《橋梁工程》《橋梁工程》12022/10/282教材及參考書教材《橋梁工程》（第二版），姚玲森主編，人民交通出版社，2008.5參考書《橋梁工程》（修訂版），劉夏平主編，科學出版社，2005《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》（JTGD60-2004）中華人民共和國交通部標準《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTGD62-2004）中華人民共和國交通部標準2022/10/222教材及參考書教材2022/10/283總目錄第一篇：總論（4學時）第二篇：鋼筋混凝土和預應力混凝土簡支梁橋（14學時）第三篇：懸臂與連續(xù)體系梁橋（2學時）第四篇：混凝土拱橋（6學時）第五篇：纜索承重體系橋梁（2學時）第六篇：橋梁墩臺（4學時）2022/10/223總目錄第一篇：總論（4學時）2022/10/284第一篇總論第一章概論第二章橋梁的基本組成和分類第三章橋梁的總體規(guī)劃和設(shè)計要點第四章橋梁的設(shè)計荷載2022/10/224第一篇總論第一章概論2022/10/285第一章概論1.1橋梁工程的地位和作用“橋梁工程”一詞包含兩層含義：一是指工程建設(shè)的對象，即建造在地上或水中的橋梁構(gòu)筑物本身，也就是橋梁建筑的實體；二是指建造橋梁所需的科學知識和工程技術(shù)，包括橋梁的基礎(chǔ)理論和研究，橋梁的規(guī)劃、勘測、設(shè)計，施工、保養(yǎng)維修等方面的科學知識和工程技術(shù)。教學目的：通過本課程的學習，可以了解掌握中小型橋梁的構(gòu)造原理、設(shè)計和施工方法，了解大跨度橋梁的構(gòu)造、設(shè)計和施工特點。2022/10/225第一章概論1.1橋梁工程的地位和作2022/10/286“橋梁”的定義：供汽車、火車、渠道、管線、行人等跨越河流、海灣、湖泊、山谷、其他線路或障礙的架空建筑物。橋梁工程是道路工程的關(guān)鍵部位、交通運輸?shù)难屎砗蜆酥拘越ㄖ?。瑞士薩爾基那山谷橋美國金門大橋2022/10/226“橋梁”的定義：供汽車、火車、渠道、管2022/10/2871.2古代橋梁簡述考古發(fā)掘出的世界上最早的橋梁遺跡是公元前6000年～公元前4000年現(xiàn)今小亞細亞一帶。我國西安半坡村的公元前4000年左右的新石器時代氏族村落遺址，是我國已發(fā)現(xiàn)的最早出現(xiàn)橋梁的地方。古代橋梁多采用土、木、石、磚、藤、鐵等建筑材料。古代橋梁大致有梁橋（浮橋）、拱橋和索橋三種基本形式。2022/10/2271.2古代橋梁簡述考古發(fā)掘出的世界上2022/10/288《詩經(jīng)》中曾記述周文王在渭水上架起一座浮橋，離今天已有三千年了，是建造浮橋最早的記錄。我國秦漢以前的橋幾乎都是木橋，歷史著名的秦代首都咸陽跨渭水的渭水三橋，都是多跨木梁橋。春秋戰(zhàn)國之際出現(xiàn)了石墩木梁橋，西漢進一步發(fā)展為石柱式石梁橋，東漢則又出現(xiàn)了單跨石拱橋。宋代是大型石橋蓬勃發(fā)展的時期。世界公認懸索橋最早出現(xiàn)在中國，秦李冰在四川益州（今成都）城西南建成的一座笮橋，又名“夷里橋”，便是座竹索橋（公元前256至前251年）。2022/10/228《詩經(jīng)》中曾記述周文王在渭水上架起一座2022/10/289趙州橋（又稱安濟橋）舉世聞名的河北省趙縣的趙州橋（又稱安濟橋）建于隋代大業(yè)年間（公元605－618年），由著名匠師李春設(shè)計和建造，距今已有1400年的歷史，是當今世界上現(xiàn)存最早、保存最完善的古代石拱橋。2022/10/229趙州橋（又稱安濟橋）舉世聞名的河北省2022/10/2810泉州萬安橋（也稱洛陽橋）公元1059年建成，全長834m，共47孔，是我國第一座瀕臨海灣的大石橋。該橋在基礎(chǔ)工程上首創(chuàng)筏形基礎(chǔ)?！胺N蠣固基法”。采用“浮運架梁法”，架設(shè)橋面大石板。2022/10/2210泉州萬安橋（也稱洛陽橋）公元1052022/10/2811泉州安平橋（又名五里橋）橫跨晉江安海鎮(zhèn)與南安水頭鎮(zhèn)之間的海灣，始建于宋紹興八年（公元1138年），經(jīng)13年建成。有362孔，橋長5里，故又名五里橋，保持了700余年的橋長記錄。素有“天下無橋長此橋”的美譽。2022/10/2211泉州安平橋（又名五里橋）橫跨晉江安海2022/10/2812公元1170～1192年建成的廣東潮州湘子橋（又稱廣濟橋），在潮州城東門外，橫臥在滾滾的韓江之上，全長517.95m，東西淺灘部分各建一段石橋，中間深水部分以浮橋銜接。浮橋可開可合，是世界上活動橋的先導。潮州湘子橋（又稱廣濟橋）2022/10/2212公元1170～1192年建成的廣東潮2022/10/2813盧溝橋北京廣安門外30里，跨永定河。橋始建于公元1188年，完工于公元1192年。橋面上石欄桿共269間，各望柱頭上刻有石獅。金代原物簡單統(tǒng)一，自后歷朝改換，制作精良，石獅形態(tài)各異，趣味橫生。2022/10/2213盧溝橋北京廣安門外30里，跨永定河2022/10/2814瀘定橋公元1706元建成，康熙皇帝取“瀘水”（即大渡河舊稱）、“平定”之意，御筆親書“瀘定橋”三個大字。全長103.67米，寬3米，橋身由13根碗口粗的鐵鏈組成，其中底鏈9根，扶手4根，每根鐵鏈總重量達21噸多。2022/10/2214瀘定橋公元1706元建成，康熙皇帝取2022/10/28151.3我國當代橋梁建筑的成就我國跨徑最大的簡支梁橋是1997年建成的昆明市南過境高架橋，其跨徑63m。1997年建成的虎門大橋輔航道橋（主跨270m）為當時預應力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋世界第一大跨。2022/10/22151.3我國當代橋梁建筑的成就我國跨2022/10/2816上海盧浦大橋跨度550米，2003年建成，是世界上首座采用箱型拱結(jié)構(gòu)的特大型拱橋。世界最大跨度552米的重慶朝天門長江大橋08年已經(jīng)合龍，2009年通車，鋼桁架拱橋。2022/10/2216上海盧浦大橋跨度550米，2003年2022/10/28171991年建成了上海南浦大橋（主跨423m），開創(chuàng)了我國修建400m以上大跨度斜拉橋的先河，此后相繼修建了許多斜拉橋，我國已成為擁有斜拉橋最多的國家。2008年建成的蘇通長江公路大橋，其主跨1088m，是世界第一大斜拉橋。2022/10/22171991年建成了上海南浦大橋（主跨42022/10/2818我國現(xiàn)代大跨度懸索橋中，著名的有虎門大橋（主跨888m）、香港青馬大橋（主跨1377m）、江陰長江公路大橋（主跨1385m）、潤揚長江公路大橋南汊橋（主跨1490m）和西堠門大橋（主跨1650m，位居世界第二）。2022/10/2218我國現(xiàn)代大跨度懸索橋中，著名的有虎門2022/10/28191.4世界各國橋梁建造現(xiàn)狀橋梁發(fā)展的三次飛躍：19世紀中葉，鋼材導致跨徑提高到幾百米到上千米。20世紀初，鋼筋混凝土被廣泛應用，以及20世紀30年代預應力混凝土技術(shù)的興起導致廉價、耐久、剛度大、承載力高的材料。200～300m以內(nèi)預應力混凝土橋梁可以和鋼橋進行抗衡。20世紀50年代，計算機和有限元技術(shù)的發(fā)展使得大規(guī)模結(jié)構(gòu)計算成為可能。