出行車道0.25～0.35m，人行道在橋面斷縫處也必須做伸縮縫。

欄桿、燈柱

欄桿的高度一般為0.8～1.2m，標準設(shè)計為1.Om;欄桿間距一般為1.6～2.7m，標準設(shè)計為2.5m。照明用燈一般高出車道5m左右。

2．承載結(jié)構(gòu)

(1)梁式橋

1)簡支梁式橋。

①簡支板橋

裝配式板橋通常每塊預(yù)制板寬為1．Om，預(yù)應(yīng)力混凝土空心板的跨徑范圍為8～16m,簡支板橋主要用于小跨度橋梁，跨徑在8～16m時，采用預(yù)應(yīng)力混凝土空心預(yù)制板橋。

②肋梁式簡支梁橋（簡稱簡支梁橋）。

簡支梁橋主要用于中等跨度的橋梁?？鐝皆?0～50m時，多采用預(yù)應(yīng)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。

③箱形簡支梁橋。

箱形簡支梁橋主要用于預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋。尤其適用于橋面較寬的預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)和跨度較大的斜交橋和彎橋。

2)連續(xù)梁式橋和懸臂梁式橋。

連續(xù)梁橋

一般采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。

連續(xù)梁橋

連續(xù)孔數(shù)很少超過五跨，連續(xù)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(xù)梁應(yīng)用最為廣泛。

(2)拱式橋。

拱式橋在豎向荷載作用下，兩拱腳處不僅產(chǎn)生豎向反力，還產(chǎn)生水平反力（推力）。

可充分利用石料或混凝土等抗壓能力強而抗拉能力差的圬工材料。拱式橋是鋼筋混凝土橋和圬工橋最合理的結(jié)構(gòu)形式之一。其墩臺基礎(chǔ)必須承受強大的拱腳推力。因此拱式橋?qū)Φ鼗蠛芨?，適建于地質(zhì)和地基條件良好的橋址。

拱橋按其結(jié)構(gòu)體系分為：

1)簡單體系拱橋

①主拱構(gòu)造：

②拱上建筑構(gòu)造

③細部構(gòu)造：為了防止不規(guī)則裂縫的出現(xiàn)，需在相對變形較大的位置設(shè)置伸縮縫，相對變形較小的位置設(shè)置變形縫。橋面系均應(yīng)在相應(yīng)位置設(shè)置伸縮縫或變形縫，實腹式拱橋的伸縮縫通常設(shè)在兩拱腳的上方，并需在橫橋方向貫通全寬及側(cè)墻的全高。對于空腹式拱橋，當(dāng)采用拱式腹孔時，一般將緊靠墩臺的第一個腹拱做成三鉸拱，并在靠墩臺側(cè)拱鉸上方的側(cè)墻內(nèi)設(shè)置伸縮縫，其余拱鉸上方可設(shè)變形縫。

2)組合體系拱橋

組合體系拱橋可分為桁架拱橋、剛架拱橋、桁式組合拱橋和拱式組合體系橋四大類。

桁架拱橋和剛架拱橋均屬于整體型上承式拱橋。

斜拉桿式是大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土桁式組合拱橋常用的形式

①拱式組合體系橋是將拱肋和系桿組合起來，共同承受荷載，可充分發(fā)揮各構(gòu)件的材料強度。拱式組合體系橋可做成有推力和無推力兩種形式，也可以做成上承式、中承式或下承式三種形式。

②一般無推力中、下承式的拱式組合體系橋使用較多，無推力的拱式組合體系橋常稱為系桿拱橋，一般由拱肋、吊桿（或立柱）、系桿、橫向聯(lián)結(jié)系和橋面系等組成，③根據(jù)拱肋和系桿（梁）相對剛度的大小，可劃分為柔性系桿剛性拱、剛性系桿柔性拱和剛性系桿剛性拱三種體系。

④目前出現(xiàn)的大跨徑系桿拱橋大多采用鋼筋混凝土或鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，除單跨外，更多的是三跨飛燕式。

(3)剛架橋。按照其靜力結(jié)構(gòu)體系可分為單跨或多跨的剛架橋；也可分為鉸支承剛架橋和固端支承剛架橋。

(4)懸索橋。

現(xiàn)代懸索橋一般由橋塔、主纜索、錨碇、吊索、加勁梁及索鞍等主要部分組成。

1)橋塔

橋塔是懸索橋最重要的構(gòu)件。大跨度懸索橋的橋塔主要采用鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。剛架式橋塔通常采用箱形截面。

