橋梁結構設計在結構體系的選擇時應考慮以下哪些因素?
1、橋梁的基本類型,從受力角度分類(專業常見角度),主要有梁橋、拱橋、懸索橋、斜拉橋、剛架橋等。從承載物品類型分,可以分為,汽車橋、人行橋、火車橋、管道橋,常見的是混合用途的。從材料分,可以有木頭橋、石頭橋、鋼橋、水泥混凝土橋,常見的是混合的材料。
從跨度分為特大橋、大橋,等,這個一般在設計院或者施工單位申請資質的時候有用。
多說一句,有些人說起張家界的玻璃人行橋是玻璃做的,但是那個橋的受力構件并不是玻璃,而是鋼纜,所以說是玻璃橋是不對的,應該以主要受力構件劃分。
具體選擇什么樣的橋型,要看一下因素
2、首先要看承載什么樣的物體。
例如,高速鐵路橋梁很少用懸索橋。主要是因為懸索橋是一種柔性結構,剛性不足,限速120公里的高速公路用懸索橋問題不大,但是用在設計時速200公里的高鐵上就有問題了。高速鐵路的大橋一般用桁架拱橋、斜拉索橋比較多。例如,京滬高鐵跨長江的大勝關長江大橋就是拱橋結構,正在施工的五峰山大橋、上海到南通的滬通鐵路橋是斜拉索。
懸索橋做高速鐵路橋也不是完全不可以,只是需要進行結構上的特殊加強,例如做成上下兩層的公鐵兩用橋,有利于加大梁的剛度,就可以了。但如果是懸索橋做單純的高速鐵路橋(不是公鐵兩用)那結構上就劃不來了(也不是不能做,就是費錢)。
再例如,如果是重載橋梁,例如普通貨運鐵路橋梁,用簡支梁橋比較合適,因為簡支梁橋適合重載。重載橋梁用連續梁結構就不劃算,這個是受力方面的特性。
3、第二要看跨度如何。一般來說跨度不大的橋、對墩柱等下部結構要求不高的地形,用梁橋比較劃算。
如果跨大江大河、大峽谷,因為通航、地形制約,必須要增大跨徑,那就必須要采用大跨徑橋梁,這時梁橋就不合適了(梁橋的跨徑做不大),需要用斜拉索、懸索橋。
一般而言,對于橋梁來說,如果下部結構(墩柱承臺等)造價越高,上部結構(橋面等)造價就會低。反之亦然。
所以就是個費效比的平衡。
4、第三,在滿足基本功能的基礎上,就看甲方的錢袋滿不滿、有沒有什么特殊想法了。例如景觀要求等。有時候為了景觀,搞出一些新奇特的橋,也不是不可以。只要錢足夠就行。我的師兄有個名(niu)言(bi),只要甲方給的錢足夠多,我能把原子彈弄出來。
橋梁的設計?
橋梁設計的基本原則:
橋梁是鐵路、公路或城市道路的重要組成部分,特別是大、中橋梁的建設對當地政治、經濟、國防等都具有重要意義。因此,公路橋梁應根據所在公路的作用、性質和將來發展的需要,除應符合技術先進、安全可靠、適用耐久、經濟合理的要求外,還應按照美觀和有利環保的原則進行設計,并考慮因地制宜、就地取材、便于施工和養護等因素。
1.安全可靠 (1)所設計的橋梁結構在強度、穩定和耐久性方面應有足夠的安全儲備。 (2)防撞欄桿應具有足夠的高度和強度,人與車流之間應設防護欄,防止車輛撞人人行道或撞壞欄桿而落到橋下。 (3)對于交通繁忙的橋梁,應設計好照明設施,并有明確的交通標志,兩端引橋坡度不宜太陡,以避免發生車輛碰撞等引起的車禍。 (4)對于河床易變遷的河道,應設計好導流設施,防止橋梁基礎底部被過度沖刷;對于通行大噸位船舶的河道,除按規定加大橋孔跨徑外,必要時設置防撞構筑物等。 (5)對修建在地震區的橋梁,應按抗震要求采取防震措施;對于大跨柔性橋梁,尚應考慮風振效應。
2.適用耐久 (1)橋面寬度能滿足當前以及今后規劃年限內的交通流量(包括行人通道)。 (2)橋梁結構在通過設計荷載時不出現過大的變形和過寬的裂縫。 (3)橋跨結構的下方要有利于泄洪、通航(跨河橋)或車輛(立交橋)和行人的通行(早橋)。 (4)橋梁的兩端要便于車輛的進入和疏散,而不致產生交通堵塞現象等。 (5)考慮綜合利用,方便各種管線(水、電氣、通信等)的搭載。
