桥梁设计创新应用和思考PPT课件

1、1应用应用拓展拓展问题问题思考思考引言引言1 1、引言、引言2 2、桥梁设计创新应用与拓展桥梁设计创新应用与拓展 3 3、桥梁设计创新问题与思考、桥梁设计创新问题与思考 第1页/共83页2应用拓展问题思考引言1 1、 引引 言言第2页/共83页31.11.1创新的必要性创新的必要性应用拓展问题思考引言第3页/共83页41.11.1创新的必要性创新的必要性应用拓展问题思考引言 20122012年1 1月1919日，成立131131年的影像巨头柯达正式宣告破产，市值不到1.51.5亿美元。 2011 2011胶卷第二巨头富士公司宣布停产多款彩色胶卷，并提出将医疗及生命科学、印刷、文件处理、光学元器

2、件和高性能材料五大领域确定为重点发展事业。到20122012年，富士市值将近120120亿美元，全年营收接近500500亿美元。第4页/共83页51.11.1创新的必要性创新的必要性应用拓展问题思考引言第5页/共83页61.11.1创新的必要性创新的必要性应用拓展问题思考引言 2013年9月3日，微软收购诺基亚手机业务。在智能触摸机时代，机诺基亚盛于塞班，衰于安卓。第6页/共83页71.11.1创新的必要性创新的必要性应用拓展问题思考引言第7页/共83页81.11.1创新的必要性创新的必要性应用拓展问题思考引言第8页/共83页91.11.1创新的必要性创新的必要性应用拓展问题思考引言 2013

3、 2013年，在智能手机厂商里，苹果和三星加起来的利润占到整个市场的90%90%。信息时代，慢进则退！信息时代，慢进则退！第9页/共83页101.11.1创新的必要性创新的必要性应用拓展问题思考引言追求卓越，不断创新！追求卓越，不断创新！第10页/共83页111.11.1创新的必要性创新的必要性应用拓展问题思考引言 大而不强“虚胖”，只有不断创新才能“自强不息”！第11页/共83页121.2 创新的方向创新的方向 应用拓展问题思考引言新材料新材料新工艺新工艺新技术新技术 对于公路桥梁而言，创新如何着手？第12页/共83页13应用拓展问题思考引言2 2、桥梁设计创新应用及拓展、桥梁设计创新应用及

4、拓展第13页/共83页142.2 总体理念创新总体理念创新 应用拓展问题思考引言桥梁设计的四个基本原则：“有利环保有利环保 ” ”“安全、适用、经济、美观安全、适用、经济、美观” ” 只有在上述基本原则的一方面或多方面得到改进，才可以称之为桥梁创新。另外新规范增加原则：第14页/共83页152.2 总体理念创新总体理念创新 应用拓展问题思考引言第15页/共83页162.2 总体理念创新总体理念创新 应用拓展问题思考引言第16页/共83页172.2 总体理念创新总体理念创新 应用拓展问题思考引言日本锦带桥建于1673年，一座五孔石墩木拱桥，跨度27.5米，全长193.3米。第17页/共83页18

5、2.2 总体理念创新总体理念创新 应用拓展问题思考引言悉尼海湾大桥Harbour Bridge1932年3月19日竣工通车，号称世界第一单孔拱桥的悉尼海湾大桥与歌剧院相得益彰，成为了悉尼绝对的地标性建筑。第18页/共83页192.2 总体理念创新总体理念创新 应用拓展问题思考引言 随着经济实力的提升，人们对美的要求日益提高，美能给人带来精神上的愉悦和享受。 桥梁尤其是城市桥梁美观的重要性不断提升。在经济能够承受的前提下，实现最大程度的美观需求。第19页/共83页202.3 2.3 桥型结构创新（新技术）桥型结构创新（新技术）应用拓展问题思考引言桥梁的基本结构类型： 桥梁的基本受力体系，主要为梁

6、、拱、索为三个基本受力体系。 组合派生出梁桥、拱桥、组合桥梁（斜拉桥、悬索桥）等主要桥梁结构形式。第20页/共83页212.3 2.3 桥型结构创新（新技术）桥型结构创新（新技术）应用拓展问题思考引言技术创新的三个层次发明创新发明创新优化创新优化创新组合创新组合创新桥梁结构创新的三个层次基本的结构创新基本的结构创新优化的结构创新优化的结构创新重新组合的结构创新重新组合的结构创新桥梁结构创新的三个层次桥梁结构创新的三个层次桥梁结构创新的三个层次桥梁结构创新的三个层次基本的结构创新基本的结构创新优化的结构创新优化的结构创新重新组合的结构创新重新组合的结构创新桥梁结构创新的三个层次第21页/共83页

