大三下學習-老橋梁工程初步設計

2022/12/24清華大學土木工程系1專題一：橋梁工程初步設計介紹（初步設計）專題二：連續(xù)(剛構)梁橋設計（結構設計）專題三：Midas軟件輔助設計（課程設計必要工具）

專題介紹主要內容橋梁工程課程設計專題一2022/12/24清華大學土木工程系3專題一主要內容3橋梁基本結構體系基本橋型及概念設計橋梁結構初步設計方案比選中國蘇通長江大橋-1088m（世界排名第一）舟山西堠門大橋-1650m（世界排名第二）重慶朝天門大橋-552m（世界排名第一）重慶石板坡大橋-330m（世界排名第一）中國有這么多世界第一，你有何感想？中國還只是橋梁大國，還不是橋梁強國。你了解的橋梁類型？橋梁基本結構類型？梁橋……拱橋……剛構……懸索……斜拉……2022/12/24清華大學土木工程系10橋梁基本結構體系橋梁基本體系從受力角度分橋梁有三大基本體系：梁－受彎；拱－受壓；吊－受拉彎矩體系軸力體系（個人觀點）基本體系的相互組合又形成如下組合體系：斜拉橋－梁、吊組合剛架橋－梁、拱組合斜拉拱橋-梁、吊、拱斜拉懸索橋-梁、吊組合橋梁基本結構體系橋梁基本結構體系上承式下承式中承式2022/12/24清華大學土木工程系13橋梁基本結構體系橋梁基本結構體系門式剛架橋斜腿剛構橋連續(xù)剛構橋T形剛構橋2022/12/24清華大學土木工程系15橋梁基本結構體系2022/12/24清華大學土木工程系16橋梁基本結構體系2022/12/24清華大學土木工程系17橋梁基本結構體系2022/12/24清華大學土木工程系18橋梁基本結構體系斜拉橋Cable-stayedbridge組成：塔、斜拉索、主梁經濟，由于省去了錨碇結構呈三角形，剛度大主梁承受預壓應力施工迅速2022/12/24清華大學土木工程系192022/12/24清華大學土木工程系202022/12/24清華大學土木工程系212022/12/24清華大學土木工程系222022/12/24清華大學土木工程系23橋梁基本結構體系湖南湘江4橋斜拉拱橋協(xié)作體系Collaborationsystemforcable-stayedarchbridge2022/12/24清華大學土木工程系24橋梁基本結構體系斜拉懸索協(xié)作體系Collaborationsystemforcable-stayedsuspensionbridge紐約布魯克林橋2022/12/24清華大學土木工程系25橋梁基本結構體系斜拉懸索協(xié)作體系Collaborationsystemforcable-stayedsuspensionbridge工程是一門科學，更是一門藝術；工程師服務的對象是人，而不是具體的建筑物。

