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工程認(rèn)知實(shí)結(jié)報(bào)告
橋梁工程認(rèn)知實(shí)習(xí)報(bào)告
橋梁工程認(rèn)知實(shí)習(xí)是此次實(shí)習(xí)周的第三個項(xiàng)目，實(shí)習(xí)時間從2015年09月03號至2015年09月04號。期間我們參觀了圭塘河·瀏陽河大橋、洪山廟大橋、三汊磯大橋和銀盆嶺大橋，每一座橋都有自己獨(dú)特的特點(diǎn)，其各具特色的設(shè)計(jì)和造型真正讓我們見識到了橋梁的千變?nèi)f化。
第一天我們主要參觀了圭塘河·瀏陽河大橋和洪山廟大橋。天公不作美，一上午都在下雨且越下越大，這給我們的行程帶來了很大的不便。冒著雨我們從橋上到橋底全方位的了解了橋的構(gòu)造。 圭塘河·瀏陽河大橋
長沙市人民東路的圭塘河·瀏陽河大橋是長沙首座高跨兩條大河——圭塘河、瀏陽河的大橋，總長為1900米。整條橋由兩部分組成：跨圭塘河大橋與跨瀏陽河大橋，其中圭塘河大橋?yàn)殚L沙首座下承式鋼筋混凝土拱橋，其引橋?yàn)轭A(yù)應(yīng)力三跨連續(xù)箱梁，全橋總長為155米，橋面寬為29米。瀏陽河大橋?yàn)檫B續(xù)鋼構(gòu)橋，全橋總長為281米，橋面寬為29米。
剛一下車我們就馬上來到了圭塘河大橋下，老師和我們講起了有關(guān)橋梁的一些構(gòu)造。橋梁是由橋梁上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)以及橋梁防護(hù)建筑物組成。橋梁上部結(jié)構(gòu)由橋面、主梁和支座三部分組成。橋面是供車輛和行人直接走行的部分。主梁是橋梁主要承重結(jié)構(gòu)，是橋梁上部結(jié)構(gòu)的主體。支座是橋梁上部結(jié)構(gòu)的支承部分。其作用是將上部結(jié)構(gòu)的支承反力（包括豎向力、水平力）傳遞給橋梁墩臺，并保證上部結(jié)構(gòu)在荷載的作用和溫度變化的影響下，具有設(shè)計(jì)要求的靜力條件。支座有活動支座和固定支座兩種，可用鋼、橡膠或一定標(biāo)號的鋼筋混凝土制作。橡膠支座是一種新型支座，具有重量輕、高度低、構(gòu)造簡單、加工制造容易、用鋼量少、成本低廉及安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。按橋面置于上部結(jié)構(gòu)的位置，橋梁上部結(jié)構(gòu)可分為上承式、下承式（穿式或半穿式）和中承式。上承式、下承式和中承式的橋面分別置于上部結(jié)構(gòu)的頂部、底部和中間。按上部結(jié)構(gòu)主梁的結(jié)構(gòu)形式或主要承重構(gòu)件特征，橋梁上部結(jié)構(gòu)可劃分為板式梁、桁梁、拱橋、剛架（構(gòu)）和斜腿剛構(gòu)、斜拉橋、懸索橋等類型。在我們參觀的橋中最大的不同可能是來自板式梁。
板式梁截面形式一般為矩形、I形、T形、□形和箱形，適用于中小跨度的簡支梁及較大跨度的連續(xù)梁。常用的有混凝土板梁、鋼板梁、結(jié)合梁、箱形梁和槽形梁。
1.混凝土板梁。包括普通鋼筋混凝土梁及預(yù)應(yīng)力混凝土梁�？刹捎霉I(yè)化和機(jī)械化施工，砂石骨料一般可就地取材,用鋼量小;維修工作簡單;行車時噪聲小;使用壽命長。對中小跨度的鐵路橋梁，各國都基本上采用預(yù)應(yīng)力混凝土梁。并實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和預(yù)制裝配施工。
