《橋梁工程課件》PPT課件.ppt

,橋梁設(shè)計(jì) 總體設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(計(jì)算) 構(gòu)造設(shè)計(jì),第二章 橋梁設(shè)計(jì)一般原則和程序,2.1 橋梁設(shè)計(jì)的基本原則 2.2 橋梁平、縱、橫斷面設(shè)計(jì) 2.3 橋梁設(shè)計(jì)與建設(shè)程序 2.4 橋梁設(shè)計(jì)方案的比選 2.5 小結(jié),2.1 橋梁設(shè)計(jì)的基本原則（1）,安全、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀 技術(shù)先進(jìn)、環(huán)境保護(hù)、可持續(xù)發(fā)展 1.安全可靠 結(jié)構(gòu)有足夠的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和耐久性的安全儲(chǔ)備。 護(hù)欄欄桿、交通標(biāo)志、水文、抗震、抗風(fēng) 2.適用耐久 交通量、剛度、泄洪、通航、管線,Next,2.1 橋梁設(shè)計(jì)的基本原則（2）,3.經(jīng)濟(jì)合理 建設(shè)、養(yǎng)護(hù)、效益（回收） 4.美觀 外形優(yōu)美,與周?chē)沫h(huán)境協(xié)調(diào). 5.技術(shù)先進(jìn) 新結(jié)構(gòu)、新設(shè)備、新材料、新工藝 6.環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展 環(huán)境監(jiān)測(cè)、可持續(xù)發(fā)展,Next,與環(huán)境協(xié)調(diào)的橋梁1,Next,與環(huán)境協(xié)調(diào)的橋梁2,Next,2.2 橋梁平、縱、橫斷面設(shè)計(jì),平、縱、橫的概念,Next,1.平面設(shè)計(jì) 平面設(shè)計(jì)要素： 小橋涵： 特大、大、中橋：,一般應(yīng)符合路線走向，或斜或彎均可,原則上服從路線走向，橋、路綜合考慮，盡量直線,橋位、線型平曲線半徑、平曲線超高和加寬、緩和曲線,2.縱斷面設(shè)計(jì),縱斷面設(shè)計(jì)要素： 總跨徑 分孔 橋面高程 縱坡 基礎(chǔ)埋深,水文計(jì)算確定,地形、環(huán)境、地質(zhì)、通航、結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì),設(shè)計(jì)水位(路面高程)、橋下凈空,路線銜接、坡度限值,地質(zhì)、沖刷、上部結(jié)構(gòu),Next,3.橫斷面設(shè)計(jì),橫斷面設(shè)計(jì)要素： 橋面寬度 結(jié)構(gòu)橫截面形式,橋面凈空限界（公路橋）,行車(chē)道寬度、機(jī)動(dòng)車(chē)道布置、人行道和自行道布置等。 中間帶寬度、路肩寬度（表123）,Next,公路橋梁建筑限界1,Next,車(chē)道寬度,Return,中間帶寬度,雙幅分離,Return,2.3 橋梁設(shè)計(jì)與建設(shè)程序,大型橋梁的設(shè)計(jì)工作可分為前期工作及設(shè)計(jì)兩個(gè)階段。 前期工作：預(yù)可和工可 三階段設(shè)計(jì)：初步設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)與施工圖設(shè)計(jì)。 常規(guī)橋梁采用兩階段設(shè)計(jì)：初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)。 簡(jiǎn)單的小橋可采用一階段設(shè)計(jì)：施工圖設(shè)計(jì)。,Next,Return,1.預(yù)可階段 工作內(nèi)容： 工程必要性論證和宏觀經(jīng)濟(jì)合理性論證 工作目標(biāo)： 工程的上報(bào)立項(xiàng) 2.工可階段 工作內(nèi)容： 工程可行性論證補(bǔ)充制定橋梁標(biāo)準(zhǔn) 經(jīng)濟(jì)可行性論證造價(jià)及回報(bào)、資金來(lái)源及償還,前期工作,Return,3.初步設(shè)計(jì),目的確定設(shè)計(jì)方案 內(nèi)容:進(jìn)一步開(kāi)展水文、勘測(cè)工作 橋梁方案比選 平、縱、橫斷面布置圖、主要尺寸 估算工程數(shù)量和主要材料用量 設(shè)計(jì)概算 技術(shù)設(shè)計(jì)立項(xiàng),Return,4.