2022/12/24清華大學土木工程系262022/12/24清華大學土木工程系27專題一主要內容27橋梁基本結構體系基本橋型及概念設計橋梁結構初步設計方案比選2022/12/24清華大學土木工程系28基本橋型概念設計28簡支梁橋50m以下河道寬度50m以下2022/12/24清華大學土木工程系29基本橋型概念設計29100~200m等截面連續(xù)梁橋單跨下承式拱橋河道寬度100m左右2022/12/24清華大學土木工程系30基本橋型概念設計60~220m變截面連續(xù)梁橋河道寬度300m左右2022/12/24清華大學土木工程系31基本橋型概念設計PP60~270m200~500m200~500m河道寬度500m左右連續(xù)剛構橋中承式拱橋獨塔斜拉橋2022/12/24清華大學土木工程系32基本橋型概念設計300~1000m800~3000m河道寬度1000m以上雙塔斜拉橋雙塔單跨懸索橋2022/12/24清華大學土木工程系33世界最大跨徑梁橋排名（截止2009）2022/12/2433序號橋名主跨跨徑建成時間所在地1石板坡長江大橋330m2006年中國重慶2斯道瑪大橋301m1998年挪威3拉大森德大橋298m1998年挪威4虎門大橋輔航道橋270m1997年中國廣東5巴拉圭河橋270m1979年巴拉圭6蘇通長江大橋專用航道橋268m2008年中國江蘇7紅河大橋265m2003年中國云南8門道橋260m1985年澳大利亞9瓦洛德二號橋260m1994年挪威10瀘州長江大橋252m2000年中國四川2022/12/24清華大學土木工程系34世界最大跨徑拱橋排名（截止2009）排名橋名主跨建成時間結構類型國別1朝天門大橋552200904鋼桁架拱中國2盧浦大橋550200306鋼拱中國3新河峽谷大橋5181977鋼桁架拱美國4貝爾橋5041931美國5悉尼港大橋5031932鋼拱澳大利亞6巫山長江大橋4922005鋼管拱中國7萬縣長江大橋4201997鋼管砼中國8菜園壩長江大橋420200710鋼管混凝土中國9克爾克(KRK)橋3901980鋼筋混凝土克羅地亞10弗里芝特橋3831973美國2022/12/24清華大學土木工程系35世界最大跨徑斜拉橋排名（截止2009）序號橋名主跨跨徑建成時間所在地1蘇通大橋1088m2008年6月中國江蘇2昂船洲大橋1018m2008年中國香港3鄂東長江大橋926m預計2010年中國湖北4多多羅大橋890m1999年日本5諾曼底大橋856m1995年法國6南京第三長江大橋648m2005年中國江蘇7南京第二長江大橋628m2001年中國江蘇8白沙洲長江大橋618m2000年中國湖北9青洲閩江大橋605m2001年中國福建10楊浦大橋602m1993年中國上海2022/12/24清華大學土木工程系36世界最大跨徑懸索橋排名（截止2009）序號橋名主跨跨徑建成時間所在地懸1明石海峽大橋1991m1998年日本2舟山西堠門大橋1650m2009年中國浙江3大帶橋1624m1998年丹麥4潤揚長江大橋1490m2005年中國江蘇5亨伯爾橋1410m1981年英國6江陰長江大橋1385m1999年中國江蘇7青馬大橋1377m1997年中國香港8韋拉扎諾橋1298m1964年美國9金門大橋1280m1937年美國10陽邏長江大橋1280m2007年12月中國湖北2022/12/24清華大學土木工程系37梁橋2022/12/24清華大學土木工程系38梁橋按組成材料分：鋼梁橋混凝土梁橋組合梁橋按結構形式分：簡支梁橋連續(xù)梁橋連續(xù)剛構橋按截面形式分：T型梁橋箱型梁橋桁架梁橋2022/12/24清華大學土木工程系39梁橋組成材料混凝土梁橋鋼梁橋組合梁橋2022/12/24清華大學土木工程系40梁橋結構體系V型連續(xù)剛構橋雙肢薄壁墩連續(xù)剛構橋<70m,邊主跨比0.6~0.8，1/15～1/2525-45m,1/17～1/20邊主跨比0.55~0.58，根部1/16～1/20邊主跨比0.55~0.58，根部1/16～1/202022/12/24清華大學土木工程系41預應混凝土裝配式T形梁橋構造2022/12/24清華大學土木工程系42預應混凝土T梁構造2022/12/24清華大學土木工程系43預應混凝土T梁橋2022/12/24清華大學土木工程系44預應混凝土箱梁橋2022/12/24清華大學土木工程系45拱橋2022/12/24清華大學土木工程系46拱橋按拱肋組成材料分：石拱橋混凝土拱橋

