大跨度桥梁概论
结构设计知识：大跨度拱桥结构的设计与分析
结构设计知识：大跨度拱桥结构的设计与分析大跨度拱桥是指跨度大于100米的拱桥，通常用于跨越深谷、江河等大型水体，由于其结构特点使得其设计与分析具有一定的复杂性。
本文将从拱桥结构的基本原理、设计理论和分析方法等方面展开讨论，以深入探讨大跨度拱桥的设计与分析。
一、拱桥结构的基本原理拱桥是一种由拱体支撑的桥梁结构，其基本原理是利用拱体的受压性能来承受桥梁上的荷载，将桥面上的荷载通过拱体向两侧传递，最终通过桥台和基础传递到地基上。
拱桥的主要受力形式是受压和受拉，主要受力部位是拱体和拱脚。
拱桥结构的基本原理决定了其具有较好的受力性能，能够有效承载大跨度的荷载。
但同时也带来了一定的设计难度，需要综合考虑拱桥结构的形状、材料、受力性能等因素，以确保其安全可靠地承载荷载。
二、大跨度拱桥设计理论1.结构形式选择大跨度拱桥的设计首先需要选择合适的结构形式，常见的结构形式包括单孔拱、多孔拱和连续拱等。
在选择结构形式时需要考虑桥梁的跨度、地形条件、桥梁承载力需求等因素，以确定最适合的结构形式。
2.材料选择拱桥的材料选择对于整个结构的安全性和经济性至关重要。
常见的拱桥材料包括混凝土、钢材和预应力混凝土等，不同的材料具有不同的受力性能和经济性，需要根据实际情况进行选择。
3.受力分析大跨度拱桥在设计过程中需要进行详细的受力分析，包括静力分析和动力分析等。
静力分析主要考虑拱桥在静态荷载作用下的受力情况，动力分析则考虑拱桥在动态荷载作用下的受力情况，例如风荷载、地震等。
4.稳定性分析在大跨度拱桥的设计中，稳定性分析是至关重要的一步，需要考虑拱桥在受力过程中的稳定性问题，以确保其在各种荷载作用下具有良好的稳定性和安全性。
5.施工技术大跨度拱桥的设计还需要考虑到施工技术的问题，包括桥梁的施工方法、施工工艺、施工设备等，以确保整个施工过程安全、高效。
三、大跨度拱桥设计与分析方法1.有限元分析有限元分析是一种常用的大跨度拱桥设计与分析方法，通过建立拱桥的有限元模型，对拱桥在受力作用下的应力、变形等进行计算和分析，以确定拱桥的受力性能和稳定性。
大跨度桥梁(高等桥梁理论)
大跨度桥梁现状与展望
内容简介
一. 二. 三. 四. 五. 六.
大跨度桥梁发展与现状 FRP材料在大跨度桥梁结构中的应用 大跨度桥梁的关键构造及减振措施 桥梁美学考虑 新世纪即将新建的大桥工程 未来的桥梁
3
大跨度桥梁现状与展望 同济大学 大跨度桥梁教研室
一大Biblioteka 度桥梁现状大跨度斜拉桥发展与现状
大跨度悬索桥发展与现状
大跨度桥梁现状与展望 同济大学 大跨度桥梁教研室
高等桥梁结构理论
研 究
第 二 部 分
大跨度桥梁的计算理论
同济大学 肖汝诚 主讲
生
课
程
1
大跨度桥梁现状与展望 同济大学 大跨度桥梁教研室
高等桥梁结构理论
研 究
为 什 么 要 学 习
大跨度桥梁的计算理论？
第一讲：
大跨度桥梁现状与展望
2
生
课
程
大跨度桥梁现状与展望 同济大学 大跨度桥梁教研室
大跨度协作体系发展与现状
大跨度拱桥发展与现状
4
世界大跨径桥梁简介课件
主跨（m ） 330 301 298 270 270 268 265 260 260 260
重庆市石板坡长江复线桥——建成于2006年，主跨330m，世界第一跨径的梁式桥。
世界大跨径桥梁简介
拱桥——是我国最常用的一种桥梁型式，其式样之多，数量之大，为各种桥型之
冠。由于我国是一个多山的国家，石料资源丰富，因此拱桥多以石料为主。
上海卢浦大桥——2003年月通车，
主跨达550米，也是当时的世界第一
世界大跨径桥梁简介
美国新河峡谷大桥——美国新河峡谷大桥是一
座主跨518m的上承式钢桁架拱桥，建成于1976年， 当时的世界第一，现在的第三名。
悉尼港大桥——建于1924～1932年。
世界著名大跨度钢拱桥。 该桥是澳大利亚的跨悉尼港城市桥， 跨度为503米,居世界拱桥的第五位。
俄罗斯岛大桥——目前最大跨度的
斜拉桥，2012年9月开通。 中央跨度达1104米，总长度 为3.1公里，系世界上最长的 斜拉桥。
苏通长江大桥——位于中国江苏省，
连接苏州和南通两座城市，2008年
6月建成通车。主跨跨径为1088米，
是当时世界跨径最大斜拉桥。
创下多项世界第一。
世界大跨径桥梁简介
日本多多罗大桥——是连接广岛县的生口岛及
中国
香港昂船洲大桥
中国
湖北鄂东长江大桥
中国
多多罗大桥
日江公路大桥
中国
湖北荆岳大桥
中国
Incheon Bridge
韩国
厦漳大桥
世界大跨径桥梁中简介国
建成年份
2012 2008 2009 2010 1999 1995 2013 2010 2009 2013
主跨（m）
大跨度桥梁基本概念及设计流程PPT课件
•
斜拉桥主孔跨度1088米，列世界第一；
• 主塔高度306米,列世界第一；
•
斜拉索的长度580米,列世界第一；
•
群桩基础平面尺寸113.75米 × 48.1米，列世界第一。
