桥梁的种类和分类
-
B313000
桥梁工程
B313010
桥梁的组成、分类及施工技术
B313011
掌握桥梁的组成和分类
一、桥梁的组成
(
< br>一
)
桥梁的五“大部件”与五“小部件”
1
．五“大部件”包括：桥跨结构；支座系统；桥墩
；桥台；墩台基础
2
．五“小部件”
包括：桥面铺装
(
或称行车道铺装
)<
/p>
；排水防水系统；栏杆
(
或防撞栏杆
)
；伸
缩缝；灯光照明。
< br>
(
二
)
相关尺寸术语名称
1
．净跨径：梁
式桥是设计洪水位上相邻两个桥墩
(
或桥台
)
之间的净距，用
l0
表示。对于
拱
式桥，净跨径是每孔拱跨两个拱脚截面最低点之间的水平距离。
2
．总跨径：是多孔桥梁中各孔净跨径的总和，也称桥梁孔
径
(
)
，它反映了桥下宣泻洪水的<
/p>
能力。
3
．计
算跨径：对于具有支座的桥梁，是指桥跨结构相邻两个支座中心之间的距离，用
l
表
示。拱圈
(
或拱肋
)
各截面形心点的连线称为拱轴线，计算跨径为拱轴线两端点之
间的水平距
离。
4
< br>．
桥梁全长简称桥长：
是桥梁两端两个桥台的侧墙或八字
墙后端点之间的距离，
用
L
表示。
对于无桥台的桥梁为桥面自行车道的全长。
5
．
桥梁高度简称桥高：
是指桥面与
低水位之间的高差，
或为桥面与桥下线路面之间的距离。
桥高在
某种程度上反映了桥梁施工的难易性。
6
．
桥下净空高度：
是设计洪水位或计算通航水位至桥跨结构
最下缘之间的距离，
以
H
表示。
它应保证能安全排洪，并不得小于对该河流通航所规定的净空高度。
7
．建筑高度：是桥上行车路面
(
或轨顶
)
标高至桥跨结构最下缘之间的距离
，它不仅与桥梁
结构的体系和跨径的大小有关，而且还随行车部分在桥上布置的高度位置
而异。公路
(
或铁
路
< br>)
定线中所确定的桥面
(
或轨顶
)
标高，
与通航净空顶部标高之差，<
/p>
又称为容许建筑高度。
桥
梁的建筑高度不
得大于其容许建筑高度，否则就不能保证桥下的通航要求。
8
．
净矢高：
是从拱顶截面下缘至相邻两
拱脚截面下线最低点之间连线的垂直距离，
f0
表示；
计算矢高：是从拱顶截面形心至相邻两拱脚截面形心之间连线的垂直距离，用
f
表示。
9
．矢跨比：是拱桥中拱圈
(
或拱肋
)
的计算矢高
f
与计算跨径
l
之比
(f/l)
，也称
拱矢度，它是
反映拱桥受力特性的一个重要指标。
二、桥梁的分类
(
< br>一
)
桥梁的基本体系
按结构体系划分，有梁式桥、拱桥、刚架桥、悬索桥四种基本体系，其他还有几种由几种基
本体系组合而成的组合体系等。
1
．梁式体系
梁式体系是古老的结构体系。
梁作为承重结构是以它的抗弯能力来承受荷载的。
梁分简支梁、
悬臂梁、
固端梁和连续梁等。<
/p>
悬臂梁、
固端梁和连续梁都是利用支座上的卸载弯矩去减少跨
中弯矩，
使梁跨内的内力分配更合理，
以同
等抗弯能力的构件断面就可建成更大跨径的桥梁。
2
．拱式体系
拱式体系的主要承重结构是拱肋
(
或拱箱
)
，以承压为主，可采用抗压能力强的圬工材料
(
石、
混凝土与钢筋混凝土
)
来修建。拱分单铰拱、双铰拱、三铰拱和无铰拱。拱是有水平推力的
结构，对地基要
求较高，一般常建于地基良好的地区。
3
．刚架桥
刚架桥是介于梁与拱之间的一种结构体系，
它是由受弯的上部梁
(
或板
)
与承压的下部柱
(
或墩
)
整体结合在一起的
结构。
由于梁与柱的刚性连接，
