桥梁工程设计与施工技术作业指导书

桥梁工程设计与施工技术作业指导书TOC\o"1-2"\h\u12628第1章绪论 415251.1工程背景及意义 4251711.2设计与施工技术要求 473311.3国内外桥梁工程发展概况 49444第2章桥梁工程设计基本原理 5138892.1设计原则与标准 5216912.2结构体系及受力分析 5201712.2.1结构体系 5144882.2.2受力分析 5107262.3桥梁设计主要参数 5260572.3.1材料参数 5283922.3.2几何参数 663072.3.3动力参数 666212.3.4施工及养护参数 629155第3章桥梁工程地质与地形条件分析 645783.1地质条件调查与评价 6184653.1.1调查内容与方法 6305583.1.2评价标准与要求 6301283.2地形条件分析与利用 643033.2.1地形条件分析 737433.2.2地形利用与优化 7131383.3桥梁工程地质与地形条件对设计的影响 719863.3.1地质条件对设计的影响 7112743.3.2地形条件对设计的影响 724286第4章桥梁结构设计与计算 866674.1桥梁结构设计基本理论 854964.1.1设计原则与要求 8257334.1.2设计荷载与组合 868684.1.3结构体系与材料 859394.1.4设计规范与标准 8264024.2桥梁结构计算方法 8326084.2.1静力计算方法 8227724.2.2动力计算方法 8302104.2.3施工过程计算 8121354.2.4组合结构计算 8265544.3桥梁结构设计软件应用 937594.3.1MidasCivil软件 9291084.3.2SAP2000软件 9107244.3.3CSIBridge软件 9252874.3.4其他软件简介 917467第5章桥梁工程上部结构设计 9108115.1梁式桥设计 933505.1.1设计原则 9189785.1.2设计内容 9137155.1.3设计要点 9207855.2拱桥设计 9213705.2.1设计原则 10164855.2.2设计内容 1012155.2.3设计要点 1089765.3悬索桥设计 1081785.3.1设计原则 1051125.3.2设计内容 10249175.3.3设计要点 101655.4刚架桥设计 10167475.4.1设计原则 10174465.4.2设计内容 11187525.4.3设计要点 1115554第6章桥梁工程下部结构设计 1165896.1桥墩设计 11236706.1.1设计原则 11181126.1.2结构类型 11292366.1.3设计计算 11276026.2桥台设计 1167126.2.1设计原则 11204026.2.2结构类型 11301966.2.3设计计算 12217716.3基础设计 1241906.3.1设计原则 12107706.3.2结构类型 12147546.3.3设计计算 1230175第7章桥梁工程施工组织与管理 12157577.1施工组织设计 12311667.1.1施工组织设计概述 12128467.1.2施工组织设计原则 1235267.1.3施工组织设计内容 13185487.2施工进度计划 13234207.2.1施工进度计划概述 1358497.2.2施工进度计划编制原则 1336697.2.3施工进度计划内容 13221097.3施工质量控制 13126077.3.1施工质量控制概述 1331647.3.2施工质量控制原则 