§1.2 大跨度桥梁建设现状与未来特大桥规工程
1.2.3 斜拉桥
上海长江大桥
万里长江第一门户桥
世界上最大的公轨合建斜拉桥
大桥全长16.5km，包括约10km的跨江 桥梁和6.5km的接线道路。
1957
§1.2 大跨度桥梁建设现状与未来特大桥规工程
武汉市待建成的几座长江大桥
1、沌口长江大桥
主跨760m；主桥宽46m，是长江上最宽的桥
是武汉市四环线跨越长江的节点工程，位于白沙洲长江大桥和军山长江大桥之 间，是武汉市长江上的第九座大桥
42
§1.2 大跨度桥梁建设现状与未来特大桥规工程
武汉市待建成的几座长江大桥 2、杨泗港长江大桥
常用名词
1.跨度 2.计算跨径 3.净跨径 4.总跨径
5.桥 长 6.桥下净空 7.桥梁建筑高度
§1.1 大跨度桥梁的基本概念与结构体系
1、跨度
2、计算跨径
也称跨径，常指计算跨径，用l 表示，是指桥梁两相邻 墩支座中心间的距离。
表示桥梁的跨越能力，对多跨桥，最大跨度称为主跨， 是表征桥梁技术水平的重要指标。
特大、大、中、小桥的跨径划分为：
注：单孔跨径Lｋ是指标准跨径
§1.1 大跨度桥梁的基本概念与结构体系
大跨度桥梁
✓顾名思义，跨度较大的桥梁即为大跨度桥梁； ✓单 跨 跨 径 大 于 40m 、 多 孔 跨 径 大 于 100m 的 桥
梁即为大跨度桥梁； ✓大跨度桥梁包括规模大（长桥）、跨度大两种
大跨度拱桥设计
大跨度拱桥设计大跨度拱桥是指跨度大于500米的拱形桥梁，它在现代桥梁工程中扮演着重要的角色。
大跨度拱桥设计的目标是在保证结构安全和经济性的前提下，实现最佳的桥梁性能。
本文将从结构设计、荷载分析和材料选择等多个方面来探讨大跨度拱桥的设计。
一、结构设计大跨度拱桥的结构设计是关键的一步，它直接影响到桥梁的稳定性和承载能力。
一种常见的设计方法是采用悬索系统来支撑桥面，悬索与拱形桥塔之间形成一个平衡的力学体系。
此外，也可以采用梁-拱混合结构，将拱形桥塔与梁桥结合起来，以增加桥梁的稳定性和承载能力。
二、荷载分析荷载分析是大跨度拱桥设计中必不可少的一步，它决定了桥梁的承载能力和安全性。
在荷载分析中，需要考虑到静荷载、动荷载和环境荷载等多个方面。
静荷载主要包括桥面自重、支撑体系重量和荷载响应引起的力和应力等，动荷载则考虑到车辆荷载和行人荷载等变动的载荷。
此外，还需考虑到风荷载、温度荷载和地震荷载等环境荷载对桥梁的影响。
三、材料选择在大跨度拱桥的设计中，材料的选择起着至关重要的作用。
常见的桥梁材料包括钢材、混凝土和复合材料等。
钢材具有强度高、韧性好和施工方便等优点，适用于大跨度拱桥的结构部件制造。
混凝土则具有耐久性好、成本低和施工速度快等特点，常用于拱形桥塔的建设。
此外，在某些情况下，也可以考虑使用复合材料来替代传统材料，以提高桥梁的性能和使用寿命。
四、桥梁监测与维护桥梁的监测与维护是大跨度拱桥设计的重要环节。
监测系统可以用来实时监测桥梁的状态和性能，及时发现并处理潜在的问题。
维护工作包括定期巡检、病害修复和涂料保护等，旨在延长桥梁的使用寿命和确保桥梁的安全运行。
综上所述，大跨度拱桥设计需要从结构设计、荷载分析和材料选择等多个方面综合考虑。
在设计过程中，需要确保桥梁的结构安全和经济性，并兼顾桥梁的稳定性和承载能力。
通过合理的结构设计、准确的荷载分析和合适的材料选择，可以实现大跨度拱桥的高效建设和安全运行。
同时，桥梁监测与维护工作也是不可忽视的一部分，它能够及时发现问题并采取相应的措施，以保证桥梁的长期使用和安全性。
结构设计知识：大跨度拱桥结构的设计与分析
结构设计知识：大跨度拱桥结构的设计与分析大跨度拱桥是一种常见的桥梁结构，通常用于跨越河流、峡谷或山谷等场所。
它的设计和分析需要考虑到诸多因素，包括桥梁的荷载、抗力、建筑材料、施工工艺等。
本文将从大跨度拱桥结构的设计与分析入手，详细介绍该领域的知识和技术。
一、大跨度拱桥结构的特点大跨度拱桥结构具有以下几个特点：1.较大的跨度：大跨度拱桥一般指跨度在200米以上的桥梁，有些甚至可以达到上千米。
这种大跨度要求桥梁结构具有良好的刚度和稳定性，以支撑起整个桥梁的自重和外部荷载。
2.拱形结构：拱桥是由一系列由张力和压力成员相互连接的曲线构成的，它的曲线形状可以是圆形、椭圆形、抛物线形或者双曲线形。
拱桥的主要受力形式是受压和受拉，通过压力和张力的相互作用来使整个结构保持稳定。
3.高度较大：大跨度拱桥由于要跨越较长的跨度，所以通常拱桥的拱顶高度较大，这既可以提高桥梁的承载能力，又能够增加桥梁的视觉美感。
4.自重较大：由于大跨度拱桥的结构体积和建筑材料消耗较大，所以整体的自重也会较大，这要求桥梁结构具有足够的承载能力。
5.施工难度大：大跨度拱桥的施工难度较大，对施工工艺和技术要求较高，需要采用特殊的施工设备和工艺方法。
二、大跨度拱桥设计的主要内容大跨度拱桥设计的主要内容包括结构分析、荷载计算、材料选用、梁体计算、节点处理、支座设计、地震效应分析等。
