桥梁工程第三章
道路与桥梁工程概论第二版第三章课后答案
道路与桥梁工程概论第二版第三章课后答案
一、填空:
1、装配式板的横向连接方法有_企口温塞土铰接和板连搓两种:装配式主梁的连接接头可采用焊接接头,螺栓接头,扣环接头。
2、设置横隔梁的作用:保证各根主紧相互连接成整体,共同受力。
3、桥上荷载横向分布的规律与结构横向刚度关系密切,横向联结刚度越大,荷载横向分布作用越显著,各主梁的负担也越均匀。
二、名词解释:
1、截面效率指标:截面核心距与截面高度的比值。
2、组合梁桥:它是首先利用纵向水平缝将桥梁的梁肋部分与桥面板分割开来,桥面板再利用纵横向的竖缝划分成平面内呈矩形的预制板,这样就使单梁的整体截面变成板与肋的组合截面。
三、简答题:
1、装配式梁桥设计中块件划分应遵循哪些原则?
答:(1)根据建桥现场实际可能的预制、运输和起重等条件,确定拼装单元的最大尺寸和重量。
(2)块件的划分应满足受力要求、拼装接头应尽量设置在内力较小处。
(3)拼装接头的数量要少。
(4)构件要便于预制运输。
(5)构件的形状和尺寸应力求标准化、增强互换性,构件的种类应力求减少。
2、后张法预应力混凝土T形梁中,为防止锚具附近混凝土开裂,可采取哪些构造措施?
答:1)、加强钢筋网(约为10×10cm)
2)、厚度不小于16mm的钢垫板
3)、8的螺旋筋
另外,在布置预应力筋时,应尽量依据分散均匀的原则。
道路桥梁工程沥青路面
道路石油沥青的性能主要取决于油源
2)煤沥青 不宜作沥青面层用,一般仅作为透层沥青使用 3)乳化沥青
酸性、潮湿的石料,以及低温季节施工宜选用阳离子乳化沥青;碱性石料 或与掺入的水泥、石灰、粉煤灰共同使用时,宜选用阴离子乳化沥青。
一、沥青混合料的强度特性
沥青混合料的强度特性随温度变化巨大,高温时,混合料的强度特性接近粒料, 低温时接近整体性材料。常温下,沥青与矿料之间粘结力(自由沥青和结构沥 青)、矿料之间的内摩阻角决定混合料的强度。 通常我们关心沥青混合料的抗剪强度和抗拉、抗弯拉强度。
(一)沥青混合料结构组成的胶浆理论
沥青混合料(粗分散系)
A—140 A—180
AH—90 AH—110 AH—130 A—100
AH—90 AH—110 A—100
温 石油 区 沥青
A—100 A—140 A—180
A—140 A—180
AH—90 AH—110 A—100
AH—70 AH—90 A—60 A—100
热 石油 区 沥青
A—60 A—100 A—140
分散相—粗集料
分散介质—砂浆(细 分散系)
自由沥青 结构沥青
分散相—细集料
分散相—填料
分散介质—沥青胶结 物(微分散系)
分散介质—沥青
矿粒
二、沥青混合料的应力-应变特性
ε εe
破坏点 加荷时间t
沥青混合料是一种弹性-粘塑性材料,有时主要呈现为弹性性质,有时 则主要呈粘塑性性质。而大多数情况下,几乎同时综合呈现上述性质。 呈现何种性质与荷载作用时间和沥青粘滞度(温度)相关。其应力—— 应变关系要考虑以上两种情况,以劲度模量表征:
嵌挤类:
密实类:
(二)按施工工艺的不同
桥梁工程 第三章 设计荷载
4
3.2 规范中有关设计荷载的规定
n 一、永久荷载(恒载)
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5
n 一、永久荷载(恒载)
n 跨径20~150m,自重占全部设计荷载的 30~60%以上。跨径越大,比例越高。
n 预应力:正常使用极限状态设计时计入; n 承载能力极限状态设计时作为抗力。 n 收缩徐变:超静定混凝土桥梁。
15 4 15 4 10 3 7 10 4 15 4 15 1.4 1.4 汽车—超20级
图1-4-1 各级汽车车队的纵向排列(轴重力单位:KN;尺寸单位:m)
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10
2.5
1.8
2.5
1.8 1.8
4.0
4.0 1.4
7.0
8.0
100KN、150KN、200KN汽车的平面尺寸
300KN汽车的平面尺寸
n 中-活载象征性地模拟列车载重的情况 左面的5个集中荷载相当于一台机车的重量 右侧一段30m长的均布荷载大致与两台煤水
车及另一台机车相当 最右侧的均布载重表示列车的(货车)车辆
载重,其长不限。 对于跨度很短的桥,往往由3个轴重所组成
的特种荷载控制设计。
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修订的新荷载标准:与国际铁路联盟(UIC) 制订的活载标准相一致
M =10.0KN/m Q =15.0KN/m
n 城-B级车道荷载
=160KN 图1-4-9 城—B级车道荷载
M =9.5KN/m Q =11.0KN/m
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车道荷载的横向布置: 每车道为3m宽均布 或等效荷载车轮集中力形式布置 横向轮距同公路桥梁 设计车道数目与行车道总宽度,车道数的横
桥梁工程3
多车道时要考虑横向折减,同相行驶双车道为一车道的2倍,同相行 驶三车道为一车道的2.34倍,同相行驶四车道为一车道的2.68倍.
