本书根据近年来的新规范和桥梁工程的新进展对第1版教材内容进行了更新,并根据教学实践,按构造、施工、设计的顺序对第2篇的内容进行了较大调整。本书分总论、混凝土梁式桥与刚构桥、混凝土拱桥、斜拉桥与悬索桥、桥梁墩台5篇,重点介绍钢筋混凝土和预应力混凝土梁式桥、刚构桥及混凝土拱桥等常用中小型桥梁的上部结构及其墩台的构造原理、设计计算方法和施工技术,简要介绍了斜拉桥和悬索桥等大跨径桥梁的构造、计算和施工要点。
本书可作为高等院校宽口径土木工程、交通工程及道路桥梁与渡河工程专业学生的专业课教材,也可作为从事桥梁工程设计、管理和施工的工程技术人员的参考书。
“桥梁工程”是土木工程专业的一门重要专业课。本书是根据土木工程专业指导委员会制定的土木工程专业本科培养目标、培养方案,以及土木工程专业教材编审委员会审定的《桥梁工程》编写大纲编写的,可作为普通高等学校土木工程专业学生的专业课教材。
本书在编写过程中注重培养学生掌握基本理论和实际操作的能力。本课程的先修课程包括“结构力学”“混凝土结构设计原理”“桥涵水文”“基础工程”等专业基础课。在此基础上,学生通过本课程的学习,掌握桥梁工程的专业技能,了解桥梁工程规划、设计、计算的基本知识,掌握常用中、小型桥梁的构造原理及设计计算方法,熟悉有关的桥梁施工技术,初步了解大跨度桥梁的设计和计算理论,具备解决较复杂桥梁问题的能力。
本书在编写过程中,紧密结合了我国修订的JTG D60—2004《公路桥涵设计通用规范》、JTG D62—2004《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》、JTG D61—2005《公路圬工桥涵设计规范》、JTG D63—2007《公路桥涵地基与基础设计规范》、JTJ 041—2000《公路桥涵施工技术规范》、JT/T 4—2004《公路桥梁板式橡胶支座》及JT 391—1999《公路桥梁盆式橡胶支座》等规范,充分反映了近年来国内外桥梁工程的进展。为了使学生加深对桥梁知识的理解,每章后面都附有相应的思考题和习题。
本书分五篇,共21章。第1篇为总论,其中第1章主要介绍桥梁的组成和分类以及国内外桥梁建设发展的成就与桥梁工程发展的趋势。第2章主要介绍桥梁设计与建设的程序以及桥梁设计的一般原则,对桥梁方案比选的方法和步骤做了简单介绍。第3章介绍了设计中需要考虑的桥梁作用类型及其计算和取值的方法。第4章介绍桥面铺装、防水与排水设施、桥梁伸缩缝及人行道、栏杆等桥面附属设施的类型和构造。
第2篇为混凝土梁式桥,该篇是全书的主体部分,包括8章内容。第5、6章主要介绍钢筋混凝土和预应力混凝土简支梁(板)桥的构造特点和设计原则。第7章混凝土简支梁桥的计算是本书的重点之一,主要介绍桥面板的计算、荷载横向分布的计算、主梁和横隔梁内力的计算,以及挠度和预拱度的计算。第8章主要介绍悬臂和连续体系梁桥的构造特点,并对其设计计算理论进行适当的介绍,也是本课程学习的重点。关于超静定预应力混凝土桥梁由预应力、混凝土徐变收缩、温度以及基础沉降等引起的次内力计算,是本章学习的难点。第9章介绍梁式桥常用支座的构造和布置原则,特别是对当前公路桥梁中常用的板式橡胶支座的构造和设计方法进行了重点介绍。考虑到随着高速公路和城市立交的发展,斜、弯桥的建设越来越多,第10章对混凝土斜、弯桥的构造和受力特点进行了简单的介绍。刚架桥作为一类特殊的桥型,有其自身的特点,第11章对此进行了简单介绍。第12章分别针对混凝土简支梁桥和悬臂与连续体系梁桥介绍了相应的施工技术,包括整体施工法、逐孔施工法、悬臂施工法、顶推施工法等。
第3篇为拱桥。第13章主要介绍拱桥的基本特点及其适用范围,拱桥的组成及主要类型。第14章为拱桥的总体规划与布置,主要介绍拱桥的设计标高、拱轴线型及拱圈截面变化等。第15章拱桥的构造,分别介绍了普通和整体上承式拱桥、中、下承式拱桥等各类拱桥的构造和设计要求。第16章拱桥的计算是本书的又一个难点和重点,主要以悬链线拱为例,介绍了上承式拱桥的拱圈内力计算原理和方法,并简要介绍了其他类型拱桥的计算原理。考虑到计算机的广泛采用,对计算机计算方法也做了适当的介绍。后,对拱桥施工技术做了专门的介绍。
第4篇为斜拉桥和悬索桥。由于斜拉桥和悬索桥近年来在我国得到了迅速的发展,让学生适当掌握关于斜拉桥和悬索桥的构造组成特点、设计计算理论及施工方法十分必要。所以本书将斜拉桥和悬索桥单独列为一篇,从以上三方面对这两种大跨度桥梁做相应的介绍。
第5篇为桥梁墩台。重点介绍了梁式桥和拱式桥重力式墩台及轻型墩台的构造特点,以及常用墩台的设计计算方法。
