【1】【按主要承重結(jié)構(gòu)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。
橋梁按橋梁上部結(jié)構(gòu)的建筑材料分 有木橋、石橋、混凝土橋、鋼筋混凝土橋、預(yù)應(yīng)力混凝土橋(有時(shí)三者統(tǒng)稱混凝土橋)、鋼橋和結(jié)合梁橋等。木橋易腐蝕多用于臨時(shí)性橋梁。
石料和混凝土抗壓強(qiáng)度高而抗拉強(qiáng)度低,主要用于拱橋。鋼筋混凝土橋?yàn)槟蛪旱幕炷梁涂估⒖箟盒阅芫玫匿摻罱Y(jié)合而成的橋,主要用于跨度不大的梁式橋和拱橋。
預(yù)應(yīng)力混凝土橋是采用高強(qiáng)度鋼筋(絲)和高標(biāo)號(hào)混凝土建成,可達(dá)到比鋼筋混凝土大得多的跨度,可采用的結(jié)構(gòu)體系也比鋼筋混凝土橋廣泛得多。鋼橋用結(jié)構(gòu)鋼制造,現(xiàn)常用于實(shí)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(yōu)點(diǎn)是施工速度較快,跨越能力大;缺點(diǎn)是用鋼量較多,維修費(fèi)大。結(jié)合梁橋也稱組合梁橋,是由兩種不同建筑材料結(jié)合而成的橋,通常指用鋼梁和鋼筋混凝土橋面板結(jié)合而成的橋,可以節(jié)省鋼材。
此外,還有用輕質(zhì)混凝土、鋁合金、玻璃鋼等建筑材料建造的橋梁。【2】【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(diǎn)(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(yùn)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(shè)計(jì)中,由于橫向穩(wěn)定、剛度和風(fēng)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(jié)構(gòu)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(gè)平面上;也可布置在同一平面上,將公路設(shè)置在鐵路兩側(cè),但運(yùn)營(yíng)性能較差。
城市橋的構(gòu)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(zhǎng)度和填土數(shù)量;在通行混合交通時(shí),橋梁縱坡不宜大于2%;設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮公用事業(yè)管線(電信、照明、自來水、暖氣和雨水管等)的過橋設(shè)置,不得妨礙橋梁的維修和養(yǎng)護(hù),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(shè)。城市橋應(yīng)視為重要的藝術(shù)建筑之一,應(yīng)注意橋梁本身的造型要和周圍的景觀協(xié)調(diào),對(duì)橋頭堡、欄桿、燈柱的藝術(shù)要求也高。
城市橋上游人樂于駐足,以選用不影響眺覽風(fēng)景的上承式橋梁為最好。此外,尚有人行橋、飛機(jī)場(chǎng)橋、運(yùn)河橋、給水橋(渡橋)和供油、供氣、供煤粉的管道橋等。
橋梁按跨越障礙分 有跨河橋、跨谷橋、跨線橋和高架線路橋等。跨河橋的長(zhǎng)度和高度,應(yīng)滿足泄洪和通航的要求,在主河槽部分的橋梁稱為正橋,跨度較大;其余部分稱為引橋,其跨度一般由經(jīng)濟(jì)條件確定,宜優(yōu)先選用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)(見橋梁標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì))。
跨谷橋的長(zhǎng)度和高度由地形決定。跨線橋?yàn)榫€路(公路、鐵路等)立體交叉時(shí),一條線路跨越另一條線路的橋梁,也稱立交橋;如在地下穿過既有線路的稱為地道橋。
高架線路橋是修建于地面或道路上空,供車輛行駛的旱橋,是一種用橋梁結(jié)構(gòu)代替路堤的高架線路,可以避免線路平面交叉,提高交通運(yùn)輸能力。【3】【按橋面位置分】 有上承式橋、中承式橋、下承式橋和雙層橋。
將橋面布置在主要承重結(jié)構(gòu)之上的稱為上承式橋(圖4a、b),在主要承重結(jié)構(gòu)下緣附近的稱為下承式橋(圖3);介于上、下緣之間的稱為中承式橋;上下緣均設(shè)橋面的稱為雙層橋。上承式橋具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、容易養(yǎng)護(hù)、制造架設(shè)方便,節(jié)省墩臺(tái)圬工數(shù)量以及視野開闊等優(yōu)點(diǎn),在橋梁設(shè)計(jì)中常優(yōu)先選用。
