桥梁工程的规划与设计课件课件.pptx
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1、本章内容第一节 桥梁设计原则和科学依据第二节 桥梁立面、断面和平面布置第三节 桥梁设计与建设程序第四节 桥梁建筑美学的基本观点第1页/共39页第一节 桥梁设计原则和科学依据一、桥梁设计的基本原则 1、土木工程结构的基本属性:1)满足使用功能:使用要求、承受荷载 2)安全、经济 3)单件性:规划、设计、施工需因时因地而异 4)美观第二章 桥梁工程的规划与设计桥梁工程第一节第一节 桥梁设计原则和科学依据桥梁设计原则和科学依据第2页/共39页一、桥梁设计的基本原则 2、桥梁设计的基本原则 1)安全(Safety)结构在使用年限内,在各种荷载作用下,应具有足够的承载能力,以保证桥梁车辆、行人,以及桥梁
2、本身的安全 2)适用(Serviceability)保证行车的通畅和舒适;通行能力既能满足当前需要,也可适当照顾今后发展;对跨越线路或河流的桥梁,要求不妨碍桥下交通或通航;靠近城市、村镇等的桥梁,还应当综合考虑桥头和引桥区域的环境和发展;在使用年限内,桥梁一般只需常规养护维修就可保证日常使用第二章 桥梁工程的规划与设计桥梁工程第一节第一节 桥梁设计原则和科学依据桥梁设计原则和科学依据第3页/共39页第二章 桥梁工程的规划与设计桥梁工程第一节第一节 桥梁设计原则和科学依据桥梁设计原则和科学依据一、桥梁设计的基本原则 2、桥梁设计的基本原则 3)经济(Economic)在安全、适用的前提下,经济是
3、衡量技术水平和做出方案选择的主要因素。对于重大的桥梁工程,必须进行多方案的比较,详细研究技术上的可行性和先进性,以及经济上的合理性。4)美观(Aesthetics)在安全、适用和经济的前提下,尽可能使桥梁具有优美的造型,并与周围的环境相协调。第4页/共39页第二章 桥梁工程的规划与设计桥梁工程第一节第一节 桥梁设计原则和科学依据桥梁设计原则和科学依据n n二、桥梁工程的科学依据二、桥梁工程的科学依据n n1 1、数学:、数学:理论基础、工具n n2 2、力学:、力学:理论力学、材料力学、结构力学、结构动力学等n n3 3、计算机辅助设计技术:、计算机辅助设计技术:通过计算机辅助进行结构分析、绘
4、图n n4 4、工程材料学:、工程材料学:石材、木材、钢材、混凝土、复合材料、防腐材料等n n5 5、工程地质学:、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n n6 6、岩土力学:、岩土力学:岩石、土的力学性能,承载力、变形、稳定性等n n7 7、水力学:、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n n8 8、水文学:、水文学:桥位处建桥前后水的运动规律及对路、桥、周围环境的影响n n9 9、混凝土结构工程:、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n n1010、钢结构工程:、钢结构工程:钢构件加工、拼装、防腐及整体疲劳、稳定等问
5、题n n1111、基础工程:、基础工程:扩大基础、桩基础、沉井基础等n n1212、铁道、公路工程:、铁道、公路工程:桥路连接、线形协调第5页/共39页第二章 桥梁工程的规划与设计桥梁工程第一节第一节 桥梁设计原则和科学依据桥梁设计原则和科学依据三、桥梁技术规范、工作细则和常用手册 桥梁技术规范(Specifications,Standard)以科学的工程知识和成熟的工程经验为基础,全面系统地汇集整理有关桥梁设计、施工、养护的技术要求,形成统一的标准规定,并以此作为桥梁各项工作必须遵循的准则,这种成册的准则条文,就称之为桥梁技术规范。工作细则(Regulation,Rule,Guide)对内容
6、广泛或技术复杂而在规范条文中不便一一纳入的技术文件,通常采用工作细则的形式加以补充。常用手册(Manual,Handbook)为工作方便,有关部门常常汇集与桥梁设计有关的原始资料、规范规定、应用公式、参考数据等,编成手册,可以迅速查解经常遇到的技术问题,提高工作效率。第6页/共39页第二章 桥梁工程的规划与设计桥梁工程第二节第二节 桥梁立面、断面和平面布置桥梁立面、断面和平面布置第二节 桥梁立面、断面和平面布置 一、桥梁立面布置一、桥梁立面布置 桥梁立面(桥梁立面(elevationelevation)包括)包括确定桥梁总长确定桥梁总长、桥梁桥梁孔径布置孔径布置、桥梁高程与桥下净空桥梁高程与桥
7、下净空、桥上及桥头的纵坡桥上及桥头的纵坡设置设置等。等。桥梁总长:根据水文计算确定。既要保证过水空间又要保证经济孔径布置:与经济、技术、结构体系、桥式、通航要求、地形地 质以及水文情况有关。经济跨径第7页/共39页第二章 桥梁工程的规划与设计桥梁工程第二节第二节 桥梁立面、断面和平面布置桥梁立面、断面和平面布置桥面高程的确定:1)由线路纵断面确定;2)由设计洪水水位、通航净空、建筑高度确定。坡道设置:节省路基填方,将桥梁抬高,设置坡道 公路桥:桥面纵坡4%,桥头引道纵坡5%市镇交通繁忙桥梁:均3%铁路桥:明桥面和无碴桥面一般应设平坡,跨度大于40m或 桥长大于100m,纵坡44,不设竖曲线 道
