桥梁工程基础课程教学大纲.docx

1、桥梁工程基础课程教学大纲桥梁工程基础课程教学大纲2学分 32学时土木工程专业本科适用一、课程的性质和任务桥梁工程基础是高等学校土木工程专业的一门重要的专业基础课，是桥梁工程的入门教材。通过本课程的学习，达到使学生能了解和掌握桥梁工程的基本特点、主要构造特征、设计和计算理论要点以及桥梁施工方面的知识的目的，为学习后续桥梁专业及其他专业课程打下良好的基础。二、课程的内容和基本要求1概论桥梁的组成、分类和结构体系划分；国内外桥梁建筑的成就、现状和发展。讲授桥梁工程的基本概念（术语、结构受力和构造特点等）是本章的重点，另外，也需要让学生了解桥梁工程的发展与社会、科技进步的关系。2桥梁的规划与设计原则桥

2、梁设计原则，桥梁设计的科学依据（介绍各门学科及其关系），建桥程序；规划设计；桥梁立面、断面和平面布置；初步设计要点；桥梁美学基本观点。本章要求学生从总体上了解桥梁规划、设计和施工的基本程序，并掌握与桥梁布置有关的基本知识。3桥梁的设计荷载桥梁设计荷载的组成、分类和组合；永久荷载；基本可变荷载，活载图式，加载，冲击力；活载等级的选用；其它可变荷载；偶然荷载；施工荷载。车辆（列车、汽车）设计活载是本章的重点。5简支梁桥上部结构钢筋混凝土及预应力混凝土简支梁桥上部结构的结构类型、构造特点、预制方法、施工技术等；行车道板计算；荷载横向分布；主梁计算要点；钢简支（板）桁梁桥上部结构的结构类型、构造特点、

3、连续方式、制造和架设技术；钢梁分析设计要点。本章以介绍简支梁桥上部结构的构造特点以及荷载横向分布为主。配以少量习题，使学生掌握荷载横向分布的常用计算方法。6桥梁支座、墩台和基础支座类型、构造特点和设计要点（橡胶支座）；墩台类型、构造特点和设计要点（重力式桥墩）；扩大基础、桩基础、沉井基础的主要构造特点。重点讲授公路、铁路桥梁常用的支座、墩台和基础类型及其特点。7其它桥型预应力混凝土连续梁桥的主要构造、施工方法和设计特点，内力计算，拱桥的组成和分类，一般构造、施工特点和设计概述，斜拉桥的结构体系，一般构造、施工方法和设计特点，悬索桥结构体系，主要组成分部的构造特点。通过本章的讲授，使学生进一步了

4、解几种主要桥型的特点。8结构设计理论和桥梁设计规范结合桥梁工程介绍设计方法的演进；容许应力法、破坏阶段法、极限状态法和（概率）极限状态法的各自特点和相互关系，桥梁设计规范的基本内容和特点。9新技术在桥梁工程的应用计算机辅助设计（分析与绘图）的基本概念；桥梁抗震与抗风概要。由于时间有限，本课程的讲授以阐述原则和概念为主，在涉及设计的部分多讲原理而少讲具体计算公式；对构造和施工方法，只讲主要者；要求学生配合参考文献自学。三、实验内容与要求本课程以课堂教学为主，相关的实验内容安排在认识实习、生产实习和毕业实习中。四、对学生能力培养的要求1在讲授内容上包括公路和铁路桥梁的知识，避免以往教学偏重于公路或

5、铁路桥梁的情况，以开拓学生的知识面，培养学生的适应能力；2因学时有限、内容繁多，在论述上注重阐述基本原理和概念，避免对规范条文和公式作细致的解释，抓住要点，突出重点；通过课堂提问、问答习题等方式加深学生对基本原理和概念的理解；3及时介绍桥梁工程的最新进展和新技术的应用，使学生通过较短时间的学习，就能基本把握住桥梁工程的发展趋势和动态；4强调阅读参考资料，培养学生的自学能力。五、课程学时安排序号课 程 内 容学时1概论32桥梁的规划与设计原则33桥梁的设计荷载24桥面构造25简支梁桥上部结构86桥梁支座、墩台和基础57其它桥型58结构设计理论和桥梁设计规范29新技术在桥梁工程中的应用2合计32六

