桥梁设计的基本原则及毕业设计实例

桥梁设设计的的基本本原则则及毕毕业设设计实实例第一部部分桥梁设设计的的基本本原则则桥梁的的总体体规划划基本原原则：：安全、、适用用、经经济、、美观观和有有利于于环保保。桥梁设设计的的基本本要求求（1）安全全方面面（结结构尺尺寸和和构造造上））：在强度度方面面：足足够的的安全全储备备；在刚度度方面面：控控制变变形稳定性性方面面：保保持原原形状状和位位置的的能力力。（2）使用用上的的要求求：适适用耐耐久保证在在100年的设设计基基准期期内正正常使使用桥面宽宽度满满足当当前以以及今今后规规划年年限内内的交交通流流量；；利于泄泄洪，，通航航（跨跨河桥桥）或或车辆辆和行行人的的通行行（旱旱桥））；桥梁的的两端端方便便于车车辆的的进入入和疏疏散；；考虑综综合利利用，，方便便各种种管线线的搭搭载。。（3）经济济上的的要求求：合合理的的经济济选择造造价和和养护护费用用综合合最省省的桥桥型；；遵循因因地制制宜，，就地地取材材和方方便施施工的的原则则；桥位应应考虑虑建在在能缩缩短河河道两两岸的的运距距，促促进该该地区区的经经济发发展，，产生生最大大的效效益；；对于于过桥桥收费费的桥桥梁应应能吸吸引更更多的的车辆辆通过过，达达到尽尽可能能快回回收投投资的的目的的。（4）施工工上的的要求求：技技术先先进在因地地制宜宜的前前提下下，尽尽可能能采用用成熟熟且先先进的的新结结构、、新设设备、、新材材料和和新工工艺。。（5）美学学和景景观上上的要要求：：美观观香港昂昂船州州大桥桥随着经经济的的发展展、人人们生生活水水平的的提高高，桥桥梁美美学越越来越越受到到重视视。瑞士萨萨尔基基那山山谷桥桥（SalginatobelBridge）——被评为为20世纪最最美丽丽的桥桥梁（6）环境境保护护和可可持续续发展展多方面面考虑虑环境境要求求，采采取必必要的的工程程控制制措施施，建建立环环境监监测保保护体体系，，将不不利影影响减减至最最小。。一、桥桥梁的的平面面设计计确定桥桥位：：小桥桥和涵涵洞的的位置置与线线型一一般应应符合合路线线的总总走向向，为为满足足水文文、线线路弯弯道等等要求求，可可设计计斜桥桥和弯弯桥；；对于于公路路上的的特大大桥、、大、、中桥桥桥位位，原原则上上应服服从路路线走走向，，桥、、路综综合考考虑，，尽量量选择择在河河道顺顺直、、水流流稳定定、地地质良良好的的河段段上。。桥梁的的平曲曲线半半径、、平曲曲线超超高和和加宽宽、缓缓和曲曲线、、变速速车道道设置置等，，均应应满足足相应应等级级线路路的规规定。。桥梁平平、纵纵、横横断面面设计计桥面纵坡

二、桥梁纵断面设计桥梁总跨径的确定桥梁的分孔桥道各种标高的确定1、桥桥梁总总跨径径的确确定原则：：在整个个使用用年限限内，，保证证泄洪洪及通通航，，流冰冰；避避免因因过分分压缩缩河床床引起起河道道和河河岸的的不利利变迁迁；避避免因因桥前前壅水水及河河床过过度冲冲刷带带来的的不利利影响响。对于深深埋基基础，，一般般允许许稍大大一点点的冲冲刷，，使总总跨径径能适适当减减小；；对于平平原区区稳定定的宽宽滩河河段，，流速速较小小、漂漂流物物少、、主河河槽较较大，，可以以对河河滩的的浅水水流区区段作作较大大的压压缩，，但必必须慎慎重校校核，，压缩缩后的的桥梁梁的壅壅水不不得危危及河河滩路路堤以以及附附近农农田和和建筑筑物。。特殊：：2、桥梁梁的分分孔原则：：在满足足使用用和技技术要要求的的前提提下，，使上、、下部部结构构的总总造价价趋于于最低低。(2)平原区区宽阔阔河流流上的的桥梁梁：通常在在主河河槽部部分按按需要要布置置较大大的通通航孔孔，而而在两两侧浅浅滩部部分按按经济济跨径径进行行分孔孔。(1)通航河河流：：应满足足桥下下的通通航要要求。。通航航孔应应布置置在航航行最最方便便的河河域。。对于于变迁迁性河河流，，根据据具体体条件件，应应多设设几个个通航航孔。。