中、下承式橋都具有橋梁建筑高度小的優(yōu)點(diǎn),視設(shè)計(jì)要求而用。雙層橋多用于公鐵兩用橋。
按橋梁平面的形狀分 有正交橋、斜橋和彎橋。正交橋的橋梁中心線和主河槽的流向(或被跨越線路的中心線)正交。
斜橋的中心線和主河槽流向斜交。斜交的度數(shù)一般用橋梁的中心線和支承線的法線交角表示。
斜橋受力和構(gòu)造都較復(fù)雜,用材料也多。彎橋是主要承重結(jié)構(gòu)軸線順著線路曲線布置的橋,其受力和構(gòu)造也較復(fù)雜;為便于行車,橋面應(yīng)按線路要求設(shè)置超高及加寬。
橋梁按制造方法分 混凝土橋分就地灌筑橋和裝配式橋兩類。后者的構(gòu)件在工廠(場(chǎng))中預(yù)制,運(yùn)往工地拼裝架設(shè),其優(yōu)點(diǎn)可使橋梁制造工業(yè)化、機(jī)械化,降低成本,提高速度,而且質(zhì)量也有保證。
也有兩者結(jié)合的裝配、現(xiàn)澆式混凝土橋。鋼橋一般都是裝配式的。
【4】【按橋梁長(zhǎng)度分】 橋梁在技術(shù)要求和養(yǎng)護(hù)設(shè)施等方面需要按橋梁長(zhǎng)度進(jìn)行分類。按使用期限分 有臨時(shí)性橋、永久性橋和半永久性橋。
臨時(shí)性橋的構(gòu)造簡(jiǎn)易,僅在有限的短期內(nèi)使用或在永久性橋未建成以前供維持交通之用。永久性橋?yàn)殚L(zhǎng)期使用的橋梁,需按規(guī)定的設(shè)計(jì)洪水頻率、橋面寬度和檢查維修設(shè)備等進(jìn)行設(shè)計(jì)。
半永久性橋一般是下部結(jié)構(gòu)按永久性橋設(shè)計(jì),而上部結(jié)構(gòu)是臨時(shí)性的。其他特殊橋梁 有活動(dòng)橋、軍用橋與漫水橋等。
活動(dòng)橋是橋跨結(jié)構(gòu)可以移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng),以擴(kuò)大或開放橋下自由通道的橋梁,多用于河流下游靠近入海的港口處。軍用橋是為軍事目的而設(shè)的臨時(shí)性橋梁,用以跨越河流、峽谷溝壕、與彈坑等障礙,通常要求材料重量輕而強(qiáng)度高,構(gòu)件可以互換,拆裝簡(jiǎn)便,能迅速組裝。
我是做施工的,不過橋梁設(shè)計(jì)我是專業(yè)畢業(yè)的,我給你說說我了解的。
第一步設(shè)計(jì)階段主要是勘察階段,地質(zhì)水文勘查,需要了解橋梁的地基基礎(chǔ)承載力,地質(zhì)構(gòu)造,以及河道的水文情況,這些工作做好后,進(jìn)行計(jì)算,通過一些經(jīng)驗(yàn)公式和承載力結(jié)算,首先進(jìn)行橋梁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。 這個(gè)過程需要勘查單位來做勘查,具體的需要勘查資質(zhì)的勘查院出具勘查報(bào)告后,進(jìn)行下一步設(shè)計(jì)。
基礎(chǔ)設(shè)計(jì)主要是一些計(jì)算,一般采用樁基礎(chǔ),具體的河道規(guī)模確定基礎(chǔ)的形式,主要的基礎(chǔ)形式有摩擦樁基礎(chǔ),沉井基礎(chǔ),大型重力基礎(chǔ)等等吧,具體的需要依據(jù)具體情況來定,一般的如果河道規(guī)模較大,并且可以通航的都是采用大型基礎(chǔ),沉井基礎(chǔ)等,一般的季節(jié)性河道采用樁基礎(chǔ)比較多。 摩擦樁基礎(chǔ)需要進(jìn)行計(jì)算得出樁徑及有效樁長(zhǎng),這部分需要進(jìn)行樁計(jì)算,賠筋都是有比例的,一般應(yīng)該都是體積比。
混凝土采用多少號(hào)的等等。 然后按照從下到上的步驟進(jìn)行設(shè)計(jì),樁向上接柱或者做聯(lián)系梁,主要是樁和蓋梁部分的接觸位置如何設(shè)計(jì)的問題。
接下來應(yīng)該是設(shè)計(jì)橋臺(tái)部位,采用何種方式橋臺(tái)。 橋臺(tái)蓋梁都結(jié)束后,可以設(shè)計(jì)混凝土梁。
這個(gè)要看具體情況來分析確定,多用的梁主要有簡(jiǎn)支梁設(shè)計(jì),混合梁設(shè)計(jì),或者非簡(jiǎn)支梁設(shè)計(jì),剛構(gòu)梁設(shè)計(jì)等等。主要形式有預(yù)應(yīng)力混凝土箱形梁,T型梁,帶翼板的箱形梁,還有現(xiàn)澆的剛構(gòu)梁等等。
