橋梁概念設(shè)計與分析理論（上冊）

前言

　　自改革開放以來，我國橋梁技術(shù)得到空前發(fā)展，表現(xiàn)為持續(xù)增長的橋梁數(shù)量、推陳出新的結(jié)構(gòu)形式、不斷刷新的橋跨記錄和日漸顯現(xiàn)的創(chuàng)新成果。然而，在我國橋梁建設(shè)取得重大成就的同時，還應(yīng)該清醒地認(rèn)識并坦然地承認(rèn)，我國的橋梁科技距離世界先進水平還有不小的差距，諸如，在橋梁工程建設(shè)的總體質(zhì)量管理水平上，在橋梁技術(shù)的重大創(chuàng)新上，在橋梁規(guī)范的結(jié)構(gòu)體系上，甚至在高質(zhì)量的橋梁著述上。所有這些，都需要土木工程界的廣大科技工作者付出艱辛的努力?！　‖F(xiàn)在，呈現(xiàn)在讀者面前的這本《橋梁概念設(shè)計與分析理論》，就是一本高質(zhì)量、有見地的橋梁著述。本書有這樣幾個鮮明的特色：　　一、以橋梁結(jié)構(gòu)形式為綱目，以概念設(shè)計和分析理論為線索，搭建了一本橋梁工程基本教程的框架。上冊內(nèi)容包括兩部分：橋梁設(shè)計總說和混凝土梁橋；下冊內(nèi)容包括三部分：拱橋、斜拉橋和懸索橋?！　《?、對橋梁設(shè)計準(zhǔn)則和概念設(shè)計要點進行了深入討論，結(jié)合工程實踐，強調(diào)基本概念、基本原理和基本方法。如在講述抗彎、抗剪設(shè)計原理以及空間效應(yīng)、溫度作用和收縮徐變等影響時，試圖深入淺出地闡明公式、方法背后的本源。　　三、注重吸收國內(nèi)外新的設(shè)計理念和方法。例如，混凝土梁橋中，區(qū)分B區(qū)與D區(qū)的概念，在B區(qū)設(shè)計中提出了合理成橋狀態(tài)的實用設(shè)計方法，在D區(qū)設(shè)計中較系統(tǒng)地闡述了拉壓桿模型的方法和應(yīng)用，其中不乏最新研究成果?！　∷?、面向工程實際，推崇實用方法，注重定性判斷和定量估算。例如，在討論變截面箱梁的剪應(yīng)力分布規(guī)律、箱梁橋偏載系數(shù)沿橋跨分布、徐變次內(nèi)力的產(chǎn)生條件及其影響、曲線梁橋的力學(xué)特征等內(nèi)容中，有許多有實用意義的討論。書中闡述的簡化公式也為橋梁初步設(shè)計方案的比選提供了有力的工具?！　∥?、列舉了不少世界范圍內(nèi)的工程案例，總結(jié)了值得反思的經(jīng)驗教訓(xùn)?！　∫虼?，本書不但可以作為博士、碩士研究生教材，而且也是橋梁工程設(shè)計人員和科技工作者的重要參考書。

內(nèi)容概要

　　《橋梁概念設(shè)計與分析理論（上冊）》是以橋梁概念設(shè)計和分析理論為主線的橋梁工程教程。上冊內(nèi)容包括兩部分：橋梁設(shè)計總說和混凝土梁橋；下冊內(nèi)容包括三部分：拱橋、斜拉橋和懸索橋?！稑蛄焊拍钤O(shè)計與分析理論（上冊）》上冊的特點有：①對橋梁設(shè)計準(zhǔn)則和概念設(shè)計要點進行了深入討論，結(jié)合工程實踐，強調(diào)基本概念、基本原理和基本方法。②注重吸收國內(nèi)外新的設(shè)計理念和方法。例如，預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋的合理成橋狀態(tài)設(shè)計方法，混凝土梁橋D區(qū)設(shè)計的拉壓桿模型方法，節(jié)段預(yù)制拼裝橋梁的抗剪設(shè)計等，其中不乏最新研究成果。③面向工程實際，推崇實用方法，注重定性判斷和定量估算。④列舉了不少世界范圍內(nèi)的工程案例和經(jīng)驗教訓(xùn)。