2)錨碇

主纜索中的拉力通過錨碇傳至基礎(chǔ)。常采用的錨碇有兩種：重力式和隧洞式。

3)主纜索

主纜索是懸索橋的主要承重構(gòu)件，可采用鋼絲繩鋼纜或平行絲束鋼纜，大跨度吊橋的主纜索多采用后者。

4)吊索

吊索可布置成垂直形式的直吊索或傾斜形式的斜吊索

5)加勁梁

加勁梁是承受風(fēng)載和其他橫向水平力的主要構(gòu)件。大跨度懸索橋的加勁梁均為鋼結(jié)構(gòu)，通常采用桁架梁和箱形梁。預(yù)應(yīng)力混凝土加勁梁僅適用于跨徑500m以下的懸索橋，大多采用箱形梁。

6)索鞍

索鞍是支撐主纜的重要構(gòu)件

(5)組合式橋。

1)拉索

①拉索是斜拉橋的主要承重構(gòu)件，一般拉索的造價約占全橋的25~6～30%。目前采用較多的有平行鋼絲束，鋼絞線束和封閉式鋼索，在某些橋上還有采用高強鋼筋和型鋼。

②平行鋼絲束目前使用非拉索在橋縱向的布置有許多方式，一般有如下幾種：輻射式、豎琴式、扇式、星式。拉索在橋橫向布置通常有兩種基本形式，即雙面索和單面索。雙面索一般設(shè)置在橋面兩側(cè)，可布置為垂直索面或相向傾斜索面。單面索一般設(shè)置在橋梁縱軸線上，通常作為橋面分車帶。

2)主梁

混凝土斜拉橋常用的主梁結(jié)構(gòu)形式有連續(xù)梁、懸臂梁、懸臂和連續(xù)剛構(gòu)等。

3)索塔

索塔主要承受軸力，有些索塔也承受較大的彎矩。通常索塔可采用鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土或鋼材建造。對于大跨度斜拉橋采用箱形截面更為合理。

3．橋梁支座

支座按其允許變形的可能性分為固定支座、單向活動支座；

（三）橋梁下部結(jié)構(gòu)

1．橋墩

(1)實體橋墩

實體橋墩由墩帽、墩身和基礎(chǔ)組成。

大跨徑的墩帽厚度一般不小于0.4m，中小跨梁橋也不應(yīng)小于0.3m，并設(shè)有50～100mm的檐口。

墩帽采用C20號以上的混凝土，加配構(gòu)造鋼筋，小跨徑橋的墩帽除嚴寒地區(qū)外，可不設(shè)構(gòu)造鋼筋。

(2)空心橋墩

1）薄壁鋼筋混凝土的空格形墩身，四周壁厚只有30cm左右。為了墩壁的穩(wěn)定，應(yīng)在適當(dāng)間距設(shè)置豎直隔墻及水平隔板。

2）空心墩按壁厚分為厚壁與薄壁兩種，一般用壁厚與中面直徑（即同一截面的中心線直徑或?qū)挾龋┑谋葋韰^(qū)分：t/D≥1/10為厚壁，t/D

空心橋墩在構(gòu)造尺寸上應(yīng)符合下列規(guī)定：

1)墩身最小壁厚

對于鋼筋混凝土不宜小于300mm，對于素混凝土不宜小于500mm。

2)墩身內(nèi)應(yīng)設(shè)橫隔板或縱、橫隔板

對40m以上的高墩，不論壁厚如何，均按6～10m的間距設(shè)置橫隔板。

3)墩身周圍應(yīng)設(shè)置適當(dāng)?shù)耐L(fēng)孔與泄水孔

孔的直徑不宜小于200mm；墩頂實體段以下應(yīng)設(shè)置帶門的進入洞或相應(yīng)的檢查設(shè)備。

4）配筋

一般配筋率在0.5%左右，也有只按構(gòu)造要求配筋的。

(3)柱式橋墩。

組成柱式橋墩一般由基礎(chǔ)之上的承臺、柱式墩身和蓋梁組成。

配筋

縱向受力鋼筋的直徑應(yīng)不小于12mm；縱向受力鋼筋截面積應(yīng)不小于混凝土計算截面的0.4%；縱向受力鋼筋凈距應(yīng)不小于50mm，凈保護層不小于25mm；箍筋直徑應(yīng)不小于6mm；在受力鋼筋的接頭處，箍筋間距應(yīng)不大于縱向鋼筋直徑的10倍或構(gòu)件橫截面的較小尺寸，亦不大于40mm。

(4)柔性墩。

構(gòu)造

是橋墩輕型化的途徑之一，在多跨橋的兩端設(shè)置剛性較大的橋臺，中墩均為柔性墩。同時，在全橋除在一個中墩上設(shè)置活動支座外，其余墩臺均采用固定支座。

柔性排架樁墩

典型的柔性墩為柔性排架樁墩，是由成排的預(yù)制鋼筋混凝土沉入樁或鉆孔灌注樁頂端連以鋼筋混凝土蓋梁組成。多用在墩臺高度5～7m，跨徑一般不宜超過13m的中、小型橋梁上。