主要采用哪一種,需要綜合考慮,造價(jià),規(guī)模,還有交通量,交通量是個(gè)很重要的參數(shù),遠(yuǎn)景交通量的估計(jì),道路所處的等級(jí)都是需要重要考慮的部分,這部分計(jì)算也直接決定基礎(chǔ)的采用形式。 梁設(shè)計(jì)完成后,需要出梁的設(shè)計(jì)圖,邊梁設(shè)計(jì),鋼筋布置等等,最好配好鋼筋數(shù)量。
梁設(shè)計(jì)好了,就再向上,需要做橋面,一般的先設(shè)計(jì)防水,然后找平層,然后是粘層,然后上面做橋面,是混凝土結(jié)構(gòu),還是瀝青混凝土結(jié)構(gòu)路面,這個(gè)部分需要看甲方意見,主要還是結(jié)合道路,車流量等等,當(dāng)?shù)赜袥]有腐蝕性酸雨等等。一般的南方采用水泥混凝土居多,北方采用黑路面居多。
橋面的設(shè)計(jì)一定要制定材料型號(hào)等等,對(duì)了,忘記一塊,就是支座部分,在蓋梁橋臺(tái)上部作橋梁支座,一般都是橡膠支座,也有采用球形鋼支座的,這個(gè)需要計(jì)算,總之橋梁的設(shè)計(jì)主要還是計(jì)算。 你橋面設(shè)計(jì)好后,主體結(jié)構(gòu)就完成了,附屬構(gòu)筑物需要進(jìn)行設(shè)計(jì),如橋護(hù)坡,使用錐坡還是什么的,采用塊石還是片石,橋上排水設(shè)計(jì),欄桿設(shè)計(jì),人行道設(shè)計(jì)等等需要進(jìn)行設(shè)計(jì),最好交通設(shè)計(jì)。
但是你也要清楚一點(diǎn),整個(gè)強(qiáng)梁的設(shè)計(jì)出來后,要做一定的模擬力學(xué)分析,主要是對(duì)橋梁整體受力進(jìn)行力學(xué)模擬分析,一般這個(gè)軟件是有限元,那個(gè)我不是明白,不過一般橋梁設(shè)計(jì)院都應(yīng)該有這個(gè)軟件,這個(gè)軟件價(jià)錢不菲,所以不是很好學(xué)習(xí)。 希望能夠幫助你,我道橋施工都可以做,如果你們有信息可以和我分享,我的郵箱:davey7@139.com。
現(xiàn)行公路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參照《公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》JTG D64-2015執(zhí)行。
設(shè)計(jì)方法有:
一、整體部分
1、根據(jù)確定橋梁跨徑選擇橋梁形式,如:斜拉橋、懸索橋、拱橋、桁架橋等;
2、根據(jù)橋梁形式選擇梁截面型式,如:鋼板梁、鋼箱梁、鋼桁架、鋼管結(jié)構(gòu)、鋼-混組合梁等;
3、根據(jù)選定的橋型及梁截面型式,選擇材料及設(shè)計(jì)指標(biāo);
4、斜拉橋、懸索橋還要做選擇鋼塔、纜索系統(tǒng);
5、整體結(jié)構(gòu)計(jì)算。
二、局部
1、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì):焊接、鉚接、栓接;
2、局部承載力極限狀態(tài)計(jì)算;
3、局部正確使用極限狀態(tài)計(jì)算
三、附屬
1、鋼橋面鋪裝設(shè)計(jì);
2、防護(hù)及維護(hù)設(shè)計(jì);
3、支座及伸縮縫設(shè)計(jì)。
按主要承重結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的建筑材料分 有木橋、石橋、混凝土橋、鋼筋混凝土橋、預(yù)應(yīng)力混凝土橋(有時(shí)三者統(tǒng)稱混凝土橋)、鋼橋和結(jié)合梁橋等。木橋易腐蝕多用于臨時(shí)性橋梁。石料和混凝土抗壓強(qiáng)度高而抗拉強(qiáng)度低,主要用于拱橋。鋼筋混凝土橋?yàn)槟蛪旱幕炷梁涂估⒖箟盒阅芫玫匿摻罱Y(jié)合而成的橋,主要用于跨度不大的梁式橋和拱橋。預(yù)應(yīng)力混凝土橋是采用高強(qiáng)度鋼筋(絲)和高標(biāo)號(hào)混凝土建成,可達(dá)到比鋼筋混凝土大得多的跨度,可采用的結(jié)構(gòu)體系也比鋼筋混凝土橋廣泛得多。鋼橋用結(jié)構(gòu)鋼制造,現(xiàn)常用于實(shí)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(yōu)點(diǎn)是施工速度較快,跨越能力大;缺點(diǎn)是用鋼量較多,維修費(fèi)大。結(jié)合梁橋也稱組合梁橋,是由兩種不同建筑材料結(jié)合而成的橋,通常指用鋼梁和鋼筋混凝土橋面板結(jié)合而成的橋,可以節(jié)省鋼材。
