土木工程認識實習報告 橋梁方向

2021-09-27 20:06:00 字數 5223 閱讀 7441

——橋梁方向

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橋梁指的是為道路跨越天然或人工障礙物而修建的建築物。對於橋梁的建造,就屬於土木工程中橋梁工程的範疇,橋梁工程指橋梁勘測、設計、施工、養護和檢定等的工作過程,以及研究這一過程的科學和工程技術。 橋梁一般講由五大部件和五小部件組成,五大部件是指橋梁承受汽車或其他車輛運輸荷載的橋跨上部結構與下部結構,是橋梁結構安全的保證.

包括(1)橋跨結構(或稱橋孔結構.上部結構)、(2)支座系統、(3)橋墩、(4)橋台、(5)墩台基礎.五小部件是指直接與橋梁服務功能有關的部件,過去稱為橋面構造.

包括(1)橋面鋪裝、(2)防排水系統、(3)欄杆、(4)伸縮縫、(5)燈光照明.

橋梁大致可以分為以下幾個型別:

梁式橋包括簡支板梁橋,懸臂梁橋,連續梁橋。其中簡支板梁橋跨越能力最小,一般一跨在8-20m。連續梁橋國內最大跨徑在200m以下,國外已達240m。

拱橋在豎向載荷作用下,兩端支承處產生豎向反力和水平推力,正是水平推力大大減小了跨中彎矩,使跨越能力增大。

剛架橋有t形剛架橋和連續剛架橋,t形剛架橋主要缺點是橋面伸縮縫較多,不利於高速行車。連續剛構主梁連續無縫,行車平順。施工時無體系轉換。

纜索承重橋(斜拉橋和懸索橋)是建造跨度非常大的橋梁最好的設計。道路或鐵路橋面靠鋼纜吊在半空,纜索懸掛在橋塔之間。斜拉橋已建成的主跨可達890m,懸索橋可達1991m。

組合體系橋有梁拱組合體系,如係杆拱,桁架拱,多跨拱梁結構等。梁剛架組合體系,如t形剛構橋等。

桁梁式橋有堅固的橫樑,橫樑每一端都有支撐。現代的桁梁式橋,通常是以鋼鐵或混凝土製成的長形中空桁架為橫樑。這是橋梁輕而堅固。利用這種方法建造的橋梁叫做箱式梁橋。

懸臂橋橋身分成長而堅固的數段,類似桁梁式橋,不過每段都在中間而非兩端支承。

吊橋是建造跨度非常大的橋梁最好的設計。道路或鐵路橋面看鋼纜吊在半空,鋼纜牢牢地懸掛在橋塔之間。

拉索橋有系到橋柱的鋼纜。鋼纜支撐橋面的重量,並將重量轉移到橋住上,使橋柱承受巨大的壓力。

廊橋加建亭廊的橋,稱為亭橋或廊橋,可供遊人遮陽避雨,又增加橋的形體變化。

一:實習目的

通過參觀北京市幾座不同的橋梁,對橋梁的基本結構和型別等有乙個感性的認識讓同學們可以在實習中驗證課堂上學習的理論知識,做到理論與實踐相結合,掌握理論知識,並對橋梁建設中應注意的事項有所了解。

二:實習地點

十三號線高架橋、北京交通大學附近橋梁、盧溝橋及其周邊橋梁

三:實習內容

1、地鐵13號線輕軌用橋

地鐵13號線為輕軌,為與地面之上,均為地面或高架鐵路。

地鐵13號線位於北京市內繁華地段,橋下設有公路,來往車輛眾多,故在公路附近採用跨度較大的梁。而且為了避免遮擋視線,橋墩採用的是板式結構。

由於不同位置受力不同,在減少材料、減輕自重而又能保證強度的情況下,梁的下部做成了拋物線的形狀,這樣便滿足了上述要求,同時還提高了橋的限高。

13號線輕軌用橋採用了連續預應力曲線變截面鋼筋混凝土箱梁,是連續梁的一種。所謂連續梁,是指乙個梁擁有三個或更多的支撐,屬於靜不定結構。查閱資料得知,連續梁在恆荷載作用下,產生的支點負彎矩對跨中正彎矩有解除安裝的作用,使內力狀態比較均勻合理,因而樑高可以減小,節省材料,且剛度大,整體性好,超載能力大,安全度大,橋面伸縮縫少。

該橋還採用了簡支梁結構。簡支梁就是梁的兩端搭在兩個支撐物上,兩端鉸接,現實看是只有兩端支撐在柱子上的梁,主要承受彎矩的單跨結構。一般為靜定結構,受力簡單,跨中只有正彎矩,體系溫變、混凝土收縮徐變、張拉預應力都不會在樑中產生附加內力。

與之並行的鐵路橋,為連續剛構橋。所謂連續剛構,即在橋墩頂部,橋墩與橋體固結,形成乙個整體,對梁跨形成附加約束。因此我們可以知道,區別連續梁和連續剛構的依據主要是看橋墩和橋體是如何接觸的。

