橋梁工程設(shè)計(jì)計(jì)算方法及應(yīng)用

前言

　　在我國(guó)橋梁建設(shè)中，鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋占有很重要的地位。本書是作者結(jié)合多年教學(xué)工作和工程設(shè)計(jì)的心得與體會(huì)，并將作者教授的《橋梁工程》、《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)》和《預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)》等課程以及常用橋梁類型的設(shè)計(jì)計(jì)算分析融合到一起，旨在為讀者提供一本結(jié)合實(shí)際橋梁工程的設(shè)計(jì)參考書。本書自2003年出版以來(lái)，深之讀者的歡迎，這可能是由于本書所涉及的內(nèi)容正是讀者所需要的。近年來(lái)由于學(xué)科內(nèi)容的發(fā)展、國(guó)家新規(guī)范的頒布，特別是新《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTGD60-2004）的修訂，原書中的某些內(nèi)容已不再適應(yīng)工程的需要，這也是本書再版修訂的主要原因?！　”緯到y(tǒng)地介紹了鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋設(shè)計(jì)計(jì)算方法，從橋梁總體規(guī)劃、截面設(shè)計(jì)、內(nèi)力計(jì)算到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算，以實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程為主線，將橋梁分析理論、力學(xué)計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有機(jī)地融于一體。書中算例均為作者設(shè)計(jì)的實(shí)際工程，幫助讀者加深對(duì)理論知識(shí)的理解和提高運(yùn)用現(xiàn)行規(guī)范進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)的能力?！　”緯谝黄菢蛄涸O(shè)計(jì)基本理論，共分為五章：第一章是橋梁的規(guī)劃與設(shè)計(jì)，主要介紹根據(jù)橋梁的功能要求進(jìn)行總體規(guī)劃的相關(guān)知識(shí)；第二章介紹公路橋梁設(shè)計(jì)荷載的計(jì)算，它是進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要內(nèi)容;第三章論述的是梁橋結(jié)構(gòu)解析，針對(duì)公路橋的特點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)解析是先進(jìn)行荷載橫向分布，把問(wèn)題簡(jiǎn)化為一維問(wèn)題，然后再利用結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法計(jì)算結(jié)構(gòu)內(nèi)力；第四章是行車道板的內(nèi)力分析；第五章是橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理，詳細(xì)地介紹橋梁組成構(gòu)件的設(shè)計(jì)計(jì)算方法。第二篇包括作者設(shè)計(jì)的兩個(gè)典型鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁橋工程實(shí)例——鋼筋混凝土空心簡(jiǎn)支板和鋼筋混凝土T形簡(jiǎn)支梁，本篇詳盡地介紹了鋼筋混凝土梁橋計(jì)算分析和設(shè)計(jì)的步驟和方法。第三篇是作者設(shè)計(jì)的三個(gè)典型預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋工程實(shí)例——鋼筋混凝土空心簡(jiǎn)支板、預(yù)應(yīng)力混凝土箱形簡(jiǎn)支梁和預(yù)應(yīng)力混凝土T形簡(jiǎn)支梁，詳細(xì)地介紹了上述幾種預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋的設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程和分析方法?！　”緯η笸怀鲆韵聨追矫嫣攸c(diǎn)：　　1·知識(shí)的系統(tǒng)性。從橋梁規(guī)劃、截面設(shè)計(jì)、空間分析到梁的強(qiáng)度計(jì)算、變形計(jì)算等，進(jìn)行了詳細(xì)論述，使讀者全面掌握橋梁設(shè)計(jì)的基本方法和過(guò)程?！　?·很強(qiáng)的指導(dǎo)性。書中力求介紹橋梁設(shè)計(jì)中常遇到的相關(guān)知識(shí)，幫助讀者加強(qiáng)一些難點(diǎn)問(wèn)題的理解。書中的實(shí)例均源于作者的設(shè)計(jì)實(shí)踐，其中不乏作者的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，即可作為設(shè)計(jì)計(jì)算的實(shí)例，又可看作案例分析?！　?·體現(xiàn)以新規(guī)范指導(dǎo)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思想。書中自始至終緊密聯(lián)系現(xiàn)行《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》及其條文說(shuō)明，并對(duì)相關(guān)條款做了必要的解釋說(shuō)明，以期讀者通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)例掌握現(xiàn)行橋梁規(guī)范。　　4·體現(xiàn)橋梁設(shè)計(jì)先進(jìn)性的要求，力求使用新材料、新技術(shù)、新工藝?！　”緯晒┐髮Ｔ盒Ｍ聊竟こ虒I(yè)的師生、從事橋梁設(shè)計(jì)及施工的技術(shù)人員學(xué)習(xí)、參考。

