大跨度橋梁結(jié)構(gòu)選型思路解說

1大跨度橋梁結(jié)構(gòu)選型思路解說結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽競賽培訓(xùn)之04：長江大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競賽培訓(xùn)課件（黃文雄）關(guān)鍵詞：知識(shí)培訓(xùn)拋磚引玉撥云見日2講座內(nèi)容橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則的回顧1橋梁設(shè)計(jì)構(gòu)思上的一些原則2橋梁構(gòu)思實(shí)現(xiàn)上的控制環(huán)節(jié)33講座目的目的拋磚引玉撥云見日備戰(zhàn)大賽形成專業(yè)思維素養(yǎng)圍繞“橋梁”結(jié)構(gòu)知識(shí)，從概念設(shè)計(jì)角度上對(duì)

設(shè)計(jì)構(gòu)思方面的原則和方法進(jìn)行輪廓性介紹。

TOC41.橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則的回顧橋梁是供汽車、火車、行人、特殊構(gòu)筑物等跨越障礙（河流、山谷或其它線路）的建筑工程物?？缭?1.橋梁定義和設(shè)計(jì)原則的回顧1.2橋梁設(shè)計(jì)的基本原則安全適用經(jīng)濟(jì)美觀有利環(huán)保61.橋梁定義和設(shè)計(jì)原則的回顧橋上車輛、行人及施工機(jī)具的安全，也包括橋梁本身的安全。結(jié)構(gòu)在使用年限內(nèi)，在各種自然情況和荷載作用下，具有足夠的承載能力和足夠的安全度，是對(duì)每一座橋梁的基本要求。安全要求核心要求結(jié)構(gòu)安全交通安全人員安全結(jié)構(gòu)安全體系安全（整體）構(gòu)件安全（局部）構(gòu)造安全（細(xì)節(jié)）71.橋梁定義和設(shè)計(jì)原則的回顧能保證行車的通暢、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(duì)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。適用要求橋梁適用性運(yùn)營荷載的需求結(jié)構(gòu)的適用性主要由其功能所決定大賽中的體現(xiàn)移動(dòng)加載的體現(xiàn)81.橋梁定義和設(shè)計(jì)原則的回顧在安全、適用的前提下，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(duì)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(duì)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。經(jīng)濟(jì)要求大賽中的體現(xiàn)參賽模型結(jié)構(gòu)質(zhì)量最小化橋梁經(jīng)濟(jì)性需按結(jié)構(gòu)全壽命周期考慮91.橋梁定義和設(shè)計(jì)原則的回顧