2022/10/22191.4世界各國橋梁建造現(xiàn)狀橋梁發(fā)展2022/10/282020世界大跨徑梁橋序號橋名主跨(米)結(jié)構(gòu)形式所在國家建成年限1重慶石板坡長江大橋復線橋330跨中梁段采用鋼箱梁結(jié)構(gòu)的混合梁中國20062Stolma橋301連續(xù)剛構(gòu)挪威19983Raftsunder橋298連續(xù)剛構(gòu)挪威19984亞松森橋270T構(gòu)巴拉圭19794虎門大橋副航道橋270連續(xù)剛構(gòu)中國19976蘇通長江大橋?qū)Ｓ煤降罉?68連續(xù)剛構(gòu)中國20082022/10/222020世界大跨徑梁橋序號橋名主跨(2022/10/2821世界大跨徑拱橋序號橋名主跨(米)結(jié)構(gòu)形式所在國家建成年限1重慶朝天門長江大橋552鋼桁架中國20092上海盧浦大橋550鋼箱中國20033新河谷橋518.2鋼桁架美國19774貝爾橋504鋼桁架美國19315悉尼港灣橋503鋼桁架澳大利亞19326巫山長江大橋492鋼管混凝土中國20052022/10/2221世界大跨徑拱橋序號橋名主跨(米)2022/10/2822世界大跨徑斜拉橋序號橋名主跨(米)結(jié)構(gòu)形式所在國家建成年限1蘇通長江公路大橋1088鋼箱中國20082昂船洲大橋1018主鋼邊砼混合梁中國香港20093鄂東長江公路大橋926主鋼邊砼混合梁中國20104多多羅大橋890主鋼邊砼混合梁日本19995諾曼底大橋856主鋼邊砼混合梁法國19956荊岳長江公路大橋816鋼－混凝土混合梁中國20102022/10/2222世界大跨徑斜拉橋序號橋名主跨(米2022/10/2823世界大跨徑懸索橋序號橋名主跨(米)結(jié)構(gòu)形式所在國家建成年限1明石海峽大橋1990鋼桁梁日本19982西堠門大橋1650鋼箱梁中國20093大海帶橋1624鋼箱梁丹麥19984潤揚長江公路大橋南汊橋1490鋼箱梁中國20055Humber橋1410鋼箱梁英國19816江陰長江公路大橋1385鋼箱梁中國19992022/10/2223世界大跨徑懸索橋序號橋名主跨(米2022/10/2824橋梁工程的發(fā)展前景在結(jié)構(gòu)上研究適合應用于更大跨度的結(jié)構(gòu)型式；研究大跨度橋梁在氣動、地震和行車動力作用下，結(jié)構(gòu)的安全和穩(wěn)定性；研究更符合實際狀態(tài)的力學分析方法與新的設(shè)計理論；開發(fā)和應用具有高強、高彈模、輕質(zhì)特點的新材料；進行100～300m深海大型基礎(chǔ)工程的實踐；開發(fā)和應用橋梁自動監(jiān)測和管理系統(tǒng)；重視橋梁美學和環(huán)境保護。2022/10/2224橋梁工程的發(fā)展前景在結(jié)構(gòu)上研究適合應2022/10/2825第二章橋梁的基本組成與分類2.1橋梁的基本組成部分（五個“大部件”）上部結(jié)構(gòu)（橋跨結(jié)構(gòu)）superstructure支座系統(tǒng)bearing下部結(jié)構(gòu)substructure包括：橋墩pier、橋臺abutment、墩臺基礎(chǔ)foundation2022/10/2225第二章橋梁的基本組成與分類2.12022/10/2826橋梁的橋面構(gòu)造部分五個“小部件”：橋面鋪裝、排水系統(tǒng)、伸縮裝置、人行道（還包括安全帶、欄桿、防撞護欄）、燈柱主要作用是提高橋梁的服務功能——行車舒適、安全、美觀。2022/10/2226橋梁的橋面構(gòu)造部分五個“小部件”：橋2022/10/2827凈跨徑(clearspan)：用l0表示，反映通航標準的指標。對于梁式橋，是指設(shè)計洪水位上相鄰兩個橋墩(或橋臺)之間的水平凈距；對于拱式橋，是指每孔拱跨拱腳截面內(nèi)邊緣（起拱線處）之間的距離?？偪鐝剑焊骺變艨鐝街停忙瞝0表示，是反映橋梁宣泄洪水能力的指標。常用名詞和術(shù)語2022/10/2227凈跨徑(clearspan)：用2022/10/2828計算跨徑(computedspan)：通常用l表示，指橋跨結(jié)構(gòu)兩個支點間的距離。橋梁結(jié)構(gòu)的力學計算以此為準。對于梁式橋，是指橋跨兩端相鄰支座中心之間的水平距離；對于拱式橋，是指拱軸線兩端點之間的水平距離。2022/10/2228計算跨徑(computedspan2022/10/2829標準跨徑(standardspan)：通常用lb表示。對于梁式橋，是指兩相鄰橋墩中線間的距離，或橋墩中線與橋臺臺背前緣間的距離；對于拱式橋，是指其凈跨徑。2022/10/2229標準跨徑(standardspan2022/10/2830梁式橋的多孔跨徑總長為多孔標準跨徑的總和，用L1表示，L1＝Σlb。橋梁全長：簡稱橋長，用L表示橋梁兩端橋臺的側(cè)墻或八字墻尾端點之間的距離。無橋臺時，為橋跨結(jié)構(gòu)的行車道板全長距離。2022/10/2230梁式橋的多孔跨徑總長為多孔標準跨徑的2022/10/2831低水位：指枯水季節(jié)的最低水位；高水位：指洪峰季節(jié)的最高水位；設(shè)計水位：指橋梁設(shè)計中按規(guī)定的設(shè)計洪水頻率計算所得的高水位。2022/10/2231低水位：指枯水季節(jié)的最低水位；2022/10/2832橋梁高度H1是指低水位至橋面的高差。對于跨線橋是指橋下道路路面至橋面的高差。它在某種意義上反映了橋梁施工的難易程度。橋下凈空高度H是指設(shè)計洪水位或設(shè)計通航水位至橋跨結(jié)構(gòu)下邊緣之間的距離。該距離應滿足安全排洪及通航的要求。2022/10/2232橋梁高度H1是指低水位至橋面的高差。2022/10/2833橋梁建筑高度h是指橋上行車路面與橋跨結(jié)構(gòu)下邊緣之間的高差。橋梁建筑高度應小于其容許建筑高度，否則就不能保證橋下的通航要求。容許建筑高度：公路（或鐵路）定線中所確定的橋面（或軌頂）的標高，對通航凈空頂部標高之差。2022/10/2233橋梁建筑高度h是指橋上行車路面與橋跨2022/10/2834凈矢高：拱式橋從拱頂截面下緣至相鄰兩拱腳截面下緣最低點之連線的垂直距離，以f0表示；計算矢高：是從拱頂截面形心至相鄰兩拱腳截面形心之連線的垂直距離，以f表示。矢跨比：是拱橋中拱圈（或拱肋）的計算矢高f與計算跨徑l之比（f/l），也稱拱矢度，它是反映拱橋受力特性的一個重要指標。2022/10/2234凈矢高：拱式橋從拱頂截面下緣至相鄰兩2022/10/28352.2橋梁的主要類型分類方式

橋涵類型1.按跨徑大小特大橋、大橋、中橋、小橋、涵洞等2.按用途公路橋、鐵路橋、公鐵兩用橋、人行橋、農(nóng)橋、管線橋、運水橋或渡槽橋等3.按建筑材料圬工橋（包括磚、石、混凝土）、鋼筋混凝土橋、預應力混凝土橋、鋼橋、鋼混組合橋、木橋等4.按橋面的位置上承式、中承式、下承式5.按橋梁的平面形狀直橋，斜橋、彎橋6.按預計使用時間永久性橋，臨時性橋7.按跨越障礙的性質(zhì)跨河橋、跨海橋、跨線橋、立交橋和高架橋8.按照橋梁的可移動性固定橋、活動橋，活動橋包括開啟橋、升降橋、旋轉(zhuǎn)橋和浮橋9.按結(jié)構(gòu)體系梁橋、拱橋、剛構(gòu)橋、懸索橋、斜拉橋、組合體系橋梁等2022/10/22352.2橋梁的主要類型分類方式2022/10/2836按跨徑大小分類分類多孔跨徑總長L1(m)單孔標準跨徑Lb(m)特大橋supermajorbridgeL1>1000Lb≥150大橋majorbridge1000≥L1≥100150≥Lb≥40中橋mediumbridge100>L1>3040>Lb>20小橋smallbridge30≥L1≥820≥Lb≥5涵洞culvert－Lb<52022/10/2236按跨徑大小分類分類多孔跨徑總長單孔標2022/10/2837按橋面的位置分類上承式deck

bridge：橋面系構(gòu)造簡單、施工方便、視野好；建筑高度大下承式throughbridge：建筑高度小、視野差中承式half-throughbridge：兼有兩者的特點2022/10/2237按橋面的位置分類上承式deck

