0103 桥梁设计的程序和一般原则
桥梁设计的基本原则
1、桥梁的基本组成部分:桥跨结构、支座系统、桥墩、桥台、基础。
上部结构:桥面系、承重结构、联结部件。
下部结构:桥墩、桥台、基础,上下部之间采用支座联结。
2、桥面构造:行车道铺装、排水防水系统、人行道、缘石、栏杆、护栏、照明灯具、伸缩缝3、桥梁按受力分为:梁式桥、拱式桥、吊桥、钢架桥,按跨径分为:特大桥、大桥、中桥、小桥、涵洞。
单孔跨径大于150m及多孔跨径总和大于1000m的为特大桥4、支座按变形方式分为:固定支座、单向活动支座、多向活动支座5、桥梁永久作用:结构重力、预加力、土的重力、土侧压力、混凝土收缩6、梁式桥按截面形式分为:板桥、矩形桥、T形桥、箱形桥7、简支梁桥的施工方法有哪些:就地现浇法、预制安装法&连续钢架桥施工方法:整体施工法、悬臂施工法、移动模架施工法、顶堆施工法9、桥涵上的作用按照随时间的变化分为:可变作用、永久作用、偶然作用10、桥梁的可变作用包括:汽车荷载、汽车荷载冲击力、离心力、汽车制动力、汽车引起的土侧压力桥梁设计的基本原则:应符合技术先进、安全可靠、适用耐久、经济合理的要求外,还应按照美观和有利环保的原则进行设计,并考虑因地制宜、就地取材、便于施工和养护等因素2、桥梁受到的作用:自重、附加恒载、交通荷载、自然因素3、桥梁设计步骤:标准、桥型、布置、主要尺寸、确定施工方案、配筋、验算、细节设计4、桥面为什么要进行排水和防水?排水和防水的主要措施是什么?积水不利交通,影响耐久性。
措施:纵横坡、泄水管、排水系统、桥面铺装防水功能,防排结合形成桥面防水系统5、伸缩缝的主要功能与要求是什么?作用:为了保证桥跨结构在气温变化、活载作用、混凝土收缩与徐变影响下按静力图式自由地变形。
要求:1)能保证结构温度变化所引起的伸缩变形2)车辆驶过时,应平顺、不打滑、无突跳和过大的噪声与振动3)具有安全排水防水的构造6、箱形截面受力特点:箱形截面具有良好的抗弯和抗扭特性,箱形截面的顶板和底板是结构提供抗弯能力的主要部位,箱梁腹板主要承受结构的弯曲剪应力以及扭转剪应力引起的主拉应力。
2桥梁总体规划与设计程序
桥梁工程的科学依据
1、数学:理论基础、工具 数学:理论基础、 2、力学:理论力学、材料力学、结构力学、结构动力学等 力学:理论力学、材料力学、结构力学、 3、计算机辅助设计技术:通过计算机辅助进行结构分析、绘图 计算机辅助设计技术:通过计算机辅助进行结构分析、 4、工程材料学:石材、木材、钢材、混凝土、复合材料、防腐材料等 工程材料学:石材、木材、钢材、混凝土、复合材料、 5、工程地质学:覆盖土层、上部岩床、地下水以及相关物理探测方法 工程地质学:覆盖土层、上部岩床、 6、岩土力学:岩石、土的力学性能,承载力、变形、稳定性等 岩土力学:岩石、土的力学性能,承载力、变形、 7、水力学:开敞渠道内水流机理和位能动能转变关系;管道内水压力; 水力学:开敞渠道内水流机理和位能动能转变关系;管道内水压力; 水浮力 8、水文学:桥位处建桥前后水的运动规律及对路、桥、周围环境的影 水文学:桥位处建桥前后水的运动规律及对路、 响 9、混凝土结构工程:包括设计、施工和科研,素砼、钢筋及预应力砼 混凝土结构工程:包括设计、施工和科研,素砼、 10、钢结构工程:钢构件加工、拼装、防腐及整体疲劳、稳定等问题 10、钢结构工程:钢构件加工、拼装、防腐及整体疲劳、 11、基础工程:扩大基础、桩基础、沉井基础等 11、基础工程:扩大基础、桩基础、 12、铁道、公路工程:桥路连接、线形协调 12、铁道、公路工程:桥路连接、
§2 桥梁设计的一般原则和程序
本章内容
• • • • 第一节 桥梁设计基本原则 第二节 桥梁断面和平面布置 第三节 桥梁设计与建设程序 第四节 桥梁设计方案的比选
1. 桥梁设计的基本原则
1、桥梁设计基本原则 、 1安全可靠——强度、刚度、稳定和耐久性; 2耐久适用——使用上的要求; 2 —— 3经济合理——全寿命经济分析; 4技术先进——尽可能的新。 5美观——外形优美。 6环境保护和可持续发展。
桥梁设计的程序和一般原则
1-3桥梁设计的程序和一般原则•1-3-1、桥梁总体规划原则、基本设计资料•桥梁总体规划原则、基本设计资料•设计的基本要求•设计资料调查•设计程序桥梁纵、横断面设计、平面布置桥梁方案比选•拟定桥梁方案•编制方案•技术经济、最优方案推荐设计的基本要求•按安全、适用、经济、美观的原则总体规划和设计,并综合考虑其他因素;•1、使用上要求—安全畅通,使用年限、耐久性、保养;•2、经济合理—总造价、材料最少,综合考虑养护、维修、施工期等;•3、结构构造要求—桥梁结构在制造、运输、安装、使用过程具有足够的刚度、强度、稳定性、耐久性;•4、施工工艺—施工设备、安全、技术;•5、美观—桥梁美学,与周围环境协调,尤其城市桥梁,挺拔、宏伟等。
