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1、其次章其次章 桥梁的设计和规划原则桥梁的设计和规划原则在满足确定的功能的同时，还应当能够平安地承自然界在满足确定的功能的同时，还应当能够平安地承自然界和人类活动所施加的各种荷载；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，社会所能为结构支付的人力、物力和财力都是有限的，所以，又必需讲求经济；所以，又必需讲求经济；结构固定（结构固定（stationary）在不同位置，其规划、设计和）在不同位置，其规划、设计和施工需因时因地而异，逐个（施工需因时因地而异，逐个（unique）进行；）进行；是否美观，是否与环境协调。是否美观，是否与环境协调。土木工程结构的基本属性土木
2、工程结构的基本属性11/5/20221李亚东:桥梁工程概论 其次章 第一节第一节 桥梁设计原则和科学依据桥梁设计原则和科学依据 桥桥梁梁的的适适用用要要求求包包括括：能能保保证证行行车车的的通通畅畅、舒舒适适和和平平安安；桥桥梁梁运运量量既既能能满满足足当当前前须须要要，也也可可适适当当照照看看今今后后发发展展；对对跨跨越越线线路路或或河河流流的的桥桥梁梁，要要求求不不阻阻碍碍桥桥下下交交通通或或通通航航；靠靠近近城城市市、村村镇镇等等的的桥桥梁梁，还还当当综综合合考考虑虑桥桥头头和和引引桥桥地地区区的的环环境境和和发发展展；在在运运用用年年限限内内，桥桥梁梁一一般般只只需需常规养护修理就可保
3、证日常运用。常规养护修理就可保证日常运用。一、基本原则一、基本原则11/5/20222李亚东:桥梁工程概论 其次章 平安要求平安要求 桥梁的平安既包括桥上车辆、行人的平安，也包括桥梁本身的平安。结构在运用年限以内，在各种自然状况和荷载作用下，能具有足够的承载实力，能保持适当的平安度，是对每一座桥梁的基本要求。11/5/20223李亚东:桥梁工程概论 其次章 经济要求经济要求 在适用、平安的前提下，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，必需进行多方案的比较，具体探讨技术上的可行性和先进性以及经济上的合理性。这样，才能对桥梁的建立消耗、施工、技术
4、发展和今后运用等因素进行统筹考虑，得出合理的经济结论。11/5/20224李亚东:桥梁工程概论 其次章 美观要求美观要求 在适用、平安和经济的前提下，尽可能使桥梁具有美丽的外形，并与四周的环境相协调，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、以及结构风格和色调与四周环境的和谐一样，是体现美观的主要因素。在城市和巡游地区，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。11/5/20225李亚东:桥梁工程概论 其次章 二、桥梁工程的基本依据二、桥梁工程的基本依据数学（数学（Mathematics）力学（力学（Mechanics）计算机协助设计（计算机协助
5、设计（CAD）工程材料学（工程材料学（Materials）工程地质学（工程地质学（Geology）岩土力学（岩土力学（Soil Mechanics）水力学（水力学（Hydraulics）水文学（水文学（Hydrology）11/5/20226李亚东:桥梁工程概论 其次章 二、桥梁工程的基本依据（续）二、桥梁工程的基本依据（续）混凝土结构工程混凝土结构工程（Concrete Structure）钢结构工程钢结构工程（Steel Structure）基础工程基础工程（Foundations）铁道、道路工程铁道、道路工程（Railway,Highway）其他其他工程制图工程制图（Drawing）工程
6、测量工程测量（Surveying）工程机械工程机械（Machinery）建筑艺术建筑艺术（Architecture）11/5/20227李亚东:桥梁工程概论 其次章 三、桥梁技术规范、工作细则和常用手册三、桥梁技术规范、工作细则和常用手册技术规范以科学的工程学问和成熟的工程阅历为基技术规范以科学的工程学问和成熟的工程阅历为基础，汇合整理有关桥梁设计、施工、养护的技术要求，础，汇合整理有关桥梁设计、施工、养护的技术要求，形成统一的标准规定，并以此作为各项桥梁工作必需形成统一的标准规定，并以此作为各项桥梁工作必需遵循的准则。遵循的准则。工作细则对内容广泛或技术困难而在规范条文中不工作细则对内容广泛