2.鋼板梁。其主要承重結(jié)構(gòu)是兩片 I字形截面的板梁。上承板梁的構(gòu)造較簡單，鋼料較省，可以整孔裝運(yùn)，整孔架設(shè)。下承板梁是將橋面布置在兩片梁之間，列車在兩片梁之間通過。一般將橋面擱置在縱梁上，使建筑高度(自軌底至梁底)大為縮小。下承板梁與上承板梁相比，結(jié)構(gòu)復(fù)雜,用料較多,制造和施工都比較費(fèi)工。但由于具有較小的建筑高度，適用于橋下凈空受限制的地區(qū)。
3.結(jié)合梁。用鋼筋混凝土道碴槽板和鋼梁結(jié)合起來共同受力的橋跨結(jié)構(gòu)。適用于曲線或陡坡地段的鋼梁橋。
4.箱形梁。主梁截面為箱形結(jié)構(gòu)。多用于較大跨度的連續(xù)梁橋。箱形梁的優(yōu)點(diǎn)是抗扭剛度大，適用于曲線橋及承受較大偏心荷載的直線橋。箱形梁主要有預(yù)應(yīng)力混凝土箱形連續(xù)梁和鋼箱形梁。預(yù)應(yīng)力混凝土箱形連續(xù)梁由于結(jié)構(gòu)形式簡潔，外形美觀，抗扭性能好，偏載作用下的橫向分布比其他形式的梁好，所以近年來很快得到推廣。這種梁截面高度為適應(yīng)內(nèi)力的變化，通常沿跨度相應(yīng)變化的，但也可采用等高度的。采用變高度梁適合用懸臂法施工，采用等高度梁適合用頂推法施工。鋼箱形梁是隨著高強(qiáng)度鋼和焊接技術(shù)在橋梁上的應(yīng)用以及薄壁結(jié)構(gòu)計(jì)算理論的發(fā)展，于20世紀(jì)50年代以來發(fā)展起來的。鋼箱形梁在一定跨度范圍內(nèi)比其他類型的梁式橋節(jié)省鋼材可達(dá)10％～20％；抗扭剛度和橫向剛度較大；安裝、制造及養(yǎng)護(hù)較簡易，因而采用較多。鋼箱形梁的截面形式有矩形及梯形兩類。箱形梁是閉口的薄壁結(jié)構(gòu)，其應(yīng)力及應(yīng)變按薄壁結(jié)構(gòu)理論計(jì)算。
5.槽形梁。這種梁的形狀與半穿式梁相仿。其最大優(yōu)點(diǎn)是底板薄，建筑高度低，最適用于立交橋，在滿足橋下凈空的要求下可以減少兩端線路路堤的土方量。槽形梁可做成單線橋或雙線橋，有簡支梁，也有4～5孔的連續(xù)梁。兩側(cè)主梁有豎直的，也有斜的；有實(shí)心的，也有空心的。
橋梁的另外一個重要的組成部分為橋梁基礎(chǔ)，橋梁基礎(chǔ)的作用是把橋梁自重以及作用于橋梁上的各種荷載傳至地基的建筑物。它和橋墩、橋臺（見橋梁墩臺）統(tǒng)稱為橋梁下部結(jié)構(gòu)。橋梁基礎(chǔ)是埋于地層內(nèi)的隱蔽建筑物。在設(shè)計(jì)和修建橋梁基礎(chǔ)時，必須進(jìn)行詳細(xì)的現(xiàn)場調(diào)查和必要的鉆探試驗(yàn)，并運(yùn)用土力學(xué)和基礎(chǔ)工程理論,選定基礎(chǔ)類型,確定其承載能力，以防止橋梁在運(yùn)營中發(fā)生病害橋梁基礎(chǔ)按施工方法可分為明挖基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)、管柱基礎(chǔ)和沉井基礎(chǔ)四類。圭塘河大橋?qū)儆跇痘A(chǔ)，樁基礎(chǔ)是以樁體外壁與其周圍土壤的摩擦力或樁尖的承載力來傳力的基礎(chǔ)。這種基礎(chǔ)由承臺和樁群組成。承臺是連接樁群和橋墩的平臺,多用鋼筋混凝土建造。樁群是若干根埋入地基的樁，樁一般可分為預(yù)制樁和就地灌注樁兩種。預(yù)制樁有木樁、鋼樁、鋼筋混凝土樁和預(yù)應(yīng)力混凝土樁。木樁由于木材較缺，已較少采用。鋼樁品種很多，常用的有型鋼、鋼管以及型鋼組合樁。
