桥梁工程（第二版）

第1章总论1

1.1桥梁基本组成和类型1

1.1.1桥梁的定义与组成1

1.1.2桥梁的分类2

1.2桥梁结构体系及其特点5

1.3桥梁发展概述9

1.3.1桥梁建设成就9

1.3.2我国桥梁发展概况9

1.3.3国外桥梁发展概况20

1.3.4桥梁工程展望22

1.4桥梁总体规划设计24

1.4.1桥梁设计基本原则24

1.4.2桥梁设计内容26

1.4.3桥梁设计程序26

1.4.4桥梁设计基本资料28

1.4.5桥梁净空29

1.4.6桥梁纵、横断面设计和平面布置35

1.4.7桥梁设计方案比选37

思考题41

第2章桥面布置及构造42

2.1铁路桥面布置及构造42

2.1.1桥面构造42

2.1.2铁路桥梁伸缩装置44

2.1.3防排水系统45

2.1.4人行道46

2.1.5其他桥面设施47

2.2公路桥面布置及构造48

2.2.1公路桥面铺装48

2.2.2桥面防水和排水49

2.2.3公路桥梁伸缩装置50

2.2.4人行道、栏杆与护栏53

2.2.5桥面照明56

2.2.6其他桥面设施56

思考题56

第3章设计作用（荷载）58

3.1作用分类和代表值58

3.2永久作用61

3.3可变作用62

3.3.1列车荷载62

3.3.2汽车荷载64

3.3.3冲击力67

3.3.4人群荷载69

3.3.5制动力和列车牵引力70

3.3.6温度作用70

3.3.7风荷载72

3.3.8其他可变作用73

3.4偶然作用78

3.4.1船舶撞击作用78

3.4.2漂流物撞击作用79

3.4.3汽车撞击作用79

3.4.4列车脱轨荷载80

3.4.5长钢轨作用81

3.5地震作用81

3.6作用效应组合81

3.6.1设计状态和安全等级82

3.6.2公路桥梁作用效应组合83

3.6.3铁路桥梁极限状态法作用效应组合86

3.6.4铁路桥梁容许应力法荷载组合88

3.6.5公铁两用桥作用效应组合89

思考题89

第4章混凝土简支梁桥90

4.1概述90

4.2铁路混凝土简支梁构造91

4.2.1标准设计简介91

4.2.2钢筋混凝土梁构造特点92

4.2.3后张法预应力混凝土梁构造特点93

4.2.4先张法预应力混凝土简支梁104

4.3铁路混凝土简支梁设计与计算107

4.3.1结构尺寸拟定107

4.3.2桥面板（道砟槽板）的计算108

4.3.3主梁内力计算及组合109

4.3.4预应力钢束布置及设计109

4.3.5主梁截面检算112

4.3.6主梁变形检算114

4.3.7锚下应力分析及配筋116

4.3.8铁路曲线桥的布置116

4.4公路混凝土简支梁构造120

4.4.1标准设计简介120

4.4.2板梁120

4.4.3装配式后张法预应力简支肋（箱）梁123

4.4.4先张法预应力混凝土简支梁简介129

4.5公路混凝土简支梁设计与计算129

4.5.1桥面板计算129

4.5.2横向分布系数计算135

4.5.3主梁内力计算与设计151

4.5.4横隔梁内力计算155

4.5.5挠度及预拱度计算156

4.6其他形式预应力混凝土简支梁158

4.6.1部分预应力混凝土简支梁158

4.6.2预应力混凝土铁路槽形梁159

4.6.3双预应力混凝土简支梁160

4.6.4横向分块式预应力混凝土简支梁161

4.6.5预弯预应力混凝土简支梁163

4.6.6体外预应力体系164

4.7混凝土简支梁制造及架设166

4.7.1后张法预应力混凝土梁的制造166

4.7.2先张法预应力混凝土梁的制造167

4.7.3就地浇筑法169

4.7.4预制吊装法170

思考题172

第5章混凝土连续体系梁桥173

5.1概述173

5.1.1结构类型173

5.1.2一般特点174

5.2混凝土连续体系梁构造176

5.2.1梁部结构176

5.2.2预应力筋构造180

5.2.3合龙段构造183

5.3混凝土连续体系梁桥设计184

5.3.1总体布置184

5.3.2结构尺寸拟定194

5.4结构内力与配筋计算196

5.4.1概述196

5.4.2主梁自重内力计算197

5.4.3预加力作用下内力计算202

5.4.4混凝土徐变次内力计算211

5.4.5温度内力、应力计算221

5.4.6预应力配筋估算224