7、或技术困难而在规范条文中不便一一纳入的技术文件，通常接受工作细则的形式加便一一纳入的技术文件，通常接受工作细则的形式加以补充。以补充。常用手册把与桥梁有关的原始资料、规范规定、应常用手册把与桥梁有关的原始资料、规范规定、应用公式、参考数据、结构常用的计算方法、参数、图用公式、参考数据、结构常用的计算方法、参数、图表、施工组织的各项定额、主要机具材料的规格性能表、施工组织的各项定额、主要机具材料的规格性能等汇编成的手册。等汇编成的手册。11/5/20228李亚东:桥梁工程概论 其次章 其次节其次节 桥梁立面、断面和平面布置桥梁立面、断面和平面布置立面布置立面布置桥梁总长桥梁总长桥梁孔径布置桥梁孔
8、径布置桥面标高与桥下净空桥面标高与桥下净空桥上及桥头的纵坡布置桥上及桥头的纵坡布置11/5/20229李亚东:桥梁工程概论 其次章 桥梁立面、断面和平面布置（续）桥梁立面、断面和平面布置（续）断面布置断面布置 桥面净空桥面净空桥面宽度桥面宽度行车道宽度行车道宽度机动车道布置机动车道布置人行道人行道自行车道布置自行车道布置横坡布置横坡布置11/5/202210李亚东:桥梁工程概论 其次章 铁路桥梁建筑限界铁路桥梁建筑限界11/5/202211李亚东:桥梁工程概论 其次章 桥梁立面、断面和平面布置（续）桥梁立面、断面和平面布置（续）平面布置平面布置 一般，大、中桥梁的平面线型一般，大、中桥梁的平面
9、线型为直线。当地形限制时，可把为直线。当地形限制时，可把桥梁设置在曲线上（直梁布置桥梁设置在曲线上（直梁布置成折线状）或干脆建立曲线桥成折线状）或干脆建立曲线桥（结构本身呈曲线状）。桥上（结构本身呈曲线状）。桥上宜避开接受反向曲线。宜避开接受反向曲线。在某些状况下（如对城市桥梁）在某些状况下（如对城市桥梁）也允许修建马路斜桥，其斜度也允许修建马路斜桥，其斜度一般不大于一般不大于4545，在通航河流上，在通航河流上不宜大于不宜大于5 5。11/5/202212李亚东:桥梁工程概论 其次章 第三节第三节 桥梁设计与建设程序桥梁设计与建设程序一一、基基本本程程序序11/5/202213李亚东:桥梁工
10、程概论 其次章 二、可行性探讨（规划设计）二、可行性探讨（规划设计）可行性探讨可行性探讨工程必要性是否须要建桥？工程必要性是否须要建桥？工程可行性桥梁设计标准、桥位、桥式等技术问题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、资金筹措与偿还经济可行性工程投资、资金筹措与偿还探讨中的主要问题探讨中的主要问题桥梁标准桥梁标准桥位桥位桥式桥式勘测与调查勘测与调查11/5/202214李亚东:桥梁工程概论 其次章 勘测与调查勘测与调查地形测量草勘地形测量草勘 地质勘探收集资料、验证性钻孔地质勘探收集资料、验证性钻孔 水文资料水文资料河道性质河道性质 桥位处河床断面桥位处河床断面 历年
11、水流资料（流量、流速、最高最低水位、百年一历年水流资料（流量、流速、最高最低水位、百年一遇洪水位等）遇洪水位等）设计通航水位和通航净空设计通航水位和通航净空外部条件外部条件砂、石料、水、电力供应状况砂、石料、水、电力供应状况运输条件运输条件场地征用场地征用 11/5/202215李亚东:桥梁工程概论 其次章 三、初步设计三、初步设计设计任务书是进行初步设计的依据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
12、经济指标（工程概算、主要寸，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。建筑材料数量）等，重点在桥式和结构总体构思方面。初步设计的目的初步设计的目的（1）说明本桥梁工程的特点和要求；）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；）提出若干可行的比较方案；（3）举荐准备接受的较好方案；）举荐准备接受的较好方案；（4）估算实现举荐方案所需的费用、工期、技术措施）估算实现举荐方案所需的费用、工期、技术措施等的目的。等的目的。11/5/202216李亚东:桥梁工程概论 其次章 三、桥梁初步设计（续）三、桥梁初步设计（续）初步设计的内容初步设计