7、22基本的结构创新基本的结构创新应用应用拓展拓展问题问题思考思考引言引言u 各种基本桥型的不断增大跨径，刷新纪录。 日本明石海峡大桥主跨1991m （1998年建成） 最大的悬索桥第22页/共83页23基本的结构创新基本的结构创新应用应用拓展拓展问题问题思考思考引言引言前最大跨径斜拉桥日本多多罗桥 ，主跨890m，建于1998年。第23页/共83页24基本的结构创新基本的结构创新应用应用拓展拓展问题问题思考思考引言引言最大跨径斜拉桥中国苏通大桥主跨1088m（2008年建成）第24页/共83页25优化的结构创新优化的结构创新应用应用拓展拓展问题问题思考思考引言引言跨径没有突破的情况下，对结构进

8、行优化。更经济、更美观、更耐久更经济、更美观、更耐久第25页/共83页26优化的结构创新优化的结构创新应用应用拓展拓展问题问题思考思考引言引言太原祥云桥 创造性地使用三根弯塔柱组成斜拉桥主索塔结构，全高100.5100.5米。三根弯塔柱形成了三维变化的结构组合，仿佛一朵迸发灵感与创新精神的火焰，是对“三晋大地”的一种表象性总结。第26页/共83页27优化的结构创新优化的结构创新应用应用拓展拓展问题问题思考思考引言引言太原祥云桥 第27页/共83页28优化的结构创新优化的结构创新应用应用拓展拓展问题问题思考思考引言引言大同至浑源高速公路官堡枢纽跨线桥图片为例，钢混组合桥梁惠州合生大桥 主桥为独塔

9、双索面预应力混凝土斜拉桥，塔高121121米，其中桥面以上塔高约100100米。大桥设计构思新颖，鹅塔天歌的曲线造型流畅美观，活泼别致。尤其是大桥无横向支撑的设计是一次创新，使桥梁更加美观，是目前国内已建桥梁中第一座无横向支撑的桥梁。第28页/共83页29优化的结构创新优化的结构创新应用应用拓展拓展问题问题思考思考引言引言惠州合生大桥 第29页/共83页30重新组合的结构创新重新组合的结构创新 应用应用拓展拓展问题问题思考思考引言引言 组成元素： 受力主体可以是梁、拱、拉索、塔； 梁桥主梁可以是箱梁、板梁、T梁； 拱桥可以上承式、中承式、下承式，有推力拱、系杆拱； 拱桥主拱可以是混凝土、钢箱、

10、钢管等； 索塔可以有A型、H型、Y型、异型等； 桥墩型式柱式、矩形、Y型、T型等； 构件材料可以是混凝土、钢； 以上元素可以进行重新排列组合，从而诞生一系列的新型桥梁。u对上部、下部的结构重新组合而形成的创新桥型第30页/共83页31重新组合的结构创新重新组合的结构创新应用应用拓展拓展问题问题思考思考引言引言榆次太长线潇河大桥 第31页/共83页32重新组合的结构创新重新组合的结构创新 应用应用拓展拓展问题问题思考思考引言引言榆次潇河大桥，葵花拱桥，8x30m。从结构上属于拱桥与梁桥的组合结构。 第32页/共83页33重新组合的结构创新重新组合的结构创新 应用应用拓展拓展问题问题思考思考引言引

11、言临汾汾河矮塔斜拉桥临汾矮塔斜拉桥图片为例第33页/共83页34重新组合的结构创新重新组合的结构创新 应用应用拓展拓展问题问题思考思考引言引言临汾矮塔斜拉桥矮塔斜拉桥，从结构上看属于梁与索、塔组合结构，仍以梁桥为主要受力体系，索、塔受力为辅。临汾矮塔斜拉桥图片为例第34页/共83页35重新组合的结构创新重新组合的结构创新 应用应用拓展拓展问题问题思考思考引言引言太原南中环桥 主桥为拱梁组合结构，主桥全长300300米，主跨180180米。主拱高4040米，向外倾斜1616度，副拱高4848米，向外倾斜26268282度，为钢叠合梁组合式系杆拱体系。南中环桥主桥桥型设计构思源于太原市八景之一的“