• 制动力的作用点:1.2m
M6-14
七、温度作用
• 均匀温度:年平均温差(g) • 梯度温度:日照后温度沿梁截面高度的变化形式(bcdef)
M6-15
我国规范规定的梯度温度
M6-6
4、汽车荷载的横向布置及折减
• 车辆荷载(横向分布计算):最大车辆数不 应超过设计车道数,如P34表1-3-4;
•
车道荷载:桥涵设计车道数大于2时,汽车
荷载应进行多车道折减,但是折减后的效应 不得小于2设计车道的荷载效应。
M6-7
5、汽车荷载效应的纵向折减
• 当桥梁的计算跨径大于150m时,应考虑计算荷载效应的 纵向折减; • 当为多跨连续结构时,整个结构均应按最大的计算跨径考 虑计算荷载效应的纵向折减。
汽车车队的纵向排列与汽车荷载的纵横向布置
•
计算汽车荷载效应时应考虑其纵向和横向折减
M6-22
平板挂车和履带车荷载的纵向排列与横向布置
M6-23
第三节 偶然作用
• 定义 • 类型: 1、地震作用 2、船舶或漂流物的撞击力 3、汽车撞击作用
M6-24
1、地震作用
• • • 地面运动引起的结构惯性力,随机变化的动力荷载,大小取决于地 震的强烈程度、结构的动力特性、结构的质量; 地震作用分水平方向和竖直方向,在工程设计中,都是指水平地震 作用; 抗震设计的要求:地震动峰值加速度(地面最大水平加速度的统计 值)确定: 地震动峰值加速度≤0.05g,除特殊要求外,可采用简易防震; 地震动峰值加速度≥0.10g,应进行抗震设计; 地震动峰值加速度≥0.40g,应进行专门的抗震研究和设计。 • 地震作用的计算及结构设计:《公路工程抗震设计规范》
桥梁工程第3章 梁式桥梁的构造与设计
图3.42 跨径50m后张结预应力混凝土T梁桥构造图
• 3.4 悬臂梁桥 • 3.4.1 悬臂梁桥的受力特点 • 3.4.2 悬臂梁桥的构造 • (1)钢筋混凝土悬臂梁桥 • (2)预应力混凝土悬臂梁桥 • (3)截面形式及配筋特点 • 3.4.3 牛腿构造
图3.43 恒载弯矩比较图
图3.44 钢筋混凝土悬臂梁桥的立面布置及主要尺寸
性能要求,多采用箱形截面。
• (2)预应力筋的布置
• 纵向预应力筋布置主要有明槽法和暗管法 两种。
图3.57 预应力混凝土T形刚构桥
图3.58 箱形梁横截面
图3.59 分离式箱形截面
图3.60 T构悬臂预应力筋布置示意图
• 3.6.3 构造示例
• 重庆长江大桥是一座带挂梁的预应力混凝土T形刚 构桥,最大跨径为174m。设计标准:桥宽21m, 其中行车道15m,两侧人行道各3m;设计荷载为 汽—20级,挂—100及载重1 471kN平板车验算, 人群荷载为3.43kN/m2。桥跨布置为86.5m+4×
图3.48 预应力混凝土连续梁桥
图3.49 三跨连续梁惯矩对内力的影响
图3.50 典型截面形式(尺寸单位:cm)
图3.51 南京大桥南路高架匝道桥横断面(尺寸单位:cm)
图3.52 箱形截面形式
• 3.5.3 纵向断面布置
• (1)钢筋混凝土连续梁桥
• 跨径20m以内的连续梁桥可采用等截面形式, 30m及以上的连续梁桥可采用变截面形式。 梁的根部高度约为最大跨径的1/15,梁的跨 中高度可按构造选用,一般为最大跨径的 1/15~1/25。
图3.28 鱼腹形梁的构造布置
图3.29 截面特性
图3.30 预应力混凝土简支梁的应力状态
桥梁工程第三章 桥梁在曲线上及坡道上的布置
作方便。
采用样板放样时,待测支座位置的桥墩顶上可不必放置经纬
仪,特别适用于高墩。
第四节 支座中心坐标计算
第五节 复线桥在曲线上的布置
一、布置原则 二、布置方法
第六节 桥梁在坡道上的布置
一、钢筋混凝土梁桥
1. 梁的布置形式
(1)布置方法。
(2)变更道砟厚度的范围。 (3)3种布置形式的适用范围 (4)一般情况下梁的布置原则为
各孔拱圈及桥台挡砟边墙顶做成与线路纵坡一致的坡度。每孔起
拱线,根据各孔中心轨底高程推算,同孔之间的起拱线应设在同 一高度上。
第一节 桥涵的作用与要求
第一节 桥涵的作用与要求
(4)桥墩中心里程 (5)偏距
(6)弧距
(7)偏角 (8)弦切角 (9)交点距
第一节 桥涵的作用与要求
二、桥墩布置
1. 无偏心布置
桥墩中心位于相邻两梁中线的交点;桥墩横轴为相邻两梁中线夹角
的平分线。
第一节 桥涵的作用与要求
2. 有偏心布置 由相邻梁中线交点沿桥墩横轴向曲线外侧移动一预偏心值作为