書籍目錄

第1部分 橋梁設(shè)計總說第l章 橋梁屬性與結(jié)構(gòu)形式1.1 橋梁的屬性1.2 橋梁結(jié)構(gòu)的分類1.3 橋梁結(jié)構(gòu)形式與合理跨度范圍本章 參考文獻第2章 橋梁設(shè)計準(zhǔn)則2.1 橋梁設(shè)計的基本目標(biāo)2.2 安全性和適用性2.3 經(jīng)濟性2.4 美觀性2.5 橋梁設(shè)計準(zhǔn)則討論本章 參考文獻第3章 橋梁概念設(shè)計討論3.1 結(jié)構(gòu)方案不唯一，要權(quán)衡擇優(yōu)3.2 清晰的傳力途徑，可靠的平衡機制3.3 細節(jié)決定成敗3.4 對可施工性的考慮3.5 對極端事件的考慮3.6 對可維護性和可更換性的考慮3.7 對耐久性的考慮3.8 定性校核定量，手算判定電算3.9 建筑師的參與有助于提高設(shè)計品質(zhì)本章 參考文獻第Ⅱ部分混凝土梁橋第l章 混凝土梁橋概述1.1 混凝土梁橋技術(shù)溯源1.2 混凝土的特性._1.3 預(yù)應(yīng)力鋼筋及其錨固裝置1.4 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本行為本章 參考文獻第2章 混凝土梁橋的結(jié)構(gòu)形式與構(gòu)造2.1 預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋的結(jié)構(gòu)特點2.2 中小跨度混凝土梁橋2.3 大跨度混凝土箱梁橋2.4 節(jié)段預(yù)制拼裝和體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)2.5 混凝土梁橋的施工方法和預(yù)應(yīng)力筋布置方式2.6 預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋的材料用量本章 參考文獻第3章 混凝土梁橋的結(jié)構(gòu)分析模型3.1 混凝土梁橋中的B區(qū)和D區(qū)3.2 結(jié)構(gòu)總體分析模型（B區(qū)）3.3 結(jié)構(gòu)局部分析模型（D區(qū)）本章 參考文獻第4章 正截面抗裂和受彎承載力設(shè)計原理4.1 正截面抗裂驗算4.2 裂縫寬度驗算4.3 正截面彎曲破壞形態(tài)4.4 正截面受彎承載力4.5 無黏結(jié)或體外預(yù)應(yīng)力混凝土梁的受彎承載力4.6 無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的極限應(yīng)力增量本章 參考文獻第5章 斜截面抗裂和受剪承載力設(shè)計原理5.1 兩類斜裂縫5.2 基于主拉應(yīng)力控制的抗裂設(shè)計5.3 斜截面剪切破壞形態(tài)和過程5.4 斜截面受剪承載力5.5 節(jié)段預(yù)制拼裝橋梁接縫面的受剪承載力本章 參考文獻第6章 預(yù)應(yīng)力作用的設(shè)計分析方法6.1 預(yù)應(yīng)力作用的等效和模擬6.2 預(yù)加力產(chǎn)生的初內(nèi)力、次內(nèi)力和總內(nèi)力6.3 預(yù)應(yīng)力損失6.4 基于截面應(yīng)力限值條件的預(yù)應(yīng)力配束索界6.5 基于荷載平衡原理的預(yù)應(yīng)力設(shè)計方法本章 參考文獻第7章 連續(xù)梁橋的合理成橋狀態(tài)及預(yù)應(yīng)力設(shè)計方法7.1 懸臂施工連續(xù)梁橋的成橋內(nèi)力分布7.2 懸臂施工連續(xù)梁橋的預(yù)應(yīng)力彎矩分析7.3 連續(xù)梁橋的合理成橋狀態(tài)7.4 基于合理成橋狀態(tài)的預(yù)應(yīng)力設(shè)計方法7.5 關(guān)于合理成橋狀態(tài)的討論本章 參考文獻第8章 箱梁橋的空間效應(yīng)8.1 箱梁空間效應(yīng)的分解8.2 箱梁的剪力滯8.3 