b2022/10/2838按照橋梁的可移動性分類固定橋fixedbridge活動橋movablebridge旋轉(zhuǎn)橋（平轉(zhuǎn)橋、平旋橋）swingbridge開啟橋（豎旋橋、立轉(zhuǎn)橋）basculebridge升降橋liftbridge浮橋floatingbridge2022/10/2238按照橋梁的可移動性分類固定橋fix2022/10/2839按結(jié)構(gòu)體系分類梁式橋(beambridge)：梁式橋的主要承重結(jié)構(gòu)是以受彎為主的梁，是一種在豎向荷載作用下無水平反力的結(jié)構(gòu)，通常需用抗彎能力強的材料（鋼、鋼筋混凝土、鋼混凝土混合結(jié)構(gòu)等）來建造。梁式橋又分為簡支梁橋、連續(xù)梁橋和懸臂梁橋。2022/10/2239按結(jié)構(gòu)體系分類梁式橋(beambr2022/10/2840拱式橋(archbridge)：拱式橋的主要承重結(jié)構(gòu)是拱圈或拱肋。拱結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下，墩臺向拱圈（或拱肋）提供一對水平反力，這種水平反力將大大抵消在拱圈（或拱肋）內(nèi)由荷載所引起的彎矩。與同跨徑的梁相比，拱的彎矩、剪力和變形都要小得多。鑒于拱橋的承重結(jié)構(gòu)以受壓為主，通?？捎每箟耗芰姷嫩毓げ牧希ㄈ绱u、石、混凝土）和鋼筋混凝土等來建造。由于拱橋跨越能力大，造型美觀，在地基較好情況下，一般在跨徑500m以內(nèi)均可作為比選方案。2022/10/2240拱式橋(archbridge)：拱2022/10/2841剛構(gòu)（架）橋(rigidframebridge)：剛構(gòu)橋的主要承重結(jié)構(gòu)是梁（或板）與立柱（或豎墻）整體結(jié)合在一起的剛架結(jié)構(gòu)，梁和柱的連結(jié)處具有很大的剛性，以承擔負彎矩的作用。在豎向荷載作用下，柱腳處具有水平反力，梁部主要受彎，梁內(nèi)還有軸壓力，因而其受力狀態(tài)介于梁橋與拱橋之間。在溫度變化時，內(nèi)部易產(chǎn)生較大的附加內(nèi)力。2022/10/2241剛構(gòu)（架）橋(rigidframe2022/10/2842懸索橋(suspensionbridge)：又稱吊橋，指利用主纜和吊索作為加勁梁的懸掛體系，將橋跨所承受的荷載傳遞到橋塔、錨碇的橋梁。纜索是橋的主要承重結(jié)構(gòu)。在橋面系豎向荷載作用下，通過吊著加勁梁的吊桿使纜索承受很大的拉力，纜索跨過塔頂錨固在錨碇上。為了承受巨大的纜索拉力，錨碇結(jié)構(gòu)需要做得很大（重力式），或者依靠天然巖體來承受水平拉力（隧道式）。2022/10/2242懸索橋(suspensionbri2022/10/2843斜拉橋(cable-stayedbridge)：斜拉橋由塔柱、主梁和斜拉索組成。斜拉索是斜拉橋的主要承重結(jié)構(gòu)。它的基本受力特點是：受拉的斜拉索將主梁多點吊起，并將主梁的恒載和車輛等其它荷載傳至塔柱，再通過塔柱基礎(chǔ)傳至地基。塔柱基本上以受壓為主。由于同時受到斜拉索水平分力的作用，主梁截面的基本受力特征是偏心受壓構(gòu)件。2022/10/2243斜拉橋(cable-stayedb2022/10/2844組合體系橋梁（combined-systembridge）：主要承重結(jié)構(gòu)是由兩種獨立結(jié)構(gòu)體系組合而成的橋梁。拱－梁組合體系橋2022/10/2244組合體系橋梁（combined-sy2022/10/2845斜拉－拱組合體系橋斜拉拱橋充分發(fā)揮了斜拉橋與拱橋的索拱相互作用，既提高了結(jié)構(gòu)的跨越能力，又提高了結(jié)構(gòu)的剛度和穩(wěn)定性。以斜拉索索力為控制優(yōu)化變量，以拱肋恒載彎矩為控制目標變量，實現(xiàn)斜拉拱橋的合理成橋狀態(tài)。2022/10/2245斜拉－拱組合體系橋斜拉拱橋充分發(fā)揮了2022/10/2846懸索－拱組合體系橋懸索拱組合體系橋的拱肋極大地提高了懸索橋的剛度和穩(wěn)定性，同時懸索改善了普通拱橋拱肋的不良受力狀態(tài)。無錫蠡湖大橋主橋為上承式梁拱和斜塔懸索組合結(jié)構(gòu)，全長730米，拱軸線為懸鏈線。2022/10/2246懸索－拱組合體系橋懸索拱組合體系橋的2022/10/2847懸索－斜拉組合體系橋2022/10/2247懸索－斜拉組合體系橋2022/10/2848懸索－斜拉組合體系橋2022/10/2248懸索－斜拉組合體系橋2022/10/2849第三章橋梁的總體規(guī)劃和設(shè)計要點3.1橋梁總體規(guī)劃原則和基本設(shè)計資料橋梁設(shè)計的一般步驟為：通過概念設(shè)計確定結(jié)構(gòu)方案，確立計算模型，確定結(jié)構(gòu)的詳細尺寸和細節(jié)構(gòu)造。3.1.1橋梁設(shè)計的基本要求以前的要求就是“安全、適用、經(jīng)濟、美觀”。新《橋規(guī)》規(guī)定：橋梁工程的設(shè)計必須符合“技術(shù)先進、安全可靠、適用耐久、經(jīng)濟合理”的要求，同時還應按照外形美觀和有利環(huán)保的原則進行設(shè)計，并考慮因地制宜、就地取材、便于施工和養(yǎng)護等因素。2022/10/2249第三章橋梁的總體規(guī)劃和設(shè)計要點3.2022/10/2850技術(shù)先進在因地制宜的前提下，橋梁設(shè)計盡可能采用較成熟的新結(jié)構(gòu)、新設(shè)備、新材料、新工藝；必須認真學習國外的先進技術(shù)，充分利用國際最新科學技術(shù)成就，把學習外國和自己獨創(chuàng)結(jié)合起來，提高我國的橋梁建設(shè)水平。2022/10/2250技術(shù)先進2022/10/2851安全可靠所設(shè)計的橋梁結(jié)構(gòu)，在制造、運輸、安裝和使用過程中應有足夠的強度、剛度、穩(wěn)定和耐久性，并有安全儲備。根據(jù)橋上交通和行人情況，橋面應考慮設(shè)置人行道（或安全帶）、緣石、護欄、欄桿等設(shè)備，以保證行人和行車安全。橋上還應設(shè)有照明設(shè)施，引橋縱坡不宜過陡。地震區(qū)橋梁，應按抗震要求采取防震措施。對于河床易變遷的河道，應設(shè)計好導流設(shè)施，防止橋梁基礎(chǔ)底部被過度沖刷。對于通行大噸位船舶的河道，除按規(guī)定加大橋孔跨徑外，必要時設(shè)置防撞構(gòu)筑物等。2022/10/2251安全可靠2022/10/2852適用耐久橋面寬度能滿足當前以及今后規(guī)劃年限內(nèi)的交通流量(包括行人通行)。橋梁結(jié)構(gòu)在通過設(shè)計荷載時不出現(xiàn)過大的變形和過寬的裂縫。橋跨結(jié)構(gòu)的下面有利于泄洪、通航(跨河橋)或車輛和行人的通行(旱橋)。橋梁的兩端方便車輛的進入和疏散，不致產(chǎn)生交通堵塞現(xiàn)象等。考慮綜合利用，方便各種管線(水、電氣，通信等)的搭載。2022/10/2252適用耐久2022/10/2853經(jīng)濟合理橋梁設(shè)計應遵循因地制宜、就地取材和方便施工的原則。綜合考慮發(fā)展遠景和將來的養(yǎng)護維修，使其造價和養(yǎng)護費用綜合最省。所選橋位的地質(zhì)水文條件應較好，橋梁長度也較短。橋位應考慮建在能縮短河道兩岸的運距，促進該地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展，產(chǎn)生最大的效益，對于過橋收費的橋梁應能吸引更多的車輛通過，達到盡可能快回收投資的目的。2022/10/2253經(jīng)濟合理2022/10/2854外形美觀橋梁與周圍環(huán)境融合，成為自然整體中的一個協(xié)調(diào)部分。橋梁本身的造型須比例適當、勻稱和諧。應當注意結(jié)構(gòu)簡單，力線明快，線條流暢。橋梁建筑處理應當表現(xiàn)清新雅潔的風格。施工質(zhì)量也會影響橋梁美觀性。2022/10/2254外形美觀2022/10/2855有利環(huán)保橋梁設(shè)計必須考慮環(huán)境保護和保持包括生態(tài)方面的可持續(xù)發(fā)展。要從橋位選擇、橋跨布置、基礎(chǔ)方案、墩身外形、上部結(jié)構(gòu)施工方法、施工組織設(shè)計等多方面全面考慮環(huán)境要求，采取必要的工程控制措施，并建立環(huán)境監(jiān)測保護體系，將不利影響減至最小。橋梁施工完成后，將兩頭植被恢復或進一步美化橋梁周邊的景觀。2022/10/2255有利環(huán)保2022/10/28563.1.2設(shè)計資料調(diào)查調(diào)查研究橋梁交通要求對于公路或城市橋梁，需要調(diào)查研究橋上交通種類及其要求，如汽車荷載等級、實際交通量和增長率，需要的車道數(shù)目或行車道寬度，以及人行道的要求等等。選擇橋位“小橋橋服從路，大橋路服從橋”。對于特大、大、中橋一般選擇2～5個可能的橋位，對每個可能橋位進行相應的調(diào)查、勘測工作，經(jīng)綜合分析比較，選擇出最合理的橋位。2022/10/22563.1.2設(shè)計資料調(diào)查調(diào)查研究橋梁2022/10/2857橋位的詳細勘測和調(diào)查包括繪制橋位附近大比例地形圖、橋位地質(zhì)鉆探并繪制地質(zhì)剖面圖、實地水文（包括河道、洪水、水位、流速、流量）勘測調(diào)查等。為使地質(zhì)資料更接近實際，宜將鉆孔布置在擬定的橋孔方案墩臺附近。