简述桥梁设计的原则及其内涵?
桥梁设计的基本原则:
桥梁是铁路、公路或城市道路的重要组成部分,特别是大、中桥梁的建设对当地政治、经济、国防等都具有重要意义。因此,公路桥梁应根据所在公路的作用、性质和将来发展的需要,除应符合技术先进、安全可靠、适用耐久、经济合理的要求外,还应按照美观和有利环保的原则进行设计,并考虑因地制宜、就地取材、便于施工和养护等因素。
1.安全可靠 (1)所设计的桥梁结构在强度、稳定和耐久性方面应有足够的安全储备。 (2)防撞栏杆应具有足够的高度和强度,人与车流之间应设防护栏,防止车辆撞人人行道或撞坏栏杆而落到桥下。 (3)对于交通繁忙的桥梁,应设计好照明设施,并有明确的交通标志,两端引桥坡度不宜太陡,以避免发生车辆碰撞等引起的车祸。 (4)对于河床易变迁的河道,应设计好导流设施,防止桥梁基础底部被过度冲刷;对于通行大吨位船舶的河道,除按规定加大桥孔跨径外,必要时设置防撞构筑物等。 (5)对修建在地震区的桥梁,应按抗震要求采取防震措施;对于大跨柔性桥梁,尚应考虑风振效应。
2.适用耐久 (1)桥面宽度能满足当前以及今后规划年限内的交通流量(包括行人通道)。 (2)桥梁结构在通过设计荷载时不出现过大的变形和过宽的裂缝。 (3)桥跨结构的下方要有利于泄洪、通航(跨河桥)或车辆(立交桥)和行人的通行(早桥)。 (4)桥梁的两端要便于车辆的进入和疏散,而不致产生交通堵塞现象等。 (5)考虑综合利用,方便各种管线(水、电气、通信等)的搭载。
3.经济合理 (1)桥梁设计应遵循因地制宜,就地取材和方便施工的原则。 (2)经济的桥型应该是造价和养护费用综合最省的桥型。设计中应充分考虑维修的方便 第12页 和维修费用少,维修时尽可能不中断交通,或使中断交通的时间最短。 (3)所选择的桥位应是地质、水文条件好,并使桥梁长度较短。 (4)桥梁应考虑建在能缩短河道两岸运距的位置,以促进该地区的经济发展,产生最大的效益。对于过桥收费的桥梁就能吸引更多的车辆通过,达到尽快回收投资的目的。
4.技术先进 在因地制宜的前提下,桥梁设计应尽可能采用成熟的新结构、新设备、新材料和新工艺。在注意认真学习国内外的先进技术、充分利用最新科学技术成就的同时,努力创新,淘汰和摒弃原来落后和不合理的设计思想。只有这样才能更好地贯彻适用、经济、安全、美观的原则,提高我国的桥梁建设水平,赶上和超过世界先进水平。
5.曼观 一座桥梁应具有优美的外形,而且这种外形从任何角度看都应该是优美的。结构布置必须简练,并在空间上有和谐的比例。桥型应与周围环境相协调,城市桥梁和游览区的桥梁,可较多地考虑建筑艺术上的要求。合理的结构布局和轮廓是桥梁美观的主要因素,另外,施工质量对桥梁美观也有很大影响。
6.环境保护和可持续发展 桥梁设计应考虑环境保护和可持续发展的要求。从桥位选择、桥跨布置、基础方案、墩身外形、上部结构施工方法、施工组织设计等全面考虑环境要求,采取必要的工程控制措施,并建立环境监测保护体系,将不利影响减至最小。
延伸阅读
想学设计桥梁该学什么专业?
桥梁设计,首先是结构设计。除了一般的材料力学和结构力学,以及钢筋混凝土、钢结构知识外,工作者至少要会两个桥梁结构计算软件,以便相互照应。
现在普遍采用的计算软件是桥博和MIDAS,局部分析用ANSYS,也有用sup2000的,看个人喜好了。
然后是CAD,看cad图纸是获得设计经验最快的途径,也是以后向别人表达你的设计的必备工具。要是可以顺便考个CAD高工证书更好。 还有既然是设计,最好还能在平时注重桥梁美学。不过如果是公路桥梁设计的话,这块不是重点。
景观桥梁设计要注意哪些问题?
1) 结合桥梁美学以及景观照明的基本原则突出大桥结构特征。
2) 运用照明美学辅以桥梁的基本元素点、线、面相结合构成照明体系。
3) 以数码动态光色系统照明的形式增加桥梁夜间色彩层次。
4) 充分考虑不同的方位和角度进行桥梁夜景观照明设计,选取适当的亮度使桥在三维空间的环境中凸显出它的局部或细部,以表现桥梁总体艺术造型与具有个性的结构相结合。对桥梁的灯塔、桥墩等宜进行泛光照明,以达到有效的艺术效果。索塔泛光照明则应自下而上亮度逐渐减小且呈平稳过渡,变化过程中无明显亮(或暗)斑。桥墩泛光照明应具有一定的均匀度,最小亮度(或明度)值与最大平均亮度(或明度)值之比大于0
桥梁设计有前途吗?