在安全、適用和經(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(duì)橋梁美觀的基本要求。合理的輪廓造型和布局、正確的表現(xiàn)力傳遞、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。美觀要求大賽中的體現(xiàn)體現(xiàn)受力特點(diǎn)的體系造型TOC102.橋梁設(shè)計(jì)構(gòu)思上的一些原則2.1橋梁設(shè)計(jì)上的總體把握層次和環(huán)節(jié)對(duì)橋梁工程的總體把握和認(rèn)識(shí)安全適用經(jīng)濟(jì)美觀砼組合其他木鋼材料拱組合索梁體系112.橋梁設(shè)計(jì)構(gòu)思上的一些原則2.2橋梁設(shè)計(jì)構(gòu)思上的實(shí)用原則橋梁設(shè)計(jì)構(gòu)思需要在對(duì)結(jié)構(gòu)整體行為認(rèn)識(shí)深化下總結(jié)提煉出一些指導(dǎo)實(shí)際工作的思維方法。草木皆兵以柔克剛欲擒故縱取長補(bǔ)短移花接木TOC122.橋梁設(shè)計(jì)構(gòu)思上的一些原則2.3“草木皆兵”原則結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)“物盡其用”。拱組合索梁體系結(jié)構(gòu)級(jí)構(gòu)件級(jí)構(gòu)造級(jí)體系分類A.組成結(jié)構(gòu)的構(gòu)件充分發(fā)揮作用B.構(gòu)件的斷面組成能充分發(fā)揮強(qiáng)度性能結(jié)構(gòu)層次132.橋梁設(shè)計(jì)構(gòu)思上的一些原則2.3“草木皆兵”原則梁與桁142.橋梁設(shè)計(jì)構(gòu)思上的一些原則2.3“草木皆兵”原則桁的更多應(yīng)用152.橋梁設(shè)計(jì)構(gòu)思上的一些原則2.3“草木皆兵”原則拱與梁拱橋梁橋VS拱橋與梁橋的截面應(yīng)力分布對(duì)比162.橋梁設(shè)計(jì)構(gòu)思上的一些原則2.3“草木皆兵”原則超強(qiáng)的索單根（鍍鋅）高強(qiáng)鋼“絲”多根鋼絲平行成“股”多股鋼束夾緊成“纜”懸索橋的傳力途徑大纜的斷面形成TOC2172.橋梁設(shè)計(jì)構(gòu)思上的一些原則2.4“以柔克剛”原則“柔性”的橋梁斜拉橋傳力分析示意對(duì)比懸索橋傳力分析示意結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采用柔性的結(jié)構(gòu)、構(gòu)件、構(gòu)造來實(shí)現(xiàn)其特定的功能預(yù)期。182.橋梁設(shè)計(jì)構(gòu)思上的一些原則2.4“以柔克剛”原則“柔性”的構(gòu)件連續(xù)剛構(gòu)橋中需要采取減小墩柱“抗推剛度”的措施，以釋放收縮、降溫等因素對(duì)結(jié)構(gòu)的不利影響。192.橋梁設(shè)計(jì)構(gòu)思上的一些原則2.4“以柔克剛”原則“柔性”的（隔振）措施希臘里翁--安蒂雷翁大橋主梁為鋼和混凝土面板的疊合圖梁，主梁在縱向和橫向都有位移阻尼系統(tǒng)。在90m直徑的圓形擴(kuò)大基礎(chǔ)下，有更大范圍的鋼管樁群來加固地基，兩者之間為礫石墊層，在有地震或位移時(shí)可以產(chǎn)生滑動(dòng)和緩沖，起了隔震的作用。如果主塔基礎(chǔ)不滑動(dòng)，那么橋上就會(huì)作用很大的地震力，使結(jié)構(gòu)難以抵抗，而現(xiàn)在的處理方法，能消解巨大的地震力，而且也不會(huì)發(fā)生成為問題的塑性變形。TOC2202.橋梁設(shè)計(jì)構(gòu)思上的一些原則2.5“欲擒故縱”原則——反向措施“預(yù)應(yīng)力”的應(yīng)用預(yù)應(yīng)力作用對(duì)截面產(chǎn)生了兩個(gè)效果：A.Ny作用下截面受壓B.My=Ny*ey作用下截面受彎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采用預(yù)先施加的“反向措施”來提高結(jié)構(gòu)的承載能力。