桥梁上部结构施工技术之二桥梁的设计和规划原则32

任务二二桥桥梁的的设计计和规规划原原则在满足足一定定的功能的同时时，还还应该该能够够安全地承自自然界界和人人类活活动所所施加加的各各种荷荷载；；社会所所能为为结构构支付付的人人力、、物力力和财财力都都是有有限的的，所所以，，又必必须讲讲求经济；结构固定（stationary）在不同同位置置，其其规划划、设设计和和施工工需因因时因因地而而异，，逐个（unique）进行；是否美观，是否否与环境境协调调。土木工工程结结构的的基本本属性性10/27/20221第一节节桥桥梁设设计原原则和和科学学依据据桥梁的的适用要要求包括：：能保保证行行车的的通畅畅、舒舒适和和安全全；桥桥梁运运量既既能满满足当当前需需要，，也可可适当当照顾顾今后后发展展；对对跨越越线路路或河河流的的桥梁梁，要要求不不妨碍碍桥下下交通通或通通航；；靠近近城市市、村村镇等等的桥桥梁，，还当当综合合考虑虑桥头头和引引桥地地区的的环境境和发发展；；在使使用年年限内内，桥桥梁一一般只只需常常规养养护维维修就就可保保证日日常使使用。。一、基本原原则10/27/20222安全要求桥梁的安全全既包括桥桥上车辆、、行人的安安全，也包包括桥梁本本身的安全全。结构在在使用年限限以内，在在各种自然然情况和荷荷载作用下下，能具有有足够的承承载能力，，能保持适适当的安全全度，是对对每一座桥桥梁的基本本要求。10/27/20223经济要求在适用、安安全的前提提下，经济济是衡量技技术水平和和作出方案案选择的主主要因素。。桥梁设计计应体现出出经济特性性。对于重重大的桥梁梁工程，必必须进行多多方案的比比较，详细细研究技术术上的可行行性和先进进性以及经经济上的合合理性。这这样，才能能对桥梁的的建造消耗耗、施工、、技术发展展和今后使使用等因素素进行统筹筹考虑，得得出合理的的经济结论论。10/27/20224美观要求在适用、安安全和经济济的前提下下，尽可能能使桥梁具具有优美的的外形，并并与周围的的环境相协协调，这就就是对桥梁梁美观的基基本要求。。合理的轮轮廓造型和和布局、正正确表达力力的传递、、以及结构构风格和色色彩与周围围环境的和和谐一致，，是体现美美观的主要要因素。在在城市和游游览地区，，可适当考考虑桥梁建建筑的艺术术处理，但但不应当追追求浮华和和繁琐的细细部装饰。。10/27/20225二、桥梁工工程的基本本依据数学（Mathematics）力学（Mechanics）计算机辅助助设计（CAD）工程材料学学（Materials）工程地质学学（Geology）岩土力学（SoilMechanics）水力学（Hydraulics）水文学（Hydrology）10/27/20226二、桥梁工工程的基本本依据（续续）混凝土结构构工程（ConcreteStructure）钢结构工程程（SteelStructure）基础工程（Foundations）铁道、道路路工程（Railway,Highway）其他工程制图（Drawing）工程测量（Surveying）工程机械（Machinery）建筑艺术（Architecture）10/27/20227三、桥梁技技术规范、、工作细则则和常用手手册技术规范－以科学的的工程知识识和成熟的的工程经验验为基础，，汇集整理理有关桥梁梁设计、施施工、养护护的技术要要求，形成成统一的标标准规定，，并以此作作为各项桥桥梁工作必必须遵循的的准则。工作细则－对内容广广泛或技术术复杂而在在规范条文文中不便一一一纳入的的技术文件件，通常采采用工作细细则的形式式加以补充充。常用手册－把与桥梁梁有关的原原始资料、、规范规定定、应用公公式、参考考数据、结结构常用的的计算方法法、参数、、图表、施施工组织的的各项定额额、主要机机具材料的的规格性能能等汇编成成的手册。。