第二节 弧距法计算桥梁工作线
第二节 弧距法计算桥梁工作线
二、弧距法计算的方法步骤
1. 估算 及t
2. 计算偏距E
3. 计算弧距l 4. 根据弧距l计算各墩台正式里程
三、算 例
第二节 弧距法计算桥梁工作线
第二节 弧距法计算桥梁工作线
第二节 弧距法计算桥梁工作线
第三节 偏角法计算桥梁工作线
一、计算公式
1. 偏距E
2. 偏角
第三节 偏角法计算桥梁工作线
第三节 偏角法计算桥梁工作线
第三节 偏角法计算桥梁工作线 二、偏角法计算的方法步骤
国开电大-本科桥梁工程-1至6章节满分解答
国开电大-本科桥梁工程-1至6章节满分解答第一章:桥梁工程概述1.1 桥梁的定义与分类桥梁是一种跨越障碍物(如河流、道路、铁路、峡谷等)的建筑物,主要用于交通和运输。
桥梁按照其主要承重结构的形式和材料,可以分为梁桥、拱桥、悬索桥、组合桥等。
1.2 桥梁的主要组成部分桥梁主要由以下几个部分组成:1. 承重结构:承受车辆、行人和货物等活载的作用,并将活载传至地基。
2. 桥面系:包括桥面铺装、排水系统、防水系统、栏杆等,用于保证车辆和行人的正常使用。
3. 支座系统:支承承重结构,并允许承重结构在荷载作用下产生一定的变形。
4. 基础:将桥梁的荷载传递至地基,承受地基反力的结构。
5. 附属设施:包括照明、监控、救援等设施,用于保证桥梁的安全运行。
1.3 桥梁工程的施工技术桥梁工程的施工技术包括:1. 施工准备:包括施工现场勘察、施工方案制定、施工组织设计等。
2. 基础施工:包括桩基、沉井、地下连续墙等基础形式的施工。
3. 承重结构施工:包括梁、拱、悬索等承重结构的施工。
4. 桥面系施工:包括桥面铺装、排水系统、栏杆等施工。
5. 支座系统施工:包括支座安装、调整等施工。
6. 施工质量控制:通过质量检测、验收等环节,保证桥梁工程的施工质量。
第二章:梁桥工程2.1 梁桥的受力特点梁桥的受力特点如下:1. 主要承受弯矩和剪力,轴力相对较小。
2. 弯矩和剪力的大小与梁的截面形状、材料性能、荷载类型及作用位置有关。
3. 支座反力的大小与梁的长度、刚度及荷载作用有关。
2.2 梁桥的设计要点梁桥的设计要点包括:1. 确定梁的截面形状和尺寸:根据荷载、材料性能、经济性等因素,选择合适的截面形状和尺寸。
2. 计算梁的强度:包括抗弯强度、抗剪强度、抗压强度等。
3. 确定支座形式和尺寸:根据桥梁的长度、荷载及施工条件等,选择合适的支座形式和尺寸。
4. 计算稳定性:包括梁的抗倾覆稳定性、抗侧翻稳定性等。
5. 考虑耐久性:包括材料选择、防腐防蚀措施等。
桥梁工程3简支梁桥的计算1
M = ∫ m x dy = a × m x max
M a= m x max
可得
有效工作宽度假设保证了两点:
1)总体荷载与外荷载相同 2)局部最大弯矩与实际分布相同
通过有效工作宽度假设将空间分布弯矩转化为矩形 弯矩分布 需要解决的问题: mxmax的计算
影响mxmax的因素:
1)支承条件:双向板,单向板,悬臂板 2)荷载长度:单个车轮,多个车轮作用 3)荷载到支承边的距离
四,行车道板的内力计算 1,多跨连续单向板的内力 1)弯矩计算模式假定
实际受力状态:弹性支承连续梁 简化计算公式: 当t/h<1/4时 :
跨中弯矩 Mc = +0.5M0 支点弯矩 Ms =-0.7M0
当t/h≥1/4时 : ≥
跨中弯矩 Mc = +0.7M0 支点弯矩 Ms = -0.7M0 M0——按简支梁计算的跨中弯矩
桥梁工程
梁桥设计计算方法
一, 桥梁方案设计 初步选定桥梁结构形式;拟定拟定桥梁各部分尺寸;绘制 桥梁设计方案图;桥梁(各部分)构造图. 二,作用效应与作用效应组合计算(荷载内力与荷载内力组 合计算) 三,主要承重构件承载力计算 主要是配筋设计与承载力复核,必要时作尺寸的调整. 四,应力,裂缝,强度,刚度和稳定性的验算
b1 P b1 M sp = (1 + ) pb1 ( l 0 ) = (1 + ) ( l 0 ), (b1∠l 0时) 2 2a 2 1 2 P 2 l 0 , (b1 ≥ l 0时 ) 4ab1
恒载
1 2 M sg = gl 0 2
思考: 思考 铰接悬臂板,悬臂板剪力计算表达式
2,悬臂板的内力 1)计算模式假定
铰接悬臂板——车轮作用在铰缝上 悬臂板——车轮作用在悬臂端
桥梁工程_3 钢筋混凝土和预应力混凝土梁式桥(1)
1
