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

任務(wù)二橋梁的設(shè)計(jì)和規(guī)劃原則在滿足一定的功能的同時(shí)，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(cái)力都是有限的，所以，又必須講求經(jīng)濟(jì)；結(jié)構(gòu)固定（stationary）在不同位置，其規(guī)劃、設(shè)計(jì)和施工需因時(shí)因地而異，逐個（unique）進(jìn)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3/14/20231第一節(jié)橋梁設(shè)計(jì)原則和科學(xué)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(yùn)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(hù)維修就可保證日常使用。一、基本原則3/14/20232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(dāng)?shù)陌踩?，是對每一座橋梁的基本要求?/14/20233經(jīng)濟(jì)要求

在適用、安全的前提下，經(jīng)濟(jì)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(jì)應(yīng)體現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)特性。對于重大的橋梁工程，必須進(jìn)行多方案的比較，詳細(xì)研究技術(shù)上的可行性和先進(jìn)性以及經(jīng)濟(jì)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(jìn)行統(tǒng)籌考慮，得出合理的經(jīng)濟(jì)結(jié)論。3/14/20234美觀要求

在適用、安全和經(jīng)濟(jì)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(dá)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(xì)部裝飾。3/14/20235二、橋梁工程的基本依據(jù)數(shù)學(xué)（Mathematics）力學(xué)（Mechanics）計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（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）3/14/20236二、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(jī)械（Machinery）建筑藝術(shù)（Architecture）3/14/20237三、橋梁技術(shù)規(guī)范、工作細(xì)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(yàn)為基礎(chǔ)，匯集整理有關(guān)橋梁設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)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(xiàng)橋梁工作必須遵循的準(zhǔn)則。工作細(xì)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(xì)則的形式加以補(bǔ)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(jì)算方法、參數(shù)、圖表、施工組織的各項(xiàng)定額、主要機(jī)具材料的規(guī)格性能等匯編成的手冊。

3/14/20238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(biāo)高與橋下凈空橋上及橋頭的縱坡布置3/14/20239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(jī)動車道布置人行道自行車道布置橫坡布置3/14/202310鐵路橋梁建筑筑限界3/6/202311橋梁立面、斷斷面和平面布布置（續(xù)）平面布置一般，大、中中橋梁的平面面線型為直線線。當(dāng)?shù)匦蜗尴拗茣r(shí)，可把把橋梁設(shè)置在在曲線上（直直梁布置成折折線狀）或直直接建造曲線橋（結(jié)構(gòu)本身呈呈曲線狀）。。橋上宜避免免采用反向曲曲線。