10/27/20228第二节桥桥梁立面、、断面和平平面布置立面布置桥梁总长桥梁孔径布布置桥面标高与与桥下净空空桥上及桥头头的纵坡布布置10/27/20229桥梁立面、、断面和平平面布置（（续）断面布置桥面净空桥面宽度行车道宽度度机动车道布布置人行道自行车道布布置横坡布置10/27/202210铁路桥梁建建筑限界10/27/202211桥梁立面、、断面和平平面布置（（续）平面布置一般，大、、中桥梁的的平面线型型为直线。。当地形限限制时，可可把桥梁设设置在曲线线上（直梁梁布置成折折线状）或或直接建造造曲线桥（结构本身身呈曲线状状）。桥上上宜避免采采用反向曲曲线。在某些情况况下（如对对城市桥梁梁）也允许许修建公路路斜桥，其斜度一一般不大于于45，在通航河河流上不宜宜大于5。10/27/202212第三节桥桥梁设计与与建设程序序一、基本程程序10/27/202213二、可行性性研究（规规划设计））可行性研究究工程必要性性－是否需需要建桥？？工程可行性性－桥梁设设计标准、、桥位、桥桥式等技术术问题经济可行性性－工程投投资、资金金筹措与偿偿还研究中的主主要问题桥梁标准桥位桥式勘测与调查查10/27/202214勘测与调查查地形测量－－草勘地质勘探－－收集资料料、验证性性钻孔水文资料河道性质桥位处河床床断面历年水流资资料（流量量、流速、、最高最低低水位、百百年一遇洪洪水位等））设计通航水水位和通航航净空外部条件砂、石料、、水、电力力供应情况况运输条件场地征用10/27/202215三、初步步设计设计任务务书是进进行初步步设计的的依据初步设计计是一份份供必选选的建桥桥项目文文件，内容包括括拟定结结构型式式（桥型型、体系系、孔径径等）及及其主要要构造尺尺寸，提提出施工工方案，，估算经经济指标标（工程程概算、、主要建建筑材料料数量））等，重重点在桥桥式和结结构总体体构思方方面。初步设计计的目的的（1）说明本本桥梁工工程的特特点和要要求；（2）提出若若干可行行的比较较方案；；（3）推荐准准备采用用的较好好方案；；（4）估算实实现推荐荐方案所所需的费费用、工工期、技技术措施施等的目目的。10/27/202216三、桥梁梁初步设设计（续续）初步设计的内容（1）设计任任务的来来源和要要求；（2）桥址自自然条件件的基本本资料；；（3）技术条条件的选选定；（4）桥位方方案的比比选，上上、下部部结构方方案的研研究、比比较和确确定；（5）推荐的的建桥方方案及其其理由；；（6）推荐方方案的指指导性施施工组织织，包括括施工方方法、进进度安排排、场地地布置、、主要机机具、材材料和劳劳力配置置等；（7）工程概概算。在初步设设计阶段段进行的的勘测工工作称为为“初勘勘”10/27/202217四、技术术设计技术设计计的主要要内容－－对选定定的桥式式方案中中的各个个结构总总体的、、细部的的技术问问题作进进一步研研究解决决，对结结构各部部分的设设计提出出详尽的的设计图图纸，包包括结构构断面、、配筋、、构造细细节处理理、材料料清单及及工程量量等。对常规桥桥梁，通通常不需需要进行行技术设设计而直直接进行行施工设设计；对对新型、、复杂、、重要、、大型的的桥梁结结构，往往往需要要对初步步设计进进行细化化，以便便发现可可能存在在的问题题、进一一步优化化设计。。技术设计计阶段要要进行补补充勘探探（简称称“技勘勘”）10/27/202218五、施工工设计施工设计计一般由由原编制制技术设设计的单单位继续续进行，，也可由由中标的的施工单单位进行行内容包括括结构设设计计算算（具体体细节）），绘制制能让施施工人员员按图施施工的施施工详图图等。在施工设设计阶段段还要进进一步根根据施工工需要进进行补充充钻探（（称“施施工钻探探”）根据施工工设计，，施工单单位编制制施工组织织设计和和工程预预算在所有设设计文件件经上级级主管部部门审批批后，即即可着手手实施桥桥梁施工工的各项项工作桥梁建成成后，通通常还需需进行试试验验收收工作及及办理交交接手续续，由接接收部门门负责今今后的桥桥梁通车车运营和和养护维维修。