1-3-1、桥梁总体规划原则、基本设计资料(2)•桥梁总体规划原则、基本设计资料设计资料调查选择合理的桥位—国家、地方社会经济发展规划决定•1、桥梁的使用任务—交通量、荷载等级、战备情况•2、勘探桥位附近的地形—地形图;•3、工程地质剖面图—地质分层、力学性能、地质构造;是设计、施工必备资料与依据;•4、水文情况;河床断面、通航水位、历史洪水资料、通航净空、冲刷、淤积情况、河床变迁等;•5、气象资料,年平均温差、年最高温差、桥位处设计风速、台风、雨量情况;•6、施工单位技术水平,施工设备;•7、施工建筑材料1-3-1、桥梁总体规划原则、基本设计资料(3)•桥梁总体规划原则、基本设计资料设计过程1、工程可行性研究(工可)—前期规划、关键技术研究、从经济、技术、社会发展论证可行性;2、初步设计—从不同设计方案中选出推荐方案及最优方案;主要解决总体规划问题,包括桥位选定、桥型、分孔、纵横断面布置、结构的主要尺寸、工程额概算、主要材料用量;初步设计的概算是控制建设项目投资及编制施工预算的依据;3、施工图—对初步设计核定的修建原则、技术方案、技术决定、总投资额进一步细化、具体化的技术文件;必须对桥梁各构件进行详实的分析计算、绘制施工图、编制施工方法、施工材料明细表及预算;4、我国具体情况1-3-2 桥梁纵、横断面设计、平面布置(1)桥梁纵断面设计包括桥梁的总跨径、分孔、桥面标高、路线、路面纵坡、基础埋置深度及采用的方法;1、桥梁总跨径—根据水文资料、河床冲刷、基础形式、、航道安排、造价综合考虑;2、分孔原则是上、下部结构的总造价最经济;综合考虑跨径、孔数、结构体系、战备等因素的影响;三跨连续梁1:0.8,五跨连续梁1:0.9:0.65;3、桥面标高的确定—先满足通航要求(通航净空),有航务部门决定,有设计洪水位决定;支座底面高出设计洪水为25厘米,拱顶底面高出1米;跨线桥具体分析;桥上纵坡不大于4%,城市不大于3%;引桥纵坡不大于5%,变化处均需设竖曲线;1-3-2 桥梁纵、横断面设计、平面布置(2)•桥梁横断面设计. 决定于桥面宽度、结构类型、横截面布置;. 行车道(7、9)+人行道(1+NX0.5)+自行车道(n*1). 人行道、安全带应高出路面至少20~25cm,一般大于30厘米.桥面横坡1.5%~3%,利于排水;. 栏杆、护栏、灯柱位置、过桥管线等•桥梁平面布置. 桥梁线形尽可能与河流、桥下路线垂直,避免斜交;. 受到限制斜交时,斜交角通常不大于15度,通航河流上不大于5度;斜交角较大时应作专门结构分析计算;. 线形与桥头引道衔接平顺,符合规范规定;1-3-3 桥梁美学原则•1.在满足功能要求的前提下,要选用最佳的结构型式——纯正、清爽、稳定。
第2章 桥梁设计一般原则程序及桥梁设计荷载1PPT课件
2.1 桥梁设计原则
与环 境协 调的 桥梁
青
同 组 成 一 幅 美 丽 和 谐 的 山 水 画 。
山 、 绿 水 、 红 花 与 银 .1 桥梁设计原则
与环境协调的桥梁
银
桥
宛 如 蛟 龙 出 海
飞 架 , 与 林 海 相
映
,
7
2.1 桥梁设计原则
与 环 境 协 调 的 桥 梁
3、桥面高程的确定 (1)总前提:保证排洪、通航和桥下行车安全及桥梁自身安全 (2)有关的具体规定:
流水净空—跨河桥 通航净空—跨河桥 车辆净空—跨线桥
15
2.2桥梁平面布置和纵、横断面设计
4、纵坡——纵断面线形
将桥梁纵断面设计成单向或双向坡度,有利于交通、美观,又便于 排水。一般的:
小 桥:
第2章 桥梁设计一般原则、 程序及桥梁设计荷载
1
2.1 桥梁设计原则
总原则——安全、适用、经济、美观、有利于环保
1、安全可靠 结构本身安全储备 人车安全
3、经济合理 造价 养护、对交通的干扰 地质水文好、桥长短
照明、标示
接线合理
防冲刷、撞击
4、技术先进
地震、风振
新结构
2、适用耐久 交通量 变形裂缝
通航河流α≤5o。(桥墩沿主流方向的轴线与最高通航水位时主 流方向的交角)
水流向
行车向
12
2.2桥梁平面布置和纵、横断面设计
二、桥梁纵断面设计 —总跨径、分孔、桥面标高、桥下净空、纵坡、基础埋深 1、桥梁总跨径的确定:
