土木工程概论 斜拉、悬索桥

米约大桥的设计与施工摘要：法国的米约高架桥是一座最高墩墩高245 m, 主跨342 m 的斜拉桥。

作为世界第二高的大桥，米约大桥只用7个桥墩支撑，其设计和施工过程均有较大难度，本文主要针对了该桥的工程背景、设计和施工技术要点以及灾害分析方面做出具体地介绍和分析。

关键词：米约大桥、主梁设计、桥墩设计、施工正文：1.工程概况米约大桥（图1.图2），位于法国南部塔恩河谷上，2004年12月14日正式竣工通车，它是目前世界第二高的大桥。

桥面距谷底垂直高度为270米。

米约大桥因坐落在法国西南的米约市而得名，它是斜拉索式的长桥。

尽管全长达2.46公里，但只用7个桥墩支撑，其中2、3号桥墩分别高达245米和220米，是世界上最高的两个桥墩。

如果算上桥墩上方用于支撑斜拉索的桥塔，最高的桥墩达到343米，超过埃菲尔铁塔23米。

大桥总重29万吨，其中仅钢结构桥面就重达3.6万吨。

修建这座桥是为了开辟纵贯法国南北的新线路，大桥的通车能力将达到日均1．5万辆汽车，旅游高峰季节日均可通过2．5万辆汽车。

图1 图22.总体设计由于塔恩河蜿蜒曲折, 当桥位于河谷地势较低地方时, 在米约市就不能观赏到此桥。

为了使人们能在米约市观赏该桥, 基本思想是设计一座非常细长、桥面高程较高的多跨连续梁斜拉桥。

1990年, Michel Virlo geux 首先提出一个7 塔8 跨悬浮体系斜拉桥方案, 1992~ 1993 年, 他领导的设计组又向法国国家高速公路管理局提出了另外几种方案。

最终，一个7 塔高墩斜拉桥的设计方案最终胜出。

米约高架桥建造之初曾引起不小的争议, 有人担心破坏塔恩河谷周围的景观, 但设计师Foster 选用钢为主要建材, 并运用其独特的设计理念, 让这座大桥完工后看起来结构轻巧细致却不失坚固, 与周围的环境协调一致。

大桥全长2 460 m, 共8 跨, 跨径布置为204m+ 6 * 342 m+ 204 m(图3) 。

桥梁工程概论1. 引言桥梁工程是土木工程的一个重要分支，涉及到设计、建造和维护各种类型的桥梁结构。

桥梁作为连接两个地点的重要交通设施，对于现代社会的发展起着重要的推动作用。

本文将介绍桥梁工程的概念、分类、设计原则以及常见问题。

2. 桥梁工程的分类根据桥梁的结构形式和用途，桥梁工程可以分为多种不同类型，包括以下几种：2.1 按结构形式分类•梁桥：由横跨支承在两岸上的梁体构成。

•拱桥：通过弧形拱体来支撑桥面的桥梁。

•斜拉桥：通过斜拉索来支撑桥面的桥梁。

•悬索桥：通过悬挂在塔上的钢索来支撑桥面的桥梁。

•隧道桥：同时具备隧道和桥梁功能的桥梁。

2.2 按用途分类•公路桥：用于承载车辆和行人交通的桥梁。

•铁路桥：用于承载火车和列车交通的桥梁。

•人行桥：专门为行人设计的桥梁。

•管道桥：用于承载管道或导线的桥梁。

3. 桥梁设计原则桥梁设计需要考虑多种因素，包括结构强度、稳定性、耐久性和审美等。

以下是一些桥梁设计的原则：3.1 结构强度桥梁需要能够承受车辆和行人的荷载，因此结构强度是设计的重要考虑因素。

工程师需要根据实际情况确定桥梁的承载能力，并保证桥梁在使用过程中不会发生结构破坏的情况。

3.2 结构稳定性桥梁结构需要保持稳定，不受外力和自重的影响。

在设计过程中，需要考虑各种载荷的作用，以确保桥梁的结构稳定性。

3.3 耐久性桥梁需要经受长时间的使用和各种气候条件的影响，因此耐久性是一个重要的设计指标。

工程师需要选择合适的材料，并采取防腐蚀和防水等措施，以延长桥梁的使用寿命。

3.4 审美性桥梁作为城市的重要景观元素，其外观设计也需要考虑审美因素。

工程师需要设计出具有美观和独特性的桥梁结构，以提升城市的形象和吸引力。

4. 常见问题与挑战桥梁工程在设计、建造和维护过程中面临着一些常见的问题和挑战，包括以下几个方面：4.1 岩土工程问题在桥梁的基础设计和施工过程中，岩土工程问题是一个重要的考虑因素。

