1、會(huì)計(jì)學(xué)1橋梁的總體規(guī)劃設(shè)計(jì)荷載橋梁的總體規(guī)劃設(shè)計(jì)荷載一、橋梁設(shè)計(jì)的基本要求 使用上的要求； 經(jīng)濟(jì)上的要求； 結(jié)構(gòu)尺寸和構(gòu)造上的要求； 施工上的要求； 美觀上的要求。第一節(jié) 橋梁設(shè)計(jì)的基本原則1980年建成的南斯拉夫克爾克橋，跨徑390m，鋼筋混凝土拱橋，與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)自然悉尼海港橋位于澳大利亞悉尼港，主橋?yàn)閱慰?03m的中承式鋼桁兩鉸拱公鐵兩用橋。自身較笨重，但由于緊挨著別致的悉尼歌劇院，無論在質(zhì)感還是在顏色和造型上都達(dá)到相得益彰的效果，因而以其優(yōu)美環(huán)境而聞名于世。高聳的橋墩與挺拔的山峰以及斜拉板構(gòu)成的尖峰與山的形狀都達(dá)到了完美的協(xié)調(diào)。青山、綠水、紅花與銀白色的肋拱橋共同組成一幅美麗和諧的山水

2、畫。銀橋飛架，與林海相映，宛如蛟龍出海筆直的高橋墩與周圍的樹木從形式上達(dá)到完美的和諧羅依溪大橋，作為不等跨連續(xù)拱橋，采用了多種調(diào)整不平衡推力的措施，結(jié)構(gòu)上合理，但從美學(xué)角度而言，是典型的反例。橋梁的建設(shè)，使得植被遭到破壞，大大影響了自然環(huán)境植被遭受破壞1、使用任務(wù)確定橋梁的規(guī)模2、選擇橋位確定路橋的關(guān)系等3、橋位地形測繪地形圖4、橋位地質(zhì) 工程地質(zhì)報(bào)告5、橋位水文確定橋梁跨徑和凈空6、建材來源、供應(yīng)及運(yùn)輸7、施工單位及現(xiàn)場情況8、氣象資料9、其它情況上、下游老橋等二、設(shè)計(jì)資料的調(diào)查一、橋梁縱斷面設(shè)計(jì) 總跨徑、分孔、確定標(biāo)高、縱坡、基礎(chǔ)埋深1、橋梁總跨徑的確定： （1）滿足水文計(jì)算要求 （2）依

3、具體情況調(diào)整第二節(jié) 橋梁縱、橫斷面設(shè)計(jì)和平面布置2、橋梁分孔（1）橋型（跨越能力）（2）經(jīng)濟(jì)跨徑（3）通航要求 （4）地質(zhì)、地形 （5）各孔徑間比例 （6）戰(zhàn)備考慮（7）施工能力 （8）美觀方面 跨徑越大，孔數(shù)越少，上部結(jié)構(gòu)造價(jià)高，墩臺(tái)造價(jià)低。最經(jīng)濟(jì)的分孔，使上下部結(jié)構(gòu)的總造價(jià)最低。通航河流：滿足通航要求平原區(qū)：主槽布置跨徑大的通航孔山區(qū)深谷：加大跨徑，可采用特大單孔跨越，減少中間橋墩不利地質(zhì)段：移橋基，加跨徑 多孔跨徑的比例： 鋼筋砼三跨連續(xù)梁： 中跨/邊跨= 1.00 / 0.80 五跨連續(xù)梁: 1.00 / 0.90 / 0.65多孔橋梁：奇數(shù)跨（結(jié)構(gòu)對(duì)稱）基礎(chǔ)工程：在大橋施工中起控制作

4、用，應(yīng)減少基礎(chǔ) 數(shù)量，加大跨徑。美觀要求：整體規(guī)劃橋梁分孔時(shí)應(yīng)考慮3、橋道標(biāo)高的確定（1）總前提：保證排洪、通航和橋下行車安全及橋 梁自身安全（2）有關(guān)的具體規(guī)定： 流水凈空跨河橋p38 通航凈空跨河橋 車輛凈空跨線橋BMbHMh4、縱坡縱斷面線形 大中橋梁：引道i5%i4% (12%)i4% (12%)城鎮(zhèn)橋上及引道i 3% 引道i5%平坡 將橋梁縱斷面設(shè)計(jì)成單向或雙向坡度，有利于交通、美觀，又便于排水。一般的： 小橋：5、基礎(chǔ)的埋置深度二、橫斷面設(shè)計(jì)1、橋梁寬度 依據(jù)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（JTG B012003中規(guī)定的各級(jí)公路行車道寬度、中間帶寬度、路肩寬度確定。2、橋面凈空 應(yīng)滿足公路工程技