桥梁其实就是结构的一种,包括房建还有其他的一些特用结构。掌握好力学基本理论,能熟练运用一些结构分析软件对结构(桥梁,房建等)结构进行受力分析,这些是做好设计的前提,所以,不能明确说哪个好,哪个更有前途,无论你选择哪个,只要你学好了,学精了,你就前途无量
桥梁建筑为什么有不同的设计?
1、根绝跨度的不同,可以计算出桥梁所适用的结构体系,结构体系与结构体系之间在空间材料上各有不同 2、根据桥梁的功能的不同,景观桥梁以美学设计为主,交通运输的桥梁主要解决的交通和通性的安全问题,因此,各有侧重,在设计时应该注意有侧重点 3、地域文化因素,桥梁的建筑形式和建筑一样,在设计时应当考虑其所处地域的文化底蕴以及周边建筑的文脉关系,有一定的相互呼应的关系,并体现一定的地域文化特色。
直白一点说,就是威尼斯的桥和江南水乡的桥的区别了。4、不同于建筑设计的是,桥梁设计一般会更注重对结构的表达,更清楚地告诉大家传力的方向等,以让通行在其上的人有一定的安全感。5、桥梁美学还有一部分因素在于其文化内涵,有很多桥梁有其传统而美丽的故事情节,比如杭州的断桥,还有一部关于桥的不错的电影《廊桥遗梦》,从中可以体会到文化之于桥的内涵。其他更多的资料楼主可以参考一些桥梁结构学和桥梁美学方面的书籍。
做桥梁设计一般用什么软件好?
桥梁设计软件有桥梁博士(Dr.Bridge)、有限元分析软件(Midas、ansys)。
一、桥梁博士(Dr.Bridge)
1.优点
该系统是一个集可视化数据处理、数据库管理、结构分析、打印与帮助为一体的综合性桥梁结构设计与施工计算系统。系统的编制完全按照桥梁设计与施工过程进行,密切结合桥梁设计规范,充分利用现代计算机技术,完全符合设计人员的习惯。对结构的计算是宁繁勿简,充分考虑了各种结构的复杂组成与施工情况,使用更方便,计算更精确;同时在数据输入的容错性方面作了大量的工作,使用户不会因一时的失误而造成不必要的工作损失。
2.作用
自1995年投向市场以来设计计算了钢筋混凝土及预应力混凝土连续梁、刚构、连续拱、桁架梁、斜拉桥等多种桥梁。在设计过程中充分发挥了程序实用性强、可操作性好、自动化程度较高等特点,对于提高桥梁设计能力起到了很好的作用。在设计应用过程中,通过实践校核及与其它软件的比较,桥梁博士进行了完善和扩充,进一步得到了稳定。
二、有限元分析软件(Midas)
作用:
MIDAS/Civil是针对土木结构,特别是分析象预应力箱型桥梁、悬索桥、斜拉桥等特殊的桥梁结构形式,同时可以做非线性边界分析、水化热分析、材料非线性分析、静力弹塑性分析、动力弹塑性分析。为能够迅速、准确地完成类似结构的分析和设计,以填补土木结构分析、设计软件市场的空白,而开发的“土木结构专用的结构分析与优化设计软件”。
应用:
钢筋混凝土桥梁 : 板型桥梁、刚架桥梁、预应力桥梁 联合桥梁 : 钢箱型桥梁、梁板桥梁 预应力钢筋混凝土箱型桥梁 : 悬臂法、顶推法、移动支架法、满堂支架法 大跨度桥梁 : 悬索桥、斜拉桥、拱桥 大体积混凝土的水化热分析 : 预应力钢筋混凝土箱型桥梁、桥台、桥脚、防波堤 地下结构: 地铁、通信电缆管道、上下水处理设施、隧道 工业建筑: 水塔、压力容器、电力输送塔、发电厂 国家基础建设: 飞机场、大坝、港口。
优点:桥型都比较全,
缺点:结果就不是那么直观,要手动去组合荷载。
三、有限元分析软件(ansys)
优点:
ANSYS功能强大,操作简单方便,现在已成为国际最流行的有限元分析软件,在历年的FEA评比中都名列第一。目前,中国100多所理工院校采用ANSYS软件进行有限元分析或者作为标准教学软件。
缺点:
有限元建模,建模麻烦,容易出现边界条件模型本身错误。
桥的设计理念和思路?