內(nèi)容概要

本書系統(tǒng)地介紹了鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋設(shè)計(jì)計(jì)算方法，包括橋梁總體規(guī)劃、截面設(shè)計(jì)、內(nèi)力計(jì)算及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算，將橋梁分析理論、力學(xué)計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有機(jī)地融于一體。書中算例均為作者設(shè)計(jì)的實(shí)際工程，幫助讀者加深對(duì)理論知識(shí)的理解和提高運(yùn)用現(xiàn)行公路橋涵規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)的能力。    本書可供大專院校土木工程專業(yè)師生、從事橋梁設(shè)計(jì)以及施工的技術(shù)人員學(xué)習(xí)和參考。

作者簡(jiǎn)介

賈金青：河北滄州人，1962年生，博士，現(xiàn)任大連理工大學(xué)結(jié)構(gòu)工程研究所所長(zhǎng)，教授、博士生導(dǎo)師。主要從事結(jié)構(gòu)工程、巖土工程及工程新材料的研究和開發(fā)應(yīng)用工作。1993年提出了預(yù)應(yīng)力錨桿柔性支護(hù)理論，并成功地用于實(shí)際工程中。該方法具有造價(jià)低廉、施工方便、安全可靠的

書籍目錄

第一篇  橋梁設(shè)計(jì)基本理論　第一章  橋梁的規(guī)劃與設(shè)計(jì)  　第一節(jié)  橋梁總體規(guī)劃原則　　　一、安全性  　　　二、適用性  　　　三、經(jīng)濟(jì)因素　　　四、先進(jìn)性  　　　五、施工上的要求　　　六、美觀上的要求  　第二節(jié)  橋梁設(shè)計(jì)程序  　第三節(jié)  橋梁的規(guī)劃設(shè)計(jì)　　　一、野外勘測(cè)與調(diào)查研究工作　　　二、橋梁縱、橫斷面設(shè)計(jì)和平面布置  　第四節(jié)  橋梁的組成與分類  　第五節(jié)  公路橋面構(gòu)造　　　一、鋪裝層　　　二、排水、防水系統(tǒng)　　　三、伸縮縫　　　四、欄桿與防撞墻 　 參考文獻(xiàn)　第二章  橋梁設(shè)計(jì)荷載  　第一節(jié)  永久作用（恒載）  　第二節(jié)  可變作用　　　一、汽車荷載　　　二、人群荷載　　　三、汽車沖擊力　　　四、離心力  　第三節(jié)  偶然作用　　　一、地震作用　　　二、船舶或漂流物撞擊作用　　　三、汽車的撞擊作用  　第四節(jié)  橋梁作用效應(yīng)組合　　　一、按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)作用效應(yīng)組合　　　二、按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)作用效應(yīng)組合 　 參考文獻(xiàn)　第三章  梁橋結(jié)構(gòu)解析  　第一節(jié)  杠桿原理法  　第二節(jié)  剛性橫梁法　　　一、偏心荷載P對(duì)各主梁的荷載分布　　　二、利用荷載橫向影響線求主梁的荷載橫向分布系數(shù)    　第三節(jié)  剛接梁法及鉸接梁法　　　一、剛接梁法適用條件　　　二、剛接梁法計(jì)算原理　　　三、鉸接板（梁）法　　　四、剛接梁法的計(jì)算步驟  　第四節(jié)  比擬正交異性板法　　　一、彈性板的撓曲面微分方程　　　二、比擬正變異性板撓曲微分方程　　　三、應(yīng)用圖表計(jì)算荷載的橫向分布  　第五節(jié)  荷載橫向分布系數(shù)沿橋跨的變化  　第六節(jié)  主梁內(nèi)力計(jì)算　　　一、恒載內(nèi)力的計(jì)算　　　二、活載內(nèi)力計(jì)算　　　三、荷載組合及其系數(shù)  　第七節(jié)  橫隔梁計(jì)算　　　一、剛性橫梁法計(jì)算橫隔梁內(nèi)力　　　