南京工业大学土木工程学院交通工程系
3.1.1 钢筋混凝土和预应力混凝土梁式桥的特点
梁式桥是指其结构在垂直荷载作用下,其支座仅产生垂直反力, 而无水平推力的桥梁。这一类桥梁的特点是受力明确,理论计算 和设计简单,施工方法成熟。 梁式桥主要采用钢筋混凝土、预应力混凝土和钢结构。钢筋混 凝土和预应力混凝土桥梁具有成本低、耐久性好、刚度大、变形 小、可塑性强等优点。 钢筋混凝土和预应力混凝土梁式桥除斜桥和弯桥尚采用现场整 体浇筑外,普遍采用预制装配式施工,桥梁构件趋于标准化,构 件的预制生产趋于场地化集中管理。
按其承载结构的截面形式可划分 为: ①板式梁桥;②肋梁式梁桥; ③箱形梁桥。
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2014-9-23 南京工业大学土木工程学院交通工程系
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3
1.简支梁式桥 简支梁式桥是静定结构,其结构的内力不受地基变形的影响。 由于其各跨独立受力,最易设计成各种标准跨径的装配式结构。 其桥跨结构主要承受由荷载引起的弯矩和剪力,随着跨度的增 大,荷载在主梁(板)跨中引起的弯矩将急剧增加,同时在主梁 (板)内力中,恒载引起的内力所占比例也将明显增大。减小结构 恒载是提高简支梁式桥跨越能力的最有效途径。 桥梁工程中广泛采用的简支梁式桥有三种类型: 简支板桥 主要用于小跨度桥梁;分为实心板和空心板。 肋梁式简支梁桥 主要用于中等跨度桥梁;由于简支梁桥主要 承受单向弯矩,采用T、I形截面是最合理的。 箱形简支梁桥 主要用于预应力混凝土梁桥。特点是截面材料 分布较为合理,且便于布置预应力筋,截面具有良好的抗弯、抗 扭性能,尤其适用于桥面较宽的预应力混凝土桥梁和跨度较大的 斜交桥和弯桥。
中小跨径的桥梁广泛采用梁式桥。其中钢筋混凝土简支梁桥和 预应力混凝土简支梁桥最为常用。更大跨径的桥梁可采用预应力 混凝土悬臂梁、预应力混凝土连续梁或其它类型大跨度桥梁结构。
桥梁工程11第三章拱桥项目11概述
项目11 概述
项目11 拱桥概述
第三章 拱桥
项目11 概述
主要知识点
拱桥的基本特点及其适用范围。
重 点
拱桥的组成及主要类型。
难 点
拱桥的组成及受力特点。
学习指导
本项目主要介绍了拱桥的特点、组成及分类,要掌握拱
桥的组成及受力特点,了解拱桥的分类及适用范围。
桥梁工程
项目11 概述
悉尼钢拱桥:主跨505米,钢拱桥。 所在地:澳大利亚、悉尼。 建成时间:1932年。
桥梁工程
拱桥示例5
项目11 拱桥概述
九溪沟桥:主跨116米,圬工拱桥。 所在地:四川、丰都、九溪沟。 建成时间:1972年。
桥梁工程
拱桥示例6
项目11 拱桥概述
美国新河峡谷桥:公路钢拱桥,主跨518.2米,1977年建成,在 上海卢浦大桥建成前为世界第一、现为世界第2大跨的钢拱桥。
1、简单体系拱桥
简单体系拱桥可以做成上承式,中承 式,下承式,均为有推力拱。
三铰拱:静定结构,在地基差的地区可 采用。但构造复杂,施工困难,整体刚 度小,主拱圈一般不采用。
无铰拱:三次超静定结构。拱的内力分布 较均匀,材料用量较三铰拱省;构造简单, 施工方便,整体刚度大,实际中使用广泛。 但超静定次数高,会产生附加内力,一般 希望修建在地基良好处。跨径增大,附加 力影响变小,故钢筋混凝土无铰拱仍是大 跨径桥梁的主要型式之一。
项目11 拱桥概述
11.1拱桥的基本特点及其适用范围 11.2 拱桥的组成及主要类型 11.2.1 拱桥的基本组成 11.2.2 拱桥的主要类型
桥梁工程
项目11 拱桥概述
1.1拱桥的基本特点及其适用范围
《桥梁工程》(姚玲森)第3篇第1-4章连续梁-姚
单箱多室 多箱单(多)室
能有效减小顶板的正负弯 矩;施工较困难;腹板自 重弯矩所占比例较大。
多箱单室较单箱多 室更经济;多箱单 室可分箱施工。
施工方便;分离的 箱梁分别支承在独 立的桥墩上。
分离式箱形截面 构造要求: ①主梁的顶板主要按行车道板的要求设计,肋梁间距不宜超过2.5~3.0m,保证 顶板和梁的共同受力; ②跨中底板厚度可减小,但不宜小于15cm或梁肋间净距的1/16 ; ③负弯矩段底板厚度应逐渐增大,一般在墩顶处达到梁高的1/10~1/12 ; ④腹板主要承受剪应力和拉应力,厚度应满足剪切极限强度要求; ⑤跨中截面梁肋总厚度不小于桥宽的1/12~1/20 ,支点截面不小于1/8~1/12 ;