212.橋梁三設(shè)計(jì)三構(gòu)思三上的三一些三原則按抵三消彎三矩為三目標(biāo)三，按三彎矩三圖形三態(tài)布三置預(yù)三應(yīng)力三鋼筋三形態(tài)三。荷載三產(chǎn)生三的彎三矩預(yù)應(yīng)三力產(chǎn)三生的三彎矩預(yù)應(yīng)三力產(chǎn)三生的三軸力荷載三產(chǎn)生三的應(yīng)三力預(yù)應(yīng)三力產(chǎn)三生的三應(yīng)力疊加三應(yīng)力截面三均勻三受壓三的目三標(biāo)從等三效荷三載的三角度三，預(yù)三應(yīng)力三產(chǎn)生三的效三果彎三全抵三消荷三載彎三矩，三截面三只受三到軸三力作三用。三因此三，預(yù)三應(yīng)力三布置三形狀三可參三考彎三矩圖三的形三態(tài)。222.橋梁三設(shè)計(jì)三構(gòu)思三上的三一些三原則2.三5“欲擒三故縱”原則斜拉三橋中“體系三預(yù)應(yīng)三力”的應(yīng)三用跨越三能力三大建筑三高度三小以彎三為主三的壓三彎構(gòu)三件恒載三內(nèi)力三可調(diào)三整主梁三在斜三拉索三支承三下，三就象三多跨三彈性三支承三連續(xù)三梁那三樣工三作，三使“三局部三跨度三”顯三著減三小，三讓“三整體三跨度三”能三顯著三提高三，主三梁高三度“三相對(duì)三”降三低。主梁三把斜三拉索三索力三的水三平分三力作三為軸三力傳三遞，三形成三自錨三體系三結(jié)構(gòu)三。借助三斜拉三索的三預(yù)拉三力，三可以三對(duì)主三梁的三內(nèi)力三進(jìn)行三調(diào)整三。TO三C2232.橋梁三設(shè)計(jì)三構(gòu)思三上的三一些三原則2.三6“取長三補(bǔ)短”原則結(jié)合三梁的使三用結(jié)構(gòu)三設(shè)計(jì)三中合三理搭三配構(gòu)三件或三材料三組合三，以三使得三不同三構(gòu)件三或材三料發(fā)三揮其三優(yōu)勢(shì)三特點(diǎn)三。混凝三土梁鋼梁如果三二者三無連三接，三受荷三彎曲三時(shí)各三自變?nèi)?，三結(jié)合三面存三在相三對(duì)滑三移。二者三通過三剪力三鍵連三接，三受荷三彎曲三時(shí)協(xié)三調(diào)變?nèi)?，三結(jié)合三面僅三存在三微小三相對(duì)三滑移三。剪三力鍵三通過三承擔(dān)三水平三剪力三來抵三抗相三對(duì)滑三移，三使得三鋼、三混凝三土協(xié)三同受三力，三截面三整體三抗彎三剛度三大大三提高三。結(jié)合三梁工三作原三理示三意性三圖解242.橋梁三設(shè)計(jì)三構(gòu)思三上的三一些三原則混凝三土鋼結(jié)合三梁養(yǎng)護(hù)三容易養(yǎng)護(hù)三困難造價(jià)三高抗拉三強(qiáng)度三低抗壓三強(qiáng)度三高造價(jià)三低拉壓三強(qiáng)度三高壓板三易失三穩(wěn)混凝土翼緣板252.橋梁三設(shè)計(jì)三構(gòu)思三上的三一些三原則2.三6“取長三補(bǔ)短”原則混合三梁的使三用自重小混合梁鋼梁混凝土梁輕柔貴剛重賤強(qiáng)度低強(qiáng)度高強(qiáng)弱造價(jià)低造價(jià)高剛度大自重大剛度小Wh三y?在連三續(xù)梁三和斜三拉橋三的主三梁中三，部三分采三用混三凝土三主梁三，部三分采三用鋼三主梁三，這三種布三置方三式稱三為混三合式三主梁三布置三，簡三稱“混合三梁”。26鋼梁砼梁混凝土梁諾曼底橋，鋼梁伸入主跨116米。多多羅橋，邊跨末端設(shè)置混凝土梁。砼梁鋼梁混凝土梁Wh三er三e?重慶三石板三坡橋三，主三跨33三0m27結(jié)合面混凝土梁鋼梁PC梁過渡段鋼加勁段PC梁標(biāo)準(zhǔn)段鋼梁標(biāo)準(zhǔn)段鋼混結(jié)合段鋼混三結(jié)合三段立三面過三渡示三意Ho三w?TO三C2282.橋梁三設(shè)計(jì)三構(gòu)思三上的三一些三原則2.三7“移花三接木”原則結(jié)構(gòu)三設(shè)計(jì)三中使三用不三同的三受力三體系三相搭三配，三形成三紛繁三變化三的組三合受三力體三系。拱－三梁（三剛構(gòu)三）組三合體三系橋三梁柔性系桿剛性拱

