spContent=《缆索承重桥梁》是土木工程专业(道路桥梁方向)的主要课程。本课程着重讲授悬索桥和斜拉桥及其组合桥梁的基本理论与专业知识。通过学习本课程,学生可了解缆索承重桥梁的发展历史;掌握缆索承重桥梁的结构体系、总体布置、计算理论和基本组成构造等基本知识;熟练掌握悬索桥、斜拉桥计算分析方法和设计等专业知识;了解缆索承重桥梁的构件制造和施工方法。最终,学生将掌握综合运用多专业领域知识分析问题的基本方法,培养起从事缆索承重桥梁设计的初步能力。本课程教学由西南交通大学缆索承重桥梁课程教学团队承担。
《缆索承重桥梁》是土木工程专业(道路桥梁方向)的主要课程。本课程着重讲授悬索桥和斜拉桥及其组合桥梁的基本理论与专业知识。通过学习本课程,学生可了解缆索承重桥梁的发展历史;掌握缆索承重桥梁的结构体系、总体布置、计算理论和基本组成构造等基本知识;熟练掌握悬索桥、斜拉桥计算分析方法和设计等专业知识;了解缆索承重桥梁的构件制造和施工方法。最终,学生将掌握综合运用多专业领域知识分析问题的基本方法,培养起从事缆索承重桥梁设计的初步能力。本课程教学由西南交通大学缆索承重桥梁课程教学团队承担。
—— 课程团队
课程概述
国内外大量缆索承重桥梁的修建,需要一大批深入了解缆索承重桥梁设计、施工和管养的人才。 为了适应现代交通对创新人才培养的需要,西南交通大学秉承传统优势在20世纪90年代后期开设了《大跨度桥梁及城市桥梁》课程。2015年起,课程更名为《缆索承重桥梁》。不再包含城市桥梁部分。2020年课程负责人结合多年讲义及相关教学资料编写了《缆索承重桥梁》教材,并于2021年2月由人民交通出版社发行第1版。
《缆索承重桥梁》课程共分为9章。 前八章分别介绍了缆索承重桥梁的发展简史,结构体系与总体布置,结构总体设计,计算理论与方法,缆索系统、梁结构、塔与锚结构的设计;第九章对缆索承重桥梁的施工进行了简单介绍。
本课程紧密结合工程实际情况和科研最新进展,深入浅出地介绍缆索承重桥梁的结构构造、设计构思、计算方法、加工制作工艺和施工方法等方面的知识。学生可通过该课程了解缆索承重桥梁的发展历史;掌握其结构体系、总体布置、计算理论和基本组成构造等基本知识;熟练掌握悬索桥、斜拉桥计算分析方法和设计等专业知识;了解缆索承重桥梁的构件制造和施工方法。
通过本课程的学习,学生将较系统地掌握悬索桥和斜拉桥及其组合桥梁的基本理论与专业知识,了解缆索承重桥梁的现状和发展趋势,初步具备相应的设计和施工的基本技能,和综合运用多专业领域知识分析问题的基本能力。
授课目标
本课程紧密结合工程实际情况和科研最新进展,深入浅出地介绍缆索承重桥梁的结构构造、设计构思、计算方法、加工制作工艺和施工方法等方面的知识。在课程结束时,学生需要能够:
(1)学生可通过该课程了解缆索承重桥梁的发展历史;
(2)掌握其结构体系、总体布置、计算理论和基本组成构造等基本知识;
(3)熟练掌握悬索桥、斜拉桥计算分析方法和设计等专业知识;
(4)了解缆索承重桥梁的构件制造和施工方法。
(5)具有追踪桥梁工程技术发展前沿的能力,初步具备文献搜集、外文阅读及工程创新素养。
(6)最终,学生将掌握综合运用多专业领域知识分析问题的基本方法,培养起从事缆索承重桥梁设计的初步能力。
成绩 要求
1.本课程单元测验成绩占70%,单元作业成绩占30%。
2.本课程没有认证证书。
课程大纲
绪论
课时目标:预期目标:使学生掌握桥梁结构基本体系知识,理解缆索承重桥梁能够建成大跨度桥梁的原因;理解缆索承重桥梁的特点;了解缆索承重桥梁的发展历史;树立攻坚克难的信心。