13、的内容（1）设计任务的来源和要求；）设计任务的来源和要求；（2）桥址自然条件的基本资料；）桥址自然条件的基本资料；（3）技术条件的选定；）技术条件的选定；（4）桥位方案的比选，上、下部结构方案的探讨、比较）桥位方案的比选，上、下部结构方案的探讨、比较和确定；和确定；（5）举荐的建桥方案及其理由；）举荐的建桥方案及其理由；（6）举荐方案的指导性施工组织，包括施工方法、进度）举荐方案的指导性施工组织，包括施工方法、进度支配、场地布置、主要机具、材料和劳力配置等；支配、场地布置、主要机具、材料和劳力配置等；（7）工程概算。）工程概算。在初步设计阶段进行的勘测工作称为在初步设计阶段进行的勘测工作称为“
14、初勘初勘”11/5/202217李亚东:桥梁工程概论 其次章 四、技术设计四、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探讨解决，对结构总体的、细部的技术问题作进一步探讨解决，对结构各部分的设计提出详尽的设计图纸，包括结构断面、构各部分的设计提出详尽的设计图纸，包括结构断面、配筋、构造细微环节处理、材料清单及工程量等。配筋、构造细微环节处理、材料清单及工程量等。对常规桥梁，通常不须要进行技术设计而干脆进行施对常规桥梁，通常不须要进行技术设计而干脆进行施工设计；对新型、困难、重要、大型的桥梁结构，往工设计；对新
15、型、困难、重要、大型的桥梁结构，往往须要对初步设计进行细化，以便发觉可能存在的问往须要对初步设计进行细化，以便发觉可能存在的问题、进一步优化设计。题、进一步优化设计。技术设计阶段要进行补充勘探（简称技术设计阶段要进行补充勘探（简称“技勘技勘”）11/5/202218李亚东:桥梁工程概论 其次章 五、施工设计五、施工设计施施工工设设计计一一般般由由原原编编制制技技术术设设计计的的单单位位接接着着进进行行，也可由中标的施工单位进行也可由中标的施工单位进行内内容容包包括括结结构构设设计计计计算算（具具体体细细微微环环节节），绘绘制制能能让施工人员按图施工的施工详图等。让施工人员按图施工的施工详图等。
16、在在施施工工设设计计阶阶段段还还要要进进一一步步依依据据施施工工须须要要进进行行补补充充钻探（称钻探（称“施工钻探施工钻探”）依依据据施施工工设设计计，施施工工单单位位编编制制施施工工组组织织设设计计和和工工程程预算预算在在全全部部设设计计文文件件经经上上级级主主管管部部门门审审批批后后，即即可可着着手手实施桥梁施工的各项工作实施桥梁施工的各项工作桥桥梁梁建建成成后后，通通常常还还需需进进行行试试验验验验收收工工作作及及办办理理交交接接手手续续，由由接接收收部部门门负负责责今今后后的的桥桥梁梁通通车车运运营营和和养养护修理。至此，建桥工作始告完成护修理。至此，建桥工作始告完成11/5/2022
17、19李亚东:桥梁工程概论 其次章 第四节第四节 桥梁建筑美学的基本观点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、桥梁须与四周环境融合，成为自然整体中的一个协调部分。在这方面，材料的选择、表面的质感以及色调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，也须留意结构的秩序感和韵律感，避开造型上的单调和重复。3、桥梁建筑处理应当表现清爽雅洁的风格。既要避开牵强堆砌的藻饰和不必要的投资；也要避开忽视建筑的艺术处理。背景图片背景图片:日本明石海峡大桥日本明石海峡大桥11/5/202220李亚东:桥梁工程概论 其次章 桥梁美学
18、的基本观点桥梁美学的基本观点与环境协调与环境协调主从与对称主从与对称韵律韵律均衡与稳定均衡与稳定统一统一比例与尺度比例与尺度连续与明暗搭配连续与明暗搭配力线明快力线明快色调色调风格风格背景图片背景图片:法国法国NormandyNormandy桥施工桥施工11/5/202221李亚东:桥梁工程概论 其次章 举例：举例：与环境协调与环境协调瑞士日内瓦湖畔栈桥瑞士日内瓦湖畔栈桥奥地利奥地利BrennerBrenner桥桥强调：协调一样，相互协作，融为一体强调：协调一样，相互协作，融为一体三种状况：三种状况：（1 1）特大桥梁，成为环境的主要景观）特大桥梁，成为环境的主要景观（2 2）桥梁规模不大，当