14270507.3.3施工质量控制内容 14122897.4施工安全管理 149347.4.1施工安全管理概述 1441987.4.2施工安全管理原则 1482027.4.3施工安全管理内容 1410401第8章桥梁工程施工技术 1473668.1施工准备与临时工程 14146688.1.1工程准备 14206818.1.2临时工程 15315708.2桥梁基础施工技术 15164258.2.1地基处理 1576768.2.2基础施工 15210988.3桥梁上部结构施工技术 1547618.3.1梁体制作与安装 1592388.3.2桥面系施工 15312848.4桥梁下部结构施工技术 1556408.4.1支座安装 15282158.4.2桥墩和桥台施工 154115第9章桥梁工程监理与验收 16253299.1监理组织与职责 16230299.1.1监理机构设置 1669829.1.2监理人员配置 16175779.1.3监理职责 1679779.2施工过程监理 16285769.2.1施工准备阶段 16293179.2.2施工实施阶段 1641999.2.3施工验收阶段 17309089.3验收程序与标准 1763329.3.1验收程序 1743379.3.2验收标准 17138669.3.3验收不合格处理 176569第10章桥梁工程维护与加固 171628610.1桥梁检查与评估 171602110.1.1桥梁检查 17220310.1.2桥梁评估 171881310.2桥梁养护与维修 17381510.2.1桥梁养护 171424210.2.2桥梁维修 182431210.3桥梁加固设计与施工 18795410.3.1加固设计原则与要求 181136410.3.2加固方法与施工技术 18301010.4桥梁工程病害处理与预防措施 181820010.4.1病害处理方法 183134910.4.2预防措施 18第1章绪论1.1工程背景及意义我国经济的快速发展和城市化进程的推进，交通基础设施的建设显得尤为重要。桥梁工程作为交通线的重要组成部分，不仅承担着连接两岸、疏通交通的功能，同时也成为城市景观的亮点。桥梁工程的建设对于促进区域经济发展、提高交通运输效率、保障人民群众出行安全等方面具有重大意义。1.2设计与施工技术要求桥梁工程设计与施工技术是桥梁工程建设的核心环节，直接关系到桥梁的安全、经济、美观和使用寿命。设计与施工技术要求如下：（1）遵循国家及行业相关标准、规范，保证桥梁工程的质量和安全。（2）充分考虑地形、地质、气候等自然条件，以及交通流量、周边环境等因素，制定合理的设计方案。（3）注重桥梁结构的受力功能、耐久功能和抗震功能，保证桥梁在各种工况下的安全稳定。（4）采用先进的施工工艺和施工技术，提高施工效率，降低施工成本。（5）注重环境保护，减少施工过程中对周边环境的影响。1.3国内外桥梁工程发展概况国内外桥梁工程发展迅速，主要体现在以下几个方面：（1）新材料、新工艺的应用：如高强度钢材、高功能混凝土、悬索桥、斜拉桥等新型桥梁结构的应用，提高了桥梁的跨越能力和使用寿命。（2）设计理念的更新：从单一的功能性设计向多功能、绿色、环保、景观化设计转变，使桥梁工程更具人文关怀和生态友好性。（3）施工技术的创新：如预制拼装、悬臂施工、顶推法等施工技术的应用，提高了施工效率，降低了施工风险。（4）桥梁维护与管理技术的发展：通过智能化、信息化的手段，实现对桥梁结构状态的有效监测和评估，为桥梁养护维修提供科学依据。（5）国内外合作与交流：国内外桥梁工程师不断进行技术交流与合作，共同推动桥梁工程技术的进步。