桥梁设计要点

桥梁设计要点一、设计基本要求二、桥位布置三、桥梁的纵断面设计四、桥梁的横断面设计五、桥梁的平面设计一、设计基本要求目前，我国桥梁设计的基本原则是：适用、经济、安全和美观1、使用上的要求2、强度及构造上的要求3、经济上的要求4、施工上的要求5、美观上的要求使用上的要求使用上的要求适用性是桥梁设计中应当首先考虑的问题。桥上行车道和行人道应有足够的宽度，既能满足当前交通量的需要，也要照顾到日后交通量的增长。桥梁应具有足够的孔径和桥下净空，以满足洪水渲泄、安全行船和桥下交通顺畅。此外，作为永久性建筑物，桥梁结构应保证使用年限，并便于检查、养护和维修。强度及构造上的要求桥梁结构构造应当合理，并具有足够的承载能力，能够保证桥上车辆和行人通畅便利，行驶安全。同时要求在制造、运输、安装、使用过程中应具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性。经济上的要求在适用、安全的前提下，桥梁设计应当体现经济上的合理性。桥梁方案应当通过技术经济比较，构件尺寸应通过精心设计与计算，使材料消耗量最少，造价最低。从经济上考虑时，要考虑综合效益，即运营及养护和维修费用、工期长短等等。施工上的要求桥梁结构应便于制造和安装，尽量采用标准化的装配式结构。在条件许可时，应采用机械化和工厂化施工，采取先进的施工工艺，以加快施工速度，保证工程质量和提高经济效益。考虑到桥梁失事大都发生在施工阶段，因此，如何充分保证桥梁在施工状态的安全和可靠，同样也是设计人员的重要职责。美观上的要求桥梁应以合理的受力结构为基础，通过合理的建筑轮廓，具有美观的外形。特别对于城市和浏览地区的桥梁建筑，应反映时代风貌，注意空间比例、节奏、明暗和稳定感，分清主次，局部服从主体。桥梁美学一座桥要用上几百年，盖得不漂亮，以后看腻了怎么辨。未来桥梁的设计趋势将会是更大、更长、更经济且更美丽。——林同炎我国著名的桥梁美学专家唐寰澄先生在他的文章和专著中多次提到，三个统一性是美的最重要属性，即：1）感性和理性的统一或感觉和意识的统一；2）客观和主观的统一或人和自然的协调统一，即“天人合一”的思想；3）形式和内容的统一，即造型和功能的一致。归纳起来的桥梁美学法则是：多样和统一，协调与和谐，以及比例、对称和韵律。另外还有八纲：即刚柔、动静、阴阳、虚实的矛盾和统一。理解为：设计要有新意，不要抄袭雷同，要同中有异。要和环境协调，结构要求比例匀称，没有画蛇添足的多余装饰，有动感和韵律美。加尔德水道桥桥梁美学全桥体量、空间组合很有规律，比例尺度和谐，加上使用黄色石灰岩砌筑，在翠绿色自然景色的衬托下构成极美的景观，不能不令人叹为观止。赵州桥桥梁美学其大拱叠小拱的造型构思巧妙，结构独创，看上去雄伟中透出秀逸，稳重中犹见轻盈，如“初日出云、长虹卧涧”，已列为世界文化遗产中的珍品。桥梁美学宝带桥建于中唐时代，是现存最长的多孔薄拱薄墩连拱桥（53孔，全长316.8米）。如千尺卧虹，巧夺天工。卢沟桥桥梁美学建于金大定二十九年（公元1189年），成于明昌三年（公元1192年）。全桥有11孔，各孔的净跨径和矢高等均不相等，采用边孔小、中孔逐渐增大的韵律设计，形成了优美的桥型。卢沟桥桥梁美学桥面两侧筑有石栏，石栏往北侧有140个，南侧有141个，石栏柱间距约1.8～2.0米，柱高1.4米，各柱头上刻有石狮，雕饰工巧，姿态各异，或蹲、或伏，或大抚小，或小抱大，头数众多，有“数之辄不尽”之说。据详查记录，石狮共有485头。玉带桥桥梁美学位于北京颐和园内，是最美丽和富于曲线变化的石拱桥。桥全部用白玉琢成，栏杆雕刻精致，造型极美。瓦伦梯桥桥梁美学建于14世纪，桥用于军事防御，并带有较重的宗教色彩。由于军事考虑上的完整性和它高直式的桥塔，桥看上去肃穆整齐，像严阵以待、训练有素的武士一般。