(1)满足水文计算要求 (2)依具体情况调整
13
2.2桥梁平面布置和纵、横断面设计
10
2.1 桥梁设计原则 桥梁对环境的破坏
桥梁设计流程
桥梁设计流程
桥梁设计是一项复杂而又重要的工程,它不仅仅是连接两岸的
交通工具,更是连接两地人民的纽带。
在桥梁设计中,需要考虑到
诸多因素,如地理环境、交通流量、结构稳定等,因此设计流程的
规范性和系统性显得尤为重要。
首先,桥梁设计流程的第一步是项目调研。
项目调研是桥梁设
计的基础,需要对桥梁所在地的地质、水文、气候等情况进行详细
的调查和分析,以便为后续设计工作提供准确的数据支持。
接着,进行桥梁设计的初步方案。
在初步方案设计阶段,需要
根据项目调研的结果,结合设计要求和技术标准,进行初步的桥梁
设计方案的确定,包括桥梁的类型、跨径、荷载等基本参数的确定。
然后,进行桥梁结构设计。
在桥梁结构设计中,需要考虑桥梁
的承载能力、抗震性能、耐久性等方面的要求,同时还需要充分考
虑桥梁的美观性和环保性,确保设计方案的全面性和可行性。
紧接着,进行桥梁施工图设计。
桥梁施工图设计是桥梁设计流
程中的重要环节,需要将桥梁设计方案转化为具体的施工图纸,包
括结构图、平面图、剖面图等,以便为后续的施工工作提供详细的
指导和支持。
最后,进行桥梁施工。
桥梁施工是桥梁设计流程中的最后一步,需要严格按照设计图纸和技术要求进行施工,确保桥梁的质量和安全。
总之,桥梁设计流程是一个系统工程,需要设计人员在每一个
环节都严格把关,确保设计方案的科学性和合理性,以期为人民群
众提供更加安全、便捷的交通工具。
第二章 桥梁设计一般原则和程序
交通繁忙处都不大于3%;
桥上或引道处纵坡发生变更地方均应按规定设置竖 曲线。
2.2.3 桥梁横断面设计 高速公路、一级公路上的桥梁宜设置为上、
下行两座分离的独立桥梁 。
图2-7 公路桥梁建筑限界
行车速度(km/h) 行车道宽度 (m)
80,100,120
2 桥梁设计一般原则和程序
2.1 桥梁设计的原则 2.2 桥梁的平面布置和纵断面、横断面设计 2.3 桥梁设计与建设步骤 2.4 桥梁设计方案的比选
2.1 桥梁设计的原则
(1)安全可靠 (2)适用耐久
(3)经济合理
图2-1 桥梁图片
(4)技术先进
(5)美观
图2-2 桥梁图片
6
( ) 环 境 保 护 和 可 持 续 发 展
3.75
40,60
3.5
30
3.25
单独设置自行车道时,宽Байду номын сангаас不宜小于2m。
人行道为0.75、1、1.5、2.0……,大于1米的 按0.5的倍数增加。
高速公路、一级公路上的桥梁必须设置护栏。
图2-8 桥梁横断面图
图2-3 桥梁图片
2.2 桥梁的平面布置和纵断面、横断面设计
2.2.1 桥梁的平面布置 小桥和涵洞的位置与线型一般应符合路线的总走向,
为满足水文、线路弯道等要求,可设计成斜桥和弯桥。
特大桥及大、中桥桥位的线形一般为直线,尽量选 择在条件好的河段上,桥路综合考虑。
图2-4 桥梁图片
2.2.2 桥梁的纵断面设计
(3)桥面标高的确定 1)流水净空的要求。
计算水位或最高流冰水位加完全高度确定。
2)通航净空的要求。 3)跨线桥桥下净空要求。
第三讲桥梁的设计程序与一般原则-PPT精品文档
桥梁设计的基本原则
安全 实用 经济 美观
桥梁工程设计应满足技术先进、安全可靠、适用耐久、 经济合理的要求:
可行性研究
桥梁标准的制定 调查研究桥上可能通行的交通种类和要求 预测交通量和今后可能发生的增长率确定线路等级 确定容许车速、桥梁纵坡和曲线半径 确定航运标准、航运水位、航运净空、船舶吨位 以及要求的航道数量及位置
桥位选择
可行性研究
桥位选择大方向上应服从桥梁所在线路的走向,大范围内 应符合路网规划的要求;在小范围内,桥位可作适当挪动 以便比较。 线路上的要求:既要降低桥梁的建筑和养护费用,也要 减少因车辆绕道而增加的投资和运输费用。 桥梁上的要求:尽可能把桥位选择在河道顺直、河槽固 定、水流平稳、河面较窄、地质较好、河床冲淤变化较小、 可基本正交跨越的河段,降低造价,保证结构的安全性和 稳定性。对于桥位选择应路桥综合比较确定。 路桥比较后还需对通航条件、地质条件、水文条件和建 桥与周边环境的关系进行比较,需提供2~3个桥位方案 进行方案比选,选择合理桥位
