1、市政第二章讲义资料2K312000城市桥梁工程2K312010城市桥梁工程结构与材料2K312011城市桥梁结构组成与类型一、桥梁基本组成与常用术语（一）桥梁的定义（二）桥梁的基本组成图1-1 桥梁的基本组成桥梁一般由五大部件和五小部件组成，五大部分包括：桥跨结构（上部结构）、支座系统、桥墩、桥台、墩台基础；五小部件是指直接与桥梁服务功能有关的部件（桥面构造），包括桥面铺装、防排水系统、栏杆、伸缩缝、灯光照明。桥跨结构：在线路中断时跨越障碍的主要承载结构，也叫上部结构。桥墩和桥台（通称墩台）：支承桥跨结构并将恒载和车辆等活载传至地基的构筑物，也叫下部结构。设置在桥两端的称为桥台；支座：在桥跨结
2、构与桥墩或桥台的支承处所设置的传力装置。它不仅要传递很大的荷载，并且还要保证桥跨结构能产生一定的变位。（三）相关常用术语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.拱轴线：拱圈各截面形心点的连线。5.桥梁全长：是桥梁两端两个桥台的侧墙或八字墙后端点之
3、间的距离，用LT表示，简称桥长。6.桥梁高度：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，简称桥高。7.桥下净空高度：是设计洪水位或计算通航水位或桥下线路路面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。8.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。9.涵洞：用来宣泄路堤下水流的构造物。通常在建造涵洞处路堤不中断。凡是多孔跨径的全长不到8m和单孔跨径不到5m的泄水结构物，均称为涵洞。二、桥梁主要类型（一）按受力特点分按结构体系划分，有梁式、拱式、悬吊式
4、、刚架4种基本体系以及它们之间的各种组合。1.梁式桥梁式桥是一种在竖向荷载作用下无水平反力的结构。由于外力（恒载和活载）的作用方向与承重结构的轴线接近垂直，故与同样跨径的其他结构体系相比，梁内产生的弯矩最大。 2.拱式桥拱式桥的主要承重结构是拱肋或拱圈。桥墩或桥台 承受水平推力。以承压为主，可采用抗压能力强的圬工材料（砖、石、混凝土）和钢筋混凝土来修建。3.刚架桥受力状态介于梁与拱之间，柱脚处 有水平反力。4.悬索桥以悬索为主要承重结构的桥。特点：自重轻，刚度差，有较大的变形和振动。悬索桥是大跨桥梁的主要形式。图1-4 吊桥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。 （h）
5、连续刚构桥（2）梁、拱组合体系。（j）下承式拱桥（3）斜拉桥。（i）斜拉桥（二）其他分类方式2.按全长和跨径分类：特大、大、中、小桥4.按跨越障碍的性质来分，有跨河桥、跨线桥（立体交叉桥）、高架桥和栈桥。5.按上部结构的行车道位置。分为上承、中承和下承。图8.23 上承、中承及下承式拱桥图示5.按上部结构的行车道位置。分为上承、中承和下承。（c）下承式图8.23 上承、中承及下承式拱桥图示2K312012钢筋混凝土施工技术一、钢筋施工（一）一般规定（4）钢筋的级别、种类和直径应按设计要求采用。当需要代换时，应由原设计单位作变更设计。（5）预制构件的吊环必须采用未经冷拉的HPB300热轧光圆钢筋
