桥梁工程毕业的设计桥梁结构电算教案共48页
《桥梁工程技术》电子教案 04章-桥面布置与桥面构造
交通要求之下，减小桥梁宽度。这种布置方
式在城市桥梁和立交桥中会更显示出其优越
性。
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(b) 双层桥面布置
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分层桥面布置
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二、桥面构造 • 定义：铁路、公路桥梁的桥面构造
是直接与车辆、行人接触的部分 • 作用：对桥梁的主体结构起保护作
用，并满足桥梁的正常使用功能、 布局和美观.
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桥面构造：桥面（行车道、人行道）铺 装、排水防水系统、伸缩装置、人行道、 缘石、栏杆、灯柱、安全护栏等。
为节省铺装材料并减轻桥面恒载重量， 可将横坡直接设在墩台顶部，而使桥梁上 部构造做成双向倾斜，此时铺装层在整个 桥宽上做成等厚的。
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2）.在装配式肋板桥梁中
为使主梁构造简单、架设和拼装方便， 直接在行车道板的铺装层上设置。
具体做法是：先设一层厚度变化的混凝 土三角垫层形成双向倾斜，再铺设等厚的混 凝土铺装层，也可通过调整支座垫石高度来 形成横坡。
分利用桥梁净空；交通严格分道管理，提高通
行能力。
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多用于钢桥中，因为钢桥受力明确，构造
上也较易处理。在混凝土梁桥中采用双层桥
面布置的情况很少。
双层桥面布置，可以使不同的交通严格分
道行驶，使高速车与中速车分离，机动车与
非机动车分道，行车道与人行道分离，提高
了车辆和行人的通行能力，并便于交通管理。
同时，可以充分利用桥梁净空，在满足同样
公路桥面一般构造
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第二节、 桥面铺装
即行车道铺装，亦称桥面保护层 它是车轮直接作用的部分
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行车道铺装的功用 *防止车辆轮胎或履带直接磨耗行车 道板 *保护主梁免受雨水侵蚀 *对车辆轮重的集中荷载起分布作用 桥面铺装的要求
桥梁工程毕设（完整版）Word版
桥梁工程毕设（完整版）Word版目录第1章桥梁方案比选 (4)1.1桥梁设计工程资料 (4)1.1.3 水文及工程地质 (4)1.2 桥梁方案拟定 (5)1.2.1 方案一：简支转连续分离式箱梁桥 (5)1.2.2 方案二：连续梁桥 (8)1.3 桥型方案综合比选 (11)1.3.1 拟定方案比较 (11)1.3.2 选定桥梁细部尺寸拟定 (11)第2章 MIDAS建模 (15)2.1特性值 (15)2.1.1定义材料： (15)2.1.2时间依存材料（收缩徐变） (16)2.1.4截面 (17)2.1.5修改单元的材料依存特性（修改截面计算厚度） (18) 2.2 结构 (19)2.2.1节点 (19)2.2.1单元 (19)2.3 边界条件 (20)2.3.1支撑 (20)2.4 静力荷载 (21)2.3.1 自重 (21)2.3.2 二期 (21)2.3.3预应力 (22)2.3.4 温度 (23)2.4 张拉钢束 (23)2.4.1钢束特性值 (23)2.4.2 钢束形状 (24)2.5 移动荷载分析 (24)2.5.1移动荷载规范 (24)2.5.2 车道 (25)2.5.3车辆 (25)2.5.4移动荷载工况 (26)2.6支座沉降分析 (27)2.6.1支座沉降组 (27)2.6.2支座沉降荷载工况 (28)2.7施工阶段 (29)2.7.1 施工阶段数据分析 (29)第3章桥面板计算 (30)3.1 自由悬臂板 (30)3.1.1 永久作用 (30)3.1.2 可变作用 (31)3.1.3 荷载内力组合 (32)word文档可自由复制编辑3.2 连续单向板 (32)3.2.1 永久作用效应 (32)3.2.2 可变作用效应 (34)3.2.3 可变作用效应组合 (36)3.3 截面配筋设计以及承载能力验算 (37) 3.3.1 