《桥梁工程》课程设计任务书
一、目的与任务
课程设计是学生学完课程内容后进行的一次基本技能的训练，是一项综合性的教学环节。它是培养高级工程技术人才的一个重要环节。通过课程设计达到下述目的：1．巩固、提高、充实和运用所学过的专业理论与专业知识；
2．培养和锻炼学生独立工作能力及分析和解决实际工程技术问题的能力；
3．提高学生理解和贯彻执行国家基本建设有关方针政策的水平；
4．培养学生树立正确的设计思想、观点和方法；
5．在设计过程中，进一步提高学生计算、绘图、运用科技资料与编写技术文件等方面的能力；
二、要求
学生对课程设计工作要严肃认真，独立思考，刻苦专研，自觉培养良好的学风与工作态度，按时完成一份完整的课程设计。
1.要以独立思考为主，同时要尊重指导教师的意见；
2.设计必须符合《公路桥涵设计总则及荷载规范》、《公路桥涵钢筋混凝土结构设计规范》、方针政策等有关要求；
3．设计应体现技术上先进、经济上合理、安全上可靠；
4.设计说明书由本人亲自编写，但不应从现有书刊文献中成段抄录。书写文字力求工整，语言简明、扼要、通顺，计算部分必须写出公式与完整计算过程，并要说明式中符号意义；
三、题目：钢筋混凝土简支梁内力计算
四、设计资料：
1、设计荷载：人群荷载：2
kN
3m
汽车荷载：公路—I级，混凝土25号
2、桥梁计算跨径：m
25
5.
桥面净宽：m
7?
+
?
+人行道
2
.0
75
25
.0
2
桥面铺装：a厚取cm
10，250号混凝土垫层，容重为3
23m
kN
2沥青混凝土面层，容重为3
b厚cm
kN
21m
栏杆和人行道每侧重力为m
5
kN
材料：混凝土25
C，容重为3
kN
24m
3、T形梁尺寸：单位（m）
五、设计要求
1、设计内容：行车道板的内力计算；
主梁肋的内力计算
横隔梁的内力计算
2、图纸内容：a、行车道板的内力计算图示;
b、跨中横向分布系数计算图示；
c、支点横向分布系数计算图示；
d、主梁内力计算图示
e、横隔梁内力计算图示
计算部分
一、行车道板的内力计算
（一）计算图示
考虑到主梁翼缘板在接缝处沿纵向全长设置连接钢筋，故行车道板可按两端固接和中间铰接的板计算，见图一所示。
（二）恒载内力（以纵向m 1宽的板进行计算） 1、每米板上的恒载集度：
沥青混凝土面层：m kN g 42.0210.102.01=??= 250号混凝土垫层：m kN g 07.2230.109.02=??=
T 梁翼板自重：m N k g 64.2240.12
14
.008.03=??+=
合计：m N k g g g g 13.5321=++= 2、每米宽板条的恒载内力： 弯矩：m kN b l g gl M sg
26.1218.058.113.521221212
220-=??
? ??-??-=??? ??-'-=-=
剪力：kN b l g gl Q sg 59.3218.058.113.520=-?=?
?
?
??-'== （三）公路—I 级车辆荷载产生的内力
将公路—I 级车辆荷载的两个kN 140轴重的后轮（轴间距m 4.1）沿桥梁的纵向，作用于铰缝轴线上为最不利荷载。由《桥规》查得重车后轮的着地长度m a 2.02=，着地宽度
m b 6.02=，车轮在板上的布置及其压力分布图形如图二所示，
铺装层总厚()m m H 11.002.009.0=+=，则板上荷载压力面的边长为
m H a a 42.011.022.0221=?+=+= m H b b 82.011.026.0221=?+=+=
铰缝处纵向两个车轮对于悬臂根部的有效分布宽度
m l d a a 22.37.024.142.0201=?++=++=
冲击系数 3494.11=+μ 作用于每米宽板条上的弯矩为
()
m kN b l a P M sp ?-=??
?
??-????-=??? ??-+-=52.14482.07.022.3414023494.144110μ
相应于每米宽板条活载最大弯矩时的每米宽板条上的剪力为
()kN a P Q sp 33.2922
.3414023494.141=???=+=μ (四)荷载组合
m
kN M M M sp sg s ?-=--=+=78.1552.1426.1
kN Q Q Q sp sg s 92.3233.2959.3=+=+=
二、主梁内力计算
由于各片主梁的截面相同，考虑主梁抗扭刚度时1号梁的荷载横向分布系数为
()()()2
2
2
22
5
126.256.126.106.16.12m a i i
=?-+-+++?=∑= （一）计算主梁的抗弯惯矩I 和抗扭惯矩T I 。主梁的翼缘板宽度为m 58.1，主梁间的缝宽为
m 02.0。
1、求主梁截面重心位置。
翼缘板平均厚为：cm h 112
8
14=+=
；肋高()cm 11911130=- 主梁截面重心至梁顶面的距离为：
()()cm a x 4.4111
181581301811
21
11181581302113018=?-+????-+???= 2、主梁的抗弯惯矩为：
()()
()4
2
4
4
2
3
2
3
10
5991
.6 6599082
4.
41 2
130
130
18
130
18
12
1
2
11
4.
41
11
18
158
11
18
158
12
1
m
cm
cm I
-
?
=
=
?
?
?
??
?
?
?
?
?
?
?
?
-
?
?
+
?
?
+
?
?
?
?
?
-
?
?
-
+
?
-
?
=
3、主梁的抗扭惯矩。
将截面分为图四所示的两个矩形。
对于翼板：1.0
070
.0
158
11
1
1
<
=
=
b
t，查表8-3得3
1
1
=
c
对于梁肋：151
.0
119
18
2
2
=
=
t，查表8-3得301
.0
2
=
c
()4
2
4
3
310
2790
.0
278996
18
119
301
.0
11
158
3
1
m
cm
I
T
-
?
=
=
?
?
+
?
?
=
将截面分为图四所示的两个矩形。
对于翼板：1.0
079
.0
140
11
1
1
<
=
=
b
t，查表8-3得3
1
1
=
c
对于梁肋：138
.0
130
18
2
2
=
=
b
t，查表8-3得304
.0
2
=
c
()4
2
4
3
310
2926
.0
292594
18
130
304
.0
11
140
3
1
m
cm
I
T
-
?
=
=
?
?
+
?
?
=
比较上述两种情况的计算结果，抗扭惯矩取两者中的大者，()4210
2926
.0m
I
T
-
?
=
（二）计算主梁的抗扭修正系数β。
由表8-2可知，5
=
n时，042
.1
=
ζ，并取E
G425
.0
=，m
B98
.7
2
58
.1
2
6.1
4=
?
+
?
=
833
.098.75.25105991.6102926.0425.0042.111
112
22
2
=?
?
?
???????
+=
??
?
