桥梁计算方法课件.ppt

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。P开封黄河大桥开封黄河大桥 开封黄河大桥：开封黄河大桥：桥全长桥全长4475.09m，共，共108孔，其中孔，其中77孔为跨径孔为跨径50m的预应力混凝土的预应力混凝土简支简支T型型梁梁，其余，其余31孔跨径为孔跨径为20m。桥宽桥宽18.5m：

2、机动车道：机动车道12.3m，非机动车道人行，非机动车道人行道两侧个道两侧个3.1m。下部结。下部结构为单排双柱式墩，直构为单排双柱式墩，直径径220cm大直径钻孔灌注大直径钻孔灌注桩基础。桩基础。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，行车平顺。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，适用于地质良好但连续梁为超静定结构，适用于地质良好的桥位处。的桥位处。P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

3、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，全长车道，全长1792.8m。铁路桥全。铁路桥全长长2861.4m。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。ABCDEFG1P2P钱塘

4、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，上层设双车道公路，宽6.1米，下层为单线铁路。正桥米，下层为单线铁路。正桥18孔，由孔，由2x14.63m简支上承式钢板梁与简支上承式钢板梁与16x65.84m简支钢桁梁组成。正桥主简支钢桁梁组成。正桥主要采用空心钢筋混凝土桥墩、气压沉要采用空心钢筋混凝土桥墩、气压沉箱基础。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

5、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，两侧人行道各宽2.25米，下米，下层为双线铁路。正桥有层为双线铁路。正桥有9孔，共长孔，共长1155.5米，包括米，包括3联联3孔平行弦连续桁孔平行弦连续桁架，每孔跨度架，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

6、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。桥全长64.4米，拱米，拱顶宽顶宽9米，两端宽米，两端宽9.6米，跨径米，跨径37.38米在桥两端米在桥两端的石拱上，辟有两个券洞，这种结构叫的石拱上，辟有两个券洞，这种结构叫敞肩拱敞肩拱，拱矢高，拱矢高7.23米。这些敞开的小拱在减轻桥身米。这些敞开的小

7、拱在减轻桥身的重量同时，又起到减少流水冲力的作用。这的重量同时，又起到减少流水冲力的作用。这在当时是世界桥梁中的首创。在当时是世界桥梁中的首创。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，

8、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，宽28.75米，采用一跨米，采用一跨过江，整座主桥结构用钢量达过江，整座主桥结构用钢量达35000多吨，多吨，主桥建造中融合了斜拉桥、拱桥、悬索桥主桥建造中融合了斜拉桥、拱桥、悬索桥三种不同类型桥梁施工工艺于一身。三种不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 组合梁及钢斜拉桥系桥跨结构由组合梁及钢斜拉桥系桥跨结构由钢结合梁与斜向拉索组成的斜拉桥钢结合梁与斜向拉索组成的斜拉桥.钢钢结合梁由钢梁与钢筋混凝土桥面板组结合梁由钢梁与钢筋混凝土桥面板组合而成合而成,较预应力混凝土轻较预应

9、力混凝土轻,建筑高度小建筑高度小,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 主桥为双塔三孔结合梁斜拉桥，分跨为主桥为双塔三孔结合梁斜拉桥，分跨为243+602+243米，其跨度曾经在世界斜拉桥中米，其跨度曾经在世界斜拉桥中排行第三，于排行第三，于1993年底建成通车。桥宽年底建成通车。桥宽30.35米，米，共设共设6车道。离浦江水面为车道。离浦江水面为48米，桥下可畅通万米，桥下可畅通万吨级以上船舶。挺拔高耸的吨级以上船舶。挺拔高耸的208米主塔似一把利米主塔似一把利剑直刺穹苍，塔的两侧剑直刺穹苍，塔的两侧32对钢索连

10、接主梁，每对钢索连接主梁，每座索塔两侧各有座索塔两侧各有32对拉索，全桥共对拉索，全桥共256根。最大根。最大索长索长330m，拉索最大断面由，拉索最大断面由313根直径根直径7高强高强钢丝组成。钢丝组成。4、悬索桥、悬索桥 悬索桥是以悬索桥是以悬索悬索为主要承重结构为主要承重结构,与桥塔、吊杆、锚锭和桥面结构组成与桥塔、吊杆、锚锭和桥面结构组成的的缆索承重桥缆索承重桥.悬索承受拉力悬索承受拉力,现在主要现在主要由高强钢丝制成由高强钢丝制成.是目前跨越能力最大是目前跨越能力最大的桥梁的桥梁.泸定桥泸定桥(1706)泸定桥泸定桥(1706)泸定桥泸定桥 始建于清康熙始建于清康熙44年（年（170

11、5年），桥长年），桥长103米，米，宽宽3米，米，13根铁链固定在两岸桥台落井里，根铁链固定在两岸桥台落井里，9根根作底链，作底链，4根分两侧作扶手，此桥每根铁链约重根分两侧作扶手，此桥每根铁链约重2.5吨，由吨，由890个扁环左右扣联在一起，上铺木个扁环左右扣联在一起，上铺木板形成桥面。桥之两端，各有板形成桥面。桥之两端，各有1座座20米高的桥台，米高的桥台，内置若干铁桩，内置若干铁桩，13根铁链铆定其上。桥台自重根铁链铆定其上。桥台自重作为压重，承受铁索的巨大拉力。作为压重，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

12、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6.8万吨的主缆拉力万吨的主缆拉力，锚体由近，锚体由近6万立方米万立方米混凝土浇筑而成。混凝土浇筑而成。第一高塔：第一高塔：悬索桥索塔高达悬索桥索塔高达215.18米米，第一长缆：悬索桥主缆缠丝采用的，第一长缆：悬索桥主缆缠丝采用的是国内首次使用的是国内首次使用的“S”型钢丝，两根主缆每根型钢丝，两根主缆每根长长2600米，为国内第一长缆。米，为国内第一长缆。

13、第一重第一重钢箱梁钢箱梁：大桥悬索桥桥面钢箱梁宽大桥悬索桥桥面钢箱梁宽38.7米，高米，高3米，钢箱米，钢箱梁共有梁共有93节，总重量为节，总重量为21000余吨，最大一节钢余吨，最大一节钢箱梁重达箱梁重达506吨，是目前国内最重的。吨，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，每米，每根钢索直径根钢索直径0.93米、重米、重2.45万吨，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）PP等截面梁等截面梁 变截面梁变截面梁 横截

14、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PP2.2.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：SMSOLVER 2.2.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 FF大柔度（细长）压杆：大柔度（细长）压杆：22)(lEIFcr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 PP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

15、五、动载荷 PP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（

16、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

17、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希望通过结构设计大赛使同学们更好地掌握工程力学的同学们更好地掌握工程力学的理论与知识，培养创新思维，理论与知识，培养创新思维，增强动手能力。增强动手能力。