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1、西南交通大学,1,第八章 桥隧建筑物 本章要点： 桥梁的作用与分类 桥梁设计中的基本要求 桥跨结构 桥梁墩台与基础 隧道构造 隧道附属建筑物,西南交通大学,2, 8.1 铁路桥梁 定义：桥梁是用于 跨越各种障碍物的空中隧道。 类型：跨谷桥、跨线桥、跨河桥、旱桥。 一、桥梁的组成及分类 1.组成,西南交通大学,3,桥梁的组成图,西南交通大学,4,2)按用途,2、桥梁的分类 1)按桥跨结构所用的材料,西南交通大学,5,3）按长度,4）按桥面所在位置,西南交通大学,6,5）按桥跨结构,西南交通大学,7,二、桥梁设计基本要求 1、关于桥梁设计的几个指标 1）桥梁全长桥梁两侧挡蹅墙间的水平距离 2）跨度
2、桥跨在两个支承点中心的水平距离 3）孔径两桥墩在设计水位处的水平距离 4）净空设计水位至桥底面的垂直高度,西南交通大学,8,2、桥梁所承受的荷载,1）主要荷载,西南交通大学,9,2）附加荷载：列车制动力、牵引力、横向摆动力、 风力、水流压力、温度力、冻胀力。 3）特殊荷载：船只撞击力、地震力等。 注： 以上各种荷载对桥梁结构物起作用。 各种荷载不同时对桥梁结构物起作用。 各种荷载对结构物的强度、稳定性、刚度影响 不同。 在设计中，按最不利的情况对各种荷载进行验 算。,西南交通大学,10,三、桥跨结构基本类型及构造 1、梁式结构 1）简支梁一孔一梁，多采用板式梁与箱形梁。 截面：多为梯形、箱形截
3、面,西南交通大学,11,西南交通大学,12,西南交通大学,13,西南交通大学,14,受力特点： 各梁在构造上各孔相互间不关联，垂直荷载 通过桥跨结构传递于墩台，墩台承受竖向力。 简支梁多用于小跨度桥梁一般40m。 2）连续梁-多孔一梁（多为三跨或四跨为一联） 特点： 桥跨结构受力得到改善，桥跨与桥墩工程量 小于简支梁。 多用于大跨度的特大桥 多为梁式桁架结构如南京、武汉长江大桥跨 度160m（三孔连续梁）。,西南交通大学,15,注：世界最大跨度铁路钢衍梁桥是加拿大魁北克大桥，跨度547m；我国南京长江大桥跨度160m（三孔连续梁）。,西南交通大学,16,西南交通大学,17,2、拱式结构 特点：
4、 拱作为桥身主要承重结构，拱桥一般由拱上建 筑、拱圈、墩台组成。,西南交通大学,18,受力分析,Q-荷载 f-水平阻力 F-矢跨比：F= h / l L-跨度 h-矢度 F1/6为坦拱；F1/6为陡拱,可用抗压性能好而抗拉性能差的材料建造（如 砖石）。 对拱脚基础的地质条件要求较高。,西南交通大学,19,按拱上结构可分为实腹式、空腹式。,西南交通大学,20,按承重可分为上承式、中承式、下承式。,西南交通大学,21,注： 砖石桥： 宝成线：跨度38m。 成昆线：跨度为54m（世界之最）。 湖南黄虎港公路桥：60m。 钢筋混凝土桥： 奥地利：泼芬斯铁路大桥 跨度200m 南斯拉夫：左尔克公路桥 跨
5、度390m 我国丰沙永定河1号桥 跨度150m 钢桥： 美国：新河峡谷大桥 跨度 502m 澳大利亚：悉尼钢拱桥 跨度503m,西南交通大学,22,3、刚架结构 1）特点： 桥跨与桥墩台连为一体，桥墩受力得到改善。 桥跨截面可比一般梁式桥小。 宜用于深水、陡坡避免高桥墩而建。 铁路多用于跨线桥及栈桥。 2）基本类型： 门式,西南交通大学,23,斜腿式,注：襄渝线斜腿桥主跨192m。,西南交通大学,24,4、组合系结构 1）类型,西南交通大学,25,西南交通大学,26,2）特点： 悬索桥：用缆索代替桥墩受力其跨度大。现代悬 索桥桥面梁采用钢桁梁。主缆采用高强 度钢丝束。但其纵横向刚度低，不宜用