在某些情況下下（如對城市市橋梁）也允允許修建公路路斜橋，其斜度一般般不大于45，在通航河流流上不宜大于于5。3/6/202312第三節(jié)橋橋梁設(shè)計(jì)與與建設(shè)程序序一、基本程程序3/6/202313二、可行性性研究（規(guī)規(guī)劃設(shè)計(jì)））可行性研究究工程必要性性－是否需需要建橋？？工程可行性性－橋梁設(shè)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、、橋位、橋橋式等技術(shù)術(shù)問題經(jīng)濟(jì)可行性性－工程投投資、資金金籌措與償償還研究中的主主要問題橋梁標(biāo)準(zhǔn)橋位橋式勘測與調(diào)查查3/6/202314勘測與調(diào)查查地形測量－－草勘地質(zhì)勘探－－收集資料料、驗(yàn)證性性鉆孔水文資料河道性質(zhì)橋位處河床床斷面歷年水流資資料（流量量、流速、、最高最低低水位、百百年一遇洪洪水位等））設(shè)計(jì)通航水水位和通航航凈空外部條件砂、石料、、水、電力力供應(yīng)情況況運(yùn)輸條件場地征用3/6/202315三、初步設(shè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)任務(wù)書書是進(jìn)行初初步設(shè)計(jì)的的依據(jù)初步設(shè)計(jì)是是一份供必必選的建橋橋項(xiàng)目文件件，內(nèi)容包括擬擬定結(jié)構(gòu)型型式（橋型型、體系、、孔徑等））及其主要要構(gòu)造尺寸寸，提出施施工方案，，估算經(jīng)濟(jì)濟(jì)指標(biāo)（工工程概算、、主要建筑筑材料數(shù)量量）等，重重點(diǎn)在橋式式和結(jié)構(gòu)總總體構(gòu)思方方面。初步設(shè)計(jì)的的目的（1）說明本橋橋梁工程的的特點(diǎn)和要要求；（2）提出若干干可行的比比較方案；；（3）推薦準(zhǔn)備備采用的較較好方案；；（4）估算實(shí)現(xiàn)現(xiàn)推薦方案案所需的費(fèi)費(fèi)用、工期期、技術(shù)措措施等的目目的。3/6/202316三、橋梁初初步設(shè)計(jì)（（續(xù)）初步設(shè)計(jì)的內(nèi)容（1）設(shè)計(jì)任務(wù)務(wù)的來源和和要求；（2）橋址自然然條件的基基本資料；；（3）技術(shù)條件件的選定；；（4）橋位方案案的比選，，上、下部部結(jié)構(gòu)方案案的研究、、比較和確確定；（5）推薦的建建橋方案及及其理由；；（6）推薦方案案的指導(dǎo)性性施工組織織，包括施施工方法、、進(jìn)度安排排、場地布布置、主要要機(jī)具、材材料和勞力力配置等；；（7）工程概算算。在初步設(shè)計(jì)計(jì)階段進(jìn)行行的勘測工工作稱為““初勘”3/6/202317四、技術(shù)設(shè)設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)的的主要內(nèi)容容－對選定定的橋式方方案中的各各個結(jié)構(gòu)總總體的、細(xì)細(xì)部的技術(shù)術(shù)問題作進(jìn)進(jìn)一步研究究解決，對對結(jié)構(gòu)各部部分的設(shè)計(jì)計(jì)提出詳盡盡的設(shè)計(jì)圖圖紙，包括括結(jié)構(gòu)斷面面、配筋、、構(gòu)造細(xì)節(jié)節(jié)處理、材材料清單及及工程量等等。對常規(guī)橋梁梁，通常不不需要進(jìn)行行技術(shù)設(shè)計(jì)計(jì)而直接進(jìn)進(jìn)行施工設(shè)設(shè)計(jì)；對新新型、復(fù)雜雜、重要、、大型的橋橋梁結(jié)構(gòu)，，往往需要要對初步設(shè)設(shè)計(jì)進(jìn)行細(xì)細(xì)化，以便便發(fā)現(xiàn)可能能存在的問問題、進(jìn)一一步優(yōu)化設(shè)設(shè)計(jì)。技術(shù)設(shè)計(jì)階階段要進(jìn)行行補(bǔ)充勘探探（簡稱““技勘”））3/6/202318五、施工設(shè)計(jì)施工設(shè)計(jì)一般由由原編制技術(shù)設(shè)設(shè)計(jì)的單位繼續(xù)續(xù)進(jìn)行，也可由由中標(biāo)的施工單單位進(jìn)行內(nèi)容包括結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)算（具體體細(xì)節(jié)），繪制制能讓施工人員員按圖施工的施施工詳圖等。