5.4.7箱形横向框架分析计算226

5.5箱梁分析227

5.5.1受力特征227

5.5.2箱梁分析方法229

5.5.3箱梁分析的荷载增大系数法231

5.5.4箱梁剪力滞效应232

5.5.5横向倾覆稳定性234

5.6混凝土连续体系梁桥施工234

5.6.1悬臂浇筑法234

5.6.2悬臂拼装法240

5.6.3顶推法243

5.6.4转体施工法250

5.6.5移动模架逐孔施工法254

5.7混凝土刚架桥简介258

5.7.1概述258

5.7.2门形刚架259

5.7.3斜腿刚架260

5.7.4T形刚构262

思考题264

第6章斜弯梁桥266

6.1斜交梁桥266

6.1.1斜交梁桥类型与构造266

6.1.2 斜交梁桥设计与计算268

6.2弯梁桥272

6.2.1弯梁桥类型与构造272

6.2.2弯梁桥设计与计算272

6.2.3弯梁预应力筋设计与布置278

思考题281

第7章地道桥282

7.1概述282

7.2构造特点及主要尺寸284

7.3地道桥顶进法施工285

7.3.1顶进方法285

7.3.2顶进设备288

7.3.3线路加固290

7.3.4施工测量与控制290

7.4地道桥计算特点290

7.4.1计算荷载290

7.4.2正交框架计算291

7.4.3斜交框架计算292

思考题293

第8章拱桥294

8.1概述294

8.1.1拱桥主要特点294

8.1.2拱桥组成及主要类型295

8.2拱桥构造298

8.2.1主拱构造298

8.2.2拱上建筑构造302

8.2.3中、下承式拱构造特点304

8.2.4上承式桁架拱构造特点309

8.2.5其他细部构造309

8.3拱桥设计与计算312

8.3.1拱桥总体布置312

8.3.2拱轴线型与方程314

8.3.3主拱截面及其变化规律320

8.3.4拱桥内力分析计算模型321

8.3.5拱桥计算方法322

8.3.6主拱稳定性计算330

8.4钢管混凝土拱桥构造与计算特点333

8.4.1构造特点333

8.4.2计算特点336

8.5组合式拱桥构造与计算特点338

8.5.1基本形式338

8.5.2构造特点339

8.5.3基本力学特征340

8.6拱桥墩台构造与计算特点342

8.6.1拱桥桥墩342

8.6.2拱桥桥台344

8.6.3上承式拱桥墩台受力特点345

8.7拱桥施工347

8.7.1支架施工347

8.7.2缆索吊装施工351

8.7.3悬臂法施工351

8.7.4转体施工353

8.7.5劲性骨架法354

思考题355

第9章斜拉桥356

9.1概述356

9.2斜拉桥总体设计358

9.2.1孔跨布置358

9.2.2斜拉索布置361

9.2.3索塔布置362

9.2.4主梁及高跨比364

9.2.5斜拉桥结构体系364

9.2.6其他类型斜拉桥366

9.3斜拉桥构造368

9.3.1主梁368

9.3.2索塔373

9.3.3斜拉索375

9.4斜拉桥计算383

9.4.1斜拉桥计算中的非线性384

9.4.2活载内力计算386

9.4.3恒载内力计算387

9.4.4温度和徐变次内力计算390

9.4.5斜拉索初始张拉力确定391

9.5斜拉桥施工392

9.5.1索塔施工392

9.5.2主梁施工393

9.5.3斜拉索施工396

9.5.4施工监控简介397

思考题399

第10章悬索桥400

10.1概述400

10.1.1悬索桥组成400

10.1.2悬索桥受力特点401

10.2悬索桥总体设计401

10.2.1结构体系401

10.2.2总体布置403

10.2.3主缆和吊索截面积估算405

10.3悬索桥构造406

10.3.1主缆406

10.3.2加劲梁407

10.3.3主塔409

10.3.4吊索及索夹410

10.3.5锚碇412

10.3.6鞍座413

10.4悬索桥计算特点414

10.4.1悬索桥的几何非线性概念及体现414

10.4.2计算理论简介415

10.4.3主缆线形分析417

10.4.4主缆找形分析419

10.5悬索桥施工420

10.5.1主缆架设420

10.5.2加劲梁架设422

10.5.3自锚式悬索桥架设方法422

思考题424

第11章桥梁支座425

