桥梁结构总体设计原则及设计方案共23页
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桥梁设计的一般原则及常用构造尺寸1 桥梁设计基本原则a)桥梁设计应遵照“安全、适用、经济、美观和有利环保”的基本原则,同时注重结构的耐久性。
b)桥梁总体服从于路线走向和整体设计,其平、纵面与公路线形相融合;从桥梁专业的角度,应主动配合为路线方案综合最优提供依据。
c)抓住项目各路段地质、地形特点,合理选择桥位,综合比选最优方案。
d)方案选择及孔跨布设除考虑结构本身的合理性外,还应注重各合同段的划分、方便施工及与周围景观的协调。
e)桥孔分联时,应充分考虑桥梁下部的刚度协调,达到最佳受力效果。
f)在地形复杂、山坡陡峻处的山区桥梁,布孔时应根据桥址纵、横断面布设。
尤其横向保证桥梁墩台的稳定性。
g)桥孔布设原则上不压缩河槽。
对于山前扩散及变迁河段,桥梁长度应考虑河槽摆动的因素,为确保水流及漂浮物顺利通过桥孔,大桥跨径不宜小于20 m。
h)平原区桥梁孔跨布设以水文计算成果为依据,并结合河道的地形、地貌及桥下被交路等情况予以确定。
i)平原区路基通过占有农田较多,且需大量借方或远运填料时,可设置高架桥通过,并采用建筑高度较低的结构类型。
j)对于跨线桥保证净空5.5 m以上,以保证日后桥下被交公路罩面改造。
2 上部结构设计2.1 结构选型2.1.1 装配结构桥梁上部结构形式及跨径选取宜根据地形、地质、水文、桥墩高度,选取合适的桥梁方案进行比选。
原则上采用施工方便、造价经济的标准化、预制装配化结构,推广采用《公路桥梁通用图》2007年12月版。
以装配式小箱梁、T梁为主,为保证桥梁整体协调性,除特殊和复杂桥梁外,一般桥梁跨径建议按下述范围选取:墩高H<10 m时,选用10~20 m跨径;墩高10 m<="" p="">墩高15 m<="" p="">墩高30 m<="" p="">墩高H>80 m时,考虑采用刚构。
桥梁设计规范要求解读在桥梁设计中,桥梁设计规范起着至关重要的作用。
规范的制定,旨在确保桥梁的安全性、可靠性和耐久性,为桥梁工程提供统一可行的技术要求。
本文将对桥梁设计规范的要求进行解读,并介绍一些常见的规范内容。
一、桥梁设计规范的意义桥梁设计规范是桥梁设计的指导性文件,它对桥梁的设计、施工、验收等环节进行了详细的要求。
规范的出台,有助于规范桥梁设计行为,提高桥梁工程的质量和可靠性。
同时,规范的制定还可以推进桥梁设计技术的创新和发展,提高桥梁行业的整体水平。
二、桥梁设计规范的主要内容1. 桥梁设计基本要求:桥梁设计规范对桥梁工程的总体设计要求进行了明确的规定,包括桥梁设计的目标、原则、标准和指标等内容。
例如,规范要求桥梁设计应具备良好的总体结构安全性能、满足工程需要的荷载承载能力以及结构的经济可行性等。
2. 材料选择与使用:规范对桥梁所使用的材料的选择和使用进行了详细的规定。
这些规定涵盖了各种材料的特点、性能、设计应用范围等内容。
规范要求桥梁设计师在选择材料时应考虑材料的强度、耐久性、施工可行性等因素,确保材料的质量和可靠性。
3. 结构设计与计算:规范对桥梁结构的设计和计算方法进行了阐述。
包括各种桥梁结构形式的设计原则、基本计算方法、结构布置要点等。
规范还要求进行结构的荷载分析和计算,确保结构能够承受设计荷载下的力学效应。
