第二章-桥梁的设计和规划原则课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,李亚东:桥梁工程概论 第二章,*,第二章 桥梁的设计和规划原则,在满足一定的,功能,的同时，还应该能够,安全,地承自然界和人类活动所施加的各种荷载；,社会所能为结构支付的人力、物力和财力都是有限的，所以，又必须讲求,经济,；,结构,固定,（stationary）在不同位置，其规划、设计和施工需因时因地而异，,逐个,（unique）进行；,是否,美观,，是否,与环境协调,。,土木工程结构的基本属性,8/9/2024,1,李亚东:桥梁工程概论 第二章,第二章 桥梁的设计和规划原则在满足一定的功能的同时，还应该能,第一节 桥梁设计原则和科学依据,桥梁的,适用要求,包括：能保证行车的通畅、舒适和安全；桥梁运量既能满足当前需要，也可适当照顾今后发展；对跨越线路或河流的桥梁，要求不妨碍桥下交通或通航；靠近城市、村镇等的桥梁，还当综合考虑桥头和引桥地区的环境和发展；在使用年限内，桥梁一般只需常规养护维修就可保证日常使用。,一、基本原则,8/9/2024,2,李亚东:桥梁工程概论 第二章,第一节 桥梁设计原则和科学依据 桥梁的,安全要求,桥梁的安全既包括桥上车辆、行人的安全，也包括桥梁本身的安全。结构在使用年限以内，在各种自然情况和荷载作用下，能具有足够的承载能力，能保持适当的安全度，是对每一座桥梁的基本要求。,8/9/2024,3,李亚东:桥梁工程概论 第二章,安全要求 桥梁的安全既包括桥上车辆、行人,经济要求,在适用、安全的前提下，经济是衡量技术水平和作出方案选择的主要因素。桥梁设计应体现出经济特性。对于重大的桥梁工程，必须进行多方案的比较，详细研究技术上的可行性和先进性以及经济上的合理性。这样，才能对桥梁的建造消耗、施工、技术发展和今后使用等因素进行统筹考虑，得出合理的经济结论。,8/9/2024,4,李亚东:桥梁工程概论 第二章,经济要求 在适用、安全的前提下，经济是,美观要求,在适用、安全和经济的前提下，尽可能使桥梁具有优美的外形，并与周围的环境相协调，这就是对桥梁美观的基本要求。合理的轮廓造型和布局、正确表达力的传递、以及结构风格和色彩与周围环境的和谐一致，是体现美观的主要因素。在城市和游览地区，可适当考虑桥梁建筑的艺术处理，但不应当追求浮华和繁琐的细部装饰。,8/9/2024,5,李亚东:桥梁工程概论 第二章,美观要求 在适用、安全和经济的前提下，尽,二、桥梁工程的基本依据,数学,（Mathematics）,力学,（Mechanics）,计算机辅助设计,（CAD）,工程材料学,（Materials）,工程地质学,（Geology）,岩土力学,（Soil Mechanics）,水力学,（Hydraulics）,水文学,（Hydrology）,8/9/2024,6,李亚东:桥梁工程概论 第二章,二、桥梁工程的基本依据数学（Mathematics）8/20,二、桥梁工程的基本依据（续）,混凝土结构工程,（Concrete Structure）,钢结构工程,（Steel Structure）,基础工程,（Foundations）,铁道、道路工程,（Railway,Highway）,其他,工程制图,（Drawing）,工程测量,（Surveying）,工程机械,（Machinery）,建筑艺术,（Architecture）,8/9/2024,7,李亚东:桥梁工程概论 第二章,二、桥梁工程的基本依据（续）混凝土结构工程（Concrete,第二章-桥梁的设计和规划原则课件,第二节 桥梁立面、断面和平面布置,立面布置,桥梁总长,桥梁孔径布置,桥面标高与桥下净空,桥上及桥头的纵坡布置,8/9/2024,9,李亚东:桥梁工程概论 第二章,第二节 桥梁立面、断面和平面布置立面布置8/20/20239,桥梁立面、断面和平面布置（续）,断面布置,桥面净空,桥面宽度,行车道宽度,机动车道布置,人行道,自行车道布置,横坡布置,8/9/2024,10,李亚东:桥梁工程概论 第二章,桥梁立面、断面和平面布置（续）断面布置 8/20/20231,铁路桥梁建筑限界,8/9/2024,11,李亚东:桥梁工程概论 第二章,铁路桥梁建筑限界8/20/202311李亚东:桥梁工程概论,桥梁立面、断面和平面布置（续）,平面布置,一般，大、中桥梁的平面线型为直线。