瀏陽河大橋?yàn)檫B續(xù)鋼構(gòu)橋，鋼結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代建筑工程中較普通的結(jié)構(gòu)形式之一鋼結(jié)構(gòu)體系具有自重輕、工廠化制造、安裝快捷、施工周期短、抗震性能好、投資回收快、環(huán)境污染少等綜合優(yōu)勢，與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，更具有在“高、大、輕”三個方面發(fā)展的獨(dú)特優(yōu)勢。
洪山廟大橋
瀏陽河的洪山廟現(xiàn)在有兩座洪山橋，一座是老的石橋,還有一座就是新建的斜拉索橋。不過百米之間，兩座橋見證了長沙30年的滄桑巨變,也見證了傳統(tǒng)和現(xiàn)代的完美和諧。
長沙市瀏陽河洪山廟大橋南接四方坪立交，北岸即為洪山廟旅游區(qū)，毗鄰機(jī)場高速公路和長沙世界之窗，是長沙市二環(huán)線上的一座特大橋，跨瀏陽河，該橋由南北引橋和主橋組成，主橋結(jié)構(gòu)形式為獨(dú)塔無背索單索面斜拉橋，主跨206米，橋?qū)?3.2米，橋面以上塔高138.8米,塔身傾斜58度，塔基采用擴(kuò)大基礎(chǔ)，基礎(chǔ)平面尺寸為長31米，寬30米，基礎(chǔ)高11米，基礎(chǔ)下設(shè)25根2.0米深5米的抗滑樁。塔身為全預(yù)應(yīng)力混凝土箱型結(jié)構(gòu)，主梁為鋼混疊合結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)部分母材均采用16Mnq。斜拉索采用直徑7mm的高強(qiáng)低松弛鍍鋅鋼絲經(jīng)捆絞制成的成品索。南岸2#——3#墩輔助孔為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土箱型梁，跨徑30.305米。北岸主塔1#墩處異型塊匝道梁體采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土箱型板梁，梁寬10米，高1.25米,單箱三室。 在該橋的設(shè)計(jì)與施工過程中，大膽運(yùn)用了一系列新技術(shù)，包括斜塔主梁平衡施工技術(shù)、梁塔雙控應(yīng)力調(diào)索施工技術(shù)、14米超長鋼混結(jié)構(gòu)大挑梁設(shè)計(jì)與施工、大型六角型鋼箱梁的扭轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)與施工。這些技術(shù)的運(yùn)用，突破了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)與施工組織方案，豐富了國際橋梁建設(shè)理論，填補(bǔ)了我國橋梁建設(shè)史上的空白。
瀏陽河洪山廟大橋是一座獨(dú)塔無背索預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土斜拉橋，其結(jié)構(gòu)新穎，構(gòu)思獨(dú)特，體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)與建筑藝術(shù)的完美統(tǒng)一，在體現(xiàn)建筑藝術(shù)的同時，使大橋的施工技術(shù)變得非常復(fù)雜。它的成功建設(shè)，開創(chuàng)了我國無背索斜塔斜拉橋施工的先河，為后續(xù)同類型橋梁施工提供了有力的借鑒，積累了寶貴的施工經(jīng)驗(yàn)。瀏陽河洪山廟大橋的成功建設(shè)，在理論和實(shí)踐兩個方面，將為我國和世界的橋梁事業(yè)發(fā)展作出新的貢獻(xiàn)。
第二天我們?nèi)サ搅巳獯壌髽蚝拖娼䴓颉y盆嶺大橋。這兩座橋代表了長沙橋梁界的最高難度以及最高榮譽(yù)，在全國乃至世界都有很高的地位，
