桥梁工程的规划与设计课件

第二章桥梁工程的规划与设计在满足一定的功能的同时，还应该能够安全地承自然界和人类活动所施加的各种荷载；社会所能为结构支付的人力、物力和财力都是有限的，所以，又必须讲求经济；结构固定（stationary）在不同位置，其规划、设计和施工需因时因地而异，逐个（unique）进行；是否美观，是否与环境协调。土木工程结构的基本属性第二章桥梁工程的规划与设计在满足一定的功能的同时，还应该能1第一节桥梁设计原则和科学依据一、基本原则安全要求

桥梁的安全既包括桥上车辆、行人的安全，也包括桥梁本身的安全。结构在使用年限以内，在各种自然情况和荷载作用下，能具有足够的承载能力，能保持适当的安全度，是对每一座桥梁的基本要求。第一节桥梁设计原则和科学依据一、基本原则安全要求2

桥梁的适用要求包括：能保证行车的通畅、舒适和安全；桥梁运量既能满足当前需要，也可适当照顾今后发展；对跨越线路或河流的桥梁，要求不妨碍桥下交通或通航；靠近城市、村镇等的桥梁，还当综合考虑桥头和引桥地区的环境和发展；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。桥梁的适用要求包括：能保证行车的通畅3经济要求

在适用、安全的前提下，经济是衡量技术水平和作出方案选择的主要因素。桥梁设计应体现出经济特性。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。这样，才能对桥梁的建造消耗、施工、技术发展和今后使用等因素进行统筹考虑，得出合理的经济结论。经济要求在适用、安全的前提下，经济是4美观要求

在适用、安全和经济的前提下，尽可能使桥梁具有优美的外形，并与周围的环境相协调，这就是对桥梁美观的基本要求。合理的轮廓造型和布局、正确表达力的传递、以及结构风格和色彩与周围环境的和谐一致，是体现美观的主要因素。在城市和游览地区，可适当考虑桥梁建筑的艺术处理，但不应当追求浮华和繁琐的细部装饰。美观要求在适用、安全和经济的前提下，尽5二、桥梁工程的基本依据数学（Mathematics）力学（Mechanics）计算机辅助设计（CAD）工程材料学（Materials）工程地质学（Geology）岩土力学（SoilMechanics）水力学（Hydraulics）水文学（Hydrology）二、桥梁工程的基本依据数学（Mathematics）6二、桥梁工程的基本依据（续）混凝土结构工程（ConcreteStructure）钢结构工程（SteelStructure）基础工程（Foundations）铁道、道路工程（Railway,Highway）其他工程制图（Drawing）工程测量（Surveying）工程机械（Machinery）建筑艺术（Architecture）二、桥梁工程的基本依据（续）混凝土结构工程（Concrete7三、桥梁技术规范、工作细则和常用手册技术规范－以科学的工程知识和成熟的工程经验为基础，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，并以此作为各项桥梁工作必须遵循的准则。工作细则－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－把与桥梁有关的原始资料、规范规定、应用公式、参考数据、结构常用的计算方法、参数、图表、施工组织的各项定额、主要机具材料的规格性能等汇编成的手册。

三、桥梁技术规范、工作细则和常用手册技术规范－以科学的工程知8主要桥梁技术规范中国铁路桥梁相关技术规范中国公路桥梁相关技术规范英国桥梁设计规范（BS5400）美国公路桥梁设计规范（AASHTO）欧洲桥梁（结构）设计参考规范（Eurocode）主要桥梁技术规范中国铁路桥梁相关技术规范9第二节桥梁立面、断面和平面布置立面布置桥梁总长桥梁孔径布置桥面标高与桥下净空桥上及桥头的纵坡布置第二节桥梁立面、断面和平面布置立面布置10桥梁立面、断面和平面布置（续）断面布置

桥面净空桥面宽度行车道宽度机动车道布置人行道自行车道布置横坡布置桥梁立面、断面和平面布置（续）断面布置11铁路桥梁建筑限界铁路桥梁建筑限界12桥梁立面、断面和平面布置（续）平面布置

一般，大、中桥梁的平面线型为直线。当地形限制时，可把桥梁设置在曲线上（直梁布置成折线状）或直接建造曲线桥（结构本身呈曲线状）。桥上宜避免采用反向曲线。在某些情况下（如对城市桥梁）也允许修建公路斜桥，其斜度一般不大于45，在通航河流上不宜大于5。桥梁立面、断面和平面布置（续）平面布置13第三节桥梁设计与建设程序一、基本程序第三节桥梁设计与建设程序一、基本程序14二、可行性研究（规划设计）可行性研究工程必要性－是否需要建桥？工程可行性－桥梁设计标准、桥位、桥式等技术问题经济可行性－工程投资、资金筹措与偿还研究中的主要问题桥梁标准桥位桥式勘测与调查二、可行性研究（规划设计）可行性研究15勘测与调查地形测量－草勘地质勘探－收集资料、验证性钻孔水文资料河道性质桥位处河床断面历年水流资料（流量、流速、最高最低水位、百年一遇洪水位等）设计通航水位和通航净空外部条件砂、石料、水、电力供应情况运输条件场地征用勘测与调查地形测量－草勘16三、初步设计设计任务书是进行初步设计的依据初步设计是一份供必选的建桥项目文件，内容包括拟定结构型式（桥型、体系、孔径等）及其主要构造尺寸，提出施工方案，估算经济指标（工程概算、主要建筑材料数量）等，重点在桥式和结构总体构思方面。初步设计的目的