調(diào)查其他有關(guān)情況調(diào)查了解地震資料、氣象資料（包括氣溫、雨量、風速等）、當?shù)亟ㄖ牧蟻碓醇肮闆r、運輸條件、是否需要拆遷建筑物或占用農(nóng)田、橋上是否需要鋪設(shè)電纜或各種管線等。2022/10/2257橋位的詳細勘測和調(diào)查2022/10/28583.1.3設(shè)計程序設(shè)計階段與建設(shè)程序關(guān)系圖2022/10/22583.1.3設(shè)計程序設(shè)計階段與建設(shè)程2022/10/2859前期工作階段預可行性研究報告的編制（簡稱為“預可”階段）預可行性研究報告是在工程可行的基礎(chǔ)上，著重研究建設(shè)上的必要性和經(jīng)濟上的合理性，解決要不要修建橋梁的問題?？茖W分析和確定通過橋梁的可能車流量，論證工程的必要性。在預可報告中，應編制幾個可能的橋型方案，論述經(jīng)濟上的合理性，并對資金來源有所設(shè)想。設(shè)計方將預可報告交業(yè)主后，由業(yè)主據(jù)此編制“項目建議書”報主管上級審批。2022/10/2259前期工作階段預可行性研究報告的編制（2022/10/2860可行性研究報告的編制（簡稱為“工可”階段）“工可”階段與“預可”階段的內(nèi)容和目的基本一致，只是研究的深度不同?！肮た伞眻蟾媸窃陬A可行性研究報告審批后，著重研究工程上和投資上的可行性。在“工可”階段，要研究和制定橋梁的技術(shù)標準（包括設(shè)計荷載、允許車速、橋梁坡度和曲線半徑等），同時還應與河道、航運、城市規(guī)劃等部門共同研究和協(xié)商來確定相關(guān)技術(shù)標準。在“工可”階段，應提出多個橋型方案，并估算造價，對資金來源和投資回報等問題應基本落實。2022/10/2260可行性研究報告的編制（簡稱為“工可”2022/10/2861設(shè)計工作階段初步設(shè)計進一步定測、詳勘；橋式方案比選；科研項目立項；提出施工方案；編制概算。技術(shù)設(shè)計進一步深化初步設(shè)計；對重大、復雜的技術(shù)問題進行專題研究；加深勘探；確定總體及細部技術(shù)問題及施工方案；修正工程概算。施工圖設(shè)計此階段工作包括詳細的結(jié)構(gòu)分析計算、配筋計算、驗算并確保各構(gòu)件強度、剛度、穩(wěn)定和裂縫等各種技術(shù)指標滿足規(guī)范要求、繪制施工詳圖、編制施工組織設(shè)計和施工圖預算。2022/10/2261設(shè)計工作階段初步設(shè)計2022/10/28623.2.1橋梁的縱斷面設(shè)計橋梁縱斷面設(shè)計包括確定橋梁的總跨徑、橋梁的分孔、橋道高程（橋面標高、橋下凈空）、橋上和橋頭引道的縱坡以及基礎(chǔ)的埋置深度等。橋梁總跨徑的確定橋梁總跨徑必須保證橋下有足夠的排洪面積，河床不產(chǎn)生過大的沖刷，并注意壅水可能淹沒耕地和建筑物等危害。因此應注意河床地形，不宜過分壓縮河道、改變水流的天然狀態(tài)。同時根據(jù)河床允許沖刷深度，適當縮短橋梁總長、節(jié)約總投資。3.2橋梁縱、橫斷面設(shè)計和平面布置2022/10/22623.2.1橋梁的縱斷面設(shè)計3.22022/10/2863橋梁的分孔對于通航河流，在分孔時首先應滿足橋下的通航要求。通航孔應布置在航行最方便的河域，對于變遷性河流，根據(jù)具體條件，應多設(shè)幾個通航孔。對于平原區(qū)寬闊河流上的橋梁，通常在主河槽部分按需布置較大的通航孔，而在兩側(cè)淺灘部分按經(jīng)濟跨徑進行分孔。對于在山區(qū)深谷上、水深流急的江河上，或需在水庫上修橋時，由于水下作業(yè)難度大，為了減少中間橋墩，應加大跨徑。如果條件允許的話，甚至可以采用特大跨徑的單孔橋梁跨越。2022/10/2263橋梁的分孔對于通航河流，在分孔時首先2022/10/2864對于采用連續(xù)體系的多孔橋梁，應使邊孔與中孔的跨中彎矩接近相等。若河流中存在不利的地質(zhì)段（例如巖石破碎帶、裂隙、溶洞等），布孔時應使橋基避開這些區(qū)段。對于有備戰(zhàn)要求的橋梁，需要將全橋各孔的跨徑做成一樣，并且跨徑不要太大，以便于搶修和互換；有時因工期很緊，也可以減少橋墩而加大跨徑?？鐝竭x擇還與施工能力有關(guān)，有時選用較大的跨徑雖然在技術(shù)上和經(jīng)濟上是合理的，但由于缺乏足夠的施工技術(shù)能力和機械設(shè)備，也不得不改用較小跨徑。2022/10/2264對于采用連續(xù)體系的多孔橋梁，應使邊孔2022/10/2865橋道高程的確定主要考慮三個因素：路線縱斷面設(shè)計要求、排洪要求和通航要求。中、小橋梁橋面標高一般由路線縱斷面設(shè)計確定；對于非通航河流上的跨河橋，為保證結(jié)構(gòu)不受毀壞，橋梁主體結(jié)構(gòu)必須比計算水位（設(shè)計水位計入壅水、浪高等）或最高流冰水位高出一定距離，滿足《橋規(guī)》對非通航河流橋下凈空的要求；對于通航河流上的跨河橋，通航孔必須滿足通航凈空要求，通航凈空尺寸按《內(nèi)河通航標準》確定；對于跨越鐵路或公路的橋梁，應滿足相應的鐵路或公路的建筑界限規(guī)定。橋道高程的確定2022/10/2265橋道高程的確定主要考慮三個因素：路線2022/10/2866橋梁標高確定后，就可根據(jù)兩端橋頭的地形和線路要求來設(shè)計橋梁的縱斷面線形。一般做成雙向縱坡，在橋中心設(shè)置豎曲線；公路橋梁的橋上縱坡不宜大于4%，橋頭引道縱坡不宜大于5%；位于市鎮(zhèn)混合交通繁忙處，橋上縱坡和橋頭引道縱坡均不得大于3%；橋頭兩端引道線形應配合橋上線形。橋梁縱坡布置2022/10/2266橋梁標高確定后，就可根據(jù)兩端橋頭的地2022/10/28673.2.2橋梁的橫斷面設(shè)計橋梁橫斷面設(shè)計主要是決定橋面的寬度和橋跨結(jié)構(gòu)橫截面的布置。橋面寬度由行車和行人的交通需要決定。人行道和自行車道的設(shè)置應根據(jù)實際需要而定。高速公路、一級公路上的橋梁必須設(shè)置護欄。二、三、四級公路上特大、大、中橋應設(shè)護欄或欄桿和安全帶，小橋和涵洞可僅設(shè)緣石或欄桿。不設(shè)人行道的漫水橋和過水路面應設(shè)護欄或欄桿。2022/10/22673.2.2橋梁的橫斷面設(shè)計橋梁橫斷2022/10/2868橋面凈空應符合《橋規(guī)》關(guān)于各級公路建筑限界的規(guī)定，在規(guī)定的限界內(nèi)，不得有任何結(jié)構(gòu)部件侵入。橋涵凈空2022/10/2268橋面凈空應符合《橋規(guī)》關(guān)于各級公路建2022/10/2869應根據(jù)道路的等級、橋面的寬度、行車要求等條件確定，主要有以下幾種：雙向車道布置分車道布置雙層橋面布置橋梁橫截面布置型式2022/10/2269應根據(jù)道路的等級、橋面的寬度、行車要2022/10/28703.2.3橋梁的平面設(shè)計特大、大橋橋位應盡量選擇河道順直穩(wěn)定、河床地質(zhì)良好、河槽能通過大部分設(shè)計流量的河段。從橋下泄洪要求及橋梁安全角度考慮，橋梁縱軸線宜與洪水主流流向正交。對通航河流上的橋梁，其墩臺沿水流方向的軸線應與最高通航水位時的主流方向一致。當斜交不能避免時，斜交角不宜大于5?；當斜交角大于5?時，宜增加通航孔跨徑。小橋允許修建斜交橋，但斜交角通常不宜大于45?。橋梁及橋頭引道的線形應與路線布設(shè)相互協(xié)調(diào)，各項技術(shù)指標——橋梁的平曲線半徑、平曲線超高和加寬、緩和曲線、變速車道設(shè)置等，均應滿足相應等級線路布設(shè)的規(guī)定。2022/10/22703.2.3橋梁的平面設(shè)計特大、大橋2022/10/28713.3橋梁設(shè)計的方案比選橋梁結(jié)構(gòu)形式的確定依賴于對橋梁技術(shù)、經(jīng)濟、建橋條件等深入細致的綜合分析比較。首先根據(jù)地形、地質(zhì)、通航等要求確定分孔，擬定設(shè)計盡可能多的橋梁結(jié)構(gòu)圖式（通常2~4個）；接著擬定橋梁結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)件尺寸，編制各選定橋梁結(jié)構(gòu)形式的技術(shù)經(jīng)濟指標，包括：主要材料用量、全橋總造價、工期、養(yǎng)護費用、運營條件、施工工藝技術(shù)要求（有無困難工程、是否需要特殊機具等）、有無特殊材料等；技術(shù)經(jīng)濟比較和最優(yōu)方案的選定：綜合比較各種指標，分析每一方案的優(yōu)缺點，確定一個符合條件的最優(yōu)方案。