《框架式地道橋設計理論與套用》主要講述框架式地道橋的設計理論、分析計算方法及其套用，在《框架式地道橋設計理論與套用》的後半部分也兼顧了地道橋頂進施工的主要內容和過程。 《框架式地道橋設計理論與套用》共分為15章，第1章到第8章為設計部分，詳細闡述了框架式地道橋設計的基本理論、分析計算方法和進行預應力設計的過程，結合具體工程給出了計算算例，介紹了相關的地道橋設計軟體系統，並通過實例進行了分析和驗證。第9章到第15章為施工部分，對地道橋施工的具體流程給出了介紹，同時加入了一些施丁中的新技術和新工藝，並針對在頂進過程中的信息化和自動化技術做了一些探索性介紹。 《框架式地道橋設計理論與套用》既可作為土木工程、道路和鐵道工程等專業本科生和研究生的教材，也可供從事框架式地道橋和城市綜合管廊結構設計、研究和施工等工程技術人員參考。
基本介紹
作者簡介,朱爾玉,王恆棟,謝玲,目錄,前言/序言,
作者簡介
朱爾玉
朱爾玉，教授，博士生導師，現任北京交通大學土木建築工程學院跨座式單軌交通研發中心主任，國家重點學科橋樑與隧道工程專業三級教授。已指導畢業碩士研究生88名、博士研究生8名，公開發表學術論文130多篇，主編或參編學術著作7部，獲得省部級科技進步特等獎1項、二等獎3項、三等獎3項，已申報以單軌交通等為主的專利200多項，已獲得專利授權60多項。
長期從事橋樑工程、城市軌道交通工程、高鐵、重載鐵路橋樑等方面的研究和教學工作，主要研究方向為預應力技術，工程結構耐久性和加固，橋樑工程應急搶修，BIM、GIS、MIS軟體系統開發。
在框架式地道橋設計理論中，首次提出施加預應力的理念，並成功申請發明專利“混凝土地道橋施工中的預應力套用方法”和“混凝土框架箱涵施工中的預應力套用方法”。在框架式地道橋設計過程中，開發了相關的地道橋設計軟體系統。對於地道橋頂進過程中的信息化和自動化技術，也做了有益的嘗試。
長期從事橋樑工程、城市軌道交通工程、高鐵、重載鐵路橋樑等方面的研究和教學工作，主要研究方向為預應力技術，工程結構耐久性和加固，橋樑工程應急搶修，BIM、GIS、MIS軟體系統開發。
在框架式地道橋設計理論中，首次提出施加預應力的理念，並成功申請發明專利“混凝土地道橋施工中的預應力套用方法”和“混凝土框架箱涵施工中的預應力套用方法”。在框架式地道橋設計過程中，開發了相關的地道橋設計軟體系統。對於地道橋頂進過程中的信息化和自動化技術，也做了有益的嘗試。
王恆棟
王恆棟，1967年出生，工學博士，現為上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司副總工程師，教授級高工。長期從事結構工程設計與研究工作，在工程結構理論分析、結構體系可靠度、結構耐久性及安全性使用評價、城市地下空間綜合開發利用等領域取得了一系列研究成果。在國內外專業刊物發表30篇學術論文，先後獲得國家科技進步二等獎l項、省部級科技進步一等獎2項、二等獎2項、三等獎4項。主持完成國家“十一五”科技支撐計畫課題1項，上海市科委重大科研課題1項，上海市建科委科研課題1項，所主持的科研課題研究成果總體達到國際先進水平。主持完成的重大工程設計獲得詹天佑獎2項，國家設計一等獎3項，住建部工程設計一等獎3項、二等獎4項，上海市優秀工程設計一等獎4項、三等獎2項。主持編寫國家標準2項、國家行業標準2項、地方標準3項、標準化協會標準1項。作為主要人員參加編寫國家標準3項、國家行業標準l項、地方標準2項、工程標準化協會標準7項。獲得發明專利5項、實用新型專利39項。曾出版《綜合管廊工程理論與實踐》《城市地下市政公用設施規劃與設計》（國家十二五重點出版基金項目）《給水排水工程結構設計手冊》等7部著作。