使用和和技术术要求求(3)对于在山区区深谷谷上、、水深深流急急的江江河上上，或需需在水水库上上修桥桥时，，应加加大跨跨径，，甚至至采用用特大大跨径径的单单孔跨跨越。。(4)从结构的的受力力特性性考虑，，合理理地确确定相相邻跨跨之间间的比比例。。(5)可以适适当加加大跨跨径避避开不利的的地质质段。(6)上下游游临近桥桥梁的情况况3、桥桥道高高程的的确定定原则：：满足流流水净净空的的要求求；通航桥桥孔应应满足足通航航净空空的要要求；；桥下下通通车车桥桥孔孔应应满满足足建建筑筑净净空空限限界界的的要要求求；；桥的的两两端端能能够够与与公公路路或或城城市市道道路路顺顺利利衔衔接接。。通航航净净空空要要求求为了了保保证证桥桥下下安安全全通通航航，，通通航航孔孔桥桥跨跨结结构构下下缘缘的的标标高高应应高高出出自自设设计计通通航航水水位位算算起起的的净净空空高高度度。。流水水净净空空要要求求按设设计计水水位位计计算算桥桥面面最最低低高高程程：：跨线线桥桥桥桥下下的的交交通通要要求求:保证证桥桥下下通通车车的的净净空空安安全全H————净空空高高度度，，高高速速公公路路和和一一级级、、二二级级公公路路为为5.0m，三三级级、、四四级级公公路路为为4.5m（4）桥桥面面纵纵坡坡：：既利利于于交交通通，，美美观观效效果果好好，，又又便便于于桥桥面面排排水水单向向或或双双向向坡坡度度的的桥桥梁梁，，对对于于不不太太长长的的小小桥桥，，可可以以做做成成平平坡坡桥桥桥上上纵纵坡坡不不宜宜大大于于4%桥头头引引道道纵纵坡坡不不宜宜大大于于5%位于于市市镇镇混混合合交交通通繁繁忙忙处处的的桥桥梁梁，，桥桥上上纵纵坡坡和和桥桥头头引引道道纵纵坡坡均均不不得得大大于于3%，并并应应在在纵纵坡坡变变更更的的地地方方按按规规定定设设置置竖竖曲曲线线斯托托尔尔马马桥桥高速速公公路路、、一一级级公公路路路路基基标标准准横横断断面面1.桥梁梁宽宽度度———根据据《公路路工工程程技技术术标标准准》中规规定定各各级级公公路路行行车车道道宽宽度度、、中中间间带带宽宽度度、、路路肩肩宽宽度度三、、横横断断面面设设计计取决决于于桥桥面面的的宽宽度度和和不不同同桥桥跨跨结结构构横横断断面面的的形形式式。。2.桥面面净净空空———满足足《公路路工工程程技技术术标标准准》中的的建建筑筑界界线线规规定定桥梁梁的的设设计计与与建建设设程程序序设计阶段与建设程序关系图预可行性研究报告可行性研究报告初步设计技术设计施工图设计前期工程三阶段设计项目建议书可行性研究报告主管省（市）计划部门审批投资在限额以上时由国家发展计划委员会审批主管省（市）计划部门审批投资在限额以上时由国家发展计划委员会审批工程立项设计任务书招投标及施工准备建设单位审批招标文件开工报告建设单位审批设计阶段建设程序施工阶段一、、““预预可可””阶阶段段“预预可可””阶阶段段着着重重研研究究建建桥桥的的必要要性性以及及宏观观经经济济上上的的合合理理性性，编编制制预预可可行行性性研研究究报报告告。。二、、““工工可可””阶阶段段“工工可可””阶阶段段的的主主要要工工作作目目标标是是解解决决建建设设项项目目的的上上报报立立项项问问题题，，编编制制可可行行性性研研究究报报告告。。三、、初初步步设设计计：：确确定定桥桥梁梁的的设设计计方方案案1.进一一步步开开展展水水文文、、勘勘测测工工作作2.桥梁梁方方案案比比选选3.科研研项项目目立立项项4.施工工组组织织设设计计5.