6、制作，不得以其他钢筋替代。（6）在浇筑混凝土之前应对钢筋进行隐蔽工程验收，确认符合设计要求。（二）钢筋加工（1）钢筋弯制前应先调直。钢筋宜优先选用机械方法调直。当采用冷拉法进行调直时，HPB300钢筋冷拉率不得大于2%; HRB335、HRB400钢筋冷拉率不得大于1%。（2）钢筋下料前，应核对钢筋品种、规格、等级及加工数量，并应根据设计要求和钢筋长度配料。下料后应按种类和使用部位分别挂牌标明。（4）箍筋末端弯钩形式应符合设计要求或规范规定。箍筋弯钩的弯曲直径应大于被箍主钢筋的直径，HPB300不得小于箍筋直径的2.5倍，HRB335不得小于箍筋直径的4 倍；弯钩平直部分的长度，一般结构不宜小
7、于箍筋直径的5倍，有抗震要求的结构不得小于箍筋直径的10倍。（5）钢筋宜在常温状态下弯制，不宜加热。钢筋宜从中部开始逐步向两端弯制，弯钩应一次弯成。（三）钢筋连接1.热轧钢筋接头钢筋接头宜采用焊接接头或机械连接接头。焊接接头应优先选择闪光对焊。机械连接接头适用于HRB335和HRB400带肋钢筋的连接。当普通混凝土中钢筋直径等于或小于22mm时，在无焊接条件时，可采用绑扎连接，但受拉构件中的主钢筋不得采用绑扎连接。钢筋骨架和钢筋网片的交叉点焊接宜采用电阻点焊。钢筋与钢板的T形连接，宜采用埋弧压力焊或电弧焊。2.钢筋接头设置钢筋接头设置应符合下列规定：在同一根钢筋上宜少设接头。钢筋接头应设在受力
8、较小区段，不宜位于构件的最大弯矩处。在任一焊接或绑扎接头长度区段内，同一根钢筋不得有两个接头。接头末端至钢筋弯起点的距离不得小于钢筋直径的10倍。施工中钢筋受力分不清受拉、受压的，按受拉办理。钢筋接头部位横向净距不得小于钢筋直径，且不得小于25mm。（四）钢筋骨架和钢筋网的组成与安装1.钢筋骨架制作和组装（1）钢筋骨架的焊接应在坚固的工作台上进行。（2）组装时应按设计图纸放大样，放样时应考虑骨架预拱度。（3）组装时应采取控制焊接局部变形措施。（4）骨架接长焊接时，不同直径钢筋的中心线应在同一平面上。2.钢筋网片电阻点焊规定钢筋网片采用电阻点焊应符合下列规定:（1）当焊接网片的受力钢筋为HPB3
9、00钢筋时，如焊接网片只有一个方向受力，受力主筋与两端的两根横向钢筋的全部交叉点必须焊接；如焊接网片为两个方向受力，则四周边缘的两根钢筋的全部交叉点必须焊接，其余交叉点可间隔焊接或绑、焊相间。（2）当焊接网片的受力钢筋为冷拔低碳钢丝，而另一方向的钢筋间距小于100mm 时，除受力主筋与两端的两根横向钢筋的全部交叉点必须焊接外，中间部分的焊点距离可增大至250mm。3.钢筋现场绑扎规定（1）钢筋的交叉点应采用绑丝绑牢，必要时可辅以点焊。（2）钢筋网的外围两行钢筋交叉点应全部扎牢，中间部分交叉点可间隔交错扎牢，但双向受力的钢筋网，钢筋交叉点必须全部扎牢。（3）梁和柱的箍筋，除设计有特殊要求外，应与
10、受力钢筋垂直设置；箍筋弯钩叠合处，应位于梁和柱角的受力钢筋处，并错开设置（同一截面上有两个以上箍筋的大截面梁和柱除外）； （4）矩形柱角部竖向钢筋的弯钩平面与模板面的夹角应为45；多边形柱角部竖向钢筋弯钩平面应朝向断面中心；圆形柱所有竖向钢筋弯钩平面应朝向圆心。小型截面柱当采用插入式振捣器时，弯钩平面与模板面的夹角不得小于15。（5）绑扎接头搭接长度范围内的箍筋间距：当钢筋受拉时应小于5d，且不得大于100mm；当钢筋受压时应小于10d，且不得大于200mm。（6）钢筋骨架的多层钢筋之间，应用短钢筋支垫，确保位置准确。4.钢筋的混凝土保护层厚度钢筋的混凝土保护层厚度，必须符合设计要求。设计无规