11.1概述425

11.1.1支座作用425

11.1.2支座分类425

11.1.3支座布置425

11.2板式橡胶支座427

11.2.1普通板式橡胶支座构造427

11.2.2滑板橡胶支座429

11.2.3板式橡胶支座设计与计算429

11.3盆式支座431

11.3.1盆式支座构造431

11.3.2盆式支座设计与计算433

11.4钢支座434

11.5球型支座436

11.5.1球型支座构造436

11.5.2球形支座设计与计算437

11.6其他桥梁支座438

11.6.1拉压支座438

11.6.2抗震支座438

思考题439

第12章桥梁墩台440

12.1桥墩类型及适用条件440

12.1.1重力式实体桥墩440

12.1.2空心桥墩442

12.1.3柱式桥墩444

12.1.4轻型桥墩445

12.1.5拼装式桥墩445

12.2桥墩构造与尺寸拟定447

12.2.1重力式实体桥墩447

12.2.2空心桥墩451

12.2.3柱式桥墩452

12.2.4轻型桥墩454

12.2.5拼装式桥墩457

12.3桥墩计算458

12.3.1计算作用458

12.3.2实体桥墩计算459

12.3.3柔性墩计算463

12.3.4柱式桥墩计算470

12.3.5空心墩计算471

12.3.6抗震计算473

12.4桥台类型及适用条件475

12.4.1重力式桥台476

12.4.2轻型桥台478

12.4.3台后搭板482

12.5桥台构造与尺寸拟定482

12.5.1重力式桥台482

12.5.2轻型桥台483

12.6桥台计算特点485

12.6.1作用及其组合485

12.6.2桥台计算内容489

12.7铁路桥墩计算示例490

12.7.1基本资料490

12.7.2荷载计算490

12.7.3各工况荷载汇总497

12.7.4双线双孔重载主力 横向附加力工况检算499

思考题502

第13章涵洞及其他过水建筑物503

13.1涵洞组成与构造503

13.1.1涵洞组成503

13.1.2常用涵洞构造504

13.2涵洞设计与计算507

13.2.1涵洞布置507

13.2.2涵洞设计荷载 510

13.2.3涵洞结构计算511

13.3陡坡涵洞及其他过水建筑物512

13.3.1涵洞进出口处理及陡坡涵洞布置512

13.3.2倒虹吸管与渡槽513

思考题514

第14章桥梁结构建模与分析515

14.1杆系有限元简介515

14.1.1概述515

14.1.2总体坐标系和单元坐标系516

14.1.3平面梁单元的单元刚度矩阵516

14.1.4总体坐标系中的单元刚度矩阵517

14.1.5总体刚度矩阵集成519

14.1.6荷载列阵520

14.1.7平衡方程求解与杆件单元内力计算522

14.2桥梁分析建模522

14.2.1结构离散522

14.2.2桥梁构件单元类型的选择523

14.2.3定义截面特性和材料特性523

14.2.4施工阶段与计算阶段划分524

14.2.5支座与约束处理525

14.2.6构件连接处理526

14.2.7荷载施加与组合528

14.2.8常用桥型建模方法528

14.2.9结果正确性检验方法529

14.3计算实例530

14.3.1工程概述531

14.3.2有限元模型533

14.3.3作用及组合533

14.3.4计算结果534

思考题535

第15章桥梁结构专题简介536

15.1列车—桥梁系统振动536

15.1.1概述536

15.1.2列车—桥梁系统振动分析理论简介537

15.1.3列车—桥梁系统振动分析实例542

15.2桥梁抗震544

15.2.1概述544

15.2.2地震灾害和桥梁震害546

15.2.3桥梁抗震计算理论548

15.2.4桥梁抗震设计与减震技术550

15.3桥梁抗风551

15.3.1桥梁风致病害552

15.3.2风对桥梁结构的作用553

15.3.3桥梁抗风设计与风洞试验556

15.3.4桥梁抗风措施与风致振动控制556

15.4稳定与极限承载力分析558

15.4.1概述558

15.4.2非线性与极限承载力分析560

15.4.3非线性方程求解561

15.4.4极限承载力有限元数值分析562

思考题564

