橋梁設計概述及橋梁受力

橋梁設計概述及橋梁受力分析1、橋梁設計的基本原則2、橋梁平、縱、橫斷面設計3、橋梁設計方案比選4、橋梁上的作用第一節(jié)橋梁設計的基本原則橋梁的總體規(guī)劃基本原則：安全、適用、經濟、美觀和有利于環(huán)保。橋梁設計的基本要求

（1）結構尺寸和構造上：在強度方面：足夠的安全儲備；在剛度方面：控制變形穩(wěn)定性方面：保持原形狀和位置的能力。（2）使用上的要求：適用耐久

保證在100年的設計基準期內正常使用橋面寬度滿足當前以及今后規(guī)劃年限內的交通流量；利于泄洪，通航（跨河橋）或車輛和行人的通行（旱橋）；橋梁的兩端方便于車輛的進入和疏散；考慮綜合利用，方便各種管線的搭載。（3）經濟上的要求：合理的經濟

選擇造價和養(yǎng)護費用綜合最省的橋型；遵循因地制宜，就地取材和方便施工的原則；橋位應考慮建在能縮短河道兩岸的運距，促進該地區(qū)的經濟發(fā)展，產生最大的效益；對于過橋收費的橋梁應能吸引更多的車輛通過，達到盡可能快回收投資的目的。（4）施工上的要求：技術先進在因地制宜的前提下，盡可能采用成熟的新結構、新設備、新材料和新工藝。（5）美學和景觀上的要求：美觀香港昂船州大橋“橋能滿足人們到達彼岸的心理希望，同時也是使人印象深刻的標志性建筑，并且常常成為審美的對象和文化遺產”——摘自日本伊藤學的《橋梁造型》一書

瑞士薩爾基那山谷橋（SalginatobelBridge）

——被評為20世紀最美麗的橋梁和環(huán)境相協(xié)調（6）環(huán)屈境保何護和躁可持假續(xù)發(fā)洋展多方重面考抗慮環(huán)誕境要嗎求，南采取招必要業(yè)的工孩程控東制措莫施，距建立俗環(huán)境吳監(jiān)測合保護猛體系偷，將讀不利脈影響漂減至縣最小峽。二、畜野外盆勘測能與調肯查橋梁群調查環(huán)境惡調查施工能單位能調查橋梁嘉用途橋位老橋劍情況地形資，地肆質，甲水文建筑卷材料氣象街資料造價地方賄保護腿？三、誕橋梁潑設計批程序一階雁段設委計：二階榮段設舅計三階冤段設南計一階蒸段施準工圖哪設計初步嫌設計施工湖圖設斯計初步哨設計技術濱設計施工和圖設建計第二蔑節(jié)少橋梁民平、邁縱、劇橫斷立面設雁計一、帳橋梁鑄的平爐面設支計確定釘橋位旺：小晃橋和哪涵洞枝的位方置與芝線型烈一般奶應符熔合路抹線的躺總走州向，蝕為滿齒足水趴文、劑線路恢彎道撤等要右求，法可設葬計斜辰橋和平彎橋碰；對星于公繳路上鴨的特攏大橋會、大做、中放橋橋辦位，勤原則奇上應珍服從柴路線護走向榜，橋寄、路床綜合駐考慮讀，盡鄙量選鞋擇在容河道惠順直船、水儲流穩(wěn)煉定、榮地質毯良好斯的河艇段上格。橋梁玩的平識曲線課半徑方、平改曲線頓超高短和加載寬、絞緩和狠曲線斤、變傅速車變道設唱置等仔，均某應滿蒼足相懸應等盟級線畢路的毒規(guī)定敏。盡量叔正交掌。大、剛中橋小橋必須奪斜交坦時，夢交角漁不大峽于5度。不大勝于45度橋面縱坡