2022/10/22713.3橋梁設(shè)計的方案比選橋梁結(jié)構(gòu)形2022/10/28724.1規(guī)范中有關(guān)設(shè)計荷載的規(guī)定《橋規(guī)》將“作用”定義為施加在結(jié)構(gòu)上的一組集中力或分布力，或引起結(jié)構(gòu)外加變形或約束變形的原因。前者稱為直接作用，亦稱荷載，后者稱為間接作用。作用效應：結(jié)構(gòu)對所受作用的反應，如由作用產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的軸力、剪力、彎矩、扭矩、位移、應力、裂縫等。第四章橋梁的設(shè)計荷載2022/10/22724.1規(guī)范中有關(guān)設(shè)計荷載的規(guī)定第四2022/10/2873按時間的變異性和出現(xiàn)的可能性分類永久作用(permanentaction)可變作用(variableaction)偶然作用(accidentalaction)按照空間位置的變異性分類（在結(jié)構(gòu)空間位置上具有固定位置還是可以在一定范圍內(nèi)改變位置）固定作用自由作用按照結(jié)構(gòu)的反應分類（在結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生的加速度是否可以忽略）靜態(tài)作用動態(tài)作用作用的分類：2022/10/2273按時間的變異性和出現(xiàn)的可能性分類作用2022/10/28744.1.1永久作用永久作用是指在結(jié)構(gòu)使用期間，其量值不隨時間而變化，或其變化值與平均值相比可以忽略不計的作用，亦稱恒載。編號荷載名稱1結(jié)構(gòu)重力（包括結(jié)構(gòu)附加重力）2預加力3土的重力4土側(cè)壓力5混凝土收縮及徐變作用6水的浮力7基礎(chǔ)變位作用2022/10/22744.1.1永久作用永久作用是指在結(jié)2022/10/28754.1.2可變作用可變作用是指在結(jié)構(gòu)使用期間，其量值隨時間變化，且其變化值與平均值相比不可忽略的作用。編號荷載名稱8汽車荷載9汽車沖擊力10汽車離心力11汽車引起的土側(cè)壓力12人群荷載13汽車制動力14風荷載15流水壓力16冰壓力17溫度（均勻溫度和梯度溫度）作用18支座摩阻力2022/10/22754.1.2可變作用可變作用是指在結(jié)2022/10/2876汽車荷載汽車荷載等級和組成汽車荷載分為公路Ⅰ級和公路Ⅱ級兩個等級。汽車荷載由車道荷載和車輛荷載組成。橋梁結(jié)構(gòu)的整體計算采用車道荷載；橋梁結(jié)構(gòu)的局部加載、涵洞、橋臺和擋土墻土壓力等的計算采用車輛荷載。車輛荷載與車道荷載的作用不得疊加。公路等級高速公路一級公路二級公路三級公路四級公路汽車荷載等級公路Ⅰ級公路Ⅰ級公路Ⅱ級（或Ⅰ級）公路Ⅱ級公路Ⅱ級（可折減）2022/10/2276汽車荷載汽車荷載等級和組成公路等級高2022/10/2877汽車荷載的計算圖式及標準值——車道荷載車道荷載由均布荷載和集中荷載組成。車道荷載的均布荷載應滿布于使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最不利效應的同號影響線上，集中荷載標準值只作用于相應影響線中一個最大影響線峰值處。2022/10/2277汽車荷載的計算圖式及標準值——車道荷2022/10/2878汽車荷載的計算圖式及標準值——車輛荷載車輛荷載為單車荷載。公路Ⅰ級和公路Ⅱ級汽車荷載采用相同的車輛荷載標準值。2022/10/2278汽車荷載的計算圖式及標準值——車輛荷2022/10/2879橫橋向設(shè)計車道布置及汽車荷載橫向分布系數(shù)在橫向布置車隊時，既要考慮使橋梁獲得最大荷載效應，還要考慮到車輛實際行駛需要足夠的行車道寬度，橋涵設(shè)計車道數(shù)應符合下表中的規(guī)定。車道荷載橫向分布系數(shù)，應按設(shè)計車道數(shù)布置車輛荷載進行計算。行車道寬度W（m）橋涵設(shè)計車道數(shù)車輛單向行駛時車輛雙向行駛時W＜7.07.0≤W＜10.510.5≤W＜14.014.0≤W＜17.517.5≤W＜21.021.0≤W＜24.524.5≤W＜28.028.0≤W＜31.56.0≤W＜14.014.0≤W＜21.021.0≤W＜28.028.0≤W＜35.0123456782022/10/2279橫橋向設(shè)計車道布置及汽車荷載橫向分布2022/10/2880汽車荷載折減隨著橋梁橫向布置車隊數(shù)的增加，各車道內(nèi)同時出現(xiàn)最大荷載的概率減小，由汽車荷載產(chǎn)生的效應應進行折減，但折減后的效應不得小于兩條設(shè)計車道的荷載效應。隨著橋梁跨度的增加，實際橋梁上通行的車輛達到高密度和重載的概率減小，因此，當橋梁設(shè)計跨度大于150m時，汽車荷載應考慮縱向折減。2022/10/2280汽車荷載折減隨著橋梁橫向布置車隊數(shù)的2022/10/2881汽車沖擊力車輛以一定速度過橋時，由于橋面的不平整、車輪不圓以及發(fā)動機抖動等原因，會使橋梁結(jié)構(gòu)振動，橋梁結(jié)構(gòu)應力和變形比靜荷載引起的大，通常把這種動力效應稱為車輛荷載對橋梁結(jié)構(gòu)的沖擊力。填料厚度不小于0.5m的拱橋、涵洞和重力式墩臺不計沖擊力；汽車荷載的局部加載及在T梁、箱梁懸臂板上的沖擊系數(shù)μ采用0.3。汽車荷載沖擊力為汽車荷載標準值乘以沖擊系數(shù)μ。式中：f為結(jié)構(gòu)自振基頻。f的計算宜采用有限元法，對于常規(guī)結(jié)構(gòu)，可采用新規(guī)范條文說明中給出的公式估算。2022/10/2281汽車沖擊力車輛以一定速度過橋時，由于2022/10/2882人群荷載人群荷載標準值：設(shè)有人行道的公路橋梁當l≤50m，取3.0kN/m2；當l≥150m，取2.5kN/m2；當l=50m~150m，線性內(nèi)插。對跨徑不等的連續(xù)結(jié)構(gòu)，以最大計算跨徑為準。城郊行人密集地區(qū)的公路橋梁，人群荷載標準值取上述規(guī)定的1.15倍。專用人行橋梁，取為3.5kN/m2。計算人行道欄桿時：作用于欄桿立柱頂上的水平推力標準值取0.75kN/m；作用在欄桿扶手上的豎向力標準值取1.0kN/m。2022/10/2282人群荷載人群荷載標準值：2022/10/28834.1.3偶然作用偶然作用是指結(jié)構(gòu)使用期間出現(xiàn)的概率很小，一旦出現(xiàn)，其值很大且持續(xù)時間較短的作用。橋梁設(shè)計考慮的偶然作用有地震作用、船舶或漂流物的撞擊作用，以及汽車撞擊作用。地震作用主要是指地震時強烈的地面運動引起的結(jié)構(gòu)慣性力。地震作用的強弱不僅與地震時地面運動的強烈程度有關(guān)，還與結(jié)構(gòu)的動力特性（頻率與振型）有關(guān)。過去大多用烈度大小來表示地震作用的強弱，現(xiàn)行規(guī)范不再采用地震烈度的概念，取而代之的是地震動峰值加速度系數(shù)。2022/10/22834.1.3偶然作用偶然作用是指結(jié)構(gòu)2022/10/2884作用代表值：結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計時，針對不同設(shè)計目的所采用的各種作用規(guī)定值。作用標準值：結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計時，采用的各種作用的基本代表值，其值可根據(jù)作用在設(shè)計基準期內(nèi)最大值概率分布的某一分位值確定。作用頻遇值：結(jié)構(gòu)或構(gòu)件按正常使用極限狀態(tài)短期效應組合設(shè)計時，采用的一種可變作用代表值，其值可根據(jù)在足夠長觀測期內(nèi)作用任意時點概率分布的0.95分位值確定。作用準永久值：結(jié)構(gòu)或構(gòu)件按正常使用極限狀態(tài)長期效應組合設(shè)計時，采用的另一種可變作用代表值，其值可根據(jù)在足夠長觀測期內(nèi)作用任意時點概率分布的0.5(或略高于0.5)分位值確定。