???+=
--E E B l EI GI T ζ
β
1、桥梁的基本组成部分：桥跨结构、支座系统、桥墩、桥台、基础。上部结构：桥面系、承重结构、联结部件。下部结构：桥墩、桥台、基础，上下部之间采用支座联结。 2、桥面构造：行车道铺装、排水防水系统、人行道、缘石、栏杆、护栏、照明灯具、伸缩缝 3、桥梁按受力分为：梁式桥、拱式桥、吊桥、钢架桥，按跨径分为：特大桥、大桥、中桥、小桥、涵洞。单孔跨径大于150m及多孔跨径总和大于1000m的为特大桥 4、支座按变形方式分为：固定支座、单向活动支座、多向活动支座 5、桥梁永久作用：结构重力、预加力、土的重力、土侧压力、混凝土收缩 6、梁式桥按截面形式分为：板桥、矩形桥、T形桥、箱形桥 7、简支梁桥的施工方法有哪些：就地现浇法、预制安装法 8、连续钢架桥施工方法：整体施工法、悬臂施工法、移动模架施工法、顶堆施工法 9、桥涵上的作用按照随时间的变化分为：可变作用、永久作用、偶然作用 10、桥梁的可变作用包括：汽车荷载、汽车荷载冲击力、离心力、汽车制动力、汽车引起的土侧压力
桥梁设计的基本原则：应符合技术先进、安全可靠、适用耐久、经济合理的要求外，还应按照美观和有利环保的原则进行设计，并考虑因地制宜、就地取材、便于施工和养护等因素 2、桥梁受到的作用：自重、附加恒载、交通荷载、自然因素 3、桥梁设计步骤：标准、桥型、布置、主要尺寸、确定施工方案、配筋、验算、细节设计 4、桥面为什么要进行排水和防水？排水和防水的主要措施是什么？ 积水不利交通，影响耐久性。措施：纵横坡、泄水管、排水系统、桥面铺装防水功能，防排结合形成桥面防水系统 5、伸缩缝的主要功能与要求是什么？ 作用：为了保证桥跨结构在气温变化、活载作用、混凝土收缩与徐变影响下按静力图式自由地变形。要求：1）能保证结构温度变化所引起的伸缩变形2）车辆驶过时，应平顺、不打滑、无突跳和过大的噪声与振动3）具有安全排水防水的构造 6、箱形截面受力特点：箱形截面具有良好的抗弯和抗扭特性，箱形截面的顶板和底板是结构提供抗弯能力的主要部位，箱梁腹板主要承受结构的弯曲剪应力以及扭转剪应力引起的主拉应力。 8、桥梁有哪些基本类型？按照结构体系分类，各种类型的受力特点是什么？ 答:梁桥、拱桥、斜拉桥、悬索桥。按结构体系划分，有梁式桥、拱桥、钢架桥、缆索承重桥（即悬索桥、斜拉桥）等四种基本体系。梁式桥：梁作为承重结构是以它的抗弯能力来承受荷载的。拱桥：主要承重结构是拱肋或拱圈，以承压为主。刚架桥：由于梁与柱的刚性连接，梁因柱的抗弯刚度而得到卸载作用，整个体系是压弯构件，也是有推力的结构。缆索桥：它是以承压的塔、受拉的索与承弯的梁体组合起来的一种结构体系 9、预应力混凝土简支梁与钢筋混凝土简支梁相比有何优点？ 答：钢筋混凝土构件的最大缺点是抗裂性能差。当应力达到较高值时，构件裂缝宽度将过大而无法满足使用要求，因此在普通钢筋混凝土结构中不能充分发挥采用高强度材料的作用。为了满足变形和裂缝控制的要求，则需增加构件的截面尺寸和用钢量，这既不经济也不合理，因为构件的自重也增加了。预应力混凝土是改善构件抗裂性能的有效途径。在混凝土构件承受外荷载之前对其受拉区预先施加压应力，就成为预应力混凝土结构。预压应力可以部分或全部抵消外荷载产生的拉应力，因而可推迟甚至避免裂缝的出现 10、桥梁的基本组成部分有哪些？各组成部分的作用如何？ 答：有五大件和五小件组成。具体有桥跨结构、支座系统、桥墩、桥台、基础、桥面铺装、排水防水系统、栏杆、伸缩缝和灯光照明。桥跨结构是线路遇到障碍时，跨越这类障碍的主要承载结构。支座系统式支承上部结构并传递荷载于桥梁墩台上，应满足上部结构在荷载、温度或其他因素所预计的位移功能。桥墩是支承两侧桥跨上部结构的建筑物。桥台位于河道两岸，一端与路堤相接防止路堤滑塌，另一端支承桥跨上部结构。基础保证墩台安全并将荷载传至地基的结构部分。桥面铺装、排水防水系统、栏杆、伸缩缝、灯光照明与桥梁的服务功能有关。
1、节段模型设计参数初步估算 主梁自重：2*<0.0283426*7.85+0.508297*2.5）=2.986 T/m 横梁自重：3.4*<0.0195508*7.85+0.185889*2.5）/5=0.420 T/m 二期恒载<桥面玻璃板、护栏、玻璃夹具与托架、人行道抗滑橡胶层以及其它拼接附属件）集度：0.713T/m 合计：0.713+2.986+0.420=4.119T/m 假定悬索桥一阶竖等效模态质量与主梁物理质量一致，那么等效质量约为：4.119T/m 以实桥节段长度L=30.8m、缩尺比为1/20制作刚性节段模型，那么模型的长宽比为30.8/6=5.13，其它模型参数的取值如表1所示： 表1 节段模型设计参数估算值 参数名称单位实桥值相似比模型值 主梁长度m301:20 1.54 主梁宽度m61:200.3 主梁高度m0.601:200.03 等效质量kg/m41191:20210.3 依此计算，缩尺节段模型的控制质量为1.54*10.3=15.9kg。 2. 全桥结构动力特性分析 利用ANSYS 建立峡谷人行桥成桥模型，其中：主梁及桥梁均采用梁单元模拟，吊杆及主缆采用链杆单元模拟，桥面板及其它二期恒载仅计入结构自重且没有任何刚度贡献。
对上述有限元模型进行动力特性分析，表2及图1-图11分别列出了模型前10阶振型，表2则列出了与节段模型风洞实验相关的主要振型、频率及等效质量参数。通过判断,第1阶模态变形以侧弯为主,故选取了具有同样对称性的第3、8阶自振频率作为竖弯、扭转频率。 表2 人行桥前10阶振型
图1 人行桥有限元模型 图2 人行桥第1阶振型