固結在一起的是連續剛構,由支座連線的是連續梁。連續剛構橋綜合了連續梁和t型剛構橋的受力特點,將主梁做成連續梁體與薄壁橋墩固結而成,連續剛構體系的梁部結構的受力效能如同連續梁一樣,薄壁墩底部所承受的彎矩,梁體內的軸力隨著墩高的增大而急劇減小。從連續剛構的特點我們可以知道,連續剛構在保持了連續梁的各個優點的前提下,由於橋墩和橋體直接固結,節省了大型支座的昂貴費用,同時減少了橋墩及基礎的工程量。

連續剛構較之連續梁強度和剛度更大,因此能承受更大載荷。但是連續剛構的結構也決定了其抗震能力較弱,同時由於連續剛構施工時需要整體澆灌,因此其施工也更複雜。

橋的支座出採用了盆式橡膠支座,即周圍為橡膠圍成的盆狀,內部填充剛材料。橡膠材料有很好的彈性,而盆式結構將剛材料限制在盆內,這樣就加強了橡膠材料的強度。由於樑會隨季節變化而產生型變數,如果採用固定的支座結構,便會產生很大的作用力,這對於梁和支座都會產生不利影響。

而採用這種盆式結構,便能夠很好的利用橡膠的彈性來應對梁的變形,從而提高了橋的安全性。

在梁上我們還發現了一些空洞,老師說這是通風孔。由於陽光照射的影響,梁兩側的溫度不同,會產生溫度應力,對梁產生危害。為了減小這種危害,便設計了通風孔,通過這種結構使梁內外的溫度盡量保持一致,減小溫度應力帶來的危害。

在鐵路橋沿線還設有聲屏障。在聲源和接收者之間插入乙個設施,使聲波傳播有乙個顯著的附加衰減,從而減弱接收者所在的一定區域內的雜訊影響,這樣的設施就稱為聲屏障。採用此設施有效地減少了13號線對周圍居民的影響。

這也讓我們明白在工程的設計施工中,我們考慮的不僅僅是乙個工程的穩定性與安全性,還要綜合地考慮對周圍環境的影響。

在老師的講解中,我們了解到,橋梁與橋之間梁的伸縮縫的設計能合理選定恰當伸縮量的縫隙極為重要,縫隙越大伸縮裝置越容易遭破壞。採用的縫隙過大或過小,以及沒有考慮安裝時的溫度而調整間隙。特別是針對板式橡膠伸縮裝置,易造成破壞。

即使是連續橋面,在面層鋪裝上往往也會出現裂紋。因此。要採取預先切割橋面,設定接縫,或用較軟的鋪裝層來吸收裂縫,或者安設小型的伸縮裝置來解決。

在較大縱坡的情況下,如不設定考慮適應豎直變位的構造,也容易產生缺陷,引起破壞。伸縮裝置沿橋面縱向,即使伸縮量小,也存在撓度差大的問題,因此,在伸縮裝置構造上要給予重視。伸縮裝置與梁體結合成等強的整體無疑是提高其使用效能的重要手段。

除模數式伸縮裝置之外的其他型別的橋梁伸縮裝置,與橋面板的固定、結合往往不夠充分,效果不甚理想,一般構造尺寸較小、剛度不足,而且對新材料的特徵、配合等研究不夠深入,所以在選型時應作充分的比較研究。為防止因雨水而起的漏水現象,雖然在一些鋼製伸縮縫裝置中,對配合部位採取插入密封橡膠或將排水裝置或鋪裝層面層作為容易清掃的型式,或在整個縫隙中灌注填人防水材料的實用型式。如果有漏水現象,會腐蝕橋墩支座,減少橋梁的壽命,而且會有很大的修復難度。

對與橋面的雨水,一般應在伸縮裝置附近設集中排水口;對不在日常養護作多次塗漆的構件上,設計上應採用優質耐久的防護材料作有效的處理。

在13號線的起點,西直門處我們看到了一座斜腿剛構橋,它是帶有兩個斜腿的剛架結構。斜腿的下端設鉸,通常用鋼筋混凝土或預應力混凝土製作,也有用鋼製作的。這種有推力結構所用材料較省,建築高度較低,用於立交橋有其較突出的優點。

老師告訴我們這種橋還可以用於山區,是比較新型的橋梁結構。

2、慈獻寺橋

慈獻寺橋位於交大南門外,動物園路與高粱橋斜街交匯處,是一座分離式立交橋。慈獻寺橋是為了緩解西直門路段交通壓力而建,因此在建設之初便考慮到較大的車流量,採用了雙向四車道的設計。可以明顯的看出來,慈獻寺橋是兩座並行的橋拼合在一起的,當橋體拼合好之後再通過澆築混凝土連線在一起。

