桥梁毕业论文

第1章 绪论

1.1 桥梁概述

桥梁是供铁路、公路、渠道、管线跨越河流、山谷或其它障碍并具有承载力的架空建筑物，因此桥梁成为了陆路交通中的重要组成部分，在当今飞速发展的经济建设时期，交通的便捷尤为重要，而作为陆路交通的联系纽带桥梁，其建设的重要性空前提高，在国民经济中占有重要的地位。桥梁的基本组成分为以下四部分:上部结构、下部结构、支座和附属设施。

上部结构是跨越障碍的主要承重结构，是桥梁支座以上跨越桥孔的总称，也称为桥跨结构。对于大跨度的桥梁结构，桥跨结构的构造比较复杂，施工也相当困难。下部结构包括桥墩、桥台、承台和桩基础，一般把设置在桥两端的称为桥台，设置在桥中间部分的称为桥墩。此外，有些桥台还与路基相衔接，具有抵御路堤土压力，防止路堤填土滑坡和坍塌的作用。桥墩和桥台底部的奠基部分，称为基础。基础承担了从桥墩和桥台传来的全部荷载，这些荷载包括竖向荷载以及地震力、船舶撞击桥墩和水流等引起的水平荷载，由于基础深埋于水下地基中，在桥梁施工中是难度较大的一个部分，也是确保桥梁安全的关键之一。桥梁支座是连接桥梁上部结构和下部结构的重要构件，它负责将桥梁上部结构和变形可靠地传递给下部结构，支座不仅要传递很大的荷载，并且要保证上部结构按设计要求能产生一定的变位。桥梁的支座一般分为固定支座和活动支座。支座设在桥墩和桥台的顶部。

桥梁的结构型式很多，根据其受力情况可分为梁式桥、拱式桥、刚构桥、悬索桥等组合体系；桥梁结构有梁、拱、索三大基本受力体系。另外，由上述三大基本体系的相互组合，派生出在受力上也具有组合特点的多种桥型如：梁式桥， 对于中小型跨径桥梁，目前在公路中应用最广的是标准跨径的钢筋混凝土简支梁，斜拉桥等。

1.2 我国桥梁建设的历史和现状

我国历史、文化悠久，是世界文明古国之一。就桥梁而言，我们的先辈在世界桥梁建筑史上曾写下光辉灿烂的一页。早在1000多年前的隋、唐、宋三代，桥梁技术便领先世界长达700年之久。之后，在漫长的1000年间，闭关锁国，导致桥梁全面落后于世界的脚步。新中国成立后，拉开了现代化桥梁建设的序幕。而真正进入桥梁复兴时代，则是近二十年，并且一下使我国步入了世界桥梁先进行列。

中国曾经是古桥发祥地之一。早在隋唐时期，古老中国就形成了梁桥、拱桥、索桥、浮桥四大桥梁体系，令世界叹为观止。保持至今的隋朝赵州桥、唐代53孔苏州宝带桥、南宋时期的泉州平安桥、杭州西湖苏堤六桥等都是当时世界桥梁的巅峰之作，并领先世界长达700年之久。但中国古桥绝大部分以石为原料，最大跨度只有30多米。从宋代至清末，中国桥梁发展停滞不前，在技术、结构、材料上几乎没有创新。1902年，詹天佑主持修建了京张铁路121座钢桥，但最大跨度只有33.5米，且所用钢材全部依赖国外。1937年建成的杭州钱塘江大桥，而茅以升代表中国仅仅取得了设计和监造的权利。

新中国成立后，桥梁工程得到很大改观和发展，在20世纪50至60年代，修订了桥梁设计规范，编制了桥梁标准设计，逐步培养并形成了一支桥梁设计与施工队伍，为桥梁工程的稳步发展，创造了有利条件。1957年，武汉长江大桥建成，它使中国的南、北铁路网连接起来，结束了我国万里长江无桥的状况，标志着我国钢侨技术提到到新的起点。1969年，南京长江大桥建成，这是我国自行设计、制造、施工，并采用国产高强钢材的现代化公铁两用桥。该桥的建成，标志着我国钢侨建设技术又上了一个新台阶。我国现有桥梁32万余座，总长度1.35万公里。其中，15万余座桥是近十五年建造的，累计长度达8400公里，分别占桥梁总数、总长度的48%和63%。

钢筋混凝土简支梁在小跨度桥梁中应用较早，从50年代起，我国开始对预应力混凝土桥进行研究和试验。1956年，建成第一座跨度为20m的公路预应力混凝土简支梁桥和跨度为23.8m的铁路预应力混凝土简支梁桥。几十年来，按各种标准跨度、不同截面新式、先张法或后张法、普通高度梁或低高度梁，逐步形成了系列标准设计，使预应力混凝土简支梁桥在中小跨度范围内得到广泛应用，1985年，浙江建成跨度为60m的公路预应力混凝土简支梁桥；1991年，跨度为50m的T形简支梁应用于洛阳黄河铁路桥。1956年，我国采用悬臂施工方法，开始建造预应力混凝土T形钢构侨，如江苏盐河公路桥和河南卫河窄轨铁路桥为修建大跨度预应力混凝土桥梁提供了经验；公路桥方面的典型例子是：广东容奇大桥，湖北沙洋汉江大桥，云南六库怒江大桥，广东洛溪大桥，黄石长江大桥，虎门大桥辅助航道桥，重庆嘉陵江黄花园大桥。