概述: （一）设计依据: 1、XX公司提供的商务区电子版地形图，电子版道路图纸，电子板河道及景观图纸； 2、甲方确定的规划河底宽度为20米，设计最高水位4.8米，设计河底高程2.0米； 3、桥梁方案汇报会确定桥位和桥型布置方案； 4、xx公司其它要求。 （二）工程概况： 二级桥包括涵洞两座，位置分别在规划一路与水街交叉处和规划二路与水街交叉处，新区商 务区水街规划河底宽度为20米，设计最高水位4.8米，设计河底高程2.0米，其中按3-6m 框架涵设计，道路规划宽度为20米，两侧景观带按景观要求设计。框涵俩侧按悬挑结构设 计。 二、桥梁工程场地地质条件、水文地质条件等介绍 （一）自然、气候条件 天津市属于暖温带半湿润季风气候，位于大陆性与海洋性气候的过渡带上，四季分明。冬季 受蒙古冷高气压控制，盛行西北风；夏季受太平洋副热带高气压左右，多为偏南风。气候特 点是：春季干旱多风，冷暖多变；夏季温高湿重，雨热共济；秋天天高云淡，风和日丽；冬 季寒冷干燥，雨雪稀少。 年平均气温11.1~12.3 C,七月平均气温26 C以上，一月份平均气温-4 C以下，偶然最 高温40.3 C，极端最低温-21 C。］ 年平均降水量为550~680mm ，一日最大暴雨量304.4mm 。每年6~9月为汛期，平 均雨日34天左右，占全年总降水量的73%以上，冬季雨雪量只占全年总降水量的 1%~3% 。 （二）拟建场地概况 拟建场地位于华北平原北部，属滨海冲积平原，地貌单一，场地地表略有起伏。本次勘探揭 示埋深50.00m 以上的地层属海相、陆相沉积地层。
（三）地质条件及地下水情况 1、场地地形地貌、场地土土质特征及分布规律 根据《岩土工程技术规范》（DB29-20-2000 ）第3.2节、附录A及本次勘察资料，本次 勘探50.0m 深度范围内，场地土按成因年代可分为9层，按物理力学性质进一步划分为 18个亚层。各层土的土质特征及分布规律描述如下： （1 ）人工填土层（Qml ）） 主要由素填土（地层编号①）组成，厚度0.30?1.20m，黄褐色，主要粘性土组成，含少量植物根系，水平方向分布连续。人工填土填垫年限小于十年。02、04、06号孔夹有厚 度0.3?0.4m的灰黑色坑底淤泥质土。 （2 ）全新统新近组坑底淤积层（Q43Nsi ） 地层编号②，该层土在本场地缺失。 （3）全新统新近组古河道、洼淀冲积层（Q43Nal ） 系北运河洪泛冲积而成，层顶标高为 5.95?1.75m，主要由上部的粘土、粉 质粘土（地层编号为③1）及下部的粉土（地层编号为③2）组成： ③1粘土、粉质粘土，层顶标高为 5.95?1.75m，厚度0.60?4.10m，灰黄色，可塑， 含少量有机质，属中偏高压缩性土，水平方向分布不连续，在02、06#孔附近缺失。 ③2粉土，层顶标高为5.85?1.15m，厚度1.00?2.70m，灰黄色，稍密，饱和，含少量有机质，夹粉质粘土薄层，分布不连续，属中压缩性土。 （4）全新统上组河床?河漫滩相沉积层（Q43al ） 地层编号④，该层土在本场地缺失。 （5）全新统上组湖沼相沉积层（Q43l+h ） 层顶标高为2.35?-0.38m ，主要由上部的粘土（地层编号⑤1），中部的粉土（地层编号 ⑤2 ），以及下部粉质粘土（地层编号⑤3 ）、粉土（地层编号⑤4）组成： ⑤1粘土，厚度0.80?3.00m，灰黑色?青灰色，可塑，含少量有机质及腐殖物，夹粉质粘土薄层，属中偏高压缩性土，水平方向分布连续。 ⑤2粉土，层顶标高为1.55?-2.44m ，厚度0.70?5.70m，青灰色，稍密?中密，饱和，含少量有机质，属中压缩性土，水平方向分布不连续，在20#孔附近缺失。 ⑤3粉质粘土，层顶标高为0.05?-4.29m ，厚度0.50?5.00m，青灰色，可塑，含少量有机质，夹粉质粘土薄层，属中偏高压缩性土，水平方向分布不连续，分布于1#桥、2# 桥和4?6#桥（01?12#、20?23#孔）附近。 ⑤4粉土，层顶标高为-2.58?-7.85m ，厚度0.50?2.50m，青灰色，稍密?中密，饱 和，含少量有机质，属中压缩性土，水平方向分布不连续，在3#桥和6#桥区域（13?19#、 22#、23#孔）缺失。 （6）全新统中组浅海相沉积层（Q42m ） 层顶标高为-4.68?-8.85m ，主要由上部粘土、粉质粘土（地层编号⑥1 ）和下部的粉土 （地层编号⑥2 ）组成： ⑥1粘土、粉质粘土，层顶标高为-4.75?-8.85m ，厚度1.60?4.00m，灰色，可塑， 含少量有机质及贝壳，属中偏高压缩性土，水平方向分布不连续在1#桥局部和5#桥区域 （19#、21#、22# 孔）缺失。 ⑥2粉土，层顶标高为-4.68?-10.85m ，厚度0.50?4.10m，灰色，稍密?中密，砂粘互层，含少量有机质及贝壳，属中压缩性土，水平方向分布不连续，仅在1#桥和2#桥、 6#桥局部（01?05#、17#、08#、10#、24#孔附近），以及5#、6#桥所在区域（19?22#孔附近）有分布。
桥梁桩基抗震动力特性分析验算 摘要：模拟地震作用下，桥梁的桩土相互作用机理，从而对桩基进行抗震分析与抗震验算。应用有限单元程序MIDAS/Civil与XTRACT软件分别建立有限元模型及桩基的弯矩与曲率关系，模拟地震作用时，桩基的动力特性反应，并检验是否满足设计与规范要求。 关键词：桥梁桩基抗震动力特性 桩基础在公路、铁路和城市桥梁工程建设中被普遍采用。其抗震性能作为桥梁整体结构抗震中最重要的一项，对提高结构抗震性能，减轻震害有着重要的影响。对桩基动态特性进行分析时，考虑桩土相互作用，根据m法对桩基土弹簧进行模拟，得出地震力作用下桩基础的水平力、弯矩以及剪力。另外根据桩基的实际尺寸、配筋以及实际受力等状态拟定出桩基的弯矩与曲率关系图，计算出构件的承载值。从而与地震作用下的荷载对照，对桩基抗震进行精确的分析与验算。 1、工程概述 巢湖市跨后河河口大桥上部结构为（42.5+69.48+42.5）m变截面连续梁，由中间单箱双室梁及两侧单箱单室梁组成。支座采用GXP盆式支座，下部结构桥墩和桩基础采用C30混凝土，普通钢筋采用R235和HRB335钢筋。1号、2号墩桩基长35m，直径1.3m。地基土层从上之下有，粉质粘土层，细砂层，卵石层、漂卵石层以及强分化千枚岩层。 2、有限元模型分析与验算 2.1 结构抗震模型前处理 全桥的各构件共有1700个单元，1703个节点构成。盆式橡胶支座考虑初始刚度影响，依据规范《公路桥梁抗震细则JTG B02-01-2008》6.3.7条计算和取值，采用弹性连接模拟。桩土相互作用用土弹簧模拟，忽略阻尼和刚度特性的影响。根据地基土层特性，通过“m”法计算桩基节点弹性支撑的顺桥向刚度与横桥向刚度。 巢湖市地震基本烈度为Ⅶ度，地震反谱特征周期为0.35s，地震动峰值加速度值为0.10g，模态叠加时采用CQC法。建立地震反应谱曲线E1、E2，对结构进行反应谱分析。 2.2结构抗震模型后处理 （1）荷载标准：永久作用包括自重与二期恒载，偶然作用包括7度烈度E1和E2地震作用下加速度反应谱。荷载组合如下：