三汊磯大橋 三汊磯大橋全長1577米，其中主橋長732米，主跨長328米。該橋跨度達(dá)328米的自錨式懸索橋，在同類橋梁中居世界第一。湘江三漢磯大橋地 處長沙市二環(huán)線的北環(huán)線，二環(huán)線路幅寬46米，6車道，設(shè)計(jì)車速為60公里/小時，道路環(huán)繞長沙城，通過互通式立交橋，將縱橫城區(qū)的數(shù)十條城市主干道及107、319、長常高速等連在一起。大橋由主橋、塔柱、懸索吊桿、橋墩、橋面組成，主橋?yàn)殇撓淞骸?/p>
懸索橋是以承受拉力的纜索或鏈索作為主要承重構(gòu)件的橋梁，由懸索、索塔、錨碇、吊桿、橋面系等部分組成。懸索橋的主要承重構(gòu)件是懸索，它主要承受拉力，一般用抗拉強(qiáng)度高的鋼材（鋼絲、鋼絞線、鋼纜等）制作。由于懸索橋可以充分利用材料的強(qiáng)度，并具有用料省、自重輕的特點(diǎn)，因此懸索橋在各種體系橋梁中的跨越能力最大，跨徑可以達(dá)到1000米以上。按照橋面系的剛度大小，懸索橋可分為柔性懸索橋和剛性懸索橋。柔性懸索橋的橋面系一般不設(shè)加勁梁，因而剛度較小，在車輛荷載作用下，橋面將隨懸索形狀的改變而產(chǎn)生S形的變形，對行車不利，但它的構(gòu)造簡單，一般用作臨時性橋梁。剛性懸索橋的橋面用加勁梁加強(qiáng)，剛度較大。加勁梁能同橋梁整體結(jié)構(gòu)承受豎向荷載。除以上形式外，為增強(qiáng)懸索橋剛度，還可采用雙鏈?zhǔn)綉宜鳂蚝托钡鯒U式懸索橋等形式，但構(gòu)造較復(fù)雜。
和拱肋相反，懸索的截面只承受拉力。簡陋的只供人、畜行走用的懸索橋常把橋面直接鋪在懸索上。通行現(xiàn)代交通工具的懸索橋則不行，為了保持橋面具有一定的平直度，是將橋面用吊索掛在懸索上。和拱橋不同的是，作為承重結(jié)構(gòu)的拱肋是剛性的，而作為承重結(jié)構(gòu)的懸索則是柔性的。為了避免在車輛駛過時，橋面隨著懸索一起變形，現(xiàn)代懸索橋一般均設(shè)有剛性梁（又稱加勁梁）。橋面鋪在剛性梁上，剛性梁吊在懸索上�，F(xiàn)代懸索橋的懸索一般均支承在兩個塔柱上。塔頂設(shè)有支承懸索的鞍形支座。承受很大拉力的懸索的端部通過錨碇固定在地基中，個別也有固定在剛性梁的端部者，稱為自錨式懸索橋。
懸索橋有自己的優(yōu)缺點(diǎn)，相對于其它橋梁結(jié)構(gòu)懸索橋可以使用比較少的物質(zhì)來跨越比較長的距離。懸索橋可以造得比較高，容許船在下面通過，在造橋時沒有必要在橋中心建立暫時的橋墩，因此懸索橋可以在比較深的或比較急的水流上建造。另外懸索橋比較靈活，因此它適合大風(fēng)和地震區(qū)的需要，比較穩(wěn)定的橋在這些地區(qū)必須更加堅(jiān)固和沉重。但是懸索橋的堅(jiān)固性不強(qiáng)，在大風(fēng)情況下交通必須暫時被中斷，而且懸索橋不宜作為重型鐵路橋梁，除此之外懸索橋的塔架對地面施加非常大的力，因此假如地面本身比較軟的話，塔架的地基必須非常大和相當(dāng)昂貴。
三汊磯大橋是典型的自錨式懸索橋，自錨式懸索橋有以下的優(yōu)點(diǎn)：
①不需要修建大體積的錨碇，所以特別適用于地質(zhì)條件很差的地區(qū)。
②因受地形限制小，可結(jié)合地形靈活布置，既可做成雙塔三跨的懸索橋，也可做成單塔雙跨的懸索橋。
③對于鋼筋混凝土材料的加勁梁，由于需要承受主纜傳遞的壓力，剛度會提高，節(jié)省了大量預(yù)應(yīng)力構(gòu)造及裝置，同時也克服了鋼在較大軸向力下容易壓屈的缺點(diǎn)。
④采用混凝土材料可克服以往自錨式懸索橋用鋼量大、建造和后期維護(hù)費(fèi)用高的缺點(diǎn)，能取得很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
⑤保留了傳統(tǒng)懸索橋的外形，在中小跨徑橋梁中是很有競爭力的方案。
