桥梁BIM入门教程Civil3D基础课路桥梁工程.ppt

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1、北京华筑建筑科学研究院BeijingHuaZhuAcademyofBuildingResearchContents Page目录页04 横断面识图01 桥梁分类02 平曲线形识图03 纵断面识图05 道路定线方法桥梁工程基本知识 Chapter 01桥梁分类 桥梁的分类1 1、国际特大桥梁分类标准、国际特大桥梁分类标准 中国苏通大桥中国苏通大桥 世界最长斜拉桥和最高桥塔 全长36公里的杭州湾大桥连接上海和宁波，于2008年5月1日投入交通使用。它是目前世界上最长的跨海大桥之一，比东海大桥长约3公里多。杭州湾大桥 2 2、按桥面的位置划分、按桥面的位置划分上承式上承式视野好、建筑高度大视野好、建

2、筑高度大下承式下承式建筑高度小、视野差建筑高度小、视野差中承式中承式兼有两者的特点兼有两者的特点 3 3、按桥梁用途来划分、按桥梁用途来划分 公路桥、公路桥、铁路桥、铁路桥、公路铁路两用桥公路铁路两用桥 农桥、农桥、人行桥、人行桥、运水桥运水桥(渡槽渡槽)、其它专用桥梁其它专用桥梁(如通过管路、电缆等如通过管路、电缆等)4 4、按材料来划分、按材料来划分 木桥、木桥、钢桥、钢桥、圬工桥圬工桥(包括砖、石、混凝土桥包括砖、石、混凝土桥)、钢筋混凝土桥、钢筋混凝土桥、预应力钢筋混凝土桥预应力钢筋混凝土桥 桥 古代桥梁在17世纪以前，一般是用木、石材料建造的，并按建桥材料把桥分为石桥和木桥。现存的赵

3、州桥是石拱桥的代表。赵州桥坐落在河北省南部，流经赵县。建于隋代（公元581618年）大业年间（公元605618年），由著名匠师李春设计和建造，距今已有1400年的历史，是当今世界上现存最早、保存最完善的古代敞肩石拱桥。中国广西省程阳风雨桥是最著名的屋顶结构桥，建造于1916年。主要是由木头和石材建造而成，风雨桥总长度为213英尺(约65米)，横跨林溪河。中国风雨桥 现代桥梁按建桥材料划分，除木桥、石桥外，还有铁桥、钢桥、钢筋混凝土桥。铁桥：1705年修建的四川泸定大渡河铁链吊桥，成为中国近代史上的一座丰碑，闻名世界。泸定桥泸定桥 兰州中山桥中山桥俗称“中山铁桥”，“黄河铁桥”，旧名镇远桥，位于

4、滨河路中段白塔山下，被称为“天下黄河第一桥”。钢桥 较著名的有：纽约的岳门桥，建成于1917年，跨径305米；纽约贝永桥,建成于1931年,跨径504米,澳大利亚悉尼港桥是公路、铁路两用桥,建成于1932年，跨径503米。3座桥均为双铰钢桁拱。具有强度高，刚度大，相对于混凝土桥可减小梁高和自重。上海外白渡桥是一座全钢结构的桥梁 钢筋混凝土桥 混凝土中配置钢筋组合成钢筋混凝土材料来砌筑建筑物是1861年左右开始的，1875年，法国的一位园艺师蒙耶(18281906年)建成了世界上第一座钢筋混凝土桥。不仅用于居民行走，甚至还可以行船运输，它位于易北河-哈弗尔河和米特兰尔运河之间。这座1公里长的桥中

5、桥是于2003年开通投入使用的。共用了6年时间进行建造，花费了5亿欧元。德国巨大的马格德堡水桥德国巨大的马格德堡水桥 2005年5月竣工，这座19英里长的大桥是目前世界上最长的跨海大桥之一，跨越东海，从上海至小洋山岛深水港。是世界上最长的拱形桥，大桥全长3900米，于2003年投入使用，之前最长的拱形桥是美国西弗吉尼亚州新河峡大桥。中国上海市的卢浦大桥 重庆菜园坝长江大桥重庆菜园坝长江大桥钢箱拱梁跨距420米，为世界第一长；是世界第一座公路轻轨两用城市大桥；也是世界第一座采用缆索吊机安装的大桥。5 5、按受力方式分、按受力方式分 梁桥梁桥梁为主要受力构件梁为主要受力构件 拱桥拱桥弧形拱圈或拱肋