当地形限制时，可把桥梁设置在曲线上（直梁布置成折线状）或直接建造,曲线桥,（结构本身呈曲线状）。桥上宜避免采用反向曲线。,在某些情况下（如对城市桥梁）也允许修建公路,斜桥,，其斜度一般不大于45,，在通航河流上不宜大于5,。,8/9/2024,12,李亚东:桥梁工程概论 第二章,桥梁立面、断面和平面布置（续）平面布置 8/20/20231,第三节 桥梁设计与建设程序,一、基本程序,8/9/2024,13,李亚东:桥梁工程概论 第二章,第三节 桥梁设计与建设程序一、基本程序8/20/202313,二、可行性研究（规划设计）,可行性研究,工程必要性是否需要建桥？,工程可行性桥梁设计标准、桥位、桥式等技术问题,经济可行性工程投资、资金筹措与偿还,研究中的主要问题,桥梁标准,桥位,桥式,勘测与调查,8/9/2024,14,李亚东:桥梁工程概论 第二章,二、可行性研究（规划设计）可行性研究8/20/202314李,勘测与调查,地形测量草勘,地质勘探收集资料、验证性钻孔,水文资料,河道性质,桥位处河床断面,历年水流资料（流量、流速、最高最低水位、百年一遇洪水位等）,设计通航水位和通航净空,外部条件,砂、石料、水、电力供应情况,运输条件,场地征用,8/9/2024,15,李亚东:桥梁工程概论 第二章,勘测与调查地形测量草勘 8/20/202315李亚东:桥,三、初步设计,设计任务书是进行初步设计的依据,初步设计是一份供必选的建桥项目文件,，,内容包括拟定结构型式（桥型、体系、孔径等）及其主要构造尺寸，提出施工方案，估算经济指标（工程概算、主要建筑材料数量）等，重点在桥式和结构总体构思方面。,初步设计的目的,（1）说明本桥梁工程的特点和要求；,（2）提出若干可行的比较方案；,（3）推荐准备采用的较好方案；,（4）估算实现推荐方案所需的费用、工期、技术措施等的目的。,8/9/2024,16,李亚东:桥梁工程概论 第二章,三、初步设计设计任务书是进行初步设计的依据8/20/2023,三、桥梁初步设计（续）,初步,设计,的内容,（1）设计任务的来源和要求；,（2）桥址自然条件的基本资料；,（3）技术条件的选定；,（4）桥位方案的比选，上、下部结构方案的研究、比较和确定；,（5）推荐的建桥方案及其理由；,（6）推荐方案的指导性施工组织，包括施工方法、进度安排、场地布置、主要机具、材料和劳力配置等；,（7）工程概算。,在初步设计阶段进行的勘测工作称为“初勘”,8/9/2024,17,李亚东:桥梁工程概论 第二章,三、桥梁初步设计（续）初步设计的内容 8/20/202317,四、技术设计,技术设计的主要内容对选定的桥式方案中的各个结构总体的、细部的技术问题作进一步研究解决，对结构各部分的设计提出详尽的设计图纸，包括结构断面、配筋、构造细节处理、材料清单及工程量等。,对常规桥梁，通常不需要进行技术设计而直接进行施工设计；对新型、复杂、重要、大型的桥梁结构，往往需要对初步设计进行细化，以便发现可能存在的问题、进一步优化设计。,技术设计阶段要进行补充勘探（简称“技勘”）,8/9/2024,18,李亚东:桥梁工程概论 第二章,四、技术设计技术设计的主要内容对选定的桥式方案中的各个结构,五、施工设计,施工设计一般由原编制技术设计的单位继续进行，也可由中标的施工单位进行,内容包括结构设计计算（具体细节），绘制能让施工人员按图施工的施工详图等。,在施工设计阶段还要进一步根据施工需要进行补充钻探（称“施工钻探”）,根据施工设计，施工单位编制施工组织设计和工程预算,在所有设计文件经上级主管部门审批后，即可着手实施桥梁施工的各项工作,桥梁建成后，通常还需进行试验验收工作及办理交接手续，由接收部门负责今后的桥梁通车运营和养护维修。至此，建桥工作始告完成,8/9/2024,19,李亚东:桥梁工程概论 第二章,五、施工设计施工设计一般由原编制技术设计的单位继续进行，也可,第四节 桥梁建筑美学的基本观点,建筑艺术的基本原则在桥梁工程中的应用，可大致归纳为以下几点。,1、桥梁须与周围环境融合，成为自然整体中的一个协调部分。在这方面，材料的选择、表面的质感以及色彩的运用起着重要作用。协调中也包含着对比。,2、桥梁本身的造型须有恰当的比例。另外，也须注意结构的秩序感和韵律感，避免造型上的单调和重复。,3、桥梁建筑处理应当表现清新雅洁的风格。