悬臂板支点截面配筋设计 (37) 3.3.2 连续板跨中截面配筋设计 (38)第4章MIDAS参数计算 (39)4.1 车道荷载计算 (39)4.2 人群荷载标准值计算 (39)4.3 二期恒载计算 (39)4.4 施工方法： (40)第5章内里组合 (40)5.1 作用分类 (40)5.2 承载能力极限状态设计组合 (41) 5.2.1 基本组合 (41)5.2.2 输出基本组合内力图 (42) 5.2.3 偶然组合 (42)5.3 正常使用极限状态设计组合 (42) 5.3.1 作用短期效应组合 (42)5.3.2 输出短期效应组合图形 (43) 5.3.3 作用长期效应组合 (43)5.3.4 输出长期效应组合图形 (44) 第6章钢束计算 (44)6.1跨中截面预应力钢束估算 (44) 6.2 钢束配束原则 (45)6.3 预应力钢束参数计算 (45)第7章截面验算 (47)7.1. 设计规范 (47)7.2. 设计资料 (47)7.3. 主要材料指标 (47)7.3.1. 混凝土 (47)7.3.2. 预应力钢筋 (47)7.3.3. 普通钢筋 (47)7.4. 模型简介 (48)7.4.6. 成桥阶段 (48)7.5. 荷载组合说明 (48)7.5.1. 荷载工况说明 (48)7.5.2. 荷载组合说明 (49)7.6. 验算结果表格 (51)7.6.1. 施工阶段法向压应力验算 (51) 7.6.2. 使用阶段正截面抗裂验算 (56) 7.6.3. 使用阶段斜截面抗裂验算 (63)7.6.4. 使用阶段正截面压应力验算 (66)27.6.5. 使用阶段斜截面主压应力验算 (69)7.6.6. 使用阶段正截面抗弯验算 (72)7.6.7. 使用阶段抗扭验算 (74)word文档可自由复制编辑第1章桥梁方案比选1.1桥梁设计工程资料1.1.1 方案比选原则在桥梁方案比选中要注意以下四项主要指标：安全、功能、经济与美观，其中安全与经济最为重要。
桥梁电算内容
桥梁电算1. 概述桥梁电算是一种利用计算机技术辅助进行桥梁设计和分析的方法。
通过电算技术，可以实现对桥梁结构的受力、位移、应力、挠度等方面进行精确计算和分析。
桥梁电算的应用可以提高桥梁设计和施工的效率，减少人为误差，并且能够对复杂的桥梁结构进行准确评估。
2. 桥梁电算的原理在桥梁电算中，计算机被用作执行复杂的数学模型和分析。
具体步骤如下：2.1 桥梁建模首先，需要将桥梁的几何形状和材料参数输入到计算机中，建立桥梁的有限元模型。
有限元模型是通过将桥梁划分为许多微小的单元来近似表示整个结构。
每个单元都有自己的材料性质和几何特征。
这种离散化的表示可以将连续问题转化为离散问题进行求解。
2.2 受力分析接下来，桥梁的有限元模型用来进行受力分析。
根据桥梁的边界条件和加载情况，计算机可以计算出每个单元的受力情况。
通过求解整个桥梁结构的受力平衡方程，可以得到桥梁在不同工况下的受力分布。
2.3 应力分析受力分析得到的结果可以进一步用于应力分析。
应力是在桥梁结构内部产生的力的分布情况。
通过有限元法和数值计算，可以确定桥梁中各个位置的应力大小和方向。
这对于评估桥梁的强度和稳定性非常重要。
2.4 挠度分析挠度是桥梁在受力情况下产生的变形。
通过桥梁的有限元模型和加载条件，可以计算出桥梁结构在各个位置的挠度。
挠度分析可以用于评估桥梁的刚度和变形情况。
2.5 结果评估最后，根据电算得到的结果，可以对桥梁的安全性、稳定性和可靠性进行评估。
根据计算结果，可以对桥梁的结构进行优化和改进，以提高桥梁的性能。
3. 桥梁电算软件在桥梁电算中，需要使用一些专业的软件进行桥梁的建模和分析。
以下列举几种常用的软件：•MIDAS/Civil：这是一种综合性的桥梁设计和分析软件，具有强大的建模和分析能力。
它可以进行桥梁的静力分析、动力分析和抗震分析等。
•SAP2000：这是一种广泛应用于结构工程领域的软件，包括桥梁电算在内的多种分析功能。
它支持常见的桥梁结构类型，并且具有友好的用户界面。
桥梁电算
1.1.1全局挂篮编组1.功能：对于悬臂施工的桥梁结构，在节段施工中需要挂篮做临时承重结构，由于挂篮锚固于主梁上，因而挂篮将与结构同时受力，系统采用子结构法模拟挂篮的施工。
首先对全部挂篮编组，以便索引。
系统打开一个如图1所示的挂篮编组对话框。
图1 全局挂篮编组对话框2.基本信息：●前支点挂篮：指在斜拉桥悬臂施工时，将拉索锚固于已安装的空挂篮前点，待节段施工结束后，再将拉索锚固于主梁上，从而解除对挂篮前支点的约束。