在我国，桥梁工程建设取得了举世瞩目的成就，如港珠澳大桥、南京长江大桥等一批世界级桥梁工程的成功建设，展示了我国桥梁工程设计和施工技术的实力。同时我国桥梁工程师也在不断学习和借鉴国际先进技术，为我国桥梁工程的发展贡献力量。第2章桥梁工程设计基本原理2.1设计原则与标准桥梁工程设计应遵循以下原则与标准：（1）符合国家及行业相关法律法规、技术规范和标准；（2）保证桥梁结构安全、可靠、耐久；（3）充分考虑地形、地质、气候等自然条件；（4）注重桥梁美学和环境保护；（5）考虑施工工艺和施工组织；（6）经济合理，技术先进，便于养护维修。2.2结构体系及受力分析2.2.1结构体系桥梁结构体系主要包括梁式桥、拱桥、悬索桥、斜拉桥等。设计时，应根据工程实际情况选择合适的结构体系。2.2.2受力分析桥梁结构受力分析主要包括以下内容：（1）永久荷载：桥梁自重、桥面铺装、附属设施等；（2）可变荷载：车辆荷载、人群荷载、风荷载、温度荷载等；（3）偶然荷载：地震荷载、船舶撞击荷载等；（4）依据相关规范，对各类荷载进行组合，计算桥梁结构的内力、位移及应力。2.3桥梁设计主要参数2.3.1材料参数桥梁设计中，需考虑的主要材料参数包括：（1）钢材：抗拉强度、抗压强度、弹性模量等；（2）混凝土：抗压强度、抗拉强度、弹性模量、泊松比等；（3）预应力钢筋：抗拉强度、弹性模量、锚固长度等。2.3.2几何参数桥梁设计中，需考虑的几何参数包括：（1）跨度：主梁、拱肋、悬索等主要受力构件的跨径；（2）矢高：拱桥的矢高、悬索桥的主缆矢高等；（3）桥宽：桥梁标准宽度、车道宽度、人行道宽度等；（4）净空：桥梁下部的净空高度，以满足通航、行车等需求。2.3.3动力参数桥梁设计中，需考虑的动力参数包括：（1）自振频率：反映桥梁结构的动力特性；（2）阻尼比：表征桥梁结构耗散能量的能力；（3）动力放大系数：反映桥梁在动荷载作用下的响应程度。2.3.4施工及养护参数桥梁设计中，需考虑施工及养护参数，包括：（1）施工方法：现浇、预制、悬臂施工等；（2）施工顺序：分阶段施工、一次性施工等；（3）养护措施：桥梁的日常养护、定期检查、维修加固等。第3章桥梁工程地质与地形条件分析3.1地质条件调查与评价3.1.1调查内容与方法在进行桥梁工程地质条件调查时，应包括以下内容：地层岩性、地质构造、岩体结构、水文地质、地震活动等。采用现场踏勘、钻探、物探、原位测试、室内试验等方法，全面了解工程地质条件。3.1.2评价标准与要求根据桥梁工程的特点，对地质条件进行评价时，应遵循以下标准与要求：（1）评价地层岩性、地质构造、岩体结构等对桥梁工程稳定性的影响；（2）分析水文地质条件对桥梁基础及地下工程的影响；（3）评估地震活动对桥梁工程的危害程度；（4）提出针对性的地质改良措施和建议。3.2地形条件分析与利用3.2.1地形条件分析分析桥梁工程地形条件时，应考虑以下因素：地形地貌、地表水体、植被分布、人类活动等。通过对地形条件的分析，为桥梁工程的选址、线形设计、施工组织等提供依据。3.2.2地形利用与优化根据地形条件，合理利用地形资源，优化桥梁工程布局，降低工程成本，提高工程质量。具体措施包括：（1）利用地形高差，优化桥梁纵断面设计；（2）结合地形地貌，选择合适的桥梁形式和结构；（3）利用地表水体，合理规划桥梁施工便道和临时设施；（4）保护植被，减少对生态环境的影响。3.3桥梁工程地质与地形条件对设计的影响3.3.1地质条件对设计的影响地质条件对桥梁设计的影响主要包括：（1）基础形式的选择：根据地质条件，选择合适的基础形式，保证桥梁稳定性；（2）桥梁结构的优化：考虑地质条件对桥梁结构的影响，进行合理的结构设计；（3）施工工艺的确定：根据地质条件，选择合适的施工工艺，保证施工安全；（4）工程投资估算：地质条件影响桥梁工程的施工难度和工程量，进而影响投资估算。