箱梁的扭轉(zhuǎn)8.4 箱梁的畸變8.5 箱梁橋的偏載系數(shù)本章 參考文獻第9章 溫度作用效應(yīng)9.1 混凝土橋梁所受溫度作用9.2 混凝土形成期的水化熱9.3 混凝土橋梁的環(huán)境溫度作用模式9.4 環(huán)境溫度下的結(jié)構(gòu)縱向分析9.5 溫度梯度下的箱梁橫向分析本章 參考文獻第10章 混凝土徐變和收縮作用效應(yīng)10.1 徐變和收縮的機理及影響因素10.2 徐變和收縮的度量10.3 徐變引起結(jié)構(gòu)次內(nèi)力的條件10.4 收縮、徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失10.5 徐變內(nèi)力重分布的簡化分析方法10.6 收縮、徐變計算的有限單元法10.7 算例本章 參考文獻第11章 斜板橋、斜梁橋與曲線梁橋設(shè)計原理11.1 斜板橋11.2 斜梁橋：11.3 曲線梁橋本章 參考文獻第12章 拉壓桿模型的概念與基本組成12.1 應(yīng)力、應(yīng)力跡線和拉壓桿模型12.2 拉壓桿模型的基本組成12.3 拉壓桿模型的強度驗算12.4 D區(qū)拉壓桿模型法設(shè)計流程12.5 拉壓桿模型的構(gòu)形準(zhǔn)則及方法討論本章 參考文獻第13章 混凝土梁橋中一些典型D區(qū)的設(shè)計方法13.1 端部錨固區(qū)13.2 齒板錨固區(qū)13.3 體外預(yù)應(yīng)力橫隔梁錨固區(qū)13.4 墩頂橫隔梁13.5 變截面箱梁橋跨中底板徑向力作用區(qū)本章 參考文獻第14章 混凝土梁橋的裂縫14.1 混凝土裂縫產(chǎn)生的一般機理14.2 施工期裂縫及其對策14.3 使用期裂縫及其對策本章 參考文獻第15章 混凝土梁橋工程案例及經(jīng)驗教訓(xùn)15.1 帕勞共和國K-B橋的倒塌15.2 我國遼河大橋懸臂端牛腿斷裂15.3 瑞典橋的病害與加固15.4 法國高架橋的病害與加固15.5 加拿大橋病害與加固本章 參考文獻第1部分橋梁設(shè)計總說第l章 橋梁屬性與結(jié)構(gòu)形式1.1 橋梁的屬性1.2 橋梁結(jié)構(gòu)的分類1.3 橋梁結(jié)構(gòu)形式與合理跨度范圍本章 參考文獻第2章 橋梁設(shè)計準(zhǔn)則2.1 橋梁設(shè)計的基本目標(biāo)2.2 安全性和適用性2.3 經(jīng)濟性2.4 美觀性2.5 橋梁設(shè)計準(zhǔn)則討論本章 參考文獻第3章 橋梁概念設(shè)計討論3.1 結(jié)構(gòu)方案不唯一，要權(quán)衡擇優(yōu)3.2 清晰的傳力途徑，可靠的平衡機制3.3 細節(jié)決定成敗3.4 對可施工性的考慮3.5 對極端事件的考慮3.6 對可維護性和可更換性的考慮3.7 對耐久性的考慮3.8 定性校核定量，手算判定電算3.9 建筑師的參與有助于提高設(shè)計品質(zhì)本章 參考文獻第Ⅱ部分 混凝土梁橋第l章 混凝土梁橋概述1.1 混凝土梁橋技術(shù)溯源1.2 混凝土的特性._1.3 預(yù)應(yīng)力鋼筋及其錨固裝置1.4 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本行為本章 參考文獻第2章 混凝土梁橋的結(jié)構(gòu)形式與構(gòu)造2.1 預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋的結(jié)構(gòu)特點2.2 中小跨度混凝土梁橋2.3 大跨度混凝土箱梁橋2.4 節(jié)段預(yù)制拼裝和體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)2.5 混凝土梁橋的施工方法和預(yù)應(yīng)力筋布置方式2.6 預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋的材料用量本章 參考文獻第3章 混凝土梁橋的結(jié)構(gòu)分析模型3.1 