二、橋梁縱斷面設計橋梁總跨徑的確定橋梁的分孔橋道各種標高的確定1、就橋梁含總跨脂徑的時確定原則云：在整朝個使寬用年鬧限內獨，保蠟證泄粘洪及軋通航泰，流莫冰；受避免讀因過林分壓綱縮河廚床引獅起河虛道和婦河岸穩(wěn)的不慰利變嚴遷；注避免傾因橋噴前壅阻水及寄河床鉤過度耐沖刷黑帶來艇的不踢利影跨響。對于餅深埋癥基礎貞，一禿般允份許稍礦大一樸點的蜂沖刷技，使是總跨顧徑能災適當目減小峽；對于咽平原癢區(qū)穩(wěn)街定的盜寬灘搶河段誤，流艘速較捷小、籃漂流案物少畢、主扔河槽俘較大約，可猾以對汁河灘因的淺輝水流根區(qū)段棵作較樣大的眉壓縮流，但基必須躺慎重涂校核栽，壓哲縮后丘的橋沖梁的染壅水類不得疼危及厲河灘孝路堤驕以及趙附近饒農田字和建斧筑物催。特殊修：2、橋疏梁的鼠分孔原則主：在滿霧足使脊用和螺技術律要求虛的前州提下貢，使尚上、滑下部糟結構怒的總氧造價垂趨于茂最低刮。(2餃)平原可區(qū)寬振闊河餡流上道的橋柜梁：通常氏在主諒河槽協(xié)部分戴按需服要布該置較底大的唉通航寬孔，額而在統(tǒng)兩側觀淺灘連部分帶按經飽濟跨朋徑進交行分糾孔。(1剃)通航攝河流糟：應滿嘴足橋妖下的刷通航鞏要求今。通規(guī)航孔匙應布算置在示航行欄最方各便的兵河域繪。對吸于變展遷性凱河流贏，根鴨據具渠體條除件，弟應多余設幾作個通撕航孔刺。使用舍和技該術要狡求(3盞)對于在山秘區(qū)深負谷上蝴、水頃深流晴急的星江河悶上，或疼需在濃水庫刮上修燭橋時萄，應千加大釣跨徑螺，甚呼至采碎用特庫大跨說徑的駕單孔私跨越柄。(4畫)從結構熔的受嫁力特激性考慮澇，合刺理地斗確定虧相鄰網跨之馬間的藝比例宇。(5徹)可以籌適當?shù)渭哟竺窨鐝教惚荛_不利套的地繁質段。(6疊)上下頭游臨近窩橋梁的情骨況3、炒橋面羊高程燒的確稈定原則秀：滿足流水曲凈空的要陪求；通航浮橋孔興應滿棄足通航拌凈空的要往求；橋下隸通車胞橋孔木應滿汽足建筑據凈空揀限界的要桃求；橋的洪兩端標能夠丸與公阻路或仁城市究道路順利閉銜接。通航蔑凈空起要求為了扯保證羞橋下油安全脾通航右，通進航孔么橋跨窗結構明下緣醋的標烤高應付高出挽自設季計通死航水姜位算因起的榆凈空社高度姓。流水糊凈空辛要求按設販計水鍵位計蘇算橋分面最能低高暗程：最小尾橋面浪標高=計算燃水位+橋下暢凈空聞安全燙值+建筑電高度最小疑橋面腳標高=通航因水位+通航跌凈空李高度+建筑炸高度跨線斯橋橋裕下的匙交通電要求:保證是橋下午通車啄的凈叨空安賣全跨線育橋：最小鋸橋面即標高=橋下欺路面漸標高+安全逮行駛限高+建筑鴿高度安全繭行駛陸高：對于旗高等殺級公樸路H≥怒5.劈燕0m；對于該低等寬級公塌路H≥藍4.純5m，且h≥梅4.禿0m橋下路面標高bBHh4橋面遵縱坡炎：既利存于交惠通，行美觀濫效果少好，李又便保于橋誓面排串水單向榜或雙荒向坡睬度的耗橋梁里，對渠于不插太長摘的小主橋，蹦可以傷做成辣平坡雜橋橋上磚縱坡佩不宜刻大于4%橋頭港引道幻玉縱坡萬不宜田大于5%位于禽市鎮(zhèn)逆混合猾交通奇繁忙拿處的潤橋梁矮，橋稀上縱魄坡和駁橋頭液引道冒縱坡淘均不鬧得3%，并桐應在巧縱坡懶變更夸的地界方按俯規(guī)定雕設置冷豎曲華線斯托衰爾馬躬橋高速挎公路齡、一邀級公汁路路兇基標窄準橫柿斷面1.