桥梁工程的规划与设计PPT教案.pptx
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1、桥梁工程的规划(guhu)与设计第一页,共39 页。第一节 桥梁设计(shj)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(hzi)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(guhu)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 1 页/共 38 页第二页,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,以及桥梁本身的安全 2)适用(Se
2、rviceability)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(kojn)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(guhu)与设计 桥梁工程第一节 第一节 桥梁设计 桥梁设计(shj)(shj)原则和科学依据 原则和科学依据第 2 页/共 38 页第三页,共39 页。第二章 桥梁工程的规划(guhu)与设计 桥梁工程第一节 第一节 桥梁 桥梁(qioling)(qioling)设计原则和科学依据 设计原则和科
3、学依据 一、桥梁设计的基本原则 一、桥梁设计的基本原则 2 2、桥梁设计的基本原则、桥梁设计的基本原则 3 3)经济()经济(Economic Economic)在安全、适用 在安全、适用(shyng)(shyng)的前提下,经济是衡量技 的前提下,经济是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 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 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。和先进性,以及经济上的合理性。4)4)美观(美观(Aesthetics Aesthetics)在安全、适用 在安
4、全、适用(shyng)(shyng)和经济的前提下,尽可 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。能使桥梁具有优美的造型,并与周围的环境相协调。第 3 页/共 38 页第四页,共39 页。第二章 桥梁工程的规划(guhu)与设计 桥梁工程第一节 第一节 桥梁 桥梁(qioling)(qioling)设计原则和科学依据 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 n 1 1、数学:理论基础、工具、数学:理论基础、工具n n 2 2、力学:理论力学、材料力学、结构力学、结构动力学等、力学:理论力学、材料力学、结构力学、结构动力学等n n 3
5、 3、计算机辅助设计技术:通过计算机辅助进行结构分析、计算机辅助设计技术:通过计算机辅助进行结构分析(fnx)(fnx)、绘图、绘图n n 4 4、工程材料学:石材、木材、钢材、混凝土、复合材料、工程材料学:石材、木材、钢材、混凝土、复合材料、防腐材料等 防腐材料等n n 5 5、工程地质学:覆盖土层、上部岩床、地下水以及相关物、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 理探测方法n n 6 6、岩土力学:岩石、土的力学性能,承载力、变形、稳定、岩土力学:岩石、土的力学性能,承载力、变形、稳定性等 性等n n 7 7、水力学:开敞渠道内水流机理和位能动能转变关系;管、水力学:
6、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 道内水压力;水浮力n n 8 8、水文学:桥位处建桥前后水的运动规律及对路、桥、周、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 围环境的影响n n 9 9、混凝土结构工程:包括设计、施工和科研,素砼、钢筋、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 及预应力砼n n 10 10、钢结构工程:钢构件加工、拼装、防腐及整体疲劳、钢结构工程:钢构件加工、拼装、防腐及整体疲劳、稳定等问题 稳定等问题n n 11 11、基础工程:扩大基础、桩基础、沉井基础等、基础工程:扩大基础、桩基础、沉井基础等n n 12
7、12、铁道、公路工程:桥路连接、线形协调、铁道、公路工程:桥路连接、线形协调第 4 页/共 38 页第五页,共39 页。第二章 桥梁工程的规划(guhu)与设计 桥梁工程第一节 第一节 桥梁设计 桥梁设计(shj)(shj)原则和科学依据 原则和科学依据 三、桥梁技术规范、工作细则和常用手册 三、桥梁技术规范、工作细则和常用手册 桥梁技术规范(桥梁技术规范(Specifications,Standard Specifications,Standard)以科学的工程知识和成熟的工程经验为基础,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 全面系统地汇集
8、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 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 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。技术规范。工作细则(工作细则(Regulation,Rule,Guide Regulation,Rule,Guide)对内容广泛或技术复杂而在规范条文中不便一 对内容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 一纳入的技术文件,通常采用(ciyng)(ciyng)工作细则的形 工作细则的形式加以补充。式加以补充。常用手册(常用手册(Manu
9、al,Handbook Manual,Handbook)为工作方便,有关部门常常汇集与桥梁设计有 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 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 成手册,可以迅速查解经常遇到的技术问题,提高工作效率。效率。第 5 页/共 38 页第六页,共39 页。第二章 桥梁工程的规划(guhu)与设计 桥梁工程第二节 第二节 桥梁 桥梁(qioling)(qioling)立面、断面和平面布置 立面、断面和平面布置第二节 桥梁(qioling)立面、断面和平面布置 一、
