第2章-桥梁设计一般原则程序及桥梁设计荷载1PPT课件.ppt

主讲教师：秦丽辉总原则——安全、适用、经济、美观、有利于环保悉尼海港桥位于澳大利亚悉尼港，主桥为单跨503m的中承式钢桁两铰拱公铁两用桥。自身较笨重，但由于紧挨着别致的悉尼歌剧院，无论在质感还是在颜色和造型上都达到相得益彰的效果，因而以其优美环境而闻名于世。与环境协调的桥梁与环境协调的桥梁与环境协调的桥梁与环境协调的桥梁罗依溪大桥，作为不等跨连续拱桥，采用了多种调整不平衡推力的措施，结构上合理，但从美学角度而言，是典型的反例。桥梁对环境的破坏桥梁对环境的破坏一、平面布置——确定路、桥、水流的关系
原则：平顺、车辆平稳通过
（1）高速、一级公路上的大、中桥及所有的小桥—依路线
（2）二、三、四级公路上的大、中桥一般为直线
（3）由经济和施工而言，避免斜交，否则，α≤45o，
通航河流α≤5o。(桥墩沿主流方向的轴线与最高通航水位时主流方向的交角)二、桥梁纵断面设计
—总跨径、分孔、桥面标高、桥下净空、纵坡、基础埋深
1、桥梁总跨径的确定：
（1）满足水文计算要求
（2）依具体情况调整2、桥梁分孔
（1）通航河流：通航要求——孔径
主槽：通航桥孔；两旁：经济分孔
（2）平原区河流：
主槽：大孔；两旁：经济分孔
（3）山区、水库下游：大跨径，减少中墩，最好没墩；
（4）多孔连续体系：
边跨、中跨跨中弯矩相近，合理
确定邻跨比例
（5）规避地质不良3、桥面高程的确定
（1）总前提：保证排洪、通航和桥下行车安全及桥梁自身安全
（2）有关的具体规定：
流水净空—跨河桥
通航净空—跨河桥
车辆净空—跨线桥4、纵坡——纵断面线形三、桥梁横断面设计
——确定桥面净空、桥跨结构横断面布置
桥面净空：净宽：不包括中、下承式拱、斜、吊等结构物宽度。
净高：应符合公路建筑限界规定
1、桥面净宽：行车道宽度——公路等级和性质2、侧向宽度、人行道、安全带、紧急停车带、栏杆、等。
横坡：行车道——1.5％～3.0％；
人行道——向行车道倾斜1％。小桥的设计——标准设计，以提高效率和规避风险。
大、中桥，特别是跨度大或技术复杂的桥梁设计——按照国家基本建设程序的要求，分前期工作阶段和设计工作阶段进行。2.3桥梁设计程序与建设程序一、前期工作—“预可”阶段和“工可”阶段
1、“预可”阶段
着重研究工程的必要性及宏观经济的合理性，形成“预工程可行性报告”。
2、“工可”阶段：
着重研究和制定桥梁的技术标准，估算造价，对资金来源、回报及偿还应基本落实，形成“预工程可行性报告”。
主要工作：
1、工程必要性论证2、工程可行性论证
3、经济可行性论证二、设计程序成果：一、作用的分类1.作用分类表二、作用的选定和作用效应组合
1、作用代表值：3、作用效应组合1）按承载能力极限状态设计时作用效应组合
采用以下两种作用效应组合：
（1）基本组合。永久作用的设计值效应与可变作用设计值效应相组合，其效应组合表达式为：

(2)偶然组合
永久作用标准值效应与可变作用某种代表值效应、一种偶然作用标准值效应相组合。
偶然作用的效应分项系数取1.0；
与偶然作用同时出现的可变作用，可根据观测资料和工程经验取用适当的代表值。
地震作用标准值及其表达式按现行《公路工程抗震设计规范》规定采用。
2）按正常使用极限状态设计时作用效应组合（2）作用长期效应组合：
永久作用标准值效应与可变作用准永久值效应相组合，
其效应组合表达式为：

3、作用效应组合：桥梁设计作用有关的名词三、作用的规定与计算（1）结构重力
钢筋混凝土或预应力混凝土γ=25.0~26.0kN/m3
混凝土或片石混凝土γ=24.0kN/m3
沥青混凝土γ=23.0~24.0kN/m3
（2）预加力
承载能力极限状态设计时，预应力不作为作用，而将预应力钢筋作为结构抗力的一部分，超静定结构需要计算次应力
正常使用极限状态设计时，作为永久作用计算主效益和次效益，计入预应力损伤，但是不考虑由于预应力偏心距增大引起的附加效应
（3）土的重力与土侧压力
（4）水的浮力2.可变作用
可变作用（如活载）为在结构使用期内，其量值随时间变化，且其变化值与平均值比较不可忽略的作用。桥梁设计时，可变作用根据不同的极限状态分别采用不同的代表值。
1）汽车荷载及其影响力
（1）汽车荷载
汽车荷载分为公路-Ⅰ级和公路-Ⅱ级两个等级；
汽车荷载由车道荷载和车辆荷载组成；
车道荷载由均布荷载和集中荷载组成；
桥梁结构的整体计算采用车道荷载；
桥梁结构的局部加载、涵洞、桥台和挡土墙土压力等的计算采用车辆荷载；
车辆荷载与车道荷载作用不得叠加。汽车荷载的计算图式、标准值及加载方法：
车道荷载的计算图式见图2-3）公路-I级车道荷载的均布荷载标准值为qk=10.5kN/m；
集中荷载标准值Pk按以下规定选取：
桥梁计算跨径≤5m时，Pk=180kN