橋梁凝寬度——根據《公路壟工程缺技術滾標準》中規(guī)創(chuàng)定各寶級公愁路行狀車道丹寬度偵、中窯間帶梢寬度椒、路桐肩寬慘度三、倆橫斷忘面設呀計取決革于橋送面的尺寬度失和不戰(zhàn)同橋蟻跨結遭構橫批斷面師的形肝式。2.橋面刷凈空——滿足《公路表工程丹技術特標準》中的禿建筑升界線吊規(guī)定橫坡橋面人行能道雙面滅坡1.范5%器~3姓.0慘%單面包坡1%橋面藍凈高挽：對于龜高等片級（千高速太公路世、一壺、二斷級）技公路H≥率5.俘0對于欲低等闖級（奮三、烤四級傘）公亡路H≥洪4.覺5m3.橋面呆橫坡第三臭節(jié)獅橋梁鵲設計違方案鎖比選明確各種標高的要求橋梁分孔和初擬橋型方案草圖方案初篩詳繪橋型方案編制估算或概算方案選定和文件匯總最佳的推薦方案第四你節(jié)缺橋梁娛上的脹作用長期過以來踩，我橋們一蕉般習剩慣地貼稱所合有引夫起結賀構反女應的庸原因色為“荷載”，這濱種叫厲法實黨際并姥不科嶼學和鳳確切某。引票起結盟構反腰應的饞原因沿可以古按其貝作用繞的性添質分門為截晶然不削同的陽兩類精，一享類是似施加怎于結稈構上畢的外搖力，據如車戴輛、和人群韻、結挨構自報重等微，它料們是拐直接豎施于遭結構扭上的信，可嘉用“荷載”這一課術語衰來概弓括。丙另一泉類不儉是以女外力膽形式桂施加蒸于結扔構，憲它們故產生店的效播應與習結構忌本身沖的特師性、低結構虎所處別環(huán)境就等有摧關，詠如地巖震、扇基礎有變位催、混膝凝土弊收縮富和徐汁變、網溫度存變化慶等，掩它們奪是間拖接作氧用于福結構頂?shù)?，嬌如果費也稱“荷載”，容鍬易引扎起人您們的炸誤解峽。因突此，恨目前甲國際蝴上普所遍地紋將所有塵引起它結構科反應穩(wěn)的原筐因統(tǒng)鑼稱為“作用”,而“荷載”僅限研于表供達施未加于殃結構咳上的努直接爬作用少。

作用尸的定謙義編號作用分類作用名稱1永久作用（恒載）結構重力（包括結構附加重力）2預加應力3土的重力4土側壓力5混凝土收縮及徐變作用6水的浮力7基礎變位作用8可變作用汽車荷載9汽車沖擊力10汽車離心力11汽車引起的土側壓力12人群荷載13汽車制動力14風荷載15流水壓力16冰壓力17溫度(均勻溫度和梯度溫度)作用18支座摩阻力19偶然作用地震作用20船舶或漂流物的撞擊作用21汽車撞擊作用作用侵的分寫類一、界永久壯作用叨（恒提載）1、永植久作速用（欣恒載資）的賀定義永久封作用暢（恒孫載）——作用修位置飽和大斬小、有方向佩固定斑不變稱的荷裹載。（二音）橋藍梁下棍部結議構的季恒載頭：由支失座傳呼遞下胞來的血結構雹重力、墩臺腔本身鉗的重場力、土壓欠力及水浮慢力等。（一僚）橋塘梁上寇部結雖構的洽恒載危：結構紐奉重力、附屬肯設備等外偶加力桐。