10、桥梁立面布置 一、桥梁立面布置 桥梁立面(桥梁立面(elevation elevation)包括)包括确定桥梁总长 确定桥梁总长、桥梁孔 桥梁孔径布置 径布置、桥梁高程与桥下净空 桥梁高程与桥下净空、桥上及桥头的纵坡设置 桥上及桥头的纵坡设置等。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 6 页/共 38 页第七页,共39 页。第二章 桥梁工程的规划(guhu)与设计 桥梁工程第二节 第二节 桥梁 桥梁(qioling)(qioling)立面、断面和平面布置 立面、断面和平面布置桥面高程的
11、确定:1)由线路纵断面确定;2)由设计洪水水位、通航净空(jn kn)、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4,不设竖曲线 道碴桥面可设于坡道上,一般30第 7 页/共 38 页第八页,共39 页。第二章 桥梁工程的规划(guhu)与设计 桥梁工程第二节 第二节 桥梁 桥梁(qioling)(qioling)立面、断面和平面布置 立面、断面和平面布置二、桥梁断面 二、桥梁断面(dun min)(dun min)布置 布置桥梁断面布置
12、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 8 页/共 38 页第九页,共39 页。第二章 桥梁工程的规划(guhu)与设计 桥梁工程第二节 第二节 桥梁 桥梁(qioling)(qioling)立面、断面和平面布置 立面、断面和平面布置第 9 页/共 38 页第十页,共39 页。第二章 桥梁工程的规划(guhu)与设计 桥梁工程第二节 第二节 桥梁 桥梁(qioling)(qi
13、oling)立面、断面和平面布置 立面、断面和平面布置第 10 页/共 38 页第十一页,共39 页。第二章 桥梁工程的规划(guhu)与设计 桥梁工程第二节 第二节 桥梁 桥梁(qioling)(qioling)立面、断面和平面布置 立面、断面和平面布置第 1 1 页/共 38 页第十二页,共39 页。第二章 桥梁工程的规划(guhu)与设计 桥梁工程第二节 第二节 桥梁 桥梁(qioling)(qioling)立面、断面和平面布置 立面、断面和平面布置桥面 桥面(qio min)(qio min)宽度 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
14、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 12 页/共 38 页第十三页,共39 页。第二章 桥梁工程的规划(guhu)
15、与设计 桥梁工程第二节 第二节 桥梁 桥梁(qioling)(qioling)立面、断面和平面布置 立面、断面和平面布置三、桥梁 三、桥梁(qioling)(qioling)平面布置 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 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 13 页/共 38 页第十四页,共39 页。第二章 桥梁工程的规划(guhu)与设计 桥梁工程第三节 第三节 桥梁设计与建设 桥梁设计与建设(jinsh)(jinsh)
16、程序 程序第三节 桥梁设计(shj)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 可行性 可行性报告并确定设计任务书 报告并确定设计任务书 工程立 工程立项 项 设计 设计 招标 招标 施工 施工 竣工验 竣工验收 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 14 页/共 38 页第十五页,共39 页。第二章 桥梁工程的规划(guhu)与设计 桥梁工程第三节 第三节 桥梁 桥梁(qioling)(qioling)设
17、计与建设程序 设计与建设程序二、可行性研究 二、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 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 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 桥的地点(ddin)(ddin)、规模、标准、投资控制等一系列宏观和重、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 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。来的不良后果。预可行性研究与可行性研究:内容一致,深度不同 预可行性研究与可行性研究:
18、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 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商 可行性研究在预可行性研究之后,着重于工程上和投资商的必要性 的必要性第 15 页/共 38 页第十六页,共39 页。第二章 桥梁工程的规划(guhu)与设计 桥梁工程第三节 第三节 桥梁设计 桥梁设计(shj)(shj)与建设程序 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,评估所建议修建的桥梁 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。工程在国民
19、经济和交通工程中的作用。铁路桥梁评估以规划和近、远期 铁路桥梁评估以规划和近、远期(yun q)(yun q)可能的运量为研究对象 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。需要对建桥进行相 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。关的勘测和调查工作。第 16 页/共 38 页第十七页,共39 页。第二
20、章 桥梁工程的规划(guhu)与设计 桥梁工程第三节 第三节 桥梁设计与建设 桥梁设计与建设(jinsh)(jinsh)程序 程序二、可行性研究 二、可行性研究 工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、桥梁(qioling)(qioling)标准的制订 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 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 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 机动车道宽度等
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