12、蒙山晓月”。从桥的两端看，如一只大雁。第35页/共83页36重新组合的结构创新重新组合的结构创新 应用应用拓展拓展问题问题思考思考引言引言太原南中环桥第36页/共83页37重新组合的结构创新重新组合的结构创新 应用应用拓展拓展问题问题思考思考引言引言太原南中环桥第37页/共83页38重新组合的结构创新重新组合的结构创新 应用应用拓展拓展问题问题思考思考引言引言太原北中环桥采用五跨对称五拱非对称索面斜拉桥，全长310米第38页/共83页39重新组合的结构创新重新组合的结构创新 应用应用拓展拓展问题问题思考思考引言引言太原北中环桥“龙腾祥瑞”第39页/共83页40重新组合的结构创新重新组合的结构创

13、新 应用应用拓展拓展问题问题思考思考引言引言沈阳三好桥 桥中央两个巨大的斜拱，从远处看去犹如百合的两个花瓣。这两个斜拱是三好桥的设计精髓所在，一般跨河大桥都采用直拱型，美观不足，而两个巨大的白色斜拱将使三好桥成为浑河两岸又一座地标型建筑。第40页/共83页41重新组合的结构创新重新组合的结构创新 应用应用拓展拓展问题问题思考思考引言引言沈阳三好桥主跨为2100米单墩双拱塔组合式空间索面斜拉桥第41页/共83页42重新组合的结构创新重新组合的结构创新 应用应用拓展拓展问题问题思考思考引言引言福建三明台江大桥主跨为2 2110M110M的钢拱塔预应力混凝土主梁斜拉桥第42页/共83页43重新组合的

14、结构创新重新组合的结构创新 应用应用拓展拓展问题问题思考思考引言引言福建三明台江大桥第43页/共83页44重新组合的结构创新重新组合的结构创新 应用应用拓展拓展问题问题思考思考引言引言天津大沽桥 大沽桥的设计构思为“日月双辉”，由两个不对称的拱圈构成，大拱圈面向东方，象征着太阳，小拱圈面向西方，象征着月亮。全称为“不对称外飘式联合梁系杆拱桥”。 第44页/共83页45重新组合的结构创新重新组合的结构创新 应用应用拓展拓展问题问题思考思考引言引言天津大沽桥第45页/共83页46重新组合的结构创新重新组合的结构创新 应用应用拓展拓展问题问题思考思考引言引言天津大沽桥第46页/共83页47重新组合的

15、结构创新重新组合的结构创新 应用应用拓展拓展问题问题思考思考引言引言u梁索组合桥梁索组合桥 以梁桥为主体，以索为辅助的梁索组合桥是创新桥型中极为重要的一种，在城市桥梁中有着广阔的创新空间和发展空间。第47页/共83页48重新组合的结构创新重新组合的结构创新 应用应用拓展拓展问题问题思考思考引言引言梁索组合桥优势：1 1、梁索组合桥桥型新颖美观，造型灵活。桥上建筑形成视觉美感的来源。2 2、结构安全。梁索组合桥以梁为主体，承担主要荷载作用，而索承担主梁不足部分，确保结构的总体安全度。3 3、可以有效降低主梁高度，增大跨径。4 4、造价适中，适用性强。第48页/共83页49重新组合的结构创新重新组

16、合的结构创新 应用应用拓展拓展问题问题思考思考引言引言波纹钢腹板体外预应力混凝土箱梁 是国外新兴的一种桥梁结构形式。它可以看成是由混凝土顶底板、体外预应力筋和波纹钢腹板三者构成桥梁，是对传统的体外预应力混凝土箱梁的种改进。该结构与传统的预应力混凝土箱梁相比，大大降低了结构的自重，增大了桥梁的跨径并使下部结构的工程量减少，缩短了工期。u钢混组合结构 第49页/共83页50重新组合的结构创新重新组合的结构创新 应用应用拓展拓展问题问题思考思考引言引言大同至浑源高速公路官堡枢纽跨线桥钢混组合桥梁u钢混组合结构 第50页/共83页51重新组合的结构创新重新组合的结构创新 应用应用拓展拓展问题问题思考思