在施工設(shè)計(jì)階段段還要進(jìn)一步根根據(jù)施工需要進(jìn)進(jìn)行補(bǔ)充鉆探（（稱“施工鉆探探”）根據(jù)施工設(shè)計(jì)，，施工單位編制制施工組織設(shè)計(jì)和和工程預(yù)算在所有設(shè)計(jì)文件件經(jīng)上級主管部部門審批后，即即可著手實(shí)施橋橋梁施工的各項(xiàng)項(xiàng)工作橋梁建成后，通通常還需進(jìn)行試試驗(yàn)驗(yàn)收工作及及辦理交接手續(xù)續(xù)，由接收部門門負(fù)責(zé)今后的橋橋梁通車運(yùn)營和和養(yǎng)護(hù)維修。至至此，建橋工作作始告完成3/6/202319第四節(jié)橋梁建建筑美學(xué)的基本本觀點(diǎn)建筑藝術(shù)的基本本原則在橋梁工工程中的應(yīng)用，，可大致歸納為為以下幾點(diǎn)。1、橋梁須與周圍圍環(huán)境融合，成成為自然整體中中的一個協(xié)調(diào)部部分。在這方面面，材料的選擇擇、表面的質(zhì)感感以及色彩的運(yùn)運(yùn)用起著重要作作用。協(xié)調(diào)中也也包含著對比。。2、橋梁本身的造造型須有恰當(dāng)?shù)牡谋壤Ａ硗?，，也須注意結(jié)構(gòu)構(gòu)的秩序感和韻韻律感，避免造造型上的單調(diào)和和重復(fù)。3、橋梁建筑處理理應(yīng)當(dāng)表現(xiàn)清新新雅潔的風(fēng)格。。既要避免勉強(qiáng)強(qiáng)堆砌的藻飾和和不必要的投資資；也要避免忽忽略建筑的藝術(shù)術(shù)處理。背景圖片:日本明石海峽大大橋3/6/202320橋梁美學(xué)的基本本觀點(diǎn)與環(huán)境協(xié)調(diào)主從與對稱韻律均衡與穩(wěn)定統(tǒng)一比例與尺度連續(xù)與明暗搭配配力線明快色彩風(fēng)格背景圖片:法國Normandy橋施工3/6/202321舉例：與環(huán)境協(xié)調(diào)瑞士日內(nèi)瓦湖畔畔棧橋→↑奧地利Brenner橋強(qiáng)調(diào)：協(xié)調(diào)一致致，互相配合，，融為一體三種情況：（1）特大橋梁，成成為環(huán)境的主要要景觀（2）橋梁規(guī)模不大大，當(dāng)?shù)丨h(huán)境景景觀已存在，橋橋梁處于從屬和和適應(yīng)地位（3）普遍情況，橋橋梁與環(huán)境和諧諧共處3/6/202322舉例：主從與對稱中南海瀛臺橋→↑奧地利歐羅巴橋橋在橋梁體型的布布置上突出中心心部位以為“主主”，兩側(cè)部分分起襯托作用以以為“從”，并并以中軸線對稱稱布置，使橋梁梁體型關(guān)系上主主次分明，造型型勻稱。3/6/202323舉例：韻律德國席哥泰爾橋橋→↑十七孔橋節(jié)奏和韻律是產(chǎn)產(chǎn)生協(xié)調(diào)美的共共同因素建筑是凝固著的的音樂韻律指建筑體型型中有組織的變變化和有規(guī)律的的重復(fù)，形成有有節(jié)奏的韻律感感3/6/202324舉例：均衡與穩(wěn)定均衡指形態(tài)（體體量、視覺）上上的協(xié)調(diào)，以表表現(xiàn)出一種穩(wěn)定定感。均衡表現(xiàn)出建筑筑物的穩(wěn)固和耐耐用，反映出建建筑物的基本功功能?！毡灸郴炷翍覒冶哿簶虻聡M(fèi)馬恩拱橋橋→3/6/202325舉例：統(tǒng)一↑南斯拉夫Krk-II橋美國Rainbow橋→統(tǒng)一指處理局部部和整體的關(guān)系系，應(yīng)使結(jié)構(gòu)各各局部和諧一致致地結(jié)合成整體體，表現(xiàn)出渾然然一體的形象橋梁建筑造型的的統(tǒng)一主要是要要注意主次結(jié)構(gòu)構(gòu)體系的和諧統(tǒng)統(tǒng)一3/6/202326舉例：比例與尺度↑挪威某橋荷蘭某橋→比例，一指結(jié)構(gòu)構(gòu)三維之間的大大小關(guān)系，二指指結(jié)構(gòu)各部分之之間的大小關(guān)系系尺度，結(jié)構(gòu)整體體或局部與某些些建筑細(xì)部之間間的關(guān)系美學(xué)設(shè)計(jì)要求：：結(jié)構(gòu)各部分體體型勻稱，比例例和諧黃金分割：0.6183/6/202327舉例：連續(xù)與明暗搭配↑澳大利亞某橋德國某人行橋→連續(xù)－指橋梁側(cè)視視時(shí)其水平線條呈呈直線或平滑的曲曲線，表現(xiàn)出一種種連續(xù)流暢的美感感明暗搭配－在光照照之下，橋梁的線線條、陰影和色調(diào)調(diào)等協(xié)調(diào)連續(xù)，對對橋梁的連續(xù)感起起到增強(qiáng)和渲染作作用3/6/202328舉例：力線明快↓德國某橋用外形表現(xiàn)作用力的的傳遞關(guān)系，達(dá)到到穩(wěn)定、明快、有有力的美感表現(xiàn)手法：結(jié)構(gòu)簡簡單，力線明確技術(shù)手段和美學(xué)的的統(tǒng)一3/6/202329舉例：色彩↑瑞士Ganter橋日本湯屋谷橋→色彩－審美對象的的視覺屬性之一，，建筑的一種表現(xiàn)現(xiàn)手段常用