4.2荷載組合（作用效應組合）2022/10/2284作用代表值：結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計時，針2022/10/2885作用效應設(shè)計值：等于作用標準值效應與作用分項系數(shù)的乘積。分項系數(shù)：為保證所設(shè)計的結(jié)構(gòu)具有規(guī)定的可靠度而在設(shè)計表達式中采用的系數(shù)。作用效應組合：結(jié)構(gòu)上幾種作用分別產(chǎn)生的效應的隨機疊加。結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)：對不同安全等級的結(jié)構(gòu)，為使其具有規(guī)定的可靠度而采用的系數(shù)。作用效應組合系數(shù)：在作用效應組合中，由于幾個獨立可變作用效應最不利值同時出現(xiàn)的概率較小而對作用采用的折減系數(shù)。2022/10/2285作用效應設(shè)計值：等于作用標準值效應與2022/10/2886公路橋梁應進行兩種極限狀態(tài)設(shè)計：承載能力極限狀態(tài)：對應于橋涵結(jié)構(gòu)或其構(gòu)件達到最大承載能力或出現(xiàn)不適于繼續(xù)承載的變形或變位的狀態(tài)；公路橋梁結(jié)構(gòu)按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計時，采用以下兩種作用效應組合：基本組合、偶然組合。正常使用極限狀態(tài)：對應于橋涵結(jié)構(gòu)或其構(gòu)件達到正常使用或耐久性的某項限值的狀態(tài)。公路橋梁結(jié)構(gòu)按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計時，應根據(jù)不同的設(shè)計要求，采用以下兩種效應組合：作用短期效應組合、作用長期效應組合。2022/10/2286公路橋梁應進行兩種極限狀態(tài)設(shè)計：2022/10/2887公路橋涵設(shè)計應對不同的作用應采用不同的代表值：永久作用、偶然作用應采用標準值作為代表值。可變作用應根據(jù)不同的極限狀態(tài)分別采用標準值、頻遇值或準永久值作為其代表值：承載能力極限狀態(tài)設(shè)計及按彈性階段計算結(jié)構(gòu)強度時應采用標準值作為可變作用的代表值。正常使用極限狀態(tài)按短期效應組合設(shè)計時，應采用頻遇值作為可變作用的代表值；正常使用極限狀態(tài)按長期效應組合設(shè)計時，應采用準永久值作為可變作用的代表值。2022/10/2287公路橋涵設(shè)計應對不同的作用應采用不同2022/10/2888基本組合：永久作用的設(shè)計值效應與可變作用的設(shè)計值效應相組合。偶然組合：永久作用標準值效應與可變作用某種代表值效應、一種偶然作用標準值效應相組合。偶然作用效應的分項系數(shù)取1.0。按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計時的作用效應組合：結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)(1.1,1.0,0.9)永久作用效應的分項系數(shù)、標準值汽車荷載效應(含汽車沖擊力、離心力)的分項系數(shù)1.4、標準值除汽車荷載效應(含汽車沖擊力、離心力)外其它可變作用效應的組合系數(shù)(0.8,0.7,0.6,0.5)除汽車外其它可變作用效應的分項系數(shù)1.4、標準值2022/10/2288基本組合：永久作用的設(shè)計值效應與可變2022/10/2889作用短期效應組合：永久作用標準值效應與可變作用頻遇值效應組合。作用長期效應組合：永久作用標準值效應與可變作用準永久值效應組合。按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計時的作用效應組合：汽車荷載（不計沖擊力）:0.7人群荷載：1.0永久作用效應的標準值可變作用效應的頻遇值系數(shù)、標準值汽車荷載（不計沖擊力）:0.4人群荷載：0.4可變作用效應的準永久值系數(shù)、標準值2022/10/2289作用短期效應組合：永久作用標準值效應2022/10/2890盧溝橋北京廣安門外30里，跨永定河。橋始建于公元1188年，完工于公元1192年。橋面上石欄桿共269間，各望柱頭上刻有石獅。金代原物簡單統(tǒng)一，自后歷朝改換，制作精良，石獅形態(tài)各異，趣味橫生。2022/10/2290盧溝橋北京廣安門外30里，跨永定河2022/10/2891計算跨徑(computedspan)：通常用l表示，指橋跨結(jié)構(gòu)兩個支點間的距離。橋梁結(jié)構(gòu)的力學計算以此為準。對于梁式橋，是指橋跨兩端相鄰支座中心之間的水平距離；對于拱式橋，是指拱軸線兩端點之間的水平距離。2022/10/2291計算跨徑(computedspan2022/10/2892剛構(gòu)（架）橋(rigidframebridge)：剛構(gòu)橋的主要承重結(jié)構(gòu)是梁（或板）與立柱（或豎墻）整體結(jié)合在一起的剛架結(jié)構(gòu)，梁和柱的連結(jié)處具有很大的剛性，以承擔負彎矩的作用。在豎向荷載作用下，柱腳處具有水平反力，梁部主要受彎，梁內(nèi)還有軸壓力，因而其受力狀態(tài)介于梁橋與拱橋之間。在溫度變化時，內(nèi)部易產(chǎn)生較大的附加內(nèi)力。2022/10/2292剛構(gòu)（架）橋(rigidframe2022/10/2893組合體系橋梁（combined-systembridge）：主要承重結(jié)構(gòu)是由兩種獨立結(jié)構(gòu)體系組合而成的橋梁。拱－梁組合體系橋2022/10/2293組合體系橋梁（combined-sy2022/10/2894懸索－斜拉組合體系橋2022/10/2294懸索－斜拉組合體系橋2022/10/2895第三章橋梁的總體規(guī)劃和設(shè)計要點3.1橋梁總體規(guī)劃原則和基本設(shè)計資料橋梁設(shè)計的一般步驟為：通過概念設(shè)計確定結(jié)構(gòu)方案，確立計算模型，確定結(jié)構(gòu)的詳細尺寸和細節(jié)構(gòu)造。3.1.1橋梁設(shè)計的基本要求以前的要求就是“安全、適用、經(jīng)濟、美觀”。新《橋規(guī)》規(guī)定：橋梁工程的設(shè)計必須符合“技術(shù)先進、安全可靠、適用耐久、經(jīng)濟合理”的要求，同時還應按照外形美觀和有利環(huán)保的原則進行設(shè)計，并考慮因地制宜、就地取材、便于施工和養(yǎng)護等因素。2022/10/2295第三章橋梁的總體規(guī)劃和設(shè)計要點3.2022/10/2896適用耐久橋面寬度能滿足當前以及今后規(guī)劃年限內(nèi)的交通流量(包括行人通行)。橋梁結(jié)構(gòu)在通過設(shè)計荷載時不出現(xiàn)過大的變形和過寬的裂縫。橋跨結(jié)構(gòu)的下面有利于泄洪、通航(跨河橋)或車輛和行人的通行(旱橋)。橋梁的兩端方便車輛的進入和疏散，不致產(chǎn)生交通堵塞現(xiàn)象等。考慮綜合利用，方便各種管線(水、電氣，通信等)的搭載。2022/10/2296適用耐久2022/10/28973.1.2設(shè)計資料調(diào)查調(diào)查研究橋梁交通要求對于公路或城市橋梁，需要調(diào)查研究橋上交通種類及其要求，如汽車荷載等級、實際交通量和增長率，需要的車道數(shù)目或行車道寬度，以及人行道的要求等等。選擇橋位“小橋橋服從路，大橋路服從橋”。對于特大、大、中橋一般選擇2～5個可能的橋位，對每個可能橋位進行相應的調(diào)查、勘測工作，經(jīng)綜合分析比較，選擇出最合理的橋位。