附件一：参考试验方案 吉祥路中桥荷载试验方案 一、桥梁概述 吉祥路中桥为1×25m正交预应力混凝土简支小箱梁桥。桥宽28m，横断面布置：6.75m （人行道）+14.5m（机动车道）+6.75m（人行道），横断面布置如图1所示，全桥共21片小箱梁。设计荷载：城—A级。 图1 桥梁上部横断面布置图（尺寸单位：cm） 二、荷载试验 （一）试验目的及试验依据 1、试验目的 1）检验该桥整体结构的质量和结构的可靠性； 2）判断桥跨结构在试验荷载作用下的实际受力状态和工作状态，评价结构的力学特性和工作性能，检验结构的承载能力是否能满足设计标准： 3）通过动荷载试验以及结构固有模态参数的实桥测试，了解桥跨结构的动力特性，以及各控制部位在使用荷载下的动力性能； 4）进行梁的强度、刚度及承载能力评估。 2、试验依据：
1）《公路旧桥承载能力鉴定方法》（以下简称《方法》）； 2）《城市桥梁设计荷载标准》（CJJ 77-98）； 3）《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）； 3）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）； 4）吉祥路中桥施工图 （二）试验内容 1、试验部位 1）动载试验：试验项目为跑车、刹车和跳车。 2）静载试验：左辐和右幅主梁跨中最大弯矩加载。 2、主要试验设备 1）变形检测设备 精密水准仪（瑞士徕卡）二套，最小读数0.01mm ，精度0.4mm/km 2）应变检测设备 JMZX-2001综合测试仪（长沙金码高科）一套，精度为1με 3）动载试验设备 INV306动态数据采集处理系统一套（东方振动研究所） （三）结构理论分析原理及试验加载方案 1、 结构理论分析原理 吉祥路中桥，为1×25m 正交预应力混凝土简支空心板桥。桥横断面由21片小箱梁组成，4车道。 动载试验求动力增大系数时，将荷载布设在第2车道，求解第3车道拾振器处的静载理论挠度值f st 。根据实测动挠度幅值1y f ?，计算动力增大系数：1＋μ＝1＋1y f ?/f st 设计荷载：用铰接板梁法计算跨中荷载横向分布系数，利用试验断面的弯矩影响线进行
桥梁设计创新 一、创新的思路 创新就是桥梁发展的动力,就是桥梁建筑艺术的灵魂,没有创新的艺术犹如一潭死水,没有一点活力,日复一日,终究会越来越腐朽。同时,创新也必须以实践为基础,也需要用理论来指导。作为设计人员,如何在设计中寻求创新,同时在创新的同时也能实现结构的合理呢? 1、设计人员应具有创新的意识,必须意识到创新的重要性与必要性。同时应具有创新的能力,掌握一定的创新技巧,要勇于突破定势思维,打破传统观念与经验的束缚,充分发挥主观能动性与想象力,不迷 信权威,发展广泛的兴趣。创造力并不就是在任何情况下都能自发地表现出来的,必须通过创新的素质教育与训练才能获得开发与提高。 2、设计人员应以本专业的基础知识为核心,建立起创造发明的“游击区”。使专业基础知识与其她知识相互渗透,共同结合成一个网络式整体结构。还应开发智能因素,包括培养精确的观察力,提高记忆力,培养注意力、想象力与操作能力。除了创造力之外,创造性人才还应具备创造精神与创造人格。创造精神主要包括有好奇心、探究兴趣、求知欲、对新事物的敏感、对真知的执着追求,勇于发现、发明、革新,有开拓进取、百折不挠的精神,这就是一个人创造的灵魂与动力;创造人格主要包括创造责任感、使命感、事业心、执着的爱、顽强的意志与毅力,能经受挫折、失败的良好心态,以及坚韧顽强的性格,这就是创造出成果的根本保证。 3、桥梁设计中的创新必须以结构受力合理为基础,以满足功能要
求为前提。力就是创新应考虑的主导因素。因此,设计人员应掌握好力学知识,桥梁结构必须能明确反应力流,使力的传递途径一目了然。 4、由于美学具有相对性,人类审美观念就是会发生变化的,桥梁美学设计实践应与人们不断变化的美学观念同步,创新不能脱离人类审美观念。桥梁设计人员应该对人们美学观念的变化具有敏锐的洞察力,美学观念的变化就是微妙的,因此应不断以新的眼光观察这些微妙的变化,不能墨守成规,从这些微妙的变化中预测出美学观念的发展趋势,作为未来设计创新的依据。 5、要努力推进新材料与新工艺的发展,不断改进力学分析方法,提高分析技能、分析速度与准确度,在掌握好力学知识与分析手段的前提下,运用各种创新手段,充分发挥人的想象力与创造力,争取不断 创造出结构更合理、更先进、更美观的桥梁形式以适应不断变化的美学观念。最后,还要注意总结前人的设计经验与教训,“前事不忘,后事之师”,学习前人并不就是照抄照搬别人的劳动成果,也不就是纯粹学习已经过时的结构形式,而就是学习前辈在当时历史条件下的创新精神与创新方法。 二、创新的基本技法 1、组合法 组合法,就是一种以综合分析为基础,并按照一定的原理或规则对现有事物或系统进行有效的综合,从而获得新事物、新系统的创造方法。 组合法的内在原理很复杂,形式也多种多样。组合法在具体应用
桥梁结构设计方法的研究 摘要：目前桥梁结构耐久性研究中存在的问题。在比较了各国几种主要耐久性设计理论和方法的基础上，提出了一种新的耐久性设计思路和方法，即利用耐久度来衡量结构保持耐久性的能力，通过计算耐久性指标来评判某一时刻结构耐久性能否满足设计要求。该方法强调了多种因素共同作用、结构体系和构件荷载类别以及桥梁寿命周期经济性对耐久性设计的影响，具有概念明确、形式简单、便于应用等特点。 关键词：桥梁结构、设计、可靠性、创新 引言： 桥梁设计是一个复杂的，系统的工程。需要丰富的理论知识，并且尽量避免主观经验因素对设计的影响。在桥梁设计过程中仍然有许多重大的理论问题需要解决。目前，国内的桥梁结构设计普遍有这样的倾向：设计中考虑强度多而考虑耐久性少：重视强度极限状态而不重视使用极限状态，而结构在整个生命周期中最重要的却恰恰是使用时的性能表现；重视结构的建造而不重视结构的维护。这些倾向在一定程度上导致了当前工程事故频发、结构使用性能差、使用寿命短的不良后果；也与国际结构工程界日益重视耐久性、安全性、适用性的趋势相违背；也不符合结构动态和综合经济性的要求。 