11、定时应符合下列规定： （1）普通钢筋和预应力直线形钢筋的最小混凝土保护层厚度不得小于钢筋公称直径，后张法构件预应力直线形钢筋不得小于其管道直径的12。（2）当受拉区主筋的混凝土保护层厚度大于50mm时。应在保护层内设置直径不小于6mm、间距不大于100mm的钢筋网。（3）钢筋机械连接件的最小保护层厚度不得小于20mm。（4）应在钢筋与模板之间设置垫块，确保钢筋的混凝土保护层厚度，垫块应与钢筋绑扎牢固、错开布置。二、混凝土施工混凝土的施工包括原材料的计量，混凝土的搅拌、运输、浇筑和混凝土养护等内容。（一）原材料计量各种计量器具应按计量法的规定定期检定，保持计量准确。对骨料的含水率的检测，每一工作
12、班不应少于一次。雨期施工应增加测定次数，根据骨料实际含水量调整骨料和水的用量。 （二）混凝土搅拌、运输和浇筑1.混凝土搅拌混凝土拌合物应 拌合均匀，颜色一致，不得有离析和泌水现象。混凝土拌合物的 坍落度应在搅拌地点和浇筑地点分别取样检测。每一工作班或每一单元结构物不应少于两次。评定时应以浇筑地点的测值为准。如混凝土拌合物从搅拌机出料起至浇筑入模的时间不超过15min时，其坍落度可仅在搅拌地点检测。2.混凝土运输（3）如出现分层、离析现象，应对砼拌和物进行二次快速搅拌。（6）严禁在运输过程中向混凝土拌合物中加水。（7）采用泵送混凝土时，应保证混凝土泵连续工作，受料斗应有足够的混凝土。泵送间歇时间
13、不宜超过15min。3.混凝土浇筑（1）浇筑前的检查混凝土浇筑前，要检查模板、支架的承载力、刚度、稳定性，检查钢筋及预埋件的位置、规格，并做好记录，符合设计要求后方可浇筑。在原混凝土面上浇筑新混凝土时，相接面应凿毛，并清洗干净，表面湿润但不得有积水。（2）混凝土浇筑1）混凝土一次浇筑量要保证混凝土的 连续浇筑。2） 混凝土运输、浇筑及间歇的全部时间不应超过混凝土的初凝时间。3）采用振捣器振捣混凝土时，每一振点的振捣延续时间，应以使混凝土表面呈现浮浆和不再沉落为准。 （三）混凝土养护（1）一般混凝土浇筑完成后，应在收浆后尽快予以覆盖和洒水养护。对干硬性混凝土、炎热天气浇筑的混凝土、大面积裸露的混
14、凝土，有条件的可在浇筑完成后立即加设棚罩，待收浆后再予以覆盖和养护。（2）洒水养护的时间，采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥的混凝土，不得少于7d。掺用缓凝型外加剂或有抗渗等要求以及高强度混凝土，不少于14d。使用真空吸水的混凝土，可在保证强度条件下适当缩短养护时间。采用涂刷薄膜养护剂养护时，养护剂应通过试验确定，并应制定操作工艺。采用塑料膜覆盖养护时，应在混凝土浇筑完成后及时覆盖严密，保证膜内有足够的凝结水。（3）当气温低于5时，应采取保温措施，不得对混凝土洒水养护。三、模板、支架和拱架（一）模板、支架和拱架的制作与安装1.模板与混凝土接触面应平整、 接缝严密。2.支架立柱必须落
15、在有足够承载力的地基上，立柱底端必须放置垫板或混凝土垫块。支架地基严禁被水浸泡，冬期施工必须采取防止冻胀的措施。3.支架通行孔的两边应加护桩，夜间应设警示灯。4.安设支架、拱架过程中，应随安装随架设临时支撑。采用多层支架时，支架的横垫板应水平，立柱应铅直，上下层立柱应在同一中心线上。5.支架或拱架不得与施工脚手架、便桥相连。6.支架、拱架安装完毕，经检验合格后方可安装模板；安装模板应与钢筋工序配合进行，妨碍绑扎钢筋的模板，应待钢筋工序结束后再安装；安装墩、台模板时，其底部应与基础预埋件连接牢固，上部应采用拉杆固定；9.浇筑混凝土和砌筑前，应对模板、支架和拱架进行检查和验收，合格后方可施工。10