混凝土梁橋中的B區(qū)和D區(qū)3.2 結(jié)構(gòu)總體分析模型（B區(qū)）3.3 結(jié)構(gòu)局部分析模型（D區(qū)）本章 參考文獻第4章 正截面抗裂和受彎承載力設(shè)計原理4.1 正截面抗裂驗算4.2 裂縫寬度驗算4.3 正截面彎曲破壞形態(tài)4.4 正截面受彎承載力4.5 無黏結(jié)或體外預(yù)應(yīng)力混凝土梁的受彎承載力4.6 無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的極限應(yīng)力增量本章 參考文獻第5章 斜截面抗裂和受剪承載力設(shè)計原理5.1 兩類斜裂縫5.2 基于主拉應(yīng)力控制的抗裂設(shè)計5.3 斜截面剪切破壞形態(tài)和過程5.4 斜截面受剪承載力5.5 節(jié)段預(yù)制拼裝橋梁接縫面的受剪承載力本章 參考文獻第6章 預(yù)應(yīng)力作用的設(shè)計分析方法6.1 預(yù)應(yīng)力作用的等效和模擬6.2 預(yù)加力產(chǎn)生的初內(nèi)力、次內(nèi)力和總內(nèi)力6.3 預(yù)應(yīng)力損失6.4 基于截面應(yīng)力限值條件的預(yù)應(yīng)力配束索界6.5 基于荷載平衡原理的預(yù)應(yīng)力設(shè)計方法本章 參考文獻第7章 連續(xù)梁橋的合理成橋狀態(tài)及預(yù)應(yīng)力設(shè)計方法7.1 懸臂施工連續(xù)梁橋的成橋內(nèi)力分布7.2 懸臂施工連續(xù)梁橋的預(yù)應(yīng)力彎矩分析7.3 連續(xù)梁橋的合理成橋狀態(tài)7.4 基于合理成橋狀態(tài)的預(yù)應(yīng)力設(shè)計方法7.5 關(guān)于合理成橋狀態(tài)的討論本章 參考文獻第8章 箱梁橋的空間效應(yīng)8.1 箱梁空間效應(yīng)的分解8.2 箱梁的剪力滯8.3 箱梁的扭轉(zhuǎn)8.4 箱梁的畸變8.5 箱梁橋的偏載系數(shù)本章 參考文獻第9章 溫度作用效應(yīng)9.1 混凝土橋梁所受溫度作用9.2 混凝土形成期的水化熱9.3 混凝土橋梁的環(huán)境溫度作用模式9.4 環(huán)境溫度下的結(jié)構(gòu)縱向分析9.5 溫度梯度下的箱梁橫向分析本章 參考文獻第10章 混凝土徐變和收縮作用效應(yīng)10.1 徐變和收縮的機理及影響因素10.2 徐變和收縮的度量10.3 徐變引起結(jié)構(gòu)次內(nèi)力的條件10.4 收縮、徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失10.5 徐變內(nèi)力重分布的簡化分析方法10.6 收縮、徐變計算的有限單元法10.7 算例本章 參考文獻第11章 斜板橋、斜梁橋與曲線梁橋設(shè)計原理11.1 斜板橋11.2 斜梁橋11.3 曲線梁橋本章 參考文獻第12章 拉壓桿模型的概念與基本組成12.1 應(yīng)力、應(yīng)力跡線和拉壓桿模型12.2 拉壓桿模型的基本組成12.3 拉壓桿模型的強度驗算12.4 D區(qū)拉壓桿模型法設(shè)計流程12.5 拉壓桿模型的構(gòu)形準(zhǔn)則及方法討論本章 參考文獻第13章 混凝土梁橋中一些典型D區(qū)的設(shè)計方法13.1 端部錨固區(qū)13.2 齒板錨固區(qū)13.3 體外預(yù)應(yīng)力橫隔梁錨固區(qū)13.4 墩頂橫隔梁13.5 變截面箱梁橋跨中底板徑向力作用區(qū)本章 參考文獻第14章 混凝土梁橋的裂縫14.1 混凝土裂縫產(chǎn)生的一般機理14.2 施工期裂縫及其對策14.3 使用期裂縫及其對策本章 參考文獻第15章 混凝土梁橋工程案例及經(jīng)驗教訓(xùn)15.1 帕勞共和國K-B橋的倒塌15.2 我國遼河大橋懸臂端牛腿斷裂15.3 瑞典橋的病害與加固15.4 法國高架橋的病害與加固15.5 加拿大橋病害與加固本章 參考文獻