第 1 章 绪论
1. 1 缆索承重桥梁的概念
1. 2 古代缆索承重桥梁发展简介
1. 3 现代缆索承重桥梁的发展简介
结构体系与分跨布置
课时目标:预期目标:使学生能够掌握缆索承重桥梁的主要组成部分、各部分名称及在结构中的位置和功能的知识;掌握缆索承重桥梁的桥型及结构的支承体系,理解结构整体共同作用的复杂力学特性;深刻体会不同环境和条件下缆索承重桥梁的总体布置构思;了解复杂结构的关键问题和解决方案。
第 2 章 结构体系与分跨布置
2. 1 概述
2. 2 桥型与结构体系
2. 3 缆索承重桥梁的分跨布置
缆索承重桥梁总体设计
课时目标:预期目标:学生能够掌握缆索承重桥梁总体设计的基本原则;熟悉桥型选择需要比较的相关内容,培养全寿命设计思维;了解缆索承重桥梁塔、锚位置设置原则,掌握悬索桥、斜拉桥和协作体系桥梁总体设计需要涉及的内容、参数的选择及参数变化的影响;学生能根据给定的桥位资料,初步设计各小组的总体方案。
第 3 章 缆索承重桥梁总体设计
3. 1 设计总体原则
3. 2 桥型选择
3. 3 悬索桥总体设计
3. 4 斜拉桥总体设计
3. 5 斜拉-悬吊组合体系桥梁总体设计
3. 6 桥面位置布置
计算理论与方法
课时目标:预期目标:使学生能够掌握单索结构的计算理论,能计算各种荷载下单索的线形和内力;了解悬索桥简略理论、挠度理论的方法;熟悉缆索承重桥梁几何非线性特征和有限元的计算方法;掌握缆索承重桥梁恒载内力计算的方法;熟悉活载及其组合的计算;了解施工计算与成桥计算的不同点;熟悉抗风、抗震设计需要涉及的内容。学生具备分析与评估缆索承重桥梁静动力性能的能力;完成恒载与活载作用的计算分析。
第 4 章 计算理论与方法
4. 1 单索结构的计算理论
4. 2 悬索桥计算的微小位移理论与挠度理论
4. 3 缆索承重桥梁的有限元计算
4. 4 悬索桥恒载状态设计与计算
4. 5 斜拉桥恒载状态设计与计算
4. 6 可变荷载作用计算及荷载组合
4. 7 局部分析
4. 8 抗震抗风分析
缆索系统的构造与设计
课时目标: 预期目标:学生能够掌握主缆、吊索、斜拉索的构造与设计,包括材料要求、结构形式选择、截面拟定和验算、耐久性设计等;熟悉锚具、索夹、索鞍和锚固系统的构造,掌握各部分的功能特点;掌握锚具锚固、索夹强度与抗滑、鞍座抗滑、锚固系统连接强度的计算内容和方法;熟悉缆索与桥塔、梁的连接构造;完成缆索系统的设计。
第 5 章 缆索系统的构造与设计
5. 1 概述
5. 2 主缆构造与设计
5. 3 吊索
5. 4 斜拉索
5. 5 索的锚具
5. 6 索夹
5. 7 鞍座
5. 8 主缆的锚固连接系统
5. 9 索与梁的锚固连接
5. 10 索与塔的锚固连接
梁的构造与设计
课时目标:预期目标:学生能够掌握用于单索面与双索面缆索承重桥的主梁的特征要求;了解悬索桥加劲梁、斜拉桥和协作体系桥梁主梁的构造;熟悉梁结构强度分析的体系划分,掌握梁结构设计验算的内容和方法;完成主梁(加劲梁)的结构方案设计。
第 6 章 梁的构造与设计
6. 1 概述
6. 2 混凝土梁
6. 3 钢梁
6. 4 组合梁
6. 5 混合梁
6. 6 梁结构的设计计算
桥塔的构造与设计
课时目标: 预期目标:学生能够掌握钢结构桥塔、混凝土桥塔、组合与混合结构桥塔的力学特性与结构形式;了解各种桥塔的构造;熟悉各种桥塔与缆索的连接方式和对桥塔的要求;掌握桥塔结构设计验算的内容和方法;完成桥塔结构的设计。
第 7 章 桥塔的构造与设计
7. 1 桥塔的功能及分类