6、承重，受压为主弧形拱圈或拱肋承重，受压为主 刚架桥刚架桥梁和柱刚性连接组成的结构梁和柱刚性连接组成的结构 桁架桥桁架桥杆件与杆件之间铰接接头，每根杆件均为二力杆件与杆件之间铰接接头，每根杆件均为二力杆杆 斜拉桥斜拉桥由主梁、塔柱和拉索组成由主梁、塔柱和拉索组成 悬索桥悬索桥又称吊桥，由悬挂于塔架上的缆绳承力又称吊桥，由悬挂于塔架上的缆绳承力 1、梁桥 以受弯为主的主梁作为承重构件的桥梁。以受弯为主的主梁作为承重构件的桥梁。梁桥是我国古代最普遍、最早出现的桥梁，古时称作平桥。梁桥是我国古代最普遍、最早出现的桥梁，古时称作平桥。按照主梁的静力体系，分为按照主梁的静力体系，分为简支梁桥简支梁桥、连续

7、梁桥连续梁桥和和悬臂梁桥悬臂梁桥。飞云江桥：1988年建成，国内第一大简支梁桥。六库怒江桥：1991年建成，国内第二大预应力混凝土连续梁桥 2 2、拱桥、拱桥 指的是在竖直平面内以指的是在竖直平面内以拱拱作为上部作为上部结构结构主要承重构件的主要承重构件的桥梁桥梁。中国中国的拱桥始建于的拱桥始建于东汉中后期东汉中后期，已有，已有一千八百余年一千八百余年的历史。的历史。拱桥，造型优美，曲线圆润，富有动态感。拱桥，造型优美，曲线圆润，富有动态感。是世界上最长的拱形桥，大桥全长3900米，于2003年投入使用，之前最长的拱形桥是美国西弗吉尼亚州新河峡大桥。中国上海市的卢浦大桥 巫山长江大桥 3 3、

8、刚架桥、刚架桥 上部结构上部结构和和下部结构下部结构连成整体的框架结构。连成整体的框架结构。梁和柱是刚性连接组成的结构。梁和柱是刚性连接组成的结构。重庆长江大桥：1980年建成，为预应力混凝土T形刚架桥，为国内同类公路桥梁之最 4、桁架桥桁架桥 指的是以指的是以桁架桁架作为上部结构主要承重构件的桥梁。作为上部结构主要承重构件的桥梁。桁架结构可以形成桁架结构可以形成梁式、拱式桥梁式、拱式桥，也可以作为缆索支撑体系桥梁，也可以作为缆索支撑体系桥梁中的主梁中的主梁(或加劲梁或加劲梁)。桁架桥梁绝大多数采用钢材修建，亦有采用预。桁架桥梁绝大多数采用钢材修建，亦有采用预应力混凝土修建的例子。应力混凝土修

9、建的例子。重庆朝天门大桥位于长江与嘉陵江交会处的朝天门前,此桥长1741米，主桥为190米+552米+190米，三跨连续中承式钢桁系杆拱桥。双层设计，上层双向6车道，下层双向轻轨和两个预留车道。其552米主跨，同类桥型跨径世界第一的记录，也是世界桥梁界的新奇迹。重庆朝天门大桥 澳大利亚悉尼港湾大桥 5、斜拉桥斜拉桥 又称又称斜张桥斜张桥，是将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁，是将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁，是由承压的塔，受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系。是由承压的塔，受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系。斜拉桥由斜拉桥由索塔、主梁、斜拉索索塔、主梁、斜拉索组成

10、。组成。世界十大斜拉桥No.1 苏通大桥1088米，中国，2008年No.2 香港昂船洲大桥1018米，中国，在建No.3 多多罗桥（Tatara）890米，日本，1999年No.4 诺曼底大桥（Pont de Normandie）856米，法国，1995年No.5 南京长江三桥648米，中国，2005年 No.6 南京长江二桥628米，中国，2001年No.7 白沙洲长江大桥618米，中国，2001年No.8 青州闽江大桥605米，中国，2001年No.9 杨浦大桥602米，中国，1993年No.10 徐浦大桥590米，中国，1997 年 苏通大桥：世界最长斜拉桥和最高桥塔 香港昂船洲大桥香