此外,還有用輕質(zhì)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(diǎn)(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(yùn)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(shè)計(jì)中,由于橫向穩(wěn)定、剛度和風(fēng)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(jié)構(gòu)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(gè)平面上;也可布置在同一平面上,將公路設(shè)置在鐵路兩側(cè),但運(yùn)營(yíng)性能較差。城市橋的構(gòu)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(zhǎng)度和填土數(shù)量;在通行混合交通時(shí),橋梁縱坡不宜大于2%;設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮公用事業(yè)管線(電信、照明、自來水、暖氣和雨水管等)的過橋設(shè)置,不得妨礙橋梁的維修和養(yǎng)護(hù),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(shè)。城市橋應(yīng)視為重要的藝術(shù)建筑之一,應(yīng)注意橋梁本身的造型要和周圍的景觀協(xié)調(diào),對(duì)橋頭堡、欄桿、燈柱的藝術(shù)要求也高。城市橋上游人樂于駐足,以選用不影響眺覽風(fēng)景的上承式橋梁為最好。
一、設(shè)計(jì)方法:
1、方案構(gòu)思與結(jié)構(gòu)選型
根據(jù)競(jìng)賽規(guī)則要求,我們從模型設(shè)計(jì)的要求、模型制作材料的性能、加載形式和制作方便程度等方面出發(fā),采用白卡紙、白乳膠和白棉線設(shè)計(jì)制作了橋梁模型。
為了達(dá)到輕簡(jiǎn)抗撓的效果,通過對(duì)穩(wěn)定性的分析,我們采用了懸索與拱橋組合的結(jié)構(gòu)。簡(jiǎn)支梁是我們結(jié)構(gòu)的核心部分,為了增加其的剛度和穩(wěn)定性,在接點(diǎn)出增加了承臺(tái),兩條梁用棉線綁扎固定。
2.模型規(guī)格:
1)模型總跨度1050mm,橋面寬220mm,橋面高
差>150mm。
2) 橋梁模型設(shè)計(jì)為雙跨不對(duì)稱結(jié)構(gòu),左跨300mm右跨
650mm,每個(gè)車道寬100mm。
3.) 受力構(gòu)件設(shè)計(jì)
a) 核心部分為支架簡(jiǎn)支梁。橋面板和簡(jiǎn)支梁的組合,作為壓彎系統(tǒng),承擔(dān)結(jié)構(gòu)的整體受壓、受彎;
b) 簡(jiǎn)支梁之間用棉線綁扎為了增加簡(jiǎn)支梁的穩(wěn)定性; c) 多層梁組合作為抗拉系統(tǒng),承擔(dān)橋梁變形由簡(jiǎn)支梁傳遞過來的的拉力。
二、設(shè)計(jì)過程:
1.材料性能分析
白卡紙:A0圖紙。此模型設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是抵抗均布載荷和動(dòng)載過程對(duì)橋梁產(chǎn)生的屈 曲、斷裂、磨損以及彎曲等破壞。所以考慮到白卡紙具有兩考的抗拉性能,而且通過簡(jiǎn)易的構(gòu)建制作,能夠大大提高白卡紙的強(qiáng)度。組合成一個(gè)具有良好結(jié)構(gòu)體系的橋模型。發(fā)揮紙所體現(xiàn)出的鋼的特性。
乳白膠:粘結(jié)力強(qiáng),滿足結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn),使紙間緊密結(jié)合。缺點(diǎn)是濕度 大,不易干燥,干燥后硬度強(qiáng),但容易產(chǎn)生脆性破壞。
棉線:韌性較好,材質(zhì)較輕,易于綁扎節(jié)點(diǎn)與乳白膠配合使用可以使結(jié)構(gòu)更加牢固,還可以承受一定的拉力。
2.結(jié)構(gòu)選型
此模型設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是抵抗靜載加載砝碼對(duì)橋梁產(chǎn)生的彎矩總和,利用好卡紙自身抗拉的力學(xué)特性。再者組合梁結(jié)構(gòu)綜合應(yīng)用了剛性構(gòu)件抗彎剛度高的優(yōu)點(diǎn),結(jié)構(gòu)可以做到結(jié)構(gòu)自重相對(duì)較輕,體系的剛度和穩(wěn)定性相對(duì)較大,因而可以承受較大的載荷。
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