我国的桥梁设计理论和结构构造体系仍不够完善，在桥梁设计领域，特别是关于桥梁施工和使用期安全性的问题还有许多可以改进的地方。结构设计的首要任务是选择经济合理的结构方案，其次是结构分析与构件和连接的设计，并取用规范规定的安全系数或可靠性指标以保证结构的安全性。 一、结构的耐久性设计问题： 桥梁在建造和使用过程中，一定会受到环境、有害化学物质的侵蚀，并要承受车辆、风、地震、疲劳、超载、人为因素等外来作用，同时桥梁所采用材料的自身性能也会不断退化，从而导致结构各部分不同程度的损伤和劣化。 在大跨度桥梁领域，国内从上世纪80年代以来，建造了大量的斜拉桥。需要指出的是，很多这类问题与没有进行合理的耐久安全性设计有关，这也促使人们重新认识桥梁的耐久性问题。而这些研究大多是从材料和统计分析的角度进行的，对如何从结构和设计的角度来改善桥梁耐久安全性却很少有人研究。而且，长期以来，人们一直偏重于结构计算方法的研究，却忽视了对总体构造和细节处理方面的关注。因此，需要努力将耐久安全性的研究从定性分析向定量分析发展。 二、桥梁的超载问题：
浅析先简支后连续桥梁设计特点相关研究 发表时间：2009-12-23T15:47:34.450Z 来源：《中小企业管理与科技》2009年9月上旬刊供稿作者：薛翔周安平 [导读] 平曲线段布梁方法处于平曲线段上的桥梁，沿测设中心线采用标准跨径，墩、台中心线均径向布置 薛翔周安平（江苏省交通工程集团有限公司） 摘要：本文先介绍了先简支后连续桥梁的型式特点，先简支后连续桥梁总体设计特点以及设计中常见的几种布梁方法，最后以实际工程为背景的深入研究不同截面应用范围及其合理性。 关键词：先简支后连续桥梁设计特点 1 先简支后连续桥梁的型式及特点 1.1 结构型式①按材料分：有钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构及混合结构(即预应力混凝土预制构件，钢筋混凝土连续构造)。②按预制构件施加预应力的方式分：有先张法预应力混凝土结构、后张法预应力混凝土结构、及复合式预应力混凝土结构(即预制构件先用先张法施加一部分预应力，在构件中预留孔道，当安装就位后，再用后张法继续施加预应力)。③按预制构件上部构造断面形式分：普通空心板、大孔空心板、工形梁或Ｔ形梁、箱形梁等。 1.2 主要构造及特点 1.2.1 上部构造：预制构件与装配式简支桥梁构件相似，但可视主梁间距少设甚至不设中横隔板。预制主梁靠近现浇连续端与简支桥梁不同，要注意预埋纵向连续钢筋、横向连接钢筋及梁底钢板。当现浇连续段采用预应力钢束时，应注意预应力管道的预埋并合理设置齿板。 1.2.2 现浇连续段：在形成连续结构后，预制构件的连续段与预制端横隔板一起组成上部构造的刚性端横隔梁。施工时要求将它在纵、横、竖三个方向与主梁可靠结合。现浇连续段的纵向钢筋可考虑采用普通钢筋或预应力钢束，采用普通钢筋具有操作简便且不影响主梁已有的正弯矩钢束预应力效果的优点，而采用预应力结构则抗裂性较好。 1.2.3 现浇桥面板：是预制构件的整体化结构，它加强了装配式Ｔ形梁、工字梁或分体式小箱梁的横向联系和抗扭刚度，加强了预制横隔板的功能，且用以布置顶板负弯矩区受力钢筋或钢束。 1.2.4 桥面铺装、防撞护栏、桥头搭板、桥梁墩台基础及其它附属构造如支座、伸缩缝及防、排水构造等，先简支后连续梁均与其它型式的桥梁类似。 1.2.5 其它。 2 先简支后连续梁桥的常用跨径 先简支后连续梁桥体系一般适用于中小跨径桥梁，由于这种体系具有节省施工时间、缩短工期、提高经济效益等优点[1]，使得很多大桥及引桥也宜采用先简支后连续梁桥，先简支后连续梁桥适用于10米～50米，规范中建议此范围内桥梁宜采用标准孔径(10米、13米、16米、20米、25米、30米、35米、40米、45米和50米)。根据桥位处地形、地质情况及桥梁高度，考虑跨高比例和与环境的协调性，同时考虑施工的方便及施工质量，确定合理的孔径。上部结构形式不易采用较多种类。同一座桥梁尽量采用相同的结构型式。 3 先简支后连续梁桥的总体设计特点 根据以往简支转连续桥梁的设计，总结出一些先简支后连续桥梁的总体设计特点[2]。 3.1 平曲线段布梁方法处于平曲线段上的桥梁，沿测设中心线采用标准跨径，墩、台中心线均径向布置。当梁长变化在±150毫米范围内时，可采用调整现浇连续段长度的方式布梁，预制梁长保持不变；当梁长变化在±500毫米范围内时，各预制梁采用变梁长，现浇连续段长度保持不变。若梁长变化超过±500毫米，则需根据各桥具体情况确定设计方案，并进行结构验算。桥墩盖梁可采用径向布置，预制梁直做，由于弯桥直做引起的弦线(桥梁中心线与弧线路线中心线)的偏差值可通过圆滑处理护栏的宽度以满足行车道宽度的要求，或者Ｔ形梁、箱形梁或带翼缘的空心板也可将其外侧翼缘预制成为外凸形或内凹形以适应路线平曲线的要求。当平曲线半径较大时，采用等长度预制梁，现浇连续段为锯齿状，这要求支承梁在架梁时要有足够的安全宽度；当平曲线半径较小时，以现浇连续段宽度为定值，预制梁采用不等长布置来调整桥梁横向变化。 3.2 超高段布梁方法当每孔桥的超高变化不大时，可首先考虑按正常方式布置预制梁(板)，然后适当调整现浇桥面板的厚度来满足路线要求的超高变化。当横坡变化超出4％时，可采用改变顶板横坡的方式来调整，也可以通过调整梁底楔块来调整主梁横坡。 4 不同跨径与截面型式选取 根据桥位处地形、地质情况及桥墩高度，不同的桥墩高度分别采用不同的标准跨径（主要从高跨比和与环境的协调性，经济、美观、施工方便及施工质量等方面综合考虑确定合理的跨径）。本节重点介绍不同截面型式分别适用于不同的标准跨径，10～20米跨径空心板截面应用非常广泛，20～40米跨径箱形截面应用非常广泛，40～50米跨径T形截面应用非常广泛。 4.1 10～20米跨径空心板截面应用非常广泛 10～20米跨径一般桥墩不高（路线纵断受建筑高度影响），空心板截面具有构造简单、受力明确、施工方便、工艺成熟、建筑高度小、节约桥头引道路基土方占地、经济、外形美观、轻盈等优点。空心板适用于小桥及桥长较短、跨径较小的中桥，桥长较长的中桥和大桥，一般不宜采用，但在跨越被交路及设计水位控制桥面标高的河流时，为降低引道路基填土和整体工程造价，可考虑使用20米跨径的空心板。