罗马十二使徒桥桥梁美学建于文艺复兴时期，人们在浪漫主义思潮影响下，崇尚古典主义建筑艺术，追求形式美，注重比例和谐、外观宏伟与细部雕饰。罗马的纪念性建筑。英国福斯桥桥梁美学建于1882年，规模宏大，结构外露的悬臂式钢桥，全桥用钢5.4万吨，仅铆钉就用了500万根，显示了当时的技术力量。英国福斯桥桥梁美学“在铁制的东西中没有建筑艺术。机械制造每前进一步，东西却越来越丑，一直达到所有丑陋的顶点样品——福斯桥”。——建筑师毛里斯“不知道批评者是否知道自己所讲的是什么？或者他对胆敢批评的桥梁结构是否具有最朦胧的理解”。——设计工程师本杰明·柏克瑞士萨尔基那桥桥梁美学建于1930年，空箱截面三铰拱桥的代表，该桥飞跨阿尔卑斯山，跨径90米，桥全长133米，其拱厚从拱脚到四分点逐步增加，再到拱顶又减薄，给人以不寻常的兴奋之情。德国费曼恩海峡桥桥梁美学立体结构钢拱桥，主跨248.4米，钢拱双肋于拱顶相靠，吊杆为网状钢索，桥墩由上向下缩窄宽度，使桥梁整体以动态形象浮现于开阔的海面上，既均衡稳定又充满活力动感。日本札幌市虹桥桥梁美学其栏杆采用了不同色彩的圆环，既统一又有变化，不仅与桥型优美曲线相呼应，而且在北方皑皑白雪相映下十分生动美丽。日本大阪千本松桥桥梁美学对称均衡为了节约土地，桥梁主体造型以正桥主跨为中轴，其引桥采用螺旋线式的旋转对称式布置，造型优美流畅。哈尔滨松花江大桥引桥北京安慧立交桥桥梁美学三层菱形苜蓿叶式布置日本东京樱桥桥梁美学采用类似立交桥的布局两端对称分叉构思十分巧妙全桥功能合理轻盈而简洁日本葛饰桥桥梁美学非对称均衡位于东京首都高速公路上，两个主塔高度不同，且桥处于S形平曲线上，技术难度很大，全桥形态优美，顺势流畅，是技术与美观、形态与环境有机结合的范例。美国莫瑞河桥桥梁美学桥型设计大胆新颖，曾获美国1978年度的钢桥之美奖。美国金门桥桥塔桥梁美学渐变韵律桥塔从下至上断面渐小，不仅结构受力合理，而且增加了主塔向上的动势与高耸挺拔感。桥梁美学悉尼港大桥和悉尼歌剧院渐变韵律无论是大桥主拱的优美线型还是歌剧院壳体大小变化，都显示着渐变韵律的和谐美。悉尼港大桥和悉尼歌剧院桥梁建筑的风格桥梁美学法国塞纳河桥墩上的雕像桥梁建筑的风格桥梁美学四川龙脑桥龙兽雕刻精美、生动，宛如鬼斧神工，令人流连忘返。这些不仅给桥梁建筑艺术添姿增色，也反映了我国劳动人民的一种喜爱与情趣。桥梁建筑的风格桥梁美学威斯特明斯特桥其色彩、灯柱、栏杆及桥梁形态与背景中的伦敦塔、国会议事堂建筑相映成辉，欧洲古典风格非常浓厚。桥梁建筑的风格桥梁美学广西程阳桥位于广西三江侗族自治区，全长64.6米，共四孔，桥面上建有长廊，五座墩台上各建有五座塔式楼亭，不仅具有独特的民族风格，而且在多雨潮湿地区，还有维护木结构的功能。美学特征——轻巧纤细桥梁美学科歇尔高架桥长1128米，高185米，从横向看桥墩边线带有抛物线状曲线向下扩展，对很高的桥墩增加了柔和优美感，整座桥梁纤细轻盈，毫不妨碍视线。美学特征——轻巧纤细法国米约高架桥桥墩高245米桥梁美学美学特征——轻巧纤细桥梁美学云南元江大桥大桥中桥墩高123.5米，桥长801米，桥面宽22.5米。由云南省交通厅组织建设的这座大桥于2000年5月开工，2003年3月合拢贯通，工程造价1.137亿元.美学特征——连续流畅桥梁美学日本川崎桥其米黄色檐梁非常醒目地显示出桥梁的优美形态与跨越功能桥梁美学桥梁形态与环境协调上海南浦大桥桥梁美学桥梁形态与环境协调控威桥英国爱德华城堡森严壁垒、塔楼高耸，是著名古代遗迹和观光地，通过城堡的的铁索桥，其桥塔形式、材质与城堡完全一样，宛如一体。主梁形态各种桥梁德国多伊茨桥加腋曲线在底翼缘的勾勒下显得非常优美，使得主梁纤细而有生气。主梁形态各种桥梁德国内卡运河桥：梁底曲线缓和而优美，悬臂桥面形成薄的“饰带”，而其阴影又增加了梁的纤细轻巧，加上柔和的乳黄色彩，与自然景色一起构成令人陶醉的画面。