以王恆棟為核心的城市市政綜合管廊工程技術研究與開發研究團隊，在上海市科委重大科技攻關項目“地下交通規劃與綜合管溝關鍵技術”（04dz12013）、國家“十一五”科技支撐計畫課題“城市市政工程綜合管廊技術研究和開發”（2006BAJ16807）、國家“十三五”重點研發計畫課題“城市地下綜合管廊規劃建設與安全運維體系”（2016YFC0802405）的資助下，通過對城市市政綜合管廊工程技術的深入研究，建立了我國城市地下綜合管廊技術體系。
以王恆棟為核心的城市市政綜合管廊工程技術研究與開發研究團隊，在上海市科委重大科技攻關項目“地下交通規劃與綜合管溝關鍵技術”（04dz12013）、國家“十一五”科技支撐計畫課題“城市市政工程綜合管廊技術研究和開發”（2006BAJ16807）、國家“十三五”重點研發計畫課題“城市地下綜合管廊規劃建設與安全運維體系”（2016YFC0802405）的資助下，通過對城市市政綜合管廊工程技術的深入研究，建立了我國城市地下綜合管廊技術體系。
謝玲
謝玲，高級工程師，國家一級註冊結構師，1985年畢業於華北水利水電學院，同年分配到水利部海委漳衛南運河管理局，長期從事水利工程規劃設計、工業與民用建築設計、閘橋維修養護設計及工程建設管理工作。目前擔任漳衛南運河水利工程建設管理局總工程師，作為技術負責人承擔著近年來漳衛南運河水利工程建設管理工作。擔任漳衛南運河管理局規劃設計研究院副院長期間，主持完成了漳衛南河系內堤防維修養護設計、病害閘橋維修加固設計、基建項目規劃設計等項目，具有深厚的理論功底、豐富的實踐經驗，其中漳衛南局防汛調度樓榮獲德州市建築設計獎。負責編寫的《漳衛南運河水利風景區可行性研究報告》《漳衛南運河水利風景區發展規劃》獲得水利部肯定；參與建設的引黃濟津潘莊線路應急輸水漳衛新河倒虹吸工程獲得2011-2012年度中國水利工程優質（大禹）獎。
目錄
第1章 緒論
1．1 概述
1．2 國內外地道橋發展概況
1．2．1 國內發展概況
1．2．2 國外發展概況
1．3 框架式地道橋結構內力分析方法及原理概述
1．3．1 框架式地道橋結構內力分析方法
1．3．2 傳統框架式地道橋結構內力分析原理
1．4 框架式地道橋設計存在的問題和發展方向
1．4．1 框架式地道橋設計存在的問題
1．4．2 框架式地道橋的發展方向
第2章 框架式地道橋的設計荷載
2．1 荷載類型
2．2 恆載
2．2．1 結構自重計算
2．2．2 土壓力
2．2．3 混凝土收縮的影響
2．3 活載
2．3．1 一般鐵路活載
2．3．2 衝擊作用
2．3．3 列車活載引起的水平土壓力
2．3．4 公路活載與人行道活載
2．3．5 高速鐵路活載
2．4 附加力
2．4．1 一般鐵路制動力
2．4．2 高速鐵路制動力
2．4．3 溫度變化的影響
2．5 框架式地道橋荷載匯總
第3章 框架式地道橋計算方法
3．1 框架式地道橋計算方法的發展
3．2 框架式地道橋結構力學計算理論
3．2．1 計算方法
3．2．2 計算公式
3．3 框架式地道橋的有限元計算
