橋梁工程的規(guī)劃與設(shè)計課件

第二章橋梁工程的規(guī)劃與設(shè)計在滿足一定的功能的同時，還應(yīng)該能夠安全地承自然界和人類活動所施加的各種荷載；社會所能為結(jié)構(gòu)支付的人力、物力和財力都是有限的，所以，又必須講求經(jīng)濟；結(jié)構(gòu)固定（stationary）在不同位置，其規(guī)劃、設(shè)計和施工需因時因地而異，逐個（unique）進行；是否美觀，是否與環(huán)境協(xié)調(diào)。土木工程結(jié)構(gòu)的基本屬性第二章橋梁工程的規(guī)劃與設(shè)計在滿足一定的功能的同時，還應(yīng)該能1第一節(jié)橋梁設(shè)計原則和科學(xué)依據(jù)一、基本原則安全要求

橋梁的安全既包括橋上車輛、行人的安全，也包括橋梁本身的安全。結(jié)構(gòu)在使用年限以內(nèi)，在各種自然情況和荷載作用下，能具有足夠的承載能力，能保持適當(dāng)?shù)陌踩?，是對每一座橋梁的基本要求。第一?jié)橋梁設(shè)計原則和科學(xué)依據(jù)一、基本原則安全要求2

橋梁的適用要求包括：能保證行車的通暢、舒適和安全；橋梁運量既能滿足當(dāng)前需要，也可適當(dāng)照顧今后發(fā)展；對跨越線路或河流的橋梁，要求不妨礙橋下交通或通航；靠近城市、村鎮(zhèn)等的橋梁，還當(dāng)綜合考慮橋頭和引橋地區(qū)的環(huán)境和發(fā)展；在使用年限內(nèi)，橋梁一般只需常規(guī)養(yǎng)護維修就可保證日常使用。橋梁的適用要求包括：能保證行車的通暢3經(jīng)濟要求

在適用、安全的前提下，經(jīng)濟是衡量技術(shù)水平和作出方案選擇的主要因素。橋梁設(shè)計應(yīng)體現(xiàn)出經(jīng)濟特性。對于重大的橋梁工程，必須進行多方案的比較，詳細研究技術(shù)上的可行性和先進性以及經(jīng)濟上的合理性。這樣，才能對橋梁的建造消耗、施工、技術(shù)發(fā)展和今后使用等因素進行統(tǒng)籌考慮，得出合理的經(jīng)濟結(jié)論。經(jīng)濟要求在適用、安全的前提下，經(jīng)濟是4美觀要求

在適用、安全和經(jīng)濟的前提下，盡可能使橋梁具有優(yōu)美的外形，并與周圍的環(huán)境相協(xié)調(diào)，這就是對橋梁美觀的基本要求。合理的輪廓造型和布局、正確表達力的傳遞、以及結(jié)構(gòu)風(fēng)格和色彩與周圍環(huán)境的和諧一致，是體現(xiàn)美觀的主要因素。在城市和游覽地區(qū)，可適當(dāng)考慮橋梁建筑的藝術(shù)處理，但不應(yīng)當(dāng)追求浮華和繁瑣的細部裝飾。美觀要求在適用、安全和經(jīng)濟的前提下，盡5二、橋梁工程的基本依據(jù)數(shù)學(xué)（Mathematics）力學(xué)（Mechanics）計算機輔助設(shè)計（CAD）工程材料學(xué)（Materials）工程地質(zhì)學(xué)（Geology）巖土力學(xué)（SoilMechanics）水力學(xué)（Hydraulics）水文學(xué)（Hydrology）二、橋梁工程的基本依據(jù)數(shù)學(xué)（Mathematics）6二、橋梁工程的基本依據(jù)（續(xù)）混凝土結(jié)構(gòu)工程（ConcreteStructure）鋼結(jié)構(gòu)工程（SteelStructure）基礎(chǔ)工程（Foundations）鐵道、道路工程（Railway,Highway）其他工程制圖（Drawing）工程測量（Surveying）工程機械（Machinery）建筑藝術(shù)（Architecture）二、橋梁工程的基本依據(jù)（續(xù)）混凝土結(jié)構(gòu)工程（Concrete7三、橋梁技術(shù)規(guī)范、工作細則和常用手冊技術(shù)規(guī)范－以科學(xué)的工程知識和成熟的工程經(jīng)驗為基礎(chǔ)，匯集整理有關(guān)橋梁設(shè)計、施工、養(yǎng)護的技術(shù)要求，形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，并以此作為各項橋梁工作必須遵循的準(zhǔn)則。工作細則－對內(nèi)容廣泛或技術(shù)復(fù)雜而在規(guī)范條文中不便一一納入的技術(shù)文件，通常采用工作細則的形式加以補充。常用手冊－把與橋梁有關(guān)的原始資料、規(guī)范規(guī)定、應(yīng)用公式、參考數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)常用的計算方法、參數(shù)、圖表、施工組織的各項定額、主要機具材料的規(guī)格性能等匯編成的手冊。