●后支点挂篮：为一般悬臂施工中，现浇节段的重量由挂篮承受，而挂篮重量靠后支点锚固于已浇注的梁段上；待节段施工结束后，此现浇的梁段自重再由已浇注的主梁单元承担。
●组成单元号：组成:当前挂篮的单元号。
挂篮宜设置2-3个单元。
组成挂篮的单元需事先在单元信息里定义，它们决定着挂篮结构的刚度特征。
一般情况下，我们验算桥梁的安全并不考虑挂篮自身的安全，通常用刚度较大的单元模拟挂篮。
●h：主梁坐标点竖向与挂篮单元坐标点间的距离，挂篮位于主梁下侧输入正值，否则输入负值。
即为“阶段单元外形”图形显示时，挂篮与主梁高度上的距离。
●前进方向：指定挂篮的前进方向。
当挂篮定位点坐标发生偏移时，需根据此方向推定挂篮的X坐标位置，决定X坐标是增加偏移量还是减去偏移量，如果左侧为前进方向，则为减去偏移量，否则为加上偏移量。
●支点节点号：前支点挂篮时激活。
填入前端锚固拉索的前支点对应的节点号。
●吊点1、2节点号、节点力：图示中对应吊点1、2的挂篮单元节点号及挂篮自重作用于梁上的等效节点力，力的方向与总体坐标系一致为正。
程序在计算挂篮对结构的影响时，不计挂篮自重，而以此处输入的节点力为挂篮的基本力；这个力就是挂篮的自重力。
●前一个、后一个：切换当前挂篮。
●添加：添加一个挂篮。
●删除：删除当前挂篮。
1.1.2 阶段挂篮操作1. 功能：对于已编组的挂篮结构，在各施工阶段受力、加载和位置等信息，在各施工阶段都应对其信息进行描述。
桥梁电算
else XV(i) = XU(i-CRL(i)); } //输出接点位移信息 cout<<"节点位移XV(i) = "<<endl; for (i=1;i<=NJ;++i) { cout<<std::setw(4)<<i; //每个数占18位,保留小数点后7位小数 for (int j=1;j<=3;++j) cout<<std::fixed<<std::setprecision(7)<<std::setw(18) <<XV(3*(i-1)+j); cout<<endl; } //计算单元力并存入数组[A] cout<<"开始计算单元力:"<<endl; for ( F=1;F<=NE;++F) { if (F<=10) //梁单元,F = 1~10 { YE = 3.45e+07; IZ = 68.6; AX = 36.2; BRO = -851; BEMK(IO,JO,KE,I1,J1,YE,AX,IZ,F,L,LX,LY,X,Y,XM); for (int j=1;j<=3;++j) { PIJ(j) = XV(I1+j-1); PIJ(j+3) = XV(J1+j-1); } A(F,1) = F; BEMLOD(BRO,L,XM,PF1,PF2,1); FIJ = KE*PIJ; //矩阵乘法,AAXA(KE,PIJ,FIJ,M) for(int i=1;i<=6;++i)
截面面积 AX = 8.4 每延米重 BRO = -218 ③、拉索： 弹性模量 YE = 1.95e+08 截面面积 AX =0.007645 每延米重 BRO = -0.6 （2）、单元划分参数： ①、各单元I,J端节点编号 IOData[]= {17,15,12,9,6,4,7,10,13,16,1,2,3,5,8,11,15,12,9,6,5,8,1 JOData[]= {15,12,9,6,4,7,10,13ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ16,18,2,3,5,8,11,14,14,11,8,5,7,10 ②、各结点坐标 XData[]= {0.0,0.0,0.0,0.0,0.0,-10.0,10.0,0.0,-20.0,20.0,0.0,-30. YData[]= {-20.0,-10.0,0.0,0.0,8.0,0.0,0.0,16.0,0.0,0.0,24.0,0.0, ③、半带宽 UBW = 12 3、 主程序
桥梁电算