以下将对这些内容依次进行介绍。
1.结构分析结构分析是大跨度拱桥设计的第一步，其目的是确定桥梁的内力、位移和应力分布情况。
结构分析一般采用有限元分析方法，通过建立桥梁结构的有限元模型，计算桥梁在各种荷载作用下的受力情况。
在分析的过程中，要注意考虑到桥梁的非线性效应，包括几何非线性、材料非线性和接触非线性等。
2.荷载计算荷载计算是指根据实际使用条件和规范要求，计算桥梁在使用过程中受到的各种荷载，包括静荷载、动荷载、温度荷载、风载、地震荷载等。
荷载计算是确定桥梁结构受力情况的基础，也是桥梁设计的重要内容。
桥梁工程概论-第九章
问题讨论： 为什么说钢筋混凝土连续梁仅适用于跨度 小于20m的情况？跨度大了会出现什么问 题？
二、跨径划分与梁高变化
按跨径分：等跨连续梁、不等跨连续梁； 按梁高分：等高度连续梁、变高度连续梁；
• 钢梁（钢桁架）； • 用钢量大、行车性能一般；
• 混凝土连续梁（刚
• 性能较好、工法成熟；
构）；
• 拱桥；
• 造型美观、造价低廉，但
施工难度大；
• 斜拉桥。
• 跨度小于200m时优势难以
发挥
第一节 概述(1)——问题的提出
综合受力性能、可施工性、造价、维护等因 素，连续体系最为常用。
第一节 概述(1)——优点及材料
板式 • 跨度：L=15~30m • 厚度：H=0.8~1.2m • 应用：多用于立交桥的斜交
板、异形板，施工采用现浇 方式。 T形梁 • 跨度：L=30~50m • 厚度：H=1.6~2.5m • 应用：受力整体性差、负弯 矩区承压面积不够大，基本 淘汰。
三、截面形式及尺寸(1)
2、箱形截面
逐跨施工法： 利用梁体架设设备或空中浇筑 平台，逐跨架设或浇筑梁体、然后张拉预应力 将梁体连结为一体的一种施工方法。
第二节 预应力混凝土连续梁桥
主要内容:
力学特点及适用范围 跨径划分与梁高变化 截面形式及尺寸 预应力钢筋布置
一、力学特点及适用范围
恒载、活载作用下跨 中弯矩比简支梁小(经 济);
布置： 分散均匀布置， 0.5~1m布置1束（取决于张 拉吨位、扩散角）;
位置：腹板内； 材料：精轧螺纹钢筋。
大跨径桥梁理论悬索桥概要课件
桥塔施工通常采用滑模施工法或爬模施工法。在施工过程中 ，需先进行基础施工，然后进行桥塔柱的施工。施工过程中 需严格控制桥塔的垂直度、偏位和截面尺寸，确保桥塔的稳 定性和承载能力。
悬索桥的加劲梁构造与施工
要点一
加劲梁构造
要点二
加劲梁施工
悬索桥的加劲梁是连接主缆和桥面系的重要构件，通常采 用钢结构。加劲梁的形状和截面尺寸需根据桥梁跨度、荷 载等条件进行优化设计，同时需考虑加劲梁在荷载作用下 的刚度和稳定性。
施工经验
总结该桥的施工经验，如 施工组织设计、现场管理 措施、安全生产保障等方 面的成功做法。
实例三：某跨海悬索桥的运营维护与问题对策
运营维护
阐述某跨海悬索桥的运营维护 工作内容，包括日常检查、定
期维修、特殊检测等。
对策措施
介绍针对上述问题采取的对策 措施，如防腐涂层维护、桥面 修复技术、排水系统清理等。
施工图设计：根据优化后的设计方案，进行详细的施工图 设计，包括各构件的尺寸、配筋、材料等方面的详细规定 。
03
CATALOGUE
悬索桥的构造与施工技术
悬索桥的主缆构造与施工
主缆构造
悬索桥的主缆是承受桥梁荷载的主要构件，通常由高强度钢丝或钢绞线组成。主缆的截面形状一般为圆形或扁平 形，其截面面积和形状需根据桥梁跨度、荷载等条件进行优化设计。
扭转振动：悬索桥在横向风荷载作用 下可能产生扭转振动，设计中需采取 措施减小其振幅和频率。
风致振动：大跨度悬索桥对风荷载敏 感，可能发生涡激共振、颤振等风致 振动现象，需进行风洞试验以评估桥 梁抗风性能。
悬索桥的设计方法与流程
悬索桥设计方法与流程涉及桥梁设计的整个过程，包括初 步设计、详细设计和施工图设计等阶段。以下是主要步骤
大跨度桥梁
大跨度桥梁大跨度桥梁1.大跨度桥梁现状及未来发展趋势1.1斜拉桥斜拉桥是现代大跨度桥梁的重要结构形式，特别是在跨越峡谷、海湾、大江、大河等不易修筑桥墩和由于地质的原因不利于修建地锚的地方，往往选择斜拉桥的桥型。
它的受力体系包括桥面体系，支承桥面体系的缆索体系，支承缆索体系的桥塔。
斜拉桥不仅能充分利用钢材的抗拉性能、混凝土材料的抗压性能，而且具有良好的抗风性能和动力特性。
它以其跨越能力大，结构新颖而成为现在桥梁工程中发展最快，最具有竞争力的桥型之一。
斜拉桥作为一种拉索体系，比梁式桥的跨越能力更大，是大跨度桥梁的最主要桥型。
斜拉桥是我国大跨径桥梁最流行的桥型之一。
目前为止建成或正在施工的斜拉桥共有30余座，仅次于德国、日本，而居世界第三位。
而大跨径混凝土斜拉桥的数量已居世界第一。
中国至今已建成各种类型的斜拉桥100多座，其中有52座跨径大于200米。
20世纪80年代末，我国在总结加拿大安那西斯桥的经验基础上，1991年建成了上海南浦大桥（主跨为423米的结合梁斜拉桥），开创了中国修建400米以上大跨度斜拉桥的先河。