2、永拍久作縣用的割類型3、永浩久作步用的蜓計算結構杜重力=結構鴉體積×材料爹容重結構蠟重力注意巡壽：在進嶼行橋償梁結漆構分鑄析時業(yè)，通勁常需站要預談先估急計恒首載，末當估背算的概恒載債與最晨終的秩設計艷恒載圾之間論的差距摧不超蜓過5%時，督不必邁修正童設計；否給則，牙需重碎新進爐行結財構分雙析。常用夸材料座容重盟見表2-追3可變岔作用圓（活企載）護的定騾義可變作用是指鑄在設刮計使腸用年搏限內奧其作廁用位香置、揉大小當和方叢向隨橫時間添變化柏，且獲其變哲化值作與平晃均值孟相比惕不可陣忽略島的作用。汽車冬荷載汽車中沖擊頂力汽車脹離心豎力汽車病引起豆的土怎側壓暴力人群憲荷載汽車爽制動遙力可變泳作用鞭（活凱載）鳥的類餓型風荷己載流水挎壓力冰壓餡力溫度(均勻蠢溫度儉和梯憤度溫枯度)作用支座零摩阻怕力一、慚公路孕橋梁斑可變淋作用嫩（活鋼載）1.汽車但荷載公路等級高速公路一級公路二級公路三級公路四級公路汽車荷載等級公路—I級公路—I級公路—II級公路—II級公路—II級各級齊公路萬橋涵陸的汽鵝車荷迷載等錄級（答新規(guī)懸范）公路俊車輛臉荷載響的類緩型a.等級:b.由車他道荷棵載和偽車輛輩荷載扔組成汽車荷荷載妙分為公路—I級和公路—I腰I級。汽車路荷載襖由車色道荷叉載和周車輛忍荷載驕組成暈。車赴道荷既載用鈴于橋燦梁結無構的稅整體深計算儲（例防如主譯梁、痰主拱剝和主總桁架恒等的匙計算稍）；恒車輛鋸荷載茄用于鼠局部稿加載棟、涵哨洞、靜橋臺槳和擋跌土墻塑壓力奪等計由算。c.車道勤荷載柔的標啟準值均布依荷載優(yōu)標準藥值：a)公路—Ⅰ級車貌道荷還載車道牙荷載尋圖集中穗荷載攝：計算隆跨徑躍小于托等于5m時，18功0k纖N計算迅跨徑妖大于些等于50啦m時，36善0k翅N計算雹跨徑驗在5至50隆m之間燦時，直戚線內播插。剪力生效應辰應再鵝乘以1.金2的系謎數(shù)。qk=10椒.5菠kN挪/m車道飄荷載熟標準扯值應未取公城路—Ⅰ級汽野車荷逆載的菊車道舒荷載嬌標準語值的0.俊75倍b)公路—Ⅱ級車次道荷底載車輛智荷載竄的立飯面、核平面召和橫乎向分撕布車輛粘荷載孤在每氣個設超計車僻道上撫布置燙一輛療總重課55疼0k哥N的企單車蓄。公源路—I級角和公饅路—II秀級采被用相料同的舌車輛墻荷載筆標準寫值。車輛澆荷載不的主顧要技告術指倒標15×2.5m車輛外形尺寸（長×寬）0.6×0.2m中、后輪著地寬度及長度0.3×0.2m前輪著地寬度及長度1.8m輪距3+1.4+7+1.4m軸距2×140后軸重力標準值2×120中軸重力標準值30前軸重力標準值550車輛重力標準值技術指標單位項目表2-緣瑞5橋梁帳設計衰時，栗每一弟設計露車道食上的陳車道沖荷載期均模部擬為退一車盛輛荷松載，龍其橫安向位去置如岡圖布排置，女用以單計算治車道抽荷載導的橫幟向分泥布。橫向攏布置設計盛車道懲數(shù)及畫車道撒折減1）田橋涵喇設計糠車道想數(shù)應貞符合喪表2-跳6的規(guī)堪定。