结构设计原理
总 论
,结构设计原理, 主要讨论
各种工程结构的基本构件的受力
性能, 计算方法和构造设计原理,
它是学习和掌握桥梁工程和其它
道路人工构造物设计的基础 。
.
主要内容
1) 选择结构的材料类型；
2) 选择截面形式；
3) 拟定截面尺寸；
4) 进行各项验算（强度条件、刚度、稳
定性、抗裂性）
主要任务
研究掌握基本构件的受力性能,
构造设计, 计算方法 。
1.按受力分,
1) 受弯构件 （ 梁, 板 ）
2) 受压构件 （ 墩, 台, 拱, 压杆等 ）
3) 受拉构件 （ 索, 拉杆 ）
4) 受剪构件 （ 无纯受剪构件 ）
5) 受扭构件 （ 无纯受扭构件 ）
（一）基本构件分类：
2按构件材料类型分：
1) 钢筋混凝土结构
2) 预应力混凝土结构
3) 砖石, 素混凝土结构 （ 自重大 ）
4) 钢结构 （ 跨径大的桥 ）
5) 木结构
就地取材；造价低；
耐久性、耐火性好；
适应性好。
自重大；施工受季节
影响大；有裂缝存在；
不适合用高强材料。
（二）钢筋混凝土结构：
1.使用范围,中小跨径梁、板，墩台，拱，塔。
2,优缺点
缺点优点
就地取材；造价低；
耐久性、耐火性好；
适应性好。
自重大；施工受季节
影响大；有裂缝存在；
不适合用高强材料。
（二）钢筋混凝土结构：
1.使用范围,中小跨径梁、板，墩台，拱，塔。
2,优缺点
缺点优点
（三）预应力混凝土结构：
使用高强材料；重量
轻；跨径大；刚度大；
耐久性、耐火性好。
工艺复杂, 需要 备
多 （ 设计, 计算, 施
工 ） 。
1.使用范围,跨径＞ 50m的桥梁
2.优缺点,
缺点优点
（四）砌体结构：
材料来源广泛；
施工简便。
自重大（自重）；
费工费时。
1.使用范围,以受压为主的构件（墩台、护坡）。
2.优缺点,
缺点优点
（五）钢结构：
自重轻；
易建特大跨径桥梁；
材质均匀；
弹性模量大；是理想
的弹性材料；
施工方便, 速度快 。
材料价格高；
需经常维修；
耐火性差 （ 钢材在
500℃ ～ 600℃ 软化 ） 。
缺点
优点
表 1－ 1
钢 木 钢筋砼 预应力砼 砌体
受弯构件 1 1.5～ 2.4 3~10 2~3 \
受压构件 1 1.5～ 2.4 3.8~11 \ 9.2～ 28
1932澳大利亚 503m悉尼 钢拱桥
1977美国 518.2m New River桥
360m 广州丫髻沙特大桥
三跨连续自锚式中承式 钢管混凝土拱桥 。以高强预应力钢铰
线作为系杆，拱座基础只有较小水平推力。主拱采用中承式
双肋悬链线无铰拱，矢跨比为 1/4.5。每片拱肋由 6?750钢管
混凝土组成，由横向平联板、腹杆连接成为钢管混凝土桁架。
边拱采用上承式双肋悬链线半拱，每片拱肋由钢筋混凝土单
箱单室截面组成。转体施工法。
1990四川旺苍 115米东河桥
下承式 钢管混凝土 预应力系杆拱桥，矢度 1/6。两片拱肋
间用直径 800mm横撑连接以保持其稳定性。活载作用下拱
脚的水平推力由系杆及桥墩共同承担。钢管拱肋实际上是
一种复合材料，在破坏荷载作用下，钢管不仅起纵筋的作
用，而且对混凝土起螺旋箍筋的作用，以提高构件的承载
能力。在施工阶段，钢管起着劲性骨架的作用。
世界上跨径最大的 石拱桥 。桥宽 8m，双肋石拱桥，腹拱为 9孔 13m，
南岸引桥 3孔 13m，北岸引桥 1孔 15m。主拱圈由两条分离式矩形石肋和 8
条钢筋混凝土横系梁组成。拱轴线为悬链线（ m=1.543）,拱矢度 1/5，
拱肋为等高变宽度。
1990湖南凤凰县的乌巢河桥 （ L=120m）
图 4 1932澳大利亚 503m悉尼 钢拱桥
总 论
,结构设计原理, 主要讨论
各种工程结构的基本构件的受力
性能, 计算方法和构造设计原理,
它是学习和掌握桥梁工程和其它
道路人工构造物设计的基础 。
.