單排架墩一般適用于高度不超過4～5m。

雙排架墩采用：①高度大于5.Om時；②受樁上荷載或支座布置等條件限制不能采用單排架墩時；

(5)框架墩

這類空心墩為輕型結(jié)構(gòu)，是以鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件組成。

2．橋臺

(1)重力式橋臺

重力式橋臺主要靠自重來平衡臺后的土壓力，橋臺本身多數(shù)由石砌、片石混凝土或混凝土等圬工材料建造，并用就地澆筑的方法施工。埋置式橋臺將臺身埋置于臺前溜坡內(nèi)，不需要另設(shè)翼墻，僅由臺帽兩端耳墻與路堤銜接。

(2)輕型橋臺

輕型橋臺適用于小跨徑橋梁，橋跨孔數(shù)與輕型橋墩配合使用時不宜超過3個，單孔跨徑不大于13m，多孔全長不宜大于20m。

(3)框架式橋臺

適用于地基承載力較低、臺身較高、跨徑較大的梁橋。

(4)組合式橋臺

橋臺本身主要承受橋跨結(jié)構(gòu)傳來的豎向力和水平力，而臺后的土壓力由其他結(jié)構(gòu)來承受，形成組合式的橋臺。

【2015考題】14.可不設(shè)罝翼墻的橋臺是（）。

A.U形橋臺

B.耳墻式橋臺

C.八字式橋臺

D.埋罝式橋臺

【答案】D

【解析】本題考查的是橋梁工程。埋罝式的橋臺設(shè)罝耳墻。本題目也是屬于稍微便宜點的題目，因為教材有圖示。大家看過一次可能就會有印象。

【2014】.地基承載力較低、臺身較高、跨徑較大的橋梁，應(yīng)優(yōu)先采用（）。

A.重力式橋臺

B.輕型橋臺

C.埋置式橋臺

D.框架式橋臺

【答案】D

【解析】框架式橋臺是一種在橫橋向呈框架式結(jié)構(gòu)的樁基礎(chǔ)輕型橋臺，它所承受的土壓力較小，適用于地基承載力較低、臺身較高、跨徑較大的梁橋。其構(gòu)造形式有柱式、肋墻式、半重力式和雙排架式、板凳式等。

3．墩臺基礎(chǔ)

(1)擴大基礎(chǔ)

這是橋涵墩臺常用的基礎(chǔ)形式。

(2)樁基礎(chǔ)

當(dāng)?shù)鼗鶞\層地質(zhì)較差，持力土層埋藏較深，需要采用深基礎(chǔ)才能滿足構(gòu)物對地基強度、變形和穩(wěn)定性要求時，可用樁基礎(chǔ)。

(3)管柱基礎(chǔ)

1）管柱基礎(chǔ)是由管柱群和鋼筋混凝土承臺組成的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，管柱基礎(chǔ)因其施工方法和工藝較為復(fù)雜，所需機械設(shè)備較多，所以較少采用。

2）當(dāng)橋址處的地質(zhì)水文條件十分復(fù)雜，如大型的深水或海中基礎(chǔ)，特別是深水巖面不平、流速大或有潮汐影響等自然條件下，不宜修建其他類型基礎(chǔ)時，可采用管柱基礎(chǔ)。

3）管柱基礎(chǔ)主要適用于巖層、緊密黏土等各類緊密土質(zhì)的基底，并能穿過溶洞、孤石支承在緊密的土層或新鮮巖層上。

4）不適用于有嚴重地質(zhì)缺陷的地區(qū)，如斷層擠壓破碎帶或嚴重的松散區(qū)域。

5）管柱按材料分類有由鋼筋混凝土管柱、預(yù)應(yīng)力混凝土管柱及鋼管柱三種。

(4)沉井基礎(chǔ)。它既是基礎(chǔ)，又是施工時的擋土和擋土圍堰結(jié)構(gòu)物。當(dāng)橋梁結(jié)構(gòu)上部荷載較大，而表層地基土的容許承載力不足，但在一定深度下有好的持力層，擴大基礎(chǔ)開挖工作量大，施工圍堰支撐有困難，或采用樁基礎(chǔ)受水文地質(zhì)條件限制時，此時采用沉井基礎(chǔ)與其他深基礎(chǔ)相比，經(jīng)濟上較為合理。

（5）還有地下連續(xù)墻基礎(chǔ)、組合式基礎(chǔ)等。