5、術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于建筑限界的規(guī)定。高速公路、一級(jí)公路（整體式）高速公路、一級(jí)公路（分離式）二、三、四級(jí)公路橋 涵 凈 空三、平面布置確定路、橋、水流的關(guān)系 原則：平順、車輛平穩(wěn)通過（1）高速、一級(jí)公路上的大、中橋及所有的小橋 依路線（2）二、三、四級(jí)公路上的大、中橋一般為直線（3）由經(jīng)濟(jì)和施工而言，避免斜交，否則，45o， 通航河流5o。水流向行車向 橋軸線與支承線的垂線呈某一夾角第三節(jié) 橋梁設(shè)計(jì)與建設(shè)程序橋梁的設(shè)計(jì)程序（大型橋梁） 預(yù)可行性研究報(bào)告與可行性研究報(bào)告 初步設(shè)計(jì) 技術(shù)設(shè)計(jì) 施工設(shè)計(jì) 橋梁的設(shè)計(jì)程序（大型橋梁）一、預(yù)可行性研究報(bào)告與可行性研究報(bào)告n預(yù)可行性研究報(bào)告：在規(guī)劃可行的基礎(chǔ)上，著

6、重研究建設(shè)上的必要性和經(jīng)濟(jì)上的合理性。n可行性研究報(bào)告：在預(yù)可行性研究報(bào)告審批后，在必要性和合理性得到確認(rèn)的基礎(chǔ)上，著重研究工程上和投資上的可行性。造價(jià)估算資金來源直接經(jīng)濟(jì)效益與投資回報(bào)間接經(jīng)濟(jì)效益社會(huì)效益n經(jīng)濟(jì)可行性論證二、初步設(shè)計(jì)進(jìn)一步的水文、勘測（地質(zhì)初勘）工作橋式方案比選（總體布置和一般構(gòu)造圖）初步的計(jì)算與施工方案設(shè)計(jì)概算技術(shù)補(bǔ)充勘探結(jié)構(gòu)總體及細(xì)部的技術(shù)設(shè)計(jì)實(shí)施科研項(xiàng)目結(jié)構(gòu)各部分詳細(xì)的設(shè)計(jì)圖紙修正概算三、技術(shù)設(shè)計(jì)（對(duì)于特大橋）四、施工圖設(shè)計(jì)施工鉆探（詳勘）詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算繪制施工詳圖（設(shè)計(jì)圖）施工（控制）方案編制工程預(yù)算設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)階段工作內(nèi)容工作內(nèi)容適用適用兩階段兩階段

7、設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)初步設(shè)計(jì)初步設(shè)計(jì)總體規(guī)劃，擬主要尺寸，估工總體規(guī)劃，擬主要尺寸，估工程量，工程概算。程量，工程概算。大、中橋大、中橋（盡量）（盡量）施工圖施工圖設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)據(jù)批準(zhǔn)的初步設(shè)計(jì)，詳細(xì)設(shè)計(jì)據(jù)批準(zhǔn)的初步設(shè)計(jì)，詳細(xì)設(shè)計(jì)計(jì)算，繪施工圖，施工組織設(shè)計(jì)算，繪施工圖，施工組織設(shè)計(jì)，工程預(yù)算計(jì)，工程預(yù)算一階段一階段設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)施工圖施工圖設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)據(jù)批準(zhǔn)的任務(wù)書編施工圖，工據(jù)批準(zhǔn)的任務(wù)書編施工圖，工程預(yù)算。程預(yù)算。中、小橋中、小橋設(shè)計(jì)程序橋梁設(shè)計(jì)基本原則實(shí)用經(jīng)濟(jì)安全美觀 n2004新橋規(guī)簡介n85橋規(guī)n城市橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范n鐵路橋規(guī)簡介新規(guī)范簡介公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范JTG D60-2004公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土設(shè)