3.經濟合理 (1)橋梁設計應遵循因地制宜,就地取材和方便施工的原則。 (2)經濟的橋型應該是造價和養護費用綜合最省的橋型。設計中應充分考慮維修的方便 第12頁 和維修費用少,維修時盡可能不中斷交通,或使中斷交通的時間最短。 (3)所選擇的橋位應是地質、水文條件好,并使橋梁長度較短。 (4)橋梁應考慮建在能縮短河道兩岸運距的位置,以促進該地區的經濟發展,產生最大的效益。對于過橋收費的橋梁就能吸引更多的車輛通過,達到盡快回收投資的目的。
4.技術先進 在因地制宜的前提下,橋梁設計應盡可能采用成熟的新結構、新設備、新材料和新工藝。在注意認真學習國內外的先進技術、充分利用最新科學技術成就的同時,努力創新,淘汰和摒棄原來落后和不合理的設計思想。只有這樣才能更好地貫徹適用、經濟、安全、美觀的原則,提高我國的橋梁建設水平,趕上和超過世界先進水平。
5.曼觀 一座橋梁應具有優美的外形,而且這種外形從任何角度看都應該是優美的。結構布置必須簡練,并在空間上有和諧的比例。橋型應與周圍環境相協調,城市橋梁和游覽區的橋梁,可較多地考慮建筑藝術上的要求。合理的結構布局和輪廓是橋梁美觀的主要因素,另外,施工質量對橋梁美觀也有很大影響。
6.環境保護和可持續發展 橋梁設計應考慮環境保護和可持續發展的要求。從橋位選擇、橋跨布置、基礎方案、墩身外形、上部結構施工方法、施工組織設計等全面考慮環境要求,采取必要的工程控制措施,并建立環境監測保護體系,將不利影響減至最小。
橋梁結構設計中應主要考慮哪些結構或構件的穩定問題
按主要承重結構體系分有梁式橋、拱橋、懸索橋、剛架橋、斜張橋和組合體系橋等(圖4),前三種是橋梁的基本體系。按橋梁上部結構的建筑材料分有木橋、石橋、混凝土橋、鋼筋混凝土橋、預應力混凝土橋(有時三者統稱混凝土橋)、鋼橋和結合梁橋等。木橋易腐蝕多用于臨時性橋梁。石料和混凝土抗壓強度高而抗拉強度低,主要用于拱橋。鋼筋混凝土橋為耐壓的混凝土和抗拉、抗壓性能均好的鋼筋結合而成的橋,主要用于跨度不大的梁式橋和拱橋。預應力混凝土橋是采用高強度鋼筋(絲)和高標號混凝土建成,可達到比鋼筋混凝土大得多的跨度,可采用的結構體系也比鋼筋混凝土橋廣泛得多。鋼橋用結構鋼制造,現常用于實腹梁橋及大跨度的桁架梁橋、拱橋、斜張橋和懸索橋。其主要優點是施工速度較快,跨越能力大;缺點是用鋼量較多,維修費大。結合梁橋也稱組合梁橋,是由兩種不同建筑材料結合而成的橋,通常指用鋼梁和鋼筋混凝土橋面板結合而成的橋,可以節省鋼材。此外,還有用輕質混凝土、鋁合金、玻璃鋼等建筑材料建造的橋梁。按用途分有公路橋、鐵路橋、公鐵兩用橋、城市橋。公路橋的活載一般小于鐵路橋,但活載的作用點(車輪)在橋的橫向是變化的,橋面較寬,橋梁的容許撓度也大。鐵路橋活載沿軌道運行,在橋上橫向位置不變,橋面系易于布置,但橋面通常較窄,在大跨度鐵路橋的設計中,由于橫向穩定、剛度和風振等原因而需加寬橋梁;其活載大,容許撓度小,因此在選擇結構體系上不如公路橋有較多的自由。在同一橋位上供公路和鐵路使用的橋梁稱公鐵兩用橋。公路、鐵路一般分別布置在上、下兩個平面上;也可布置在同一平面上,將公路設置在鐵路兩側,但運營性能較差。城市橋的構造接近公路橋,但車行道和人行道較寬,橋梁高度要低,以減少橋頭引道長度和填土數量;在通行混合交通時,橋梁縱坡不宜大于2%;設計中應考慮公用事業管線(電信、照明、自來水、暖氣和雨水管等)的過橋設置,不得妨礙橋梁的維修和養護,但高壓輸電線路、煤氣管、輸油管與污水管等不允許在橋上敷設。城市橋應視為重要的藝術建筑之一,應注意橋梁本身的造型要和周圍的景觀協調,對橋頭堡、欄桿、燈柱的藝術要求也高。城市橋上游人樂于駐足,以選用不影響眺覽風景的上承式橋梁為最好。
怎么樣才能做出比較好的橋梁設計方案?
