內 容 簡 介本教材是為適應橋梁工程專業的教學需要而編寫的。全書共分12章，闡述了橋梁的組成與分類、拱橋施工、裝配式公路鋼橋的特點與應用，同時介紹了混凝土懸臂體系與連續體系梁橋的計算、斜拉橋的計算、橋梁結構的數值分析、橋梁結構的幾何非線性計算、T形梁橋結構分析、橋梁下部維護加固、橋梁抗震及抗震加固、橋梁安全檢測等內容。本教材在編寫過程中注重培養學生掌握基本理論和實際操作能力。通過學習，力求使學生深入掌握橋梁工程的專業技能，了解橋梁工程規劃、設計、計算的基本知識，掌握常用中、小型橋梁的構造原理及設計計算方法，熟悉有關的橋梁施工技術，具備解決較復雜橋梁問題的能力。本教材內容翔實、語言簡練、思路清晰，適合作為高等院校土木工程專業教學用書，也可供從事橋梁設計、科研、施工及管理的人員學習參考。前 言
橋梁工程指橋梁勘測、設計、施工、養護和檢定等工作過程，以及研究這一過程的科學和工程技術，它是土木工程的一個分支。橋梁工程學的發展主要取決于交通運輸對它的需要。隨著科技的發展、新材料的開發和應用，橋梁工程施工開始向以大跨、新型、輕質和美觀為特點的方向發展。橋梁工程在生產發展與各類科學技術進步的綜合影響下，會不斷地向前發展。
本教材在內容的安排上以基礎知識為綱，以實踐內容為目，使使用者能夠掌握橋梁工程的基礎知識同時還能應對復雜的橋梁工程。
全書內容共分為12章，具體如下。
第 1章介紹了橋梁的基本情況，對橋梁的發展歷史及橋梁工程做了概要說明。
第2章介紹了橋梁的組成部分與類型。
第3章和第4章分別對拱橋施工、裝配式公路鋼橋進行了介紹。
第5～9章對混凝土懸臂體系和連續體系梁橋、斜拉橋、橋梁結構的數值分析方法、橋梁結構幾何非線性計算理論、T形梁橋整體剛度靜力和模態分析等進行了分析介紹。
第10～12章對橋梁下部結構的維修加固、橋梁抗震及抗震加固、橋梁檢查與檢測等與橋梁安全相關的問題進行了闡述。
本教材緊密結合工程實際，圖文并茂，在每章后都附有思考與練習，并希望在教材使用中有相當的實習課時與之相配合。
本書可作為土木工程專業用教材，也可作為從事橋梁工程設計、管理和施工的工程技術人員的自學參考書。
本書由河北聯合大學王宇亮、馬立杰老師編著，其中第2、4、5、7～10章由王宇亮老師編寫，第1、3、6、11、12章由馬立杰老師編寫。參與本書整理及校對工作的還有吳濤、闞連合、張航、李偉、封超、劉博、王秀華、薛貴軍等，在此一并表示感謝。
由于編者水平所限，加上時間倉促，書中難免存在不妥及疏漏之處，敬請廣大讀者批評指正。
編 者目 錄
第1章 橋梁工程總論 1
1.1 橋梁的地位及發展狀況 2
1.1.1 橋梁的作用 3
1.1.2 古代橋梁 6
1.1.3 近現代橋梁 8
1.2 橋梁規劃 9
1.2.1 橋梁設計原則 9
1.2.2 橋梁斷面 10
1.2.3 橋梁的設計方案 10
1.3 橋梁設計荷載 11
本章小結 11
思考與練習 11
第2章 橋梁的組成與分類 13
2.1 橋梁的組成部分及作用 14
2.1.1 橋梁的組成 14
2.1.2 橋梁結構的專業術語 23
2.2 橋梁的類型 24
2.2.1 基本體系 24
2.2.2 其他橋梁分類 27
本章小結 28
思考與練習 29
第3章 拱橋施工 31
3.1 有支架施工 32
3.1.1 拱架的結構 32
3.1.2 拱架、拱圈的施工放樣 33
3.1.3 拱架的卸落和拆除 34
3.2 纜索吊裝施工 36
3.2.1 纜索吊裝設備 36
3.2.2 拱肋預制 37
3.2.3 吊裝方法和加載程序 38
本章小結 39
思考與練習 39
第4章 裝配式公路鋼橋 41
4.1 概述 42
4.2 裝配式公路鋼橋的構成 44
4.2.1 裝配式公路鋼橋的主梁 45
4.2.2 裝配式公路鋼橋的連接系 46
4.2.3 裝配式公路鋼橋的橋礎 47
4.2.4 裝配式公路鋼橋的橋面系 48
4.2.5 裝配式公路鋼橋的架設工具 49
4.3 裝配式公路鋼橋的常用資料 51
4.4 架設準備作業 53
4.4.1 架設作業編組與分工 53
4.4.2 架橋點的技術要求 54
4.4.3 橋頭作業場的標定與平整 54
4.5 橋梁架設作業 55
4.5.1 裝配式公路鋼橋桁架的
設置方法 55
4.5.2 桁架的拼裝 56
4.5.3 橋面系與橋跨的設置 58
4.5.4 橋跨落座與進、出口的構筑 59
本章小結 59
思考與練習 60
第5章 懸臂體系及梁橋計算 61
5.1 恒載內力 62
5.1.1 恒載內力計算概述 63
5.1.2 頂推法 63
5.2 梁橋活載內力 68
5.2.1 等代簡支梁法簡介 68
5.2.2 非簡支體系梁橋 77
5.3 預應力混凝土簡支梁 78
5.3.1 預應力混凝土梁等效荷載 79
5.3.2 等效荷載法的應用 81
5.3.3 吻合束 83
本章小結 84
思考與練習 84
第6章 斜拉橋的計算 85
6.1 斜拉橋的拉索計算 87
6.1.1 等效彈性模量 87
6.1.2 斜拉索兩端傾角修正 88
6.2 索力的修正 88
6.2.1 斜拉橋合理成橋狀態的確定 89
