桥梁计算方法课件

桥梁计算简介

§1.桥梁的种类

§2.桥梁计算介绍

§3.计算书要求

桥梁计算简介§1.桥梁的种类1§1.桥梁的种类1、梁式2、拱桥

3、斜拉桥4、悬索桥§1.桥梁的种类1、梁式21、梁式

简支梁桥：

上部结构由两端简单支承在墩台上的桥梁，是静定结构。

1、梁式简支梁桥：3开封黄河大桥开封黄河大桥4

开封黄河大桥：

桥全长4475.09m，共108孔，其中77孔为跨径50m的预应力混凝土简支T型梁，其余31孔跨径为20m。桥宽18.5m：机动车道12.3m，非机动车道人行道两侧个3.1m。下部结构为单排双柱式墩，直径220cm大直径钻孔灌注桩基础。开封黄河大桥：51、梁式连续梁桥：上部结构由连续跨过三个以上支座的桥梁。在较大跨径时较简支梁经济，且桥墩宽度小，节省材料，接缝少，行车平顺。但连续梁为超静定结构，适用于地质良好的桥位处。

1、梁式连续梁桥：6杭州钱塘江二桥

杭州钱塘江二桥

7杭州钱塘江二桥为公路、铁路并行分离的公路、铁路两用桥。当时国内最长的预应力混凝土箱型连续梁。公路、铁路正桥均为18孔一联预应力混凝土箱形连续梁。基础采用钻孔灌注桩。公路桥按高速公路标准设计，桥宽20m，4车道，全长1792.8m。铁路桥全长2861.4m。

杭州钱塘江二桥81、梁式钢桁梁桥：

桁梁桥构造简单，施工方便，工期短、造价低、且易维修。1、梁式钢桁梁桥：

9钱塘江大桥（1937）钱塘江大桥（1937）10钱塘江大桥：为中国工程师自己设计并建造的公路铁路两用简支钢桁梁桥。全长1453米，上层设双车道公路，宽6.1米，下层为单线铁路。正桥18孔，由2x14.63m简支上承式钢板梁与16x65.84m简支钢桁梁组成。正桥主要采用空心钢筋混凝土桥墩、气压沉箱基础。

钱塘江大桥：11武汉长江大桥（1957）武汉长江大桥（1957）12武汉长江大桥：中国第一座跨越长江的公路铁路两用钢桁架桥。上层为公路，行车道宽18米，两侧人行道各宽2.25米，下层为双线铁路。正桥有9孔，共长1155.5米，包括3联3孔平行弦连续桁架，每孔跨度128米，桁高16米。武汉长江大桥：132、拱桥圬工拱桥石拱桥以及拱圈不配钢筋的混凝土拱桥，跨越能力较小。我国公路桥中70%为拱桥。由于我国是一个多山的国家，石料资源丰富，因此拱桥取材以石料为主。

2、拱桥圬工拱桥14赵州桥

赵州桥15赵州桥

赵州桥16赵州桥世界上现存最早、保存最好的巨大石拱桥，建于隋代开皇年间（581－601），距今已有1400多年历史，被誉为"华北四宝之一"。赵州桥是一座弧形单孔石拱桥。桥全长64.4米，拱顶宽9米，两端宽9.6米，跨径37.38米在桥两端的石拱上，辟有两个券洞，这种结构叫"敞肩拱"，拱矢高7.23米。这些敞开的小拱在减轻桥身的重量同时，又起到减少流水冲力的作用。这在当时是世界桥梁中的首创。

赵州桥17宁海越溪桥宁海越溪桥18宁海越溪桥：桥主孔为净跨75m的预应力混凝土桁架拱，拱矢度为1/9；边孔为净孔40m的双曲拱，中墩为钢筋混凝土高桩承台，石砌箱形墩身。宁海越溪桥：19卢浦大桥

（2003）卢浦大桥（2003）20卢浦大桥

（2003）桥梁计算方法课件21卢浦大桥施工

卢浦大桥施工22卢浦大桥：世界上跨径（550米）最大的拱形桥，大桥主桥为全钢结构，大桥全长3900米，其中主桥长750米，宽28.75米，采用一跨过江，整座主桥结构用钢量达35000多吨，主桥建造中融合了斜拉桥、拱桥、悬索桥三种不同类型桥梁施工工艺于一身。卢浦大桥：233、斜拉桥组合梁斜拉桥