二、比擬板法計(jì)算橫隔梁內(nèi)力 　 參考文獻(xiàn)　第四章  行車道板內(nèi)力分析  　第一節(jié)  行車道板的類型  　第二節(jié)  車輪荷載在板上的分布  　第三節(jié)  板的有效工作寬度　　　一、單向板　　　二、懸臂板  　第四節(jié)  行車道板的內(nèi)力計(jì)算　　　一、多跨連續(xù)單向板的內(nèi)力　　　二、鉸接懸臂板的內(nèi)力　　　三、懸臂板的內(nèi)力 　 參考文獻(xiàn)　第五章  橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理  　第一節(jié)  鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁設(shè)計(jì)計(jì)算方法　　　一、截面型式及截面尺寸的擬定　　　二、正截面強(qiáng)度計(jì)算　　　三、鋼筋混凝土梁斜截面抗剪強(qiáng)度計(jì)算　　　四、鋼筋混凝土梁斜截面抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算　　　五、鋼筋混凝土梁應(yīng)力驗(yàn)算　　　六、裂縫最大寬度驗(yàn)算　　　七、梁的變形（撓度）驗(yàn)算  　第二節(jié)  預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁設(shè)計(jì)計(jì)算方法　　　一、主梁的構(gòu)造布置　　　二、主要材料選擇　　　三、預(yù)應(yīng)力鋼筋的估算　　　四、預(yù)應(yīng)力鋼筋的布置　　　五、預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉控制應(yīng)力確定　　　六、預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算　　　七、鋼筋的有效預(yù)應(yīng)力計(jì)算　　　八、預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的應(yīng)力計(jì)算　　　九、預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算　　　十、預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的抗裂性驗(yàn)算　　　十一、端部錨固區(qū)計(jì)算　　　十二、變形計(jì)算 　 參考文獻(xiàn)第二篇  鋼筋混凝土梁橋的設(shè)計(jì)與計(jì)算　第六章  鋼筋混凝土空心簡(jiǎn)支板  　第一節(jié)  鋼筋混凝土空心簡(jiǎn)支板設(shè)計(jì)計(jì)算步驟及要點(diǎn)　　　一、設(shè)計(jì)資料及主要指標(biāo)確定　　　二、板的毛截面幾何特性計(jì)算　　　三、荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算　　　四、板梁的內(nèi)力計(jì)算　　　五、板梁的截面設(shè)計(jì)及強(qiáng)度復(fù)核　　　六、板梁的正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算  　第二節(jié)  鋼筋混凝土空心簡(jiǎn)支板設(shè)計(jì)　　　一、設(shè)計(jì)資料及主要指標(biāo)確定　　　二、板的毛橫截面幾何特性計(jì)算　　　三、荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算  　　　四、板梁的內(nèi)力計(jì)算　　　五、板梁的截面設(shè)計(jì)及強(qiáng)度復(fù)核　　　六、板梁的正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 　 參考文獻(xiàn)　第七章  鋼筋混凝土T形梁橋  　第一節(jié)  鋼筋混凝土T形梁橋設(shè)計(jì)計(jì)算步驟　　　