《桥梁计算方法》PPT课件.ppt

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1、桥梁计算简介桥梁计算简介1.1.桥梁的种类桥梁的种类2.2.桥梁计算介绍桥梁计算介绍3.3.计算书要求计算书要求1.1.桥梁的种类桥梁的种类1、梁式梁式2、拱桥、拱桥3、斜拉桥、斜拉桥4、悬索桥、悬索桥1、梁式、梁式简支梁桥：简支梁桥：上部结构由两端简单支承在墩台上上部结构由两端简单支承在墩台上的桥梁，是静定结构。的桥梁，是静定结构。开封黄河大桥开封黄河大桥开封黄河大桥：开封黄河大桥：桥桥全全长长，共共108孔孔，其其中中77孔孔为为跨跨径径50m的的预预应应力力混混凝凝土土简简支支T型型梁梁，其其余余31孔孔跨跨径径为为20m。桥桥宽宽：机机动动车车道道，非非机机动动车车道道人人行行道道两两

2、侧侧个个。下下部部结结构构为为单单排排双双柱柱式式墩墩，直直径径220cm大大直直径径钻钻孔孔灌灌注注桩桩基基础。础。1、梁式、梁式连续梁桥：连续梁桥：上部结构由连续跨过三个以上支座的桥梁。在较大跨上部结构由连续跨过三个以上支座的桥梁。在较大跨径时较简支梁经济，且桥墩宽度小，节省材料，接缝少，径时较简支梁经济，且桥墩宽度小，节省材料，接缝少，行车平顺。但连续梁为超静定结构，适用于地质良好的桥行车平顺。但连续梁为超静定结构，适用于地质良好的桥位处。位处。杭州钱塘江二桥杭州钱塘江二桥杭州钱塘江二桥杭州钱塘江二桥为公路、铁路并行分离的公路、铁路为公路、铁路并行分离的公路、铁路两用桥。当时国内最长的预

3、应力混凝土两用桥。当时国内最长的预应力混凝土箱箱型连续梁型连续梁。公路、铁路正桥均为。公路、铁路正桥均为18孔一联孔一联预应力混凝土箱形连续梁。基础采用钻孔预应力混凝土箱形连续梁。基础采用钻孔灌注桩。公路桥按高速公路标准设计，桥灌注桩。公路桥按高速公路标准设计，桥宽宽20m，4车道，全长。铁路桥全长。车道，全长。铁路桥全长。1、梁式、梁式钢桁梁桥：钢桁梁桥：桁梁桥构造简单，施工方便，工桁梁桥构造简单，施工方便，工期短、造价低、且易维修。期短、造价低、且易维修。钱塘江大桥钱塘江大桥（1937）钱塘江大桥：钱塘江大桥：为中国工程师自己设计并建造的为中国工程师自己设计并建造的公路铁路两用公路铁路两用

4、简支钢桁梁桥简支钢桁梁桥。全长。全长1453米，上层设双车道公路，宽米，米，上层设双车道公路，宽米，下层为单线铁路。正桥下层为单线铁路。正桥18孔，由简支孔，由简支上承式钢板梁与简支钢桁梁组成。正上承式钢板梁与简支钢桁梁组成。正桥主要采用空心钢筋混凝土桥墩、气桥主要采用空心钢筋混凝土桥墩、气压沉箱基础。压沉箱基础。武汉长江大桥（武汉长江大桥（1957）武汉长江大桥：武汉长江大桥：中国第一座跨越长江的公路铁路中国第一座跨越长江的公路铁路两用两用钢桁架桥钢桁架桥。上层为公路，行车道。上层为公路，行车道宽宽18米，两侧人行道各宽米，下层为米，两侧人行道各宽米，下层为双线铁路。正桥有双线铁路。正桥有9

5、孔，共长米，包孔，共长米，包括括3联联3孔平行弦连续桁架，每孔跨度孔平行弦连续桁架，每孔跨度128米，桁高米，桁高16米。米。2、拱桥、拱桥圬工拱桥圬工拱桥石拱桥以及拱圈不配钢筋的混凝石拱桥以及拱圈不配钢筋的混凝土拱桥，跨越能力较小。我国公路桥土拱桥，跨越能力较小。我国公路桥中中70%为拱桥。由于我国是一个多山为拱桥。由于我国是一个多山的国家，石料资源丰富，因此拱桥取的国家，石料资源丰富，因此拱桥取材以石料为主。材以石料为主。赵州桥赵州桥 赵州桥赵州桥 赵州桥赵州桥世界上现存最早、保存最好的巨大石拱桥，世界上现存最早、保存最好的巨大石拱桥，建于隋代开皇年间（建于隋代开皇年间（581601），距