概算算四、、技技术术设设计计进一一步步深深化化初初步步设设计计：：充充分分勘勘探探、、确确定定细细部部尺尺寸寸、、截截面面配配筋筋、、确确定定施施工工方方法法、、调调整整概概算算（技术术上上复复杂杂的的特特大大桥桥、、互互通通式式立立交交、、或或新新型型桥桥梁梁结结构构）五、、施施工工设设计计编制制施施工工图图、、编编制制工工程程预预算算塔顶顶1:1模型型试试验验桥梁梁设设计计方方案案的的比比选选明确各种标高的要求桥梁分孔和初拟桥型方案草图方案初筛详绘桥型方案编制估算或概算方案选定和文件汇总最佳的推荐方案洞庭庭湖湖大大桥桥桥桥型型方方案案比比较较图图三塔斜拉桥方案系杆拱配斜拉桥方案连续刚构方案优缺缺点点比比较较三塔斜拉桥方案（第Ⅰ方案）系杆拱配斜拉桥方案（第Ⅱ方案）连续刚构方案（第Ⅲ方案）经济性54295.7万元53653.4万元55412.8万元适用性1．两孔310m主跨跨越主航道，与航道适应性好，通航净空大，防撞要求低；2．河床压缩少，有利汛期泄洪；3．西岸副孔50m简支T梁伸缩缝多，桥面连续易开裂1．主桥大跨少，对通航较不利，桥墩防撞要求较高；2．河床压缩较多，对汛期泄洪较不利；3．西岸副孔50m连续梁，伸缩缝较少1．两孔280m跨径连续刚构跨越主航道，与航道适应性好。通航净空大，防撞要求低；2．河床压缩多，汛期泄洪能力较差；3．西岸副孔50m空心板，伸缩缝多，桥面连续易开裂优缺缺点点比比较较安全性1．主桥跨度适中，板梁式结构施工方便，工期较短；2．西岸副孔采用预制T梁，可工厂化预制施工，质量可靠，工期有保障，但需大型预制场和吊装设备；3．主桥后期营运养护费用较高；4．行车较平顺1．主体采用箱梁断面，刚度大，施工安全；2．西岸副孔采用移动支架现浇，施工条件差，工期制约因素多并需要多套设备方能保证工期；3．主桥后期营运养护费用较高；4．行车平顺舒适1．主跨280m连续刚构为当前世界最大跨度，施工难度大，工期较长；2．西岸副孔采用预制空板，可工厂化预制施工，质量可靠，工期有保障。但需要预制场与吊装设备；3．主桥后期营运养护费用少；4．行车平顺舒适美观性桥型美观，气势宏伟，与周围环境协调好高耸的桥塔与低矮的拱圈，大跨梁桥与小跨拱桥反差明显，配合不协调，桥型欠美观主桥线条简洁明快，但因其高跨比例不很协调，影响桥型美观第二二部部分分毕毕业业设设计计(论文文)开题题报报告告一、、本本课课题题设设计计（（研研究究））的的目目的的二、、设设计计（（研研究究））现现状状和和发发展展趋趋势势三、、设设计计（（研研究究））的的重重点点与与难难点点，，拟拟采采用用的的途途径径四、、设设计计（（研研究究））进进度度计计划划五、、参参考考文文献献一、、本本课课题题设设计计（（研研究究））的的目目的的：：熟悉悉桥桥梁梁设设计计的的整整个个过过程程,加强强对对规规范范手手册册的的了了解解和和应应用用；；掌握握桥桥梁梁的的基基本本概概念念，，增增强强综综合合运运用用各各种种所所学学知知识识的的能能力力；；提高高桥桥梁梁结结构构分分析析能能力力和和运运用用电电算算能能力力，，使使用用商商业业软软件件或或者者其其他他计计算算程程序序；；提高高利利用用计计算算机机辅辅助助设设计计（（CAD）水水平平；；培养养独独立立解解决决实实际际问问题题的的能能力力；；培养养严严肃肃认认真真，，一一丝丝不不苟苟的的学学习习态态度度和和刻刻苦苦钻钻研研、、勇勇于于创创新新的的科科学学精精神神。。二、、设设计计（（研研究究））现现状状和和发发展展趋趋势势（（文文献献综综述述））（公公路路跨跨线线桥桥，，拟拟采采用用预预应应力力混混凝凝土土连连续续梁梁桥桥））1.梁桥的发发展概况况2.跨线桥的的发展概概况1.梁桥的发发展概况况梁桥作为为最简单单实用的的桥型，，在桥梁梁史上出出现得最最早，在在中国古古代曾被被拱桥的的光环所所湮没，，但却是是现代桥桥梁的始始作俑者者。中国国的预应应力混凝凝土简支支梁桥和和连续梁梁桥在八八十年代代以后得得到广泛泛采用，，成为长长桥和大大跨径桥桥梁的主主要桥型型。浙江江省瑞安安飞云江江桥最大大跨径62米，桥长长1722米，是中中国当时时最大跨跨径的预预应力混混凝土简简支梁公公路桥。。八十年年代以来来，预应应力混凝凝土连续续梁桥成成为中国国公路桥桥梁的重重要桥型型。