三、橋梁技術(shù)規(guī)范、工作細則和常用手冊技術(shù)規(guī)范－以科學(xué)的工程知8主要橋梁技術(shù)規(guī)范中國鐵路橋梁相關(guān)技術(shù)規(guī)范中國公路橋梁相關(guān)技術(shù)規(guī)范英國橋梁設(shè)計規(guī)范（BS5400）美國公路橋梁設(shè)計規(guī)范（AASHTO）歐洲橋梁（結(jié)構(gòu)）設(shè)計參考規(guī)范（Eurocode）主要橋梁技術(shù)規(guī)范中國鐵路橋梁相關(guān)技術(shù)規(guī)范9第二節(jié)橋梁立面、斷面和平面布置立面布置橋梁總長橋梁孔徑布置橋面標(biāo)高與橋下凈空橋上及橋頭的縱坡布置第二節(jié)橋梁立面、斷面和平面布置立面布置10橋梁立面、斷面和平面布置（續(xù)）斷面布置

橋面凈空橋面寬度行車道寬度機動車道布置人行道自行車道布置橫坡布置橋梁立面、斷面和平面布置（續(xù)）斷面布置11鐵路橋梁建筑限界鐵路橋梁建筑限界12橋梁立面、斷面和平面布置（續(xù)）平面布置

一般，大、中橋梁的平面線型為直線。當(dāng)?shù)匦蜗拗茣r，可把橋梁設(shè)置在曲線上（直梁布置成折線狀）或直接建造曲線橋（結(jié)構(gòu)本身呈曲線狀）。橋上宜避免采用反向曲線。在某些情況下（如對城市橋梁）也允許修建公路斜橋，其斜度一般不大于45，在通航河流上不宜大于5。橋梁立面、斷面和平面布置（續(xù)）平面布置13第三節(jié)橋梁設(shè)計與建設(shè)程序一、基本程序第三節(jié)橋梁設(shè)計與建設(shè)程序一、基本程序14二、可行性研究（規(guī)劃設(shè)計）可行性研究工程必要性－是否需要建橋？工程可行性－橋梁設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、橋位、橋式等技術(shù)問題經(jīng)濟可行性－工程投資、資金籌措與償還研究中的主要問題橋梁標(biāo)準(zhǔn)橋位橋式勘測與調(diào)查二、可行性研究（規(guī)劃設(shè)計）可行性研究15勘測與調(diào)查地形測量－草勘地質(zhì)勘探－收集資料、驗證性鉆孔水文資料河道性質(zhì)橋位處河床斷面歷年水流資料（流量、流速、最高最低水位、百年一遇洪水位等）設(shè)計通航水位和通航凈空外部條件砂、石料、水、電力供應(yīng)情況運輸條件場地征用勘測與調(diào)查地形測量－草勘16三、初步設(shè)計設(shè)計任務(wù)書是進行初步設(shè)計的依據(jù)初步設(shè)計是一份供必選的建橋項目文件，內(nèi)容包括擬定結(jié)構(gòu)型式（橋型、體系、孔徑等）及其主要構(gòu)造尺寸，提出施工方案，估算經(jīng)濟指標(biāo)（工程概算、主要建筑材料數(shù)量）等，重點在橋式和結(jié)構(gòu)總體構(gòu)思方面。初步設(shè)計的目的

（1）說明本橋梁工程的特點和要求；（2）提出若干可行的比較方案；（3）推薦準(zhǔn)備采用的較好方案；（4）估算實現(xiàn)推薦方案所需的費用、工期、技術(shù)措施等的目的。

三、初步設(shè)計設(shè)計任務(wù)書是進行初步設(shè)計的依據(jù)17三、橋梁初步設(shè)計（續(xù)）初步設(shè)計的內(nèi)容