對于結構設計,專業能力要求強,得有一定的基礎知識。然后閱讀更多圖紙和規范,并學習結構分析軟件,如Dr.bridge、Midas等。對于圖紙,仍取決于經驗。
橋梁設計方案是1996年出版的公路交通科學技術術語。
拓展資料:
施工網絡帶來的橋梁設計方案早期方案比選的重要性
1.安全是橋梁結構設計的前提
隨著改革開放的加強,城市車輛發展迅速,城市交通十分繁忙,速度也在不斷提高。橋梁結構不僅要求結構本身的應力安全,而且要求橋梁結構的安全。。
2.經濟性是橋梁結構設計的保證
無論一座橋梁的建筑設計有多美,如果它的造價比看上去一般化的橋梁高得多,那么再漂亮的橋梁設計也會失敗。
3.橋梁結構設計中不可忽視的作用
城市橋梁不同于公路橋梁。在城市交通量不斷增加的情況下,交通組織功能在橋梁方案設計中也應放在重要位置,尤其是立交橋。橋上不僅有車輛,橋下也有車輛。如果不綜合考慮交通功能,下行車輛撞擊橋墩或相關橋梁部位,導致橋梁坍塌,這在國內外都有發生。作為橋梁設計人員必須注意這一點來進行橋梁方案比選,乃至方案確定后的橋梁分跨。
4.橋梁設計必須考慮美學
城市橋梁建筑是交通工程中的重點建筑,也是美化環境的裝飾品。因此,為了在投資少的情況下達到橋梁的美觀效果,必須對設計進行仔細的比較、設計和施工。例如,要在市區修建跨度為20或30米的立交橋,無論是鋼制還是預應力混凝土,通常的做法是使用等截面梁跨越。然而,由于人們的視覺錯覺,這種梁經常被視為彎曲的梁,具有下垂的撓度,看起來非常不舒服,甚至害怕摔倒。
道路橋梁的結構設計
隨著交通事業篷勃發展,以高速公路、一級公路為主的高等級公路數量逐年增加,我國公路事業開始進人以建設高等級公路為重點的新階段。高等級公路應特別注重線形的設計,保持線形的連續性,使乘客在生理和心理上有安全感和舒適感。對高等級公路線形設計作以下探討。
1、平面線形設計
道路平面的基本線形是直線、圓曲線和回旋線。若直線與圓曲線連接,無論圓曲線半徑多大,當汽車駛過切點時,由于發生突變,必然引起乘客感覺上的不愉快。在視覺上,直線與圓曲線的連接處,線形不連續。要改變這些缺陷,應該在直線與圓曲線之間插人一段足夠長度的回旋線。
2、縱面線形設計
道路縱向的基本線型是直線和豎曲線,在直線變坡點設置豎曲線,將兩頭的直線坡面連接成圓順的曲線坡面,供汽車安全、舒適的行駛。規范中所規定的豎曲線最小半徑和最小長度,是保證汽車安全行駛的最低要求,不是最好的設計指標。若要求更平緩的縱面線形,豎曲線的設計半徑應比規定值大3—5倍,有時甚至于10倍。為此雖然須增加一些路基土石方和小型構造物的工程費,但是,可獲得圓滑柔和的升坡和降坡,使駕駛員和乘客在視覺上和心理上,有一種輕松舒適的感覺。如果我們所選用的設計半徑,能使兩相鄰的豎曲線在公切點上彼此連接起來,構成連續曲面縱坡,不僅路容更加美觀,消除直線縱坡的僵硬感,同時還將大大提高載重汽車的營運效益。
3、平、縱面線形配合
平、縱面線形組合,是道路線形設計的重要部分。平、縱配合恰當,可使兩者相形益彰。如果伸展在大地上的是一條連續流暢三維曲線,必然會呈現出和諧輕松的路容。一般來講,各項技術指標均衡的道路線形,不但可以節省工程費,還可以提高道路的服務水平。
4、其它幾點說明
一條道路是一條完整的線形工程。應該自成一個體系,隨著地形變化,線形由緩到急或由急到緩時選取各項技術指標,應力求均衡漸變,形成固有的風格。不應只見局部,不見整體,不應以符合規范為滿足,隨機選取,以致失去均衡。如果我們在線形設計中,只注意契合局部地形和減少土石方工程量,卻忽視道路整體的均衡,就會因小失大,留下瑕疵,最后形成難以改變的遺憾。
橋梁設計具體學些什么,我需要學哪些?
橋梁設計,首先是結構設計。除了一般的材料力學和結構力學,以及鋼筋混凝土、鋼結構知識外,工作者至少要會兩個橋梁結構計算軟件,以便相互照應。現在普遍采用的計算軟件是橋博和MIDAS,局部分析用ANSYS,也有用sup2000的,看個人喜好了。
然后是CAD,看cad圖紙是獲得設計經驗最快的途徑,也是以后向別人表達你的設計的必備工具。要是可以順便考個CAD高工證書更好。
還有既然是設計,最好還能在平時注重橋梁美學。不過如果是公路橋梁設計的話,這塊不是重點。