17、考引言引言大同至浑源高速公路官堡枢纽跨线桥钢混组合桥梁u钢混组合结构 第51页/共83页522.4 桥梁材料创新（新材料）桥梁材料创新（新材料）应用应用拓展拓展问题问题思考思考引言引言u混凝土混凝土u钢材钢材u附属材料附属材料高强、轻质、耐久、复合高强、轻质、耐久、复合第52页/共83页532.4 桥梁材料创新（新材料）桥梁材料创新（新材料）应用应用拓展拓展问题问题思考思考引言引言美国缅因州尼尔桥第53页/共83页542.4 桥梁材料创新（新材料）桥梁材料创新（新材料）应用应用拓展拓展问题问题思考思考引言引言美国缅因州尼尔桥第54页/共83页552.4 桥梁材料创新（新材料）桥梁材料创新（新材

18、料）应用应用拓展拓展问题问题思考思考引言引言u混凝土 高强（高性能）混凝土：本质上与普通混凝土相同，高质量选料和优化的配合比、以及高标准的拌合、浇注和养护，高耐久性和高强度的混凝土。 优点：实现了桥梁的更大的跨越能力，更小的自重、更小的结构尺寸，高耐久性带来更长的使用寿命。 我院设计的清石黄河大桥主梁采用C60C60，临猗黄河大桥比较方案中钢管混凝土桥墩C80C80。第55页/共83页562.4 桥梁材料创新（新材料）桥梁材料创新（新材料）应用应用拓展拓展问题问题思考思考引言引言u混凝土纤维混凝土：混凝土中掺入钢纤维、碳纤维、玻璃纤维、丙烯纤维，有效提升混凝土的抗拉强度、延伸性、抗疲劳。钢纤维

19、混凝土广泛应用于桥面铺装、伸缩缝混凝土等易疲劳构件。第56页/共83页572.4 桥梁材料创新（新材料）桥梁材料创新（新材料）应用应用拓展拓展问题问题思考思考引言引言u混凝土环氧树脂混凝土防水混凝土钢管混凝土第57页/共83页582.4 桥梁材料创新（新材料）桥梁材料创新（新材料）应用应用拓展拓展问题问题思考思考引言引言u钢材（钢筋、钢绞线） 高强钢筋：成品钢筋网片，如LL550（CRB550）冷轧带肋钢筋网，广泛应用与桥面铺装及大体积桥墩表面，强度高、抗疲劳、抗裂缝、便于施工、可标准化工厂生产； 高强钢筋：HRB400（新级钢 筋）开始引入，相比HRB335（原二级钢筋），虽然价格几乎相同，

20、但抗拉强度提高近20%，可有效节约钢材，降低造价。 钢绞线：我院也在预应力钢筋设计中采用1860 MPa高强度低松弛钢绞线。第58页/共83页592.4 桥梁材料创新（新材料）桥梁材料创新（新材料）应用应用拓展拓展问题问题思考思考引言引言u附属材料桥梁铅芯隔震支座高阻尼橡胶隔震支座第59页/共83页602.4 桥梁材料创新（新材料）桥梁材料创新（新材料）应用应用拓展拓展问题问题思考思考引言引言u附属材料阻尼器，用在大桥上的锁定装置，在温度和正常活荷载下可以自由变形，但对于中小地震荷载、较大的风荷载带来的桥梁各部分间的运动和碰撞，可有效地起到减少、转移和限制作用。第60页/共83页612.4 桥

21、梁材料创新（新材料）桥梁材料创新（新材料）应用应用拓展拓展问题问题思考思考引言引言u附属材料拉索阻尼器第61页/共83页622.4 桥梁材料创新（新材料）桥梁材料创新（新材料）应用应用拓展拓展问题问题思考思考引言引言u附属材料大行程伸缩缝我院桥梁附件公司安装江阴大桥DS2000DS2000特大位移伸缩缝第62页/共83页632.5 2.5 桥梁新工艺桥梁新工艺 应用应用拓展拓展问题问题思考思考引言引言u桥梁设计新工艺桥梁设计新工艺u桥梁施工新工艺桥梁施工新工艺 第63页/共83页642.5 2.5 桥梁新工艺桥梁新工艺 应用应用拓展拓展问题问题思考思考引言引言u桥梁设计新工艺桥梁设计新工艺u桥