我国已成为拥有斜拉桥最多的国家。
今后斜拉桥的体系多以漂浮式或半漂浮为主。
半漂浮式可用柔性墩或在塔上设水平拉索阻止桥面过分的漂浮，所有这些都是为了抵抗温度变形及地震。
斜拉桥的发展趋势主要表现在如下几个方面：1）桥面继续轻型化，跨径继续增大，中小跨径也具有竞争力2）塔架构的多样化3）多跨多塔斜拉桥1.2悬索桥悬索桥是特大跨径桥梁的主要形式之一，除苏通大桥、香港昂船洲大桥这两座斜拉桥以外，其它的跨径超过1000m以上的都是悬索桥。
如用自重轻、强度很大的碳纤维作主缆理论上其极限跨径可超过8000m。
迄今为止世界上已出现三个悬索桥大国，即美国、英国与日本。
全球各类悬索桥的总数已超过100座。
美国在悬索桥的发展上花了将近100年的时间，技术上日趋成熟，为全球悬索桥的发展奠定了基础，并首先使悬索桥成为跨越千米以上的唯一桥型。
《土木工程施工》课件-第9章-大跨度桥梁施工
施 工
采用悬浇时必须考虑施工期间的结构稳定性,如0号墩
施工时，在桥墩两侧加设临时支承或支墩，将0号块临时支
承于托架两侧，临时支承采用硫磺水泥砂浆块、砂筒或砼
块，以便结构体系转换时，释放临时固定设施。
0#
15
第
9 章
9.3 大跨度桥梁施工
大
跨
度 桥
9.3.2. 悬臂施工方法
梁 （1） 悬臂浇筑施工方法
梁
悬臂施工分为悬臂浇筑（悬浇）和悬臂拼装（悬拼）。
施
工
工艺原理
悬浇法是当桥墩浇筑到顶后,在墩顶安装脚手钢桁架并向两 侧伸出悬臂以供垂吊挂篮，对称浇筑砼。
悬拼法是将逐段分成预制块件进行拼装，穿束张拉，自成 悬臂。
悬臂施工适用大跨径预应力箱形截面的连续梁和T形刚构
等桥型施工，对桥下的通航干扰小，充分利用预应力砼的
施 工
悬臂浇筑主要施工设备——挂篮
挂篮由主桁架、悬吊系与 平衡重、行走系统、工作 平台和底模组成。
用挂篮浇筑墩侧几对梁段 时,先将两侧挂篮的承重结 构连在一起（图a），浇筑 一定长度后，将两侧挂篮
的承重结构分开（图b)。
16
第
9
章 9.3.2. 悬臂施工方法
大
（2） 悬臂浇筑施工方法
跨
度
桥
梁
施
抗拉和承受负弯矩的特性。
13
第
9 章
9.3 大跨度桥梁施工
大
跨
度 桥
9.3.2. 悬臂施工方法
梁 （1） 悬臂浇筑施工方法
施
工
悬浇时,由墩顶段（0#块）开始，分段两侧对称浇筑。
0#
连续梁桥悬臂施工示意图
14
第
大跨度桥梁理论
答：1、多多罗xx技术特点：①采用混合梁技术。
中间墩支撑着中间梁。
边跨外端采用预应力混凝土梁，通过和钢梁连接来支撑其他边跨和中跨，从而形成混合梁体系。
这些边跨设计为短小的沉重的，并且具有足够的刚度，来支撑长但轻的中跨，并维持足够的刚度。
②斜拉索在两个主塔间形成多扇面线性，在倒Y形塔顶单锚点，从而提高梁的抗扭刚度。
③塔和梁的组合形状，特殊设计的索面，以及空气动力稳定性来保证结构的独立性。
④在安装梁时水中没有设置临时墩。
在悬臂前端采用运输起重机从海面上将梁体直接吊起。
这个工作依赖于边梁和塔处主梁之间的平衡。
2、增加中跨的可行性原因：斜拉桥优点：①当中跨达到1300m时，在经济效益和结构特点方面斜拉桥和悬索桥没有明显差异。
②当斜拉桥中跨达到1000m时，非线性影响不大。
这说明常规的中跨500m斜拉桥和1000m斜拉桥相差不大。
③悬索桥需要锚碇。
因此大跨度的斜拉桥比悬索桥要经济。
可行性A建造1300米的跨径斜拉桥没有任何构造上和经济上的问题,所以可以适当增加斜拉桥的跨径.B中间跨在1000米以下的斜拉桥的截面内力和位移没有非线性增加的趋势,这预示着传统的斜拉桥中跨达到500米的设计是可能的.C1300米以下的悬索桥和斜拉桥的结构、经济特性没有明显的差异①斜拉桥存在轴力。
②从500m到2000米，悬索桥的竖向弯矩大于斜拉桥。
③700m处主轴的水平弯矩二者相同，之后悬索桥较高。
④竖向挠度在1100m时二者相同，1100m以下悬索桥较高，1100m以上斜拉桥较高。
⑤700m以下二者的水平挠度相同，之后斜拉桥较高。
⑥总用钢量在1500m以下时基本相当。
3、斜拉桥按目前水平可以做多大通过索的制作方法的改进，锚碇和挖掘方式的进步，结构分析功能的进一步提高，以及对结构体系更多的认识，实验的研究和技术的进步，以我们现在的水平，建造2000m级别的斜拉桥已经不存在技术问题。
有的学者研究发现，按照现在的技术水平，修建4000m的斜拉桥也是可行的。
第6章 大跨度超静定梁桥的理论分析