组合梁及钢斜拉桥系桥跨结构由钢结合梁与斜向拉索组成的斜拉桥.钢结合梁由钢梁与钢筋混凝土桥面板组合而成,较预应力混凝土轻,建筑高度小,跨越能力大,施工速度快.3、斜拉桥组合梁斜拉桥

24杨浦大桥

（1993）

杨浦大桥

（1993）25杨浦大桥

(1993)杨浦大桥(1993)26杨浦大桥主桥为双塔三孔结合梁斜拉桥，分跨为243+602+243米，其跨度曾经在世界斜拉桥中排行第三，于1993年底建成通车。桥宽30.35米，共设6车道。离浦江水面为48米，桥下可畅通万吨级以上船舶。挺拔高耸的208米主塔似一把利剑直刺穹苍，塔的两侧32对钢索连接主梁，每座索塔两侧各有32对拉索，全桥共256根。最大索长330m，拉索最大断面由313根直径Φ7高强钢丝组成。杨浦大桥274、悬索桥

悬索桥是以悬索为主要承重结构,与桥塔、吊杆、锚锭和桥面结构组成的缆索承重桥.悬索承受拉力,现在主要由高强钢丝制成.是目前跨越能力最大的桥梁.

4、悬索桥悬索桥是以悬索为主要承重结构,与桥28泸定桥

(1706)泸定桥(1706)29泸定桥

(1706)泸定桥

(1706)30泸定桥始建于清康熙44年（1705年），桥长103米，宽3米，13根铁链固定在两岸桥台落井里，9根作底链，4根分两侧作扶手，此桥每根铁链约重2.5吨，由890个扁环左右扣联在一起，上铺木板形成桥面。桥之两端，各有1座20米高的桥台，内置若干铁桩，13根铁链铆定其上。桥台自重作为压重，承受铁索的巨大拉力。

泸定桥31润扬大桥

（2005）润扬大桥（2005）32润扬大桥

（2005）润扬大桥（2005）33润扬长江公路大桥为目前我国第一大跨径的组合型桥梁，第一大跨径：主桥是目前中国第一、世界第三、主跨径长1490米钢梁悬索桥。第一大锚碇：锚碇要承受6.8万吨的主缆拉力，锚体由近6万立方米混凝土浇筑而成。第一高塔：悬索桥索塔高达215.18米，第一长缆：悬索桥主缆缠丝采用的是国内首次使用的“S”型钢丝，两根主缆每根长2600米，为国内第一长缆。第一重钢箱梁：大桥悬索桥桥面钢箱梁宽38.7米，高3米，钢箱梁共有93节，总重量为21000余吨，最大一节钢箱梁重达506吨，是目前国内最重的。

润扬长江公路大桥34金门大桥

（1937）金门大桥（1937）35金门大桥跨度达1280米，桥塔高227米，每根钢索直径0.93米、重2.45万吨，由27000根钢丝绞成。1937年5月建成。

金门大桥跨度达1280米，桥塔高227米，每根钢索直径0.936§2.桥梁计算简介一、简支梁（静定）

等截面梁

变截面梁

横截面型式

桁架

§2.桥梁计算简介一、简支梁（静定）37§2.桥梁计算简介二、连续梁（静不定）

等截面梁

梁刚度变化内力也变化§2.桥梁计算简介二、连续梁（静不定）38§2.桥梁计算简介三、其它

通用计算软件：

例如：ANSYS

小型软件：SMSOLVER

§2.桥梁计算简介三、其它通用计算软件39§2.桥梁计算简介四、压杆稳定

临界载荷Fcr

大柔度（细长）压杆：中柔度、小柔度§2.桥梁计算简介四、压杆稳定临界载荷40§2.桥梁计算简介五、刚度

不能变形过大

§2.桥梁计算简介五、刚度不能变形过大41§2.桥梁计算简介五、动载荷

加载方式的影响（快、慢）§2.桥梁计算简介五、动载荷加载方式的42§3.计算书要求

“结构设计大赛”，强调的是设计，而不仅仅是动手能力的比赛。

计算书是结构设计的依据，通过对主要受力构件的计算，得出结构的承载力，使设计者作到心中有数，了解自己设计的结构在比赛条件下，是否安全，有多大的安全度。§3.计算书要求“结构设计大赛”，强调的是设计，43§3.计算书要求

计算书主要应该包括：结构的计算简图（如：结构的几何尺寸，约束的情况，载荷的大小、方向及作用位置，如何计算得到的等），主要受力构件（如：立柱和横梁等）的横截面形状、尺寸，所用材料的力学性能（如：极限应力，弹性摸量，如何计算得到的等），以及各主要承载构件的强度，刚度，稳定性计算等。