常规桥梁不需技术设计直接进行施工设计,铁 路桥梁的跨径和梁长有统一的规定,采用统一 的尺寸,便于工厂成批生产和运营中更换。 新型、复杂、重要、大型的桥梁结构需进行技 术设计,以发现可能存在的问题,进一步优化 设计。 技术设计内容:对选定的桥梁方案中的各个结 构总体的、细部的技术问题进行进一步研究解 决,包括结构断面、配筋、构造细节处理、材 料清单及工程量等
调查工作
Байду номын сангаас
可行性研究
地形测量:草测(自然条件及周围环境),据 1/10000地形图纸上定线,桥位实测,测跨河距离 加以校正,进行现场调查。(测绘局) 地质勘探:以资料收集为主辅以钻探验证,探明覆 盖层的性质、岩面高低、岩性及构造,有无大的断 层,从地质角度对各桥位进行初步评判(地质勘探) 水文资料:目标:确定建筑高度、跨径、基础埋深, 内容:设计流量,历史最高、最低水位,百年一遇 水位,常水位情况及流速资料(水文局) 外部条件:地材供应情况,运输条件,施工用地的 征用,文物、古迹、建筑物、航空净空、码头、电 缆、光缆、人文
桥梁设计一般原则程序及桥梁设计荷载1
水流向
行车向
2.2桥梁平面布置和纵、横断面设计
二、桥梁纵断面设计 —总跨径、分孔、桥面标高、桥下净空、纵坡、基础埋深 1、桥梁总跨径的确定:
(1)满足水文计算要求 (2)依具体情况调整
2.2桥梁平面布置和纵、横断面设计
2、桥梁分孔
流水净空—跨河桥 通航净空—跨河桥 车辆净空—跨线桥
2.2桥梁平面布置和纵、横断面设计
4、纵坡——纵断面线形
将桥梁纵断面设计成单向或双向坡度,有利于交通、美观,又便于 排水。一般的:
小 桥:
平坡
大中桥梁:
城镇桥上及引道i 3%
2.2桥梁平面布置和纵、横断面设计
三、桥梁横断面设计 ——确定桥面净空、桥跨结构横断面布置
桥面净空:净宽:不包括中、下承式拱、斜、吊等结构物宽度。 净高:应符合公路建筑限界规定
1、桥面净宽: 行车道宽度——公路等级和性质
2.2桥梁平面布置和纵、横断面设计
2、侧向宽度、人行道、安全带、紧急停车带、栏杆、等。 横坡: 行车道——1.5%~3.0%;
人行道——向行车道倾斜1%。
2.3 桥梁设计程序与建设程序
2.1 桥梁设计原则 桥梁对环境的破坏
植被遭受破坏
2.2 桥梁平面布置和纵、横断面设计
一、平面布置——确定路、桥、水流的关系 原则:平顺、车辆平稳通过
(1)高速、一级公路上的大、中桥及所有的小桥—依路线 (2)二、三、四级公路上的大、中桥一般为直线 (3)由经济和施工而言,避免斜交,否则,α≤45o,
(必
进一步具体和深化技术(或初步)设计,进行详细 要 时 )
的结构计算,绘施工详图,施工组织计划、编制施
桥梁工程设计步骤与设计规范
桥梁工程设计步骤与设计规范一、一般规定1、中小桥梁桥跨尽量采用标准跨径,主要有8m、10m、13m、16m和20m,除8m采用钢筋混凝土结构外,其余均采用先张法预应力空心板。
2、桥梁板梁应采用工厂化预制,因接线道路运输条件受限可采用整体现浇梁,但桥跨不宜超过10m,且一般优先考虑采用钢筋混凝土结构。
3、跨河桥跨布置一般采用单跨或者奇数跨,非特殊情况不允许在河道中心处布置基础。
4、桥长布置尽量以不压缩河道为基准,宜长不宜短。
但应注意与桥头交叉道路的衔接。
5、桥梁偏角应以跨越河道方向一致,最大偏角为45°,自然河道不宜采取裁弯改直、局部改线顺接等方案。
若无法满足与水流方向一致,应尽量加大桥跨减少水中桥墩数量。
6、单独改造桥梁不宜设置在曲线上。
曲线上桥梁应采取弯桥直做、平分失距、径向折线布置、帽梁预留T形湿接头、护栏调整曲线等方法进行曲线调整,极限情况下可采用加大桥宽方式,一般不宜采用现浇梁。
7、桥梁下部一般宜采用灌注桩基础。
8、单独改造桥梁桥面铺装应采用混凝土结构,厚度最小不宜小于12cm。
9、桥梁的建筑高度应按规范要求高出洪水位最小50cm控制,桥上纵坡不宜大于4%,引道不宜大于5%;位于城镇混合交通繁忙段均不得大于3%。
10、弱电和自来水管设施可以通过桥梁过河,严禁易燃、易爆、高压等管线设施利用或通过桥梁。
二、不允许出现的重大失误1、桥位坐标、细部构造尺寸、标高错误;2、工程量出现重大错误的(如双幅按单幅计量的、构件量成倍错误的);3、主要构件尺寸前后不一(如总体图与构造图前后不一致的;桩距、桩径、桩长、标高及盖梁尺寸等前后不一致的)。
三、前期应做的工作1、现场调查基础资料:业主需求明确、洪水位、通航情况、老桥情况、河道及道路相关规划、周边环境(有无建筑物:临近房屋建筑、水利设施、过桥管线等)、高压杆线、接线道路是否方便运梁、现场吊装板梁条件是否满足空间要求、老桥若为扩大基础或者附近高压线是否影响打桩等);1桥梁跨径的确定:a对于农村路上中小桥,考虑到运梁条件、吊装条件及水位较高时要慎用20m板梁。