19、地环境景观已存）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在，桥梁处于从属和适应地位（3 3）普遍状况，桥梁与环境和谐共处）普遍状况，桥梁与环境和谐共处11/5/202222李亚东:桥梁工程概论 其次章 举例：举例：主从与对称主从与对称中南海瀛台桥中南海瀛台桥奥地利欧罗巴桥奥地利欧罗巴桥在桥梁体型的布置上在桥梁体型的布置上突出中心部位以为突出中心部位以为“主主”，两侧部分起衬，两侧部分起衬托作用以为托作用以为“从从”，并以中轴线对称布置，并以中轴线对称布置，使桥梁体型关系上主使桥梁体型关系上主次分明，造型匀整。次分明，造型匀整。11/5/202223李亚东:桥梁工程概论 其次章
20、举例：举例：韵律韵律德国席哥泰尔桥德国席哥泰尔桥十七孔桥十七孔桥节奏和韵律是产生协节奏和韵律是产生协调美的共同因素调美的共同因素建筑是凝固着的音乐建筑是凝固着的音乐韵律指建筑体型中有韵律指建筑体型中有组织的变更和有规律组织的变更和有规律的重复，形成有节奏的重复，形成有节奏的韵律感的韵律感11/5/202224李亚东:桥梁工程概论 其次章 举例：举例：均衡与稳定均衡与稳定均衡指形态（体量、视均衡指形态（体量、视觉）上的协调，以表现觉）上的协调，以表现出一种稳定感。出一种稳定感。均衡表现出建筑物的稳均衡表现出建筑物的稳固和耐用，反映出建筑固和耐用，反映出建筑物的基本功能。物的基本功能。日本某混凝土
21、悬臂梁桥日本某混凝土悬臂梁桥德国费马恩拱桥德国费马恩拱桥11/5/202225李亚东:桥梁工程概论 其次章 举例：举例：统一统一南斯拉夫南斯拉夫Krk-II桥桥美国美国Rainbow桥桥统一指处理局部和整体统一指处理局部和整体的关系，应使结构各局的关系，应使结构各局部和谐一样地结合成整部和谐一样地结合成整体，表现出浑然一体的体，表现出浑然一体的形象形象桥梁建筑造型的统一主桥梁建筑造型的统一主要是要留意主次结构体要是要留意主次结构体系的和谐统一系的和谐统一11/5/202226李亚东:桥梁工程概论 其次章 举例：举例：比例与尺度比例与尺度挪威某桥挪威某桥荷兰某桥荷兰某桥 比例，一指结构三维之间的
22、比例，一指结构三维之间的大小关系，二指结构各部分大小关系，二指结构各部分之间的大小关系之间的大小关系尺度，结构整体或局部与某尺度，结构整体或局部与某些建筑细部之间的关系些建筑细部之间的关系美学设计要求：结构各部分美学设计要求：结构各部分体型匀整，比例和谐体型匀整，比例和谐黄金分割：黄金分割：0.6180.61811/5/202227李亚东:桥梁工程概论 其次章 举例：举例：连续与明暗搭配连续与明暗搭配澳大利亚某桥澳大利亚某桥德国某人行桥德国某人行桥 连续指桥梁侧视时其连续指桥梁侧视时其水平线条呈直线或平滑水平线条呈直线或平滑的曲线，表现出一种连的曲线，表现出一种连续流畅的美感续流畅的美感明暗搭
23、配在光照之下，明暗搭配在光照之下，桥梁的线条、阴影和色桥梁的线条、阴影和色调等协调连续，对桥梁调等协调连续，对桥梁的连续感起到增加和渲的连续感起到增加和渲染作用染作用11/5/202228李亚东:桥梁工程概论 其次章 举例：举例：力线明快力线明快德德国国某某桥桥用外形表现作用力的传用外形表现作用力的传递关系，达到稳定、明递关系，达到稳定、明快、有力的美感快、有力的美感表现手法：结构简洁，表现手法：结构简洁，力线明确力线明确技术手段和美学的统一技术手段和美学的统一11/5/202229李亚东:桥梁工程概论 其次章 举例：色调举例：色调瑞士瑞士GanterGanter桥桥日本汤屋谷桥日本汤屋谷桥
24、色调审美对象的视色调审美对象的视觉属性之一，建筑的觉属性之一，建筑的一种表现手段一种表现手段常用色调：绿色，灰常用色调：绿色，灰色，灰绿色色，灰绿色色调的运用留意与环色调的运用留意与环境的协调境的协调11/5/202230李亚东:桥梁工程概论 其次章 举例：举例：风格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形态，是建筑物整体特点的表现风格的时代性和民族性风格的时代性和民族性现代桥梁的风格特点现代桥梁的风格特点结构简洁，少装饰结构简洁，少装饰造型纤细，表现跨越造型纤细，表现跨越线条流畅线条流畅背景图片：德国科切尔桥背景图片：德国科切尔桥11/5/202231李亚东:桥梁工程概论 其次章 思索题思索题土木工程结构的基本特性土木工程结构的基本特性桥梁工程设计应当遵循的基本原则桥梁工程设计应当遵循的基本原则建桥基本程序建桥基本程序桥梁建筑限界的含义桥梁建筑限界的含义桥梁美学基本原则桥梁美学基本原则11/5/202232李亚东:桥梁工程概论 其次章