（1）設(shè)計任務(wù)的來源和要求；（2）橋址自然條件的基本資料；（3）技術(shù)條件的選定；（4）橋位方案的比選，上、下部結(jié)構(gòu)方案的研究、比較和確定；（5）推薦的建橋方案及其理由；（6）推薦方案的指導(dǎo)性施工組織，包括施工方法、進度安排、場地布置、主要機具、材料和勞力配置等；（7）工程概算。在初步設(shè)計階段進行的勘測工作稱為“初勘”三、橋梁初步設(shè)計（續(xù)）初步設(shè)計的內(nèi)容18四、技術(shù)設(shè)計技術(shù)設(shè)計的主要內(nèi)容－對選定的橋式方案中的各個結(jié)構(gòu)總體的、細部的技術(shù)問題作進一步研究解決，對結(jié)構(gòu)各部分的設(shè)計提出詳盡的設(shè)計圖紙，包括結(jié)構(gòu)斷面、配筋、構(gòu)造細節(jié)處理、材料清單及工程量等。對常規(guī)橋梁，通常不需要進行技術(shù)設(shè)計而直接進行施工設(shè)計；對新型、復(fù)雜、重要、大型的橋梁結(jié)構(gòu)，往往需要對初步設(shè)計進行細化，以便發(fā)現(xiàn)可能存在的問題、進一步優(yōu)化設(shè)計。技術(shù)設(shè)計階段要進行補充勘探（簡稱“技勘”）

四、技術(shù)設(shè)計技術(shù)設(shè)計的主要內(nèi)容－對選定的橋式方案中的各個結(jié)構(gòu)19五、施工設(shè)計施工設(shè)計一般由原編制技術(shù)設(shè)計的單位繼續(xù)進行，也可由中標(biāo)的施工單位進行內(nèi)容包括結(jié)構(gòu)設(shè)計計算（具體細節(jié)），繪制能讓施工人員按圖施工的施工詳圖等。在施工設(shè)計階段還要進一步根據(jù)施工需要進行補充鉆探（稱“施工鉆探”）根據(jù)施工設(shè)計，施工單位編制施工組織設(shè)計和工程預(yù)算在所有設(shè)計文件經(jīng)上級主管部門審批后，即可著手實施橋梁施工的各項工作橋梁建成后，通常還需進行試驗驗收工作及辦理交接手續(xù)，由接收部門負責(zé)今后的橋梁通車運營和養(yǎng)護維修。至此，建橋工作始告完成五、施工設(shè)計施工設(shè)計一般由原編制技術(shù)設(shè)計的單位繼續(xù)進行，也可20第四節(jié)橋梁建筑美學(xué)的基本觀點

建筑藝術(shù)的基本原則在橋梁工程中的應(yīng)用，可大致歸納為以下幾點。1、橋梁須與周圍環(huán)境融合，成為自然整體中的一個協(xié)調(diào)部分。在這方面，材料的選擇、表面的質(zhì)感以及色彩的運用起著重要作用。協(xié)調(diào)中也包含著對比。2、橋梁本身的造型須有恰當(dāng)?shù)谋壤?。另外，也須注意結(jié)構(gòu)的秩序感和韻律感，避免造型上的單調(diào)和重復(fù)。3、橋梁建筑處理應(yīng)當(dāng)表現(xiàn)清新雅潔的風(fēng)格。既要避免勉強堆砌的藻飾和不必要的投資；也要避免忽略建筑的藝術(shù)處理。背景圖片:日本明石海峽大橋第四節(jié)橋梁建筑美學(xué)的基本觀點建筑21橋梁工程的規(guī)劃與設(shè)計課件22橋梁工程的規(guī)劃與設(shè)計課件23橋梁工程的規(guī)劃與設(shè)計課件24第二章橋梁工程的規(guī)劃與設(shè)計在滿足一定的功能的同時，還應(yīng)該能夠安全地承自然界和人類活動所施加的各種荷載；社會所能為結(jié)構(gòu)支付的人力、物力和財力都是有限的，所以，又必須講求經(jīng)濟；結(jié)構(gòu)固定（stationary）在不同位置，其規(guī)劃、設(shè)計和施工需因時因地而異，逐個（unique）進行；是否美觀，是否與環(huán)境協(xié)調(diào)。土木工程結(jié)構(gòu)的基本屬性第二章橋梁工程的規(guī)劃與設(shè)計在滿足一定的功能的同時，還應(yīng)該能25第一節(jié)橋梁設(shè)計原則和科學(xué)依據(jù)一、基本原則安全要求