11、港昂船洲大桥全长一千零一十八米,桥双塔高约二百九十八米 独塔双跨的纵向支承独塔双跨的纵向支承双塔三跨的纵向支承 湛江海湾大桥 南浦大桥（1991）该桥全长8346米，主桥长846米，主桥采用双塔双索面钢与混凝土结合梁斜拉桥，主跨跨径423米 6、悬索桥 悬索桥(吊桥)（suspensionbridge）指的是以通过索塔悬挂并锚固于两岸(或桥两端)的缆索(或钢链)作为上部结构主要承重构件的桥梁。其缆索几何形状由力的平衡条件决定，一般接近抛物线。从缆索垂下许多吊杆，把桥面吊住 明石海峡大桥 长江江阴公路大桥：长江江阴公路大桥：跨度中国第一世界第四的悬索桥 鹅公岩大桥 鹅公岩大桥 虎门大桥虎门大桥

12、1、净跨径（0）净跨径是设计洪水位线或通航水位线上相邻两墩、台之间的水平距离。2、总跨径（0）总跨径也称桥梁孔径，是各孔净跨径的总和，他反映了桥梁的排泄洪水的能力 3、桥梁全长（L）桥梁全长也称桥长，是桥梁两桥台侧墙或八字尾端间的距离；当无桥台时，桥梁全长为桥面系行车道的长度。4、桥梁高度（H1）桥梁高度也称桥高，是桥面至枯水位的距离。5、桥下净空高度（H）桥下净空高度是设计洪水位或通航水位至桥跨结构最下缘的距离。桥下净空高度值不得小于因排洪所需要的，以及对该河流通航所规定的净空高度。6、建筑高度（h）建筑高度是桥面（或轨顶）对桥跨结构最低边缘的差值。二、桥梁的组成桥梁结构由上部结构和下部结构

13、组成。桥梁结构由上部结构和下部结构组成。上部结构：上部结构：1 1、桥跨结构（跨越障碍物的主要承力部分）、桥跨结构（跨越障碍物的主要承力部分）2 2、附属设施、附属设施下部结构：下部结构：1 1、桥墩、桥墩 2 2、桥台、桥台 3 3、支座、支座 4 4、基础、基础 三、桥梁工程的内容1、桥渡设计：选桥址、定桥位；决定桥孔；确定桥面标高，基础埋深；设计导流建筑物。2、方案必选3、桥跨结构设计4、桥梁施工5、检定与维护 2024/4/17桥梁施工 （a）梁式桥（b）拱式桥（d）吊桥几种桥梁类型及受力形式（c）刚架桥 桥梁工程施工的内容：基础施工：明挖基础；桩基础、沉井基础；管柱基础；墩台施工：石

14、砌、现浇、预制拼装；上部构造施工：支架法、架梁法、顶推法、悬臂法、转体法、刚性骨架法。一、基础与墩台施工（一）基础1、明挖基础 旱地基坑应避免超挖，做好放坡或护壁、排降水；水中开挖需设置围堰（土、草袋、钢板桩、钢管桩、双壁钢围堰、钢筋混凝土套箱）。2、管柱基础管柱：由分节预制的钢管或钢筋混凝土管、预应力混凝土管连接构成。管柱下沉方法：振动，振动配合管内除土、吸泥、射水、射风等。管柱内混凝土浇筑：水下浇筑；封底抽水后浇筑。基础及桥墩施工现场 2.钢管桩围堰1.钢板桩围堰4.矩形双壁钢围堰（下放第一节）3.筒状形双壁钢围堰A常用围堰种类 B管柱基础构造及施工实例围堰承台桥墩钢筋 1.双壁钢围堰安装