俊多車執(zhí)道橋尊梁上夜的汽背車荷符載應煩考慮連多車之道折挨減。襪當橋價涵設無計車驕道數(shù)咬大于驢2時敢，由偏汽車膽荷載繁產生睛的效笛應應禍按表2-守7規(guī)定捎的多舌車道腫折減榆系數(shù)悼進行恩折減耕，但洋折減蜘后的裳效應希不得糾小于稼兩設引計車齒道的丑荷載綱效應銜。行車道寬度W（m）橋涵設計車道數(shù)車輛單向行駛時車輛雙向行駛時W＜7.07.0≤W＜10.510.5≤W＜14.014.0≤W＜17.517.5≤W＜21.021.0≤W＜24.524.5≤W＜28.028.0≤W＜31.57.0≤W＜14.014.0≤W＜21.021.0≤W＜28.028.0≤W＜35.012345678橋涵絹設計衰車道其數(shù)表2-宗6橫向布置設計車道數(shù)345678橫向折減系數(shù)0.780.670.600.550.520.50橫向婚折減魂系數(shù)表2-帽72）器施加株于長怨跨橋求梁上摸的車縮慧道荷計載，算其計斧算效火應考慣慮縱捆向折詠減。半當橋忘梁計轎算跨診徑L底≥1換50吧m時碑應按導表2-俊8規(guī)定近的縱遇向折遭減系哪數(shù)進捎行折前減。烏當為丟多跨逐連續(xù)擺結構穗時，步整個柳結構舊均應泛按最循大的獲計算存跨徑運考慮回汽車份荷載走效應宰的縱車向折鴿減。計算跨徑L（m）縱向折減系數(shù)計算跨徑L（m）縱向折減系數(shù)150≤L＜400400≤L＜600600≤L＜8000.970.960.95800≤L＜1000L≥10000.940.93表2-淡8縱向這折減聾系數(shù)人群園荷載遙標準依值按襪下列都規(guī)定狗采用映：1）當庭橋梁川計算債跨徑L≤霧50坑m時，基人群做荷載上標準歐值為3.橡0；當錯橋梁核計算什跨徑L≥且15戰(zhàn)0m時，配人群揮荷載瞇標準菠值為2.評5；當填橋梁你計算佛跨徑排在50靠m和15雁0m之間黨時，懸由線盆性內其插得關到人元群荷病載標窄準值鄙。對雀跨徑嗎不等碼連續(xù)駱結構桃，以騾最大踐計算巡壽跨徑符為準塊。城市委郊區(qū)裙行人疤密集潛地區(qū)現(xiàn)的公逃路橋廈梁，膛人群尺荷載與標準很值取雷上述練規(guī)定初值的1.黑15倍。專用念人行跪橋梁朋，人播群荷剝載標岔準值劍為3.旗5。2.人群遇荷載2）人須群荷附載在框橫向董應布劈燕置在馳人行賣道的暗凈寬期度內釣，在圍縱向擺施加穿于使付主梁兄產生癥最不宣利荷搬載效靈應的芝區(qū)段承內。3）人攀行道闊板（機局部項構件屠）可傘以一餐塊板景為單雕元，非按標桂準值幕為4.志0的均獄布荷礎載。4）計瀉算人壞行道鈴欄桿圖時，膚作用詢在欄宮桿立奧柱頂懸上的敢水平挪推力你標準鄭值取0.積75；作進用在襯欄桿菜扶手膀上的棟豎向雄力標廊準值今取1.撤0。二、也城市帶橋梁擠可變妖作用1.車輛墓荷載汽車熔荷載結等級為分為爛兩個近等級促，即猛城-A級汽逆車荷法載和洗城-B級汽首車荷辭載。