(2)带挂梁刚构桥 ①上部结构由部分悬臂和挂梁组成,是一种静定结构; ②各个T型刚构单元独立作用,受力和变形方面略差,但受力明确;
③跨内有正、负弯矩分布,总弯矩图面积比剪力铰刚构桥小; ④增加了牛腿构造; ⑤桥面伸缩缝较多,不利于高速行车。
(3)连续刚构桥 ①将主梁做成连续体,并与薄壁桥墩固结; ②可以做成多跨一联,可在若干中间跨以剪力铰或简支挂梁相连; ③一般采用对称布置,适合平衡悬臂施工; ④随着墩高的增加,桥墩退化为柔性墩,墩顶水平位移较大。
弯矩图面积(绝对值)小。
活载 如在锚跨布载,活载引起的跨中最大正弯矩是按支承跨径较小的简支挂梁产 生的正弯矩计算,其最大弯矩比简支梁小得多。
简支梁桥
单悬臂锚跨和挂梁的 三跨悬臂梁桥
l1
l
l1
(a)
lg
lx
l
lx
lg
(b)
双悬臂锚跨和挂梁的 三跨悬臂梁桥
lx
l1
l
lx l1
(c)
《桥梁工程》(南京理工大版)第2篇第3章 简支梁桥的计算--2荷载横向分布计算(杠杆原理法)a 共21页文档
5.3荷载横向分布计算
Computation of Coefficients of Transverse Distribution of Loads
1.概述 Introduction简Βιβλιοθήκη 梁一维杆件内力影响线
P
o
S= Pη 1(x)
z
x
η 1(x)
5.3荷载横向分布计算
Computation of Coefficients of Transverse Distribution of Loads
可得:m1q 0.54
3)计算实例 Example
1.概述
上部结构系 --- 二维
内力影响面
P (x, y)
x
S= Pη (x,y)
η (x,y)
o
y
z
5.3荷载横向分布计算
Computation of Coefficients of Transverse Distribution of Loads
1.概述 Introduction
2)荷载横向分布概念
5.3荷载横向分布计算
Computation of Coefficients of Transverse Distribution of Loads
●比拟正交异性板法—将主梁和横隔梁的刚度换算成两向刚度 不同的比拟弹性平板来求解,并由实用的曲线图表进行荷载横 向分布计算。
同济大学桥梁工程 第三章 连续刚构桥及斜拉桥简述
我国已建成的预应力混凝土连续刚构桥
序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 桥名 重庆石板坡大桥 虎门大桥辅航道桥 苏通大桥辅航道桥 重庆黄花园大桥 马鞍石嘉陵江大桥 黄石长江大桥 江津长江大桥 主桥跨径 86.5+4X138+330+ 132.5 150+270+150 140+268+140 137+3 250+137 146+3 250+146 162.5+3 245+162 .5 140+240+140 建 成 边跨 年份 主跨 2006 1997 2009 1999 0.556 0.522 0.548 0.584 1995 1997 1997 0.663 0.583 0.583 0.583 0.552 1998 1988 0.579 0.694 13.5 11 9.5 10 14.8 15 13.8 13.7 13 13.5 5 4.5 4.3 4.2 4.1 4 3.6 4 3 3 3 1/18.2 1/54 1/17.8 1/59.6 1/18.1 1/58.1 1/18.2 1/59.5 1/18.8 1/59.8 1/17.8 1/60 1/66.7 1/17.8 1/60 1/18.6 1/73.7 1/20 1/18 1/63.3 1/60 梁高(m) 根部 跨中 高跨比 根部 跨中
2012/11/29
第三章 连续刚构(架)桥
同济大学桥梁工程系
版权所有孙建渊
主要学习内容:
1、适用范围及力学性能特点 2、刚构桥结构类型形式: 单跨、斜腿、多跨连续、V型墩等 3、了解构造及配筋特点 结构尺寸布置及内力计算特点 4、斜拉桥简介(了解)
08272自考桥梁工程总结第三章 作用及作用效应组合
第三章作用及作用效应组合第一节规范中有关作用的规定与计算作用于桥梁结构的作用分:永久作用、可变作用和偶然作用三类。