2022/10/22973.1.2設(shè)計資料調(diào)查調(diào)查研究橋梁《橋梁工程》《橋梁工程》982022/10/2899教材及參考書教材《橋梁工程》（第二版），姚玲森主編，人民交通出版社，2008.5參考書《橋梁工程》（修訂版），劉夏平主編，科學出版社，2005《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》（JTGD60-2004）中華人民共和國交通部標準《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTGD62-2004）中華人民共和國交通部標準2022/10/222教材及參考書教材2022/10/28100總目錄第一篇：總論（4學時）第二篇：鋼筋混凝土和預應力混凝土簡支梁橋（14學時）第三篇：懸臂與連續(xù)體系梁橋（2學時）第四篇：混凝土拱橋（6學時）第五篇：纜索承重體系橋梁（2學時）第六篇：橋梁墩臺（4學時）2022/10/223總目錄第一篇：總論（4學時）2022/10/28101第一篇總論第一章概論第二章橋梁的基本組成和分類第三章橋梁的總體規(guī)劃和設(shè)計要點第四章橋梁的設(shè)計荷載2022/10/224第一篇總論第一章概論2022/10/28102第一章概論1.1橋梁工程的地位和作用“橋梁工程”一詞包含兩層含義：一是指工程建設(shè)的對象，即建造在地上或水中的橋梁構(gòu)筑物本身，也就是橋梁建筑的實體；二是指建造橋梁所需的科學知識和工程技術(shù)，包括橋梁的基礎(chǔ)理論和研究，橋梁的規(guī)劃、勘測、設(shè)計，施工、保養(yǎng)維修等方面的科學知識和工程技術(shù)。教學目的：通過本課程的學習，可以了解掌握中小型橋梁的構(gòu)造原理、設(shè)計和施工方法，了解大跨度橋梁的構(gòu)造、設(shè)計和施工特點。2022/10/225第一章概論1.1橋梁工程的地位和作2022/10/28103“橋梁”的定義：供汽車、火車、渠道、管線、行人等跨越河流、海灣、湖泊、山谷、其他線路或障礙的架空建筑物。橋梁工程是道路工程的關(guān)鍵部位、交通運輸?shù)难屎砗蜆酥拘越ㄖ?。瑞士薩爾基那山谷橋美國金門大橋2022/10/226“橋梁”的定義：供汽車、火車、渠道、管2022/10/281041.2古代橋梁簡述考古發(fā)掘出的世界上最早的橋梁遺跡是公元前6000年～公元前4000年現(xiàn)今小亞細亞一帶。我國西安半坡村的公元前4000年左右的新石器時代氏族村落遺址，是我國已發(fā)現(xiàn)的最早出現(xiàn)橋梁的地方。古代橋梁多采用土、木、石、磚、藤、鐵等建筑材料。古代橋梁大致有梁橋（浮橋）、拱橋和索橋三種基本形式。2022/10/2271.2古代橋梁簡述考古發(fā)掘出的世界上2022/10/28105《詩經(jīng)》中曾記述周文王在渭水上架起一座浮橋，離今天已有三千年了，是建造浮橋最早的記錄。我國秦漢以前的橋幾乎都是木橋，歷史著名的秦代首都咸陽跨渭水的渭水三橋，都是多跨木梁橋。春秋戰(zhàn)國之際出現(xiàn)了石墩木梁橋，西漢進一步發(fā)展為石柱式石梁橋，東漢則又出現(xiàn)了單跨石拱橋。宋代是大型石橋蓬勃發(fā)展的時期。世界公認懸索橋最早出現(xiàn)在中國，秦李冰在四川益州（今成都）城西南建成的一座笮橋，又名“夷里橋”，便是座竹索橋（公元前256至前251年）。2022/10/228《詩經(jīng)》中曾記述周文王在渭水上架起一座2022/10/28106趙州橋（又稱安濟橋）舉世聞名的河北省趙縣的趙州橋（又稱安濟橋）建于隋代大業(yè)年間（公元605－618年），由著名匠師李春設(shè)計和建造，距今已有1400年的歷史，是當今世界上現(xiàn)存最早、保存最完善的古代石拱橋。2022/10/229趙州橋（又稱安濟橋）舉世聞名的河北省2022/10/28107泉州萬安橋（也稱洛陽橋）公元1059年建成，全長834m，共47孔，是我國第一座瀕臨海灣的大石橋。該橋在基礎(chǔ)工程上首創(chuàng)筏形基礎(chǔ)?！胺N蠣固基法”。采用“浮運架梁法”，架設(shè)橋面大石板。2022/10/2210泉州萬安橋（也稱洛陽橋）公元1052022/10/28108泉州安平橋（又名五里橋）橫跨晉江安海鎮(zhèn)與南安水頭鎮(zhèn)之間的海灣，始建于宋紹興八年（公元1138年），經(jīng)13年建成。有362孔，橋長5里，故又名五里橋，保持了700余年的橋長記錄。素有“天下無橋長此橋”的美譽。2022/10/2211泉州安平橋（又名五里橋）橫跨晉江安海2022/10/28109公元1170～1192年建成的廣東潮州湘子橋（又稱廣濟橋），在潮州城東門外，橫臥在滾滾的韓江之上，全長517.95m，東西淺灘部分各建一段石橋，中間深水部分以浮橋銜接。浮橋可開可合，是世界上活動橋的先導。潮州湘子橋（又稱廣濟橋）2022/10/2212公元1170～1192年建成的廣東潮2022/10/28110盧溝橋北京廣安門外30里，跨永定河。橋始建于公元1188年，完工于公元1192年。橋面上石欄桿共269間，各望柱頭上刻有石獅。金代原物簡單統(tǒng)一，自后歷朝改換，制作精良，石獅形態(tài)各異，趣味橫生。2022/10/2213盧溝橋北京廣安門外30里，跨永定河2022/10/28111瀘定橋公元1706元建成，康熙皇帝取“瀘水”（即大渡河舊稱）、“平定”之意，御筆親書“瀘定橋”三個大字。全長103.67米，寬3米，橋身由13根碗口粗的鐵鏈組成，其中底鏈9根，扶手4根，每根鐵鏈總重量達21噸多。2022/10/2214瀘定橋公元1706元建成，康熙皇帝取2022/10/281121.3我國當代橋梁建筑的成就我國跨徑最大的簡支梁橋是1997年建成的昆明市南過境高架橋，其跨徑63m。1997年建成的虎門大橋輔航道橋（主跨270m）為當時預應力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋世界第一大跨。2022/10/22151.3我國當代橋梁建筑的成就我國跨2022/10/28113上海盧浦大橋跨度550米，2003年建成，是世界上首座采用箱型拱結(jié)構(gòu)的特大型拱橋。世界最大跨度552米的重慶朝天門長江大橋08年已經(jīng)合龍，2009年通車，鋼桁架拱橋。2022/10/2216上海盧浦大橋跨度550米，2003年2022/10/281141991年建成了上海南浦大橋（主跨423m），開創(chuàng)了我國修建400m以上大跨度斜拉橋的先河，此后相繼修建了許多斜拉橋，我國已成為擁有斜拉橋最多的國家。2008年建成的蘇通長江公路大橋，其主跨1088m，是世界第一大斜拉橋。2022/10/22171991年建成了上海南浦大橋（主跨42022/10/28115我國現(xiàn)代大跨度懸索橋中，著名的有虎門大橋（主跨888m）、香港青馬大橋（主跨1377m）、江陰長江公路大橋（主跨1385m）、潤揚長江公路大橋南汊橋（主跨1490m）和西堠門大橋（主跨1650m，位居世界第二）。2022/10/2218我國現(xiàn)代大跨度懸索橋中，著名的有虎門2022/10/281161.4世界各國橋梁建造現(xiàn)狀橋梁發(fā)展的三次飛躍：19世紀中葉，鋼材導致跨徑提高到幾百米到上千米。20世紀初，鋼筋混凝土被廣泛應用，以及20世紀30年代預應力混凝土技術(shù)的興起導致廉價、耐久、剛度大、承載力高的材料。200～300m以內(nèi)預應力混凝土橋梁可以和鋼橋進行抗衡。20世紀50年代，計算機和有限元技術(shù)的發(fā)展使得大規(guī)模結(jié)構(gòu)計算成為可能。