3．3．1 框架式地道橋的有限元計算理論
3．3．2 框架式地道橋的有限元計算實例
3．4 框架式地道橋計算方法存在的問題
第4章 框架式地道橋的結構設計
4．1 概述
4．2 框架式地道橋方案設計階段應考慮的因素
4．2．1 路橋總體方案
4．2．2 地質條件
4．2．3 其他因素
4．3 結構形式的選擇及截面尺寸的擬訂
4．3．1 框架式地道橋結構形式的選擇
4．3．2 框架式地道橋截面尺寸的擬訂
4．4 框架式地道橋結構設計的基本假定
4．5 框架式地道橋內力組合
4．6 框架式地道橋配筋計算方法
4．6．1 板殼理論概述
4．6．2 正交框架式地道橋各截面配筋設計
4．6．3 斜交配筋的鋼筋混凝土板的配筋計算
4．6．4 頂、底板配筋原理
4．6．5 框架式地道橋牆體配筋計算
4．7 斜交框架式地道橋力學特性分析
4．7．1 斜交框架式地道橋近似計算方法的討論
4．7．2 內力計算
4．7．3 結構配筋特點
4．7．4 對大斜交框架式地道橋配筋的建議
第5章 框架式地遒橋設計軟體系統
5．1 框架式地道橋設計軟體系統簡介
5．2 軟體系統的開發說明
5．2．1 總體編程流程圖
5．2．2 前處理模組
5．2．3 計算分析模組
5．2．4 後處理模組
5．2．5 圖形顯示模組
5．2．6 配筋在程式中的實現
5．2．7 CAD繪圖模組
……
第6章 框架式地道橋的計算算例
第7章 框架式預應力地道橋的設計和計算
第8章 框架式預應力地道橋設計軟體系統
第9章 線路加固設計
第10章 工作坑和排降水設計
第11章 引道及泵站設計
第12章 框架式地道橋頂進施工方法
第13章 滑板與箱涵製作
第14章 頂力計算與後背牆設計
第15章 框架式地道橋施工現場測量與控制技術
參考文獻
後記
1．1 概述
1．2 國內外地道橋發展概況
1．2．1 國內發展概況
1．2．2 國外發展概況
1．3 框架式地道橋結構內力分析方法及原理概述
1．3．1 框架式地道橋結構內力分析方法
1．3．2 傳統框架式地道橋結構內力分析原理
1．4 框架式地道橋設計存在的問題和發展方向
1．4．1 框架式地道橋設計存在的問題
1．4．2 框架式地道橋的發展方向
第2章 框架式地道橋的設計荷載
2．1 荷載類型
2．2 恆載
2．2．1 結構自重計算
2．2．2 土壓力
2．2．3 混凝土收縮的影響
2．3 活載
2．3．1 一般鐵路活載
2．3．2 衝擊作用
2．3．3 列車活載引起的水平土壓力
2．3．4 公路活載與人行道活載
2．3．5 高速鐵路活載
2．4 附加力
2．4．1 一般鐵路制動力
2．4．2 高速鐵路制動力
2．4．3 溫度變化的影響
2．5 框架式地道橋荷載匯總
第3章 框架式地道橋計算方法
3．1 框架式地道橋計算方法的發展
3．2 框架式地道橋結構力學計算理論
3．2．1 計算方法
3．2．2 計算公式
3．3 框架式地道橋的有限元計算
3．3．1 框架式地道橋的有限元計算理論
3．3．2 框架式地道橋的有限元計算實例
3．4 框架式地道橋計算方法存在的問題
第4章 框架式地道橋的結構設計
4．1 概述
4．2 框架式地道橋方案設計階段應考慮的因素
4．2．1 路橋總體方案
4．2．2 地質條件
4．2．3 其他因素
4．3 結構形式的選擇及截面尺寸的擬訂
4．3．1 框架式地道橋結構形式的選擇
4．3．2 框架式地道橋截面尺寸的擬訂