鋼管混凝土拱橋

鋼拱橋按結構形式分：上承式中承式下承式飛雁式按拱肋截面形式分：板拱橋雙曲拱橋肋拱橋箱型拱橋桁架拱橋鋼管混凝土拱橋等2022/12/24清華大學土木工程系47拱橋總體設計幾個重要設計參數(shù)：矢跨比：拱軸線：拱軸系數(shù)：拱肋高度：索距（柱距）：橫向聯(lián)系間距：平面投影間距12～35ｍ或拋物線1/4～1/5高跨比1/4０～1/70混凝土8-15m，鋼梁或組合梁適當放大一般取值1.0～1.5懸鏈線2022/12/24清華大學土木工程系48鋼管混凝土拱肋截面2022/12/24清華大學土木工程系49鋼管混凝土拱橋橫向聯(lián)系構造2022/12/24清華大學土木工程系50斜拉橋2022/12/24清華大學土木工程系51斜拉橋按塔的數(shù)量分：單塔雙塔多塔按索面形狀分：輻射型扇型豎琴型按結構形式分：漂浮體系彈性支撐體系塔梁固結體系按主塔的高度分：常規(guī)斜拉橋矮塔斜拉橋（部分斜拉橋）按主梁組成材料分：鋼斜拉橋混凝土斜拉橋組合梁斜拉橋2022/12/24清華大學土木工程系52橋梁基本結構體系斜拉橋Cable-stayedbridge2022/12/24清華大學土木工程系53三塔斜拉橋湖南岳陽洞庭湖大橋2022/12/24清華大學土木工程系54橋梁基本結構體系漂浮體系半漂浮體系完全固結體系塔梁固結體系2022/12/24清華大學土木工程系55矮塔斜拉橋矮塔斜拉橋Extradosedbridge2022/12/24清華大學土木工程系56斜拉橋總體設計立面布置：L1/L=0.4左右,H/L=0.25，35°索面布置：單索面，雙索面，（輻射型扇型豎琴型）體系選擇：漂浮體系彈性支撐體系塔梁固結體系塔型選擇：剛度強度穩(wěn)定性美觀主梁斷面選擇：高跨比（1/100-1/150，密索；1/50-1/100，稀索）索距選擇：混凝土8～15m，鋼梁和組合梁因恒載較小可適當放大。2022/12/24清華大學土木工程系57斜拉橋橋塔形式2022/12/24清華大學土木工程系58斜拉橋主梁斷面形式混凝土主梁斷面組合梁（鋼梁）斷面2022/12/24清華大學土木工程系59懸索橋2022/12/24清華大學土木工程系60懸索橋構造自錨式懸索橋地錨式懸索橋2022/12/24清華大學土木工程系61懸索橋構造按懸吊跨數(shù)分：單跨懸索橋三跨懸索橋多跨懸索橋按主纜錨固方式：地錨式自錨式按支撐結構分：單跨雙鉸三跨兩鉸三跨連續(xù)按加勁梁形式分：扁平流線鋼箱加勁梁桁架式加勁梁2022/12/24清華大學土木工程系62懸索橋總體設計橫斷面布置：主梁間距一般應大于L/40橋跨布置：L邊/L主=0.17-0.48，0.25主纜垂跨比：f/L=1/9-1/12加勁梁尺寸擬定（高跨比）：桁架式加勁梁1/40-1/177，梁高一般為6-14m；箱型加勁梁1/185-1/360，梁高一般2.5-4.5m。主纜及吊索：吊索間距同斜拉橋2022/12/24清華大學土木工程系63懸索橋加勁梁形式2022/12/24清華大學土木工程系64懸索橋加勁梁形式2022/12/24清華大學土木工程系65懸索橋加勁梁形式2022/12/24清華大學土木工程系66專題一主要內容66橋梁基本結構體系基本橋型及概念設計橋梁結構初步設計方案比選2022/12/24清華大學土木工程系67橋梁初步設計內容及時間安排橋梁初步設計內容