但受力的结构是在不同阶段是不同的。 纵向分段施工—常说的分段施工： 将要建造的结构在纵向分为若干段， 通过一定的施工方式逐段进行建造， 最终形成所要求的结构。 这种施工的特点是一定要进行体系转换。悬拼和悬浇是分段施工常见的两种形式。 2）分段施工的发展 分段悬臂施工的方法最早是在钢桥施工中采用。而现代混凝土桥的分段施工则得益于预应力技术 的发展。法国预应力之父 Freyssinet 在 1945～1948 年首创预制分段施工，德国工程师 Finsterwald 首创预应力混凝土桥挂蓝悬浇分段施工技术，使预应力混凝土梁式桥跨度首次突破 100m，以后在全世 界范围迅速发展。 从 1950～1965 年近 15 年间， 仅欧洲就建造了 300 多座跨度 76 米以上的悬臂施工预 应力混凝土桥。 国内发展相对晚一些，但 20 世纪 80 年代后，发展非常迅速，采用这种方法，建造了多座大跨度 混凝土桥。随着多跨长桥和高架桥梁的建造，又出现了与之相适应的逐跨移模施工和逐段延伸施工。 3）分段施工的分类 分段施工方法，在不同国家和地区有不同的分类方法或给予不同的称呼。 日本分类：悬臂施工法、顶推施工法和移动支架施工。 美国分类：悬臂施工法、顶推施工法和逐跨施工法。 国内一般将其分为：悬臂施工、逐跨施工、逐段施工和顶推施工四种方法。 （1）悬臂施工 包括悬臂拼装和悬臂浇注两种方式。施工的方法是在已建成的桥墩上，沿相邻两个跨径方向平衡 对称地逐段施工，如图 6-2 所示。采用悬臂施工的必要条件是整个施工过程中必须保证墩顶与梁体固 结，并且桥墩能承受施工过程中的最不利不平衡弯矩。由于在悬臂施工时梁体内出现负弯矩，对混凝 土桥必须在梁体的上缘逐段施加预应力， 使其与已施工的梁段连成整体。 这种施工方法适用于刚架桥、 梁式桥、连续桁架桥、斜拉桥等多种桥型的施工。
探析大跨度桥梁设计的设计要点与优化策略
探析大跨度桥梁设计的设计要点与优化策略大跨度桥梁是指跨度超过1000米的桥梁，通常被用于跨越江河、海湾及山谷等地形复杂的地区。
大跨度桥梁设计的要点和优化策略是非常重要的，它们直接影响着桥梁的安全性、经济性和可持续性。
本文将从结构设计、材料选用、施工工艺等方面，探析大跨度桥梁设计的关键要点及优化策略。
一、结构设计1. 桥梁结构形式选择大跨度桥梁的结构形式选择是首要考虑的问题。
常见的大跨度桥梁结构形式主要包括梁式桥、斜拉桥、悬索桥和拱桥。
在选择结构形式时，需要考虑地质条件、风荷载、施工工艺等多方面因素。
一般而言，斜拉桥适用于跨度超过500米，特别适合跨越水域的大跨度桥梁；悬索桥适用于跨度在1000米以上的超大跨度桥梁，适合跨越海湾等大跨度空间；梁式桥适用于跨度较小的大跨度桥梁，其结构简单，建造成本低；拱桥适用于山谷等地形复杂的地区，美观性较强。
2. 结构的受力分析在大跨度桥梁的设计中，受力分析是至关重要的。
需要充分考虑桥梁在风荷载、地震作用、温度变化等外部载荷作用下的受力情况，确保桥梁结构的稳定性和安全性。
特别是在风荷载的作用下，需要进行风洞实验和风-桥-人三体耦合分析，以保证桥梁的抗风性能。
3. 结构的挠度控制大跨度桥梁在设计中需要严格控制结构的挠度。
挠度是桥梁结构的一项重要指标，影响着桥梁的使用寿命和安全性。
在设计中需要通过合理的结构设计和截面配置，控制结构的挠度和变形，保证桥梁在使用中的稳定性和安全性。
二、材料选用1. 高强度材料的应用在大跨度桥梁的设计中，高强度材料的应用是至关重要的。
高强度材料具有抗拉强度高、疲劳性能好等特点，可以有效提高桥梁的承载能力和抗震性能。
在大跨度桥梁的设计中，需要优先选用高强度混凝土、高强度钢材等材料，以提高桥梁的整体性能。
2. 耐久性材料的选择大跨度桥梁一般使用寿命较长，因此在材料选用上需要注重耐久性。
对于混凝土结构，可以选用耐冻融、耐盐雾、抗硫酸盐侵蚀等性能优良的混凝土材料；对于钢结构，可以选用耐腐蚀、耐疲劳等性能优良的钢材。
大跨度桥梁
大跨度桥梁1.大跨度桥梁现状及未来发展趋势1.1斜拉桥斜拉桥是现代大跨度桥梁的重要结构形式，特别是在跨越峡谷、海湾、大江、大河等不易修筑桥墩和由于地质的原因不利于修建地锚的地方，往往选择斜拉桥的桥型。
它的受力体系包括桥面体系，支承桥面体系的缆索体系，支承缆索体系的桥塔。
斜拉桥不仅能充分利用钢材的抗拉性能、混凝土材料的抗压性能，而且具有良好的抗风性能和动力特性。
它以其跨越能力大，结构新颖而成为现在桥梁工程中发展最快，最具有竞争力的桥型之一。
斜拉桥作为一种拉索体系，比梁式桥的跨越能力更大，是大跨度桥梁的最主要桥型。
斜拉桥是我国大跨径桥梁最流行的桥型之一。
目前为止建成或正在施工的斜拉桥共有30余座，仅次于德国、日本，而居世界第三位。
而大跨径混凝土斜拉桥的数量已居世界第一。
中国至今已建成各种类型的斜拉桥100多座，其中有52座跨径大于200米。
20世纪80年代末，我国在总结加拿大安那西斯桥的经验基础上，1991年建成了上海南浦大桥（主跨为423米的结合梁斜拉桥），开创了中国修建400米以上大跨度斜拉桥的先河。
我国已成为拥有斜拉桥最多的国家。
今后斜拉桥的体系多以漂浮式或半漂浮为主。
半漂浮式可用柔性墩或在塔上设水平拉索阻止桥面过分的漂浮，所有这些都是为了抵抗温度变形及地震。