6、、说明1本课程一般安排在结构力学、结构设计原理课程之后。2教材及主要参考文献1 李亚东主编，桥梁工程概论（试行教材），西南交大桥梁及结构工程系，1999年2 范立础主编，桥梁工程，人民交通出版社，1988年，北京3 何广汉、车惠民、谢幼藩合编，铁路钢筋混凝土桥，中国铁道出版社，1986年，北京4 王序森、唐袁澄编著，桥梁工程，中国铁道出版社，1995年，北京5 王承礼、徐名枢主编，铁路桥梁，中国铁道出版社，1993年，北京6 范立础主编，预应力混凝土连续梁桥，人民交通出版社，1988年，北京混凝土桥教学大纲及基本要求参考学时：32适用专业：土木工程专业本科适用一、课程的性质和任务混凝土桥是高等

7、院校土木工程专业一门重要的专业选修课。内容主要为钢筋混凝土和预应力混凝土梁桥和拱桥的构造、设计及计算方法。本课程的任务是使学生掌握公路和铁路混凝土桥梁设计的基本方法，包括结构尺寸的拟定、荷载的确定、结构内力分析以及钢筋的配置等等。本课程着重讲授基本原理，尽量不依赖于具体的规范条文。涉及到规范时，主要为公路桥涵设计通用规范JTJ021-89、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTJ-023-85和铁路桥涵设计规范TBJ2-85。二、课程内容与基本要求1绪论介绍混凝土桥的概况、分类及其应用和发展，使学生对混凝土桥有一个总的了解。2混凝土简支梁桥的设计计算由于在本课程之前的“桥梁工程基础”课中

8、已经讲述了一部分简支梁桥的构造和计算，因此本课程重点介绍主梁内力计算、荷载横向分布系统计算方法、横梁计算、主梁挠度计算和预拱度计算等内容，应注意参考“桥梁工程基础”课程教学内容，避免重复。要求学生掌握混凝土简支梁桥的基本设计计算方法。3混凝土连续梁和刚构桥以连续梁桥为主，构造方面讲授桥跨布置、主梁构造、钢筋布置等，设计计算方面主要讲授恒、活载内力计算和次内力计算方法，包括温度变化、预加力、混凝土收缩和徐变以及支座不均匀沉降引起的次内力。对于刚构桥，只介绍其与连续梁桥在构造和计算上的不同之处。要求学生重点理解并学会计算这类桥梁的内力和配筋，包括次内力的计算。4混凝土拱桥的设计计算讲授拱桥的构造、

9、拱轴线计算、恒活载内力计算、次内力计算、强度和稳定性计算、内力调整、拱上结构计算简介等内容。该部分内容较多，应把重点放在拱轴线计算、内力计算、强度和稳定性计算上，并注意联系结构力学知识的应用。5桥梁支座与墩台的计算讲授支座反力的组合、板式橡胶支座的计算、墩台的内力组合、重力式墩台和桩柱式墩台的设计计算。要求学生重点掌握下部结构内力组合与上部结构的不同之处、墩台强度和稳定性计算特点和方法等。三、学时安排序号课 程 内 容学时1绪论12混凝土简支梁桥的设计计算53混凝土连续梁桥及刚构桥84混凝土拱桥的设计计算125桥梁支座与墩台的计算6总学时32四、说明1本课程应安排在结构力学、结构设计原理和桥梁

10、工程基础之后。2毕业设计选桥梁方向的学生必须选修本课程，否则无法进行毕业设计。3由于本课程学时少、内容多，因此讲授时应注意突出重点，对于主要内容，让学生掌握其构造、原理和设计计算方法，对于其他内容，则掌握其特点以及与主要内容联系。4教材及参考文献（1）混凝土桥，李乔主编，自编讲义；（2）铁路桥涵设计规范TBJ2-85，中国铁道出版社；（3）公路桥涵设计通常规范JTJ021-89，人民交通出版社；（4）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTJ023-85，人民交通出版社。钢 桥 教 学 大 纲2学分 32学时土木工程专业本科适用一、课程的性质、任务与目的本课程是土木工程专业教学计划中的选修