设计理念:
1、结构设计遵循“安全、适用、经济、美观、施工快捷”的建设方针。
2、充分采用新技术、新工艺、新材料,使之达到适用性和经济性结合最佳,结构设计做到技术合理、先进、有利于模数化、标准化、工厂化施工,施工便利,经济指标低。
3、处理好桥面伸缩缝、桥面排水系统及台后基础处理等,满足运营阶段行车安全、快捷、平顺、舒适的要求。
4、跨线桥和立交工程桥梁的景观要求也是本次设计的重要因素。
5、以道路总体设计、技术规范及标准为依据,进行结构设计。
6、设计应充分考虑工程所处的地理环境、现状及区域内可持续发展的要求。
7、结构的选择需考虑结构简单、施工速度快,工期短,以满足工期要求;并需考虑施工期间对环境影响最小。
8、施工图设计应根据初步设计(或技术设计)批复意见、设计合同,进一步对所审定的修建原则、设计方案、技术决定加以具体和深化,最终确定各项工程数量,提出文字说明和适应施工需要的图表资料,并编制施工图预算。
总体思路:
1、桥型选择:
城市高架桥的形式一般均采用梁式桥,可选用简支梁+桥面连续体系或连续梁结构体系。对于简支梁可采用预制空心板、T梁、小箱梁或钢-砼叠合梁,连续梁可采用砼连续梁、钢连续梁、钢-砼叠合连续梁等。
对于简支梁结构都有一共同缺点,即无法避免的桥墩盖梁结构尤其是组合小箱梁或T梁,尽管采用了牛腿支点,倒T盖梁等技术措施以减小盖梁的外露部分,但依然破坏了桥梁的纵向线形的流畅,特别是对于桥宽25m的高架盖梁,外悬达6~8m,其巨大的外露根部对桥下有很大的压抑感,而牛腿支点对今后养护极为不利。盖梁的施工对交通的影响较大。限于目前的技术水平,桥面连续构造的使用年限较短,易损坏,影响了行车的舒适性。
砼连续箱梁整体性能好,抗扭刚度大,能适应各种平面线型和桥宽的变化,跨越能力也较大在25~45m左右,可较好满足一般城市立交桥和高架路的使用要求。箱梁结构简洁、轻盈,线条流畅,桥下视觉较通透开阔总体上较为美观。行车平稳舒适。箱梁的施工方法有支架现浇法;也可采用活动模板逐孔浇筑或用架桥机预制节段拼装,以减小对地面交通的影响,但设备投资比空心板梁等简支结构大。根据近几年来市政工程的建设经验,只要合理安排施工顺序,加强施工组织管理,箱梁可以做到快速施工,保证工期。
高架道路和立交作为城市的现代化设施,代表着城市的形象,对桥型方案的选择应力求做到技术先进、经济合理、施工方便、安全耐久、景观协调,因此施工图设计仍选用初步设计确定的砼连续箱梁结构。
2、桥梁跨度选择
标准段跨度一般采用25~35m之间,根据以往工程经验,从景观及经济性考虑,施工图设计采用初步设计确定的30m跨径。
跨越交叉口的桥梁跨度选择首先应考虑满足路口通行的要求,同时兼顾到桥梁纵立面的连续性,并预留规划地铁位置。根据道路设计提供的行车轨迹及视距要求,跨路口的桥梁跨径采用初步设计确定的跨度。
大桥下匝道跨径布置应保证新建的桥墩位置与原长江大桥桥墩的位置对齐,以满足景观效果,故桥梁跨径也采用初步设计确定的跨度。
3、桥梁上部结构断面选择
初步设计中对上部箱梁断面进行了两者方案的比选,分别为斜腹板和碗形箱梁,推荐采用斜腹板断面箱梁。斜腹板断面箱梁在悬臂根部设半径1m的的圆弧曲线,以增加截面的圆顺感。该断面形式与正在建设的宁溧路高架桥断面类似。本次施工图设计考虑对该断面进行优化,增加悬臂长度,加大圆弧半径,使箱梁悬臂沿弧线一直延伸至主梁底板,更显截面大方、舒展,造型美观。
4、桥梁下部结构选择
初步设计推荐桥墩采用双柱墩形式,墩柱线条简洁、挺直,施工图考虑采用该形式桥墩。
初步设计桥台采用重力式U型台及组合式桥台,这两种桥台均存在圬工体积较大,外观较笨重的特点。施工图考虑降低桥头填土高度,采用轻型桥台形式。
5、桥梁台后填土高度确定
桥梁台后填土高度不仅影响桥梁总长度,也对道路的景观产生较大影响。从减少工程规模来考虑,台后填土高度越高,桥梁长度则越短,但由此会带来其他的影响,如挡土墙高度较高,使道路两侧的通透性较差,影响总体景观;台后填土偏高,也使台后路基沉降较难控制,易导致桥头跳车,影响行车舒适性,严重时可能会带来安全隐患。初步设计中台后填土高度控制在2.5~4.3m左右,建议桥头填土高度控制在2.5~3m,部分桥梁可能增加1~2跨,桥台均采用轻型桥台。