橋梁的安全既包括橋上車輛、行人的安全，也包括橋梁本身的安全。結(jié)構(gòu)在使用年限以內(nèi)，在各種自然情況和荷載作用下，能具有足夠的承載能力，能保持適當(dāng)?shù)陌踩龋菍γ恳蛔鶚蛄旱幕疽?。第一?jié)橋梁設(shè)計原則和科學(xué)依據(jù)一、基本原則安全要求26

橋梁的適用要求包括：能保證行車的通暢、舒適和安全；橋梁運量既能滿足當(dāng)前需要，也可適當(dāng)照顧今后發(fā)展；對跨越線路或河流的橋梁，要求不妨礙橋下交通或通航；靠近城市、村鎮(zhèn)等的橋梁，還當(dāng)綜合考慮橋頭和引橋地區(qū)的環(huán)境和發(fā)展；在使用年限內(nèi)，橋梁一般只需常規(guī)養(yǎng)護維修就可保證日常使用。橋梁的適用要求包括：能保證行車的通暢27經(jīng)濟要求

在適用、安全的前提下，經(jīng)濟是衡量技術(shù)水平和作出方案選擇的主要因素。橋梁設(shè)計應(yīng)體現(xiàn)出經(jīng)濟特性。對于重大的橋梁工程，必須進行多方案的比較，詳細研究技術(shù)上的可行性和先進性以及經(jīng)濟上的合理性。這樣，才能對橋梁的建造消耗、施工、技術(shù)發(fā)展和今后使用等因素進行統(tǒng)籌考慮，得出合理的經(jīng)濟結(jié)論。經(jīng)濟要求在適用、安全的前提下，經(jīng)濟是28美觀要求

在適用、安全和經(jīng)濟的前提下，盡可能使橋梁具有優(yōu)美的外形，并與周圍的環(huán)境相協(xié)調(diào)，這就是對橋梁美觀的基本要求。合理的輪廓造型和布局、正確表達力的傳遞、以及結(jié)構(gòu)風(fēng)格和色彩與周圍環(huán)境的和諧一致，是體現(xiàn)美觀的主要因素。在城市和游覽地區(qū)，可適當(dāng)考慮橋梁建筑的藝術(shù)處理，但不應(yīng)當(dāng)追求浮華和繁瑣的細部裝飾。美觀要求在適用、安全和經(jīng)濟的前提下，盡29二、橋梁工程的基本依據(jù)數(shù)學(xué)（Mathematics）力學(xué)（Mechanics）計算機輔助設(shè)計（CAD）工程材料學(xué)（Materials）工程地質(zhì)學(xué)（Geology）巖土力學(xué)（SoilMechanics）水力學(xué)（Hydraulics）水文學(xué)（Hydrology）二、橋梁工程的基本依據(jù)數(shù)學(xué)（Mathematics）30二、橋梁工程的基本依據(jù)（續(xù)）混凝土結(jié)構(gòu)工程（ConcreteStructure）鋼結(jié)構(gòu)工程（SteelStructure）基礎(chǔ)工程（Foundations）鐵道、道路工程（Railway,Highway）其他工程制圖（Drawing）工程測量（Surveying）工程機械（Machinery）建筑藝術(shù)（Architecture）二、橋梁工程的基本依據(jù)（續(xù)）混凝土結(jié)構(gòu)工程（Concrete31三、橋梁技術(shù)規(guī)范、工作細則和常用手冊技術(shù)規(guī)范－以科學(xué)的工程知識和成熟的工程經(jīng)驗為基礎(chǔ)，匯集整理有關(guān)橋梁設(shè)計、施工、養(yǎng)護的技術(shù)要求，形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，并以此作為各項橋梁工作必須遵循的準(zhǔn)則。工作細則－對內(nèi)容廣泛或技術(shù)復(fù)雜而在規(guī)范條文中不便一一納入的技術(shù)文件，通常采用工作細則的形式加以補充。常用手冊－把與橋梁有關(guān)的原始資料、規(guī)范規(guī)定、應(yīng)用公式、參考數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)常用的計算方法、參數(shù)、圖表、施工組織的各項定額、主要機具材料的規(guī)格性能等匯編成的手冊。