4. 施工与验收要求:规范对桥梁的施工和验收环节进行了细致的规定。
包括施工程序、施工工艺、材料质量控制、施工质量验收等方面。
规范要求施工方按照规范的要求进行施工,同时还对桥梁的验收标准和方法做了详细说明。
5. 其他要求:桥梁设计规范还包括了一些其他的具体要求,例如桥梁的防护、维修保养以及环境保护等方面。
这些要求是为了确保桥梁在设计、施工和使用过程中能够做到安全、可靠、环保。
三、桥梁设计规范的应用与发展桥梁设计规范的应用,是桥梁工程的质量保障和技术创新的重要手段。
随着桥梁设计技术的发展和不断更新,桥梁设计规范也在不断修订和完善。
1 大中桥梁总体设计原则(1)大中桥梁位均应符合路线总体走向,路桥综合考虑。
(2)桥们尽量选择在河段顺直、河道较窄的位置,以减短桥梁的长度。
(3)桥孔布设除满足设计流量,水位要求外,一般要不压缩河订,对有防洪、抢险和通行要求的河堤,要留有人、车通道。
对于游荡性的河首,桥孔布设留有余地,并结合河道情况设置必要的导游工程,以保证桥梁的安全和洪水安全渲泄。
2 大中桥梁设置原则(1)在跨越深沟时,根据沟底纵坡,填土高度及工程地质等因素进行分析,填土高速大于25cm时,考虑采用桥梁跨越。
(2)为避免水毁桥梁,桥孔布设原则上不压缩河槽。
对于山前扩散及变迁笴段,桥梁长度应考虑河槽摆动的因素,为确保水流及漂浮物顺利通过桥孔,大桥跨径不宜小于20cm。
(3)在地形复杂,山坡陡峻处的山谷桥梁,布孔时应根据桥址纵、横断面布设。
为避免锥坡落空或墩台基础悬空,桥台高度不宜过高。
(4)平原区桥梁孔径布设以水文计算成果为依据,并结合河道的地形、地貌及桥下被交路等情况予以确定。
(5)当桥当有高路堤,占有农田较多,且需大量借方或远运填料时,可适当处长桥孔,并采用建筑高度较低的结构类型。
3 大中桥梁结构类型的选择3.1 桥梁选型原则桥梁结构型式的选择应遵循“安全、适用、经济、美观”的原则,结合桥位处的地形、地质、施工条件等因素,以技术先进、节约投资、施工方便可行、方案合理、行车舒适为原则,具体如下:(1)为保证桥面平整,行车舒适,上部结构宜采用连续结构或桥面连续结构。
(2)受填土高度控制时,为降低路基填土高度,上部结构宜采用建筑高度较小的结构类型。
(3)为缩短工期、降低造价、便于技术质量管理,一般大、中桥尽量采用统一的结构型式。
山区桥梁主要采用中等跨径的T型桥梁,平微区推荐采用连续箱梁。
(4)当跨越深谷,墩高大于20m时,上部结构宜采用较大跨径的连续梁和连续则构桥梁型式,以降低工程造价。
(5)山岭重丘区的桥梁,由于地面坡度较大,为减少基础工程量,避免深挖基坑带来的地质病害,基础型式宣采用桩基础。
1-3桥梁设计的程序和一般原则•1-3-1、桥梁总体规划原则、基本设计资料•桥梁总体规划原则、基本设计资料•设计的基本要求•设计资料调查•设计程序桥梁纵、横断面设计、平面布置桥梁方案比选•拟定桥梁方案•编制方案•技术经济、最优方案推荐设计的基本要求•按安全、适用、经济、美观的原则总体规划和设计,并综合考虑其他因素;•1、使用上要求—安全畅通,使用年限、耐久性、保养;•2、经济合理—总造价、材料最少,综合考虑养护、维修、施工期等;•3、结构构造要求—桥梁结构在制造、运输、安装、使用过程具有足够的刚度、强度、稳定性、耐久性;•4、施工工艺—施工设备、安全、技术;•5、美观—桥梁美学,与周围环境协调,尤其城市桥梁,挺拔、宏伟等。