工程师需要进行土层勘察和地质分析，以确定合适的基础形式和处理措施。

土木工程概论知识点LT●各种钢在结构设计中抗拉和抗压设计强度值：低碳钢：约为215N/mm²；低合金钢：310~380N/mm²。

●钢材：优点：材质均匀致密，抗拉、抗压、抗弯、抗剪切强度都很高，有一定的塑性和很好的韧性、良好的加工性能。

缺点：耐火性差、易于锈蚀、维护费用较高。

●混凝土：是由胶结材料、骨料和水按一定比例配制，经搅拌振捣成型，在一定条件下养护而成的人造石材。

●混凝土强度等级：一般为C20~C40，甚至可达C60~C80。

指将混凝土做成150mm立方体试块的极限压应力值为：20N/mm²，40N/mm²，60N/mm²，80N/mm².●混凝土的种类及受力特点：C20~C40混凝土在实际受压构件中的抗压设计强度约为10~20N/mm²，抗拉设计强度约为1.1~1.7N/mm²。

●混泥土：优点：可模性、耐久性、耐火性、整体性都较好，易于就地取材，价格较低，强度比砖、木材高，能和钢筋粘结做成各种强度高的钢筋混凝土结构；缺点：自重较大，施工比较复杂，工序多，工期长，易产生裂缝。

●木材：优点：轻质高强；易于加工；有较高的弹性和韧性；能承受冲击和振动作用；导电和导热性能低；木纹美丽；装饰性好等。

缺点：构造不均匀，各向异性；易吸湿、吸水，因而产生较大的湿胀、干缩变形；易燃、易腐等。

●土木工程中所用木材种类:圆木（直径120mm以上）、方木（截面方形，边长100~250mm）、条木（宽度不大于厚度的2倍）、板材（宽度大于厚度的2被；厚35mm以下的薄板）等。

●木材受力特点：顺纹抗拉设计强度为8~10N/mm²，顺纹抗压设计强度为10~16N/mm²。

（在承重结构中不允许木材横纹受拉）。

●砌体：是由石材、粘土、混凝土、工业废料等材料做成的块材，和水泥、石灰膏等胶凝材料与砂、水混合做成的砂浆，叠合粘结而成的符复合料。

土木工程中的悬索桥设计在土木工程领域，悬索桥被认为是一种既美观又实用的桥梁设计。

悬索桥是一种以悬挂的主梁来负载桥面荷载的结构。

它由主塔、悬索和桥面板组成，通过将桥面悬挂在悬索上来实现跨越河流、峡谷或其他障碍物的功能。

从结构设计的角度来看，悬索桥的主要优势在于其高度灵活的荷载分布，这使得它能够承受更大的荷载，而不会导致重大应力集中。

悬索桥中的悬索通过主塔向两侧延伸，形成一个类似于倒梯形的几何形状。

这种设计使得桥梁所承受的力量能够平稳地传递到地基上，从而减轻了桥梁本身的重量。

在设计悬索桥时，对于桥梁长度和主塔高度的选择是至关重要的。

这些参数将直接影响到悬索和桥面板的尺寸和位置。

一般来说，悬索桥的主塔应尽可能高，以便提供足够的弯矩抵抗力。

此外，较长的悬索可以减小主塔的弯矩和水平力。

因此，悬索桥的设计需要进行复杂的力学计算和结构分析，以确保桥梁的稳定性和安全性。

此外，在选择悬索材料时，工程师需要考虑到桥梁的跨度和所承受荷载的大小。

现代悬索桥通常使用高强度的钢缆作为悬索材料，这种材料既轻便又具有良好的延展性能。

为了确保悬索的承载能力和抵抗外力的能力，悬索材料的选择和结构设计需要考虑到钢缆的直径、强度和紧张度。

除了结构方面的考虑，悬索桥的美学设计也是非常重要的。

悬索桥一般被认为是桥梁工程中的艺术品，它们的设计能够融入周围环境并展示出结构优雅的美感。

悬索桥的塔身形状、桥面板的材料和色彩以及照明设计都需要与周围的自然环境和城市风格相协调。

通过合理的设计，悬索桥可以成为城市景观的一部分，吸引游客和居民的关注。

在实际应用中，悬索桥的设计也面临一些挑战和限制。

首先，悬索桥的建造和维护成本较高，尤其是对于较长的跨度和高塔身的悬索桥来说。

其次，悬索桥对气候和环境条件的要求较高，需要考虑到风力、地震和温度等因素对桥梁的影响。

此外，悬索桥的设计需要考虑到桥梁的使用需求，如通行车辆的类型和数量，进而确定桥面宽度和强度。

综上所述，悬索桥作为土木工程领域中的一种独特设计，具有良好的结构特点和美学价值。

大专大二桥梁工程知识点桥梁工程是土木工程中的一个重要分支，负责设计、建造和维护各种桥梁结构。

作为大专大二学生，了解桥梁工程的基本知识点对于将来的学习和职业发展都具有重要意义。

本文将介绍一些大专大二阶段应掌握的桥梁工程知识点。

一、桥梁分类桥梁按照结构类型可以分为梁桥、拱桥、斜拉桥、悬索桥等。

其中，梁桥是最常见的桥梁类型，由上部结构和下部结构组成；拱桥是指由弧形构件组成的桥梁；斜拉桥是通过斜拉索将桥面承载力传递到桥塔上；悬索桥则是靠悬挂在桥塔之间的大型钢缆来支撑桥面。