华中科技大学土木工程与力学学院道路桥梁专业2010级桥梁程序设计答题本班级：学号：姓名：2013年4月12日1.计算简图（CAD画出，包括节点、单元的划分）2.主要数据（IO，JO，UBW，BRO，X，Y，截面系数等）IOData：{14,12,9,6,4,7,10,13,1,2,3,4,5,8,6,9,12,5,8,11};JOData：{12,9,6,4,7,10,13,15,2,3,4,5,8,11,5,8,11,7,10,13};UBW1 = 12;主梁单元：BRO = -180.0;YE=2.6E+07;塔墩：BRO = -336.50;YE=2.5E+07;斜拉锁索：BRO = -10.0;YE=2.0E+05;X={0.0,0.0,0.0,0.0,0.0,-30.0,30.0,0.0,-60.0,60.0,0.0,-90.0,90.0,-120.0,120.0};Y = {-30.0,-20.0,-10.0,0.0,10.0,0.0,0.0,20.0,0.0,0.0,30.0,0.0,0.0,0.0,0.0 };3.主程序（注意：不需要子程序）#include <iostream>#include <iomanip>#include "Matrix.h"#include "Array.h"#include "Subroutine.h"usingstd::cout;usingstd::endl;int main(){constint NE = 20; //单元总数constint UBW1 = 12; //半带宽数constint M = 6; //单元两端节点自由度总数constint NJ = 15; //节点总数constint NJX = NJ*3; //不考虑约束,全结构的自由度数constint NB1 = 7; //全结构受约束的自由度数constint N = NJX-NB1; //全结构去掉约束后所剩的自由度数Array<int> IO(NE), JO(NE); //单元I,J端节点编号Array<int> RL1(NB1); //受约束位移在整体位移序列中的序号Array<int> RLS(NJX); //约束位移信息表,若第n号位移受约束，则第n个元素为1,其余为0Array<int> CRL(NJX); //约束位移累积表,表示n号位移前共有几个受约束的位移Array<int> NIJ(M); //当前单元两端节点自由度的标号Array<double> X(NJ), Y(NJ); //各节点的X,Y坐标Array<double> XU(N); //去掉约束后结构的位移Array<double> XV(NJX); //结构的全部位移,即扩展后的XUArray<double> P(N); //对应于XU的结构荷载的等价集中力Matrix PIJ(M,1), FIJ(M,1);Array2D<double>A(NE,7);//填充IO,JO, RL1, X,Y数组intIOData[] = {14,12,9,6,4,7,10,13,1,2,3,4,5,8,6,9,12,5,8,11};intJOData[] = {12,9,6,4,7,10,13,15,2,3,4,5,8,11,5,8,11,7,10,13};IO.Assign(ARRAY_ARGS(IOData));JO.Assign(ARRAY_ARGS(JOData));int RL1Data[] = {1,2,3,40,41,43,44};RL1.Assign(ARRAY_ARGS(RL1Data));doubleXData[] = {0.0,0.0,0.0,0.0,0.0,-30.0,30.0,0.0,-60.0,60.0,0.0,-90.0,90.0,-120.0,120.0};doubleYData[] = {-30.0,-20.0,-10.0,0.0,10.0,0.0,0.0,20.0,0.0,0.0,30.0,0.0,0.0,0.0,0.0 };X.Assign(ARRAY_ARGS(XData));Y.Assign(ARRAY_ARGS(YData));//形成约束位移信息表RLS和约束位移累积表CRLfor (inti=1,j=0;i<=NB1;++i){j = RL1(i);RLS(j) = 1;}cout<<"约束位移信息表RLS = "<<endl;for ( i=1;i<=NJX;++i){cout<<std::setw(3)<<RLS(i);if ((i%24)==0) //每输出24个元素换一行cout<<endl;}cout<<endl;int k;for (i=1,k=0;i<=NJX;++i){k=0;for(int j=1;j<=i;++j)k = k+RLS(j);CRL(i) = k;}cout<<"约束位移累积表CRL = "<<endl;for (i=1;i<=NJX;++i){cout<<std::setw(3)<<CRL(i);if ((i%24)==0) //每输出24个元素换一行cout<<endl;}cout<<endl;//形成按等带宽存储的结构整体刚度矩阵和荷载等价集中力cout<<"开始计算总刚:"<<endl;Array2D<double> KO(N,UBW1); //等带宽存储的结构刚度矩阵Matrix