11、课程之一。材料力学、结构力学、结构设计原理是它的主要技术基础课。课程的任务是使学生掌握钢桥结构的特点、一般钢桥结构的基本概念、基本理论及其知识，能设计一般的钢桥结构构件和普通钢桥。二、课程内容1绪论概述钢桥分类，钢桥特点、成就及钢桥设计内容、特点。2下承式简支栓焊桁架梁桥设计（一）桁架桥分类及其特点（1）依桁架体系分类；（2）特点（二）下承式桁架桥构造及其作用（1）桥面；(2) 桥面系；(3) 主桁架；(4) 制动撑架（制动联结系）；(5) 支座（三）主桁主要尺寸（1）桁高；（2）节间；（3）斜杆倾角；（4）主桁中心距（四）钢桥标准设计（五）结构设计原理（1）构件内力；（2）结构行为（六）主桁

12、杆件截面选择（1）截面选择；（2）外轮廓尺寸要求；（3）板厚；（4）截面选择与验算；（5）腹杆高强栓数量计算（七）主桁节点和弦杆拼接（1）节点设计原则；（2）节点典型构造特点；（3）节点板设计步骤；（4）弦杆拼接计算（八）桥面系（1）平纵联；（2）横向联结系；（3）制动撑架（九）联结系（1）平纵联；（2）横向联结系；（3）制动撑架（十）钢桁架刚度（1）挠度计算；（2）上拱度设置；（3）横向刚度主要衡量指标（十一）支座概述（1）作用；（2）分类；（3）布置原则；（4）钢支座的分类和参考使用范围3钢桥梁桥、箱梁桥和结合梁桥（一）钢板梁桥（1）特点；（2）应用情况；（3）上承式钢板梁桥；（4）下承钢

13、板梁桥组成、主要构造特点（二）钢箱梁板（1）特点；（2）构造要点；（3）应用情况（三）结合梁桥（1）特点；（2）构造要点；（3）应用情况（四）大跨度钢桥（1）连续桁架桥和悬臂桁梁桥 连续桁架桥的特点（与简支桁梁比）； 桥跨布置； 连续桁梁桥构造要点； 连续桁梁桥的内力调整； 悬臂桁梁桥主要特点（2）拱桥与斜腿刚构桥（3）斜拉桥与悬索桥5钢桁梁架设和常备钢结构（一）悬臂拼装架设（1）分类和适用范围；（2）减低架设应力、减小架设挠度方法；（3）架设施工；（4）架设计算（二）拖拉架设（1）特点；（2）滑道；（3）临时墩；（4）导梁；（5）牵引与制动（三）桥梁工程常备钢结构（1）英制T式塔架；（2）6

14、5式塔架；（3）67式钢塔架16Mn钢；（4）83式桥墩；（5）万能杆件；（6）轨束梁；（7）工字梁；（8）军用梁；（9）拆装式桁架三、课程设计要求要求学生按教师要求完成一座80m跨度的下承式栓焊钢桥的上部结构设计。四、学时分配序号课 程 内 容学时1绪论22下承式简支栓焊桁架梁桥153钢板梁桥、箱梁桥和结合梁桥84大跨度钢桥35钢桁梁架设和常备钢结构4总学时32五、教材（1）强士中主编，桥梁工程 钢桥篇，西南交通大学出版社（2）李富文等主编，钢桥，中国铁道出版社桥梁结构电算课程教学大纲2学分 36学时土木工程专业本科适用一、课程的性质和任务桥梁结构电算是土木工程专业的一门选修课。本课程的主要

15、任务是使学生掌握桥梁结构分析的计算机方法的基本原理、主要特点、典型软件的结构及实际操作使用的基本技能，为学生毕业设计和毕业后从事桥梁的设计和施工工作打下基础，也为学生将来从事该类软件的开发工作建立一些基本概念。二、课程内容与基本要求1概述桥梁结构分析的特点，结构内力和位移与施工方法的关系，与结构力学内容的相同和不同之处。重点强调桥梁结构分析所特有的问题，如移动荷载、预加应力、混凝土收缩和徐变，支座沉降、温度变化等等。2杆系有限元法基础简要介绍桥梁结构分析中最常用的杆系有限元法的基本原理和基本列式，包括单元位移模式、直接刚度法推导单元刚度矩阵、非节点荷载的处理、总体刚度矩阵的组建、边界条件的引入

