桥梁工程的设计与规划优秀课件.ppt
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1、桥梁工程的设计与规划第1页,本讲稿共47页二、桥梁工程的科学依据二、桥梁工程的科学依据三、桥梁设计的基本资料三、桥梁设计的基本资料第一节第一节第一节第一节 桥梁设计原则和科学依据桥梁设计原则和科学依据桥梁设计原则和科学依据桥梁设计原则和科学依据一、桥梁设计原则一、桥梁设计原则主要内容:主要内容:第2页,本讲稿共47页1.1.1.1.结构都是用当时的建筑材料建成的,具有特定的形式和构造,能满足一结构都是用当时的建筑材料建成的,具有特定的形式和构造,能满足一结构都是用当时的建筑材料建成的,具有特定的形式和构造,能满足一结构都是用当时的建筑材料建成的,具有特定的形式和构造,能满足一定的功能,具有一定
2、的安全性。定的功能,具有一定的安全性。定的功能,具有一定的安全性。定的功能,具有一定的安全性。一、桥梁设计原则一、桥梁设计原则 桥梁结构是土木工程结构的一种,它具备土木工程的基桥梁结构是土木工程结构的一种,它具备土木工程的基本属性:本属性:2.2.结构的功能对社会的稳定、有效运行具有很大的作用,结构的建设必须是当时社会的财结构的功能对社会的稳定、有效运行具有很大的作用,结构的建设必须是当时社会的财力物力所能承受的。力物力所能承受的。3.3.结构的功能不同、构造各异、形体庞大,其设计施工需因时因地而异。结构的功能不同、构造各异、形体庞大,其设计施工需因时因地而异。4.4.结构的功能与人类的活动密
3、切相关,故其使用寿命与美观性必须给予足够重视。结构的功能与人类的活动密切相关,故其使用寿命与美观性必须给予足够重视。第3页,本讲稿共47页3.3.经济经济1.1.适用适用2.2.安全安全4.4.美观美观 总之总之,桥梁工程的设计应该遵循四个基本原则:安全、桥梁工程的设计应该遵循四个基本原则:安全、适用、经济、美观。适用、经济、美观。5.5.技术先进技术先进6.6.环境保护和可持续发展环境保护和可持续发展第4页,本讲稿共47页(1 1)桥面宽度能满足当前及今后规划年限内的交通流量。)桥面宽度能满足当前及今后规划年限内的交通流量。(2 2)桥梁结构在通过设计荷载时不出现过大的变形。)桥梁结构在通过
4、设计荷载时不出现过大的变形。(3 3)桥跨结构的下面有利于泄洪通航或车辆和行人的通行。)桥跨结构的下面有利于泄洪通航或车辆和行人的通行。(4 4)桥梁的两端方便车辆的进入和疏散,不致交通堵塞。)桥梁的两端方便车辆的进入和疏散,不致交通堵塞。(5 5)考虑综合利用,方便各种管线的铺设搭接。)考虑综合利用,方便各种管线的铺设搭接。1.1.适用适用第5页,本讲稿共47页2.2.安全安全(1)桥梁结构在强度、稳定和耐久性等方面有足够的安全储备。)桥梁结构在强度、稳定和耐久性等方面有足够的安全储备。(2)防撞栏杆应具有足够的高度和强度,人与车辆之间应做好防护栏。)防撞栏杆应具有足够的高度和强度,人与车辆
5、之间应做好防护栏。(3)交通繁忙的桥梁应做好照明设施并有明确的交通标志。引桥坡度不宜太大。)交通繁忙的桥梁应做好照明设施并有明确的交通标志。引桥坡度不宜太大。(4)对河床变迁的河道应设计好导流设施,防止桥梁基础冲刷。)对河床变迁的河道应设计好导流设施,防止桥梁基础冲刷。对通航桥应做对通航桥应做 好防撞构好防撞构筑物。筑物。(5)对地震区的桥梁采取抗震措施。对于大跨柔性桥梁,应考虑风振效应;)对地震区的桥梁采取抗震措施。对于大跨柔性桥梁,应考虑风振效应;对于车速较高的铁路桥梁还应考虑车辆耦合振动问题。对于车速较高的铁路桥梁还应考虑车辆耦合振动问题。第6页,本讲稿共47页3.3.经济经济(1)桥梁