一、永久作用永久作用是指在结构使用期间,其量值不随时间而变化,或其变化值与平均值比较可忽略不计的作用。
永久作用包括结构重力、预加力、土的重力、土侧压力、混凝土收缩徐变作用、水的浮力、基础变位作用。
二、可变作用可变作用是指在结构使用期间,其量值随时间变化,且其变化值与平均值比较不可忽略的作用。
可变作用包括汽车荷载、汽车冲击力、汽车离心力、汽车引起的土侧压力、人群荷载、汽车制动力、风荷载、流水压力、冰压力、温度(均匀温度和梯度温度)作用。
三、偶然作用偶然作用是指在结构使用期间出现的概率很小,一旦出现,其值很大且持续时间很短的作用。
偶然作用包括地震作用、船只或漂流物的撞击作用、汽车的撞击作用。
第二节作用的选定和作用效应组合一、作用的代表值永久作用和偶然作用的代表值是标准值。
可变荷载应根据不同的极限状态分别采用标准值、频遇值或准永久值作为其代表值。
二、作用的设计值作用的设计值为作用的标准值乘以相应的分项系数。
三、作用效应组合1、公路桥涵结构按承载能力极限状态设计时的作用(或荷载)效应组合1 )基本组合基本组合为永久作用设计值效应与可变作用设计值效应相组合,其表达式如下:2)偶然组合偶然组合为永久作用标准值效应与可变作用某种代表值效应、一种偶然作用标准值效应相组合。
偶然作用的效应分项系数取1.0;2、公路桥涵结构按正常使用极限状态的作用效应组合1)作用短期效应组合作用短期效应组合为永久作用标准值效应与可变作用频遇值效应相组合,其表达值如下:2)2作用长期效应组合作用长期效应组合为永久作用标准值效应与可变作用准永久值效应相组合,其表达式如下:车道较多或桥梁很长时汽车货载效应应予以折减1、多车道横向折减的含义是,在桥梁多车道上行驶的汽车荷载使桥梁构件的某一截面产生最大效应时,其同时处于最不利位置的可能性大小,显然,这种可能性随车道数的增加而减小,而桥梁设计时各个车道上的汽车荷载都是按最不利位置布置的,因此,计算结果应根据上述可能性的大小进行折减。
第三章 桥梁设计作用
WV F gT
(5)作用点位置(内河船舶、海轮、漂流物)
三、偶然作用
3 汽车撞击作用 汽车撞击力标准值在车辆行驶方向取1000kN,在车 辆行驶垂直方向取500kN,两个方向不同时考虑;
撞击力作用于行车道以上1.2m处,直接分布于设计 的构件上。
汽车荷载的局部加载及在T梁、箱梁悬臂板上的冲击系数采用0.3。 当填料厚度(包括路面厚度)≥50cm拱桥、涵洞以及重力式墩台, 不计冲击作用。
二、可变作用
(三)汽车荷载离心力:
(1)弯桥的曲线半径等于或小于250m时,应计算 汽车荷载引起的离心力。 汽车荷载离心力= 车辆荷载(不计冲击力)×离心力系数
1.1
1.4
1.0
船舶或漂浮物的撞击作用
作用的规定与计算
一、永久作用
概念
在结构使用期间,其量值不随时间变化,或其变 化值与平均值相比可忽略不计的作用。 内容 •结构重力 结构自重、桥面铺装及附属设施等的重量。 计算方法:结构物的实际体积乘以其材料的重 度(标准值)。
一、永久作用
•预加力(分两种情况)
二、可变作用 风荷载 流水压力
温度作用
支座摩阻力
三、偶然作用
定义:在结构使用期间,出现的概率很小,一旦出 现,其值很大且持续时间很短的作用称为偶然作用。
1 地震作用 地震区建造桥梁,必须考虑地震作用。 公路桥梁地震作用的计算及结构的设计,应符合 现行《公路工程抗震设计规范》(JTJ004-89)。 对于地震动峰值加速度等于0.10g、0.15g、0.20g、 0.30g地区的公路桥涵,应进行抗震设计; 地震动峰值加速度大于或等于0.40g地区的公路桥涵, 应进行专门设计。
当不能确定地基是否透水时,应以透水或不透水两种
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3.3 桥梁方案比选
3.3 桥梁方案比选
3.3.1桥位方案的比选(可研阶段)
3.3.2桥型方案的比选(初步设计或技术设计阶段) 1.明确各种高程的要求 2.桥梁分孔和初拟桥型方案草图 3.方案初选(技术经济) 4.详绘桥型方案图 5.编制估算或概算 6.方案选定和文件汇总
-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。
- 一般与线路等级有关,根据规范确定。 -公路桥行车道宽度等于车道宽度与车道数的乘积。