梁因柱的抗弯刚度而得到卸载作
用，
整个
体系是压弯结构，也是有推力的结构。刚架分直腿刚架
与斜腿刚架。刚架桥施工较复杂，一
般用于跨径不大的城市桥或公路高架桥和立交桥。<
/p>
4
．悬索桥
就是指以悬索为主要承重结构的桥。其主要构造是：缆、塔、锚、吊索及桥面，一般还有
加
劲梁。其受力特征是：荷载由吊索传至缆，再传至锚墩。传力途径简捷、明确。悬索桥
的特
点是：构造简单，受力明确；在同等条件下，跨径愈大，单位跨度的材料耗费愈少、
造价愈
低。悬索桥是大跨桥梁的主要形式。
5
，组合体系
(1)
连续钢构：连续钢构是由梁和钢架相结合的体系，它是顶应力混凝土结构采用悬
臂施工
法而发展起来的一种新体系。
(2)
梁、拱组合体系：这类体系中有系杆拱、桁架拱、多跨拱梁结构等。它们利用梁的
受弯
与拱的承压特点组成联合结构。
(3)
斜拉桥：它是由承压的塔、受拉的索与承弯的梁体组合起来的一种结构体系。
(
二
)
桥梁的其他分类
1
．
按用途划分，有公路桥、铁路桥、公路铁路两用桥、农桥、人行桥、运水桥
(
渡槽
)
及其
他专用桥梁<
/p>
(
如通过管路、电缆等
)
。
2
．按桥梁全长和跨径的
不同，分为特大桥、大桥、中桥和小桥。
3
< br>．按主要承重结构所用的材料划分，有圬工桥
(
包括砖、
石、混凝土桥
)
、钢筋棍凝土桥、
预应
力混凝土桥、钢桥和木桥等。
4
．按
跨越障碍的性质，可分为跨河桥、跨线桥
(
立体交叉
)
、高架桥和栈桥。
5
．按上部结构的行车道位置，分为上承式桥、下承式桥和中承式桥。
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掌握桥梁基础施工技术
一、桥梁基础分类
桥梁基
础分为：
刚性基础、
桩基础、
管柱、<
/p>
沉井、
地下连续墙等，
其中桩基础又包括
沉入桩、
灌注桩。
二、适用条件
1
．刚性基础：适用于各类土层，根据土质情况分别采用铁镐、十字镐、爆破等设备和方法
开挖。
2
．桩基础：按施工方法
可分为沉桩、钻孔桩、挖孔桩。其中沉桩又分为锤击沉桩法、振动
沉桩法、射水沉桩法、
静力压桩法。
(1)
沉桩：锤击沉桩
法一般适用于松散、中密砂土、黏性土。桩锤有坠锤、单动汽锤、双动
汽锤、
柴油机锤、
液压锤等。
可根据土质情况选用适用的
桩锤；
振动沉桩法一般适用于砂土，
硬塑及软塑的黏性土和中密
及较松的碎石土；
射水沉桩法适用在密实砂土，
碎石上的土层中
。
用锤击法或振动法沉桩有困难时，
可用射水法配合进行；静力
压桩法在标准贯入度
N<20
的
软黏土
中，
可用特制的液压机或机力千斤顶或卷扬机等设备沉入各种类型的桩；
钻孔埋置桩
为钻孔后．
将预制的钢筋混凝土圆形有底空
心桩埋人，
并在桩周压注水泥砂浆固结而成，
适
用于在黏性土、砂土、碎石土中埋置大量的大直径圆桩。
(2)
钻孔灌注桩适用于黏性土、砂土、砾卵石、碎石、岩石等各类土层；挖孔灌注
桩适用于
上地下水或少量地下水。
且较密实的土层或风化岩层，
如空气污染物超标，
必须采取通风措
施
。
(3)
管柱、沉井适用于各种土质
的基底，尤其在深水、岩面不平、无覆盖层或覆盖层很厚的
自然条件下，不宜修建其他类
型基础时，均可采用。
(4)
地下连
续墙适用于作地下挡土墙、挡水围堰、承受竖向和侧向荷载的桥梁基础、平面尺
寸大或形
状复杂的地下构造物基础，
可用于除岩溶和地下承压水很高处的其他各类上层中施
工。