参考文献565

附录主要专业名词汉英对照567

盛兴旺，1985年长沙铁道学院铁道工程专业本科毕业，1988年5月桥隧道专业硕士毕业后留校任教至今，2000年中南大学桥隧工程专业获博士学位。主要从事桥梁结构行为及设计理论研究。主持了近10多项纵向和30多项横向项目，主持设计了40多座桥梁，获省部级科技奖2项次；发表论文80余篇，编制教材2部，主讲《桥梁工程》等7门课程，指导研究生80余名。 乔建东，主要从事桥梁结构行为及设计理论研究。主持了多项纵向、横向项目，主持设计多座桥梁；发表论文多篇，编制教材2部，主讲《桥梁工程》等7门课程。 杨孟刚，主要从事桥梁结构行为及设计理论研究。主持了近多项纵向和横向项目，主持设计了多座桥梁；发表论文多篇，编制教材2部，主讲《桥梁工程》等7门课程。 方淑君,从事大跨复杂桥梁空间分析设计理论与极限承载力、新型桥梁结构受力行为与关键技术研究、既有结构性能评价与试验方法及修复技术等研究。在中国铁道学报、中南大学学报、桥梁建设等期刊上，发表科研论文30余篇。参与的“湘潭湘江三桥主孔斜拉桥关键技术研究”，获得2002年湖南省科技进步一等奖；参与的“城市桥梁复杂结构空间分析设计方法研究与应用” 获得2007年广东省科技进步三等奖。承担了桥梁工程、结构设计原理等课程的教学任务，获得多项奖励和教学优秀质量奖，发表教学论文多篇。,主讲《桥梁工程》等7门课程。 宋旭明，主要从事桥梁结构行为及设计理论研究。主持了近多项纵向和横向项目，主持设计了多座桥梁；发表论文多篇，编制教材2部，主讲《桥梁工程》等课程。2100433B

本书共设十五章，包括总论、桥面布置及构造、设计作用（荷载）、混凝土简支梁桥、混凝土连续体系梁桥、斜弯梁桥、地道桥、拱桥、斜拉桥、悬索桥、桥梁支座、桥梁墩台、涵洞及其他过水建筑物、桥梁结构建模与分析、桥梁结构专题简介等内容。选材以常用的铁路、公路桥梁设计、计算和施工所需基本知识和基本理论为主，注重介绍国内外桥梁现代技术，铁路桥梁与公路桥梁内容并重。

本书既可作为高等院校桥梁专业（方向）教材，也可供桥梁专业研究生和桥梁工程技术人员参考使用。

《桥梁工程设计计算方法及应用第二版》一书系统地介绍了钢筋混凝土和预应力混凝土梁桥设计计算方法，包括桥梁总体规划、截面设计、内力计算及结构设计与计算，将桥梁分析理论、力学计算、结构设计有机地融于一体。书中算例均为作者设计的实际工程，帮助读者加深对理论知识的理解和提高运用现行公路桥涵规范进行设计的能力。

《高速铁路桥梁工程施工技术（第二版）》为国家骨干高等职业院校建设成果交通土建类专业系列教材。

《高速铁路桥梁工程施工技术（第二版）》共11个单元，包括绪论、桥梁施工的准备工作、桥梁基础施工、桥梁墩台施工、支座施工、预应力混凝土简支梁桥施工、预应力混凝土连续梁、连续刚构桥施工、其他类型桥梁施工、桥梁附属设施施工、涵洞施工、桥梁养护与维修。

《高速铁路桥梁工程施工技术（第二版）》结合现行《高速铁路桥涵工程施工技术规程》等相关内容，选用了成熟的施工技术，内容上力求与时俱进。

《高速铁路桥梁工程施工技术（第二版）》可供高等职业院校高速铁路工程技术、铁道工程技术、道路桥梁工程技术等专业学生学习使用，亦可作为施工现场工程管理人员、施工技术人员的工具书。

考评原则

知识与能力兼顾，侧重考查能力。桥梁工程是一门专业课，学生需要在两大方面学有所成，一是需要了解桥梁工程中具体结构的构造知识，二是需要利用前续基础课、专业基础课的知识去分析解决桥梁工程中的具体问题。前一方面的考评主要是利用知识型考题，后一方面的考评主要是利用能力型考题。另外，课堂出勤、学习态度等也是考评的依据。

考核形式

采取课堂表现、平时作业、期末考试相结合的综合考核方法。其中各部分所占比例为：课堂表现10%，平时作业20%，期末成绩70%。

考评标准

课堂表现的评价以学生的出勤、教师的课堂提问为依据。要求对每个学生在授课期提问不少于5次，课堂点名不少于3次，教师将学生的表现记录在案，并在学期末给出课堂表现的综合成绩。

平时作业评判实行优、良、中、及格、不及格五级计分制。每章交一次作业，每次作业在教师指定题目的基础上，鼓励学生多做题目。每次作业的成绩需记录在案。

期末考试采用闭卷考试，考试的知识点以教学大纲规定为依据。各章节所占分数基本与学时成比例。考卷试题近三年不得重复。考卷试题的参考答案由教师共同讨论确定。考卷的评判由所有任课教师集体评判，每个教师负责评判一定的题目，进行流水作业。

附：作业安排内容要求

（注：表格内容参考资料）