§3.计算书要求计算书主要应该包括：结构44§3.计算书要求计算书的计算可以是比较精确的计算（对结构的力学模型的简化较少），可以利用计算软件计算。也可以通过简化，对主要受力构件作比较粗略的估算，总之要有分析、有理论、有计算。§3.计算书要求计算书的计算可以是比较精45§3.计算书要求计算书在写作上，应该尽量作到，叙述清楚、简明，有条理，能说明问题，不仅自己能看得懂，别人也能看得懂。图文并茂最好。切记：不要将计算书搞成一堆数据的堆砌，自己不会去看，别人更不会去看。§3.计算书要求计算书在写作上，应该尽量46祝同学们取得好的成绩！希望通过结构设计大赛使同学们更好地掌握工程力学的理论与知识，培养创新思维，增强动手能力。祝同学们取得好的成绩！希望通过结构设计大赛使47桥梁计算简介

§1.桥梁的种类

§2.桥梁计算介绍

§3.计算书要求

桥梁计算简介§1.桥梁的种类48§1.桥梁的种类1、梁式2、拱桥

3、斜拉桥4、悬索桥§1.桥梁的种类1、梁式491、梁式

简支梁桥：

上部结构由两端简单支承在墩台上的桥梁，是静定结构。

1、梁式简支梁桥：50开封黄河大桥开封黄河大桥51

开封黄河大桥：

桥全长4475.09m，共108孔，其中77孔为跨径50m的预应力混凝土简支T型梁，其余31孔跨径为20m。桥宽18.5m：机动车道12.3m，非机动车道人行道两侧个3.1m。下部结构为单排双柱式墩，直径220cm大直径钻孔灌注桩基础。开封黄河大桥：521、梁式连续梁桥：上部结构由连续跨过三个以上支座的桥梁。在较大跨径时较简支梁经济，且桥墩宽度小，节省材料，接缝少，行车平顺。但连续梁为超静定结构，适用于地质良好的桥位处。

1、梁式连续梁桥：53杭州钱塘江二桥

杭州钱塘江二桥

54杭州钱塘江二桥为公路、铁路并行分离的公路、铁路两用桥。当时国内最长的预应力混凝土箱型连续梁。公路、铁路正桥均为18孔一联预应力混凝土箱形连续梁。基础采用钻孔灌注桩。公路桥按高速公路标准设计，桥宽20m，4车道，全长1792.8m。铁路桥全长2861.4m。

杭州钱塘江二桥551、梁式钢桁梁桥：

桁梁桥构造简单，施工方便，工期短、造价低、且易维修。1、梁式钢桁梁桥：

56钱塘江大桥（1937）钱塘江大桥（1937）57钱塘江大桥：为中国工程师自己设计并建造的公路铁路两用简支钢桁梁桥。全长1453米，上层设双车道公路，宽6.1米，下层为单线铁路。正桥18孔，由2x14.63m简支上承式钢板梁与16x65.84m简支钢桁梁组成。正桥主要采用空心钢筋混凝土桥墩、气压沉箱基础。

钱塘江大桥：58武汉长江大桥（1957）武汉长江大桥（1957）59武汉长江大桥：中国第一座跨越长江的公路铁路两用钢桁架桥。上层为公路，行车道宽18米，两侧人行道各宽2.25米，下层为双线铁路。正桥有9孔，共长1155.5米，包括3联3孔平行弦连续桁架，每孔跨度128米，桁高16米。武汉长江大桥：602、拱桥圬工拱桥石拱桥以及拱圈不配钢筋的混凝土拱桥，跨越能力较小。我国公路桥中70%为拱桥。由于我国是一个多山的国家，石料资源丰富，因此拱桥取材以石料为主。

2、拱桥圬工拱桥61赵州桥

赵州桥62赵州桥

赵州桥63赵州桥世界上现存最早、保存最好的巨大石拱桥，建于隋代开皇年间（581－601），距今已有1400多年历史，被誉为"华北四宝之一"。赵州桥是一座弧形单孔石拱桥。桥全长64.4米，拱顶宽9米，两端宽9.6米，跨径37.38米在桥两端的石拱上，辟有两个券洞，这种结构叫"敞肩拱"，拱矢高7.23米。这些敞开的小拱在减轻桥身的重量同时，又起到减少流水冲力的作用。这在当时是世界桥梁中的首创。