22、梁设计专业分析软件如桥梁博士、GQJSGQJS、MIDASMIDAS、SAP2000SAP2000、桥梁通、桥梁大师、TDVTDV、ANSYSANSYSu桥梁勘察设计软件各专业组之间的协同办公、数据互联、智能设计系统 第64页/共83页652.5 2.5 桥梁新工艺桥梁新工艺 应用应用拓展拓展问题问题思考思考引言引言u桥梁施工新工艺桥梁施工新工艺u大型基础设计施工技术深基坑设计施工技术、深水群桩基础施工技术、深水沉井基础施工技术u特大跨径桥梁上部结构施工与控制技术拱桥、斜拉桥、悬索桥架设与控制技术u桥梁工业化技术箱梁节段短线法预制、架桥机拼装、施工控制技术长大节段钢箱梁整体安装与控制技术第65

23、页/共83页662.5 2.5 桥梁新工艺桥梁新工艺 应用应用拓展拓展问题问题思考思考引言引言u桥梁施工新工艺桥梁施工新工艺桥梁预应力智能张拉技术第66页/共83页672.5 2.5 桥梁新工艺桥梁新工艺 应用应用拓展拓展问题问题思考思考引言引言u桥梁施工新工艺桥梁施工新工艺智能压浆系统第67页/共83页682.5 2.5 桥梁新工艺桥梁新工艺 应用应用拓展拓展问题问题思考思考引言引言u桥梁施工新工艺桥梁施工新工艺 湖南联智桥隧技术有限公司研发的预应力智能张拉和智能压浆系统，目前已经在湖南省所有在建高速公路，以及全国超过22个省区市的交通、市政项目得到了广泛应用。第68页/共83页69应用拓展

24、问题思考引言3 3、 总结与思考总结与思考第69页/共83页703.1 桥梁设计创新面临的问题桥梁设计创新面临的问题应用应用拓展拓展问题问题思考思考引言引言 目前，我院的桥梁设计技术创新已有了很大的进步，但从质量、数量、产业化方面和国内设计强院相比仍有很大差距。 我院由大院向强院发展之路必须要有技术创新体系作为技术支撑。第70页/共83页713.2 桥梁设计创新之路的探索桥梁设计创新之路的探索应用应用拓展拓展问题问题思考思考引言引言第71页/共83页723.2 桥梁设计创新之路的探索桥梁设计创新之路的探索应用应用拓展拓展问题问题思考思考引言引言 桥梁创新的种子桥梁创新的种子 桥梁创新的土壤桥梁

25、创新的土壤 桥梁创新的阳光和水桥梁创新的阳光和水第72页/共83页73桥梁创新的种子桥梁创新的种子应用应用拓展拓展问题问题思考思考引言引言 美国工程院和中国工程院外籍院士、国际桥梁设计大师邓文中就曾提出桥梁设计的三要素：能力、勇气、机会。 首先，是自身能力的培养和积累。专业理论基础，再加上实践应用经验。 其次，是工程师的创新勇气。避免自甘平庸，要有追求卓越的志向。 第三，机会是创新的舞台。创新没有实战机会，则创新无从谈起。第73页/共83页74桥梁创新的土壤桥梁创新的土壤应用应用拓展拓展问题问题思考思考引言引言 创新的成活需要一个创新的土壤（环境），否则创新的种子就会夭折。第74页/共83页7

26、5桥梁创新的土壤桥梁创新的土壤应用应用拓展拓展问题问题思考思考引言引言u桥梁创新的高投入 创新有成功就有失败，而且往往失败远多于成功。失败就意味着人力物力财力的投入成本。 企业的创新投入和容错环境，是创新生存的重要保障之一。第75页/共83页76桥梁创新的土壤桥梁创新的土壤应用应用拓展拓展问题问题思考思考引言引言u桥梁创新的风险 桥梁创新的风险，对于推广部门来说有质量风险、可靠度风险，具体到人就是责任风险。不能解决责任风险问题，则好的创新也难以得到顺利的推广应用。 建立风险评估及责任承担体系是创新的重要保障体系。第76页/共83页77桥梁创新的土壤桥梁创新的土壤应用应用拓展拓展问题问题思考思考引言引言u桥梁创新的