- 高速公路桥梁不设人行道,设置检修道。 -一般公路桥梁人行道宽度0.75或1.0m,大于1.0m时按 0.5m级差递增
经济 一般说来当上部结构造价与下部结构造价基 本一样时,总的造价最低;
其他 受力的需要 美观的需要 战备的需要
3.2 桥梁初步设计
3.2.2桥梁纵断面设计 ⑵桥梁分孔
3.2 桥梁初步设计
3.2.2桥梁纵断面设计 ⑶桥梁各标高
梁底高出计算水 位不小于50cm, 并高出最高流冰 面不小于75cm
3.2 桥梁初步设计
详见部颁标准《桥位规范》(JTJ062-82)
3.2 桥梁初步设计
3.2.2桥梁纵断面设计 ⑴桥梁总跨径 ⑵桥梁分孔 ⑶桥梁各部分标高及纵坡 ⑷基础埋置深度
3.2 桥梁初步设计
3.2.2桥梁纵断面设计 ⑴桥梁总跨径 桥梁的总跨径长度必须保证桥下有足够的排洪面积, 由水文计算确定。
3.2 桥梁初步设计
初步设计
在初步设计阶段还要进一步开展水文和勘测工作。通过水 文工作,提供基础设计、施工所需要的水文资料等。
初步设计阶段进行的勘测工作成为“初勘”。
根据工程量、施工组织设计以及标准定额编列工程概算。各 个桥式方案都要编列相应的概算,以便进行不同工程费用的比较。 初步设计概算不宜大于前期工作已批准的“估算”的10%。
目的仅在于评估各方案的技术可行性,特别是基础工程的可行性,而 不是为了提出某一推荐方案。应对成熟方案进行评估以提高可信性。
同等深度比较各方案技术指标,并提供工程量 以工程量中适当偏高、技术先进并且可行的方案作为一个桥位的桥式 参选方案。
4、调查工作
桥梁前期调查工作包括: 1)地形测量:“草测” 2)地质勘探:以收集资料为主,辅以适当布置钻孔进行验证,对各桥 位从地质角度做出初步评价; 3)水文资料:调查设计流量,历史最高、最低水位,百年一遇洪水位, 常水位及流速等资料。考虑上游是否有水库或拟建水库。论证河道是否稳 定以及建桥后对河段上下游的影响。 4)外部条件:其他有关建桥情况,如砂石料、水、电、运输、人力等。
2、桥位选择
桥位选择大方向上,应服从桥梁所在线路的走向; 大范围内,应服从路网规划的要求; 小范围内,桥位可作适当挪动以便比较; 城市桥梁应满足城市总体规划的要求。
桥位选择要注意线与桥的辩证关系
重要桥梁应通过路桥综合比较后确定桥位 一般需提交2-3个桥位,以便进行多方面综合比选,选出合理桥位
3、桥式方案比较
第三章 桥梁的总体规划和设计概 述
本章讲解内容要点: 桥梁总体规划 桥梁初步设计 桥梁方案比选
第三章 桥梁的总体规划和设计概述
3.1 桥梁总体规划和基本设计资料
3.1.1桥梁设计的基本要求
简单地说即是: 安全、适用、经济、美观、有利环保的提倡“3E” 功效(Efficiency) 经济(Economy) 优美(Elegance)
2、立面布置
从平面轴线布置,结合地形图、地质剖面图、水位高程、计算冲刷线和 以确定的上下部结构,可以绘成沿轴线的桥梁立面图。
3、断面布置
沿桥轴线各关键处,结合选定的结构类型、地形、地质横断面、水位高 程和冲淤计算等,可以做出桥梁的断面布置图。
当三个面的布置都能互相配合,满足技术要求时,桥式方案就能成立。
预可行性研究与可行性研究:内容一致,深度不同 预可行性研究着重于工程的必要性和经济合理性 可行性研究在预可行性研究之后,着重于工程上和 投资上的必要性
工程可行性研究的主要问题: 1、桥梁标准的制订
首先调查桥上可能同型的交通种类及其要求、预测交通量和今后可能
发生的增长率,由此确定线路等级、需要的车道数或行车道宽度,以及非 机动车道宽度等。其次要确定容许车速、桥梁纵坡和曲线半径等。此外还 要确定航运标准、航运水位、通航净空、船舶吨位以及要求的航道数量及 位置等。
3.2 桥梁初步设计
3.2.2桥梁纵断面设计 ⑶桥梁各标高 跨线桥:
桥面标高=桥下路面标高+安全行驶高度+建筑高度
注:安全行驶高 对于高等级公路H≥5.0m; 对于低等级公路H ≥4.5m; 且h ≥4.0m;
3.2 桥梁初步设计
3.2.3桥梁横断面设计 桥梁断面布置包括桥面净空、桥面宽度、行车道宽度、机动车 道布置和人行道、自行车道布置等
对概算适当调整作为“标底”。如果主管部门对初步设计提 出修改意见,则需另外编制“修改初步设计”报送上级审批。
技术设计