15、4.围堰内排水2.管柱施工3.围堰封底混凝土浇筑 5.切割管柱钢管6.剔凿桩头混凝土7.清底及调整钢筋 9.浇筑承台混凝土8.扎承台及桥墩钢筋10.承台及桥墩施工完，待拆移围堰 （二）混凝土墩台施工1、模板：拼装式、固定式、滑（爬）升模板。2、钢筋：随时绑扎，注意保护层厚度。3、混凝土施工要点：（1）大体积混凝土可分块浇筑，每块面积50m2、高度2m，上下错开，做成企口。（2）控制水化热：低水化热水泥；填放25（3）防止分层离析。常用桥墩模板的种类：拼装式模板 整体式模板 拼装整体式模板 爬升模板 整体吊装式模板拼装式钢模板圆形桥墩整体模板构造：二、桥梁上部结构施工（一）钢筋混凝土简支梁桥的施

16、工1.现浇法设计位置支架模板、制作安装钢筋、浇筑混凝土；中断交通。落地支架：钢管支架，排架支模不落地支架：逐孔支设，移动梁 大直径钢管及型钢落地支架 碗扣式满堂落地支架 不落地桁架支模 不落地桁架支模 2.装配法预制、运输、架设。（1）陆地架设架梁方法：自行式吊车；门式吊车；摆动排架；移动支架。（2）浮吊架设浮吊船架梁；固定式悬臂浮吊架梁（3）高空架设法特点：不阻塞航道，不受水深影响方法：联合架桥机；闸门式架桥机；缆索架设 自行式吊车架梁 门式吊车架梁 门式吊车架梁 架桥机吊装闸门式单梁架桥机架梁架桥机前移 联合双梁架桥机架梁 双梁架桥机架梁 架桥机架梁 浮吊船架梁 浮吊船架梁 缆索吊装钢拱桥

17、 缆索吊装钢拱桥 （二）悬臂施工法在墩柱两侧对称平衡地分段浇筑或安装箱梁，并张拉预应力钢筋。逐渐向墩柱两侧对称延伸。1、特点与适用范围（1）特点：跨间不需搭设支架；设备、工序简单；多孔结构可同时施工，工期短；能提高桥梁的跨越能力（上面的预应力筋）；施工费用低。（2）用于：建造预应力混凝土悬臂梁桥、连续梁桥、斜拉桥、拱桥。斜拉桥悬臂施工悬臂现浇悬臂安装 现浇梁桥，多跨同时施工悬臂现浇梁挂篮构造 2、施工方法（1）悬臂浇筑法利用悬吊式活动脚手架（挂篮），在墩柱两侧对称平衡的浇筑梁段（25m）混凝土,待每对梁段混凝土达到规定强度后，张拉预应力筋并锚固，然后向前移动挂篮，重复进行下一梁段施工。a）挂篮

18、联结，保持平衡b）挂篮分离，压重平衡 1）主要设备挂篮（可沿轨道行走的活动脚手架）2）工艺流程挂篮前移就位安装箱梁底模安装底板及肋板钢筋浇筑底板混凝土安装肋、顶模板及肋内预应力管道安装顶板钢筋及顶板预应力管道浇筑肋顶板混凝土养护、拆模穿筋、张拉孔道压浆。3）设备安装步骤 液压油缸主轨安装移动机构下拉油缸推进油缸主千斤顶 前后工作车液压油缸主轨安装挂蓝 安装挂蓝主框架前后工作车液压油缸主轨 前后工作车主轨液压油缸安装挂篮主框架前后框架底框架横臂内模 安装模板内模底框架横臂前后框架主框架前后工作车液压油缸主轨内模外模底模 端模内模外模底模安装模板及工作平台工作平台内模底框架横臂前后框架主框架前后工

19、作车液压油缸主轨 悬臂法现浇施工的运输 悬臂现浇的设备 挂篮与模板构造 4）施工要点 一般采用快凝水泥配制的C4060混凝土，3036h可达30Mpa；每梁段施工周期710d；注意防止底板开裂：底板与肋板、顶板同时浇筑；使用活动模板梁预加变形。（2）悬臂拼装法：在工厂或桥位附近分段预制，运至架设地点后，用吊机起吊，在墩柱两侧对称拼装，并张拉预应力筋。重复进行下一梁段施工。施工要点：1）块件制作：块件长度取决于运输、吊装设备能力（一般1.46m,最好3560t）；尺寸准确、接缝密贴，预留孔道对接顺畅(可间隔浇筑)块件预制（间隔法）2）运输与拼装1运输：场内运输（龙门吊、平车）装船（吊机）浮运2吊

