桥梁美学

内容： 地形测量、地史、地质资料收集、物探、钻孔、标准 贯入度试验、土质、岩石试验、平板荷载试验、地下水位。目的： 桥位、桥长、分孔、下部结构位置、持力层选定、土 的容重、内摩擦角、粘着力、允许承载力、沉降量计算和施工方法。 海洋、气象调查 内容： 潮流、潮位、波浪压力、波浪高度、航行船舶、风速、 降水量、气温、雾、雪。 目的： 计算水压、潮压、波浪压力、决定桥梁分孔、桥下净 空、风荷载、温度变化量、施工方法。 河川水文 内容： 流量、流速、水位、航行船舶。 目的：桥梁分孔、桥下净空、施工方法、桥墩形式。 地震 内容： 地震记录、震害记录 目的： 决定设计地震力 附属构造 内容： 电力、电信、水、气管路。目的： 确定附属构造的尺寸。 环境 内容： 渔业、大气污染、噪音、振动、景观、文物 目的： 施工方法与环境保护措施。 初步设计 目的： 就选定的桥型进行更详细的研究，决定基本结构。 内容： 桥梁线型、桥长、跨径、垂跨比、上下不结构形式。 从经济、技术、施工、景观等角度进行方案比选。结合风洞试验和技
6）主塔的形式和基本尺寸 （1）形状 桁架式、刚架式、混合式
在相同的设计条件下，桁架式桥塔的用钢量最少。主塔除了满足 结构功能要求和经济性外，作为地区的标志性建筑，其景观方面的考 虑也是十分重要的。主塔的形式，塔柱的断面和构件的配置等都会出 现一些不经济的设计，但是创造了令人难以忘怀的动人美景。 （2）基本尺寸 塔高：取决于路面标高、主缆线形与垂跨比和主梁的线形 塔柱间距：主要由主缆中心距和加劲梁的形式确定，但选择的 余地较大。
美国悬索桥的特点 1、三跨两铰结构 2、骑跨式垂直吊索 3、加劲桁架主梁、RC桥面板 4、铆、栓接钢制主塔 5、AS施工方法
一、英国的悬索桥 1、The Forth Road Br. 1964 L=1006m Scotland. 欧洲的第一座跨径超过1000m的悬索桥p55 2、Severn Br.
跨越1000m—1930s悬索桥的兴旺发展期(续) 3、Golden Gate Br. 1937 1280m San Francisco Design:Joseph B.Strauss 10,000 tons Steel Caisson Crack 27 years Record for Longest Bridge
第一章绪论
1.1概述 1.2悬索桥发展历史与现状 1.3悬索桥的特点 1.4悬索桥的设计理论
第二章悬索桥的规划与设计
2.1悬索桥的规划 2.2悬索桥的设计
第三章悬索桥抗风设计
3.1桥梁结构对风的反应 3.2抗风设计 3.3制振措施
第四章悬索桥抗震设计
4.1桥梁结构的震害 4.2抗震设计 4.3减震措施
1、悬索桥的线形 平面：原则上应是直线，要注意两岸引道和与桥位地 形的协调。 纵坡：要考虑景观、两岸地形、通航高度与加劲梁最 大挠度的影响。中跨多为1～1.5％抛物线，边 跨为直线坡度，约为中跨的两倍。 横坡：主要考虑桥面排水和车辆行走，和一般桥面相 同，多取1.5～2.0％。
2、主要尺寸 1）跨径布置 地质、地形条件桥塔、台位置悬索桥的跨径 边跨/中跨＝1/4~1/2(0.25~0.5) min:乔治华盛顿桥0.17 max:明石、4月25日桥0.48 边跨的f/L和（边跨/中跨）成正比，小的（边跨/中跨）可以抑制加劲梁 的变形，减小中跨的挠度但是边跨主缆的倾角加大，主缆拉 力增加。 一般取边跨/中跨＝1/2，上部结构的用钢量少，但是中跨变短，可能 将主塔的基础置于深水而导致下部结构工程量的大幅度增加。 乔治华盛顿桥
索长的级数展开？（作业）
弹性理论（Elastic Theory）
1823 Navier（France）柔性悬索桥计算理论 1858 Rankine（UK）刚性悬索桥计算理论 不考虑荷载作用下结构的变形影响。小跨径时满足精度要求。 计算假定 1、主缆完全柔性（只能承受拉力），吊索沿跨密布； 2、主缆线形在加载后保持不变，吊索不变形；3、加劲梁质量、惯性矩 沿跨径不变； 4、加劲梁分段吊装就位，恒载由主缆承担。
1883 Brooklyn Br. East River N.Y.L=486m 混合体系缆索承重桥 Begin of modern suspension bridge ?1903 Williamsburg Br.East River N.Y.L=488m Last suspension bridge by Elastic Theroy. 1909 Manhattan Br.East River N.Y.L=450m Design L.S.Moisseiff First suspension bridge by Deflection Theroy.