8、計(jì)規(guī)范JTG D62-20042004 新規(guī)范制定的依據(jù)公路工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)GB/T 50283-1999公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)JTJ001-97修訂JTG B01-2003工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本術(shù)語和通用符號(hào)GBJ 132-90 道路工程術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)GBJ 124-88作用定義：施加在結(jié)構(gòu)上的一組集中力或分布力，或引起結(jié)構(gòu)外加變形或約束變形的原因。前者叫直接作用，也叫荷載，或者稱間接作用。 橋梁結(jié)構(gòu)的作用 理解“作用”與“荷載”的區(qū)別和聯(lián)系，“作用效應(yīng)” 現(xiàn)行橋規(guī)(JTG D60 2005)按照作用隨時(shí)間的變異特點(diǎn)將作用分為：永久作用、可變作用和偶然作用三類。u作用的代表值 結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)，

9、針對(duì)不同設(shè)計(jì)目的所采用的各種作用規(guī)定值(包括標(biāo)準(zhǔn)值、頻遇值和準(zhǔn)永久值等)。1、作用標(biāo)準(zhǔn)值 作用的基本代表值，其值可根據(jù)作用在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)最大值概率分布的某一分位值確定。 2、作用頻遇值 按正常使用極限狀態(tài)短期效應(yīng)組合設(shè)計(jì)時(shí)，采用的一種可變作用代表值，其值可根據(jù)足夠長觀測期內(nèi)作用任意時(shí)點(diǎn)概率分布的0.95分位值確定。 3、作用準(zhǔn)永久值 按正常使用極限狀態(tài)長期效應(yīng)組合設(shè)計(jì)時(shí)，采用的一種可變作用代表值，其值可根據(jù)足夠長觀測期內(nèi)作用任意時(shí)點(diǎn)概率分布的0.5（或略高于0.5）分位值確定。注：對(duì)不同的作用，應(yīng)采取不同的代表值。 可變作用在什么情況下 采用什么值？ 承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)及按彈性階段計(jì)算結(jié)構(gòu)強(qiáng)

10、度時(shí),采用標(biāo)準(zhǔn)值； 正常使用極限狀態(tài)按短期效應(yīng)（頻遇）組合設(shè)計(jì)時(shí)，采用頻遇值（標(biāo)準(zhǔn)值乘以頻遇系數(shù)）； 按長期效應(yīng)（準(zhǔn)永久）組合設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)采用準(zhǔn)永久值（標(biāo)準(zhǔn)值乘以準(zhǔn)永久系數(shù)）。 偶然作用采用標(biāo)準(zhǔn)值。一、永久作用（恒載） 1.定義: 在結(jié)構(gòu)使用期間，其量值不隨時(shí)間而變化，或其變化值與平均值相比可忽略不計(jì)的作用。編號(hào)編號(hào)荷載名稱荷載名稱1結(jié)構(gòu)重力結(jié)構(gòu)重力（包括結(jié)構(gòu)附加重力）（包括結(jié)構(gòu)附加重力）2預(yù)加應(yīng)力預(yù)加應(yīng)力3土的重力土的重力4土側(cè)壓力土側(cè)壓力5混凝土收縮及徐變作用混凝土收縮及徐變作用6水的浮力水的浮力7基礎(chǔ)變位作用基礎(chǔ)變位作用2、包括3、計(jì)算方法注意：u采用標(biāo)準(zhǔn)值作為代表值u預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)

11、：使用狀態(tài)（或階段）應(yīng)力計(jì)算時(shí)，預(yù)加力作為永久作用，但不計(jì)偏心距增大的附加效應(yīng)。承載能力狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)：預(yù)加力不作為作用，而為結(jié)構(gòu)抗力。u混凝土收縮及徐變作用 1.定義：在結(jié)構(gòu)使用期間，其量值隨時(shí)間而變化，且其變化值與平均值相比不可忽略的作用。二、可變作用2.包括新橋規(guī)的規(guī)定：1.汽車荷載（1）汽車荷載和組成 分為兩個(gè)等級(jí)：公路級(jí)和公路級(jí)。 各級(jí)公路橋涵的汽車荷載等級(jí) 汽車荷載由車道荷載和車輛荷載組成。 整體計(jì)算應(yīng)采用車道荷載；橋梁局部加載及涵洞、橋臺(tái)和擋土墻上汽車引起的土壓力等的計(jì)算應(yīng)采用車輛荷載。注意:車輛荷載與車道荷載的作用不得疊加。（2）汽車荷載的計(jì)算圖式及標(biāo)準(zhǔn)值車道荷載u計(jì)算圖式：車道荷