R(M,M); //坐标旋转矩阵,即lamda矩阵Matrix RT(M,M); //R矩阵的转置矩阵,可用RT = R.Transpose()求得Matrix KE(M,M); //单元坐标系下的单元刚度矩阵Matrix KR(M,M); //保存中间结果的矩阵,如果使用矩阵连乘,可去掉此中间变量Matrix KS(M,M); //结构坐标系下的单元刚度矩阵Matrix PF1(M,1), PF2(M,1); //单元两端的等价集中力int UBW = 0; //半带宽数double YE = 0.0; //弹性模量double IZ = 0.0, AX = 0.0, BRO = 0.0; //Iz,A,每延米重int I1 = 0, J1 = 0;double L = 0.0, LX = 0.0, LY = 0.0, XM = 0.0,ww=0.0; //L,delta(X),delta(Y),sin(alpha)for (int F=1;F<=NE;++F){if (F <= 8) //主梁单元,F = 1~8{IZ = 2.5;AX = 60.0;BRO = -180.0;YE=2.6E+07;BEMK(IO,JO,KE,I1,J1,YE,AX,IZ,F,L,LX,LY,X,Y,XM); //调用形成单元刚度矩阵的子程序KS = KE; //结构坐标系下与单元坐标系下BEMLOD(BRO,L,XM,PF1,PF2,1); //调用等价集中力PF2 = PF1;ww=L*BRO+ww;}//ifelse if (F <= 14) //塔墩,F = 9~14{AX = 12;IZ=4.6;BRO = -336.50;YE=2.5E+07;BEMK(IO,JO,KE,I1,J1,YE,AX,IZ,F,L,LX,LY,X,Y,XM);BEMR(LX,LY,L,R,RT);BEMLOD(BRO,L,XM,PF1,PF2,1);PF2 = RT*PF1;KS = RT*KE*R;ww=L*BRO+ww;}//else ifelse //斜拉锁索，F= 15~20{AX = 0.2;BRO = -10.0;YE=2.0E+05;RODK(IO,JO,KE,KS,I1,J1,YE,AX,F,L,LX,LY,X,Y,XM);BEMR(LX,LY,L,R,RT);BEMLOD(BRO,L,XM,PF1,PF2,0);PF2 = RT*PF1;KS = RT*KE*R;ww=L*BRO+ww;}//end iffor (int j=1;j<=3;++j) //存放当前计算单元两端位移序号{NIJ(j) = I1+j-1;NIJ(j+3) = J1+j-1;}COMBK(UBW,NIJ,CRL,RLS,KO,KS,P,PF2); //按等带宽存储形成结构刚度矩阵cout<<"F ="<<std::setw(3)<<F<<", UBW ="<<std::setw(3)<<UBW<<endl;}//end forcout<<"计算结构总重："<<endl;cout<<"WW="<<std::setprecision(6)<<std::setw(14)<<ww;cout<<endl;//乔式分解Chols(N,UBW,KO);Cholej(N,UBW,P,XU,KO);//位移数组XU扩展成XVfor (i=1;i<=NJX;++i){if (RLS(i)==1)XV(i) = 0.0;elseXV(i) = XU(i-CRL(i));}//输出接点位移信息cout<<"节点位移XV(i) = "<<endl;for (i=1;i<=NJ;++i){cout<<std::setw(4)<<i;//每个数占18位,保留小数点后7位小数for (int j=1;j<=3;++j)cout<<std::fixed<<std::setprecision(7)<<std::setw(18)<<XV(3*(i-1)+j);cout<<endl;}//计算单元力并存入数组[A]cout<<"开始计算单元力:"<<endl;for (F=1;F<=NE;++F){if (F<=8) //主梁单元,F = 1~10{IZ = 2.5;AX = 60.0;BRO = -180.0;YE=2.6E+07;BEMK(IO,JO,KE,I1,J1,YE,AX,IZ,F,L,LX,LY,X,Y,XM); for (int