16、.模板工程及支撑体系满足下列条件的，还应进行危险性较大分部分项工程安全专项施工方案专家论证。1）工具式模板工程：包括滑模、爬模、飞模工程。2）混凝土模板支撑工程：搭设高度8m及以上、搭设跨度18m及以上；施工总荷载 15kN/及以上；集中线荷载20kN/m及以上。3）承重支撑体系：用于钢结构安装等满堂支撑体系，承受单点集中荷载700kg 以上。（二）模板、支架和拱架的拆除（1）模板、支架和拱架拆除应符合下列规定：1）非承重侧模应在混凝土强度能保证结构棱角不损坏时方可拆除，混凝土强度宜为 2.5MPa及以上。2）芯模和预留孔道内模应在混凝土抗压强度能保证结构表面不发生塌陷和裂缝时，方可拔出。（2
17、）模板、支架和拱架拆除应遵循先支后拆、后支先拆的原则。支架和拱架应按几个循环卸落，卸落量宜由小渐大。每一循环中，在横向应同时卸落、在纵向应对称均衡卸落。（3）预应力混凝土结构的侧模应在预应力张拉前拆除；底模应在结构建立预应力后拆除。 2K312013预应力混凝土施工技术一、预应力混凝土配制与浇筑（一）配制1.预应力混凝土应优 先采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，不宜使用矿渣硅酸盐水泥，不得使用火山灰质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥。粗骨料应采用碎石，其粒径宜为525mm。2.混凝土中的水泥用量不宜大于550kgm3。 3.混凝土中严禁使用含氯化物的外加剂及引气剂或引气型减水剂。4.从各种材料引入混
18、凝土中的氯离子总含量（折合氯化物含量）不宜超过水泥用量的0.06%。超过0.06%时，宜采取掺加阻锈剂、增加保护层厚度、提高混凝土密实度等防锈措施。 （二）浇筑1.浇筑混凝土时，对预应力筋锚固区及钢筋密集部位，应加强振捣。 2.对先张构件应避免振动器碰撞预应力筋，对后张构件应避免振动器碰撞预应力筋的管道。 二、预应力张拉施工（一）基本规定（2）预应力筋采用应力控制方法张拉时，应以伸长值进行校核。实际伸长值与理论伸长值之差应控制在6%以内。否则应暂停张拉，待查明原因并采取措施后，方可继续张拉。（3）预应力张拉时，应先调整到初应力，该初应力宜为张拉控制应力（con）的 10%15%，伸长值应从初应
19、力时开始量测。（4）预应力筋的锚固应在张拉控制应力处于稳定状态下进行，锚固阶段张拉端预应力筋的内缩量，不得大于设计或规范规定。（二）先张法预应力施工图7-1 先张法的施工程序示意图a）张拉钢筋；b）浇筑混凝土；c）放松或切断预应力筋；1-锚具；2-台座；3-预应力筋；4-台面；5-张拉千斤顶；6-模具；7-预应力混凝土构件图7-21 重力式台座构造示意图图7-24 先张法张拉台座布置图（1）张拉台座应具有足够的强度和刚度，其抗倾覆安全系数不得小于1.5，抗滑移安全系数不得小于1.3。张拉横梁应有足够的刚度， 受力后的最大挠度不得大于2mm。锚板受力中心应与预应力筋合力中心一致。（2）预应力筋连
20、同隔离套管应在钢筋骨架完成后一并穿人就位。就位后，严禁使用电弧焊对梁体钢筋及模板进行切割或焊接。隔离套管内端应堵严。（3）同时张拉多根预应力筋时，各根预应力筋的初始应力应一致。张拉过程中应使活动横梁与固定横梁始终保持平行。（4）张拉程序应符合设计要求，设计未规定时，其张拉程序应符合表2K312013-3的规定。先张法预应力筋张拉程序 种类张拉程序钢筋0初应力1.05con0.9con（锚固）con（锚固）钢丝、钢绞线0初应力1.05con（持荷2min）0con（锚固）对于夹片式锚具普通筋 0初应力1.03con（锚固）低松驰 0初应力con（持荷2min锚固）注：1.表中con为张拉时控制应