技術(shù)設(shè)計(jì),復(fù)雜的特大橋、互通式立交或新型大型的橋梁 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容： 進(jìn)一步完善選定的橋梁方案的總體、細(xì)部的技術(shù)問(wèn)題和施工方案，解決技術(shù)難點(diǎn)：抗風(fēng)、抗震、局部受力分析等。修正工程概算。,Return,5.施工圖設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)內(nèi)容： 詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算：確保強(qiáng)度、剛度、裂縫等符合要求 繪制施工詳圖 提出文字說(shuō)明、施工組織計(jì)劃和編制施工圖預(yù)算。,Return,2.4 橋梁設(shè)計(jì)方案的比選,1.明確標(biāo)準(zhǔn)和要求 2.分孔、繪草圖 3.初篩 4.詳繪方案圖:含尺寸 5. 估算 工程材料,勞動(dòng)力數(shù)量,造價(jià) 6. 比選(選定) 從建設(shè)造價(jià)、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用、建設(shè)工期、營(yíng)運(yùn)適用性、美觀等多方面綜合分析,橋位方案比選橋型方案比選,方案比選:長(zhǎng)春市102國(guó)道跨伊通河橋梁工程方案設(shè)計(jì),主要設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo) 1) 道路等級(jí)：城市I級(jí)主干道 2) 設(shè)計(jì)行車(chē)速度：60km/h 3) 基本車(chē)道數(shù)：按雙向六車(chē)道設(shè)計(jì)，兩側(cè)設(shè)非機(jī)動(dòng)車(chē)道、人行道 4) 設(shè)計(jì)荷載：城-A 人群荷載：3.5kN/m2 5) 設(shè)計(jì)洪水頻率：1/200。 6) 抗震烈度：地震峰動(dòng)值加速度0.10g地震力反應(yīng)譜特征周期0.35s 7) 通航標(biāo)準(zhǔn)：無(wú)通航 8) 橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全等級(jí)：一級(jí),1、平面設(shè)計(jì)：與河道基本正交。 2、縱斷面設(shè)計(jì)：高程、縱坡 3、橋梁橫斷面,1） 設(shè)計(jì)背景分析,1984年，長(zhǎng)春市政府將君子蘭命名為市花。 方案設(shè)計(jì)以“君子蘭”為景觀設(shè)計(jì)“主要視覺(jué)元素”，,橋型方案,橋位處規(guī)劃河堤間距為240m，方案設(shè)計(jì)考慮景觀要求，以主橋長(zhǎng)度基本覆蓋河道為原則，兩側(cè)引橋以40m經(jīng)濟(jì)跨布設(shè)，橋梁總長(zhǎng)500m。 橋型方案構(gòu)思中結(jié)合伊通河上橋梁現(xiàn)狀，本著一橋一景的設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想，在充分研究長(zhǎng)春市地域、歷史、文化特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)橋址區(qū)特殊地理位置、河道寬度，共確定了五種橋型方案。,2）君子蘭拱橋（方案一）景觀設(shè)計(jì),提藍(lán)式拱橋的橫向連接支撐采用了君子蘭姿態(tài)，取其神而意之，形成一個(gè)空間殼體結(jié)構(gòu)。突破了以往提藍(lán)拱拱肋橫向連接的形式，使全橋輕盈飄逸，美觀大方。,由鋼拱組成的曲面的網(wǎng)狀物強(qiáng)有力地從內(nèi)側(cè)支撐著橋梁。殼的形狀和其纖細(xì)的構(gòu)件給人一種非常輕巧的印象。 花瓣型鋼網(wǎng)在不同季節(jié)、白天、夜晚，隨著太陽(yáng)照射角度及強(qiáng)弱變化，金屬拱網(wǎng)對(duì)于陽(yáng)光的反射效果不同，使花瓣顯得精巧、通透。,2）君子蘭拱橋（方案一）景觀設(shè)計(jì),3）月亮拱橋（方案二）景觀設(shè)計(jì),方案二為鋼管混凝土拱結(jié)構(gòu)，兩片副拱肋提供了強(qiáng)大的穩(wěn)定性能。