既要避免勉强堆砌的藻饰和不必要的投资；也要避免忽略建筑的艺术处理。,背景图片:日本明石海峡大桥,8/9/2024,20,李亚东:桥梁工程概论 第二章,第四节 桥梁建筑美学的基本观点 建筑,桥梁美学的基本观点,与环境协调,主从与对称,韵律,均衡与稳定,统一,比例与尺度,连续与明暗搭配,力线明快,色彩,风格,背景图片:法国Normandy桥施工,8/9/2024,21,李亚东:桥梁工程概论 第二章,桥梁美学的基本观点与环境协调背景图片:法国Normandy桥,举例：,与环境协调,瑞士日内瓦湖畔栈桥,奥地利Brenner桥,强调：协调一致，互相配合，融为一体,三种情况：,（1）特大桥梁，成为环境的主要景观,（2）桥梁规模不大，当地环境景观已存在，桥梁处于从属和适应地位,（3）普遍情况，桥梁与环境和谐共处,8/9/2024,22,李亚东:桥梁工程概论 第二章,举例：与环境协调瑞士日内瓦湖畔栈桥奥地利Brenner桥,举例：,主从与对称,中南海瀛台桥,奥地利欧罗巴桥,在桥梁体型的布置上突出中心部位以为“主”，两侧部分起衬托作用以为“从”，并以中轴线对称布置，使桥梁体型关系上主次分明，造型匀称。,8/9/2024,23,李亚东:桥梁工程概论 第二章,举例：主从与对称中南海瀛台桥奥地利欧罗巴桥在桥梁体型的布,举例：,韵律,德国席哥泰尔桥,十七孔桥,节奏和韵律是产生协调美的共同因素,建筑是凝固着的音乐,韵律指建筑体型中有组织的变化和有规律的重复，形成有节奏的韵律感,8/9/2024,24,李亚东:桥梁工程概论 第二章,举例：韵律德国席哥泰尔桥十七孔桥节奏和韵律是产生协调美的,举例：,均衡与稳定,均衡指形态（体量、视觉）上的协调，以表现出一种稳定感。,均衡表现出建筑物的稳固和耐用，反映出建筑物的基本功能。,日本某混凝土悬臂梁桥,德国费马恩拱桥,8/9/2024,25,李亚东:桥梁工程概论 第二章,举例：均衡与稳定均衡指形态（体量、视觉）上的协调，以表现出一,举例：,统一,南斯拉夫,Krk-II,桥,美国,Rainbow,桥,统一指处理局部和整体的关系，应使结构各局部和谐一致地结合成整体，表现出浑然一体的形象,桥梁建筑造型的统一主要是要注意主次结构体系的和谐统一,8/9/2024,26,李亚东:桥梁工程概论 第二章,举例：统一南斯拉夫Krk-II桥美国Rainbow桥统一,举例：,比例与尺度,挪威某桥,荷兰某桥,比例，一指结构三维之间的大小关系，二指结构各部分之间的大小关系,尺度，结构整体或局部与某些建筑细部之间的关系,美学设计要求：结构各部分体型匀称，比例和谐,黄金分割：0.618,8/9/2024,27,李亚东:桥梁工程概论 第二章,举例：比例与尺度挪威某桥荷兰某桥 比例，一指结构三维之间,举例：,连续与明暗搭配,澳大利亚某桥,德国某人行桥,连续指桥梁侧视时其水平线条呈直线或平滑的曲线，表现出一种连续流畅的美感,明暗搭配在光照之下，桥梁的线条、阴影和色调等协调连续，对桥梁的连续感起到增强和渲染作用,8/9/2024,28,李亚东:桥梁工程概论 第二章,举例：连续与明暗搭配澳大利亚某桥德国某人行桥 连续指桥,举例：,力线明快,德国某桥,用外形表现作用力的传递关系，达到稳定、明快、有力的美感,表现手法：结构简单，力线明确,技术手段和美学的统一,8/9/2024,29,李亚东:桥梁工程概论 第二章,举例：力线明快德国某桥用外形表现作用力的传递关系，达到稳定,举例：,色彩,瑞士Ganter桥,日本汤屋谷桥,色彩审美对象的视觉属性之一，建筑的一种表现手段,常用色彩：绿色，灰色，灰绿色,色彩的运用注意与环境的协调,8/9/2024,30,李亚东:桥梁工程概论 第二章,举例：色彩瑞士Ganter桥日本汤屋谷桥 色彩审美对象,举例：,风格,风格是设计构思所表现的具有特色或表明特征的建筑形态，是建筑物整体特点的表现,风格的时代性和民族性,现代桥梁的风格特点,结构简洁，少装饰,造型纤细，表现跨越,线条流畅,背景图片：德国科切尔桥,8/9/2024,31,李亚东:桥梁工程概论 第二章,举例：风格风格是设计构思所表现的具有特色或表明特征的建筑形态,思考题,土木工程结构的基本特性,桥梁工程设计应该遵循的基本原则,建桥基本程序,桥梁建筑限界的含义,桥梁美学基本原则,8/9/2024,32,李亚东:桥梁工程概论 第二章,思考题土木工程结构的基本特性8/20/202332李亚东:,