21、力值，包括预应力损失值。2.张拉钢筋时，为保证施工安全，应在超张拉放张至0.9con时安装模板、普通钢筋和预埋件。（5）张拉过程中，预应力筋的断丝、断筋数量不得超过表1K412014-2的规定。 预应力筋种类项目控制值钢筋断筋不允许钢丝、钢绞线同一构件内断丝数不得超过总数的1%（6）放张预应力筋时砼强度必须符合设计要求，设计未规定时，不得低于强度设计值的75%。放张顺序应符合设计要求，设计未规定时，应分阶段、对称、交错地放张。放张前，应将限制位移的模板拆除。（三）后张法预应力施工图7-2 后张法的施工程序示意图a）制作混凝土构件；b）张拉钢筋；c）封端和孔道压浆1-预埋钢板；2-模板；3-预留
22、孔道；4-锚具；5-预应力钢筋；6-张拉千斤顶；7-孔道压浆1.预应力管道安装应符合下列要求：（1）管道应采用定位钢筋牢固地定位于设计位置。 （2）金属管道接头应采用 套管连接，连接套管宜采用大一个直径型号的同类管道，且应与金属管道封裹严密。（3）管道应留压浆孔与溢浆孔；曲线孔道的波峰部位应留排气孔；在最低部位宜留排水孔。 （4）管道安装就位后应立即通孔检查，发现堵塞应及时疏通。管道经检查合格后应及时将其端面封堵，防止杂物进入。2.预应力筋安装应符合下列要求（1）先穿束后浇混凝土时，浇筑混凝土之前，必须检查管道并确认完好；浇筑混凝土时应定时抽动、转动预应力筋。（2）先浇混凝土后穿束时，浇筑后应
23、立即疏通管道，确保其畅通。（3）混凝土采用蒸汽养护时，养护期内不得装入预应力筋。（4）穿束后至孔道灌浆完成应控制在下列时间以内，否则应对预应力筋采取防锈措施：空气湿度大于70%或盐分过大时，7d； 空气湿度40%70%时，15d； 空气湿度小于40%时，20d。 （5）在预应力筋附近进行电焊时，应对预应力筋采取保护措施。3.预应力筋张拉应符合下列要求（1）混凝土强度应符合设计要求，设计未要求时，不得低于强度设计值的75%。（2）预应力筋张拉端的设置应符合设计要求。当设计未要求时，应符合下列规定：曲线预应力筋或长度大于等于25m的直线预应力筋，宜在两端张拉；长度小于25m的直线预应力筋，可在一端
24、张拉。当同一截面中有多束一端张拉的预应力筋时，张拉端宜均匀交错的设置在结构的两端。 （3）张拉前应根据设计要求对孔道的摩阻损失进行实测，以便确定张拉控制应力值，并确定预应力筋的理论伸长值。（4）预应力筋的张拉顺序应符合设计要求；当设计无要求时，可采取分批、分阶段对称张拉（宜先中间，后上、下或两侧）。（5）预应力筋张拉程序应符合表1K412014-3的规定。 预应力筋种类张拉程序钢绞线束对于夹片式等有自锚性能的锚具普通筋 0初应力1.03con（锚固）低松驰 0初应力con（持荷2min锚固）其他锚具0初应力1.05con（持荷2min）0con（锚固）钢丝束对于夹片式等有 自锚性能的锚具与钢绞