一、設(shè)計(jì)資料與結(jié)構(gòu)布置　　　二、主梁截面幾何特性計(jì)算  　　　三、主梁計(jì)算　　　四、行車道板計(jì)算　　　五、橫隔梁計(jì)算（略）    　第二節(jié)  鋼筋混凝土T形梁橋設(shè)計(jì)　　　一、設(shè)計(jì)資料與結(jié)構(gòu)布置　　　二、主梁截面幾何特性計(jì)算  　　　三、主梁計(jì)算　　　四、行車道板的計(jì)算　　　五、橫隔梁計(jì)算（略）  　　參考文獻(xiàn)第三篇  預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋的設(shè)計(jì)與計(jì)算　第八章  預(yù)應(yīng)力混凝土空心簡(jiǎn)支板  　第一節(jié)  預(yù)應(yīng)力混凝土空心簡(jiǎn)支板設(shè)計(jì)計(jì)算步驟　　　一、設(shè)計(jì)資料及主要指標(biāo)確定　　　二、板的橫截面幾何特性計(jì)算　　　三、板的內(nèi)力計(jì)算　　　四、預(yù)應(yīng)力鋼筋面積的估算及預(yù)應(yīng)力鋼筋布置（見箱形梁）  　　　五、主梁截面幾何特性計(jì)算及束界校核　　　六、持久狀況截面承載能力極限狀態(tài)計(jì)算　　　七、預(yù)應(yīng)力損失估算（略）  　　　八、短暫狀況的應(yīng)力驗(yàn)算　　　九、持久狀況的應(yīng)力驗(yàn)算　　　十、抗裂性驗(yàn)算　　　十一、主梁變形計(jì)算　　　十二、錨固區(qū)局部承壓驗(yàn)算（略）  　第二節(jié)  預(yù)應(yīng)力混凝土空心簡(jiǎn)支板設(shè)計(jì)　　　一、設(shè)計(jì)資料及主要指標(biāo)確定　　　二、板的橫截面幾何特性計(jì)算　　　三、板的內(nèi)力計(jì)算　　　四、預(yù)應(yīng)力鋼筋面積的估算及預(yù)應(yīng)力鋼筋布置　　　五、主梁截面幾何特性計(jì)算及束界校核　　　六、持久狀況截面承載能力極限狀態(tài)計(jì)算　　　七、預(yù)應(yīng)力損失估算　　　八、短暫狀況的應(yīng)力驗(yàn)算　　　九、持久狀況的應(yīng)力驗(yàn)算　　　十、抗裂性驗(yàn)算　　　十一、主梁變形計(jì)算　　　十二、錨固區(qū)局部承壓驗(yàn)算（略） 　 參考文獻(xiàn)　第九章  預(yù)應(yīng)力混凝土箱形梁橋  　第一節(jié)  預(yù)應(yīng)力混凝土箱形梁橋設(shè)計(jì)計(jì)算步驟　　　一、設(shè)計(jì)資料及構(gòu)造布置　　　二、主梁截面幾何特性計(jì)算  　　　三、主梁內(nèi)力計(jì)算　　　四、預(yù)應(yīng)力鋼筋面積的估算及預(yù)應(yīng)力鋼筋布置（見箱形梁）  　　　五、主梁截面幾何特性計(jì)算及束界校核　　　六、持久狀況截面承載能力極限狀態(tài)計(jì)算　　　七、預(yù)應(yīng)力損失估算　　　八、短暫狀況的應(yīng)力驗(yàn)算　　　九、持久狀況的應(yīng)力驗(yàn)算　　　十、抗裂性驗(yàn)算　　　十一、主梁變形計(jì)算　　　十二、錨固區(qū)局部承壓驗(yàn)算（略）  　第二節(jié)  預(yù)應(yīng)力混凝土箱形梁橋設(shè)計(jì)　　　一、設(shè)計(jì)資料及構(gòu)造布置　　　二、主梁截面幾何特性計(jì)算  　　　三、主梁內(nèi)力計(jì)算　　　四、預(yù)應(yīng)力鋼筋面積的估算及預(yù)應(yīng)力鋼筋布置　　　五、主梁截面幾何特性計(jì)算及束界校核　　　六、持久狀況截面承載能力極限狀態(tài)計(jì)算　　　七、預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算　　　八、短暫狀況的應(yīng)力驗(yàn)算　　　九、持久狀況的應(yīng)力驗(yàn)算　　　十、抗裂性驗(yàn)算　　　十一、主梁變形計(jì)算　　　十二、錨固區(qū)局部承壓驗(yàn)算（略） 　 參考文獻(xiàn)　第十章  