至至此，建建桥工作作始告完完成10/27/202219第四节桥桥梁建建筑美学学的基本本观点建筑艺术术的基本本原则在在桥梁工工程中的的应用，，可大致致归纳为为以下几几点。1、桥梁须须与周围围环境融融合，成成为自然然整体中中的一个个协调部部分。在在这方面面，材料料的选择择、表面面的质感感以及色色彩的运运用起着着重要作作用。协协调中也也包含着着对比。。2、桥梁本本身的造造型须有有恰当的的比例。。另外，，也须注注意结构构的秩序序感和韵韵律感，，避免造造型上的的单调和和重复。。3、桥梁建建筑处理理应当表表现清新新雅洁的的风格。。既要避避免勉强强堆砌的的藻饰和和不必要要的投资资；也要要避免忽忽略建筑筑的艺术术处理。。背景图片片:日本明石石海峡大大桥10/27/202220桥梁美学学的基本本观点与环境协协调主从与对对称韵律均衡与稳稳定统一比例与尺尺度连续与明明暗搭配配力线明快快色彩风格背景图片片:法国Normandy桥施工10/27/202221举例：与环境协协调瑞士日内内瓦湖畔畔栈桥→↑奥地利Brenner桥强调：协协调一致致，互相相配合，，融为一一体三种情况况：（1）特大桥桥梁，成成为环境境的主要要景观（2）桥梁规规模不大大，当地地环境景景观已存存在，桥桥梁处于于从属和和适应地地位（3）普遍情情况，桥桥梁与环环境和谐谐共处10/27/202222举例：主从与对对称中南海瀛瀛台桥→↑奥地利欧欧罗巴桥桥在桥梁体体型的布布置上突突出中心心部位以以为“主主”，两两侧部分分起衬托托作用以以为“从从”，并并以中轴轴线对称称布置，，使桥梁梁体型关关系上主主次分明明，造型型匀称。。10/27/202223举例：韵律德国席哥哥泰尔桥桥→↑十七孔桥桥节奏和韵韵律是产产生协调调美的共共同因素素建筑是凝凝固着的的音乐韵律指建建筑体型型中有组组织的变变化和有有规律的的重复，，形成有有节奏的的韵律感感10/27/202224举例：：均衡与与稳定定均衡指指形态态（体体量、、视觉觉）上上的协协调，，以表表现出出一种种稳定定感。。均衡表表现出出建筑筑物的的稳固固和耐耐用，，反映映出建建筑物物的基基本功功能。。↑日本某某混凝凝土悬悬臂梁梁桥德国费费马恩恩拱桥桥→10/27/202225举例：：统一↑南斯拉拉夫Krk-II桥美国Rainbow桥→统一指指处理理局部部和整整体的的关系系，应应使结结构各各局部部和谐谐一致致地结结合成成整体体，表表现出出浑然然一体体的形形象桥梁建建筑造造型的的统一一主要要是要要注意意主次次结构构体系系的和和谐统统一10/27/202226举例例：：比例例与与尺尺度度↑挪威威某某桥桥荷兰兰某某桥桥→比例例，，一一指指结结构构三三维维之之间间的的大大小小关关系系，，二二指指结结构构各各部部分分之之间间的的大大小小关关系系尺度度，，结结构构整整体体或或局局部部与与某某些些建建筑筑细细部部之之间间的的关关系系美学学设设计计要要求求：：结结构构各各部部分分体体型型匀匀称称，，比比例例和和谐谐黄金金分分割割：：0.61810/27/202227举例例：：连续续与与明明暗暗搭搭配配↑澳大大利利亚亚某某桥桥德国国某某人人行行桥桥→连续续－－指指桥桥梁梁侧侧视视时时其其水水平平线线条条呈呈直直线线或或平平滑滑的的曲曲线线，，表表现现出出一一种种连连续续流流畅畅的的美美感感明暗暗搭搭配配－－在在光光照照之之下下，，桥桥梁梁的的线线条条、、阴阴影影和和色色调调等等协协调调连连续续，，对对桥桥梁梁的的连连续续感感起起到到增增强强和和渲渲染染作作用用10/27/202228举例例：：力线线明明快快↓德国国某某桥桥用外形形表表现现作作用用力力的的传传递递关关系系，，达达到到稳稳定定、、明明快快、、有有力力的的美