斜拉桥的发展趋势主要表现在如下几个方面：1）桥面继续轻型化，跨径继续增大，中小跨径也具有竞争力2）塔架构的多样化3）多跨多塔斜拉桥1.2悬索桥悬索桥是特大跨径桥梁的主要形式之一，除苏通大桥、香港昂船洲大桥这两座斜拉桥以外，其它的跨径超过1000m以上的都是悬索桥。
如用自重轻、强度很大的碳纤维作主缆理论上其极限跨径可超过8000m。
迄今为止世界上已出现三个悬索桥大国，即美国、英国与日本。
全球各类悬索桥的总数已超过100座。
美国在悬索桥的发展上花了将近100年的时间，技术上日趋成熟，为全球悬索桥的发展奠定了基础，并首先使悬索桥成为跨越千米以上的唯一桥型。
公路桥梁中的大跨度桥梁设计
公路桥梁中的大跨度桥梁设计发布时间：2021-01-25T01:49:02.037Z 来源：《防护工程》2020年29期作者：罗川南1 付静宜2[导读] 大跨度桥梁的主要形式包括斜拉桥、拱桥以及悬索桥，其中应用最广泛的是斜拉桥及悬索桥，斜拉桥的发展速度最快，而悬索桥是桥梁领域发展的领头羊。
锡林郭勒盟乾图交通设计有限责任公司内蒙古锡林浩特市 026000摘要：交通运输业是促进社会经济发展的基础产业。
为了保证交通运输行业的稳定发展，人们需要提高公路桥梁建设水平。
分析了大跨度桥梁的结构以及设计中存在的问题，提出了大跨度桥梁的优化设计方案，详细阐述了大跨度结构设计在公路桥梁中的应用。
关键词：超长栈桥；大跨度；钢桁架；钢柱；栈桥设计随着我国经济的快速发展，大跨度桥梁需求不断增加，近些年来，我国加大了对大跨度桥梁的研究力度。
虽然随着大跨度桥梁建设规模的扩大及建设技术水平的提高，相关的设计、建设理论越来越完善，但是因受施工环境、人为因素、技术性难题等因素影响，大跨度桥梁设计中仍然存在部分问题。
为了改善大跨度桥梁设计过程中存在的薄弱环节，设计人员需要根据大跨度桥梁的相关理论进行技术创新研究，遵循“安全、舒适、经济、美观”的原则，抓住设计重点，完善优化设计方案，使大跨度桥梁建设成效更加显著。
一、大跨度桥梁的结构以及设计中存在的问题大跨度桥梁的主要形式包括斜拉桥、拱桥以及悬索桥，其中应用最广泛的是斜拉桥及悬索桥，斜拉桥的发展速度最快，而悬索桥是桥梁领域发展的领头羊。
近年来，我国建成了很多跨海大桥，其规模、长度以及施工水平都达到了世界领先水平，如港珠澳大桥和青岛海湾大桥等，前者在2018年通车，全长达到5500m，长度为斜拉桥世界之最，后者则是斜拉桥和悬索桥巧妙结合起来，全长达到2670.7m。
随着社会经济的快速发展，桥梁的跨度将朝着更长、更大、更柔的方向发展，因此在大跨度桥梁建设与设计方面仍然需要不断的探索研究[1]。
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大跨度桥梁概论
Ø 大跨度桥梁的基本类型及应用 Ø 大跨度桥梁的现状和发展趋势 Ø 设计大跨度桥梁需要掌握的基本理论 Ø 国内外大跨度典型桥梁
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大跨度桥梁的基本类型
梁桥 悬臂梁桥 连续梁桥 上承式拱桥 拱桥 大跨度桥梁 中承式拱桥 下承式拱桥 T型刚构桥 刚构桥 斜腿刚构桥 连续刚构桥 斜拉桥 悬索桥 组合结构 静定结构 超静定结构
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大跨度桥梁的基本类型及应用——拱桥
拱桥的三种承重方式
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大跨度桥梁的基本类型及应用——拱桥
上承式拱桥
重庆万州长江大桥
美国那瓦约大桥
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大跨度桥梁的基本类型及应用——拱桥
中承式拱桥
浙江千岛湖威坪公路大桥
上海卢浦大桥
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大跨度桥梁的基本类型及应用——拱桥
下承式拱桥
广东深圳彩虹大桥
德国费马恩海峡大桥
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大跨度桥梁的基本类型及应用——刚构桥
Ø 对于同样的跨径，在相同的外力作用下，刚构 桥的跨中正弯矩比一般梁桥要小。 Ø 刚构桥跨中的建筑高度可以做得较小，能尽量 降低线路标高以改善桥的纵坡，当桥面标高已 确定时，可以增加桥下净空 。 Ø 刚构桥通常采用预应力混凝土结构 。
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大跨度桥梁的基本类型及应用——斜拉桥
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大跨度桥梁的基本类型及应用——拱桥