6.2.2 拉索初張力及各梁段標高的確定 91
6.3 溫度效應和徐變次內力計算 93
6.4 幾何非線性效應 93
6.5 風對橋梁的作用 95
6.5.1 靜風荷載 95
6.5.2 結構動力特性分析 99
6.5.3 顫振穩定性驗算 101
6.6 鋼箱梁的穩定性計算 105
6.6.1 加勁板 105
6.6.2 加勁肋的規定 107
本章小結 109
思考與練習 109
第7章 橋梁結構的數值分析 111
7.1 橋梁結構分析概述 112
7.2 結構簡化及數值模擬 113
7.2.1 結構建模與離散 113
7.2.2 確定結構構件的材料和截面屬性 114
7.2.3 正確描述結構系統的邊界條件 115
7.2.4 施工荷載與靜風荷載 115
7.3 梁式橋的結構分析方法 116
7.3.1 恒載內力計算 117
7.3.2 連續剛構橋的附加荷載 117
7.3.3 活載內力 118
7.3.4 不同的荷載組合 119
7.3.5 預應力鋼束的布置 120
7.3.6 對結構進行驗算 121
7.3.7 算例 122
7.4 拱橋的結構分析 126
7.4.1 設計計算流程 127
7.4.2 合理拱軸線與恒載內力的確定 127
7.4.3 算例 129
7.5 斜拉橋的設計計算 131
7.5.1 計算流程 131
7.5.2 確定合理成橋狀態 132
7.5.3 恒載內力與活載內力 133
7.5.4 附加內力與內力組合 134
7.5.5 斜拉橋的恒載變形 134
7.5.6 算例 134
7.6 懸索橋的結構 138
7.6.1 主要構件的尺寸 139
7.6.2 懸索橋恒載構型 139
7.6.3 懸索橋內力與變形計算 142
本章小結 143
思考與練習 143
第8章 橋梁結構的幾何非線性計算 145
8.1 幾何非線性分析理論概述 146
8.2 大跨度橋梁幾何非線性有限元方法 148
8.2.1 總體拉格朗日列式法 148
8.2.2 拉格朗日列式法 149
8.2.3 T.L列式與U.L列式的比較 150
8.3 常用單元的切線剛度矩陣 150
8.3.1 平面桁架單元 150
8.3.2 平面柔索單元的切線剛度矩陣 153
8.3.3 平面梁單元的切線剛度矩陣 157
8.3.4 算例 157
8.4 橋梁結構幾何非線性分析特殊問題的討論 159
8.4.1 穩定函數與幾何剛度矩陣 159
8.4.2 彎矩對軸向剛度的影響 161
8.4.3 活載的幾何非線性分析 162
8.4.4 計算非線性活載最不利響應 162
8.4.5 幾何非線性調值計算 162
8.5 非線性方程組的求解 164
8.5.1 常用的求解方法 165
8.5.2 Newton-Raphson法 166
8.5.3 收斂準則 167
本章小結 168
思考與練習 168
第9章 T形梁橋結構分析 171
9.1 T形梁橋概述 172
9.2 不同橫向連接整體剛度的靜力分析 173
9.2.1 建立模型 174
9.2.2 不同橫向連接的計算結果 178
9.2.3 各種連接方式的比較與評價 186
9.3 不同橫向連接整體剛度的模態分析 192
9.3.1 不同橫向連接的自振特性 192
9.3.2 不同橫向連接的評價 194
本章小結 195
思考與練習 195
第10章 橋梁下部維修加固 197
10.1 橋梁墩臺、基礎的維護 198
10.1.1 橋梁墩臺養護 198
10.1.2 墩臺、基礎的維修 199
10.2 橋梁墩臺水下部分的維護 202
10.2.1 加寬墩臺基礎 202
10.2.2 墩臺基礎的加高 203
本章小結 205
思考與練習 205
第11章 橋梁抗震及抗震加固 207
11.1 地震概述 208
11.2 抗震設防標準 210
11.2.1 設計烈度 210
11.2.2 橋梁墩臺基礎中的可液化土 212
11.3 地震對橋梁的危害 212
11.4 橋梁震害基本規律 213
11.5 梁式橋的震害 214
11.5.1 剛性地基上梁式橋的震害 214
11.5.2 非剛性地基上梁式橋的震害 216
11.6 拱橋的震害 217
11.6.1 剛性地基上拱橋的震害 217
11.6.2 非剛性地基上拱橋的震害 218
11.7 橋梁抗震加固 219
本章小結 222
思考與練習 222
第12章 橋梁安全檢測 223
12.1 橋梁安全檢查 224
12.1.1 常規檢查 224
12.1.2 定期檢查 225
12.1.3 特殊檢查 230
12.2 橋梁常見裂縫檢查 231
12.2.1 梁式橋裂縫的類型 231
12.2.2 其他梁式橋裂縫 233
12.2.3 拱橋主拱圈的常見裂縫 234
12.2.4 混凝土裂縫檢查方法 235
12.3 舊橋混凝土現場檢測 237
12.3.1 鉆芯取樣法檢驗混凝土強度 237
12.3.2 回彈法 239
12.3.3 超聲法和超聲-回彈綜合法 244
12.3.4 用超聲法檢測混凝土缺陷 247
本章小結 253
思考與練習 254
參考文獻 255