大跨度悬索桥建设在我国虽然起步晚，但在近10年间却一鸣惊人，每几年实现一个历史性跨越。1995年建成主跨450米的汕头海湾大桥，1997年建成主跨888米的虎门大桥，1999年建成主跨1385米的江阴长江大桥，2005年建成通车的润扬长江公路大桥南汊悬索桥主跨1490米，为目前中国第一、世界第三大悬索桥。世

界前10大悬索桥中，润扬长江公路大桥、江阴长江大桥、香港青马大桥分别为名列世界第三、第五和第六大悬索桥。

我国从上个世纪八十年代末开始大规模建造大跨度斜拉桥。经过不断探索创新，已成为世界上拥有斜拉桥最多的国家。在已经建成的世界10大斜拉桥中，我国就有7座榜上有名；跨度600米以上的斜拉桥世界仅有7座，中国占了5座。其中，2005年10月通车的南京长江第三大桥，以主跨648米成为世界第三大跨度的斜拉桥。主跨628米的南京长江二桥、主跨618米的武汉白沙洲长江大桥、主跨605米的福建青州闽江桥、主跨602米的上海杨浦大桥，分别居世界第四、五、六、七跨度斜拉桥。

中国已成为世界桥梁大国，这已经是不可争议的事实，但桥梁大国并不等于就是世界桥梁强国。在桥梁材料、设计规范、施工设备、队伍素质、工程管理、建造质量等方面，均与发达国家和世界领先水平存有较大差距。尤其是桥梁建造主要起重设备，目前，还主要依赖进口。中国成为世界桥梁强国还任重道远。

1.3 国外桥梁建设的现状

虽然我国桥梁建设水平在近些年得到了显著的提升，但不可否认，很多发达国家桥梁技术的发展比我们早几十年，了解那些发达国家桥梁发展的动向和趋势，对于指导我国目前桥梁的发展有很重要的意义。

1 跨径不断增大

目前，钢梁的最大跨径已超过500m，钢斜拉桥为890m，而钢悬索桥达1990m。随着跨江跨海的需要，钢斜拉桥的跨径将突破1000m，钢悬索桥将超过3000m。至于混凝土桥，梁桥的最大跨径为270m，拱桥已达420m，斜拉桥为530m。国外梁桥跨径在15m以下，用钢筋混凝土梁桥；以上则用预应力混凝土梁桥；跨径25-40m，往往用结合梁桥或预弯预应力梁桥。从50年代德国首次采用平衡悬臂施工法修建跨径114.2m的Worms桥以后，混凝土梁桥也用于大跨径桥梁。最大的混凝土梁桥，国外是跨径270m的巴拉圭Asuncion桥。钢梁桥一般用于大跨径，尤其是桁架梁，用于特大跨径。最大的钢桁梁桥，是跨径549m的加拿大魁北克桥，为悬臂梁桥，公铁两用。

2 施工方法丰富先进

悬臂施工法中悬拼的应用有所增加，顶推施工法也处在不断发展过程，一开始是集中顶推，两则各用一个千斤顶推动，而且用竖向千斤顶以使水平千斤顶回程。顶推施工法不仅用于直线梁，而且用于竖曲线上的梁，以及平曲线上的梁。80年代，

逐跨拼装法在国外得到较多的应用。美国LongKey桥101孔，每孔36m，用可移动桁架，用浮吊将梁块件放在桁架上就位，一次张拉，完成整孔，每周完成三孔。

大直径钻孔灌注桩的运用，大直径灌注桩具有承载力大、刚度大、施工快、造价省的优点。国外很多采用直径2～4m的大直径钻孔桩；而且往往采用扩孔方法，直径可达3～4m，而在日本横滨港横断大桥-跨径460m的钢斜拉桥的基础中，将多柱基础嵌岩扩孔至直径10m，是目前世界最大的嵌岩直径。在连续结构中刚度起关键作用，以减少下部构造的水平位移，减少由此引起的附加内力。这时桩基水平向承载力不控制设计，而是刚度控制设计，大直径灌注桩具有非常明显的优势。

3 结构不断轻型化

悬索桥采用钢箱加劲梁，斜拉桥在密索体系的基础上采用开口截面甚至是板，使梁的高跨比大大减少，非常轻颖；拱桥采用少箱甚至拱肋或桁架体系；梁桥采用长悬臂、板件减薄等，这些都使桥梁上部结构越来越轻型化。

另外，桥梁基础尤其是大跨径桥梁的深水基础，往往需要解决施工技术上的许多难点，也往往是控制整个桥梁工程进度的关键工程，其费用也占桥梁造价相当大的比重。近年来，国外都修建了不少跨越大江大河、甚至跨越海湾的深水基础，取得了很大的成绩与不少新经验：大直径钢管桩、大直径混凝土灌注桩和空心桩、复合基础均得到较广泛的采用，地下连续墙已开始在桥梁基础中采用，超大的沉井也已经出现并顺利设置或下沉。这一切都标志着，桥梁基础工程技术已取得了很大的发展。

4 桥型不断丰富

本世纪50～60年代，桥梁技术经历了一次飞跃：混凝土梁桥悬臂平衡施工法、顶推法和拱桥无支架方法的出现，极大地提高了混凝土桥梁的竞争能力；斜拉桥的涌现和崛起，展示了丰富多彩的内容和极大的生命力；悬索桥采用钢箱加劲梁，技术上出现新的突破。所有这一切，使桥梁技术得到空前的发展。

1.4 目前桥梁主要施工方法概述

1.4.1 桥梁下部结构施工

1 基础工程

在桥梁工程中，通常采用的基础形式有明挖扩大基础、桩基础、沉井基础等 （1）明挖扩大基础

开挖基坑是明挖扩大基础施工中的一项主要工作。可以采用人工开挖、机械开