赵州桥64宁海越溪桥宁海越溪桥65宁海越溪桥：桥主孔为净跨75m的预应力混凝土桁架拱，拱矢度为1/9；边孔为净孔40m的双曲拱，中墩为钢筋混凝土高桩承台，石砌箱形墩身。宁海越溪桥：66卢浦大桥

（2003）卢浦大桥（2003）67卢浦大桥

（2003）桥梁计算方法课件68卢浦大桥施工

卢浦大桥施工69卢浦大桥：世界上跨径（550米）最大的拱形桥，大桥主桥为全钢结构，大桥全长3900米，其中主桥长750米，宽28.75米，采用一跨过江，整座主桥结构用钢量达35000多吨，主桥建造中融合了斜拉桥、拱桥、悬索桥三种不同类型桥梁施工工艺于一身。卢浦大桥：703、斜拉桥组合梁斜拉桥

组合梁及钢斜拉桥系桥跨结构由钢结合梁与斜向拉索组成的斜拉桥.钢结合梁由钢梁与钢筋混凝土桥面板组合而成,较预应力混凝土轻,建筑高度小,跨越能力大,施工速度快.3、斜拉桥组合梁斜拉桥

71杨浦大桥

（1993）

杨浦大桥

（1993）72杨浦大桥

(1993)杨浦大桥(1993)73杨浦大桥主桥为双塔三孔结合梁斜拉桥，分跨为243+602+243米，其跨度曾经在世界斜拉桥中排行第三，于1993年底建成通车。桥宽30.35米，共设6车道。离浦江水面为48米，桥下可畅通万吨级以上船舶。挺拔高耸的208米主塔似一把利剑直刺穹苍，塔的两侧32对钢索连接主梁，每座索塔两侧各有32对拉索，全桥共256根。最大索长330m，拉索最大断面由313根直径Φ7高强钢丝组成。杨浦大桥744、悬索桥

悬索桥是以悬索为主要承重结构,与桥塔、吊杆、锚锭和桥面结构组成的缆索承重桥.悬索承受拉力,现在主要由高强钢丝制成.是目前跨越能力最大的桥梁.

4、悬索桥悬索桥是以悬索为主要承重结构,与桥75泸定桥

(1706)泸定桥(1706)76泸定桥

(1706)泸定桥

(1706)77泸定桥始建于清康熙44年（1705年），桥长103米，宽3米，13根铁链固定在两岸桥台落井里，9根作底链，4根分两侧作扶手，此桥每根铁链约重2.5吨，由890个扁环左右扣联在一起，上铺木板形成桥面。桥之两端，各有1座20米高的桥台，内置若干铁桩，13根铁链铆定其上。桥台自重作为压重，承受铁索的巨大拉力。

泸定桥78润扬大桥

（2005）润扬大桥（2005）79润扬大桥

（2005）润扬大桥（2005）80润扬长江公路大桥为目前我国第一大跨径的组合型桥梁，第一大跨径：主桥是目前中国第一、世界第三、主跨径长1490米钢梁悬索桥。第一大锚碇：锚碇要承受6.8万吨的主缆拉力，锚体由近6万立方米混凝土浇筑而成。第一高塔：悬索桥索塔高达215.18米，第一长缆：悬索桥主缆缠丝采用的是国内首次使用的“S”型钢丝，两根主缆每根长2600米，为国内第一长缆。第一重钢箱梁：大桥悬索桥桥面钢箱梁宽38.7米，高3米，钢箱梁共有93节，总重量为21000余吨，最大一节钢箱梁重达506吨，是目前国内最重的。

润扬长江公路大桥81金门大桥

（1937）金门大桥（1937）82金门大桥跨度达1280米，桥塔高227米，每根钢索直径0.93米、重2.45万吨，由27000根钢丝绞成。1937年5月建成。

金门大桥跨度达1280米，桥塔高227米，每根钢索直径0.983§2.桥梁计算简介一、简支梁（静定）

等截面梁

变截面梁

横截面型式

桁架

§2.桥梁计算简介一、简支梁（静定）84§2.桥梁计算简介二、连续梁（静不定）

等截面梁

梁刚度变化内力也变化§2.桥梁计算简介二、连续梁（静不定）85§2.桥梁计算简介三、其它

通用计算软件：

例如：ANSYS

小型软件：SMSOLVER

§2.桥梁计算简介三、其它通用计算软件86§2.桥梁计算简介四、压杆稳定

临界载荷Fcr

大柔度（细长）压杆：中柔度、小柔度§2.桥梁计算简介四、压杆稳定临界载荷87§2.桥梁计算简介五、刚度

不能变形过大

§2.