3.3.2地形条件对设计的影响地形条件对桥梁设计的影响主要包括：（1）桥梁线形设计：根据地形条件，优化桥梁线形，提高行车舒适性和安全性；（2）桥梁跨径组合：考虑地形条件，合理选择桥梁跨径组合，降低工程成本；（3）施工组织设计：根据地形条件，合理规划施工便道、临时设施等，保证施工顺利进行；（4）环境影响评价：分析地形条件对生态环境的影响，提出相应的保护措施。第4章桥梁结构设计与计算4.1桥梁结构设计基本理论4.1.1设计原则与要求本节主要介绍桥梁结构设计的基本原则与要求，包括安全性、适用性、经济性和美观性等方面的内容。4.1.2设计荷载与组合阐述桥梁结构设计中涉及的荷载类型，包括永久荷载、可变荷载、偶然荷载和地震荷载等，并对荷载组合方法进行详细讲解。4.1.3结构体系与材料介绍桥梁结构的主要体系，如梁式桥、拱桥、悬索桥等，以及各种桥梁结构所采用的材料特性。4.1.4设计规范与标准概述我国桥梁结构设计的主要规范和标准，包括《公路桥梁设计通用规范》、《城市桥梁设计规范》等。4.2桥梁结构计算方法4.2.1静力计算方法分析桥梁结构在静荷载作用下的内力与变形，包括截面内力计算、应力计算和稳定计算等。4.2.2动力计算方法探讨桥梁结构在动荷载作用下的响应，包括自振特性分析、地震响应分析和行车动力响应分析等。4.2.3施工过程计算介绍桥梁施工过程中各阶段的结构计算方法，包括支架计算、预应力损失计算和施工顺序优化等。4.2.4组合结构计算针对组合桥梁结构，阐述不同材料组合、不同结构组合的计算方法。4.3桥梁结构设计软件应用4.3.1MidasCivil软件介绍MidasCivil软件在桥梁结构设计与计算中的应用，包括模型建立、荷载施加、计算分析及结果输出等。4.3.2SAP2000软件阐述SAP2000软件在桥梁结构设计与计算中的应用，包括模型建立、荷载施加、计算分析及结果输出等。4.3.3CSIBridge软件探讨CSIBridge软件在桥梁结构设计与计算中的应用，包括模型建立、荷载施加、计算分析及结果输出等。4.3.4其他软件简介介绍其他在桥梁结构设计与计算中常用的软件，如AutoCAD、BridgeDesigner等，并简要说明其功能特点。第5章桥梁工程上部结构设计5.1梁式桥设计5.1.1设计原则梁式桥设计应遵循安全、适用、经济、美观的原则，同时充分考虑施工条件、环境因素及后期维护。5.1.2设计内容（1）确定桥梁结构形式及主要尺寸；（2）选择合理的材料；（3）进行结构内力分析及配筋设计；（4）考虑桥梁施工过程及施工方法；（5）进行桥梁抗震、抗风设计。5.1.3设计要点（1）梁式桥的跨径、梁高、截面形式等应满足受力要求；（2）合理设置支座、伸缩缝及防撞设施；（3）注重桥梁与周围环境的协调性。5.2拱桥设计5.2.1设计原则拱桥设计应考虑结构稳定性、经济性、美观性和施工便利性，注重拱轴线形的选择和拱肋的布置。5.2.2设计内容（1）确定拱桥结构形式、跨径及矢跨比；（2）选择合理的拱轴线形及拱肋截面；（3）进行结构内力分析及配筋设计；（4）考虑拱桥施工方法及施工过程；（5）进行拱桥抗震、抗风设计。5.2.3设计要点（1）拱轴线形应满足受力及美观要求；（2）拱肋截面设计应考虑材料功能、施工工艺及经济性；（3）注重拱座、桥台及基础设计。5.3悬索桥设计5.3.1设计原则悬索桥设计应注重结构轻巧、受力明确、经济合理、施工方便，同时充分考虑抗风、抗震功能。