6、今已有），距今已有1400多年历史，被誉为多年历史，被誉为华北四宝之一华北四宝之一。赵州。赵州桥是一座弧形桥是一座弧形单孔石拱桥单孔石拱桥。桥全长米，拱顶宽。桥全长米，拱顶宽9米，两端宽米，跨径米在桥两端的石拱上，辟米，两端宽米，跨径米在桥两端的石拱上，辟有两个券洞，这种结构叫有两个券洞，这种结构叫敞肩拱敞肩拱，拱矢高米。，拱矢高米。这些敞开的小拱在减轻桥身的重量同时，又起这些敞开的小拱在减轻桥身的重量同时，又起到减少流水冲力的作用。这在当时是世界桥梁到减少流水冲力的作用。这在当时是世界桥梁中的首创。中的首创。宁海越溪桥宁海越溪桥宁海越溪桥：宁海越溪桥：桥主孔为净跨桥主孔为净跨75m的的预应力

7、混凝土桁预应力混凝土桁架拱架拱，拱矢度为，拱矢度为1/9；边孔为净孔；边孔为净孔40m的双的双曲拱，中墩为钢筋混凝土高桩承台，石砌曲拱，中墩为钢筋混凝土高桩承台，石砌箱形墩身。箱形墩身。卢浦大桥卢浦大桥（2003）卢浦大桥卢浦大桥（2003）卢浦大桥施工卢浦大桥施工 卢浦大桥：卢浦大桥：世界上跨径（世界上跨径（550米）最大的米）最大的拱形桥拱形桥，大桥主桥为全钢结构，大桥全长大桥主桥为全钢结构，大桥全长3900米，米，其中主桥长其中主桥长750米，宽米，采用一跨过江，米，宽米，采用一跨过江，整座主桥结构用钢量达整座主桥结构用钢量达35000多吨，主桥建多吨，主桥建造中融合了斜拉桥、拱桥、悬索

8、桥三种不造中融合了斜拉桥、拱桥、悬索桥三种不同类型桥梁施工工艺于一身。同类型桥梁施工工艺于一身。3、斜拉桥、斜拉桥组合梁斜拉桥组合梁斜拉桥组组合合梁梁及及钢钢斜斜拉拉桥桥系系桥桥跨跨结结构构由由钢钢结结合合梁梁与与斜斜向向拉拉索索组组成成的的斜斜拉拉桥桥.钢钢结结合合梁梁由由钢钢梁梁与与钢钢筋筋混混凝凝土土桥桥面面板板组组合合而而成成,较较预预应应力力混混凝凝土土轻轻,建建筑筑高高度度小小,跨越能力大跨越能力大,施工速度快施工速度快.杨浦大桥杨浦大桥（1993）杨浦大桥杨浦大桥(1993)杨浦大桥杨浦大桥主主桥桥为为双双塔塔三三孔孔结结合合梁梁斜斜拉拉桥桥，分分跨跨为为243+602+243米

9、米，其其跨跨度度曾曾经经在在世世界界斜斜拉拉桥桥中中排排行行第第三三，于于1993年年底底建建成成通通车车。桥桥宽宽米米，共共设设6车车道道。离离浦浦江江水水面面为为48米米，桥桥下下可可畅畅通通万万吨吨级级以以上上船船舶舶。挺挺拔拔高高耸耸的的208米米主主塔塔似似一一把把利利剑剑直直刺刺穹穹苍苍，塔塔的的两两侧侧32对对钢钢索索连连接接主主梁梁，每每座座索索塔塔两两侧侧各各有有32对对拉拉索索，全全桥桥共共256根根。最最大大索索长长330m，拉拉索索最最大大断断面面由由313根根直直径径7高高强强钢钢丝丝组成。组成。4、悬索桥、悬索桥悬悬索索桥桥是是以以悬悬索索为为主主要要承承重重结结构

10、构,与与桥桥塔塔、吊吊杆杆、锚锚锭锭和和桥桥面面结结构构组组成成的的缆缆索索承承重重桥桥.悬悬索索承承受受拉拉力力,现现在在主主要要由由高高强强钢钢丝丝制制成成.是是目目前前跨跨越越能能力力最最大的桥梁大的桥梁.泸定桥泸定桥(1706)泸定桥泸定桥(1706)泸定桥泸定桥始始建建于于清清康康熙熙44年年（1705年年），桥桥长长103米米，宽宽3米米，13根根铁铁链链固固定定在在两两岸岸桥桥台台落落井井里里，9根根作作底底链链，4根根分分两两侧侧作作扶扶手手，此此桥桥每每根根铁铁链链约约重重吨吨，由由890个个扁扁环环左左右右扣扣联联在在一一起起，上上铺铺木木板板形形成成桥桥面面。桥桥之之两两

11、端端，各各有有1座座20米米高高的的桥桥台台，内内置置若若干干铁铁桩桩，13根根铁铁链链铆铆定定其其上上。桥桥台台自自重重作作为压重，承受铁索的巨大拉力。为压重，承受铁索的巨大拉力。润扬大桥润扬大桥（2005）润扬大桥润扬大桥（2005）润扬长江公路大桥润扬长江公路大桥为目前我国第一大跨径的组合型桥梁，第一大为目前我国第一大跨径的组合型桥梁，第一大跨径跨径：主桥是目前中国第一、世界第三、主跨：主桥是目前中国第一、世界第三、主跨径长径长1490米钢梁悬索桥米钢梁悬索桥。第一大第一大锚碇锚碇：锚碇要：锚碇要承受承受万吨的主缆拉力万吨的主缆拉力，锚体由近，锚体由近6万立方米混凝万立方米混凝土浇筑而成