1、什么是长大桥？ 2、桥梁的基本类型有哪些？ 3、各种桥型的经济适用跨径为多少？
4、跨径能够超过500m的桥型有那些？ 5、跨径能够超过1000m的桥型有那些？ 6、悬索桥桥的跨度最大，为什么？
悬索桥的起源 构思－猴桥－猴子捞月亮 起源－四川羌族笮部落－笮桥（溜索） 古代悬索桥（主缆用藤条、竹子等） 1、竹索桥（安澜竹索桥宋代） 2、铁索桥（大渡河桥1706年） 19世纪的悬链桥 主缆采用销接的眼杆链 1826 North Wales Menai Strait Br.L=579ft（177m）Design:Telford 1864 Avon River Clifton Br.L=214m Design:I.K.Brunel 现代悬索桥的发展阶段 1、1880s-1960s U.S. 2、1960s-1980s Europe 3、1970s-1990s Japan 4、1990s-China
挠度理论（Deflection Theory）
1877 W.Ritter&1888 J.Melan提出 1934 D.B.Steinman综合挠度理论 计算假定 1、主缆完全柔性（只能承受拉力），吊索沿跨密布；
2、主缆线形在加载后产生竖向变形，吊索不变形； 3、加劲梁质量、惯性矩沿跨径不变； 4、加劲梁分段吊装就位，恒载由主缆承担。
4）锚跨倾角：φ 0 ＝φ 1 ，边跨拉力＝中跨拉力 由于地形限制，两者可以不相等，但为了减小拉力差，两者的差值限 制在10°之内。
加劲梁 （1）类型：桁梁、箱梁 箱梁的特点： 自重轻、梁高小，设计经济构件数目少，涂装维修方便 对荷载作用敏感，变形河耐久性问题 要考虑包含涡激振的抗风稳定性问题 施工方法只能采用节段拼装 （2）加劲梁的基本尺寸 加劲梁的基本尺寸根据桥梁的使用要求河结构设计确定。 a、梁高、宽增加，抗弯、扭刚度增加，对抗风有利。但连 接构件增多，质量加大，主塔和下部结构尺寸要加大。 b、宽度主要由路面宽度决定。 c、梁高没有特别的限制，对箱梁的流线形有影响。
1966 L=988m 流线型箱梁断面与斜吊索出现p63 Second Tacoma? 3、Humber Br. 1981 L=1410m Concrete Tower
丹麦的跨海大桥 The Great Belt Br. 1998 L=1624m P69
欧洲悬索桥的特点 1、三跨连续结构 2、焊接钢塔RC桥塔3、流线型扁平箱梁 4、斜吊索－垂直吊索 5、采用AS施工方法 日本悬索桥的特点 一、起步阶段1960s-1970s 若户桥（367m）关门桥（712）平户桥（465m） 二、发展阶段1980s 因岛桥（770m）大鸣门（876m）濑户大桥 三、成熟阶段1990s 明石海峡大桥 来岛大桥P74 日本悬索桥的特点
简述悬索桥设计理论的发展过程 用公式说明挠度理论比弹性理论的精确性 推导挠度理论的方程 为什么挠度理论的方程是非线性的
桥梁设计的基本原则
安全、经济、适用、美观
长大桥梁建设的基本特点
1、设计周期长 2、施工工期长 3、技术问题复杂 4、资金投入巨大 5、环境与景观因素6、对国民经济的影响 调查有关地区的交通情况 交通组织、管理体制、交通量 预测未来交通量 交通量的增长、区域交通量的变化 选定设计标准 道路等级、行车道数、设计时速、荷载标准等 线路比选 1、选定2-3条可能线路 2、框算线路总工程量 3、比较桥梁的规模和技术难度 4、环境影响的评价 技术委员会 编制技术标准－设计标准、制造标准等 设计标准主要包括：荷载标准（活载、风、地震） 使用材料标准以及荷载组合与提高系数。 地质、地形调查
挠度理论的出现和AS施工方法的完善使得悬索桥的跨 径从500m向1000m跨越成为可能。 跨越1000m—1930s悬索桥的兴旺发展期 1、George Washington Br. 1931 L＝1067m Hudson River N.Y.