8、碴桥面可设于坡道上,一般3030第8页/共39页第二章 桥梁工程的规划与设计桥梁工程第二节第二节 桥梁立面、断面和平面布置桥梁立面、断面和平面布置二、桥梁断面布置二、桥梁断面布置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、自行车道布置等桥面净空是保证车辆、行人安全通过桥梁所需要的桥梁净空界限应符合公路或铁路建筑限界的要求建筑限界:路面(轨面)以上的一定宽度和高度范 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第9页/共39页第二章 桥梁工程的规划与设计桥梁工程第二节第二节 桥梁立面、断面和平面布置桥梁立面、断面和平面布置第10页/共39页第二章 桥梁工程的规
9、划与设计桥梁工程第二节第二节 桥梁立面、断面和平面布置桥梁立面、断面和平面布置第11页/共39页第二章 桥梁工程的规划与设计桥梁工程第二节第二节 桥梁立面、断面和平面布置桥梁立面、断面和平面布置第12页/共39页第二章 桥梁工程的规划与设计桥梁工程第二节第二节 桥梁立面、断面和平面布置桥梁立面、断面和平面布置桥面宽度桥面宽度-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设置超高车道宽度车道宽度-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
10、道宽度与车道数的乘积。人行道人行道-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-铁路桥梁明桥面设单侧或双侧带栏杆人行道;道碴桥面设双侧带栏杆人行道;市区铁路桥视具体情况设置-直线铁路桥梁线路中心至人行道栏杆内侧净距:小桥2.45m,大中桥3.0m-避车台第13页/共39页第二章 桥梁工程的规划与设计桥梁工程第二节第二节 桥梁立面、断面和平面布置桥梁立面、断面和平面布置三、桥梁平面布置三、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
11、5 曲线桥可由直线梁布置成折线或曲线梁构成,避免采用反向曲线;墩台布置沿曲线径向排列;曲线半径符合有关规定。第14页/共39页第二章 桥梁工程的规划与设计桥梁工程第三节第三节 桥梁设计与建设程序桥梁设计与建设程序第三节 桥梁设计与建设程序 一、基本程序一、基本程序一般桥梁建设程序:一般桥梁建设程序:审批项目建议书审批项目建议书可行可行性报告并确定设计任务书性报告并确定设计任务书工程立项工程立项设计设计招标招标施施工工竣工验收竣工验收 大型桥梁设计工作可分为前期工作及设计两个阶段,前期工作包括编制与可行性研究报告和可行性研究报告,设计阶段按“三阶段设计”进行,即初步设计、技术设计和施工设计。第1
12、5页/共39页第二章 桥梁工程的规划与设计桥梁工程第三节第三节 桥梁设计与建设程序桥梁设计与建设程序二、可行性研究二、可行性研究 前期工作前期工作有时也称为桥梁规划设计,包括有时也称为桥梁规划设计,包括预可行性研究预可行性研究和和可行性研究可行性研究,重点在于论证建桥的必要性和合理性,并确定建,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,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。后果。预可行性研究预可行性研究与与可行性
13、研究可行性研究:内容一致,深度不同:内容一致,深度不同 预可行性研究预可行性研究着重于工程的必要性和经济合理性着重于工程的必要性和经济合理性 可行性研究可行性研究在在预可行性研究预可行性研究之后,着重于工程上和投资商之后,着重于工程上和投资商的必要性的必要性第16页/共39页第二章 桥梁工程的规划与设计桥梁工程第三节第三节 桥梁设计与建设程序桥梁设计与建设程序二、可行性研究二、可行性研究 桥梁的必要性主要论证是否需要建桥的问题,评估所建议桥梁的必要性主要论证是否需要建桥的问题,评估所建议修建的桥梁工程在国民经济和交通工程中的作用。修建的桥梁工程在国民经济和交通工程中的作用。铁路桥梁评估以规划和
14、近、远期可能的运量为研究对象铁路桥梁评估以规划和近、远期可能的运量为研究对象 干线公路桥梁评估以规划和交通量为研究对象干线公路桥梁评估以规划和交通量为研究对象 地方公路桥梁评估以交通量为研究对象地方公路桥梁评估以交通量为研究对象 城市桥梁评估以规划和交通量为研究对象城市桥梁评估以规划和交通量为研究对象 桥梁的可行性论证包括工程可行性和经济可行性。需要对桥梁的可行性论证包括工程可行性和经济可行性。需要对建桥进行相关的勘测和调查工作。建桥进行相关的勘测和调查工作。第17页/共39页第二章 桥梁工程的规划与设计桥梁工程第三节第三节 桥梁设计与建设程序桥梁设计与建设程序二、可行性研究二、可行性研究 工
15、程可行性研究的主要问题:工程可行性研究的主要问题:1 1、桥梁标准的制订、桥梁标准的制订 首首先先调调查查桥桥上上可可能能同同型型的的交交通通种种类类及及其其要要求求、预预测测交交通通量量和和今今后后可可能能发发生生的的增增长长率率,由由此此确确定定线线路路等等级级、需需要要的的车车道道数数或或行行车车道道宽宽度度,以以及及非非机机动动车车道道宽宽度度等等。其其次次要要确确定定容容许许车车速速、桥桥梁梁纵纵坡坡和和曲曲线线半半径径等等。此此外外还还要要确确定定航航运运标标准准、航航运运水水位位、通通航航净净空空、船船舶舶吨吨位位以以及及要要求求的的航航道道数数量量及及位置等。位置等。2 2、桥
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