跨径20米建筑高度比较表可以看出，相同跨径空心板梁较箱梁矮25～30厘米，较T梁矮55～60厘米。当桥位处路线纵断受桥梁建筑高度控制时，空心板梁有着很大的优越性。所以10～20米跨径空心板截面应用非常广泛。 先简支后结构连续桥梁有几种不同形式。按桥墩支座多少分为双排支座连续梁桥和单排支座连续梁桥；按墩顶负弯矩区的受力方式划分为预应力混凝土连续梁桥和普通钢筋混凝土连续梁桥。双排支座的先简后结构连梁桥，上部一期恒载按简支计算，二期恒载和活载按连续结构计算。具有施工方便，连续处开裂后修补容易，湿接缝处剪力小的优点。但由于这种形式的结构体系转换不明确，支座易产生脱空，要求支座有一定的弹性，湿接缝底部易产生拉应力。而单排支座的先简支后结构连续梁桥，具有结构体系转换彻底，结构受力明确，支座不脱空的优点。缺点是施工过程较复杂，需增加临时支座和体系转换过程，湿接缝处剪力大。 4.2 20～40米跨径梁箱形截面应用非常广泛 20～40米跨径桥梁桥墩比较高，箱形截面、T形截面都适合此跨径。其中，箱梁与 T 梁相比建筑高度低，当位于平原区，在高度受限时考虑桥头引道路基土方、占地等因素，箱梁优于T梁。在高度不受限时T梁梁高较大，材料用量较多，箱梁也比T梁经济。单片小箱梁施工稳定性好，抗扭刚度大，存梁反拱小，成桥后线形较为平顺，整体性好，桥面板受力均匀。但
第四章桥梁振动试验 4.1概述 振动是设计承受动荷载的工程结构必须研究的问题，桥梁不仅要研究由车辆移动荷载引起的振动，还要研究桥梁结构本身的抗震、抗风性能和能力。 随着结构计算、施工技术和建筑材料等方面科技水平的不断进步，桥梁的跨度越来越大，因此对桥梁振动性能的研究分析提出了更高的要求。桥梁振动试验可以求的基本问题可以归类为三种：桥梁振源、桥梁自振特性和结构动力反应。 桥梁振源的测定一般包括对能引起桥梁振动的风、地震和车辆振动等振动荷载的测定。 桥梁自振特性是桥梁结构的固有特性，也是桥梁振动试验中最基本的测试内容。 车辆、风和地震等外荷载作用下桥梁结构动力反应的测定是评价桥梁结构动力性能的基本内容之一。 传统的结构动力学方法，根据力学原理建立结构的数学模型，然后由已知振源（输入力或运动）去求所需要的动态响应。这种方法至少有两方面的问题难以完善：一是阻尼系数只能凭假定设置；其次是计算图式和设计图式与实际结构之间的差异。 振动试验已经发展起来的参数识别与模态分析技术，是改善理论计算不足的有力手段。它的基本做法是，利用已知（或未知）输入力对结构激振，用仪器测得结构的输出响应，然后通过输入、输出的关系（或仅输出）求取结构的数学模型，使更接近于结构的实际情况。 振动试验作为一门独立的工程振动学科，解决了许多理论计算上无法解决的实际问题，我国从1976年唐山地震后滦河大桥的抗震试验开始，各高校、科研单位先后对许多实桥和模型桥做过振动试验，特别是近年来对新建的一些大跨度桥梁进行施工阶段和运营阶段的振动试验，许多实测数据已直接为桥梁结构的振动分析、抗震抗风研究所利用。 4.2桥梁自振特性参数测定 测定桥梁自振特性参数是桥梁振动试验的基本内容，要研究桥梁结构的抗震、抗风或抗其它动荷载的性能和能力必须了解桥梁结构的自振特性。 自振特性参数，也称动力特性参数和振动模态参数，主要包括结构的自振频率(自振周期)、阻尼比和振型等，是由结构形式、材料性能等结构固有的特性决定，与外荷载无关。 4.2.1自振特性参数 1.自振频率和自振周期 自振频率是自振特性参数中最重要的概念，物理上指单位时间内完成振动的次数，通常用f表示，单位为赫兹（Hz）,也可以用圆频率ω(ω =2πf)表示，单位为1/秒（1/s）。 自振周期（T）指物体振动波形重复出现的最小时间，单位为秒（s），它和自振频率互成倒数关系T=1/f。
基于桥梁结构动力特性评估的有限元仿真研究摘要：以坐落在俄罗斯符拉迪沃斯托克市人行天桥为例，利用笔算和有限元建模的方法对人行天桥进行动力特性计算，对比结果发现以笔算的形式已经无法满足对结构较复杂的中型桥梁的设计 要求，所以在设计较为复杂的中型桥梁时采用有限元仿真的方法是重要的和非常有效手段之一，其建模与分析方法对设计人员具有一定的参考价值。 关键词：有限元模型；动力参数；自振周期；共振 abstract: based on footbridge constructed in vladivostok of russia, the dynamic characteristics of footbridge are studied in this paper. the dynamic characteristics are studied by method of written calculation and finite –element model. compared the results written calculation in from has been unable to meet the design of requirement for the structures of more complex. so construction finite –element model is effective and important method. the result of this paper has certain theoretical meaning and application value in engineering practice. key words：finite-element model;dynamic characteristics;period of vibrate;period of vibrate;resonance