2桥梁总体规划与设计程序
围内,不允许有任何设施及障碍物侵入
的规定最小净空尺寸
桥面宽度
车道宽度
人行道
-公路桥宽需要考虑行车道宽度、路缘带宽度、分隔带
宽度、路肩(或紧急停车带)宽度、非机动车道宽度等。
-铁路桥宽主要依据建筑限界的要求和线数决定。
-弯道上的桥梁,应按线路要求加宽弯道内侧并于外侧
据批准的初步设计,详细设计计算,绘施工图,施工组织设计,工
程预算
据批准的任务书编施工图,工程预算。
特大桥
(必要
时)
大、中
桥
(尽量)
中、小
桥
设计阶段
前
期
工
作
预可行性研
究
项目建议
书
主管省(市)计划部门
审批投资在限额以上时
由国家发展计划委员会
审批
可行性研
究报告
技术设计
工程立
项
设计任
务书
建设单位审批
初步设计
颜色和造型上都达到相得益彰的效果,因而以其优美环境而闻名于世。
与环境协调的桥梁
高耸的桥墩与挺拔的山峰以及斜拉板构成的尖峰与山的形状都
达到了完美的协调
与
环
境
协
调
的
桥
梁
共
同
组
成
一
幅
美
丽
和
谐
的
山
水
画
青
山、
绿
水、
红
花
与
银
白
色
的
肋
拱
桥
与环境协调的桥梁
宛
如
蛟
龙
出
桥梁设计规范要求中的设计标准与准则
桥梁设计规范要求中的设计标准与准则桥梁作为现代交通运输的重要组成部分,其设计与施工需要遵守一系列的标准与准则,以确保桥梁的安全性、稳定性和耐久性。
本文将探讨桥梁设计规范要求中的设计标准与准则,以便使读者对桥梁设计有更全面的了解。
1. 桥梁设计的基本原则在进行桥梁设计时,需要考虑以下几个基本原则:- 安全性:桥梁设计必须具备足够的安全性,能够承受各种荷载和力的作用而不发生破坏或变形。
- 经济性:桥梁的设计应该在满足安全性的前提下,尽量减少材料的使用,降低成本,并保证合理的施工周期。
- 美观性:桥梁的设计不仅仅关乎功能性,也要兼顾美观性,使其成为城市建设的亮点。
2. 荷载标准桥梁设计中的荷载标准是十分重要的一项设计参数,主要包括静态荷载和动态荷载两个方面:- 静态荷载:主要包括桥梁自重、行车荷载、行人荷载等,设计时需要根据不同桥梁类型和使用情况来确定具体数值。
- 动态荷载:主要包括行驶车辆产生的动态效应、风荷载等,需要进行复杂的计算并考虑不同工况下的影响。
3. 结构设计准则桥梁的结构设计需要遵循一系列准则,以确保其结构的稳定性和耐久性:- 桥梁布置:根据实际情况选择合适的桥梁布置形式,包括上部结构和下部结构的布置,以及桥面铺装等。
- 跨径设计:根据桥梁的跨度和荷载要求,确定合适的跨径设计方案,确保结构的均匀受力。
- 断面设计:桥梁的断面设计需要考虑承载能力、抗弯刚度、抗挠度等因素,确保结构的稳定性和安全性。
- 基础设计:桥梁的基础设计直接影响到其稳定性,需要综合考虑地基情况、荷载要求等因素,选择合适的基础形式。
4. 施工工艺标准桥梁设计还需要考虑施工工艺标准,以确保设计方案的实施顺利进行:- 施工序列:根据具体情况确定合理的施工序列,确保各组成部分的顺利施工和连接。
- 施工工艺:根据桥梁的类型和结构特点,选择合适的施工工艺,包括预制、浇筑、拼装等。
- 质量控制:在施工过程中,需要进行严格的质量控制,确保施工过程符合设计要求,保证桥梁的质量。
桥梁设计程序
施工设计
施工设计需依据已批准的技术设计进行 实施单位:设计单位或施工单位
设计内容:结构设计计算,绘制施工图
要求:对断面比宜做大的变动,对细节处理及配 筋允许做适当变动
对断面比宜做大的变动对细节处理及配筋允许做适当变动铁路桥涵标准设计分为标准图通用图及参考图1对统一性强涉及面广重复使用量大全路通用的建筑物编制标准图2对重复使用量大但使用条件有一定局限性地区性的设计编制通用图3有重复使用价值的个别设计图标等编制参考图桥梁设计的基本原则能满足一定的功能还应安全的承受自然界和人类活动所施加的各种荷载在保证安全的前提下尽可能节省人力物力财力具有较高的经济效益这个世界上没有任何两个建筑物是想通的包括桥梁所以其规划设计施工需因时因地而异逐个进行桥梁外形应美观与周围的环境相协调桥梁设计的基本原则安全实用经济美观桥梁工程设计应满足技术先进安全可靠适用耐久经济合理的要求
第二节桥梁的总体设计
一、设计的基本要求和设计资料 二、桥梁设计程序 三、桥梁的纵断面和横断面设计 四、桥型选择的影响因素
桥梁设计的程序
基本程序
编制预可行