6、的设计应遵循因地制宜、就地取材和方便施工的原则。)桥梁的设计应遵循因地制宜、就地取材和方便施工的原则。(2)桥梁的造价应考虑养护维修的费用。)桥梁的造价应考虑养护维修的费用。(3)桥位的选择应是地质、水文、条件好,并使桥长较短。)桥位的选择应是地质、水文、条件好,并使桥长较短。(4)桥位的选择应考虑缩短河道两岸的运距,以发挥最大的经济效益。)桥位的选择应考虑缩短河道两岸的运距,以发挥最大的经济效益。第7页,本讲稿共47页 在适用、安全和经济的前提下尽量做到美观并与周围的环境相协调。在适用、安全和经济的前提下尽量做到美观并与周围的环境相协调。建筑艺术的基本原则在桥梁工程中的应用,主要有以下方面:
7、建筑艺术的基本原则在桥梁工程中的应用,主要有以下方面:1.1.桥梁与周围环境融合,成为自然整体中的一个协调部分。桥梁与周围环境融合,成为自然整体中的一个协调部分。2.2.桥梁本身的造型须比例适当,匀称和谐。桥梁本身的造型须比例适当,匀称和谐。4.4.桥梁建筑处理应当表现清新雅洁的风格。桥梁建筑处理应当表现清新雅洁的风格。3.3.桥梁造型应当注意结构简单,力线明快,线条流畅。桥梁造型应当注意结构简单,力线明快,线条流畅。4.4.美观美观第8页,本讲稿共47页5.5.技术先进技术先进 桥梁设计和建造应尽可能采用先进成熟的新结构、新技术、新设备、桥梁设计和建造应尽可能采用先进成熟的新结构、新技术、新
8、设备、新材料、新工艺。新材料、新工艺。第9页,本讲稿共47页 桥梁设计应考虑环境保护和可持续发展。桥梁设计应考虑环境保护和可持续发展。6.6.环境保护和可持续发展环境保护和可持续发展第10页,本讲稿共47页数学数学数学数学力学力学力学力学电算技术电算技术电算技术电算技术工程材料工程材料工程材料工程材料工程地质工程地质工程地质工程地质水力学水力学水力学水力学水文学水文学水文学水文学混凝土结构工程混凝土结构工程混凝土结构工程混凝土结构工程钢结构工程钢结构工程钢结构工程钢结构工程基础工程基础工程基础工程基础工程铁路、公路工程铁路、公路工程铁路、公路工程铁路、公路工程二、桥梁工程的科学依据二、桥梁工程
9、的科学依据第11页,本讲稿共47页1 1 1 1、具体任务、具体任务、具体任务、具体任务2 2 2 2、桥位选择、桥位选择、桥位选择、桥位选择3 3 3 3、地形图、地形图、地形图、地形图4 4 4 4、桥位地质、桥位地质、桥位地质、桥位地质5 5 5 5、水文情况、水文情况、水文情况、水文情况三、桥梁设计的基本资料三、桥梁设计的基本资料第12页,本讲稿共47页一、桥梁纵断面设计一、桥梁纵断面设计一、桥梁纵断面设计一、桥梁纵断面设计二、桥梁横断面设计二、桥梁横断面设计二、桥梁横断面设计二、桥梁横断面设计 三、桥梁平面设计三、桥梁平面设计三、桥梁平面设计三、桥梁平面设计第二节第二节 桥梁纵断面、
10、横断面和平面设计桥梁纵断面、横断面和平面设计主要内容:主要内容:主要内容:主要内容:第13页,本讲稿共47页一、桥梁纵断面设计一、桥梁纵断面设计纵断面设计纵断面设计包括:包括:包括:包括:(3 3)桥道标高的确定)桥道标高的确定(1 1)确定桥梁总跨径)确定桥梁总跨径)确定桥梁总跨径)确定桥梁总跨径(2 2)桥梁的分孔)桥梁的分孔)桥梁的分孔)桥梁的分孔(4 4)纵坡)纵坡)纵坡)纵坡第14页,本讲稿共47页(1 1)确定桥梁总跨径)确定桥梁总跨径)确定桥梁总跨径)确定桥梁总跨径 桥梁总长的确定一般依据水文计算。桥梁墩台和桥头桥梁总长的确定一般依据水文计算。桥梁墩台和桥头路堤会侵入并压缩河床,
11、使桥下的过水断面减小,水流流路堤会侵入并压缩河床,使桥下的过水断面减小,水流流速加大,引起河床冲刷,故桥梁总长必须保证桥下有足够速加大,引起河床冲刷,故桥梁总长必须保证桥下有足够的排洪面积,以减小或避免桥梁基础受到过大冲刷;但也的排洪面积,以减小或避免桥梁基础受到过大冲刷;但也不能因为冲刷过度增加桥梁总长,导致工程投资增大。在不能因为冲刷过度增加桥梁总长,导致工程投资增大。在确定桥梁总长时,既要依据计算结果,也要结合基础类型、确定桥梁总长时,既要依据计算结果,也要结合基础类型、埋置深度等因素来考虑埋置深度等因素来考虑第15页,本讲稿共47页 桥梁分孔是一个非常复杂的问题,各种条件和要求互相桥梁