每個橋的橋墩都採用了圓柱或方形的橋墩,以增強期穩定性。

近觀橋墩,能夠發現方形橋墩與橋體之間有一層橡膠層,橋墩的上方有四個支座,支座通過限位裝置與橋墩連線在一起。該處橋墩的受力仍主要是通過中間的主要部位,橡膠層的作用與盆式結構中的橡膠層作用相同,也是為了應對形變數而設計。周圍的四個限位裝置作用是防止橋體發生橫向位移,設計時應考慮到強度條件。

沿著慈獻寺橋走能看到如圖的結構。橋墩的形狀發生了變化。我們可以看到,橋墩變粗了,兩個相鄰橋墩橫向支起了一段梁,仔細觀察可以看到該梁和橋墩之間是之間澆灌固結在一起,沒有支座,這樣直接固結可以提高強度。

支座存在於梁和橋體之間,梁和橋體間有橡膠墊層。我猜想,這樣增大了受力面積,橋上的力可以更均勻地傳遞下來,而不至於橋上的力集中傳到橋墩的某個位置而導致破壞。由於這個位置坡度大,車輛會存在較大的加速度,從而產生較大的衝擊載荷,因此橋墩需要做這樣的處理。

而且採用此結構還能起到把兩個並行的橋連成一體的作用。

慈獻寺橋是箱式橋體的。之所以做成空心的,主要是為了減少材料和橋的自身重力,因為西直門處的土壤承載力有限。同時由材料力學已經學過的知識可以知道,箱形結構本身強度不會發生太大變化,而且抗扭強度更大了,這一點對於彎橋尤其有利。

3、盧溝橋

盧溝橋位於北京市西南約15千公尺處豐台區永定河上。因橫跨盧溝河(即永定河)而得名,是北京市現存最古老的石造聯拱橋。盧溝橋全長266.

5公尺,寬7.5公尺,最寬處可達9.3公尺。

有橋墩十座,共11個橋孔,整個橋身都是石體結構,關鍵部位均有銀錠鐵榫連線,為華北最長的古代石橋。

盧溝橋為石拱橋,採用石拱相連的結構,這樣的結構精巧,堅固耐用。由11個半圓形石拱組成,每個石拱長度不一,自16公尺到21.6公尺,橋寬約8公尺,路面平坦,幾乎與河面平行。

每兩個石拱之間有石砌橋墩,把11個石拱聯成乙個整體,是一座聯拱石橋。聯拱石橋不但美觀,而且還可以增加洩洪量,橋的主要支撐部位為拱內,橋的強度也因此而增高。

由於盧溝橋位於北方,而北方的河流都會有結冰期。在冰融化的時候,冰塊順流而下,會衝擊到橋墩上,對橋造成一定的危害。老師講到,盧溝橋在設計的時候就考慮到這一點,因而在面向上游的一面,橋墩設計成了較為尖銳的形狀,這樣能夠破冰,使大塊的冰變成碎冰,加速了冰的融化。

由於時間和天氣原因,我們並沒有看到盧溝橋橋墩的這一側,也感到遺憾。

此外,盧溝橋上擁有數不勝數的石獅子,民間也有「盧溝橋的獅子數不清」的說法,據有關資料得知盧溝橋共有496個石獅子。盧溝橋的石獅子姿態各不相同。獅子有雌雄之分,雌的戲小獅,雄的弄繡球。

有的大獅子身上,雕刻了許多小獅,最小的只有幾厘公尺長,有的只露半個頭,一張嘴。盧溝橋的石獅子體現了我國古代勞動人民尤其是古代工匠的藝術創造力,除了其在石拱橋的歷史上的重要意義,它也有很高的藝術價值。

4、其他

離開盧溝橋繼續走,我們看到小盧溝橋,已經損壞的比較嚴重,小盧溝橋也是拱式橋,因為永定河的支流,這條河有時有水有時停水,我們去的時候沒有水,能清晰的看出橋是分兩期,第一期建造強度不夠,後又加粗的橋墩,拱是由彎曲的柱和橫向和縱向的柱支撐,把橋面的力傳遞到橋墩上。

看完小盧溝橋我們又看了一座高速鐵路橋,老師告訴我們這座橋的橋是梁式橋,梁是箱梁,因為是高速鐵路橋,所以橋的質量要求很高,跨度不是很大,因為高鐵速度很快,橋體收到的衝擊很大,所以橋墩設計成橢圓形,並在橋墩內加入預應力筋,預應力筋通常由單根或成束的鋼絲、鋼絞線或鋼筋組成。有粘結預應力筋是和混凝土直接粘結的或是在張拉後通過灌漿使之與混凝土粘結的預應力筋;無粘結預應力筋是用塑料、汕脂等塗包預應力鋼材後製成的,可以布置在混凝土結構體內或體外,且不能與混凝土粘結,這種預應力筋的拉力永遠只能通過錨具和變向裝置傳遞給混凝土,這能加大橋的允許的跨度,節省材料,而且減輕了橋重。

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