6、于铁路桥。 跨度：美国恒比尔大桥 1410m 美国金门大桥1280m 葡萄牙塔古斯大桥1013m 斜拉桥：新型桥梁，悬索桥的改进型，省去拉锁， 力的传递环节减少，稳定性增加，整体 受力改善，造型美观。,西南交通大学,27,斜拉桥：新型桥梁，悬索桥的改进型，省去拉锁， 力的传递环节减少，稳定性增加，整体 受力改善，造型美观。,跨度：加拿大安纳西斯公路大桥456m 阿根廷铁路大桥330m,西南交通大学,28,1989年建成的黄河公路大桥，位于河南开封。 全长4475.09m，共108孔，其中77孔采用跨径50m的预应力简支T形梁，其余31孔为跨径20m的钢筋混凝土T形梁。我国目前最长的简支梁桥。,
7、西南交通大学,29,六库怒江桥，位于云南六库。 采用3跨变截面箱形梁，分跨为8515485m，支点处梁高8.5m，为跨度的1/18，跨中梁高2.8m，为跨度的1/55。桥的造型既强劲有力又纤细美观。我国目前最大跨度预应力混凝土连续梁桥。,西南交通大学,30,赵州桥，位于河北赵县。隋朝大业初年（公元605年左右），由李春所建。石拱桥，净跨径37.02m，宽9.0m，矢高7.23m。在拱圈两肩上各设2个跨度不等的腹拱，既能减轻桥身自重，节省材料，又便于排洪，增加美观。比欧洲同类桥梁早1200年。,西南交通大学,31,乌巢大桥，1990年建成，位于河南凤凰县。 全长214m、主跨120m的双肋石拱桥
8、。主拱圈由2条分离式矩形石肋和8条钢筋混凝土横系梁组成，拱肋等高变宽，结构轻盈，造型美观。 世界最大跨径的石拱桥。,西南交通大学,32,美国新乔治河大峡谷桥，1976年建成，位于美国弗吉尼亚州。 世界上最大跨径的钢桁架拱桥，该桥跨径518m，桥宽22m，桥面在河上高度为268m。结构轻巧优雅，完全没有拱桥沉重笨拙的感觉，风荷载小，是拱桥向大跨发展的方向。,西南交通大学,33,沅陵沅水桥位于湖南沅陵县，全长767.3m，桥宽16m，主孔跨径140m，采用851408542m的四跨不对称预应力混凝土连续刚架，最高桥墩达52.4m。,西南交通大学,34,美国旧金山金门大桥，1935年建成。主跨长12
9、80m，边孔344m，塔高228m，桥面宽25.2m，在相当长的时间内居世界第一。,西南交通大学,35,上海南浦大桥位于上海市南码头，跨越黄浦江连接浦西与浦东，1991年建成。全长8346m，主桥跨径为171423171m，为双塔双索面钢与混凝土结合梁斜拉桥，扇形拉索，主塔高150m，H折线形塔身。,西南交通大学,36,四、桥梁墩台与基础 1、桥墩：桥台及基础的作用与结构 1）作用：支承桥跨结构桥墩支承桥跨，桥台除支承 桥跨外还起支挡台后路基填土，连续桥跨 与路基的作用。,西南交通大学,37,2）顶帽、墩台身、基础。 顶帽作用： a将桥跨支座的力均匀的传递给墩台身。 b为养护维修提供工作面。
10、墩台身的作用： a支承桥跨荷载。 b支承各种外力。 基础作用： 承受桥跨荷载与墩台自重，并传递于地基。墩 台的基础一般埋设于地面线以下。基础按施工 特点分为明挖基础、沉井基础、桩基础。,西南交通大学,38,墩台及基础图,西南交通大学,39,墩台及基础图（续）,西南交通大学,40,西南交通大学,41,西南交通大学,42,8.2 铁路隧道 铁路隧道是一种修建于地下的工程建筑物。 一、基本技术要求 1、隧道结构,西南交通大学,43,2、隧道净空 隧道净空隧道的内轮廓线所包括的空间。 铁路隧道净空根据隧道建筑物限界与发展而定。,西南交通大学,44,二、隧道建设 步骤：1）开挖：爆破、机械掘进。 2）衬砌：拱圈、边墙。,注：我国铁路较长隧道有京原铁路线马岭隧道 7.032km。大秦线军都山隧道8.460km。京 广线大瑶山隧道14.295km。西康线秦岭隧 道18.4km。,