12、分孔是一个非常复杂的问题,各种条件和要求互相矛盾。需经过反复比较来确定。一般应注意以下问题。矛盾。需经过反复比较来确定。一般应注意以下问题。1.1.采用经济跨径。采用经济跨径。2.2.在通航河流,当通航净宽大于经济跨径时通常将通航桥孔在通航河流,当通航净宽大于经济跨径时通常将通航桥孔的跨径按通航净宽来确定,其余孔径可采用经济跨径。但对的跨径按通航净宽来确定,其余孔径可采用经济跨径。但对变迁性河流,考虑航道可能发生变化,可多设几个通航孔。变迁性河流,考虑航道可能发生变化,可多设几个通航孔。(2 2)桥梁的分孔)桥梁的分孔)桥梁的分孔)桥梁的分孔第16页,本讲稿共47页 桥梁孔径布置的影响因素很多
13、,主要与经济、技术、结构体桥梁孔径布置的影响因素很多,主要与经济、技术、结构体桥梁孔径布置的影响因素很多,主要与经济、技术、结构体桥梁孔径布置的影响因素很多,主要与经济、技术、结构体系、桥式、地形、通航要求、水文等有关。对具体的桥梁设计应系、桥式、地形、通航要求、水文等有关。对具体的桥梁设计应系、桥式、地形、通航要求、水文等有关。对具体的桥梁设计应系、桥式、地形、通航要求、水文等有关。对具体的桥梁设计应详细分析反复比较,才能确定出最理想的方案。详细分析反复比较,才能确定出最理想的方案。详细分析反复比较,才能确定出最理想的方案。详细分析反复比较,才能确定出最理想的方案。一般由水文计算确定。总跨径
14、必须保证桥下有足够的一般由水文计算确定。总跨径必须保证桥下有足够的排洪空间,使河床不致产生过大的冲刷,同时也得考虑排洪空间,使河床不致产生过大的冲刷,同时也得考虑壅水对河堤及附近农田和建筑物可产生的危害。壅水对河堤及附近农田和建筑物可产生的危害。桥梁孔径布置应注意的问题桥梁孔径布置应注意的问题桥梁孔径布置应注意的问题桥梁孔径布置应注意的问题:第17页,本讲稿共47页(3 3)桥道标高的确定)桥道标高的确定 1 1)总前提:保证排洪、通航和桥下行车安全及桥梁自身安全)总前提:保证排洪、通航和桥下行车安全及桥梁自身安全 2 2)有关的具体规定:)有关的具体规定:对于非通航河流,梁底一般应高出设计洪
15、水位不小于对于非通航河流,梁底一般应高出设计洪水位不小于0.5m,高出最高,高出最高 流冰水位不小于流冰水位不小于0.75m;支座底面高出设计洪水位不小于;支座底面高出设计洪水位不小于0.25m,高出最高,高出最高 流冰水位不小于流冰水位不小于0.5m。对于无铰拱桥,拱脚允许被设计洪水位淹没,但一。对于无铰拱桥,拱脚允许被设计洪水位淹没,但一 般不超过拱圈矢高的般不超过拱圈矢高的2/3,拱顶底面至设计洪水位的净高不小于,拱顶底面至设计洪水位的净高不小于1.0m。对于。对于 有漂流物或易淤积的河床,桥下净空应分别视情况适当加高。有漂流物或易淤积的河床,桥下净空应分别视情况适当加高。通航净空顶部通
16、航净空顶部通航净空顶部通航净空顶部第18页,本讲稿共47页(4 4)纵坡)纵坡纵断面线形纵断面线形 大中桥梁:大中桥梁:引道引道i5%i4%i4%城镇桥上及引道城镇桥上及引道i 3%引道引道i5%将将桥桥梁梁纵纵断断面面设设计计成成单单向向或或双双向向坡坡度度,有有利利于于交交通通、美美观观,又便于排水。一般的:又便于排水。一般的:小桥:小桥:平坡平坡 第19页,本讲稿共47页二、桥梁横断面设计二、桥梁横断面设计 桥梁横断面设计包括:桥面净空、桥面宽度、行车道宽度、机动车道设计和桥梁横断面设计包括:桥面净空、桥面宽度、行车道宽度、机动车道设计和人行道、自行车道设计等。人行道、自行车道设计等。排
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