前期 性研究报告
基 工作 本
编制工可行 性研究报告
程
初步设计
序
设计 阶段
施工图设计
必要性
立项
可行性(技术、 资金)
技术设计
桥梁设计的程序
基本程序
在保证安全的前提下,尽可能节省人力、物力、财力, 具有较高的经济效益
这个世界上没有任何两个建筑物是想通的(包括桥梁), 所以其规划、设计、施工需因时因地而异,逐个进行
桥梁结构总体设计原则及设计方案
桥墩和基础型式选择
基础埋置深度原则: 墩台基础顶面标高宜根据桥
位情况、施工难易程度、美观与 整体协调综合确定。 桥位情况:
跨河:一般冲刷、局部冲刷 考虑阻水情况
冻胀土层: 冻胀对基础受力的影响 考虑冻胀深度
dmin zd hmax
zd zs zwze zgzfz0
基础埋置深度
冲刷线: 一般冲刷: 桥梁孔径布置后,压缩了河道
桥梁的分孔关系到桥梁的总造价。跨径和孔数不同时,上部结构和墩台的总造 价不同。跨径越大孔径越少,上部结构造价越高,而墩台的造价就越低。
上、下部结构合理布置,将使造桥梁总价最省。
不同桥跨结构型式均有其适用跨径、结 构的力学特性和对地基基础的不同要求。按 照桥位处河床的具体情况和拟定的桥梁结构 跨径进行组合配置,选出适当的桥跨结构, 拟定出结构的主要尺寸。
大、中桥一般应选择2~3个桥位,进行各方面的综合比选,以确定最合理桥位。还应 考虑河流的水流特征、地质条件等以求桥梁的经济合理性、安全性和稳定性 。
桥梁墩台沿水流方向的轴线,应与最高通航水位时的主流方向一致,当斜交不能避免时, 交角不宜大于5o;当斜交角度大于5o时,宜增加通航孔净宽,以利于航行安全。
桥头引道 桥台
设计路面线
地面线
被交道路
通航净空 河道
河道
桥台
被交道路
桥头引道
桥梁的横断面宽度应与所衔接道 路的路幅尽可能保持一致。桥梁横断 面宽度包括:车行道、非机动车道和 人行道(或检修道),并应设置栏杆。 桥上每一机动车道的宽度,一般取 3.75m(车速<40 km / h ,可取3.5 m),小客车专用道取3.5 m ;非机 动车专用道宽度3.0 m;人行道宽度一 般取1.5~3.0m。
桥梁设计的四大原则
桥梁设计的四大原则桥梁设计的四大原则1、刚柔相济合理的桥梁结构体系应该是刚柔相济的。
结构太刚则变形能力差,强大的破坏力瞬间袭来时,需要承受的力很大,容易造成局部受损最后全部毁坏;而太柔的结构虽然可以很好的消减外力,但容易造成变形过大而无法使用甚至全体倾覆。
结构是刚多一点好,还是柔多一点好?刚到什么程度或柔到什么程度才算合适呢?这些问题历来都是专家们争论的焦点,现今的规范给出的也只是一些控制的指标,但无法提供“放之四海皆准”的精确答案。
最后,专家们达成难以准确言传的共识:刚柔相济乃是设计者的追求。
也许都是相通的。
想想看,人应该是刚多一点好还是柔多一点好呢?做人太刚和太柔都不受推崇。
过份刚强者,应变能力差,难以找到共同受力的合作者,即使面对任何突然袭来的恶势力,亦敢于硬顶硬撞而不留变通的余地,这种时候必须有足够的刚度才能立于不败,否则一旦后继乏力,油尽灯枯就会发生脆性破坏,导致伤痕累累、体无完肤的灭顶之灾。
世人处世多以“柔”为本,退一步海阔天空,和为贵。
柔者易于找到共同受力的构件以协同消化和抵抗外力。
但过柔亦为人所不耻。
因为“柔”必然产生变形以适应外力,太柔的结果必然是太大的变形,甚至会导致立足不稳而失去根本。
处世极为圆滑者,八面玲珑,见风使舵,整日上窜下跳,左右逢源,活得游刃有余,这种柔得无形,表面上着实不容易受到伤害,骨子里却难免有“似我非我”的疑问,弄不好会个性丧失、面目全非,可能还免不了要背上奴颜婢膝的骂名。
古人在长期的实践后发现了中庸之道最适合生存。
用现代的话来讲大意是做人最好既有原则性又有灵活性,也就是刚柔相济。
刚是立足之本,必要刚度不能少,如此方能控制变形在可以忍受的范围内,才不会失掉本质的东西;柔为护身之法,血肉之躯刚度毕竟有限,要学会以柔克刚,不断提高消化转换外力的能力,有时候,牺牲一点变形来抵抗突然到来的摧毁力是必要的,也是值得的,但应以不失去自我为度。
“刚与柔,融与合”正是中国儒家思想的精髓!刚柔相济和核心就是平衡,对桥梁结构来说是内力和外力的平衡。
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1-3、设计过程 、
• 1、工程可行性研究(工可) 、工程可行性研究(工可)
【模块编号】MU-01-03 MU-01MU