本书由青岛理工大学姜福香任主编,青岛理工大学王玉田、山东交通学院彭霞任副主编。编写分工如下:第1~4章,第9~11章,第18、19章及附录由姜福香编写;第5、6、12、17、20章由王玉田编写;第7章由烟台大学吕玉匣编写;第8章由姜福香和山东建筑大学亓兴军共同编写;第13~15章及第21章由彭霞编写;第16章由山东交通学院王行耐编写。全书由姜福香统稿。北京交通大学雷俊卿教授审阅了书稿,提出了许多建设性的意见和建议,在此表示衷心的感谢。青岛理工大学研究生马宗志、赵磊、李福如、周飞、刘晓南、张维、辛雷等在文字校对和插图绘制方面做了大量的工作,在此一并表示衷心的感谢。
本书配有电子课件(由姜福香、王玉田制作),有需要者请登录www.cmpedu.com下载。
由于编者水平有限,书中的不妥之处敬请读者批评指正。
编者
第2版前言
第1版前言
第1篇总论
第1章概述2
1.1桥梁工程的地位和作用2
1.2桥梁的基本组成与分类3
1.3国内外桥梁建设的成就与发展趋势10
思考题25
第2章桥梁的总体规划与设计26
2.1桥梁设计与建设程序26
2.2桥梁设计的一般原则28
2.3桥梁设计方案比选34
思考题37
第3章桥梁的作用38
3.1永久作用39
3.2可变作用40
3.3偶然作用48
3.4地震作用49
3.5作用代表值及作用组合49
思考题53
第4章桥面布置与构造54
4.1桥面组成与布置54
4.2桥面铺装54
4.3桥面防水与排水设施56
4.4桥梁伸缩缝与无缝桥梁59
4.5人行道、栏杆(护栏)与灯柱64
思考题67第2篇混凝土梁式桥与刚构桥
第1章梁式桥概述69
第2章简支梁(板)桥的构造与
设计71
2.1简支板桥71
2.2装配式钢筋混凝土简支梁桥77
2.3装配式预应力混凝土简支梁桥85
2.4组合梁桥94
思考题96
第3章悬臂和连续体系梁桥的构造与
设计97
3.1悬臂和连续体系梁桥的一般特点97
3.2悬臂和连续体系梁桥的立面设计98
3.3悬臂和连续体系梁桥的横断面设计102
3.4主梁预应力筋的布置104
3.5其他构造与设计107
3.6悬臂梁桥与连续梁桥实例109
思考题111
第4章混凝土梁式桥施工技术112
4.1支架和模板112
4.2钢筋混凝土简支梁桥施工115
4.3悬臂体系和连续体系梁桥施工128
思考题138
第5章简支梁(板)桥的计算139
5.1概述139
5.2荷载横向分布计算139
5.3主梁内力计算166
5.4桥面板的计算172
5.5横隔梁内力计算182
5.6挠度与预拱度计算186
思考题189
第6章悬臂与连续体系梁桥的计算190
6.1结构恒荷载内力计算190
6.2结构活荷载内力计算194
6.3超静定结构次内力计算199
6.4内力组合及包络图210
6.5牛腿的计算要点210
思考题211
第7章刚构桥的构造与设计212
7.1概述212
7.2刚构桥的分类及力学特点212
7.3刚构桥的构造与设计215
7.4预应力混凝土连续刚构桥实例219
思考题220
第8章梁式桥的支座221
8.1支座的功能与布置原则221
8.2支座的类型和构造223
8.3支座的设计计算与选用231
8.4板式橡胶支座设计计算示例236
思考题238
第9章混凝土斜板(梁)桥、弯梁桥的构造与设计239
9.1斜板(梁)桥239
9.2弯梁桥247
思考题253第3篇混凝土拱桥
第1章概述255
1.1拱桥的基本特点255
1.2拱桥的组成和分类256
思考题262
第2章拱桥的总体规划与布置263
2.1确定拱桥的设计标高和矢跨比263
2.2拱轴线形的选择264
2.3拱圈截面的变化规律266
2.4不等跨连续拱桥的处理268
思考题269
第3章拱桥的构造与设计270
3.1普通上承式拱桥270
3.2整体上承式拱桥285
3.3中、下承式钢筋混凝土拱桥290
3.4拱式组合体系桥295
思考题300
第4章拱桥施工技术301
4.1有支架施工法301
4.2无支架施工法305
4.3其他施工方法313
思考题314
第5章拱桥的计算315
5.1悬链线拱轴方程及其几何性质315
5.2悬链线拱的内力计算323
5.3拱圈强度及稳定性验算335
5.4圆弧拱内力计算340
5.5其他类型拱桥计算要点342
思考题347第4篇斜拉桥与悬索桥第1章斜拉桥349
1.1概述349
1.2斜拉桥的总体布置与构造350
1.3斜拉桥的结构体系与分类361
1.4斜拉桥的计算要点364
1.5斜拉桥施工技术368
1.6斜拉桥工程实例372
思考题374
第2章悬索桥375
2.1概述375
2.2悬索桥的基本类型376
2.3悬索桥的总体布置377
2.4悬索桥的构造379
2.5悬索桥计算理论简介384
2.6悬索桥施工技术389
2.7悬索桥工程实例391
思考题395第5篇桥 梁 墩 台
第1章桥梁墩台的构造与设计397
1.1概述397
1.2桥墩的类型与构造399
1.3桥台的类型与构造408
思考题416
第2章桥梁墩台的计算417
2.1桥墩的计算417
2.2桥台的计算433
思考题436
附录铰接板荷载横向分布影响线竖坐标表438
参考文献449