三、橋梁技術(shù)規(guī)范、工作細則和常用手冊技術(shù)規(guī)范－以科學(xué)的工程知32主要橋梁技術(shù)規(guī)范中國鐵路橋梁相關(guān)技術(shù)規(guī)范中國公路橋梁相關(guān)技術(shù)規(guī)范英國橋梁設(shè)計規(guī)范（BS5400）美國公路橋梁設(shè)計規(guī)范（AASHTO）歐洲橋梁（結(jié)構(gòu)）設(shè)計參考規(guī)范（Eurocode）主要橋梁技術(shù)規(guī)范中國鐵路橋梁相關(guān)技術(shù)規(guī)范33第二節(jié)橋梁立面、斷面和平面布置立面布置橋梁總長橋梁孔徑布置橋面標(biāo)高與橋下凈空橋上及橋頭的縱坡布置第二節(jié)橋梁立面、斷面和平面布置立面布置34橋梁立面、斷面和平面布置（續(xù)）斷面布置

橋面凈空橋面寬度行車道寬度機動車道布置人行道自行車道布置橫坡布置橋梁立面、斷面和平面布置（續(xù)）斷面布置35鐵路橋梁建筑限界鐵路橋梁建筑限界36橋梁立面、斷面和平面布置（續(xù)）平面布置

一般，大、中橋梁的平面線型為直線。當(dāng)?shù)匦蜗拗茣r，可把橋梁設(shè)置在曲線上（直梁布置成折線狀）或直接建造曲線橋（結(jié)構(gòu)本身呈曲線狀）。橋上宜避免采用反向曲線。在某些情況下（如對城市橋梁）也允許修建公路斜橋，其斜度一般不大于45，在通航河流上不宜大于5。橋梁立面、斷面和平面布置（續(xù)）平面布置37第三節(jié)橋梁設(shè)計與建設(shè)程序一、基本程序第三節(jié)橋梁設(shè)計與建設(shè)程序一、基本程序38二、可行性研究（規(guī)劃設(shè)計）可行性研究工程必要性－是否需要建橋？工程可行性－橋梁設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、橋位、橋式等技術(shù)問題經(jīng)濟可行性－工程投資、資金籌措與償還研究中的主要問題橋梁標(biāo)準(zhǔn)橋位橋式勘測與調(diào)查二、可行性研究（規(guī)劃設(shè)計）可行性研究39勘測與調(diào)查地形測量－草勘地質(zhì)勘探－收集資料、驗證性鉆孔水文資料河道性質(zhì)橋位處河床斷面歷年水流資料（流量、流速、最高最低水位、百年一遇洪水位等）設(shè)計通航水位和通航凈空外部條件砂、石料、水、電力供應(yīng)情況運輸條件場地征用勘測與調(diào)查地形測量－草勘40三、初步設(shè)計設(shè)計任務(wù)書是進行初步設(shè)計的依據(jù)初步設(shè)計是一份供必選的建橋項目文件，內(nèi)容包括擬定結(jié)構(gòu)型式（橋型、體系、孔徑等）及其主要構(gòu)造尺寸，提出施工方案，估算經(jīng)濟指標(biāo)（工程概算、主要建筑材料數(shù)量）等，重點在橋式和結(jié)構(gòu)總體構(gòu)思方面。初步設(shè)計的目的

（1）說明本橋梁工程的特點和要求；（2）提出若干可行的比較方案；（3）推薦準(zhǔn)備采用的較好方案；（4）估算實現(xiàn)推薦方案所需的費用、工期、技術(shù)措施等的目的。

三、初步設(shè)計設(shè)計任務(wù)書是進行初步設(shè)計的依據(jù)41三、橋梁初步設(shè)計（續(xù)）初步設(shè)計的內(nèi)容

（1）設(shè)計任務(wù)的來源和要求；（2）橋址自然條件的基本資料；（3）技術(shù)條件的選定；（4）橋位方案的比選，上、下部結(jié)構(gòu)方案的研究、比較和確定；（5）推薦的建橋方案及其理由；（6）推薦方案的指導(dǎo)性施工組織，包括施工方法、進度安排、場地布置、主要機具、材料和勞力配置等；（7）工程概算。在初步設(shè)計階段進行的勘測工作稱為“初勘”三、橋梁初步設(shè)計（續(xù)）初步設(shè)計的內(nèi)容42四、技術(shù)設(shè)計技術(shù)設(shè)計的主要內(nèi)容－對選定的橋式方案中的各個結(jié)構(gòu)總體的、細部的技術(shù)問題作進一步研究解決，對結(jié)構(gòu)各部分的設(shè)計提出詳盡的設(shè)計圖紙，包括結(jié)構(gòu)斷面、配筋、構(gòu)造細節(jié)處理、材料清單及工程量等。對常