三、明挖扩大基础施工
明挖扩大基础
施寸：的内容包括：基础的定位放样、墓坑开挖、基坑排水、基底处理以及砌
筑
(
浇筑
)
基础结构物等
。
(
一
)<
/p>
准备工作
在开挖基坑前，
应做好复核基坑中心线、
方向和高程，
并应按地质水
文资料，
结合现场情况，
决定开挖坡度、支护方案以及地面的防
水、排水措施。
放样工作足根据桥梁中心线与墩台的纵横轴线
，
推算出基础边线的定位点，
再放线画出基坑
< br>的开挖范围。基坑底部的尺寸较设计平面尺寸每边各增加
0
．
5
～
1
．
0m
，以便于支撑、排水
与立模板
(
坑壁垂直的无水基坑坑底，可不必加宽，直接利用坑壁作基础模板
亦可
)
。
(
二
)
基坑开挖
1
．坑壁不加支撑的基坑
对于在干涸河滩、河沟中，或经改河或筑堤能排除地表水的河沟中，在地下水位低于基底，
或渗透量少，不影响坑壁稳定，以及基础埋置不深，施工期较短，挖基坑时，不影响邻近建
筑物安全的场所，可选用坑壁不加支撑的基坑。
黏性土在半干硬或硬塑状态，基坑顶无活荷载，稍松土质，基坑深度不超过
0
．
5m
，中等密
实<
/p>
(
锹挖
)
土质基
坑深度不超过
1
．
25m
，密实
(
镐挖
)
土质基坑深度不超过
2
．
0m
时，均可采
用垂直坑壁基坑。基坑深度在
< br>5m
以内，土的湿度正常时，采用斜坡坑壁开挖或按坡度比值
挖成阶梯形坑壁，每梯高度为
0
．
5
～
1.0m
为宜，可作为人工运土出
坑的台阶。基坑深度大
于
5m
时，坑壁
坡度适当放缓，或加做平台。土的湿度影响坑壁的稳定性时，心采用该湿度
下土的天然坡
度或采取加固坑壁的措施。
当基坑的上层土质适合敞口斜坡坑壁条件，
< br>下层土
质为密实黏性土或岩石，可用垂直坑壁开挖，在坑壁坡度变换处，应保留有
至少
0
．
5m
的
平台。
2
．坑壁有支撑的基坑
当基坑壁坡不易稳定并有地下水，
或放坡开挖场地受到限制，
或基坑较深工程数量较大，
不
符合技术经济要求时，可
根据具体情况，
采取加固坑壁措施撑、钢木结合支撑、混凝土护壁
及锚杆支护等。
混凝土护壁一般采用喷射混凝土。根据经验
，一般喷护厚度为
5
～
8cm
，一次喷护约需
1
～
2
h
。一次喷护如达不到设计厚度。应等第一次喷层终凝后再补喷，直至达到要求厚度为止
。
喷护的基坑深度应按地质条件决定，一般不宜超过
l0m
。
(
三
)
基坑排水
桥梁基础施了中常用的基坑排水方法有：
1
．集水坑排水法。除严重流沙外，一般情况下均可适用。
2
．井点排水法。当土质较差有严重流沙现象，地下水位较高，
挖基较深，坑壁不易稳定，
用普通排水方法难以解决时，可采用井点排水法。
3
．其他排水法。对于土质渗透性较大、挖掘较
深的基坑，可采用板桩法或沉井法，此外，
视上程特点、工期及现场条件等，还可采用帐
幕法，即将基坑周围土层用硅化法、
水泥灌浆
法及冻结法等处理
成封闭的不透水的帐幕。
(
四
)
基坑施工过程中注意要点
1
．在基坑顶缘四周适当距离处设置截水沟．并防止水沟渗水，以避免地表水冲
刷坑壁，影
响坑壁稳定性；
2
，坑壁边缘应留有护道，静荷载距坑边缘不小于
0
．
5m
，动荷载距坑边缘不小于
1
.0m
，垂
直坑壁边缘的护道还应适当增宽，水文地质条件欠佳
时应有加固措施；
3
．应经常注意观
察坑边缘顶面土有无裂缝，坑壁有无松散塌落现象发生；
4<
/p>
．基坑施工不可延续时间过长，自开挖至基础完成，应抓紧时间连续施工；