16、、以及单元内力求解等。本部分内容重在讲解有限元法的基本原理和基本过程，通过学习这些内容，使学生能够对有限元法有一个大体上的了解。3有限元法在桥梁结构分析中的应用（1）施工过程的模拟讲述如何按照实际的施工过程和结构逐步形成的顺序，用软件来逐阶段模拟该过程，并且自动累加各阶段计算结果。重点强调桥梁结构是经过许多阶段逐步形成的，而不是像结构力学中的例题那样一次形成。同时注意结构最终内力与结构的形成过程即施工方法有关。（2）预应力效应的计算介绍等效荷载法原理以及预应力等效荷载的计算方法，预应力荷载的自平衡特性，预应力损失计算方法等。（3）移动荷载效应计算介绍在有限元法中采用机动法计算影响线的原理和方法

17、、动态规划法和穷尽法加载的原理、最不利荷载位置及相应的内力和位移计算。（4）混凝土收缩、徐变效应计算混凝土收缩和徐变特征，位移和次内力的规律，自重和预应力各自引起的徐变次内力的计算方法，影响次内力的主要因素等。主要使学生弄清楚体系转换引起次内力的原理，以及前期结构和后期结构的关系。（5）支座不均匀沉降引起的内力重分布连续梁、连续刚构以及其他超静定结构的支座发生不均匀沉降时引起的内力重分布现象，该重分布的计算方法，以及在有限元法的软件中的处理方法。（6）温度效应计算结构在季节性均匀温度变化和日照性的非均匀温度变化时引起的变形和次内力的计算方法，采用等效荷载法的原理，单元等效荷载的计算方法，以及如

18、何利用没有温度效应计算功能的软件计算温度效应。4桥梁结构分析软件BSAS（教学版）介绍我校开发的桥梁结构分析系统BSAS（教学版）的基本组成部分、主要功能、适用情况以及安装和使用方法等。三、上机操作与要求1上机操作内容（1）下载、安装软件；（2）启动软件，计算所配例题，熟悉软件的操作过程；（3）根据教师的要求，填写数据，计算一座桥梁结构。2基本要求能够熟练地使用该软件，并且能够自己建立结构计算模型，进行单元划分和数据的准备，输入数据，并能根据出错信息、修正数据，直至计算完成并输出结果。为使用其它同类软件打下基础，也培养学生的实际操作能力，更好地掌握计算机这一有力工具。四、对学生能力培养的要求1

19、既要掌握基本原理和方法，又要学会使用软件，避免出现只会纸上谈兵或只会填数据按键盘而不其所以然的情况。这是本课程的主要目的。2为培养学生的实际操作能力，本课程的理论教学分部和上机操作部分各占总学时的50%。3对个别优秀学生可适当增加内容和计算的难度。五、本课程学时安排序号课 程 内 容学时1概述22杆系有限元法基础63有限元法在桥梁结构分析中的应用104上机操作18合计36六、说明1本课程要求安排在结构力学、桥梁工程基础之后，最好学过混凝土桥课程。2教材及参考文献1桥梁结构分析，西南交通大学自编讲义；2桥梁结构实用电算，何雄君编著，科学出版社，1996年第1版；3桥梁结构电算，石洞等编著，同济大

20、学出版社，1987年第1版。大跨度桥梁及城市桥梁教学大纲参考学时：34学时，选修课土木工程专业本科适用一、性质与任务本课程是为土木工程专业大学四年级学生开设的专业选修课，目的是拓宽学生知识面，使学生对大跨度斜拉桥、悬索桥和城市立交桥的结构与设计有初步的了解。主要介绍大跨度斜拉桥、悬索桥和城市立交桥的基础结构、力学特性以及结构设计计算方法。二、本要求和教学内容选修本课程前，学生应先修完“材料力学”、“结构力学”、“结构设计原理”、“桥梁工程基础”、“混凝土桥”及“钢桥”等技术基础课和专业课。本课程的内容包括：第一章：斜拉桥（1）斜拉桥的历史与发展（1学时）（2）结构总体布置与结构体系（2学时）（