国外桥梁设计理念和典型示例介绍 ---全寿命经济分析、造型设计和组合结构桥梁 陈艾荣 同济大学桥梁工程系 摘要：通过对日本多多罗斜拉桥和丹麦的大海带悬索桥等几座桥梁的造型特点的研究，介绍了使用造型单元设计法、整体造型设计法、拓扑分析等方法如何进行桥梁美的创造；通过对国外几座桥梁所进行的全寿命经济分析，阐述了在桥梁设计和规划阶段进行全寿命经济分析的必要性；通过对一座典型组合结构桥梁的介绍，说明组合结构桥梁的发展和应用。 一、概述 桥梁作为公共建筑物，是人类根据生活和生产发展的需要，利用所掌握的物质技术手段，在科学规律和美学法则支配下，通过精心设计而创造出的人工构造物，是人文科学与工程技术相结合的产物。桥梁以其实用性、巨大性、固定性、永久性和艺术性极大的影响并改变了人类的生活环境。桥梁的美如何进行创造也是人们关心的问题。和其他构造物有所不同，作为一种结构艺术，实际上桥梁的美是可以通过技术的方式来达到的。 目前我国在桥梁建设管理的一些惯例和办法在一定程度上加剧了桥梁工程的病害问题。其中只注重建设初期的成本，而忽视桥梁从规划、建设到运营、破坏整个寿命周期的总体成本。各国桥梁使用实践证明，如果片面追求较低的建造费用而忽视了对结构耐久性的改善，不仅影响运输交通的安全、减少结构使用寿命，同时投入的养护维修费用十分可观，甚至远远超过建造中节省的费用。 全寿命经济分析法的基本思想是，在设计施工阶段，不论是事先采取防护措施还是以后“坏了再修”，都要做出经济预算和比较，设计者和承建者要对工程的“全寿命”负责到底，目前，美国已强制实施基建工程管理中的“全寿命经济分析法”（简称LCCA，即Life Cycle Cost Analyze）。 组合结构桥梁今年来得到了飞速的发展。法国工程界提出的波折腹板组合箱梁桥，是利用波折钢板抗剪强度大、纵向刚度小的特点，将其设置在腹板，达到减轻结构自重、减少腹板承担预应力的目的。同时从抗弯、抗压的角度来看，使用波折腹板后，顶底板单独受力，减少了干燥收束、徐变、温差的影响，实现了主动控制设计。 本文将通过对日本多多罗斜拉桥和丹麦的大海带悬索桥等几座桥梁的造型特点的研究，介绍了使用造型单元设计法、整体造型设计法、拓扑分析等方法如何进行桥梁美的创造；然后通过对国外几座桥梁所进行的全寿命经济分析，阐述在桥梁设计和规划阶段进行全寿命经济分析的必要性和基本原理；最后通过对一座典型组合结构桥梁的介绍，来说明组合结构桥梁的发展和应用。这几个方面的国外经验，无疑是值得我们参考借鉴的。
三跨连续梁桥动力特性分析 第一章在桥梁设计中，动力特性的研究尤为重要。对动力特性进行分析与研究最主要的原因是为了避免共振。本文通过比较惯性矩变化导致的刚度分配变化和跨径布置对多跨变截面连续梁桥自振特性的影响，并运用有限元软件对三跨连续梁桥进行动力特性分析，得出三跨连续梁桥的自振频率的变化规律，从而为冲击系数的合理取值提供依据。 1.1多跨连续梁桥的跨径布置 连续梁桥分为等截面连续梁桥和变截面连续梁桥。 等截面连续梁桥可以选用等跨布置和不等跨径布置两种布置方式。等跨布置的跨径大小主要取决于分孔是否经济和施工技术条件等。当桥梁按照等跨径布置会使标准跨径较大时，为了减少边跨的正弯矩，将边跨跨径取小于中跨的结构布置，即不等跨布置，一般边跨与中跨跨长之比在0. 6-0. 8之间，边跨与中跨跨长之比简称边中跨比。 当连续梁桥主跨的跨径接近或者大于70m时，若主梁仍然釆用等截面的布置方式，在恒载和活载作用时，将会出现主梁支点截面的负弯矩比跨中截面的正弯矩大很多。为了使受力更加合理和建造更加经济，此时，釆用变截面连续梁桥的设计，不仅更加经济，也使受力更加符合要求，高度变化和内力变化基本相适应。对于跨径，变截面连续梁桥立面一般采用不等跨径布置。对于三跨以上的连续梁桥，除边跨之外，其余中间跨一般采用等跨径布置以方便施工。对于多于两跨的连续梁桥，其跨径比一般为0. 6-0. 8左右。当釆用箱形截面的三跨连续梁桥时, 该比值甚至可减少至0. 5-0.7,当接近0.618时，桥跨变化会显得平顺、流畅, 较为美观。此时，连续箱梁的梁高宜采用变高度设汁，其底曲线采用折线（釆用折线形截面布置可使构造简单、施工方便）、二次抛物线和介于折线与二次抛物线之间的1. 5-1. 8次抛物线的设计形式，从而使底曲线变化规律与连续梁弯矩变化规律基本接近。 1.2分析动力特性的原因 所谓动力特性是指自振周期（自振频率）、振型、阻尼比三个主要方面。分析与研究动力特性的首要原因是为了了解自振频率及振型以在桥梁设计时避开共振。历
模拟环境对塔玛悬索桥动力特性的影响 摘要 为了达到结构健康监测的目的，结构在环境因素的影响下，去理解、模拟和补充环境变化对结构动力特性的影响是极其重要的。本文中，已经研究了从英国塔玛悬索桥中测得的加速度值，这些加速度值是用数据激励随机子空间系统识别方法处理的，并且用温度和风载对结构自振频率的影响进行了环境变量的模拟。本文应用了两种方法：1）基于有效识别环境效应所致的线性变化规律的主因子分析法(PCA) ；2）元模型法,这是一种通过多项式函数的组合变化来确定系统输入输出关系的纯数学方法。研究发现在所有环境因素中温度是影响桥梁自振频率最关键的因素。 引言 环境因素对土木结构自振频率的影响是导致结构健康监测技术只能应用于实验室而不能在实际工程结构中得到应用的主要原因。在实验室发展起来的损伤检测技术往往无法在具有实验室相同条件的现场发挥作用；作为衡量破坏敏感性的特征参数也通常对工作环境引起的结构动力反应变化很敏感，而这种情况在实验室是不会出现的。这一方面的研究在过去的几年中得到了很大的关注，处理这个问题的方法在Sohn的关于工作环境对结构健康监测的影响一文中有很好的阐述。 本文研究了环境因素对塔玛悬索桥自振频率的影响，尤其是温度和风速的影响。以前主要集中在温度变化对桥梁模态频率相关性的研究上，事实上，温度被认为是环境因素中对模态特性影响最主要的因素。进一步的研究已经转移到了风载对大跨度桥梁的影响。尤其是发现了日本的白鸟（Hakucho）悬索桥的自振频率随着风速的增加而降低，在此过程中没有考虑温度的影响。在文献[6]中对大跨悬索桥的重型车辆荷载的影响进行了研究,发现车辆荷载对大跨度桥梁的自振频率影响很小或者没有。 在本项研究中诸如交通荷载和湿度等环境因素被忽略，认为本论文所讨论的桥梁不会受到交通荷载的影响，由于桥址的原因，也认为湿度不作为考虑的因素。这篇文章的目的主要是确定促使所观察到的引起桥面日常自由振动的主要因素。 塔玛悬索桥 塔玛大桥（如图1）是一座跨度为643m的大跨度悬索桥，它跨越塔玛河，将康沃尔郡（Wornwall）的索尔塔什（Saltash）市与德文郡（Devon）的普利茅斯（Plymouth）连接在一起。自1961年建成后它成为两个地区的一个至关重要的交通纽带。这座桥具有对称几何形状的常规设计，主跨为335m，两个边跨为114m。钢筋混凝土主塔高达73m,采用沉井基础并直达岩面。主缆直径为350mm，每根主缆由31根钢丝捻成，并设置间距为9.1m的垂直钢索。加劲桁架为5.5米厚，由焊接的空腹箱梁组成。在2001年，按照欧盟指示对这座桥进行了加强和扩宽。尤其是采用了18根直径为100mm的预应力钢索对原来的悬索体系进行了补强，原来复合型的主桥面板被一个三车道的正交各向异性钢板代替，在桁架的每侧加上了单车道悬臂梁。 现在对塔玛悬索桥布置了几种监测系统。2007年菲尔德大学（the University of Sheffield）的振动工程科开始监测桥面板和缆索的动力响应。这个监测系统包括8个缆索