4．4 框架式地道橋結構設計的基本假定
4．5 框架式地道橋內力組合
4．6 框架式地道橋配筋計算方法
4．6．1 板殼理論概述
4．6．2 正交框架式地道橋各截面配筋設計
4．6．3 斜交配筋的鋼筋混凝土板的配筋計算
4．6．4 頂、底板配筋原理
4．6．5 框架式地道橋牆體配筋計算
4．7 斜交框架式地道橋力學特性分析
4．7．1 斜交框架式地道橋近似計算方法的討論
4．7．2 內力計算
4．7．3 結構配筋特點
4．7．4 對大斜交框架式地道橋配筋的建議
第5章 框架式地遒橋設計軟體系統
5．1 框架式地道橋設計軟體系統簡介
5．2 軟體系統的開發說明
5．2．1 總體編程流程圖
5．2．2 前處理模組
5．2．3 計算分析模組
5．2．4 後處理模組
5．2．5 圖形顯示模組
5．2．6 配筋在程式中的實現
5．2．7 CAD繪圖模組
……
第6章 框架式地道橋的計算算例
第7章 框架式預應力地道橋的設計和計算
第8章 框架式預應力地道橋設計軟體系統
第9章 線路加固設計
第10章 工作坑和排降水設計
第11章 引道及泵站設計
第12章 框架式地道橋頂進施工方法
第13章 滑板與箱涵製作
第14章 頂力計算與後背牆設計
第15章 框架式地道橋施工現場測量與控制技術
參考文獻
後記
前言/序言
在我國鐵路運輸大提速的過程中，框架式地道橋發揮了無可替代的作用。鐵路與公路有許多平交道口，從安全運輸、提高效率的角度出發，需將它們改造成立交道口，但同時又不允許在改造工程時中斷行車，採用框架式地道橋可以較好地解決這個問題。此外，框架式地道橋在公路建設和城市綜合管廊工程中也有著廣泛的套用。
當前，國內外地道橋的發展都很迅速，但隨著地道橋跨數和跨度的增加，規模越來越大，設計和施工的難度也變得越來越大。如果只是單純地使用鋼筋混凝土來修築地道橋，不僅設計和施工都更加困難，而且對於地道橋的長期使用性能和耐久性也極為不利。所以，單純地採用鋼筋混凝土修築地道橋已經跟不上形勢的發展，不能滿足實際工程的需要，而採用預應力技術，則可很好地解決這些問題。與非預應力地道橋相比，框架式預應力地道橋具有跨越能力大、受力性能好、結構輕巧美觀、經濟可靠、耐久性好等優勢。這也是地道橋結構未來發展的必然方向。
本書是在朱爾玉教授帶領的科研團隊多年的教學實踐和科研成果的基礎上完成的。在本書出版之前，雖然已經有了一些地道橋設計和施工方面的著作，但還沒有一本介紹如何在地道橋結構中施加預應力的著作，並且大多數著作偏重於對施工技術和有法的論述，而對於地道橋設計理論方面的論述還不夠系統、完善，對於讀者而言更是缺少詳細的設計計算實例。出版本書的目的就是希望能為讀者較為系統地介紹框架式地道橋的設計理論及其套用方法。本書主要介紹如何將預應力技術引入框架式地道橋設計中，並結合北京市南中軸路下穿京山鐵路框架式地道橋的設計過程進行具體說明，給出了一些有價值的計算分析成果。同時，在本書的後半部分也兼顧了地道橋頂進施工的主要內容和過程。全書共分為15章，第1章到第8章為設計部分，詳細闡述了框架式地道橋設計的基本理論、分析計算方法和進行預應力設計的過程，結合具體工程給出了計算算例，介紹了本科研團隊開發的框架式地道橋設計軟體系統和框架式預應力地道橋設計軟體系統，並通過實例進行了分析和驗證。第9章到第15章為施工部分，對地道橋施工的具體流程給出了介紹，加入了一些施工中的新技術和新工藝，並針對在頂進過程中的信息化和自動化技術做了一些探索工作。