21、3）结构梁、塔、索的构造及设计（2学时）（4）设计计算（4学时）（5）施工简介（0.5学时）（6）抗风与抗震（0.5学时）第二章：悬索桥（1）概论（1学时）（2）悬索桥的结构构造（1学时）（3）悬索桥的计算理论简介（4学时）（4）悬索桥的设计（4学时）（5）悬索桥的施工简介（1学时）（6）抗风与抗震（1学时）第三章：城市桥梁（1）概述（1学时）（2）曲线梁桥的力学特性（2学时）（3）曲线梁桥的内力计算方法（3学时）（4）曲线梁桥的配筋设计（3学时）（5）斜桥、坡桥的力学特性简介（0.5学时）（6）城市桥梁施工简介（0.5学时）三、学生能力的培养通过本课程的学习，让学生了解组合受力结构在桥梁工程

22、中的优点和潜在能力，拓展学生的知识面，培养学生的创新能力。通过本课程的学习，让学生了解对大跨度桥梁的设计要考虑抗风与抗震设计，设计要结合施工方法综合考虑，从而培养学生的综合创造能力。四、学时安排序号课 程 内 容学时1斜拉桥102悬索桥123城市桥梁10总学时32五、教材自编教材、胶印桥梁结构震动教学大纲及基本要求参考学时；36学时适用专业：土木工程专业本科适用一、课程的性质和任务桥梁结构震动是为土木工程专业高年级学生开设的专业选修课程。授课内容主要是桥梁结构动力学的基本理论和基本概念；地震工程学的基本概念以及在桥梁结构抗震计算当中的应用；桥梁结构风致振动的基本概念和抗风计算。本课程着重基本理

23、论和基本概念的学习，以及在桥梁结构抗震和抗风设计中的应用。涉及到有关规范条文时，让同学们熟悉和掌握相关条文的使用。二、课程的主要内容与基本要求本课程主要讲授以下基本内容：（1）结构动力学的基本理论；（2）桥梁结构动力学的基础理论；（3）桥梁结构抗震计算的基本理论和方法；（4）桥梁结构抗风设计的基本理论和实用方法；（5）桥梁结构动力特性计算的计算机方法；（6）桥梁结构抗震设计的计算机方法。三、本课程的教学目的通过对本课程的学习，使同学们基本掌握桥梁结构动力分析的方法，建立有关结构动力特性的基本概念，熟悉工程地震和桥梁结构抗震计算的基本概念和方法，熟悉桥梁结构抗风计算的基本概念和方法，了解和掌握某

24、些微分方程的数值计算的计算机方法。四、课时安排本课程拟安排36学时，其中课堂授课32学时，计算机实习4学时，课时的分配情况如下：序号课 程 内 容学时1结构动力学的基本理论52桥梁结构动力学的基础理论53桥梁结构抗震计算的基本理论和方法84桥梁结构抗风设计的基本理论和实用方法65桥梁结构动力特性计算的计算机方法46桥梁结构抗震计算的计算方法47上机实习4总学时36五、使用教材本课程使用任课教师申爱国编写的桥梁振动与抗震抗风计算教材。六、说明本课程的学习要求学生有一定的动力微分方程的求解和计算机编程能力。本课程也适于研究生学习。桥 渡 设 计参考学时：36学时适用专业：土木工程专业本科生一、课程

25、的性质和任务要求学生理解工程水文学及泥沙运动学有关知识，掌握桥渡设计理论，能够在分析桥渡中桥梁与河道流的相互作用的基础上，根据一定的工程设计标准，进行道路跨越桥梁的位置（桥位）的选择；计算桥位河段的设计流量；设计、布置跨越河流最合理的桥梁孔径和分跨布设；确定桥梁墩台最小埋置深度，定桥下净空，桥面高度，以及在桥位上下游布设导致建筑物等。二、课程的主要内容与基本要求1水文统计学基础工程水文基础知识，概率统计基础概念，失事概率，随机变量的概率分布，统计参数估算，经验频率曲线与“理论”频率曲线，皮尔逊型曲线（P-）的应用，适线法配频率曲线，根据流量资料推求设计洪峰流量，无流量资料时推求设计洪峰流量。2