主拱肋與兩片副拱肋之間的連接隱含了君子蘭葉片的景觀元素。從整體上看整個(gè)結(jié)構(gòu)更象一彎月亮，因此，第二方案被命名為月亮拱橋。,4） 自錨式懸索橋（方案三）景觀設(shè)計(jì),懸索橋橋型優(yōu)美，受力明確，高聳的索塔是結(jié)構(gòu)與建筑的完美結(jié)晶。橋塔景觀設(shè)計(jì)融合了力學(xué)、美學(xué)、建筑學(xué)及雕塑等個(gè)方面的知識(shí)，力求設(shè)計(jì)出一個(gè)色彩鮮明、結(jié)構(gòu)明確、建筑元素豐富的美麗橋塔。,5）獨(dú)塔斜拉橋、部分斜拉橋與V構(gòu)組合體系景觀設(shè)計(jì),第四和第五方案均使用了君子蘭花為主要景觀視覺(jué)元素，但是他們?cè)诒憩F(xiàn)形式上有所不同。第四方案取其神，以行為輔，第五方案取其形，以神為輔助。兩個(gè)方案形神兼?zhèn)洌剐崩瓨蛩乃兔烙^大方，獨(dú)具特色。,1)方案一總體布置,圖：君子蘭拱橋總體布置圖,主橋采用飛燕式君子蘭拱橋，長(zhǎng)260m，孔跨布置55m+150m+55m。橋面寬度46m（3.0m人行道+2.5m拱肋保護(hù)區(qū)15米車(chē)行道+5m拱肋保護(hù)區(qū)+15m車(chē)行道+2.5m拱肋保護(hù)區(qū)+3.0m人行道）。,2)主拱體系,圖：君子蘭拱橋標(biāo)準(zhǔn)橫斷面,拱肋由兩個(gè)邊拱與一個(gè)中拱組成，拱線采用懸鏈線，兩外拱由豎向面向內(nèi)旋轉(zhuǎn)11，形成提籃形狀，計(jì)算跨徑150m，矢高40.5m，矢跨比1/3.7，截面采用倒鐘型；中拱位于橋面中央，豎直布置，計(jì)算跨徑150m，矢高25.5m，矢跨比1/5.89，截面采用倒鐘型。三片拱之間通過(guò)空間網(wǎng)架相互連接。,4）加勁梁,圖：君子蘭拱橋主梁標(biāo)準(zhǔn)橫斷面,主梁橋采用流線型扁平鋼箱加勁梁，寬46m，高2.0m，材料采用Q345qE鋼材。,5）邊跨V腿,邊跨V腿采用鋼箱矩型截面，與主梁通過(guò)橫梁固結(jié)，V腿內(nèi)灌注C50微膨脹混凝土，形成鋼混凝土組合截面。,6）系桿體系,系桿采用環(huán)氧噴涂鋼絞線成品系桿,系桿設(shè)置在三片拱肋保護(hù)區(qū)內(nèi)，兩端錨固于邊跨V腿與主梁固結(jié)橫梁上。,7）吊桿體系,吊桿縱向間距均按6m設(shè)置，兩個(gè)邊拱一個(gè)中拱共三個(gè)索面。,8）下部結(jié)構(gòu),主墩基礎(chǔ)采用三個(gè)分離式承臺(tái)，通過(guò)系梁聯(lián)結(jié)成整體，承臺(tái)頂設(shè)拱座。每個(gè)承臺(tái)下接6根樁徑1.8m的樁基礎(chǔ)，每墩共18根樁基。,9）施工方案,伊通河屬寬灘性河流，主河道較窄，下部、上部結(jié)構(gòu)施工均可按陸地施工考慮。橋位處地質(zhì)條件較好，樁基可采用鉆孔灌注施工，樁長(zhǎng)較短時(shí)，也可采用挖孔樁工藝。主橋上部結(jié)構(gòu)采用先梁后拱施工方案，在滿鋪膺架上施工：,圖：君子蘭拱橋施工步驟圖,方案一實(shí)施總工期約21個(gè)月，計(jì)劃工期：2007年1月2008年9月,11）方案優(yōu)缺點(diǎn),（1）優(yōu)點(diǎn) 景觀價(jià)值高 主橋采用”君子蘭”景觀設(shè)計(jì)元素，建筑造型新穎，外形優(yōu)美。拱肋間聯(lián)結(jié)網(wǎng)架構(gòu)件猶如展開(kāi)的花瓣，形似君子蘭；殼的形狀和其纖細(xì)的構(gòu)件給人輕巧的印象，具有非常好的景觀效果 。大、小拱弧線組合，如水面升起的新月，剛與柔、力與美，形成完美融合。其建設(shè)必將成為伊通河上標(biāo)志性建筑，成為長(zhǎng)春市的一道城市名片。 （2）缺點(diǎn) 施工工藝復(fù)雜，技術(shù)難度較大，造價(jià)較高。后期鋼結(jié)構(gòu)維修養(yǎng)護(hù)工作量較大。,12） 結(jié)構(gòu)計(jì)算,圖：斜視全橋有限元模型,圖：前視全橋有限元模型,圖：側(cè)視全橋有限元模型,計(jì)算表明本方案三片拱肋剛度基本匹配，應(yīng)力、剛度、穩(wěn)定性滿足規(guī)范要求，設(shè)計(jì)方案合理可行。,投資估算表,投資估編制范圍為K2+775至K3+275，全長(zhǎng)500米，估算范圍包括橋梁工程、橋面附屬工程、照明工程等。,伊通河橋方案設(shè)計(jì),長(zhǎng)春市市政工程設(shè)計(jì)研究院,6、橋型方案綜