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全国一级建造师冲刺班(公路工程)
第二讲 桥梁与隧道工程
一、内容提要
(一)桥梁工程内容提要
1、 桥梁的组成、分类及主要施工技术(掌握)
2、 常用支架、模板的设计和计算方法(掌握)
3、 桥梁工程结构的构造特点和受力特点(掌握)
(二)隧道工程内容提要
1、隧道工程基础知识（掌握）
2、隧道施工测量技术（熟悉）
3、特殊地段施工技术（了解）
4、隧道工程通风防尘及水电作业（了解）
二、重点、难点
(一)桥梁工程
1、桥梁的组成、分类及主要施工技术(掌握)
2、常用支架、模板的设计和计算方法(掌握)
4、 桥梁工程结构的构造特点和受力特点(掌握)
（二）隧道工程
1、隧道工程基础知识（掌握）
三、内容讲解
1B413010 掌握桥梁的组成、分类及主要施工技术
1B413011桥梁的组成
桥梁一般由桥墩、桥台和基础这几个部分组成。通常称桥跨结构为桥梁的上部结构，称桥墩或桥台为桥梁的下部结构。
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l 0表示。对于拱式桥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(∑l 0)，它反映了桥下宣泄洪水的能力。
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)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，以L表示。对于无桥台的桥梁为桥面系行车道的全长。
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)定线中所确定的桥面(或轨顶)标高，对通航净空顶部标高之差，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连线的垂直距离，以f 0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连线的垂直距离，以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。
《公路工程技术标准》(TJT 001—1997)中规定，凡是多孔跨径的全长不到8m和单孔跨径不到5m的结构物，均称为涵洞。
1B413012桥梁的分类
(1)桥梁的基本体系
桥梁工程的受力构件，总离不开拉、压、弯三种基本的受力方式，可以归结为梁式、拱式、悬吊式三种基本体系以及它们之间的各种组合。
1)梁式桥与同样跨径的其他结构体系比，梁内产生的弯矩最大，通常需要抗弯能力强的材料(钢、木、钢筋混凝土等)来建造。
2)拱式桥的主要承重结构是拱圈和拱肋。与同跨径的梁相比，拱的弯矩和变形要小的多。鉴于拱桥的承重结构以受压为主，通常就可用抗压能力强的圬工材料(如砖、石、混凝土等)、钢筋混凝土、钢材来建造。为了确保拱桥能安全使用，下部结构和地基必须能经受住很大水平推力的不利作用。
3)吊桥用悬挂在两边塔架上的强大缆索作为主要承重结构。
4)组合体系桥由几个不同体系的结构组合而成。斜拉桥也是一种主梁与斜缆相结合的组合体系，悬挂在塔柱上的被张紧的斜缆将主梁吊住，使主梁像多点弹性支承的连续梁一样工作。
(2)桥梁的其他分类简述
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(如通过管路、电缆等)。
2)按桥梁全长和跨径的不同，分为特殊大桥、大桥、中桥和小桥。
3)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)、钢筋混凝土桥、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。
1B413013 桥梁基础分类及适用条件
(1)桥梁基础分类：刚性基础、桩基础、管柱、沉井、地下连续墙等，其中桩基础又包括沉入桩、灌注桩。
(2)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，
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；挖孔灌注桩适用于无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)管柱可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)沉井适用于各种土质的基底，在深水、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。
5)地下连续墙适于作为地下挡土墙、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，及适用于除岩溶和地下承压水很高处的其他各类土层中施工。
1B413014 桥梁下部结构分类及适用条件
(1)公路桥梁下部结构分类：
1)重力式桥墩；
2)重力式桥台；
3)轻型桥墩；
4)轻型桥台。
(2)适用条件
1)重力式墩、台：这类墩、台的主要特点是靠自身重量来平衡外力而保持其稳定，因此，墩、台身比较厚实,用天然石材或片石混凝土砌筑。它适用于地基良好的大、中型桥梁，或流冰、漂浮物较多的河流中。在砂石料方便的地区，小桥也往往采用。主要缺点是圬工体积较大，因而其自重和阻水面积也较大。
梁桥和拱桥上常用的重力式桥台为U形桥台，它适用于填土高度在8～10m以下或跨度稍大的桥梁。缺点是桥台体积和自重较大，也增加了对地基的要求；此外，桥台的两个侧墙之间填土宜用渗水性较好的土夯填，并做好台后排水措施。
2)轻形墩台
①梁桥轻形墩、台
钢筋混凝土薄壁桥墩：施工简便，外形美观，过水性良好，适用于低级土软弱的地区。需耗费用于立模的木料和一定数量的钢筋。
柱式桥墩：外形美观，圬工体积少，而且重量较轻。
钻孔桩柱式桥墩适合于多种场合和各种地质条件。通过增大桩径、桩长或用多排桩加建承台等措施，也能适用于更复杂的软弱地质条件以及较大的跨径和较高的桥墩。
柔性排架桩墩：优点是用料省、修建简便、施工速度快。主要缺点是用钢量大，使用高度和承载能力受到一定限制。因此它只适合于在低浅宽滩河流、通航要求低和流速不大的水网地区河流上修建小跨径桥梁时采用。
设有支撑梁的轻型桥台：适用于单跨桥梁，桥孔跨径6～10m，台高不超过6m。
埋置式桥台：桥台所受的土压力小，桥台的体积相应的减少。但是由于台前护坡是用片石做表面防护的一种永久性设施，存在有被洪水冲毁而使台身裸露的可能，故设计时必须慎重得进行强度和稳定的验算。分为后倾式、肋形埋置式、双柱式、框架式等类型。其中桩柱式桥台对于各种土壤地基都适宜。其适用范围是：桥孔跨径8～20m，填土高度3～5m。当填土高度大于5m时宜采用框架式埋置式桥台。
钢筋混凝土薄壁桥台：适用于软弱地基的条件，但其构造和施工比较复杂，并且钢筋用量也较多。
加筋土桥台：在台后路基填土不被冲刷的中、小跨径桥梁，台高3～5m时，可采用加筋土桥台。
②拱桥轻形墩、台
带三角杆件的单向推力墩：只在桥不太高的旱地上采用
悬臂式单向推力墩：适用于两铰双曲拱桥。
拱桥轻型桥台：这种桥台适用于13m以内的小跨径拱桥和桥台水平位移量很小的情况。其工作原理是，当桥台受到拱的推力后，便发生绕基低形心轴而向路堤方向的转动，此时台后的土便产生抗力来平衡拱的推力，从而使桥台的尺寸较小。
1B413015 桥梁上部结构的主要施工技术
(1)逐段悬臂平衡施工
平衡悬臂施工可分为：悬臂浇筑法与悬臂拼装法施工
(2)逐孔施工
有两种方式：一种是预制拼装法，分为两种方法：1)预制简支梁逐孔拼装，支点现浇成连续；2)预制单悬臂梁逐孔拼装，接头现浇成连续。另一种方式是现浇法，即采用满堂支架或少支架梁式移动支架进行现浇。
(3)顶推法施工
按顶推装置和顶推工作可分为单点顶推和多点顶推法。
(4)转体施工
按转动方向分为竖向转体施工法和平面转体施工法。
(5)缆索吊装施工
按其用途和作用可以分为主索、工作索、塔架和锚固装置等四个基本组成部分。
例：有关桥梁的各参数中，（ ）反映了桥下宣泄洪水的能力。
A 总跨径
B 净距
C 桥梁高度
D 桥下净空高度
答案：A
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