桥梁概念设计与分析理论

1、桥梁概念设计与分析理论一：桥梁属性与结构形式1.1桥梁的属性 科学：分析实验桥梁工程 技术：研发应用 艺术：创造美学1.2 桥梁结构的分类 用途：人行桥，公路桥，铁路桥，公铁两用桥，城市桥，管道桥，明渠桥 材料：石桥，木桥，钢桥，混凝土桥，预应力混凝土桥（主跨90米，在中小跨度范围内已占绝对有优势，在大跨度范围内它正在同钢桥展开激烈竞争。它主要承重结构用预应力钢筋混凝土结构的桥梁。 附加预应力混凝土：预应力混凝土，为了弥补混凝土过早出现裂缝的现象，在构件使用（加载）以前，预先给混凝土一个预压力，即在混凝土的受拉区内，用人工加力的方法，将钢筋进行张拉，利用钢筋的回缩力，使混凝土受拉区预先受压力。

2、这种储存下来的预加压力，当构件承受由外荷载产生拉力时，首先抵消受拉区混凝土中的预压力，然后随荷载增加，才使混凝土受拉，这就限制了混凝土的伸长，延缓或不使裂缝出现，这就叫做预应力混凝土。） 钢混凝土组合结构桥 结构形式：梁桥 拱桥 斜拉桥 悬索桥 组合桥 斜拉悬索协作体系 规模 跨径：小桥(830米) 中桥(30100) 大桥(1001000) 特大桥(大于1000)1.3桥梁结构形式与合理跨度范围(1)梁桥简支梁桥的跨度一般不超过70M，最有竞争力的跨度范围50M以下 等截面连续桥梁的合理跨度范围在30110M，优势跨度范围5080 变截面连续桥梁或连续钢结构桥的合理跨度50350M，最有竞争

3、力的跨度范围100300M (2)（3）拱桥 合理跨度范围600M以下，最有竞争力40450M（4）系杆拱桥 合理 40800M 最有竞争力1501200M（5）斜拉桥 合理 801500M 最有竞争力1501200M（6）悬索桥 合理 200以上，500以上最有竞争力二：桥梁设计准则2.1 桥梁设计的基本目标 安全 实用 经济 美观2.2安全性和试用性（1）承载能力极限状态 1 结构或构件达到材料极限强度 2 结构或构件达到稳定极限承载力 3 达到疲劳或断裂极限 4 结构整体可以作为刚体产生明显的滑移或转动，或存在倾覆的危险 5 节点破坏，结构转变为机动体系 6 由于材料的塑性变形或长期徐变

4、变形过大，或由于裂缝引起的刚度下降,挠度过大等，致使桥梁不在能继续承载或使用。（2）正常使用极限状态 1 应力超出容许范围 2 变形超出容许范围 3 裂缝宽度超出容许范围 4 车辆或环境作用下，有过大的振幅 5 不宜有的损伤，如严重的混凝土碳化，钢材腐蚀2.3 经济性 建造成本（建设管理费 设计费 施工建造费 监理费 咨询及专题科研费） 运营成本 拆除费用 因建桥引起交通模式改变所带来的损益2.4美观性2.4.1抽象的结构形式（美观的结构形式以效率 和谐和艺术造型为特征） （1）效率（通透度 纤细度） （2）和谐 （3）艺术造型（满足安全性 适用性 经济性的原始结构形式，并不一定是最美的）2.

5、4.2结构和环境（桥梁结构与环境的协调，考研设计者的综合素质和创造力）2.4.3美学与经济2.5桥梁设计准则讨论2.5.1我国公路桥规表述的基本设计准则和极限状态（1）基本设计准则 公路桥涵的设计符合技术先进 安全可靠 适用耐久 经济合理的要求。公路桥涵应根据所在公路的作用 性质和将来发展的需要，按照美观和有利于环保的原则进行设计，并考虑因地制宜 就地取材 便于施工和养护等因素。采用标准化跨径的桥涵宜采用装配式结构，适用于机械化 工厂化施工。特殊大桥易进行景观设计 上跨高速公路 一级公路的桥梁应与自然环境和景观相协调。 （2）极限状态 1 承载能力极限状态:对应于桥涵结构或其构建达到最大承载能力或出现不适于继续承载公路桥涵的变形或变位达到状态 2 正常使用极限状态：对应于桥涵结构或其构件达到最正常使用或耐久性的某项极值的状态。三：桥梁概念设计讨论 设计要点：结构不唯一，但更加合理力径须明晰，平衡至可靠细节定成败，教训多记取施工与设计，本是同根生极端事件下，损伤有限度可维可更换，寿命有保障材料及构造，耐久多思量定性并定量，电算亦手算建造与结构，相得又益彰3.1结构方案不唯一 面对一座具体的桥梁设计，要同时实现“安全、实用、经济、美观”这些基本目标的最大化，几乎是不可能的，即使围绕同一目标，也存在多种结构设计方案。这就要