剛性系桿柔性拱

剛性系桿剛性拱

292.橋梁三設(shè)計(jì)三構(gòu)思三上的三一些三原則2.三7“移花三接木”原則連續(xù)三－剛?cè)龢?gòu)體三系橋三梁連續(xù)三梁橋連續(xù)三剛構(gòu)三橋VS對(duì)長三大橋三梁，三連續(xù)剛構(gòu)三體系三往往三是剛?cè)龢?gòu)主三體與三連續(xù)三梁的三組合三。連續(xù)三－剛?cè)龢?gòu)體三系橋302.橋梁三設(shè)計(jì)三構(gòu)思三上的三一些三原則2.三7“移花三接木”原則斜拉三－懸三索體三系橋三梁土耳三其三伊茲三米特三海灣三（Iz三mi三t三Ba三y）大三橋[設(shè)計(jì)三方案]31直布三羅陀三海峽三大橋三（Gi三br三al三ta三r三br三id三ge）[設(shè)計(jì)三方案]斜拉三－懸三索體三系橋三梁，三主跨三約50三00三m（方三案構(gòu)三思）三。林同三炎設(shè)三計(jì)。跨越三墨西三拿海三峽（Th三e三Me三ss三in三a三St三ra三it三s)橋梁三史上三跨時(shí)三代的三橋梁332.橋梁三設(shè)計(jì)三構(gòu)思三上的三一些三原則2.三7“移花三接木”原則斜拉三－剛?cè)龢?gòu)組三合體三系橋三梁342.橋梁三設(shè)計(jì)三構(gòu)思三上的三一些三原則2.三7“移花三接木”原則拱－三斜拉三組合三體系三橋梁馬來三西亞三的Se三ri三S三au三ja三na斜拉三拱橋三組合三體系斜拉三拱橋三，主跨30三0m352.橋梁三設(shè)計(jì)三構(gòu)思三上的三一些三原則2.三7“移花三接木”原則其它三建筑三結(jié)構(gòu)三的組三合？TO三CTO三C2膜結(jié)三構(gòu)363.橋梁三構(gòu)思三實(shí)現(xiàn)三上的三控制三環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)三體系三確定材料三體系三確定設(shè)計(jì)三及優(yōu)三化細(xì)節(jié)三工藝三方案結(jié)構(gòu)級(jí)構(gòu)件級(jí)構(gòu)造級(jí)定型三及定三性定量定制3.三1橋梁三結(jié)構(gòu)三的設(shè)三計(jì)流三程373.橋梁三構(gòu)思三實(shí)現(xiàn)三上的三控制三環(huán)節(jié)3.三2P三C簡支三梁橋三設(shè)計(jì)三的關(guān)三鍵環(huán)三節(jié)混凝三土簡三支梁三的設(shè)三計(jì)關(guān)三鍵：混凝三土簡三支梁三的設(shè)三計(jì)關(guān)三鍵是三截面三的擬三定、三（預(yù)三應(yīng)力三）鋼三筋面三積和三位置三設(shè)計(jì)三。二者三又是三相互三關(guān)聯(lián)三的。截面三尺寸三設(shè)計(jì)三擬定預(yù)應(yīng)三力設(shè)三計(jì)/鋼筋三設(shè)計(jì)力鋼三筋面三積力鋼三筋布三置受力三計(jì)算三是紐三帶參照三經(jīng)驗(yàn)三數(shù)據(jù)參照三已有三圖紙估算布置三設(shè)計(jì)383.橋梁三構(gòu)思三實(shí)現(xiàn)三上的三控制三環(huán)節(jié)3.三3P三C連續(xù)三梁橋三設(shè)計(jì)三的關(guān)三鍵環(huán)三節(jié)PC連續(xù)三梁橋三設(shè)計(jì)三計(jì)算三基本三流程393.橋梁三構(gòu)思三實(shí)現(xiàn)三上的三控制三環(huán)節(jié)3.三4拱橋三設(shè)計(jì)三的關(guān)三鍵環(huán)三節(jié)混凝三土拱三橋的三設(shè)計(jì)三流程三示意403.橋梁三構(gòu)思三實(shí)現(xiàn)三上的