20、装：陆地：自行式吊车门式吊 水中：A.桥上吊机：a.轨道式伸臂吊机；b.拼拆式活动吊机；c.缆索起重机。B.浮吊（水流平稳时）吊装设备 节段预制1.吊放钢筋及预制翼板2.浇筑混凝土4.移位存放3.拆模 悬臂预制拼装5.存放6.运输7.吊装现场8.吊装 悬臂预制拼装12.接缝浇筑9.最后节段吊装11.安装接缝模板10.接缝及模板 斜拉桥钢箱梁块吊装 3 混凝土梁拼接缝形式：湿接缝胶接缝干接缝半干接缝 3）穿束张拉特点：较多集中于顶板部位；两侧长度对称于桥墩。穿束方式：明槽设置：穿锚于锯齿板；暗管穿束：60m以下推送，长者卷扬机牵引.张拉原则：对称于箱梁中轴线，两端同时张拉；先张拉肋束（先边肋后中

21、肋），后板束（中至边）；箱梁分批对称张拉 （3）非T形刚构桥的临时固结措施1）楔形垫块法零号块件下部浇楔形垫块支座，上部锚拉预应力筋。零号块件与桥墩的临时固结构造1预埋临时锚固用预应力筋支座支座工字钢工字钢 2）支架固结法3）立柱和预应力筋锚固法4）三角形撑架法 （三）逐孔施工法采用一套施工设备或一、二孔施工支架逐孔施工，周期性循环直至完成。优点：施工单一标准化、工作周期化、工程费用低。施工方法：临时支撑组拼预制节段法移动支架现浇法移动模架现浇法（移动悬吊模架；支撑式活动模架）整孔吊装或分段吊装法 使用落地式移动支架逐孔现浇 使用梁式移动支架逐孔现浇 移动悬吊模架的构造 移动悬吊模架的剖面构造

22、 上行式移动悬吊模架（造桥机）上行式MSS(造桥机)的主要组成部分FRONT&REARNOSESTENSIONBARSFORMWORKTRANSVERSETRUSSMAINGIRDERLAUNCHINGWAGONPIERSUPPORT 上行式MSS施工顺序浇筑混凝土，进行养护。张拉完成后用前后墩顶支撑处主千斤顶降下主梁及横梁。上行式MSS施工顺序浇筑混凝土，进行养护。张拉完成后用前后墩顶支撑处主千斤顶降下主梁及横梁。此时，主梁坐落在工作车上。将高强螺纹筋同模板分开。上行式MSS施工顺序浇筑混凝土，进行养护。张拉完成后用前后墩顶支撑处主千斤顶降下主梁及横梁。此时，主梁坐落在工作车上。将高强螺纹筋

23、同模板分开。模板降下，MSS处于推进位置。上行式MSS施工顺序浇筑混凝土，进行养护。张拉完成后用前后墩顶支撑处主千斤顶降下主梁及横梁。此时，主梁坐落在工作车上。将高强螺纹筋同模板分开。模板降下，MSS处于推进位置。上行式MSS施工顺序主梁向前推进到下一孔位置。注意：第一孔通常为最大跨径的80%.“0,8 x L”“L”“L”上行式MSS标准施工程序 上行式MSS施工程序 上行式MSS施工程序 上行式MSS施工程序“0,2 x L”模板安装就位调整吊杆，将MSS调整到浇注混凝土位置但此时主梁后方不再使用墩顶支撑支撑。安装并使用吊架的2台主千斤顶将主梁提升就位。“0,2 x L”上行式MSS施工程

24、序MSS提升就位 上行式MSS施工程序MSS提升就位 Utrechtboog,荷兰最大跨度:桥宽:上部结构重量:MSS重量:施工周期:2 x 50 m10 m330 kN/m1620 t每2孔12 14 d 浇筑混凝土 脱模 推进 支撑式（下行式）活动模架的构造 下行式MSS施工程序支架推进工作车 下行式MSS施工程序支架推进工作车主梁 下行式MSS施工程序支架推进工作车主梁横梁吊架 下行式MSS施工程序支架推进工作车主梁横梁吊架外模 下行式MSS施工程序支架推进工作车主梁横梁吊架外模内模 下行式MSS施工程序支架推进工作车主梁横梁吊架外模内模 下行式MSS施工程序支架推进工作车主梁横梁吊架外