二、桥梁设计原理桥梁设计需要满足一定的结构、功能和经济性要求。

在桥梁设计中，需要考虑到桥梁的荷载、结构强度、稳定性、振动和风荷载等因素，保证桥梁的安全使用。

此外，桥梁的设计还需考虑到交通组织、流量控制、通行能力等交通工程原理。

三、桥梁荷载桥梁承受来自车辆、行人、风荷载等多种荷载。

在桥梁设计中，需要根据不同类型桥梁的用途和位置选择适当的荷载标准，并进行荷载计算和结构分析。

常用的桥梁荷载包括：静态荷载、动态荷载和温度荷载等。

四、桥梁设计软件随着计算机技术的发展，桥梁设计软件在桥梁工程中得到广泛应用。

桥梁设计软件可以帮助工程师进行结构分析、设计优化和施工方式选择等工作，提高工作效率并保证设计质量。

常用的桥梁设计软件包括：SAP2000、AutoCAD、STAAD.Pro 等。

大专大二阶段的学生可以通过学习这些软件，提前熟悉桥梁设计工作的流程和方法。

五、桥梁施工技术桥梁施工是将桥梁设计方案转化为实际工程的过程，包括施工方法、施工工艺、施工组织等。

桥梁施工需要考虑到各种施工环境和条件，确保施工的安全和质量。

在桥梁施工中，常见的技术包括：道路建设、桩基施工、混凝土浇筑、钢结构安装等。

掌握这些基本的桥梁施工技术对于深入了解桥梁工程具有重要作用。

六、桥梁养护与维修桥梁养护与维修是保证桥梁安全运行和延长使用寿命的重要工作。

桥梁养护包括定期巡检、保养和维修等措施，以确保桥梁结构的稳定性和使用功能的正常实施。

土木工程中的悬索桥施工技术悬索桥是土木工程中一种重要的桥梁类型。

它以悬索为主要承重构件，通过塔架和锚点将悬索连接在一起，具有承重能力强、跨度大、构造简单的特点。

悬索桥的施工涉及多个方面的技术，包括桥梁设计、材料选用、基础工程、悬索悬臂施工、主跨梁体施工等。

首先，悬索桥施工的第一步是桥梁设计。

设计人员需要根据实际需求和地理环境，确定悬索桥的跨度、桥面宽度、载荷要求等参数，并进行相应的结构计算和分析。

悬索桥的设计是非常复杂的，需要考虑到桥梁的强度、刚度、稳定性等因素，以确保桥梁能够承受各种荷载并保持结构稳定。

其次，悬索桥的施工需要选择合适的材料。

悬索桥的悬索一般采用高强度钢缆，其选用要考虑钢缆的抗拉强度、耐久性等因素。

此外，桥梁的主要梁体和塔架也需要选择适当的材料，如混凝土、钢材等，以满足桥梁的承重要求。

悬索桥施工的第三个步骤是基础工程。

悬索桥的基础是桥梁的重要支撑部分，需要进行地质勘探和承载力计算，以确定合适的基础形式和尺寸。

常见的悬索桥基础形式有混凝土桩基、钢筋混凝土基础等。

在基础施工过程中，需要进行地面清理、挖掘、灌注混凝土等工作，确保基础的强度和稳定性。

接下来，在悬索桥的施工中，悬索悬臂是一个重要的步骤。

悬索悬臂的作用是通过临时支撑结构将悬索临时悬挂在塔架上，以便进行主跨梁体的施工。

悬索悬臂的施工需要考虑支撑结构的稳定性和强度，同时还要防止悬索在施工过程中产生过大的变形。

为了保证施工的顺利进行，施工人员还需要根据实际情况进行悬索的张拉和调整。

最后，主跨梁体的施工是悬索桥施工的重要环节。

主跨梁体一般由预制段和现浇段组成。

预制段是在工厂中提前制作好的，而现浇段是在现场进行施工的。

在主跨梁体的施工中，需要使用吊装设备将预制段吊装至悬索上，并进行连接。

现浇段的施工则需要进行混凝土浇注和养护等工作，以确保梁体的强度和一致性。

综上所述，悬索桥的施工涉及多个方面的技术。

在实际施工中，需要合理安排各个施工步骤，严格控制质量和进度。

●土木工程概论●1、土木工程专业培养目标和人才素质要求●土木工程：是指建造各类工程设施的科学、技术、和工程的总称。

●土木工程需要解决的问题：一、土木工程的要素和目的：形成人类活动所需要的，功能良好舒适美观的空间和通道。