j=1;j<=3;++j){PIJ(j) = XV(I1+j-1);PIJ(j+3) = XV(J1+j-1);}A(F,1) = F;BEMLOD(BRO,L,XM,PF1,PF2,1);FIJ = KE*PIJ;for(inti=1;i<=6;++i)A(F,i+1) = FIJ(i)-PF1(i);}//ifelse if (F <= 14) //塔墩,F = 11~14{AX = 12;IZ=4.6;BRO = -336.50;YE=2.5E+07;BEMK(IO,JO,KE,I1,J1,YE,AX,IZ,F,L,LX,LY,X,Y,XM); BEMR(LX,LY,L,R,RT);BEMLOD(BRO,L,XM,PF1,PF2,1);ELMFOC(F,R,XV,A,PF1,KE,I1,J1);}//else ifelse //斜拉索,F = 15~20{AX = 0.2;BRO = -10.0;YE=2.0E+05;RODK(IO,JO,KE,KS,I1,J1,YE,AX,F,L,LX,LY,X,Y,XM); BEMR(LX,LY,L,R,RT);BEMLOD(BRO,L,XM,PF1,PF2,0);ELMFOC(F,R,XV,A,PF1,KE,I1,J1);}//end if}//输出数组[A]cout<<"单元力A(i,j) = "<<endl;for (i=1;i<=NE;++i){cout<<std::fixed<<std::setprecision(0)<<std::setw(4)<<A(i,1);for (int j=2;j<=7;++j){//每个数占18位,保留小数点后5位小数cout<<std::fixed<<std::setprecision(5)<<std::setw(18)<<A(i,j);if (j==4) //6个元素分两行显示{cout<<endl;cout<<" "; //输入4个前导空格,使两行数据对齐}}cout<<endl;}//让控制台窗口等待用户输入,以防止程序执行完后直接退出getchar();return 0;}4.计算成果（位移、内力、全桥重）5.正确性分析（对称性分析，力的平衡，节点力的平衡等）1）位移结果正确性分析14号和15号结点铰接，三个位移分量均相同。
桥梁工程教案(2008新版)
《桥梁工程》教案（版权所有，请勿复制）郑州大学水利与环境学院李清富目录第一章绪论 (3)第二章桥梁总体规划和设计原则、程序 (7)第三章作用及作用效应组合 (9)第四章桥面布置与桥面构造 (13)第五章混凝土简支梁桥 (16)第六章圬工和钢筋混凝土拱桥 (36)第七章混凝土连续梁桥 (57)第九章桥梁支座 (70)第十章桥梁墩台 (74)第一章绪论本章主要讲述国内外桥梁建设的发展历史以及桥梁的分类与组成，要求学生重点掌握桥梁的分类方法、各组成部分名称与作用。
1.1 概述1.1.1 桥梁地位和作用（1）桥梁：当道路通过河流、山谷或与其他路线交汇时，所修建的人工结构物，即道路为跨越障碍物所建造的结构物，成为桥梁（涵洞）。
（2）地位和作用：桥梁是道路的重要组成部分，是确保道路畅通的重要环节，在造价上，桥涵一般占道路总造价的10%-20%,而且大桥往往是道路、公路建设控制工程和施工的关键。
在政治、经济和国防上有重要意义，同时与建桥地区经济、工业发展、农业、人民生活等密切相关。
1.1.2 中国桥建史中国是四大文明古国之一，在世界桥建史上写下了不少光辉灿烂的篇章。
我国古代桥梁不但数量惊人，而且类型丰富多彩，几乎包含了近代桥梁中的最主要类型。
（1）史料记载：周文王时代，渭河上架设过大型浮桥；公元35年东汉光武帝时，在今宜都和宜昌之间修建了横跨长江的浮桥。
（2）春秋战国时期：黄河流域遍布梁式木桥。
（3）我国是最早有吊桥的国家：唐朝中期，我国由竹索、藤索发展到用铁链建造吊桥，西方在16世纪才开始建造铁链吊桥，晚中国近千年。
四川泸定县的大渡河铁索桥（1706年）：桥跨100M ，宽2.8M，13条锚固于两岸的铁索组成；四川灌县的安澜竹索桥：全长340M ，8孔，最大跨径61M，由24根竹索组成。
（4）石桥：天然石料加工而成，遍布全国各地，数量在古代居首。
其中：石梁桥（代表）：○11053-1059年，福建泉州的万安桥：长800多米，47孔以磐石铺遍桥位江底，匠心独运的用养殖海生牡蛎的方法胶固桥基使成整体，世界上绝无仅有的造桥方法。
《桥梁结构设计》PPT课件
结构设计应考虑的主要因素
功能 成本 强度
人的个性化需要
结构设计
稳定性
美观
寿命 安全
……….