~前期规划、关键技术研究、从经济、技术、社会发展论证可行性; 前期规划、关键技术研究、从经济、技术、社会发展论证可行性;
• 2、初步设计 、
从不同设计方案中选出推荐方案及最优方案; ~从不同设计方案中选出推荐方案及最优方案;主要解决总体规划问 题,包括桥位选定、桥型、分孔、纵横断面布置、结构的主要尺寸、 包括桥位选定、桥型、分孔、纵横断面布置、结构的主要尺寸、 工程额概算、主要材料用量; 工程额概算、主要材料用量;初步设计的概算是控制建设项目投资及 编制施工预算的依据; 编制施工预算的依据;
• 4、※我国的一些具体情况 、
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桥梁纵、横断面设计、 二、 桥梁纵、横断面设计、平面布置
2-1 桥梁纵断面设计
【模块编号】MU-01-面纵坡、 ◎包括桥梁的总跨径、分 孔、桥面标高、路线、路面纵坡、基础埋置深度 包括桥梁的总跨径、 及采用的方法; 及采用的方法;
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四、桥梁设计方案的比较
【模块编号】MU-01-03 MU-01MU
• 桥梁结构形式的确定依赖于对桥梁技术、经济、 桥梁结构形式的确定依赖于对桥梁技术、经济、 建桥条件等深入细致的综合分析比较; 建桥条件等深入细致的综合分析比较; • 首先根据地形、地质、通航等要求确定分孔,拟 首先根据地形、地质、通航等要求确定分孔, 定设计可能多的桥梁结构图式;(通常2~4个) ;(通常 定设计可能多的桥梁结构图式;(通常 个 • 接着编制各选定桥梁结构形式的技术经济指标, 接着编制各选定桥梁结构形式的技术经济指标, 包括:主要材料用量、总投资、施工期、 包括:主要材料用量、总投资、施工期、运营条 养护费用、 有无困难工程等) 件、养护费用、施工工艺技术要求(有无困难工程等)、 特殊材料等 并拟定桥梁结构的主要构件尺寸; 特殊材料等;并拟定桥梁结构的主要构件尺寸; • 技术经济比较和最优方案;综合比较各种指标, 技术经济比较和最优方案;综合比较各种指标, 本着适用、经济、 本着适用、经济、美观的原则确定最优方案或根 据其他客观情况及特殊要求提出推荐第一方案; 据其他客观情况及特殊要求提出推荐第一方案; • 专家会议讨论评审; 专家会议讨论评审;
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三、桥梁美学原则
【模块编号】MU-01-03 MU-01MU
• 1.在满足功能要求的前提下,要选用最佳的结构型式 .在满足功能要求的前提下,
——纯正、清爽、稳定。质量统一于美,美从属质量。 纯正、清爽、稳定。质量统一于美,美从属质量。 纯正
• 2.美,主要表现在结构选型和谐与良好的比例,并具有秩 . 主要表现在结构选型和谐与良好的比例, 序感和韵律感。过多的重复会导致单调。 序感和韵律感。过多的重复会导致单调。 • 3.重视与环境协调。材料的选择,表面的质感,特别色彩 .重视与环境协调。材料的选择,表面的质感, 的运用起着重要作用。模型检试有助于实感判断, 的运用起着重要作用。模型检试有助于实感判断,审视阴 影效果。 影效果。 • 4.美丽的桥梁应以其个性对人们产生积极的影响。美和伦 .美丽的桥梁应以其个性对人们产生积极的影响。 理本是相通的,美的环境将直接陶冶人们的情操, 理本是相通的,美的环境将直接陶冶人们的情操,大自然 的美,人为环境的美,对人们身心健康是必需的。 的美,人为环境的美,对人们身心健康是必需的。
【模块编号】MU-01-03 MU-01MU
横向布置车队数
1 2 3 4 5 6 7 8
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1-2 桥梁纵、横断面设计、平面布置(2) 桥梁纵、横断面设计、平面布置
• 桥梁横断面设计
. 决定于桥面宽度、结构类型、横截面布置; 决定于桥面宽度、结构类型、横截面布置; · 服从规范;一般组成为: 服从规范;一般组成为:
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【模块编号】MU-01-03 MU-01MU
一、桥梁总体规划的原则、基本设计资料 桥梁总体规划的原则、 1-1 设计的基本要求