Ø 由于拱桥造型优美、跨越能力强，长期以来一直是大 跨径桥梁的主要形式之一 。 Ø 拱桥以承受轴向压力为主的拱圈或拱肋作为主要承重 构件，对下部结构和基础要求较高 。 Ø 大跨度拱桥一般采用钢筋混凝土或钢材建造。 Ø 按拱圈的静力体系分为无铰拱、双铰拱和三铰拱，前 二者为超静定结构，后者为静定结构。
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大跨度桥梁的现状和发展趋势
大跨度桥梁的现状——悬索桥
排序 1 2 3 4 5 6 7 8 9 9 10 12 13 31 桥 名 明石海峡大桥 舟山西堠门大桥 大贝尔特东桥（Great Belt East） 润扬长江公路大桥南汊桥 恒比桥(Humber) 江阴长江公路大桥 青马大桥 费拉赞诺桥(Verrazana-Narrows) 金门大桥(Golden Gate) 武汉汨逻江长江公路大桥 霍加大桥(Hoga Kusten) 麦金内克桥(Mackinac) 塔盖司桥(Tagus) 主跨 1991 1650 1624 1490 1410 1385 1377 1298.5 1280 1280 1210 1158 1104 桥址 日本本州四国联络线 （神户－鸣门） 中国 丹麦 中国 英国 中国 香港 纽约，美国 旧金山，美国 中国 瑞典 美国 里斯本，葡萄牙 年份 1998 2004 1997 2005 1981 1999 1998 1964 1937 2003 1997 1957 1960
大跨度桥梁的现状和发展趋势
大跨度桥梁的发展趋势——索结构方向发展
Ø 特大跨桥梁采用以斜缆为主的空间网状承重体系或采用 悬索加斜拉的混合体系。有多座大型桥梁的方案设计中 采用了协作体系，如土耳其伊兹米特海峡大桥以及我国 的伶仃洋东航道桥。
Ø 采用流线型钢箱或采用轻型而刚度大的复合材料作加劲 梁。 Ø 采用自重小强度高的碳纤维材料做主缆。
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大跨度桥梁的现状和发展趋势
大跨度桥梁的历史
Ø 纵观世界桥梁建筑发展的历史，与社会生产力的发展， 工业水平的提高，施工技术的进步、数学、力学理论的 进展、计算机技术的改革等方面都有关系，尤其和建筑 材料的关系比较密切。 Ø 17世纪中期以前，建筑材料基本上只限于土、石、砖、 木等材料，采用的结构也简单。 Ø 17世纪70年代开始使用生铁，19世纪初开始使用熟铁建 造房屋与桥梁，由于这些材料的本身缺陷，使土木工程 的发展仍然受到限制。
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大跨度桥梁的现状和发展趋势
大跨度桥梁的发展趋势——结构轻型化方向发展
Ø 悬索桥采用钢箱加劲梁，斜拉桥在密索体系的基础 上采用开口截面甚至是板，使梁的高跨比大大减 少，非常轻颖。 Ø 拱桥采用少箱甚至拱肋或桁架体系；梁桥采用长悬 臂、板件减薄等，这些都使桥梁上部结构越来越轻 型化。
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大跨度桥梁的现状和发展趋势
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大跨度桥梁的现状和发展趋势
大跨度桥梁的现状——混凝土梁桥
排序 1 2 3 4 4 5 6 6 6 7 8 8 8 8 8 33 桥 名 重庆石扳坡长江大桥复线桥主跨 斯托尔马桥(Stolma) 拉托圣德桥(Raftsundet) 亚松森桥（Asuncion） 虎门大桥辅航道桥 云南元江大桥 门道(Gateway) 瓦洛得（Varodd-2）桥 宁德下白石大桥 隆纳高速泸洲长江二桥 道特（Doutor）桥 斯克夏桥（Skye） Confederation桥 重庆黄花园嘉陵江大桥 重庆马鞍石嘉陵江大桥 主跨 330 301 298 270 270 265 260 260 260 252 250 250 250 250 250 连续刚构 连续刚构 三跨T构 连续刚构 连续刚构 连续刚构 连续梁 连续刚构 连续刚构 连续刚构 连续刚构 带挂梁的T构 连续刚构 连续刚构 结构型式 桥址 中国 挪威 挪威 巴拉圭 中国 中国 澳大利亚 挪威 中国 中国 葡萄牙 英国 加拿大 中国 中国 年份 2004 1998 1998 1979 1997 2003 1985 1994 2003 2001 1991 1995 1997 1999 2002
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大跨度桥梁的基本类型及应用——刚构桥
斜腿刚构桥
石太客运专线孤山大桥
荷属安的列斯 朱丽安娜女王桥
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大跨度桥梁的基本类型及应用——刚构桥