主要内容
1) 选择结构的材料类型；
2) 选择截面形式；
3) 拟定截面尺寸；
4) 进行各项验算（强度条件、刚度、稳
定性、抗裂性）
主要任务
研究掌握基本构件的受力性能,
构造设计, 计算方法 。
1.按受力分,
1) 受弯构件 （ 梁, 板 ）
2) 受压构件 （ 墩, 台, 拱, 压杆等 ）
3) 受拉构件 （ 索, 拉杆 ）
4) 受剪构件 （ 无纯受剪构件 ）
5) 受扭构件 （ 无纯受扭构件 ）
（一）基本构件分类：
2按构件材料类型分：
1) 钢筋混凝土结构
2) 预应力混凝土结构
3) 砖石, 素混凝土结构 （ 自重大 ）
4) 钢结构 （ 跨径大的桥 ）
5) 木结构
就地取材；造价低；
耐久性、耐火性好；
适应性好。
自重大；施工受季节
影响大；有裂缝存在；
不适合用高强材料。
（二）钢筋混凝土结构：
1.使用范围,中小跨径梁、板，墩台，拱，塔。
2,优缺点
缺点优点
就地取材；造价低；
耐久性、耐火性好；
适应性好。
自重大；施工受季节
影响大；有裂缝存在；
不适合用高强材料。
（二）钢筋混凝土结构：
1.使用范围,中小跨径梁、板，墩台，拱，塔。
2,优缺点
缺点优点
（三）预应力混凝土结构：
使用高强材料；重量
轻；跨径大；刚度大；
耐久性、耐火性好。
工艺复杂, 需要 备
多 （ 设计, 计算, 施
工 ） 。
1.使用范围,跨径＞ 50m的桥梁
2.优缺点,
缺点优点
（四）砌体结构：
材料来源广泛；
施工简便。
自重大（自重）；
费工费时。
1.使用范围,以受压为主的构件（墩台、护坡）。
2.优缺点,
缺点优点
（五）钢结构：
自重轻；
易建特大跨径桥梁；
材质均匀；
弹性模量大；是理想
的弹性材料；
施工方便, 速度快 。
材料价格高；
需经常维修；
耐火性差 （ 钢材在
500℃ ～ 600℃ 软化 ） 。
缺点
优点
表 1－ 1
钢 木 钢筋砼 预应力砼 砌体
受弯构件 1 1.5～ 2.4 3~10 2~3 \
受压构件 1 1.5～ 2.4 3.8~11 \ 9.2～ 28
1932澳大利亚 503m悉尼 钢拱桥
1977美国 518.2m New River桥
360m 广州丫髻沙特大桥
三跨连续自锚式中承式 钢管混凝土拱桥 。以高强预应力钢铰
线作为系杆，拱座基础只有较小水平推力。主拱采用中承式
双肋悬链线无铰拱，矢跨比为 1/4.5。每片拱肋由 6?750钢管
混凝土组成，由横向平联板、腹杆连接成为钢管混凝土桁架。
边拱采用上承式双肋悬链线半拱，每片拱肋由钢筋混凝土单
箱单室截面组成。转体施工法。
1990四川旺苍 115米东河桥
下承式 钢管混凝土 预应力系杆拱桥，矢度 1/6。两片拱肋
间用直径 800mm横撑连接以保持其稳定性。活载作用下拱
脚的水平推力由系杆及桥墩共同承担。钢管拱肋实际上是
一种复合材料，在破坏荷载作用下，钢管不仅起纵筋的作
用，而且对混凝土起螺旋箍筋的作用，以提高构件的承载
能力。在施工阶段，钢管起着劲性骨架的作用。
世界上跨径最大的 石拱桥 。桥宽 8m，双肋石拱桥，腹拱为 9孔 13m，
南岸引桥 3孔 13m，北岸引桥 1孔 15m。主拱圈由两条分离式矩形石肋和 8
条钢筋混凝土横系梁组成。拱轴线为悬链线（ m=1.543）,拱矢度 1/5，
拱肋为等高变宽度。
1990湖南凤凰县的乌巢河桥 （ L=120m）
图 4 1932澳大利亚 503m悉尼 钢拱桥