——按安全、适用、经济、美观的原则总体规划和设计, 按安全、适用、经济、美观的原则总体规划和设计, 按安全 并综合考虑其他(环境等)因素: 并综合考虑其他(环境等)因素: 1、使用上要求:安全畅通,使用年限、耐久性、保养; 、使用上要求:安全畅通,使用年限、耐久性、保养; 2、经济合理:总造价、材料最少,综合考虑养护、维修、 、经济合理:总造价、材料最少,综合考虑养护、维修、 施工期等; 施工期等; 3、结构构造要求:桥梁结构在制造、运输、安装、使用过 、结构构造要求:桥梁结构在制造、运输、安装、 程具有足够的刚度、强度、稳定性、耐久性; 程具有足够的刚度、强度、稳定性、耐久性; 4、施工工艺:施工设备、安全、技术; 、施工工艺:施工设备、安全、技术; 5、美观:桥梁美学,与周围环境协调,尤其城市桥梁,挺 、美观:桥梁美学,与周围环境协调,尤其城市桥梁, 宏伟等。 拔、宏伟等。
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车道的布置——按桥梁宽度确定车道数 按桥梁宽度确定车道数 车道的布置
桥面净宽 W(m) 车辆单向行驶时 W<7.0 7.0≤W<10.5 10.5≤W<14.0 14.0≤W<17.5 17.5≤W<21.0 21.0≤W<24.5 24.5≤W<28.0 28.0≤W<31.5 28.0≤W<35.0 21.0≤W<28.0 14.0≤W<21.0 7.0≤W<14.0 车辆双向行驶时
• 3、施工图设计 、
~对初步设计核定的修建原则、技术方案、技术决定、总投资额进一步 对初步设计核定的修建原则、技术方案、技术决定、 细化、具体化的技术文件;必须对桥梁各构件进行详实的分析计算、 细化、具体化的技术文件;必须对桥梁各构件进行详实的分析计算、 绘制施工图、编制施工方法、施工材料明细表及预算; 绘制施工图、编制施工方法、施工材料明细表及预算;
【模块编号】MU-01-03 MU-01MU
Modular Unit-0103
桥梁总体规划和设计程序
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【模块编号】MU-01-03 MU-01MU
主 要 内 容
一、桥梁总体规划的原则、基本设计资料 桥梁总体规划的原则、 桥梁纵、 二、桥梁纵、横断面设计及平面布置 三、桥梁设计的美学原则 四、桥梁设计的方案比较
【模块编号】MU-01-03 MU-01MU
人行道0.75或1m(+N×0.5)+自 #行车道(单个车道宽×车道数)+人行道 行车道(单个车道宽×车道数) 人行道 或 ( × ) 自 行车道( )+中央带 行车道(n*1)+中央带;【↓】 )+中央带; 】 #单个车道宽一般为3.75m/3.5m(V≥80km/h, V=40/60km/h) 单个车道宽一般为 , = #V=30km/h时3.25m; V=20km/h时3.00m(单车道为 ) = 时 ; = 时 (单车道为3.5) . 人行道、安全带应高出路面至少 人行道、安全带应高出路面至少20~25cm,一般为 ~35厘米 一般为25~ 厘米 一般为 .桥面横坡 桥面横坡1.5%~3%,利于排水; 利于排水; 桥面横坡 利于排水 . 栏杆、护栏、灯柱位置、过桥管线等 栏杆、护栏、灯柱位置、
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1-2 设计资料调查
【模块编号】MU-01-03 MU-01MU
选择合理的桥位—由国家 地方社会经济发展规划决定: 由国家、 ◎选择合理的桥位 由国家、地方社会经济发展规划决定: – 1、桥梁的使用任务—交通量、荷载等级、战备情况 、桥梁的使用任务 交通量 荷载等级、 交通量、 – 2、勘探桥位附近的地形—地形图; 、勘探桥位附近的地形 地形图 地形图; – 3、工程地质剖面图—地质分层、力学性能、地质构造;是 、工程地质剖面图 地质分层 力学性能、地质构造; 地质分层、 设计、施工必备资料与依据; 设计、施工必备资料与依据; – 4、水文情况;河床断面、通航水位、历史洪水资料、通航 、水文情况;河床断面、通航水位、历史洪水资料、 净空、冲刷、淤积情况、河床变迁等; 净空、冲刷、淤积情况、河床变迁等; – 5、气象资料,年平均温差、年最高温差、桥位处设计风速、 、气象资料,年平均温差、年最高温差、桥位处设计风速、 台风、 情况; 台风、雨量 情况; – 6、施工单位技术水平,施工设备; 、施工单位技术水平,施工设备; – 7、施工建筑材料 、