本書在編寫過程中參考和借鑑了近年來國內外地道橋設計與施工方面的相關著作、論文和規範等，並將主要的參考文獻附在書末，在此對相關已列出和未列出的作者和出版社表示真誠的感謝。本書引用絕無侵權之意，特此申明。
本書由北京交通大學朱爾玉、上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司王恆棟、漳衛南運河水利工程建設管理局謝玲共同完成。由衷地感謝北京交通大學劉文華博士、郭占明博士、田傑博士，海潮碩士、林文泉碩士、韓廣暉碩士、陳銳碩士、禹國輝碩士、尚龍飛碩士、鐘奇碩士、張超碩士、武剛碩士及王中奇、王志鵬等同學對本書的付出。
由於作者水平和時間有限，書中難免有缺點和錯誤，懇請讀者批評指正。
當前，國內外地道橋的發展都很迅速，但隨著地道橋跨數和跨度的增加，規模越來越大，設計和施工的難度也變得越來越大。如果只是單純地使用鋼筋混凝土來修築地道橋，不僅設計和施工都更加困難，而且對於地道橋的長期使用性能和耐久性也極為不利。所以，單純地採用鋼筋混凝土修築地道橋已經跟不上形勢的發展，不能滿足實際工程的需要，而採用預應力技術，則可很好地解決這些問題。與非預應力地道橋相比，框架式預應力地道橋具有跨越能力大、受力性能好、結構輕巧美觀、經濟可靠、耐久性好等優勢。這也是地道橋結構未來發展的必然方向。
本書是在朱爾玉教授帶領的科研團隊多年的教學實踐和科研成果的基礎上完成的。在本書出版之前，雖然已經有了一些地道橋設計和施工方面的著作，但還沒有一本介紹如何在地道橋結構中施加預應力的著作，並且大多數著作偏重於對施工技術和有法的論述，而對於地道橋設計理論方面的論述還不夠系統、完善，對於讀者而言更是缺少詳細的設計計算實例。出版本書的目的就是希望能為讀者較為系統地介紹框架式地道橋的設計理論及其套用方法。本書主要介紹如何將預應力技術引入框架式地道橋設計中，並結合北京市南中軸路下穿京山鐵路框架式地道橋的設計過程進行具體說明，給出了一些有價值的計算分析成果。同時，在本書的後半部分也兼顧了地道橋頂進施工的主要內容和過程。全書共分為15章，第1章到第8章為設計部分，詳細闡述了框架式地道橋設計的基本理論、分析計算方法和進行預應力設計的過程，結合具體工程給出了計算算例，介紹了本科研團隊開發的框架式地道橋設計軟體系統和框架式預應力地道橋設計軟體系統，並通過實例進行了分析和驗證。第9章到第15章為施工部分，對地道橋施工的具體流程給出了介紹，加入了一些施工中的新技術和新工藝，並針對在頂進過程中的信息化和自動化技術做了一些探索工作。
本書在編寫過程中參考和借鑑了近年來國內外地道橋設計與施工方面的相關著作、論文和規範等，並將主要的參考文獻附在書末，在此對相關已列出和未列出的作者和出版社表示真誠的感謝。本書引用絕無侵權之意，特此申明。
本書由北京交通大學朱爾玉、上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司王恆棟、漳衛南運河水利工程建設管理局謝玲共同完成。由衷地感謝北京交通大學劉文華博士、郭占明博士、田傑博士，海潮碩士、林文泉碩士、韓廣暉碩士、陳銳碩士、禹國輝碩士、尚龍飛碩士、鐘奇碩士、張超碩士、武剛碩士及王中奇、王志鵬等同學對本書的付出。
由於作者水平和時間有限，書中難免有缺點和錯誤，懇請讀者批評指正。