5
．如用机械开挖基坑。挖至坑底时，应保留不小于
30cm
厚度的底层，在基础浇筑圬工前
用人工挖至基底标高；
6
．基坑应尽量在少雨季节施工；
<
/p>
7
．基坑肩：用原土及时回填，对桥台及有河床铺砌的桥墩基坑，
应分层夯实。
四、桩基础施工
(
一
)
沉入桩施工
沉入桩所用的基桩主要为预制的钢筋混凝土桩和预应力钢筋混
凝土桩。
断面形式常用的有实
心方桩和空心管桩两种。管桩
(
包括普通的和预应力的
)
一般由工厂以离心成型法制成。沉人
桩的施工方法主要有：锤击沉桩、振动沉桩
、
射水沉桩以及静力压桩等。这里介绍锤击沉桩
的施工方法。<
/p>
1
．概述
<
/p>
锤击沉桩一般适用于中密砂类土、
黏性土。
由于锤击沉桩依靠桩锤的冲击能量将桩打入士中，
因此一般桩径不能太大
(
不大于
0
．
6m)
，入土深度在
40m
左右，否则对沉桩设备要求较高。
沉桩设备是桩基施寸：质量与成败的关键，应根据土质
、工程量、桩的种类、规格、尺寸、
施工期限、现场水电供应等条件选择
2
．施工要点
(1)
沉桩前应对桩架、桩锤、动力机械等主要设备部件进行检查；开锤前
应再次检查桩锤、
桩帽以及送桩与桩的中轴线是否一致；
锤击沉
桩开始时，
应严格控制各种桩锤的动能：
用坠
< br>锤和单动气锤时，提锤高度不宜超过
0
．
50m
；用双动气锤时，可少开气阀降低气压和进气
量
，以减少每分钟的锤击数；用柴油机锤时，
可控制供油量以减少锤击能量；当桩尖已沉入
到设计标高，但沉入度仍达不到要求时，
应继续下沉至达到要求
的沉入度为止。沉桩时，如
遇到：沉入度突然发生急剧变化；桩身突然发生倾斜、移位；
桩不下沉，桩锤有严重的回弹
现象；桩顶破碎或桩身开裂、变形，桩侧地面有严重隆起等
现象时，应立即停止锤击，查明
原因，采取措施后方可继续施工。
(2)
沉桩过程中应注意：
桩帽与
桩周围应有
5~l0mm
间隙，
以便锤
击时桩在桩帽内可作微小的
自由转动，
避免桩身产生超过许可的
扭转应力；
打桩机的导向杆应予固定，
以便施打时稳定
桩身；
导向杆设置应保证桩锤上下活动自由；
顶
制桩顶面应附有适合桩帽大小的桩垫，
其厚
度视桩垫材料、
桩长及桩尖所受抗力大小决定；桩边破碎后应及时更换；选用的桩帽，
应将
锤的冲击力均匀分布于桩顶面。
3
．锤击沉桩的停锤控制标准
(1)
当设计桩尖标高处为硬塑黏性土、碎石土、中密以上的砂土或风
化岩等土层时，根据贯
人度变化并对照地质资料，确认桩尖已沉人该土层，贯入度已达到
控制贯人度。
(2)
当贯人度已达到
控制贯人度，
而桩尖标高未到达设计标高时，
应继续锤入
0
．
10rn
左右<
/p>
(
或
锤击
30~
50
次
)
，如无异常变化即可停锤；若
桩尖标高比设计标高高得多时，应报有关部门
研究确定。
(3)
当设计桩尖标高处为一般黏性土或其他松软土层时，应以标高
控制，贯入度作为校核。
当桩尖已达设计标高，而贯入度仍较大时，应继续锤击，使其接
近控制贯人度。
(4)
在同一桩基中
，各桩的最终贯入度应大致接近．而沉入深度不宜相差过大，避免基础产
生不均匀沉降。
如因土质变化太大，
致使各桩贯人度或沉桩深度相差过大时，<
/p>
应报有关部门
研究，
另行制定停锤标准。
对于特殊设计的桩．
桩尖设计标高有高低时
(
如拱桥的桥台桩等
)
，
应按设计要求处理。
从沉桩开始时起，
应严格控制桩位及竖桩的竖直度或斜桩的倾斜度。
在沉桩过程中，
不得采