桥梁工程的规划与设计

1、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）美观第二章第二章 桥梁工程的规划与设计桥梁工程的规划与设计桥梁工程桥梁工程第1页/共38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（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

2、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第二章 桥梁工程的规划与设计桥梁工程的规划与设计桥梁工程桥梁工程第2页/共38页第二章第二章 桥梁工程的规划与设计桥梁工程的规划与设计桥梁工程桥梁工程 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，

3、尽可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页第二章第二章 桥梁工程的规划与设计桥梁工程的规划与设计桥梁工程桥梁工程理论基础、工具理论力学、材料力学、结构力学、结构动力学等通过计算机辅助进行结构分析、绘图石材、木材、钢材、混凝土、复合材料、防腐材料等覆盖土层、上部岩床、地下水以及相关物理探测方法岩石、土的力学性能，承载力、变形、稳定性等开敞渠道内水流机理和位能动能转变关系；管道内水压力；水浮力桥位处建桥前后水的运动规律及对路、桥、周围环境的影响包括设计、施工和科研，素砼、钢筋及预应力砼钢构件加工、拼装、防腐及整体疲劳、稳定等问题扩大基础、桩基础、沉井基础等桥路连接、线形协调

4、第4页/共38页第二章第二章 桥梁工程的规划与设计桥梁工程的规划与设计桥梁工程桥梁工程 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

5、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5页/共38页第二章第二章 桥梁工程的规划与设计桥梁工程的规划与设计桥梁工程桥梁工程 第二节 桥梁立面、断面和平面布置 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。质以及水文情况有关。 经济跨径经济跨径第6页/共38页第二章第二章 桥梁工程的规划与设计桥梁工程的规划

6、与设计桥梁工程桥梁工程桥面高程的确定桥面高程的确定：1）由线路纵断面确定；）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。）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：桥面纵坡公路桥：桥面纵坡4%，桥头引道纵坡，桥头引道纵坡5% 市镇交通繁忙桥梁：均市镇交通繁忙桥梁：均3% 铁路桥：明桥面和无碴桥面一般应设平坡，跨度大于铁路桥：明桥面和无碴桥面一般应设平坡，跨度大于40m或或 桥长大于桥长大于100m，纵坡，纵坡44，不设竖曲线，不设竖曲线 道碴桥面可设于坡道上，一般道碴桥面可设于坡

7、道上，一般3030第7页/共38页第二章第二章 桥梁工程的规划与设计桥梁工程的规划与设计桥梁工程桥梁工程桥梁断面布置包括桥梁断面布置包括桥面净空桥面净空、桥面宽度桥面宽度、行车道宽度行车道宽度、机动车机动车道布置和人行道、自行车道布置道布置和人行道、自行车道布置等等桥面净空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页第二章第二章 桥梁工程的规划与设计桥梁工程的规划与设计桥梁工程桥梁工程第9页/共38页第二章第二章 桥梁工程的规划与设计桥梁

8、工程的规划与设计桥梁工程桥梁工程第10页/共38页第二章第二章 桥梁工程的规划与设计桥梁工程的规划与设计桥梁工程桥梁工程第11页/共38页第二章第二章 桥梁工程的规划与设计桥梁工程的规划与设计桥梁工程桥梁工程-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- 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。- 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

9、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页第二章第二章 桥梁工程的规划与设计桥梁工程的规划与设计桥梁工程桥梁工程 桥梁的平面布置与线路和河桥梁的平面布置与线路和河道（或其他道路）两者的相交情道（或其他道路）两者的相交情况有关况有关 斜交时桥梁纵轴线与河道主斜交时桥梁纵轴线与河道主流流向交角一般不大于流流向交角一般不大于45，通，通航河流不宜大于航河流不宜大于5 曲线桥可由直线梁布置成折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

10、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；墩台布置沿曲线径向排列；曲线半径符合有关规定。曲线半径符合有关规定。第13页/共38页第二章第二章 桥梁工程的规划与设计桥梁工程的规划与设计桥梁工程桥梁工程 第三节 桥梁设计与建设程序 大型桥梁设计工作可分大型桥梁设计工作可分为前期工作及设计两个阶段，为前期工作及设计两个阶段，前期工作包括编制与可行性前期工作包括编制与可行性研究报告和可行性研究报告，研究报告和可行性研究报告，设计阶段按设计阶段按“三阶段设计三阶段设计”进行，即初步设计、技术设进行，即初步设计、技术设计和施工设计。计和施工设计。第14页/共38页第二章第二章 桥梁工

11、程的规划与设计桥梁工程的规划与设计桥梁工程桥梁工程第15页/共38页第二章第二章 桥梁工程的规划与设计桥梁工程的规划与设计桥梁工程桥梁工程第16页/共38页第二章第二章 桥梁工程的规划与设计桥梁工程的规划与设计桥梁工程桥梁工程第17页/共38页第二章第二章 桥梁工程的规划与设计桥梁工程的规划与设计桥梁工程桥梁工程第18页/共38页第二章第二章 桥梁工程的规划与设计桥梁工程的规划与设计桥梁工程桥梁工程第19页/共38页第二章第二章 桥梁工程的规划与设计桥梁工程的规划与设计桥梁工程桥梁工程第20页/共38页第二章第二章 桥梁工程的规划与设计桥梁工程的规划与设计桥梁工程桥梁工程第21页/共38页第二

12、章第二章 桥梁工程的规划与设计桥梁工程的规划与设计桥梁工程桥梁工程第22页/共38页第二章第二章 桥梁工程的规划与设计桥梁工程的规划与设计桥梁工程桥梁工程第23页/共38页第二章第二章 桥梁工程的规划与设计桥梁工程的规划与设计桥梁工程桥梁工程第24页/共38页第二章第二章 桥梁工程的规划与设计桥梁工程的规划与设计桥梁工程桥梁工程第25页/共38页第二章第二章 桥梁工程的规划与设计桥梁工程的规划与设计桥梁工程桥梁工程第26页/共38页第二章第二章 桥梁工程的规划与设计桥梁工程的规划与设计桥梁工程桥梁工程 第四节 桥梁建筑美学的基本观点 建筑艺术的基本原则在桥梁工程中的应用，可大致归纳为建筑艺术的基本原则在桥梁工程中的应用，可大致归纳为以下几个方面：以下几个方面：（1）桥梁需与周围环境融合，成为自然整体中的一个协调部分桥梁需与周围环境融合，成为自然整体中的一个协调部分（2）桥梁本身的造型需比例适当，匀称和谐）桥梁本身的造型需比例适当，匀称和谐（3）桥梁造型应注意结构简单，力线明快，线条流畅）桥梁造型应注意结构简单，力线明快，线条流畅（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 桥梁美学要兼顾使用和美观。桥梁美学要兼顾使用和美观。第27页/共38页悉尼海港桥悉尼海港桥第28页/共38页为使青马大桥与周围的环境更加和谐,桥身