12、載由均布荷載和集中荷載組成u標(biāo)準(zhǔn)值： 公路級(jí)：qk=10.5kN/m Pk:當(dāng)l5m，180kN；當(dāng)l50m，360kN；當(dāng)l=5m50m,直線內(nèi)插（計(jì)算剪力Pk 1.2）公路-級(jí)：qk，Pk均按公路-級(jí)車道荷載的0.75倍采用。立面布置平面尺寸 （尺寸單位為m；荷載單位為kN） 車輛荷載u輪廓尺寸u 車輛荷載主要技術(shù)指標(biāo) 項(xiàng)項(xiàng) 目目單單 位位技技 術(shù)術(shù) 指指 標(biāo)標(biāo)車輛重力標(biāo)準(zhǔn)值車輛重力標(biāo)準(zhǔn)值kNkN550550前軸重力標(biāo)準(zhǔn)值前軸重力標(biāo)準(zhǔn)值kNkN3030中軸重力標(biāo)準(zhǔn)值中軸重力標(biāo)準(zhǔn)值kNkN2 2120120后軸重力標(biāo)準(zhǔn)值后軸重力標(biāo)準(zhǔn)值kNkN2 2140140軸軸 距距m m3+1.4+7+

13、1.43+1.4+7+1.4輪輪 距距m m1.81.8前輪著地寬度及長度前輪著地寬度及長度m m0.30.30.20.2中、后輪著地寬度及長度中、后輪著地寬度及長度m m0.60.60.20.2車輛外形尺寸（長車輛外形尺寸（長寬）寬）m m15152.52.5說明：公路級(jí)和公路II級(jí)汽車荷載采用相同的車輛 荷載標(biāo)準(zhǔn)值。（尺寸單位為m） 說明： 車道荷載荷載橫向分布系數(shù)應(yīng)按設(shè)計(jì)車道數(shù)如圖示布置車輛荷載進(jìn)行計(jì)算。車輛荷載橫向布置第四次課橋 涵 設(shè) 計(jì) 車 道 數(shù)橋橋 面面 行行 車車 道道 寬寬 度度 W W（m m） 橋涵設(shè)計(jì)橋涵設(shè)計(jì)車道數(shù)車道數(shù)車輛單向行駛時(shí)車輛單向行駛時(shí)車輛雙向行駛時(shí)車輛雙

14、向行駛時(shí)W7.0 17.0W10.56.0W14.0210.5W14.0314.0W17.514.0W21.0417.5W21.0521.0W24.521.0W28.0624.5W28.0728.0W31.5 28.0W35.0 8 汽車荷載折減系數(shù)當(dāng)為多跨連續(xù)結(jié)構(gòu)時(shí)，整個(gè)結(jié)構(gòu)應(yīng)按最大的計(jì)算跨徑考慮汽車荷載效應(yīng)的縱向折減。2.汽車荷載沖擊力汽車過橋時(shí)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的豎向動(dòng)力效應(yīng)汽車荷載沖擊力的標(biāo)準(zhǔn)值以沖擊系數(shù)表示。 汽荷沖擊力=汽車荷載 橋梁結(jié)構(gòu)的基頻反映了結(jié)構(gòu)的尺寸、類型、建筑材料等動(dòng)力特性內(nèi)容，它直接反映了沖擊系數(shù)與橋梁結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。 當(dāng)f14Hz時(shí)， 0.453.離心力 曲線橋，R25

15、0m時(shí) 離心力=車荷離心力系數(shù)CRvC1272說明：多車道及縱向折減；作用點(diǎn)（1.2m)，移至橋面不計(jì)力矩；4.車荷引起的土側(cè)壓力 采用車輛荷載加載； 按換算的等代土層厚度計(jì)算olBGh土的重力密度（KN/m3）； l0橋臺(tái)或擋土墻后填土的破壞棱體長度（m）； B橋臺(tái)橫向全寬或擋土墻的計(jì)算長度（m）； G布置在B面積內(nèi)的車輪的總重力（KN）。 1 橋梁計(jì)算跨徑Li 50m時(shí)， 3.0 kN/m2； Li 150m時(shí)， 2.5 kN/m2； 50m Li 150m時(shí), 內(nèi)插法求得 城鎮(zhèn)郊區(qū)行人密集地區(qū)的公路橋梁，人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值取上述規(guī)定值的1.15倍。 專用人行橋梁，人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值取為3.5kN