Ø T形刚构便于施加预应力，在两个伸臂端上挂 梁后可做成很大跨度的刚架，在要跨越深水、 深谷、大河急流的大跨桥梁中常被应用 。 Ø 连续刚构桥有较好的抗震性能 。 Ø 斜腿刚构造型轻巧美观，当建造跨越陡峭河岸 和深邃峡谷的桥梁时，采用这类刚架型式往往 既经济又合理 。
Ø 在吊索的悬吊下，加劲梁相当于多个弹性支承上的连 续梁，弯矩显著减小；吊索将主梁的重力传递给主 缆，承受拉力；桥塔将主缆支起，主缆承受拉力，并 被两侧的锚碇锚固；桥塔承受主缆的传力，主要受轴 向压力，并将力传递给基础。 Ø 悬索桥的刚度最小，属于柔性结构，在车辆荷载作用 下，悬索桥将产生较大的变形。另外，悬索桥风致振 动及稳定性在设计和施工中也需予以特别的重视。
大跨度桥梁的现状和发展趋势
大跨度桥梁的现状——斜拉桥
排序 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 10 桥 名 苏通大桥 昂船州大桥 多多罗桥（Tatara） 诺曼底桥（Normandie） 南京长江三桥 南京二桥南汊桥 武汉白沙洲长江大桥 青州闽江大桥 上海杨浦大桥 中央名港大桥 上海徐浦大桥 主跨 1088 1018 890 856 648 628 618 605 602 590 590 桥址 中国 中国，香港 日本本州四 国联络线 法国 中国 中国 中国 福州 上海 日本 上海 年份 2003 2004 1999 1995 2005 2001 2000 2001 1993 1996 1997 备注 混合梁 混合梁 主跨钢箱，两端混凝土梁 主跨钢箱，其余混凝土梁 “人”字弧线形钢塔斜拉桥，主 梁钢箱 钢箱梁 钢箱梁，两端87m混凝土梁 钢与混凝土结合梁 钢与混凝土结合梁 钢箱梁 主跨结合梁，边跨混凝土梁
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大跨度桥梁的基本类型及应用——悬索桥
地锚式悬索桥
湖南矮寨大桥
丹麦大海带桥
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大跨度桥梁的基本类型及应用——悬索桥
自锚式悬索桥
浙江杭州江东大桥
辽宁朝阳麒麟大桥
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大跨度桥梁概论
Ø 大跨度桥梁的基本类型及应用 Ø 大跨度桥梁的现状和发展趋势 Ø 设计大跨度桥梁需要掌握的基本理论 Ø 国内外大跨度典型桥梁
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大跨度桥梁的现状和发展趋势
大跨度桥梁的历史
Ø 19世纪中叶钢材的出现，及其后出现的高强度钢材，使 桥梁工程的发展获得了第一次飞跃，跨度不断加大。 Ø 20世纪初，钢筋混凝土的应用，以及30年代兴起的预应 力混凝土技术，使得桥梁建设获得了廉价、耐久、刚度 和承载力均很大的建筑材料，从而推动了桥梁的发展产 生第二次飞跃。 Ø 20世纪50年代以后，随着计算机技术和有限元技术的迅 速发展，使得人们能够方便地完成过去不可能完成的大 规模结构计算，这使桥梁工程的发展获得了第三次飞 跃。
大跨度桥梁的基本类型及应用——刚构桥
Ø 刚构桥的外形与梁桥相似，但刚构桥的上部结构 与下方支脚部分是完全刚结在一起的。 Ø 刚构桥是梁和柱(或竖墙)整体结合的桥梁结构。 Ø 在竖向移动荷载作用下，梁部主要受弯，柱脚处 有水平推力，受力状态介于梁桥和拱桥之间 。 Ø 刚构桥一般可采用T形刚构桥、连续刚构桥、斜 腿刚构桥三种类型。
大跨度桥梁的现状和发展趋势
大跨度桥梁的现状——混凝土拱桥
排序 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 34 桥 名 上海卢浦大桥 新海峡桥New River Gorge 贝永桥Bayonne 悉尼港桥 重庆巫山长江大桥 万县长江大桥 克尔克桥 弗里芝特桥Fermont 益阳茅草街大桥 曼港桥Port Maun 广州丫髻沙大桥 塔歇尔桥Thatcher 南宁永和大桥 拉比奥莱特桥Livio Lotte 贵州江界河大桥 主跨 550 518 504 503 460 420 390 383 368 366 360 344 338 335 330 拱肋 钢箱 钢桁架 钢桁架 钢桁架 钢管混凝土 钢骨混凝土箱拱 混凝土箱形拱 钢拱 钢管混凝土拱 钢拱 钢管混凝土 钢拱 钢管混凝土拱 钢拱 混凝土拱 桥址 中国 美国 美国 澳大利亚 中国 中国 前南斯拉夫 美国 中国 美国 中国 巴拿马 中国 加拿大 中国 年份 2003 1977 1931 1932 2005 1997 1980 1973 2006 1964 2000 1962 2002 1967 1995
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