25、线束相同其他锚具0初应力1.05con（持荷2min）con（锚固）精轧螺纹钢筋直线配筋时0初应力con（持荷2min锚固）曲线配筋时0con（持荷2min锚固）0（上述程序可反复几次）初应力con（持荷2min锚固）（6）张拉过程中预应力筋断丝、滑丝、断筋的数量不得超过表1K312013-4的规定。注：与先张法相比，后张法增加了不大于1根或1丝的规定，其他一致 预应力筋种类项目控制值钢丝、钢绞线每束钢丝、钢绞线断丝、滑丝1根或1丝每个断面断丝之和不得超过该断面总数的1%钢筋断筋不允许4.张拉控制应力达到稳定后方可锚固。锚具应用封端混凝土保护，当需较长时间外露时，应采取防锈蚀措施。锚固完毕经检
26、验合格后，方可切割端头多余的预应力筋。（四）孔道压浆1.预应力筋张拉后，应及时进行孔道压浆， 多跨连续有连接器的预应力筋孔道，应张拉完一段灌注一段；孔道压浆宜采用水泥浆，水泥浆的强度应符合设计要求，设计无要求时不得低于30MPa。2.压浆后应从检查孔抽查压浆的密实情况，如有不实，应及时处理。压浆作业，每一工作班应留取不少于3组砂浆试块，标养28d，以其抗压强度作为水泥浆质量的评定依据。3.压浆过程中及压浆后48h内，结构混凝土的温度不得低于5，否则应采取保温措施。当白天气温高于35时，压浆宜在夜间进行。4.埋设在结构内的锚具，压浆后应及时浇筑封锚混凝土。封锚混凝土的强度等级应符合设计要求，不宜
27、低于结构混凝土强度等级的80%，且不低于30MPa。5.孔道内的水泥浆强度达到设计规定后方可吊移预制构件；设计未要求时，应不低于水泥浆设计强度的75%。2K312014预应力材料的技术要求一、后张预应力材料常用后张预应力材料主要有预应力筋和管道。 （一）后张预应力筋1.后张预应力筋主要有钢丝、钢绞线和精轧螺纹钢筋等。2.每批钢丝、钢绞线、钢筋应由同一牌号、同一规格、同一生产工艺的产品组成。3.新产品及进口材料的质量应符合相应现行国家标准的规定。4.预应力筋进场时，应对其质量证明文件、包装、标志和规格进行检验，并应符合下列规定： 预应力筋类型分批检验数量检验方法钢丝每批重量不大于60t每批中先抽
28、查5%，且不少于5盘，进行形状、尺寸和表面质量检查，检查不合格则逐盘检查。检查合格的钢丝中抽查5%且不少于3盘，在每盘钢丝的两端取样进行试验。试验结果有一项不合格则该盘钢丝报废，并从同批次未试验过的钢丝盘中取双倍数量的试样进行该不合格项的复验。如仍有一项不合格，则该批为不合格。钢绞线每批重量不大于60t任取3盘，并从每盘端部正常部位截取一根试样进行表面质量、直径偏差和力学性能试验。如每批少于3盘，应全数检验。有一项不合格，不合格盘报废，并再从该批未试验过的钢绞线中取双倍数量的试样进行该不合格项的复验。如仍有一项不合格，则该批不合格。热处理钢筋重量不大于60t从每批钢筋抽取10%的盘数且不少于2
29、5盘进行表面质量、尺寸偏差的检查，合格后进行力学性能试验。试验结果如有一项不合格时该盘报废，并再从未试验过的钢筋中取双倍数量的试样进行复验。如仍有一项不合格，则该批不合格。精轧螺纹钢筋每批不大于60t逐根进行外观检查，合格后每批任选2根进行拉伸试验。如有一项不合格，双倍数量重做试验，仍有一项不合格，该批不合格。5.存放的仓库应干燥、防潮、通风良好、无腐蚀气体和介质。存放在室外时不得直接堆放在地面上，必须垫高、覆盖、防腐蚀、防雨露，时间不宜超过6个月。6.预应力筋的制作（2）预应力筋宜使用砂轮锯或切断机切断，不得采用电弧切割。（3）预应力筋采用镦头锚固时，高强钢丝宜采用液压冷镦；冷拔低碳钢丝可采用冷冲镦粗；钢筋宜采用电热镦粗，但HRB500级钢筋镦粗后应进行电热处理。 冷拉钢筋端头的镦粗及热处理工作，应在钢筋冷拉之前进行，否则应对镦头逐个进行张拉检查，检查时的控
