橋梁上部結(jié)構(gòu)施工技術(shù)之二橋梁的設(shè)計和規(guī)劃原則

任務(wù)二橋梁的設(shè)計和規(guī)劃原則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5/17/20231第一節(jié)橋梁設(shè)計原則和科學依據(jù)

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前需要，也可適當照顧今后發(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。一、基本原則5/17/20232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?shù)陌踩?，是對每一座橋梁的基本要求?/17/20233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。5/17/20234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)，可適當考慮橋梁建筑的藝術(shù)處理，但不應(yīng)當追求浮華和繁瑣的細部裝飾。5/17/20235二、橋梁工程的基本依據(jù)數(shù)學（Mathematics）力學（Mechanics）計算機輔助設(shè)計（CAD）工程材料學（Materials）工程地質(zhì)學（Geology）巖土力學（SoilMechanics）水力學（Hydraulics）水文學（Hydrology）5/17/20236二、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）5/17/20237三、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)一的標準規(guī)定，并以此作為各項橋梁工作必須遵循的準則。工作細則－對內(nèi)容廣泛或技術(shù)復雜而在規(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。

5/17/20238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高與橋下凈空橋上及橋頭的縱坡布置5/17/20239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5/17/202310鐵路橋梁建筑限界5/17/202311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?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。5/17/202312第三節(jié)橋梁設(shè)計與建設(shè)程序一、基本程序5/17/202313二、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)計標準、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準橋位橋式勘測與調(diào)查5/17/202314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5/17/202315三、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（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。

5/17/202316三、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”5/17/202317四、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”）

5/17/202318五、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5/17/202319第四節(jié)橋梁建筑美學的基本觀點

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?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。3、橋梁建筑處理應(yīng)當表現(xiàn)清新雅潔的風格。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5/17/202320橋梁富美學柿的基哪本觀敵點與環(huán)天境協(xié)壯調(diào)主從與叫對稱韻律均衡與昌穩(wěn)定統(tǒng)一比例嬸與尺三度連續(xù)與釀明暗搭撓配力線是明快色彩風格背景圖嫁片:法國No輝rm顛an奪dy橋施李工5/編3/竹20學2321舉例：與環(huán)境慰協(xié)調(diào)瑞士秘日內(nèi)挨瓦湖售畔?？蕵颉鼕W地割利Br甩en競ne箭r橋強調(diào)掏：協(xié)鹿調(diào)一湯致，載互相逼配合浸，融門為一漆體三種伯情況態(tài)：（1）特大男橋梁，振成為環(huán)壓境的主辛要景觀（2）橋梁蜜規(guī)模不抖大，當族地環(huán)境包景觀已茅存在，書橋梁處紫于從屬奪和適應(yīng)姻地位（3）普穗遍情慚況，崖橋梁唇與環(huán)呢境和益諧共障處5/對3/罵20堡2322舉例掌：主從嫩與對岡稱中南海窩瀛臺橋→↑奧地利積歐羅巴朵橋在橋班梁體快型的贏布置欠上突災出中魔心部傍位以政為“肚主”慎，兩烘?zhèn)炔堪斗制饟粢r托也作用體以為軋“從臉”，芬并以睬中軸射線對拘稱布裕置，燙使橋術(shù)梁體誼型關(guān)袖系上獸主次紋分明狠，造奇型勻統(tǒng)稱。5/3次/20插2323舉例通：韻律德國席筍哥泰爾仍橋→↑十七堪孔橋節(jié)奏和毒韻律是嫌產(chǎn)生協(xié)免調(diào)美的錦共同因帽素建筑是墨凝固著龜?shù)囊魳讽嵚莎徶附ㄍＶw饑型中來有組枕織的要變化煩和有金規(guī)律困的重寨復，碗形成精有節(jié)沒奏的擴韻律宵感5/3僑/20吸2324舉例：均衡云與穩(wěn)姥定均衡指呼形態(tài)（吃體量、兄視覺）遍上的協(xié)去調(diào)，以杰表現(xiàn)出杠一種穩(wěn)渡定感。均衡痕表現(xiàn)撤出建驕筑物嚴的穩(wěn)機固和狠耐用優(yōu)，反棚映出庫建筑紹物的僑基本典功能暖?！毡景赌郴靸?nèi)凝土次懸臂飛梁橋德國費美馬恩拱勿橋→5/德3/荒20聯(lián)2325舉例糖：統(tǒng)一↑南斯可拉夫Krk-II橋美國Rai緞nbo肌w橋→統(tǒng)一酬指處技理局氣部和孫整體跌的關(guān)廉系，才應(yīng)使兄結(jié)構(gòu)瞞各局辮部和企諧一沒致地炊結(jié)合捷成整宇體，假表現(xiàn)部出渾隨然一辜體的遺形象橋梁招建筑企造型斬的統(tǒng)沖一主業(yè)要是師要注哄意主倉次結(jié)紐奉構(gòu)體遮系的鎖和諧懸統(tǒng)一5/鋒3/幣20園2326舉例：比例渡與尺飛度↑挪威某棟橋荷蘭癢某橋→比例瘡，一合指結(jié)理構(gòu)三芽維之籠間的棉大小傳關(guān)系態(tài)，二爐指結(jié)員構(gòu)各組部分殼之間面的大活小關(guān)僑系尺度科，結(jié)智構(gòu)整廢體或撈局部允與某餡些建掉筑細降部之碧間的倉關(guān)系美學設(shè)呼計要求箭：結(jié)構(gòu)率各部分相體型勻儉稱，比抹例和諧黃金分鳳割：0.揮61晌85/3堡/20第2327舉例：連續(xù)與等明暗搭圖配↑澳大利鮮亞某橋德國堡某人冒行橋→連續(xù)－息指橋梁俘側(cè)視時蛙其水平橫線條呈輔直線或慰平滑的旨曲線，盤表現(xiàn)出婚一種連燦續(xù)流暢壇的美感明暗搭挺配－在轟光照之該下，橋剖梁的線液條、陰闖影和色代調(diào)等協(xié)鵲調(diào)連續(xù)教，對橋跌梁的連避續(xù)感起至到增強該和渲染酸作用5/慢3/艷20閣2328舉例：力線亡明快↓德國喇某橋用外形靠表現(xiàn)擁作用宜力的窮傳遞盆關(guān)系蛾，達箏到穩(wěn)防定、階明快旗、有六力的螺美感表現(xiàn)手示法：結(jié)鑼構(gòu)簡單薦，力線臟明確技術(shù)仿手段嚴和美垃學的絡(luò)統(tǒng)一5/亡3/框20敬2329舉例：色彩↑瑞士Ga怨nt希er橋日本湯芬屋谷橋→色彩－買審美對情象的視殖覺屬性醉之一，凱建筑的沫一種表端現(xiàn)手段常用色臟彩：綠牌色，灰犧色，灰賄綠色色彩兆的運益用注龜意與蓬環(huán)境痰的協(xié)版調(diào)5/3統(tǒng)/20景2330舉例炊：風格風格是適設(shè)計構(gòu)旱思所表老現(xiàn)的具箏有特色羽或表明月特征的盼建筑形憂態(tài)，是息建筑物標整體