25、模内模 下行式MSS施工程序支架推进工作车主梁横梁吊架外模内模 下行式MSS施工程序支架推进工作车主梁横梁吊架外模内模 下行式MSS施工程序支架推进工作车主梁横梁吊架外模内模 下行式MSS施工程序支架推进工作车主梁横梁吊架外模内模 甬台温木周岭特大桥移动模架施工 移动模架法施工实例最大跨度:桥梁宽度:上部结构重量:MSS重量:施工周期:40 m14 m300-350 kN/m625 t8-12 d/跨 （四）顶推法施工在桥台后面的引道上或刚性好的临时支架上，预制箱形梁段（1030m）23个，施加施工所需预应力后向前顶推，接长一段再顶推，直到最终位置。再调整预应力，将滑道支承移置成永久支座。1、

26、施工方法：单向顶推、双向顶推单点顶推、多点顶推（1）单向单点顶推：顶推设备设在一岸桥台处;前端安装钢导梁(0.60.7跨径，减少悬臂负弯矩)单向单点顶推法适用于：跨度4060m多跨连续梁桥（跨度大时，中间设临时支墩）。正在顶推施工的德国内卡桥 桥梁节段制作顶推千斤顶桥墩上的滑道 设置导梁及临时支架 （2）按每联多点顶推：墩顶上均设顶推装置;前后端均安装导梁。按每联多点顶推法适用于：特别长的多联多跨桥梁。（3）两岸双向顶推：双向顶推法适用于：中跨大、且不设临时支墩的连续梁桥 2安装在桥墩上竖顶落下后水平拉进2、顶推设备（1）千斤顶1）推头式：1安装在桥台上竖向顶起后水平推进 2）拉杆式：布置在墩

27、（台）顶部、主梁外侧，拉杆与箱梁腹板上的锚固器连接，拉动、回油、逐节拆卸拉杆。特点：施工速度快（不需竖顶反复顶梁和落梁）拉杆式顶推装置用穿心式千斤顶的拉杆顶推装置 顶推设备推拉千斤顶竖向千斤顶不锈钢滑道 （2）滑道 由设置在墩顶混凝土滑台、不锈钢板、滑板（氯丁橡胶、聚四氟乙烯）组成。摩擦系数0.020.05。滑道构造有竖顶的滑道连续滑移的滑道 3、顶推工艺制梁顶推调整、张拉、锚固部分预应力筋灌浆封端安装永久性支座。4、特点无需大量脚手架；可不中断交通；占用场地小，易于保证质量、工期、安全；设备简单。5、适用范围跨度不大的、等高连续梁桥。钢箱梁、支架与导轨浙江江东大桥顶推实例(2008年)槽钢导

28、轨与滚轮 导轨与滑块大型千斤顶和钢绞线牵引索牵引索顶推到位 （五）转体法施工在河流两岸，利用地形或简便支架预制半桥，分别将两个半桥转体合拢成桥。1、特点：减少支架、减少高空作业，施工安全、质量可靠，可不断航施工。2、适用于：单孔或三孔桥梁。3、施工方法：1)竖向转体施工法2)平面转体施工法：有平衡重法；无平衡重法。竖向转体法1重庆珍珠大桥（2007年）竖向转体法2西班牙Alcontar桥节段拼装竖向转体法 水平转体法 2008年9月4日上午，石家庄市环城公路跨石太铁路转体斜拉桥正在进行“完美转体”。转体重量16500t、转体角度75点74度，两项指标均居世界同类桥梁之 北盘江铁路桥转体法 拼装场地 开始转体 滑板环道转动体系的一般构造 聚四氟乙烯滑板环道的构造（a）环形滑道的构造（b）轴心构造 球面铰轨道滚轮转动体系的一般构造铰盖 无平衡重转体施工拱桥无平衡重转体一般构造181THANKS