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做橋梁工程,你不得不知的7項橋梁基礎知識要點
橋梁的基本組成部分有哪些?各組成部分的作用如何?有五大件和五小件組成。具體有橋跨結構、支座系統、橋墩、橋臺、基礎、橋面鋪裝、排水防水系統、欄桿、伸縮縫和燈光照明。橋跨結構是線路遇到障礙時,跨越這類障礙的主要承載結構。支座系統式支承上部結構并傳遞荷載于橋梁墩臺上,應滿足上部結構在荷載、溫度或其他因素所預計的位移功能。橋墩是支撐兩側橋跨上部結構并傳遞荷載與基礎。橋臺位于河道兩岸,一端與路堤相接防止路堤滑塌,承受土壓力,另一端支承橋跨上部結構?;A保證墩臺安全并將荷載傳至地基的結構部分。
一、橋梁組成
橋梁組成:橋跨結構、橋墩或橋臺、基礎。
1.幾個水位:
低水位:枯水季節的最低水位;
高水位:洪峰季節的最高水位;
設計洪水位:按規定的設計洪水頻率計算所得的高水位
2.三個跨徑
計算跨徑:
梁橋:橋梁結構相鄰兩支座中心之間的水平距離;
拱橋:相鄰兩拱腳截面形心之間的水平距離。
凈跨徑:
梁橋:設計洪水位上相鄰兩橋墩(臺)之間的水平凈距;
拱橋:相鄰兩拱腳截面最低點之間的水平距離。
標準跨徑:兩相鄰橋墩中心線之間的水平距離,或墩中線至橋臺臺背前緣之間的距離。
3.兩個全長
橋梁全長:橋梁兩個橋臺的側墻或八字墻后端點之間的距離;
橋梁孔徑:橋梁各跨凈跨徑總和。
4.三個高度:
橋梁高度:橋面與低水位之間的距離,或橋面與橋下路線路面之間的距離;
橋梁建筑高度:橋上行車路面標高至橋跨結構最下緣之間的距離;
橋下凈空高度:設計洪水位或計算通航水位至橋跨結構最下緣之間的距離。
5.兩個結構:
上部結構(superstructure),包括橋跨結構,也叫承重結構;橋面構造(deck)。
下部結構(substructure),也叫支承結構,包括橋墩與橋臺(abutment and pier),墩臺基礎(foundation),支座(bearing),附屬結構物。
二、常用術語
跨度或跨徑(span):表征橋梁技術水平的重要指標。
① 凈跨徑:
梁式橋的凈跨徑是設計洪水位上兩相鄰橋墩(或橋臺)之間的凈距。
拱橋的凈跨徑的是每孔拱跨兩個拱腳界面最低點之間的水平距離。
② 總跨徑:多孔橋梁中各孔凈跨徑的總和,也稱橋梁孔徑,反應了橋下宣泄洪水的能力。
③ 計算跨徑:
梁式橋的計算跨徑指兩相鄰支座中心的距離。
拱橋的計算跨徑指每孔拱跨兩個拱腳界面型心電之間的水平距離。
長度:
① 橋長:兩橋臺胸墻之間的距離,橋梁規模的劃分指標。
② 橋全長:兩橋臺臺尾之間的距離。
高度:
① 橋梁高度:橋面與低水位(或橋下路面)之間的距離。
② 建筑高度:行車路面(或軌頂)至橋跨結構最下緣之間的距離。
③ 橋下凈空高度:橋跨結構最下緣至設計洪水位(或計算通航水位)之間的距離。
三、橋梁分類
四、橋梁設計基本要求
橋梁設計的基本要求:使用要求、經濟要求、結構尺寸和構造要求、施工要求、美觀要求。
適用要求
能保證行車的通暢、舒適和安全;橋梁運量既能滿足當前需要,也可適當照顧今后發展;對跨越線路或河流的橋梁,要求不妨礙橋下交通或通航;靠近城市、村鎮等的橋梁,還當綜合考慮橋頭和引橋地區的環境和發展;在使用年限內,橋梁一般只需常規養護維修就可保證日常使用。
安全要求
橋梁的安全既包括橋上車輛、行人的安全,也包括橋梁本身的安全。結構在使用年限以內,在各種自然情況和荷載作用下,能具有足夠的承載能力,能保持適當的安全度,是對每一座橋梁的基本要求。
經濟要求
在使用、安全的前提下,經濟是衡量技術水平和作出方案選擇的主要因素。橋梁設計應體現出經濟特性。對于重大的橋梁工程,必須進行多方案的比較,詳細研究技術上的可行性和先進性以及經濟上的合理性。這樣,才能對橋梁的建造消耗、施工、技術發展和今后使用等因素進行統籌考慮,得出合理的經濟結論。
美觀要求
在使用、安全和經濟的前提下,盡可能使橋梁具有優美的外形,并與周圍的環境相協調,這就是對橋梁美觀的基本要求。合理的輪廓造型和布局、正確表達力的傳遞、以及結構風格和色彩與周圍環境的和諧一致,是體現美觀的主要因素。在城市和游覽地區,可適當考慮橋梁建筑的藝術處理,但不應當追求浮華和繁瑣的細部裝飾。
五、基本設計資料
① 調查橋梁的使用任務;
② 橋位附近的地形資料 ;
③ 橋位附近的地質資料 ;
④ 橋位附近的水文資料 ;
⑤ 地方材料來源;
⑥ 施工單位的施工能力;
⑦ 氣象資料;
⑧ 上、下游老橋調查資料。
六、橋梁布置
橋梁立面布置
橋梁總長,橋梁孔徑布置,橋面標高與橋下凈空,橋上及橋頭的縱坡布置。
橋梁斷面布置
橋面凈空,橋面寬度,行車道寬度,機動車道布置,人行道,自行車道布置,橫坡布置。
橋梁平面布置
一般,大、中橋梁的平面線型為直線。當地形限制時,可把橋梁設置在曲線上(直梁布置成折線狀)或直接建造曲線橋(結構本身呈曲線狀)。橋上宜避免采用反向曲線。
在某些情況下(如對城市橋梁)也允許修建公路斜橋,其斜度一般不大于45°,在通航河流上不宜大于5°。
七、橋梁設計荷載
荷載的種類、型式、大小的確定是否得當,既關系到橋梁建設的投資,也關系到橋梁的安全。
特點:
荷載標準并不是一成不變的。作用于橋梁結構上的荷載(及其組合)可能會越來越復雜。對結構行為和材料行為的認識在逐步加深。
荷載分類
荷載組合
荷載組合:各種荷載的取舍以及它們同時作用的可能性。
組合原則:以橋梁在施工和運營時可能處于最不利的受力狀態為原則。
基本組合方式:
組合I:恒載(的一種或幾種)與基本可變活載(的一種或幾種)相組合,即僅考慮主力;
組合II:組合I與其它可變荷載(的一種或幾種)相組合,即主力與附加力同時作用;
組合III:組合I與偶然荷載(的一種或幾種)相組合,即主力與特殊荷載同時作用。
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