26、河道水流与泥沙河道水流的内部结构，水流的紊动，正流及副流，环流，含沙水流，河道水流特征，河道泥沙，泥沙受力与运动形式，泥沙颗粒的运动及泥沙分类，泥沙的特征流速，沙波运动，冲积河流的阻力，推移质的输沙，悬移质的夹沙能力，水流与泥沙的相互作用，河型分类，河流的自动调整作用，河床演变基本原理及河相关系。3桥渡设计水文勘测及桥位选择，桥梁孔径与墩台基础埋深，一般冲刷与局部冲刷计算，建桥后河道的变化，设计流速与孔径计算，基础埋深，桥下净空，桥头河滩路堤及导治建筑物，基础防护，一河多桥，感潮河段桥渡，水库地区桥渡，泥石流地区桥渡。4小桥涵桥渡设计小流域暴雨洪峰流量计算，小桥涵桥位选择，水力设计计算。三、学

27、时安排序号课程内容学时1水文统计学基础82河道水流与泥沙83桥渡设计124小桥涵桥渡设计8总学时36四、教材1尚久驷，桥渡设计2任宝良，桥渡设计（讲义）桥梁抗风和抗震设计教学大纲参考学时：34学时适用专业：土木工程专业本科生一、课程的性质、任务和基本要求初步建立桥梁结构抗风抗震设计的基本概念，掌握桥梁结构动力学基本知识及一些基本的常用的分析方法，会用这些方法进行结构动力计算；了解桥梁结构抗震设计的基本方法及思路，会用规范方法对一般桥梁进行抗震设计；了解大跨度桥梁抗风设计的内容和基本方法以及提高桥梁抗风性能的结构措施及气动措施。二、课程内容和基本要求1概述桥梁结构抗震、抗风基本内容及概念。（1学

28、时）2振动力学基础单自由度系统的自由振动，单自由度体系统的强迫振动，简谐惯性力激励的受迫振动，杜哈梅积分。（2学时）多自由度体系的振动，多自由度系统的动力学方程，固有频率、模态及模态的正交性。（2学时）多自由度体系的振动问题的求解，模态叠加法，模态截断法。（2学时）线性振动的近似计算方法，瑞利法、里茨法、矩阵迭代法、子空间迭代法。（3学时）连续系统的振动问题，梁的弯曲振动，固有频率、模态函数及其正交性，能量法求解梁的弯曲振动问题。（2学时）3桥梁结构振动分析有限元法简介，桥梁结构振动分析的有限元动力方程。（2学时）桥梁结构自由振动固有频率的近似计算式。一般斜拉桥、悬索桥低阶振型的大致形状及其特

29、点，桥梁结构的振动测试技术简介。（4学时）4桥梁结构抗风设计近地风的基本特性，风对桥梁的作用（静风作用和动力作用）。（2学时）桥梁抗风设计的内容及基本方法，桥梁抗风设计规范简介。（2学时）桥梁抗风设计近似计算方法及算例。（2学时）大跨度桥梁的抗风减振措施，风洞试验简介。桥梁抗风设计的发展。（2学时）5桥梁结构抗震桥梁结构震害简介，地震工程简介，地震对桥梁的作用特点。（2学时）桥梁抗震计算及设计的方法的发展。（1学时）桥梁抗震分析的反应谱法。基本原理、多自由度桥梁体系的反应谱计算式，反应谱法的优缺点。抗震规范介绍。（3学时）桥梁抗震分析的时程反应分析法简介，桥梁抗震设防标准的确定，桥梁结构抗震减振措施及控制简介，桥梁抗震分析的发展。（2学时）三、对学生的能力的要求学生在学该课程前，应学过：线性代数、材料力学、理论力学、桥梁工程、微分方程、有限元法基础等等。四、课程学时安排：序号课 程 内 容学时1概论12振动力学基础113桥梁结构振动分析64桥梁结构抗风85桥梁结构抗震8总学时34五、参考书1桥梁结构稳定与振动，李国豪主编，中国铁道出版社，1992年2