桁架梁桥各种桥梁四川三堆子金沙江桥：桁架由交叉斜杆构成，轻巧简洁桁架梁桥各种桥梁日本大阪港大桥：曲弦桁架，其姿态雄伟壮观又优美生动。桥墩各种桥梁奥地利普拉特桥桥墩各种桥梁奥地利罗沙乌阿桥桥墩各种桥梁奥地利埃拉德勃哥桥桥墩各种桥梁日本南港高架桥桥墩各种桥梁桥墩各种桥梁荷兰东舍尔德桥桥墩各种桥梁日本东京湾横断道路桥的桥墩拱桥各种桥梁法国克拉雷克桥：三跨双铰拱桥，其月牙形的桥拱形态优美、轻盈拱桥各种桥梁九江大桥空腹拱桥各种桥梁法国维尔纳夫桥空腹拱桥各种桥梁湖南乌巢河桥主跨为120米，双肋石拱桥，世界上最大跨径的石拱桥。空腹拱桥各种桥梁重庆万县长江大桥主跨为420米，世界上最大跨径的钢筋混凝土拱桥。桁架拱桥各种桥梁新河峡谷桥从远处看，桥梁巨大的跨度与纤细的结构形式形成强烈对比，惊心动魄，叹为观之。纽约巴约纳大桥纽约巴约纳大桥纽约巴约纳大桥纽约巴约纳大桥桁架拱桥各种桥梁河南嵩县大桥组合体系拱桥各种桥梁日本长柄桥提篮式造型显示了抗风与压曲的稳定形态，两根拱肋向内靠拢，横向连接简洁，是技术与美观结合的典范。2006年度尤金·菲戈奖刚构桥各种桥梁日本岩大桥圆柱形桥墩与主梁一体似机翼一般，在蓝色海湾的衬托下形态非常简洁、优美，延伸感很强。刚构桥各种桥梁荷兰布里尔斯马斯桥：V形刚构桥墩刚构桥各种桥梁江苏丰城赣江桥：Y形刚构桥墩刚构桥各种桥梁黄石长江大桥：5跨连续刚构桥，双薄壁墩悬索桥各种桥梁日本明石海峡大桥：主跨1991米（世界第一）斜拉桥各种桥梁美国曲线斜拉桥桥身奇巧的曲弯弧度自然连接两岸，是结构与地理环境结合的典范。各种桥梁斜拉桥(巴西)奥利维尔大桥：世界首座X型双道索桥大桥于2008年五月通车。桥高138米，它的独特之处在于两条交差(呈现为X型)桥身和一座X型的支撑吊塔。斜拉桥各种桥梁西班牙阿拉米罗桥斜拉桥各种桥梁日本东京羽田机场的斜拉桥附属设施各种桥梁栏杆上的曲线造型附属设施各种桥梁栏杆造型附属设施各种桥梁现代感强的灯柱附属设施各种桥梁各种民族风格的灯柱二、桥位布置桥位选择要服从路线的总方向；大、中型桥要路桥综合考虑；小桥应绝对服从路线走向。一般情况下，在详尽的设计调查资料的基础上初选2~5个桥位，综合比较，找出最合理的桥位。三、纵断面设计1、确定总跨径2、桥梁的分孔3、桥道标高的确定4、桥梁纵坡确定总跨径总跨径是反映桥梁泄洪能力的重要指标。总跨径应根据水文计算确定，必须保证足够的排洪面积，使河床不产生较大的冲刷；桥梁的分孔跨径大、孔数少——上部结构造价高、墩台的造价低；反之相反。确定原则：上、下部结构的总造价最低；满足通航的净宽要求；符合合理的跨径比例；取决于施工能力。桥梁分孔是设计中最基本、最复杂的问题。桥道标高的确定非通航河道根据设计洪水位及桥下通航需要的净空来确定。通航净空要根据航道等级来确定净高、净宽、上底宽及侧高。桥梁纵坡当桥梁受到两岸地形限制时，允许修建坡桥，但大、中桥面纵坡不宜大于4%，位于市镇交通繁忙处的桥梁，其桥面纵坡不得大于3%。四、横断面设计桥梁横断面的设计，主要是决定桥面的宽度和桥跨结构横截面的布置。横断面设计桥面宽度取决于桥上行人和行车的交通需要。根据公路等级确定桥面净空限界。横断面设计行车道：2×净—7.5，2×净—7.0，净—9.0，净—7.0和净—4.5，与公路等级有关。数字指行车道净宽度，单位：米人行道：0.75、1.0、1.5、2.0，…自行车道：1米，一般不少于两条安全带：宽度不小于0.25m，高为0.25m~0.35m栏杆：高0.8~1.2m，间距1.6~2.7m五、桥梁平面布置桥梁的线形及桥头引道要保持平顺，使车辆能平稳地通过。小桥涵的线形及其与公路的衔接，可按路线的要求布置。大中桥梁的线形一般为直线。当桥面受到两岸地形限制时，允许修建曲线桥，曲线的各项指标应符合路线的要求。也允许修建斜桥，斜度一般不大于45o，通航河流上不宜大于5o。