（1）说明本桥梁工程的特点和要求；（2）提出若干可行的比较方案；（3）推荐准备采用的较好方案；（4）估算实现推荐方案所需的费用、工期、技术措施等的目的。

三、初步设计设计任务书是进行初步设计的依据17三、桥梁初步设计（续）初步设计的内容

（1）设计任务的来源和要求；（2）桥址自然条件的基本资料；（3）技术条件的选定；（4）桥位方案的比选，上、下部结构方案的研究、比较和确定；（5）推荐的建桥方案及其理由；（6）推荐方案的指导性施工组织，包括施工方法、进度安排、场地布置、主要机具、材料和劳力配置等；（7）工程概算。在初步设计阶段进行的勘测工作称为“初勘”三、桥梁初步设计（续）初步设计的内容18四、技术设计技术设计的主要内容－对选定的桥式方案中的各个结构总体的、细部的技术问题作进一步研究解决，对结构各部分的设计提出详尽的设计图纸，包括结构断面、配筋、构造细节处理、材料清单及工程量等。对常规桥梁，通常不需要进行技术设计而直接进行施工设计；对新型、复杂、重要、大型的桥梁结构，往往需要对初步设计进行细化，以便发现可能存在的问题、进一步优化设计。技术设计阶段要进行补充勘探（简称“技勘”）

四、技术设计技术设计的主要内容－对选定的桥式方案中的各个结构19五、施工设计施工设计一般由原编制技术设计的单位继续进行，也可由中标的施工单位进行内容包括结构设计计算（具体细节），绘制能让施工人员按图施工的施工详图等。在施工设计阶段还要进一步根据施工需要进行补充钻探（称“施工钻探”）根据施工设计，施工单位编制施工组织设计和工程预算在所有设计文件经上级主管部门审批后，即可着手实施桥梁施工的各项工作桥梁建成后，通常还需进行试验验收工作及办理交接手续，由接收部门负责今后的桥梁通车运营和养护维修。至此，建桥工作始告完成五、施工设计施工设计一般由原编制技术设计的单位继续进行，也可20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，可大致归纳为以下几点。1、桥梁须与周围环境融合，成为自然整体中的一个协调部分。在这方面，材料的选择、表面的质感以及色彩的运用起着重要作用。协调中也包含着对比。2、桥梁本身的造型须有恰当的比例。另外，也须注意结构的秩序感和韵律感，避免造型上的单调和重复。3、桥梁建筑处理应当表现清新雅洁的风格。既要避免勉强堆砌的藻饰和不必要的投资；也要避免忽略建筑的艺术处理。背景图片:日本明石海峡大桥第四节桥梁建筑美学的基本观点建筑21桥梁工程的规划与设计课件22桥梁工程的规划与设计课件23桥梁工程的规划与设计课件24第二章桥梁工程的规划与设计在满足一定的功能的同时，还应该能够安全地承自然界和人类活动所施加的各种荷载；社会所能为结构支付的人力、物力和财力都是有限的，所以，又必须讲求经济；结构固定（stationary）在不同位置，其规划、设计和施工需因时因地而异，逐个（unique）进行；是否美观，是否与环境协调。土木工程结构的基本属性第二章桥梁工程的规划与设计在满足一定的功能的同时，还应该能25第一节桥梁设计原则和科学依据一、基本原则安全要求

桥梁的安全既包括桥上车辆、行人的安全，也包括桥梁本身的安全。结构在使用年限以内，在各种自然情况和荷载作用下，能具有足够的承载能力，能保持适当的安全度，是对每一座桥梁的基本要求。第一节桥梁设计原则和科学依据一、基本原则安全要求26

桥梁的适用要求包括：能保证行车的通畅、舒适和安全；桥梁运量既能满足当前需要，也可适当照顾今后发展；对跨越线路或河流的桥梁，要求不妨碍桥下交通或通航；靠近城市、村镇等的桥梁，还当综合考虑桥头和引桥地区的环境和发展；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。桥梁的适用要求包括：能保证行车的通畅27经济要求

在适用、安全的前提下，经济是衡量技术水平和作出方案选择的主要因素。桥梁设计应体现出经济特性。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。这样，才能对桥梁的建造消耗、施工、技术发展和今后使用等因素进行统筹考虑，得出合理的经济结论。经济要求在适用、安全的前提下，经济是28美观要求