1984年建成的的湖北省省沙洋汉汉江桥是是首座跨跨径超过过100米的连续续梁桥，，跨径100米以上的的连续梁梁桥还有有广东省省广州大大桥、江江门外海海桥、惠惠州东江江桥、湖湖南省常常德沅江江桥、贵贵州省思思南乌江江桥、天天津市永永定新河河华北桥桥、湖北北省宜城城汉江桥桥、宜昌昌乐天溪溪桥、江江苏省南南京长江江第二大大桥北汊汊桥等，，其中南南京长江江第二大大桥北汊汊桥的最最大跨径径达到165米，外海海桥的连连续长度度达到880米。1.梁桥的发发展概况况随着交通通运输业业特别是是高等级级公路的的迅速发发展,对行车平平顺舒适适提出了了更高的的要求.而多伸缩缩缝的悬悬臂梁和和T型刚构桥桥均难以以满足这这个要求求,超静定结结构连续续梁桥以以其结构构刚度大大、变形形小、伸伸缩缝少少和行车车平稳舒舒适等突突出优点点而得到到了迅速速的发展展.普通钢筋筋混凝土土连续梁梁桥的适适用跨径径在15-30米之间,当跨径进进一步增增大时，，结构自自重产生生的弯矩矩迅速增增大，混混凝土开开裂难以以避免，，于是预预应力混混凝土连连续梁桥桥得到广广泛的应应用。由于连续续箱梁在在构造、、施工和和使用上上的优点点，近年年来建成成预应力力混凝土土连续箱箱形梁桥桥较多。。其发展展趋势为为：减轻轻结构自自重，采采用高标标号混凝凝土40～60号；随着着建筑材材料和预预应力技技术发展展，其跨跨径增大大一般，，250m左右的连连续箱梁梁桥比较较合理，，超过这这一跨径径，也不不是太经经济的。。2.跨线桥的的发展概概况高速公路路上跨天天桥跨度度不大，，桥梁受受力不大大，其造造型发挥挥的余地地很大，，应尽量量采用新新的设计计方法与与理念，，并结合合施工的的新工艺艺新方法法，尽量量采用结结构合理理新颖、、美观大大方、体体现时代代气息的的新型上上跨大桥桥。箱梁梁桥可以以是变高高度，也也可以是是等高度度。从美美观上看看，有较较大主孔孔和边孔孔的二跨跨箱梁桥桥，用变变高度箱箱梁是较较美观的的；多跨跨桥（三三跨以上上）用等等高箱梁梁具有较较好的外外观效果果。高速公路路因其为为全封闭闭型，可可满足车车辆的高高速行驶驶，故在在为社会会带来巨巨大效益益的同时时也给高高速公路路两侧居居民的交交往带来来了一定定的不便便。为了了满足高高速公路路两侧居居民的正正常生活活，高速速公路上上跨天桥桥应运而而生。上上跨天桥桥能创造造较舒适适的行车车环境，，各种天天桥的美美观得体体，桥型型的差异异、色彩彩的变换换、与环环境的协协调搭配配能消除除高速行行车中司司乘人员员的疲劳劳，有助助于行车车安全。。这就是是技术与与艺术的的统一。。2.跨线桥的的发展概概况上跨天桥桥应因地地制宜，，充分与与地形和和自然环环境相结结合。上上跨天桥桥的建筑筑高度选选取除保保证必要要的桥下下净空外外，还需需结合地地形以减减少桥头头接线挖挖方或填填方量，，最终再再谈到经经济实用用的目的的。如果果桥两端端地势较较低，主主要采用用梁式桥桥；略高高的则主主要采用用中承式式拱肋桥桥；更高高的则宜宜采用斜斜腿刚构构、双向向坡拱等等形式。。在桥型型的选择择时，一一方面从从“轻型型”着手手，以减减少圬工工体积，，另一方方面结合合当地的的资源材材料条件件，以满满足就地地取材的的原则。。随着社社会和经经济的发发展，生生态环境境越来越越受到人人们的关关注与重重视，高高速公路路上跨天天桥将作作为一种种人文景景观，与与自然相相协调将将会带来来“点石石成金””的效果果。高速速公路上上跨天桥桥常常是是一种标标志性建建筑物，，桥型本本身具有有的曲线线美，能能够与周周围环境境优美结结合。上跨天桥桥在结构构合理、、施工方方便的前前提下，，尽量使使桥型美美观大方方，桥型型多样化化，体现现时代气气息，并并在主体体工程验验收后进进行适当当的美化化装饰高高速公路路因线型型较好、、路面宽宽阔平顺顺，而使使行车单单调乏味味，司乘乘人员易易于疲劳劳。