高速公路桥梁建设特点及优化设计 摘要:结合山区高速公路桥梁建设的特点，分析了山区高速公路桥梁优化设计原则，包括安全性原则、经济性原则和协调性原则，重点就桥梁上部结构、下部结构、附属结构及防排水等内容提出有针对性的设计优化措施。结论证实，采取优化设计策略，不仅顺利完成山区高速公路桥梁设计任务，还有利于更好指导工程施工，也为提升工程质量和效益，促进桥梁工程作用的充分发挥奠定基础。 关键词:山区高速公路桥梁;建设特点;优化设计 1山区高速公路桥梁建设的特点 山区高速公路桥梁建设穿越的地形地质条件比较复杂，施工难度大、技术要求高，资金投入多，主要特点如下。 1.1技术难题多 山区高速公路桥梁穿越的地形地质条件复杂，对工程质量建设的要求较高，施工过程的技术难题多。例如，施工中不仅有勘察设计难题，而且在钢筋绑扎、混凝土浇筑、施工养护等方面都面临着技术难题。为有效应对这些技术难题，必须加强质量控制，确保桥梁施工效
果。 1.2工程规模大 山区高速公路桥梁工程规模大，主要表现为桥梁跨度大，高墩施工规模大，任务多[1]。为有效应对这些挑战，应该加强现场勘查，制定科学合理的施工技术方案，把握质量控制要点，确保山区高速公路桥梁建设质量。 1.3工程造价高 山区高速公路桥梁施工规模大、工期长、风险大，需要的施工材料和机械设备多，因而工程造价成本高。为此，应合理安排资金预算，加强施工成本的动态管理与控制，防止发生成本超支现象，确保工程建设效益。 2山区高速公路桥梁优化设计的原则 为提升桥梁结构设计水平，应遵循以下设计原则。 2.1安全性原则
确保山区高速公路桥梁施工和运行安全是设计过程中必须高度重视的问题。常规桥梁一般釆用技术成熟、标准化程度高、对现场养护要求相对低的装配式结构，以便采用标准化、系列化和工厂化施工。而在山区特殊桥梁结构设计中则应开展单独设计，釆用技术成熟、受力明确、协调性优、结构安全的桥型。同时在设计过程中落实安全性原则，确保结构的稳定与安全，使桥梁能适应复杂的自然环境，有效承受行车荷载，并能应对恶劣自然条件可能带来的不利影响[2]。 2.2经济性原则 山区高速公路桥梁设计中应落实经济性原则。要进行高填深挖与桥隧的比选，控制桥隧规模与特殊路基规模，合理利用地形以减少特大桥规模及桥梁墩柱高度，控制工程造价以节约投资成本。要注重路线方案的优化选择、桥隧结构物的合理布设、桥隧设计方案的比选，通过降低成本以更好落实经济性原则。 2.3协调性原则 山区高速公路桥梁设计中，不仅要满足技术先进、安全可靠、适用耐久、经济合理的要求，同时还应满足美观和环保需要，重视与环境的协调，遵守“因地制宜、就地取材、便于施工和养护”的原则。山区高速公路桥梁方案选择及孔跨布设时，除考虑结构本身的合理性
第一部分东青高速公路小清河桥设计 1.1 概述 桥梁方案比选应综合考虑梁的受力特点，建桥材料，适应跨度，施工条件，经济安全等方面来综合比较，最终选定一种构造合理造价经济的优美适用的桥型。 （1）认真贯彻国家的各项政策,法规及国家和部门颁布的标准，规范和办法； （2）适用安全耐久，保养维修方便，行车舒适； （3）技术先进可靠，施工方便，快捷，便于工厂化生产，标准化施工，确保施工周期； （4）经济上合理适度，上，下部工程投资适当，节省投资；（5）充分考虑提防要求，满足江堤要求防线和跨度的净空需求；（6）尽量减拆迁，改线的工程量少，降低投资； 1.3考虑因素 桥址位于位于野外一般区，Ⅰ类环境条件时，年平均相对湿度为80％，桥位属斜坡浅丘及河流阶地。拟建场地的地层主要为志留系粉砂页岩，的陡坡为全新堆积地层。该桥为双向两车道公路桥，桥梁为直线桥梁，规划桥梁净宽为9米。 1.4比选方案简介 根据桥位区水文，气象，地质，防洪等建设条件，结合桥梁建设工期，施工条件，桥面宽度，景观要求等实际情况。适宜的桥型为预应力混凝土T型简支梁桥，预应力空心板桥，钢筋混凝土拱桥。
方案一：预应力混凝土T 型简支梁桥 该桥采用单跨30米预应力混凝土简支梁桥，桥面净宽为-11+2x0.5米。桥梁上部结构采用6片梁，主梁间距2.0米，其中预制梁宽为1.6米，翼缘板中间接缝宽度为0.4米，根据一般中等跨径的预应力混凝土T 型梁，高跨比可取为161—18 1，则跨径为30米时，设计所采用梁高为2.5米，梁肋宽度为20cm ，梁肋下部呈马蹄形，加宽时，横隔梁延伸延伸至马蹄加宽处，横隔梁的宽度为12—16米，并做成是上宽下窄和外宽内窄的楔形，上宽为16厘米，下宽为14厘米，翼板的厚度应满足强度和构造的最小尺寸要求。翼缘和梁肋衔接处的厚度应不小于主梁高度的101 ,则梁的高度为2.5米，根据预应力T 梁的尺寸，翼缘 根部的厚度取其为21厘米，端部一般不小于10厘米，取其为15厘米。马蹄宽度取为梁肋宽度的2—4倍，根据T 型梁基本尺寸，取其马蹄宽度为42厘米，且保护层厚度不小于6厘米。马蹄全宽部分高度加2 1 斜坡区高度约为（0.15—0.20），且斜坡宜陡于45度，所以当斜坡的坡脚取为60度是，马蹄全宽部分高度41厘米，斜坡区高度为18厘米，横隔梁的高度应延伸至马蹄加宽处，则根据计算取其高度为2.1米，横隔梁间距为7.828.桥面设有1.5％的双向横坡，由改良做成斜面坡找平来实现。预应力简支梁桥的特点： 1.简支梁桥属于单孔静定结构，它受力明确，结构简单，施工方便，结构内力系受外力影响，能适应在地质条件差的桥位上建桥。 2.在多孔简支梁桥中，由于各跨径结构尺寸相近，其结构尺寸易于设计成系列化，标准化。有利于组织大规模的工厂预制生产并用现代