16、/m2。5.人群荷載2 人群荷載在橫向應(yīng)布置在行車道的凈寬度內(nèi)，在縱向施加于使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最不利荷載效應(yīng)的區(qū)段內(nèi)。3 人行道板（局部構(gòu)件）， 4.0kN/m2 均布荷載。4 計(jì)算人行道欄桿，頂水平推力0.75kN/m ，豎向力1kN/m 6.汽車制動(dòng)力 滑動(dòng)摩擦力1 按同向行駛的汽車荷載計(jì)算， 一個(gè)車道制動(dòng)力車道荷載總重力x10% 但165KN（公路I級(jí)）;90KN（公路II級(jí)）同向行駛雙車道制動(dòng)力一個(gè)車道制動(dòng)力x2同向行駛?cè)嚨乐苿?dòng)力一個(gè)車道制動(dòng)力x2.34同向行駛四車道制動(dòng)力一個(gè)車道制動(dòng)力x2.683 有固定支座和活動(dòng)支座的剛性墩臺(tái)時(shí)，制動(dòng)力按JTGD60-2004規(guī)定，P42表1-4-62

17、著力點(diǎn)位置：橋面以上1.2m處，墩臺(tái)，剛構(gòu)橋及拱橋7.支座摩阻力（活動(dòng)支座） F W W上部結(jié)構(gòu)重力產(chǎn)生的效應(yīng) 支座摩擦系數(shù)，按實(shí)測，如無按規(guī)范。8.溫度作用產(chǎn)生于超靜定結(jié)構(gòu)9.風(fēng)力風(fēng)力=迎風(fēng)面積風(fēng)壓三、偶然作用 定義：在結(jié)構(gòu)使用期間出現(xiàn)的概率很小，一旦出現(xiàn)，其值很大且持續(xù)時(shí)間很短的作用編號(hào)編號(hào)名稱名稱19地震作用地震作用20船舶或漂流物的撞船舶或漂流物的撞擊作用擊作用 21汽車的撞擊作用汽車的撞擊作用包括：三、偶然作用1、地震作用 主要是指地震時(shí)強(qiáng)烈的地面運(yùn)動(dòng)引起的結(jié)構(gòu)慣性力。 位于地震動(dòng)峰值加速度為0.10g、0.15g、0.20g、0.30g地區(qū)的橋梁，應(yīng)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。 位于地震動(dòng)峰值加

18、速度為0.40g及以上地區(qū)，應(yīng)進(jìn)行專門的抗震研究和設(shè)計(jì)。 地震動(dòng)峰值加速度0.05g及以下地區(qū)，可采用簡易設(shè)防。2、船只或漂流物的撞擊作用位于通航河流或有漂流物的河流中的橋梁墩臺(tái)，應(yīng)考慮該作用。其標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)根據(jù)實(shí)測或與有關(guān)部門研究確定，當(dāng)缺乏調(diào)查資料時(shí)，可根據(jù)橋規(guī)4.4.2條采用3、汽車的撞擊作用（1）標(biāo)準(zhǔn)值：車輛行駛方向取1000kN,行使垂直方向取500kN。（2）兩個(gè)方向的撞擊力不同時(shí)考慮（3）作用于車道以上1.2m，直接分布于撞擊涉及的構(gòu)件上。作 用 效 應(yīng) 組 合1.2*恒荷載+1.4*汽車荷載1.2*恒荷載+1.4*汽車荷載+0.8*1.4*人群荷載1.2*恒荷載+1.4*汽車荷載+ 0.7*（1.4*人群荷載+1.1*風(fēng)荷載）1.2*恒荷載+1.4*汽車荷載 +0.6*（1.4*人群荷載+1.1*風(fēng)荷載+1.4*土壓力）1.2*恒荷載+1.4*汽車荷載+0.5*（1.4*人群荷載 +1.1*風(fēng)荷載+1.4*土壓力+1.4*汽車制動(dòng)力）4 公路橋涵結(jié)構(gòu)效應(yīng)基本組合表達(dá)式習(xí)題一1、橋梁的一般組成及各部分的作用是什么？2、概念：計(jì)算跨徑、標(biāo)準(zhǔn)跨徑、橋梁全長、橋梁建筑高度？3、橋梁按結(jié)構(gòu)體系分為哪幾種？說說他們各自的主要承重構(gòu)件和受力特點(diǎn)？4、橋梁的設(shè)計(jì)作用有哪幾類？5、有一連續(xù)梁橋，其計(jì)算跨徑l=29.5m；材料的彈性模量 ；結(jié)構(gòu)跨中截面的慣矩；結(jié)構(gòu)