桥梁的设计的相关知识
（1）桥承受能力与其桥面几何形状的关系 （相同跨度哪种形状承受外部压力最大） 结论：桥梁的承重力跟桥面的结构有关
梁
桥梁结构
弓 型
架
拱
桥
桥
拱
斜
架
拉
桥
桥
悬
悬
梁
索
桥
桥
洛溪桥 番禺大桥
（一）结构设计应考虑的主要因素 （二）桥梁结构的类型及各类桥梁的特点
探究：在某些地震灾区, 居民采用“木板夹心 结构筑墙建房,这种由当地农民创造出的结构 能经受地震的考验, 具有较好的抗震效果。
结束
注意：1、必须以提供的卡纸、吸管纸作为桥的主要材料。 2、 制作时只能使用双面胶粘贴或棉线作为构件间连接材料，不能
用来捆绑桥面。尺只作测量工具,不能作为桥的部分.
作品进行承重破坏性测试——把纸桥放在两支撑物间，在纸桥 的中央，挂上细绳,绳下挂上勾码，直到纸桥结构发生形变破坏， 记下相应砝码重量。
小结
简易携带的凳子结构设计结构设计功能成本强度稳定性美观安全寿命人的个性化需要1桥承受能力与其桥面几何形状的关系相同跨度哪种形状承受外部压力最大结论
《桥梁结构设计》PPT课 件
结构设计的目标及要求
结构设计以一种或几种功能的实现为基本 目标，应满足设计规范，满足使用者的基 本需求。
简单结构的设计案例:
简易携带的凳子结构设计
虎门大桥
珠江大桥 广州丫髻沙大桥
海珠大桥
金门大桥
赵州桥
桥承重
设计要求：以小组为单位共同创作一个能承受重的桥梁结构模型。
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按《桥规》4.1.7条规定，正常使用极限状态的作用 长期效应组合,其公式为：
• 三. 预应力钢束的估算及其布置
根据《公预规》规定，预应力梁应满足正常使用极限状态 的应力要求和承载能力极限状态的强度要求。
等） • 其他（若有）
注意事项
施工计算阶段确定
• 施工过程：主拱圈施工、拱上立柱、吊 杆横梁施工、桥面系施工等。
• 施工阶段： 粗略：按以上施工过程划分； 精细：以上施工过程再细分。
结果的复核
• 技巧： 先定性判断，再定量分析； 分段建模，逐渐增加单元； 图形显示； 善于判断，善于总结； 先运行桥博自检。 • 常见错误： 约束自由度不够或多余； 临时约束不恰当施加、拆除； 施加单元错误； 预应力施加错误； 荷载施加错误。
按《桥规》4.1.6条规定，承载能力极限状态的基本组合， 其公式为
1.2*恒荷载+1.4*汽车荷载 1.2*恒荷载+1.4*汽车荷载+0.8*1.4*人群荷载 1.2*恒荷载+1.4*汽车荷载+
0.7*（1.4*人群荷载+1.1*风荷载） 1.2*恒荷载+1.4*汽车荷载
+0.6*（1.4*人群荷载+1.1*风荷载+1.4*土压力） 1.2*恒荷载+1.4*汽车荷载+0.5*（1.4*人群荷载
基沉陷等 • 内力组合，截面强度、稳定性
拱桥计算步骤
• 施工阶段的计算与主拱材料、施工方法 有关
1) 石拱桥，只需验算裸拱状态下的内力 2) 缆索吊装的钢筋混凝土拱桥，应验算安装阶段
的主拱承载力 3) 钢管拱，需要验算其承载力、稳定
• 绘制构造图
拱桥单元划分原则
• 遵循前面的离散原则 • 控制截面（拱脚、L/8、L/4、3L/8、拱顶
• 方法：导线点法、非导线点法 • 参考点的选取：以方便输入为基本原则 • 竖弯束：照例输入 • 平弯束：照例输入 • 空间束：竖弯、平弯同时进行。要求：
竖弯、平弯的特征点x坐标一致。
拱桥
拱桥计算方法
• 手册法 • 有限元法
拱桥计算步骤
• 细化构造尺寸 • 将拱、拱上建筑离散为杆系单元，注意
刚臂单元、主从节点的合理应用 • 计算恒载内力 • 计算活载内力：汽车、人群、温差、地