5.3.2设计内容（1）确定悬索桥跨径、塔高及索塔形式；（2）选择合理的索面布置、主缆及吊索材料；（3）进行结构内力分析及索塔、主缆、吊索设计；（4）考虑悬索桥施工方法及施工过程；（5）进行悬索桥抗震、抗风设计。5.3.3设计要点（1）合理选择主缆、吊索材料及截面；（2）索塔结构设计应考虑稳定性及经济性；（3）注重锚碇、桥台及基础设计。5.4刚架桥设计5.4.1设计原则刚架桥设计应注重结构整体稳定性、受力合理、经济适用，同时考虑施工便利性和后期维护。5.4.2设计内容（1）确定刚架桥的结构形式及主要尺寸；（2）选择合理的材料及截面形式；（3）进行结构内力分析及配筋设计；（4）考虑刚架桥施工方法及施工过程；（5）进行刚架桥抗震、抗风设计。5.4.3设计要点（1）刚架桥的跨径、截面形式及材料选择应满足受力要求；（2）注重桥墩、桥台及基础设计；（3）合理设置支座、伸缩缝及防撞设施。第6章桥梁工程下部结构设计6.1桥墩设计6.1.1设计原则根据桥梁工程总体设计要求，桥墩设计应遵循安全、经济、适用、美观的原则，同时充分考虑地形、地质、环境等因素。6.1.2结构类型桥墩结构类型主要包括柱式桥墩、墙式桥墩、框架式桥墩等。根据桥梁跨径、地形地质条件、施工条件等因素，合理选择桥墩类型。6.1.3设计计算（1）荷载分析：分析桥梁荷载作用，包括永久荷载、可变荷载和偶然荷载。（2）结构分析：采用适当的计算方法进行桥墩结构分析，包括强度、稳定性和变形等。（3）材料选择：根据桥墩受力特点和环境条件，选择合适的建筑材料。6.2桥台设计6.2.1设计原则桥台设计应满足结构安全、功能完善、施工便利、经济合理等要求。6.2.2结构类型桥台结构类型主要包括重力式桥台、轻型桥台、框架式桥台等。根据桥梁结构、地形地质条件、施工条件等因素，选择合适的桥台类型。6.2.3设计计算（1）荷载分析：与桥墩设计相同，分析桥台的荷载作用。（2）结构分析：采用适当的方法进行桥台结构分析，包括强度、稳定性和变形等。（3）材料选择：根据桥台受力特点和环境条件，选择合适的建筑材料。6.3基础设计6.3.1设计原则基础设计应保证桥梁结构的稳定性和安全性，同时考虑施工便利、经济合理等因素。6.3.2结构类型基础结构类型主要包括浅基础、深基础、联合基础等。根据地质条件、桥梁结构、施工设备等因素，合理选择基础类型。6.3.3设计计算（1）地基承载力分析：分析地基土的承载能力，确定基础尺寸和埋置深度。（2）结构分析：对基础结构进行强度、稳定性和变形计算。（3）材料选择：根据基础受力特点和环境条件，选择合适的建筑材料。第7章桥梁工程施工组织与管理7.1施工组织设计7.1.1施工组织设计概述施工组织设计是根据桥梁工程设计文件和施工条件，对施工过程中的各项工作进行合理安排和设计的过程。其主要任务是保证施工顺利进行，提高施工效率，降低工程成本，保证工程质量。7.1.2施工组织设计原则（1）科学合理、经济实用；（2）保证工程质量和安全；（3）提高施工效率，缩短工期；（4）适应施工条件和环境要求；（5）遵循国家及地方相关政策法规。7.1.3施工组织设计内容（1）施工总体布局；（2）施工方法及工艺；（3）施工机械设备配置；（4）施工临时设施；（5）施工人员组织；（6）施工材料供应与管理；（7）施工环境保护与节能。7.2施工进度计划7.2.1施工进度计划概述施工进度计划是对桥梁工程施工过程中各阶段的工作内容、时间安排和逻辑关系进行编制的计划。7.2.2施工进度计划编制原则（1）保证施工顺序合理；（2）合理安排施工资源；（3）满足工程质量和安全要求；（4）考虑季节性和气候因素；（5）留有一定的调整余地。