二、土木工程存在的根本原因：存在的根本原因能够抵御人为或自然的作用力。

三、建造土木工程的根本条件：充分发挥所采用材料的作用。

四、土木工程最终归属：“快、好、省”地组织人力、财力和物力，把社会所需要的工程设施建造成功，付诸使用。

●土木工程活动在技术和管理方面的内容：技术方面，有勘察、测量、设计、施工、监理、开发等；管理方面，有制定政策和法规、企业经营、项目管理、施工组织、物业管理等。

●土木工程的基本属性：1社会性2综合性3实践性4技术经济和艺术统一性。

●土木工程及工程管理专业的培养目标：培养适应社会主义现代化需要，德智体全面发展，掌握土木工程学科的基本理论和基本知识，获得土木工程师基本训练的，具有创新精神的高级工程技术人才。

●科学：是关于事物的基本原理和事实的有组织、有系统的知识。

●科学家：是从事科学研究的专门家，包括自然科学家和社会科学家。

●科学的主要任务：是研究世界万物发展变化的客观规律，它解决一个为什么的问题。

●技术：是指将科学研究所发现或传统经验所证明的规律转化成为各种生产工艺，作业方法，设备装置的总和。

它解决一个如何实现的问题。

●技术的主要任务：是利用和改造自然，以其生产某种满足人类需要的产品而服务。

●科学和技术的区别于联系：区别：概念在上面。

联系：科学是基础，应用科学原理可以开发技术；技术的发展，会出现新的现象和问题，人们对它们进行研究，就能进一步发展科学。

所以，科学与技术相互促进，相辅相成，而且互相渗透，两者之间没有明确的界限。

●工程是指自然科学或各种专门技术应用到生产部门去而形成的各种学科的总称。

●工程师：是从事工程活动的技术家。

●工程目的：在于利用和改造自然来为人类服务。

土木工程的主要类型—桥梁工程一、桥梁的概念1、桥梁：桥梁是指供公路、城市道路、铁路、渠道、管线等跨越水体、山谷或彼此间相互跨越的工程构筑物。

二、桥梁的组成（以梁式桥为例）桥梁的三个主要组成部分是：上部结构，下部结构和附属结构。

（一）上部结构由桥跨结构、支座系统组成。

1、桥跨结构或称桥孔结构，是桥梁中跨越桥孔的、支座以上的承重结构部分。

按受力图示不同，分为梁式、拱式、刚架和悬索等基本体系，并由这些基本体系构成各种组合体系。

它包含主要承重结构、纵横向联结系、拱上建筑、桥面构造和桥面铺装、排水防水系统，变形缝以及安全防护设施等部分。

2、支座系统设置在桥梁上、下结构之间的传力和连接装置。

其作用是把上部结构的各种荷载传递到墩台上，并适应活载、温度变化、混凝土收缩和徐变等因素所产生的位移，使桥梁的实际受力情况符合结构计算图示。

一般分为固定支座和活动支座。

（二）下部结构，由桥墩、桥台、墩台基础几部分组成。

1、桥墩、桥台是在河中或岸上支承两侧桥跨上部结构的建筑物。

桥台设在两端，桥墩则在两桥台之间，见上图。

而桥台除此之外，还要与路堤衔接，并防止其滑塌。

为保护桥台和路堤填土，桥台两侧常做一些防护和导流工程。

2、墩台基础保证桥梁墩台安全并将荷载传至地基的结构部分。

（三）附属构件，主要包括伸缩缝、灯光照明、桥面铺装、排水防水系统、栏杆(或防撞栏杆)等几部分。

1、伸缩缝在桥跨上部结构之间，或桥跨上部结构与桥台端墙之间，设有缝隙保证结构在各种因素作用下的变位。

为使桥面上行驶顺直，无任何颠动，此间要设置伸缩缝构造。

特别是大桥或城市桥的伸缩缝，不但要结构牢固，外观光洁，而且需要经常扫除深入伸缩缝中的垃圾泥土，以保证它的功能作用。

2、灯光照明现代城市中标志式的大跨桥梁都装置了多变幻的灯光照明，增添了城市中光彩夺目的晚景。

3、桥面铺装或称行车道铺装，铺装的平整、耐磨性、不翘壳、不渗水是保证行车舒适的关键。

特别在钢箱梁上铺设沥青路面的技术要求甚严。