城市砍橋梁才汽車藍荷載艘可分坐為車樓輛荷當載和展車道縫荷載念。橋定梁的飼橫隔陸梁、扣行車妹道板剃、橋含臺或園擋土灶墻后桌土壓她力的銳計算盛應采吊用車鴉輛荷策載。乏橋梁打的主嚴梁、痛主拱沫和主姐桁架獨等的滑計算樸應采憤用車晌道荷攪載。傭當橋井面車宏行道假內有鑒輕軌拴車輛遍混合陷運行斬時，稈尚應雀按有鴨關輕龍軌荷予載規(guī)將定進紡行驗堪算，涂并取忌其最鏟不利侮者進蕩行設堡計。城-A級標香準載虹重汽起車應釋采用書五軸倆式貨厘車加戰(zhàn)載，饞總重70眼0K盲N前后債軸距綿為18絹.0毅m，行購車限嘗界橫悶向寬萄度為3.柳0m。城-B級標聯(lián)準載捎重汽達車應固采用獨三軸紗式貨猶車加殲載，賢總重30節(jié)0K鞠N，前敲后軸般距為4.心8m，行醫(yī)車限株界橫憂向寬昌度為3.攤0m。城—A級車剛道荷血載和犁城—B級車索道荷聲載應償按均伍布荷掀載加肚一個躬集中量荷載貞計算理。均精布荷積載和扇集中斗荷載僻的標典準值卷應按表橋梁蹄的跨辱徑確昨定，吃并應釋符合現(xiàn)下列哥規(guī)定長：跨徑蜜為2～20選m時跨徑金大于20項m且小意于等死于15舞0m時車道瞇荷載英橫向華布置當設達計車臨道數(shù)自目大缸于2時，貫應計墻入車梨道的爬橫向乓折減眠系數(shù)若，車尋道橫季向折泳減系渠數(shù)可污按表稿采用氣。加坑載車偏道位啟置應魂選在憲結構窩能產慘生最少不利淋的荷齒載效尿應之替處。頃車道爐的縱照向折包減不盜予考校慮。2.人群楊荷載城市富橋梁丟的人的群荷絹載：專用雷人行基橋的笛人群緊荷載計算瞞橋上液人行賊道欄勤桿時倚，作袖用在巷欄桿席扶手蠶上的毯活載系：豎向敏荷載斯采用1.妥2k稼N/誼m；水簽平向夕外荷嗽載采感用1.叛0k怠N/困m。兩靠者應瘦分別狹考慮周，不唉得同血時作只用。作用備在欄尿桿立應柱柱禿頂?shù)穆运礁┩屏ζ饝獮?.貸0k睛N/芒m。防叨撞欄連桿應宗采用80夾kN橫向揀集中狀力進哪行驗附算。敲作用欠點應匠在防余撞欄甚桿板辭的中瞇心。1、地熔震作朝用定義癥：指寄地震貫時強虹烈的代地面幕運動洗引起溜的結放構慣幕性力皇，它僵是隨駐機變箱化的內動力川荷載艇，其拖值的熔大小渴決定耳于地菌震強富烈程助度和忠結構農的動廁力特止性（穩(wěn)頻率婦與阻譜尼等琴）以翅及結鋼構或陶桿件筋的質職量。三犁偶然賤作用地震卸基本陰烈度東與地泄震動漢峰值猾加速登度系皮數(shù)的腿對應尋關系地震動峰值加速度系數(shù)＜0.05g0.05g0.10g0.15g0.20g0.30g≥0.40g地震基本烈度＜ⅥⅥⅦⅦⅧⅧ≥Ⅸ設計要求簡易設防抗震設計專門的抗震研究和設計抗震裂設防各要求冬以地揉震時梢地面散最大轎水平國加速哥度的艇統(tǒng)計窮值——即地偉震動透峰值旁加速裝度確娃定。2、船縮慧只或透漂流集物撞盆擊力船只廈或漂予流物艘撞擊皂力在歡有可怕能的帽條件攔下，消應采要用實奶測資斥料或拌模擬錫撞擊熔試驗臨進行躲計算膽，并爆籍此腥進行屈防撞接設施鞠的設井計。內河悄