7. 2 悬索桥的桥塔结构形式
7. 3 斜拉桥的桥塔结构形式
7. 4 桥塔的计算
7. 5 混凝土桥塔设计及示例
7. 6 钢桥塔设计及示例
7. 7 组合结构桥塔设计及示例
锚碇的构造与设计
课时目标:预期目标:学生能够掌握悬索桥和协作体系桥梁重力式锚碇、隧道锚及组合锚碇的受力传力特点;了解重力式锚碇的基础结构;掌握锚碇结构的抗滑及稳定性计算理论和方法;熟悉锚碇结构的强度验算。
第 8 章 锚碇的构造与设计
8. 1 重力式锚碇及基础
8. 2 重力式锚碇设计及示例
8. 3 隧道式锚碇设计及示例
8. 4 组合式锚碇设计及示例
缆索承重桥梁的施工
课时目标:预期目标:学生能够了解缆索承重桥梁桥塔、锚碇的施工总体设计和常用施工方法;掌握悬索桥主缆系统施工的特点和方法;了解悬索桥、斜拉桥和协作体系桥梁梁结构的施工方法;了解不同类型斜拉索的张拉调整工艺
第 9 章 缆索承重桥梁施工简介
9. 1 钢结构桥塔施工
9. 2 钢筋混凝土桥塔施工
9. 3 悬索桥锚碇的施工
9. 4 悬索桥主缆系统施工
9. 5 悬索桥加劲梁的施工
9. 6 斜拉桥主梁的施工
9. 7 斜拉索的施工
综合实践
课时目标: 预期目标:综合运用所学知识,学生完成实际工程结构的总体设计方案拟定;缆索系统、梁和塔结构的设计;结构总体计算和各构件的设计验算。完成相关设计图纸绘制与计算书编制工作。
缆索承重桥梁设计。给一个桥位,分组进行结构方案设计;在讨论的基础上,进行各部分构件的设计;进行总体结构计算;计算书和方案设计图。
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预备知识
预备知识:
高等数学、土木工程制图、理论力学、材料力学、结构力学、土力学、工程测量、工程地质、建筑材料、混凝土结构设计原理、钢结构设计原理、桥梁工程导论等。
参考资料
课程教材:
沈锐利, 刘占辉,唐茂林,缆索承重桥梁年(第一版)[M],人民交通出版社,2021.02
除教材需仔细阅读外,还需阅读以下资料:
[1] 孟凡超. 悬索桥 [M]. 人民交通出版社,2011.
[2] Niels J.Gimsing, Cable Supported Bridges, Concept and Design, Third Edition [M]. John Wiley and Sons Ltd, 2012.
[3] Holger Svensson, Cable-stayed bridges, 40 years of experience worldwide [M]. John Wiley and Sons Ltd.2012.
[4] 钱冬生. 大跨悬索桥的设计与施工 [M]. 西南交通大学出版社,1999.
[5] 项海帆. 桥梁概念设计 [M]. 人民交通出版社,2011.
[6] 刘士林. 斜拉桥设计 [M]. 人民交通出版社,2006.
[7] 埃尔莎.德.萨.卡埃塔诺. 斜拉桥的拉索振动与控制[M].中国建筑工业出版社,2012.
[8] 李亚东. 《桥梁工程概论》第三版. 西南交通大学出版社. 2014
常见问题
Q : 没有相关专业基础,或基础较差,能够听懂吗?
A : 本课程内容由浅及深,注重趣味性、文化性与知识性相结合,比如既有缆索承重桥梁发展历史、桥梁规划、桥型桥式、桥梁构造等科普性知识,也有桥梁设计、施工、分析理论、前沿热点等专业知识。读者可根据自身需求有选择性的学习。但要对专业知识有一定深度的理解,仍需要投入足够时间,并进行独立思考。