12、。土浇筑而成。第一高塔：第一高塔：悬索桥索塔高达米悬索桥索塔高达米，第一长缆：悬索桥主缆缠丝采用的是国内首次第一长缆：悬索桥主缆缠丝采用的是国内首次使用的使用的“S”型钢丝，两根主缆每根长型钢丝，两根主缆每根长2600米，米，为国内第一长缆。为国内第一长缆。第一重第一重钢箱梁钢箱梁：大桥悬索桥：大桥悬索桥桥面钢箱梁宽米，高桥面钢箱梁宽米，高3米，钢箱梁共有米，钢箱梁共有93节，总节，总重量为重量为21000余吨，最大一节钢箱梁重达余吨，最大一节钢箱梁重达506吨，吨，是目前国内最重的。是目前国内最重的。金门大桥金门大桥（1937）金门大桥金门大桥跨跨度达度达1280米米，桥塔高，桥塔高227米

13、，每米，每根钢索直径根钢索直径米、重万吨，米、重万吨，由由27000根根钢丝绞成。钢丝绞成。1937年年5月月建成。建成。2.2.桥梁计算简介桥梁计算简介一、简支梁一、简支梁（静定）（静定）等截面梁等截面梁变截面梁变截面梁横截面型式横截面型式桁架桁架2.2.桥梁计算简介桥梁计算简介二、连续梁二、连续梁（静不定）（静不定）等截面梁等截面梁梁刚度变化内力也变化梁刚度变化内力也变化2.2.桥梁计算简介桥梁计算简介三、其它三、其它通用计算软件：通用计算软件：例如：例如：ANSYS小型软件：小型软件：SMSOLVER2.2.桥梁计算简介桥梁计算简介四、压杆稳定四、压杆稳定临界载荷临界载荷Fcr大柔度（细

14、长）压杆：大柔度（细长）压杆：中柔度、小柔度中柔度、小柔度2.2.桥梁计算简介桥梁计算简介五、刚度五、刚度不能变形过大不能变形过大2.2.桥梁计算简介桥梁计算简介五、动载荷五、动载荷加载方式的影响加载方式的影响（快、慢）（快、慢）3.3.计算书要求计算书要求“结构设计大赛结构设计大赛”，强调的是，强调的是设计设计，而，而不仅仅是动手能力的比赛。不仅仅是动手能力的比赛。计算书是结构设计的依据计算书是结构设计的依据，通过对，通过对主要主要受力构件受力构件的计算，得出结构的的计算，得出结构的承载力承载力，使，使设计者作到心中有数，了解自己设计的结设计者作到心中有数，了解自己设计的结构在比赛条件下，是

15、否安全，有多大的构在比赛条件下，是否安全，有多大的安安全度全度。3.3.计算书要求计算书要求计算书主要应该包括：结构的计算书主要应该包括：结构的计算简计算简图图（如：结构的几何尺寸，约束的情况，（如：结构的几何尺寸，约束的情况，载荷的大小、方向及作用位置，如何计算载荷的大小、方向及作用位置，如何计算得到的等），主要受力构件（如：立柱和得到的等），主要受力构件（如：立柱和横梁等）的横梁等）的横截面形状、尺寸，所用材料横截面形状、尺寸，所用材料的力学性能的力学性能（如：极限应力，弹性摸量，（如：极限应力，弹性摸量，如何计算得到的等），以及各主要承载构如何计算得到的等），以及各主要承载构件的强度，刚

16、度，稳定性计算等。件的强度，刚度，稳定性计算等。3.3.计算书要求计算书要求计算书的计算可以是计算书的计算可以是比较精确比较精确的计算的计算（对结构的力学模型的简化较少），可以（对结构的力学模型的简化较少），可以利用计算软件计算。也可以通过简化，对利用计算软件计算。也可以通过简化，对主要受力构件作主要受力构件作比较粗略的估算比较粗略的估算，总之要，总之要有分析、有理论、有计算。有分析、有理论、有计算。3.3.计算书要求计算书要求计算书在写作上，应该尽量作到，计算书在写作上，应该尽量作到，叙叙述清楚、简明，有条理，能说明问题述清楚、简明，有条理，能说明问题，不，不仅自己能看得懂，别人也能看得懂。图文仅自己能看得懂，别人也能看得懂。图文并茂最好。并茂最好。切记切记：不要将计算书搞成一堆：不要将计算书搞成一堆数据的堆砌，自己不会去看，别人更不会数据的堆砌，自己不会去看，别人更不会去看。去看。祝同学们取得好的成绩！祝同学们取得好的成绩！希望通过结构设计大赛使同学们更好地掌握工程希望通过结构设计大赛使同学们更好地掌握工程力学的理论与知识，培养创新思维，增强动手能力。力学的理论与知识，培养创新思维，增强动手能力。