章節(jié)摘錄

　?。?）對于節(jié)段懸臂施工所形成的橋梁，不能用初始成橋線形或預(yù)應(yīng)力引起的彈性撓度的大小來控制長期時效撓度，應(yīng)該通過控制成橋時的初始撓曲狀態(tài)去控制后期的徐變撓度?！　。?）在大跨度混凝土梁橋中，預(yù)應(yīng)力所需抵消的外荷載效應(yīng)，不能僅包括恒載與一定比例的活載，還應(yīng)該全面考慮恒載、活載及其他可變荷載的變異性及其影響?！　。?）對于橋梁不同部位，應(yīng)該考慮采用不同的荷載效應(yīng)平衡系數(shù)。對于大跨度混凝土梁橋，因采用節(jié)段平衡懸臂、跨中合龍的方式施工，沿橋跨縱向的恒載、活載比例大不相同。為此，應(yīng)該針對不同的部位，采用不同的荷載效應(yīng)平衡系數(shù)。　?。?）橋梁的實際預(yù)應(yīng)力損失，往往超過規(guī)范公式計算值，且影響預(yù)應(yīng)力損失的因素多、離散性大，所以，不能指望用有效預(yù)應(yīng)力來“精確”平衡持久荷載的彎曲效應(yīng)?！　?.3.2 連續(xù)梁橋的合理成橋狀態(tài)　　在荷載平衡原理的基礎(chǔ)上，進一步設(shè)想：能否通過預(yù)應(yīng)力效應(yīng)去平衡其他荷載產(chǎn)生的效應(yīng)，進而抑制長期下?lián)稀＿@種以控制長期時效變形為目標(biāo)的成橋狀態(tài)，稱之為合理成橋狀態(tài)。其定義為：在橋梁竣工時，預(yù)應(yīng)力在抵消恒載產(chǎn)生的彎曲和剪切效應(yīng)之后，使得梁體處于恰當(dāng)?shù)膬?nèi)力狀態(tài)，使之平衡一定比例的活載、溫度等作用效應(yīng)，實現(xiàn)抑制橋梁長期下?lián)系哪繕?biāo)。這里的合理成橋狀態(tài)主要包括三個方面，即：合理受彎狀態(tài)、合理受剪狀態(tài)和合理應(yīng)力狀態(tài)。7.3.2.1 合理受彎狀態(tài)　　在合理受彎狀態(tài)下，要求梁體根部區(qū)域儲備一定量的正彎矩，用以抵抗活載（包括超載）、溫度等在根部截面產(chǎn)生的負彎矩；跨中部位儲備一定量的負彎矩，用以抵抗在長期運營中因活載、溫度等可變荷載效應(yīng)造成的不利影響。

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