常规桥梁一般不需要进行技术设计。 对于新型、复杂、重要、大型桥梁结构,往往需要对初步设 计进行细化,以便发现可能存在的问题,进一步优化设计。 技术设计阶段主要内容:对选定的桥式方案中的各个结构总 体的、细部的技术问题作进一步研究解决,对结构各部分设计详 尽的设计图纸,包括结构断面、配筋、构造细节处理、材料清单 及工程量等。 技术设计阶段要进行补充勘探(简称“技勘”)。 技术设计的最后工作是调整概算(修正概算)。
初步设计
在桥梁可行性研究报告的基础上,经建设主管部门审查通过, 确定一座桥梁工程的建设项目并编制设计任务书。
建设单位可采用招标或委托设计的方式进行桥梁的初步设计。 设计任务书是初步设计的依据。 初步设计目的:在设计任务书的技术范围内提交一份供比选 的建桥项目文件,达到: 1、说明本桥梁工程的特点和要求; 2、提出若干可行的比较方案; 3、推荐准备采用的较好方案; 4、估算实现推荐方案所需的费用、工期、技术措施等目的。
施工图设计
施工图设计需按照已批准的技术设计(或初步设计)进行。 施工图设计一般由原编制技术设计(或初步设计)的单位 继续进行,也可由中标的施工单位进行。 施工图设计内容:结构设计计算,绘制施工详图等。 施工图设计阶段还需进一步根据施工需要进行补充钻探 (称“施工钻探”)。 根据施工图设计资料,施工单位编制施工组织设计和工程 概算。 所有设计文件经主管部门审批后即可实施桥梁施工各项工 作。
初步设计
初步设计内容包括: 1、设计任务的来源和要求; 2、桥址处自然条件的基本资料; 3、技术条件的选定; 4、桥型方案的比选,上下部结构方案的研究、比较和确定; 5、推荐方案及其理由; 6、推荐方案的指导性施工组织,包括施工方法、进度安排、 场地布置、主要机具、材料和劳动力配置等; 7、工程概算。
3.2.2桥梁纵断面设计
⑵桥梁分孔 根据通航要求、地形和地质情况、水文 情况以及技术、经济和美观的条件加以确定。
通航 通航孔按通航净宽来确定,其余的则选用经 济跨径;但对于变迁性河流,则需多设几个通航孔;
地形地质 为避免过多水下施工和不良地质,可以 特别加大跨径;
技术 施工技术和机械设备有时极大地限制了经 济上合理的较大跨径;
3.2 桥梁初步设计
3.2.3桥梁横断面设计
典型高速公路桥梁横断面
3.2 桥梁初步设计
3.2.3桥梁横断面设计
典型城市桥梁横断面
3.2 桥梁初步设计
3.2.4桥梁平面布置
桥梁的平面布置与线路和河 道(或其他道路)两者的相交情 况有关
斜交时桥梁纵轴线与河道主 流流向交角一般不大于45°,通 航河流不宜大于5°
3.1 桥梁总体规划
3.1.1桥梁设计的基本要求
⑴结构及构造上的要求(强度、刚度、稳定性、耐久性) ⑵使用上的要求(通畅、舒适、净空) ⑶经济上的要求(材料、工期、造价) ⑷施工上的要求(施工方便、工程质量、安全) ⑸景观上的要求 “轻巧而不单薄,稳重而不笨拙,简洁 而不粗糙” ⑹环境保护和可持续发展
桥梁建成后,通常需进行成桥荷载试验、质量检查验收及 办理交接手续,由接收部门负责今后的桥梁通车运营和养护维 修。
3.2 桥梁初步设计
3.2 桥梁纵、横断面设计和平面布置
桥梁的初步设计包括桥位选择、桥梁纵横断面设计、 平面布置、概算、方案比选等 3.2.1桥位选择的一般要求
⑴应从国民经济发展和国防需要出发,考虑铁路、水 利、航运和市政等方面的规划,尽可能协调配合; ⑵一般应服从线路的总方向,并满足桥头接线的要求; ⑶尽量少占用农田; ⑷要考虑施工场地、材料运输等要求
桥 梁 对 环 境 的 破 坏
3.1 桥梁总体规划
桥 梁 对 环 境 的 破 坏
3.1 桥梁总体规划
3.1.2桥梁建设程序
可行性研究
前期工作有时也称为桥梁规划设计,包括预可行性 研究和可行性研究,重点在于论证建桥的必要性和合理 性,并确定建桥的地点、规模、标准、投资控制等一系 列宏观和重大问题,为科学地进行项目决策提供依据, 避免盲目性及其带来的不良后果。
3.2.2桥梁纵断面设计
⑶桥梁各标高 跨河桥: 有通航要求时
桥面标高=通航水位+通航净空高度+建筑高度
或桥面标高=计算水位+ 无通航要求时
安全高
+建筑高度
桥面标高=计算水位+ 安全高 +建筑高度
注:计算水位=设计洪水位+壅水+2/3倍浪高 安全高:梁底高出计算水位50cm或高出流冰水位75cm,同时 必须使支座底面高出计算水位25cm 或高出流冰水位50cm。
思考及预习
回顾本章内容,思考以下问题: 桥梁设计的基本原则是什么?你是怎么思考的,