Design:Othmar H.AmmannSteel Truss Tower(without concrete-the Depress) 1962 lower deck constrction 2、Oakland Bay Br. 1936 Double 704Leabharlann Baidu San Francisco Biggest under water anchorage Multiple-dome caisson
风的危害—Disaster of Tacoma Narrows Br. Tacoma Narrows Br. 1940 L=853 m Tacoma City 19m/s Wind Induce Collapse Rebuild Stiffening truss Girder 1960s的悬索桥 Verrazano Narrows Br. 1964 L=1298m P54
术问题研究再次进行实地调查。 技术设计 内容： 线型计算、结构分析、构件设计、制图与施工方案的 选择。 注意事项： 了解悬索桥的特性、考虑施工和制造的问题、防止细 部设计产生过大的设计变更。 施工设计内容：最终确定悬索桥的形式、诸参数和各细部尺寸。 中国：与技术设计合并两阶段设计，由设计单位承担。 由设计单位承担绝大部分设计任务。 日本：由桥梁施工企业完成，带案投标。 初步设计——技术设计——施工设计 业主设计事务所施工企业
中国悬索桥的特点 1、起步晚、发展快P222 2、单跨两铰结构 3、扁平钢箱梁 4、RC桥塔 5、PPWS施工方法 江阴长江大桥 厦门海沧大桥 润扬长江大桥
简述悬索桥的向大跨径方向发展的因素 简述美国和欧洲悬索桥的特点?评述日本悬索桥的 技术革新 评价中国悬索桥的不足
Components of Suspension Bridge Main Cable Stiffening girder Tower Anchorage Foundation Questuion: whom is stiffened,is the girder or something else 索形——抛物线
1、主缆主缆的设计与加劲梁的设计互相联系不能单独进行。 设计内容： 1）确定主缆的线形 2）主缆各部的结构设计 3）假定值与设计值的比较校核 4）抗风性能的校核 线形： 中跨垂度f：在技术设计时确定 边跨垂度
： 最大拉力：最大拉力的作用位置在恒载和活载作用下主缆坡度最陡 处。多在边跨靠近主塔的位置。 主缆索夹 吊杆拉力沿主缆切线的分力不使索夹滑动，抵抗滑动的摩擦力由 索夹的螺栓提供 。 索夹分类 鞍挂式：索夹应力不受吊杆应力的影响，结构简单。对应主缆线 形变化，吊杆槽路的角度变化多，铸造形式多。吊杆跨过索夹时产生 弯曲应力。 销接式：索夹倾角的变化可通过改变销孔位置来调整，铸造形式 少，销孔内由摩擦力，索夹应力受吊杆应力的影响。
根据地质资料使基础从基岩埋深60m处向两岸移动，减少下部 结构的工程量。 对不同的方案比较下部结构施工方法和上、下部结构的总造价。在桥 长不变时，中跨变短几乎不降低总造价（深水基础的危险），因此将 桥塔置于基岩埋藏浅的河岸附近。 吊杆间距 由桥面的构造河桥面材料用量来决定，并随着跨径的增加而加大 吊杆的间距。 L<200m：吊杆间距5-8m 大跨度：吊杆间距15-20m或以上
第五章悬索桥的施工
5.1悬索桥下部结构的施工方法 5.2悬索桥上部结构的施工方法
第六章桥梁景观及美学
6.1美学的基础知识 6.2结构的形式美.3结构的功能美 6.4与环境的协调 6.5桥梁的色彩 6.6景观设计的方法与景观评价
第七章长大桥的发展动向
7.1长大桥的发展动向 7.2国内外的长大桥修建计划