（1）橋型比較方案圖（3種方案，梁、拱、斜拉、懸索4種橋型均可）（2）橋型方案設計圖（詳繪立面、平面、橫斷面，應體現(xiàn)上部結構和墩臺主要尺寸）（3）編寫橋型方案比選說明（1000以上，編制辦法詳見指南）課程設計總計時間為8周：初步設計繪制初步設計圖1-3周結構設計熟悉軟件，結構計算，繪制施工圖4-7周編寫課程設計說明、文件裝訂、答辯8周2022/12/24清華大學土木工程系68方案一單塔斜拉橋2022/12/24清華大學土木工程系69方案二飛雁式拱橋2022/12/24清華大學土木工程系70方案三連續(xù)剛構橋2022/12/24清華大學土木工程系71方案四雙塔斜拉橋2022/12/24清華大學土木工程系72方案五單跨懸索橋2022/12/24清華大學土木工程系73如何閱讀工程地質圖和技術標準工程地質條件擬建橋位處的地形地貌，地質構造、地層特征、不良地質現(xiàn)象、地下水位、水質、凍結深度以及所在地區(qū)的地震烈度等。

選擇基礎形式，基礎埋深。

公路等級、車道數(shù)及設計車速擬建橋梁的橋面寬度及橫向布置，橋梁最大縱坡限制。

橋梁橫斷面設計。通航等級及洪水頻率擬建橋梁的分孔，橋面標高確定。

橋梁縱斷面設計。2022/12/24清華大學土木工程系74橋梁初步設計實施縱斷面設計

橋梁總跨徑，橋梁分孔，橋梁標高，基礎埋深。橫斷面設計橋梁寬度及橋梁橫截面結構形式確定。平面設計橋梁一般應首先滿足路線走向，特殊情況可做專題研究。橋梁結構體系選擇

了解各種基本橋梁結構的受力特點及適用情況，如前述。2022/12/24清華大學土木工程系75橋梁縱斷面設計橋梁總跨徑

應使橋梁在整個使用年限內，保證設計洪水能順利宣泄；河流中可能出現(xiàn)的流冰和船只排筏等能順利通過；避免因過分壓縮河床引起河道和河岸的不利變遷；避免因橋前壅水而淹沒農田、房屋、村鎮(zhèn)和其它公共設施等。

橋梁分孔

主要依據(jù)通航要求，地形和地質條件、水文狀況、技術經濟條件和美觀的要求。不利地段，路堤，標準跨徑，造價，通航孔，施工技術等。2022/12/24清華大學土木工程系76橋梁縱斷面設計橋面縱坡的確定公路等級，設計車速。橋梁標高確定注：跨線下交通凈空要求。2022/12/24清華大學土木工程系77橋梁標高確定2022/12/24清華大學土木工程系78橋梁橫斷面設計橋面構造2022/12/24清華大學土木工程系79橋面布置雙向車道布置分車道布置雙層橋面布置

各部分寬度的詳細規(guī)定請查閱《公路橋涵通用設計規(guī)范》（JTGD60-2004）和《公路工程技術標準》（JTGB01-2003）。2022/12/24清華大學土木工程系80橋梁墩臺橋梁基礎橫斷面設計2022/12/24清華大學土木工程系81方案比選原則安全經濟適用耐久美觀2022/12/24清華大學土木工程系82方案比選2022/12/24清華大學土木工程系83方案比選2022/12/24清華大學土木工程系84初步設計繪圖要求每組三張方案圖，A3圖幅，可接長。布局、線型、標注、字體均需規(guī)范。方案圖應繪制縱向立面圖、平面圖和橫向剖面圖。立面圖上應標明：橋梁總長度；橋跨結構的計算跨度；同一墩頂上相鄰支座的中距；墩臺頂帽寬度與墩臺斜度；各類水位諸如枯水位、高水位、通航水位與計算洪水位的標高；橋梁縱坡大小等主要數(shù)據(jù)以及橋墩臺的編號。橫剖面則應標明車行道、人行道以及總寬度；主梁的間距，拱寬尺寸；墩臺基礎的橫向尺寸以及橫坡大小，吊橋應繪制橋塔。平面圖上則要求自橋上俯視，標明橋的主要平面尺寸（欄桿、人行道與車道、墩臺中距等）。2022/12/24清華大學土木工程系85橋