7.2.3施工进度计划内容（1）施工总进度计划；（2）分阶段施工进度计划；（3）关键节点施工进度计划；（4）施工资源需求计划；（5）施工进度控制措施。7.3施工质量控制7.3.1施工质量控制概述施工质量控制是指在桥梁工程施工过程中，对工程质量进行严格监督、检查和评定，保证工程质量满足设计要求。7.3.2施工质量控制原则（1）预防为主，防治结合；（2）全过程控制；（3）质量第一，用户至上；（4）科学管理，持续改进。7.3.3施工质量控制内容（1）施工质量计划；（2）施工过程质量控制；（3）施工质量验收；（4）质量问题和质量处理；（5）施工质量控制措施。7.4施工安全管理7.4.1施工安全管理概述施工安全管理是指对桥梁工程施工过程中的人、物、环境等方面进行安全管理，预防和减少安全，保证施工安全。7.4.2施工安全管理原则（1）安全第一，预防为主；（2）全员参与，综合治理；（3）依法依规，科学管理；（4）持续改进，追求卓越。7.4.3施工安全管理内容（1）施工安全计划；（2）施工现场安全设施；（3）施工安全培训与教育；（4）施工安全检查与整改；（5）安全应急预案及处理。第8章桥梁工程施工技术8.1施工准备与临时工程8.1.1工程准备完成施工图纸审查，明确施工要求及标准。制定详细的施工组织设计，保证施工顺利进行。办理施工许可等相关手续，保证合法合规施工。8.1.2临时工程根据现场实际情况，合理设置施工临时设施，如施工便道、临时排水、临时用电等。建立临时工程的质量和安全管理体系，保证临时工程的使用安全。加强对临时工程的检查和维护，保证其满足施工需求。8.2桥梁基础施工技术8.2.1地基处理根据地质勘察报告，选择合适的地基处理方法，保证地基承载力和稳定性。严格按照设计要求进行地基处理施工，保证处理效果。8.2.2基础施工采用合适的施工方法，如明挖、钻孔灌注桩等，进行桥梁基础施工。严格把控施工质量，保证基础工程的稳定性和安全性。8.3桥梁上部结构施工技术8.3.1梁体制作与安装采用预应力混凝土技术，按照设计要求制作梁体。采用合适的安装方法，如预制吊装、滑移等，进行梁体安装。8.3.2桥面系施工严格按照设计要求施工桥面铺装层、排水系统等。保证桥面系施工质量，提高桥梁的使用功能。8.4桥梁下部结构施工技术8.4.1支座安装选择合适的支座类型，保证支座的承载能力和使用功能。严格按照施工规范进行支座安装，保证支座的安装质量。8.4.2桥墩和桥台施工采用合适的施工方法，如现浇、预制等，进行桥墩和桥台施工。严格控制施工质量，保证桥梁下部结构的稳定性和安全性。注意：以上内容仅供参考，具体施工技术要求还需结合实际情况和施工图纸进行。第9章桥梁工程监理与验收9.1监理组织与职责9.1.1监理机构设置根据桥梁工程的特点和施工要求，设立专门的监理机构，负责对施工过程进行全面监理。监理机构应由具备相应资质的监理公司或专业团队承担。9.1.2监理人员配置监理人员应具备丰富的专业知识和实践经验，合理配置监理人员，保证监理工作的高效进行。9.1.3监理职责（1）审查施工图纸、施工组织设计、施工方案等技术文件；（2）监督施工过程中的质量、安全、进度、投资等方面；（3）检查施工材料、设备的质量；（4）指导、协调施工过程中的技术问题；（5）组织分部分项工程验收；（6）对施工过程中的不合格项提出整改意见，并跟踪整改落实；（7）参加工程竣工验收。9.2施工过程监理9.2.1施工准备阶段（1）审查施工方案、施工组织设计，保证合理、可行；（2）检查施工现场的施工条件，保证具备开工条件；（3）对施工人员进行技术交底和安全教育；（4）监督施工材