而司司机视野野内的空空间感觉觉对行车车安全、、舒适起起很大作作用。为为能创造造较舒适适的行车车环境，，除适量量的绿化化点缀外外，各种种天桥的的美观得得体、桥桥型的差差异、色色彩的变变换，与与环境的的协调搭搭配给司司乘人员员以美的的享受。。因此，，在结构构合理、、施工方方便的前前提下，，应尽量量使桥型型美观大大方，多多样化，，以体现现时代气气息，并并在运营营前进行行美化装装饰，可可大大提提高行车车安全及及舒适感感以提高高高速公公路的社社会效益益。三、设计计（研究究）的重重点与难难点，拟拟采用的的途径（（设计手手段）：：1．设计的的主要内内容按任务书书写。2．设计的的重点与与难点重点：（1）成桥桥状态下下的结构构分析；；（2）截面面的钢筋筋配置；；（3）施工工过程结结构内力力和位移移的计算算。难点：（1）结构构尺寸的的合理拟拟定；（2）施工工过程结结构受力力状态的的正确模模拟。三、设计计（研究究）的重重点与难难点，拟拟采用的的途径（（设计手手段）：：3、拟采用用的途径径设计手段段:（1）正确使使用桥梁梁计算软软件（Brcad、Midas等）；（2）收集参参考图（（标准图图、设计计图）；；（3）正确使使用规范范和手册册。技术路线线：（1）合理选选择桥型型，正确确拟定结结构尺寸寸；（2）根据桥桥型特点点和施工工条件，，设计合合理的施施工方案案；（3）用桥梁梁设计软软件准确确计算整整个施工工过程及及成桥状状态的受受力；（4）在施工工的每一一个阶段段，充分分考虑混混凝土的的收缩徐徐变、临临时荷载载等因素素对成桥桥的影响响；（5）计算活活载和荷荷载组合合，合理理配置钢钢筋；（6）通过适适当的手手算来检检验电算算结果的的正确性性。三、设计计（研究究）的重重点与难难点，拟拟采用的的途径（（设计手手段）：：4、桥型方方案比选选在方案比比选中主主要有以以下三项项任务：：一是拟定定桥梁图图式，二是编制制方案，，三是技术术经济比比较和最最优方案案的选定定。一般选2~3个方案，，设计深深度相同同，进行行技术经经济比较较。三、设计计（研究究）的重重点与难难点，拟拟采用的的途径（（设计手手段）：：编制方案案中，主主要指标标包括：：主要材料料用量(包括普通通钢筋、、预应力力钢筋、、混凝土土等)、劳动力数数量、工工期、全桥总造价(分上、下部结结构列出)、养护费用、运运营条件、有无困难工程程、特种机具具等。桥型方案1—连续箱梁桥桥型方案2—中承式拱桥方案序号设计方案1：连续箱梁桥设计方案2：中承式拱桥适用性单孔40米主跨跨越主车道，与车道适应性较好；路边填挖方较少；两岸副孔20米，伸缩缝较少，桥面连续。1主桥单跨60米，跨越主车道，与车道适应性好；2.路边填挖方较大；3.两岸副孔10米，简支T梁，伸缩缝较多，桥面连续易开裂。安全性1．主梁采用变截面箱型断面，抗扭和抗弯性能都较好，安全可靠；2．施工采用支架现浇，对支架刚度要求高；3．运营养护成本较低；4.中间无伸缩装置，行车较平顺舒适。1.主桥跨度适中，拱式结构刚度大，承载潜力大；2.采用预制装配施工，工期较短，质量容易控制；3.主桥后期的营运和养护费用较高。经济性742.7万元836.4万元美观性主梁线条简洁，不影响桥型的美观。桥型美观，气势宏伟，与周围景观协调一致。桥型方案比较较表四、设计（研研究）进度计计划：毕业设计是从从第3周到第17周。计划安排排如下：1、 熟悉毕业业设计的任务务和要求、调调研、撰写开开题报告、准准备好上机条条件（1-3周）；2、 收集资料料、方案比选选、拟定推荐荐方案的结构构尺寸=交比选方案报报告和图纸（（3-5周）3、 推荐方案案上部结构设设计计算、电电算（5-9周）；4、配筋计计算（10-11周）；5、 强度、刚刚度、稳定性性验算（11-12周）；6、 下部结构构设计计算（（12-13周）；7、 绘制施工工图（13-15周）；8、 专业文献献翻译（16周）。9