• 注意：在有限元分析中，是用杆件的形心来 表示单元的。
• 桥梁博士处理方法：采用相同的节点编号， 不同的节点坐标，程序自动处理为刚臂。
刚臂单元应用举例
连续刚构桥模型
连续梁桥模型
施工计算阶段确定
• 1、连续刚构桥悬臂施工主要过程
施工过程：浇筑桥墩、施工0#块（连续 梁桥临时锚固）、拼装挂篮、浇筑1#块 混凝土、张拉预应力钢束、移动挂篮、 浇筑2#块、张拉预应力钢束…（中间某 个时段支架施工边跨现浇）…直至悬臂 施工完成、边跨合拢、中跨合拢、施工 桥面系。
斜拉桥计算步骤
• 细化截面尺寸 • 确定施工方法（前支点挂篮、后支点挂
篮） • 计算自重、活载作用下斜拉索成桥索力 • 反算斜拉索初始张拉索力 • 模拟施工过程，进行前进分析 • 验算、绘图
（三） 主梁作用效应组合
最后将永久作用和几种可变作用按《桥规》规定组合起 来，以求得各个控制截面的最大弯矩和最大剪力值。
主要内容
桥梁电算的内容及施工方法确定 桥梁单元划分 施工计算阶段的确定 预应力钢束的输入 桥梁计算结果的复核
桥梁电算的内容及施工方法确定
桥梁电算的内容 ✓恒载内力 ✓活载内力 ✓支座沉陷、温度变化引起的附加内力 ✓预应力 ✓变形 ✓应力
桥梁电算的内容及施工方法确定
施工方法 ➢支架法、悬臂施工法、缆索吊装法等 特别提醒:
（一）跨中截面钢束的估算和确定
1.按正常使用极限状态的应力要求估算钢束数
对于简支梁带马蹄的T形截面，当截面混凝土不出现拉应力 控制是，则钢束数n的估算公式：
n
MK
C1•AP fpK(ks eP)
式中：M K ——持久状态使用荷载产生的跨中弯矩标准组合值 C 1 ——与荷载有关的经验系数，对于公路二级， 取用
不同的施工方法对桥梁的最终 内力的影响是不相同的。
连续梁桥、连续刚构桥计算
连续梁桥、连续刚构桥计算
施工方法：悬臂施工 节段划分：根据挂篮设计重量确定节段
长度，通常为3～5m 合龙段：一般为2m 现浇段：根据底板预应力束锚固位置划
分长度
桥梁单元划分
➢杆件相交处 ➢截面突变处 ➢连接处为铰（包括主从节点） ➢施工阶（节）段的分界点 ➢约束位置（临时约束、永久约束等） ➢需要输出的截面影响线位置
施工计算阶段确定
• 2、施工阶段的划分 • 对1个混凝土阶段，实际包括：移动挂篮（拆
除挂篮、安装挂篮）、挂篮加载、挂篮转移锚 固（预应力张拉）3个过程。
• 注意：在第一个节段，只有挂篮安装，无挂篮 拆除。
• 根据以上1、2两点，即可确定施工计算阶段数。
预应力钢束的计算
• 步骤1：按照预定的施工过程，计入挂篮，模拟施工过程， 计算各个截面的内力；
0.565 A P ——一股钢绞线截面积
2. 按承载能力极限状态估算钢束数
根据极限状态的应力计算图式，受压区混凝土达 到极限强度 f c d , 应力图式呈矩形，同时预应力钢束也 达到设计强度 f p d ,则钢束数的估算公式为：
式中：
n
Md hf pd AP
施工阶段单元与节点
结构离散应遵循的原则
• 符合实际结构的构造与受力特点，反映结 构的真实受力（必要时需引入刚臂）；
• 离散后应保持几何不变体； • 本构关系应反映材料的性质。
刚臂单元及其应用
• 适用场合 ✓节点连接处有一个刚性域（如桁架拱，P30）
✓几个杆件的节点不能重合在一起（如连续刚 构桥中的零号块域桥墩，见教材P31）
• 步骤2：计算活载和其它影响下的内力； • 步骤3：荷载组合； • 步骤4：根据规范要求，估算出各个截面的预应力束数； • 步骤5：计算有效预应力； • 步骤6：预应力布束（需满足间距、最小弯曲半径的要
求）；
• 步骤7：分别验算各个截面的应力，当不满足时，调束， 重复步骤5、6、7。
预应力钢束的输入