在适用、安全和经济的前提下，尽可能使桥梁具有优美的外形，并与周围的环境相协调，这就是对桥梁美观的基本要求。合理的轮廓造型和布局、正确表达力的传递、以及结构风格和色彩与周围环境的和谐一致，是体现美观的主要因素。在城市和游览地区，可适当考虑桥梁建筑的艺术处理，但不应当追求浮华和繁琐的细部装饰。美观要求在适用、安全和经济的前提下，尽29二、桥梁工程的基本依据数学（Mathematics）力学（Mechanics）计算机辅助设计（CAD）工程材料学（Materials）工程地质学（Geology）岩土力学（SoilMechanics）水力学（Hydraulics）水文学（Hydrology）二、桥梁工程的基本依据数学（Mathematics）30二、桥梁工程的基本依据（续）混凝土结构工程（ConcreteStructure）钢结构工程（SteelStructure）基础工程（Foundations）铁道、道路工程（Railway,Highway）其他工程制图（Drawing）工程测量（Surveying）工程机械（Machinery）建筑艺术（Architecture）二、桥梁工程的基本依据（续）混凝土结构工程（Concrete31三、桥梁技术规范、工作细则和常用手册技术规范－以科学的工程知识和成熟的工程经验为基础，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，并以此作为各项桥梁工作必须遵循的准则。工作细则－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－把与桥梁有关的原始资料、规范规定、应用公式、参考数据、结构常用的计算方法、参数、图表、施工组织的各项定额、主要机具材料的规格性能等汇编成的手册。

三、桥梁技术规范、工作细则和常用手册技术规范－以科学的工程知32主要桥梁技术规范中国铁路桥梁相关技术规范中国公路桥梁相关技术规范英国桥梁设计规范（BS5400）美国公路桥梁设计规范（AASHTO）欧洲桥梁（结构）设计参考规范（Eurocode）主要桥梁技术规范中国铁路桥梁相关技术规范33第二节桥梁立面、断面和平面布置立面布置桥梁总长桥梁孔径布置桥面标高与桥下净空桥上及桥头的纵坡布置第二节桥梁立面、断面和平面布置立面布置34桥梁立面、断面和平面布置（续）断面布置

桥面净空桥面宽度行车道宽度机动车道布置人行道自行车道布置横坡布置桥梁立面、断面和平面布置（续）断面布置35铁路桥梁建筑限界铁路桥梁建筑限界36桥梁立面、断面和平面布置（续）平面布置

一般，大、中桥梁的平面线型为直线。当地形限制时，可把桥梁设置在曲线上（直梁布置成折线状）或直接建造曲线桥（结构本身呈曲线状）。桥上宜避免采用反向曲线。在某些情况下（如对城市桥梁）也允许修建公路斜桥，其斜度一般不大于45，在通航河流上不宜大于5。桥梁立面、断面和平面布置（续）平面布置37第三节桥梁设计与建设程序一、基本程序第三节桥梁设计与建设程序一、基本程序38二、可行性研究（规划设计）可行性研究工程必要性－是否需要建桥？工程可行性－桥梁设计标准、桥位、桥式等技术问题经济可行性－工程投资、资金筹措与偿还研究中的主要问题桥梁标准桥位桥式勘测与调查二、可行性研究（规划设计）可行性研究39勘测与调查地形测量－草勘地质勘探－收集资料、验证性钻孔水文资料河道性质桥位处河床断面历年水流资料（流量、流速、最高最低水位、百年一遇洪水位等）设计通航水位和通航净空外部条件砂、石料、水、电力供应情况运输条件场地征用勘测与调查地形测量－草勘40三、初步设计设计任务书是进行初步设计的依据初步设计是一份供必选的建桥项目文件，内容包括拟定结构型式（桥型、体系、孔径等）及其主要构造尺寸，提出施工方案，估算经济指标（工程概算、主要建筑材料数量）等，重点在桥式和结构总体构思方面。初步设计的目的

（1）说明本桥梁工程的特点和要求；（2）提出若干可行的比较方案；（3）推荐准备采用的较好方案；（4）估算实现推荐方案所需的费用、工期、技术措施等的目的。

三、初步设计设计任务书是进行初步设计的依据41三、桥梁初步设计（续）初步设计的内容

（1）设计任务的来源和要求；（2）桥址自然条件的基本资料；（3）技术条件的选定；（4）桥位方案的比选，上、下部结构方案的研究、比较和确定；（5）推荐的建桥方案及其理由；（6）推荐方案的指导性施工组织，包括施工方法、进度安排、场地布置、主要机具、材料和劳力配置等；（7）工程概算。在初步设计阶段进行的勘测工作称为“初勘”三、桥梁初步设计（续）初步设计的内容42四、技术设计技术设计的主要内容－对选定的桥式方案中的各个结构总体的、细部的技术问题作进一步研究解决，对结构各部分的设计提出详尽的设计图纸，包括结构断面、配筋、构造细节处理、材料清单及工程量等。对常