2022/10/22191.4世界各國橋梁建造現(xiàn)狀橋梁發(fā)展2022/10/28117117世界大跨徑梁橋序號橋名主跨(米)結(jié)構(gòu)形式所在國家建成年限1重慶石板坡長江大橋復線橋330跨中梁段采用鋼箱梁結(jié)構(gòu)的混合梁中國20062Stolma橋301連續(xù)剛構(gòu)挪威19983Raftsunder橋298連續(xù)剛構(gòu)挪威19984亞松森橋270T構(gòu)巴拉圭19794虎門大橋副航道橋270連續(xù)剛構(gòu)中國19976蘇通長江大橋?qū)Ｓ煤降罉?68連續(xù)剛構(gòu)中國20082022/10/222020世界大跨徑梁橋序號橋名主跨(2022/10/28118世界大跨徑拱橋序號橋名主跨(米)結(jié)構(gòu)形式所在國家建成年限1重慶朝天門長江大橋552鋼桁架中國20092上海盧浦大橋550鋼箱中國20033新河谷橋518.2鋼桁架美國19774貝爾橋504鋼桁架美國19315悉尼港灣橋503鋼桁架澳大利亞19326巫山長江大橋492鋼管混凝土中國20052022/10/2221世界大跨徑拱橋序號橋名主跨(米)2022/10/28119世界大跨徑斜拉橋序號橋名主跨(米)結(jié)構(gòu)形式所在國家建成年限1蘇通長江公路大橋1088鋼箱中國20082昂船洲大橋1018主鋼邊砼混合梁中國香港20093鄂東長江公路大橋926主鋼邊砼混合梁中國20104多多羅大橋890主鋼邊砼混合梁日本19995諾曼底大橋856主鋼邊砼混合梁法國19956荊岳長江公路大橋816鋼－混凝土混合梁中國20102022/10/2222世界大跨徑斜拉橋序號橋名主跨(米2022/10/28120世界大跨徑懸索橋序號橋名主跨(米)結(jié)構(gòu)形式所在國家建成年限1明石海峽大橋1990鋼桁梁日本19982西堠門大橋1650鋼箱梁中國20093大海帶橋1624鋼箱梁丹麥19984潤揚長江公路大橋南汊橋1490鋼箱梁中國20055Humber橋1410鋼箱梁英國19816江陰長江公路大橋1385鋼箱梁中國19992022/10/2223世界大跨徑懸索橋序號橋名主跨(米2022/10/28121橋梁工程的發(fā)展前景在結(jié)構(gòu)上研究適合應用于更大跨度的結(jié)構(gòu)型式；研究大跨度橋梁在氣動、地震和行車動力作用下，結(jié)構(gòu)的安全和穩(wěn)定性；研究更符合實際狀態(tài)的力學分析方法與新的設(shè)計理論；開發(fā)和應用具有高強、高彈模、輕質(zhì)特點的新材料；進行100～300m深海大型基礎(chǔ)工程的實踐；開發(fā)和應用橋梁自動監(jiān)測和管理系統(tǒng)；重視橋梁美學和環(huán)境保護。2022/10/2224橋梁工程的發(fā)展前景在結(jié)構(gòu)上研究適合應2022/10/28122第二章橋梁的基本組成與分類2.1橋梁的基本組成部分（五個“大部件”）上部結(jié)構(gòu)（橋跨結(jié)構(gòu)）superstructure支座系統(tǒng)bearing下部結(jié)構(gòu)substructure包括：橋墩pier、橋臺abutment、墩臺基礎(chǔ)foundation2022/10/2225第二章橋梁的基本組成與分類2.12022/10/28123橋梁的橋面構(gòu)造部分五個“小部件”：橋面鋪裝、排水系統(tǒng)、伸縮裝置、人行道（還包括安全帶、欄桿、防撞護欄）、燈柱主要作用是提高橋梁的服務功能——行車舒適、安全、美觀。2022/10/2226橋梁的橋面構(gòu)造部分五個“小部件”：橋2022/10/28124凈跨徑(clearspan)：用l0表示，反映通航標準的指標。對于梁式橋，是指設(shè)計洪水位上相鄰兩個橋墩(或橋臺)之間的水平凈距；對于拱式橋，是指每孔拱跨拱腳截面內(nèi)邊緣（起拱線處）之間的距離。總跨徑：各孔凈跨徑之和，用Σl0表示，是反映橋梁宣泄洪水能力的指標。常用名詞和術(shù)語2022/10/2227凈跨徑(clearspan)：用2022/10/28125計算跨徑(computedspan)：通常用l表示，指橋跨結(jié)構(gòu)兩個支點間的距離。橋梁結(jié)構(gòu)的力學計算以此為準。對于梁式橋，是指橋跨兩端相鄰支座中心之間的水平距離；對于拱式橋，是指拱軸線兩端點之間的水平距離。2022/10/2228計算跨徑(computedspan2022/10/28126標準跨徑(standardspan)：通常用lb表示。對于梁式橋，是指兩相鄰橋墩中線間的距離，或橋墩中線與橋臺臺背前緣間的距離；對于拱式橋，是指其凈跨徑。2022/10/2229標準跨徑(standardspan2022/10/28127梁式橋的多孔跨徑總長為多孔標準跨徑的總和，用L1表示，L1＝Σlb。橋梁全長：簡稱橋長，用L表示橋梁兩端橋臺的側(cè)墻或八字墻尾端點之間的距離。無橋臺時，為橋跨結(jié)構(gòu)的行車道板全長距離。2022/10/2230梁式橋的多孔跨徑總長為多孔標準跨徑的2022/10/28128低水位：指枯水季節(jié)的最低水位；高水位：指洪峰季節(jié)的最高水位；設(shè)計水位：指橋梁設(shè)計中按規(guī)定的設(shè)計洪水頻率計算所得的高水位。2022/10/2231低水位：指枯水季節(jié)的最低水位；2022/10/28129橋梁高度H1是指低水位至橋面的高差。對于跨線橋是指橋下道路路面至橋面的高差。它在某種意義上反映了橋梁施工的難易程度。橋下凈空高度H是指設(shè)計洪水位或設(shè)計通航水位至橋跨結(jié)構(gòu)下邊緣之間的距離。該距離應滿足安全排洪及通航的要求。2022/10/2232橋梁高度H1是指低水位至橋面的高差。2022/10/28130橋梁建筑高度h是指橋上行車路面與橋跨結(jié)構(gòu)下邊緣之間的高差。橋梁建筑高度應小于其容許建筑高度，否則就不能保證橋下的通航要求。容許建筑高度：公路（或鐵路）定線中所確定的橋面（或軌頂）的標高，對通航凈空頂部標高之差。2022/10/2233橋梁建筑高度h是指橋上行車路面與橋跨2022/10/28131凈矢高：拱式橋從拱頂截面下緣至相鄰兩拱腳截面下緣最低點之連線的垂直距離，以f0表示；計算矢高：是從拱頂截面形心至相鄰兩拱腳截面形心之連線的垂直距離，以f表示。矢跨比：是拱橋中拱圈（或拱肋）的計算矢高f與計算跨徑l之比（f/l），也稱拱矢度，它是反映拱橋受力特性的一個重要指標。2022/10/2234凈矢高：拱式橋從拱頂截面下緣至相鄰兩2022/10/281322.2橋梁的主要類型分類方式

橋涵類型1.按跨徑大小特大橋、大橋、中橋、小橋、涵洞等2.按用途公路橋、鐵路橋、公鐵兩用橋、人行橋、農(nóng)橋、管線橋、運水橋或渡槽橋等3.按建筑材料圬工橋（包括磚、石、混凝土）、鋼筋混凝土橋、預應力混凝土橋、鋼橋、鋼混組合橋、木橋等4.按橋面的位置上承式、中承式、下承式5.按橋梁的平面形狀直橋，斜橋、彎橋6.按預計使用時間永久性橋，臨時性橋7.按跨越障礙的性質(zhì)跨河橋、跨海橋、跨線橋、立交橋和高架橋8.按照橋梁的可移動性固定橋、活動橋，活動橋包括開啟橋、升降橋、旋轉(zhuǎn)橋和浮橋9.按結(jié)構(gòu)體系梁橋、拱橋、剛構(gòu)橋、懸索橋、斜拉橋、組合體系橋梁等2022/10/22352.2橋梁的主要類型分類方式2022/10/28133按跨徑大小分類分類多孔跨徑總長L1(m)單孔標準跨徑Lb(m)特大橋supermajorbridgeL1>1000Lb≥150大橋majorbridge1000≥L1≥100150≥Lb≥40中橋mediumbridge100>L1>3040>Lb>20小橋smallbridge30≥L1≥820≥Lb≥5涵洞culvert－Lb<52022/10/2236按跨徑大小分類分類多孔跨徑總長單孔標2022/10/28134按橋面的位置分類上承式deck

bridge：橋面系構(gòu)造簡單、施工方便、視野好；建筑高度大下承式throughbridge：建筑高度小、視野差中承式half-throughbridge：兼有兩者的特點2022/10/2237按橋面的位置分類上承式deck

b2022/10/28135按照橋梁的可移動性分類固定橋fixedbridge活動橋movablebridge旋轉(zhuǎn)橋（平轉(zhuǎn)橋、平旋橋）swingbridge開啟橋（豎旋橋、立轉(zhuǎn)橋）basculebridge升降橋liftbridge浮橋floatingbridge2022/10/2238按照橋梁的可移動性分類固定橋fix2022/10/28136按結(jié)構(gòu)體系分類梁式橋(beambridge)：梁式橋的主要承重結(jié)構(gòu)是以受彎為主的梁，是一種在豎向荷載作用下無水平反力的結(jié)構(gòu)，通常需用抗彎能力強的材料（鋼、鋼筋混凝土、鋼混凝土混合結(jié)構(gòu)等）來建造。梁式橋又分為簡支梁橋、連續(xù)梁橋和懸臂梁橋。2022/10/2239按結(jié)構(gòu)體系分類梁式橋(beambr2022/10/28137拱式橋(archbridge)：拱式橋的主要承重結(jié)構(gòu)是拱圈或拱肋。拱結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下，墩臺向拱圈（或拱肋）提供一對水平反力，這種水平反力將大大抵消在拱圈（或拱肋）內(nèi)由荷載所引起的彎矩。與同跨徑的梁相比，拱的彎矩、剪力和變形都要小得多。鑒于拱橋的承重