預(yù)應(yīng)力混凝土T形梁橋  　第一節(jié)  預(yù)應(yīng)力混凝土T形梁橋設(shè)計(jì)計(jì)算步驟　　　一、設(shè)計(jì)資料及構(gòu)造布置　　　二、主梁截面幾何特性計(jì)算　　　三、主梁內(nèi)力計(jì)算　　　四、預(yù)應(yīng)力鋼筋面積的估算及其布置　　　五、主梁截面幾何特性計(jì)算  　　　六、鋼束布置位置（束界）的校核　　　七、持久狀況截面承載能力極限狀態(tài)計(jì)算　　　八、預(yù)應(yīng)力損失估算（略）  　　　九、短暫狀況的應(yīng)力驗(yàn)算　　　十、持久狀況的應(yīng)力驗(yàn)算　　　十一、抗裂性驗(yàn)算　　　十二、主梁變形計(jì)算　　　十三、錨固區(qū)局部承壓驗(yàn)算（略）  　第二節(jié)  預(yù)應(yīng)力混凝土T形梁橋設(shè)計(jì)　　　一、設(shè)計(jì)資料及構(gòu)造布置　　　二、主梁截面幾何特性計(jì)算  　　　三、主梁內(nèi)力計(jì)算　　　四、預(yù)應(yīng)力鋼筋面積的估算及其布置　　　五、主梁截面幾何特性計(jì)算  　　　六、鋼束布置位置（束界）的校核　　　七、持久狀況截面承載能力極限狀態(tài)計(jì)算　　　八、預(yù)應(yīng)力損失估算　　　九、短暫狀況的應(yīng)力驗(yàn)算　　　十、持久狀況的應(yīng)力驗(yàn)算　　　十一、抗裂性驗(yàn)算　　　十二、主梁變形計(jì)算　　　十三、錨固區(qū)局部承壓驗(yàn)算（略）　　參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　路上的運(yùn)輸量和承載重量，同時(shí)應(yīng)考慮未來(lái)交通量增長(zhǎng)的可能和需要。否則，就有口J能變成為影響交通的狹窄咽喉?！　⌒熊嚨赖奈恢茫礃蛄菏遣捎蒙铣惺?，還是中承式或下承式，以及橋梁的平面布置（曲線半徑）是影響行車視野和行車速度的因素。目前，多采用上承式。　　對(duì)于跨線橋或跨越江河湖海的橋梁，橋型、跨徑、橋道標(biāo)高和橋梁的建筑高度（與橋下凈空有關(guān)）的選取應(yīng)滿足橋下泄洪、安全通航或通車等要求。橋梁建成以后要保證使用年限（設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期）內(nèi)，構(gòu)造上應(yīng)具有可維修性（即便于檢查、加固和維修），以保證在其功能衰減或滿足未來(lái)發(fā)展需要時(shí)能夠順利加固、擴(kuò)建?！　×硗?，橋面的平整程度是保證行車的平穩(wěn)和舒適程度的關(guān)鍵。　　三、經(jīng)濟(jì)因素　　在安全、適用的前提下，經(jīng)濟(jì)因素是衡量技術(shù)水平，作出方案選擇的主要因素。在設(shè)計(jì)中，應(yīng)提出幾套初步設(shè)計(jì)方案，并須根據(jù)因地制宜、就地取材、方便施工的原則，考慮包括造價(jià)、工料供應(yīng)來(lái)源、結(jié)構(gòu)使用年限、運(yùn)營(yíng)費(fèi)用、估計(jì)未來(lái)發(fā)展的合理儲(chǔ)備，以及發(fā)生特殊情況時(shí)橋梁具有的適應(yīng)能力，通盤進(jìn)行方案比較，選擇適當(dāng)?shù)臉蛐?。要全面而精確地計(jì)算、照顧到所有的經(jīng)濟(jì)因素往往是很困難的，在方案比較中，應(yīng)充分考慮橋梁在使用期間的運(yùn)營(yíng)條件以及養(yǎng)護(hù)、加固和維修等的費(fèi)用。　　四、先進(jìn)性　　橋梁設(shè)計(jì)應(yīng)能體現(xiàn)現(xiàn)代橋梁建設(shè)的新技術(shù)。應(yīng)盡量采用先進(jìn)的施工工藝技術(shù)和施工機(jī)械、設(shè)備，以便于制造和架設(shè)，并利于減少勞動(dòng)強(qiáng)度，加快施工進(jìn)度，同時(shí)保證工程質(zhì)量和施工安全。

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