⑥由于采用鋼筋混凝土材料造價(jià)較低，結(jié)構(gòu)合理，橋梁外形美觀，所以不公局限于在地基很差、錨碇修建軍困難的地區(qū)采用。
自錨式懸索橋也不可避免地有其自身的缺點(diǎn)：
①由于主纜直接錨固在加勁梁上，梁承受了很大的軸向力，為此需加大梁的截面，對于鋼結(jié)構(gòu)的加勁梁則造價(jià)明顯增加，對于混凝土材料的加勁梁則增加了主梁自重，從而使主纜鋼材用量增加，所以采用了這兩種材料跨徑都會受到限制。
②施工步驟受到了限制，必須在加勁梁、橋塔做好之后再吊裝主纜、安裝吊索，因此需要搭建大量臨時支架以安裝加勁梁。所以自錨式懸索橋若跨徑增大，其額外的施工費(fèi)用就會增多。
③錨固區(qū)局部受力復(fù)雜。
④相對地錨式懸索橋而言，由于主纜非線性的影響，使得吊桿張拉時的施工控制更加復(fù)雜。
湘江二橋——銀盆嶺大橋
銀盆嶺大橋距湘江一橋橘子洲大橋約3.5公里 ，為“雙塔單索面預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋”，位于長沙市城北，東起伍家?guī)X，西至銀盆嶺，主橋總長1025米，大橋全長3616米，雙向4車道，共有橋墩159個，總投資1.45億元。北大橋1987年開始興建，1990年12月建成竣工，是319國道上的一座重要樞紐橋梁。據(jù)悉，該橋建成之初還是中國跨度最大的雙塔單索面斜拉橋。
斜拉橋是由梁、斜拉索及索塔三部分組成。其主要特點(diǎn)是利用索塔引出斜拉索懸吊梁跨。這種懸吊作用相當(dāng)于在梁跨下面設(shè)置若干彈性中間支承。這樣可以大大減小梁跨的彎矩，提高梁的跨越能力。組成斜拉橋的剛性梁、斜拉索和索塔有各種不同的形式。它們之間的組合方式亦有多種。斜拉索順橋方向布置，常用的斜拉索形式有輻射形、豎琴形、扇形和星形。索塔的形式應(yīng)根據(jù)拉索布置、主梁跨度以及橋面寬度等因素決定。常用的索塔形式在順橋方向有柱形和A字形剛架兩種。此外,尚有倒V形和倒Y形索塔。
斜拉橋的剛度與穩(wěn)定性大于懸索橋，且不需用沉重的鋼索錨樁。斜纜引到橋面板上的壓力可以利用來施加預(yù)應(yīng)力于混凝土橋面板上。因此，斜拉橋剛度大，抗風(fēng)穩(wěn)定性好。
兩天的實(shí)習(xí)結(jié)束了，雖然我們不能徹底的弄明白橋梁的構(gòu)造和原理，但是我們從中學(xué)到了很多的專業(yè)知識，我們了解到了中國橋梁的發(fā)展歷史，知道了橋梁的一些基本構(gòu)成，知道了例如伸縮縫、貓道等原來從來沒有聽到過的名次，同時知道了它們在橋梁之中所起到的重要作用�？梢哉f一座橋就是無數(shù)個細(xì)小零件的結(jié)合體，任何的小物件的缺失都可能導(dǎo)致橋梁的毀壞。橋是溝通道路的樞紐，在建筑史上是不可缺少的。這次的實(shí)習(xí)讓我知道建造一座橋的艱辛，我真誠的感謝那些橋梁設(shè)計(jì)者與施工者，是他們成就了建筑史上一個又一個的奇跡。除此之外，這次實(shí)習(xí)還使我了解了我們的專業(yè)，在以后的小專業(yè)取向上給了我很好的引導(dǎo)作用，與之前的建筑、隧道工程相比，我覺得橋梁工程更注重美觀、實(shí)用，在精細(xì)程度上更加嚴(yán)謹(jǐn)，在方便人們出行的同時可以給大家?guī)ズ芎玫囊曈X享受。最后這次實(shí)習(xí)中我要感謝領(lǐng)隊(duì)的老師，他們真的讓我感到，下著如此大的雨他們?nèi)匀粓?jiān)持給我們耐心的講解，為我們答疑，他們的精神值得我們每個人學(xué)習(xí)。秉著這樣的精神我們有理由相信未來的橋梁設(shè)計(jì)與制作會在我們這一代人身上發(fā)展得越來越好，謝謝你們的培養(yǎng)！
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