1-3-1、桥梁总体规划原则、基本设计资料(2)•桥梁总体规划原则、基本设计资料设计资料调查选择合理的桥位—国家、地方社会经济发展规划决定•1、桥梁的使用任务—交通量、荷载等级、战备情况•2、勘探桥位附近的地形—地形图;•3、工程地质剖面图—地质分层、力学性能、地质构造;是设计、施工必备资料与依据;•4、水文情况;河床断面、通航水位、历史洪水资料、通航净空、冲刷、淤积情况、河床变迁等;•5、气象资料,年平均温差、年最高温差、桥位处设计风速、台风、雨量情况;•6、施工单位技术水平,施工设备;•7、施工建筑材料1-3-1、桥梁总体规划原则、基本设计资料(3)•桥梁总体规划原则、基本设计资料设计过程1、工程可行性研究(工可)—前期规划、关键技术研究、从经济、技术、社会发展论证可行性;2、初步设计—从不同设计方案中选出推荐方案及最优方案;主要解决总体规划问题,包括桥位选定、桥型、分孔、纵横断面布置、结构的主要尺寸、工程额概算、主要材料用量;初步设计的概算是控制建设项目投资及编制施工预算的依据;3、施工图—对初步设计核定的修建原则、技术方案、技术决定、总投资额进一步细化、具体化的技术文件;必须对桥梁各构件进行详实的分析计算、绘制施工图、编制施工方法、施工材料明细表及预算;4、我国具体情况1-3-2 桥梁纵、横断面设计、平面布置(1)桥梁纵断面设计包括桥梁的总跨径、分孔、桥面标高、路线、路面纵坡、基础埋置深度及采用的方法;1、桥梁总跨径—根据水文资料、河床冲刷、基础形式、、航道安排、造价综合考虑;2、分孔原则是上、下部结构的总造价最经济;综合考虑跨径、孔数、结构体系、战备等因素的影响;三跨连续梁1:0.8,五跨连续梁1:0.9:0.65;3、桥面标高的确定—先满足通航要求(通航净空),有航务部门决定,有设计洪水位决定;支座底面高出设计洪水为25厘米,拱顶底面高出1米;跨线桥具体分析;桥上纵坡不大于4%,城市不大于3%;引桥纵坡不大于5%,变化处均需设竖曲线;1-3-2 桥梁纵、横断面设计、平面布置(2)•桥梁横断面设计. 决定于桥面宽度、结构类型、横截面布置;. 行车道(7、9)+人行道(1+NX0.5)+自行车道(n*1). 人行道、安全带应高出路面至少20~25cm,一般大于30厘米.桥面横坡1.5%~3%,利于排水;. 栏杆、护栏、灯柱位置、过桥管线等•桥梁平面布置. 桥梁线形尽可能与河流、桥下路线垂直,避免斜交;. 受到限制斜交时,斜交角通常不大于15度,通航河流上不大于5度;斜交角较大时应作专门结构分析计算;. 线形与桥头引道衔接平顺,符合规范规定;1-3-3 桥梁美学原则•1.在满足功能要求的前提下,要选用最佳的结构型式——纯正、清爽、稳定。
桥梁工程总体设计方案清晨的阳光透过窗帘,洒在桌面上,我开始构思这个桥梁工程总体设计方案。
这座桥,跨越天堑,连接两岸,它不仅仅是一座桥梁,更是一个时代的象征,一个城市的灵魂。
一、项目背景这座桥位于我国某重要河流上,是连接两岸城市的重要交通枢纽。
随着经济的快速发展,原有桥梁已无法满足日益增长的交通需求。
为缓解交通压力,提升城市形象,决定新建一座现代化的大桥。
二、设计理念1.创新性:运用现代桥梁设计理念,结合当地文化特色,打造一座独具特色的桥梁。
2.安全性:确保桥梁结构安全,满足百年一遇的洪水、地震等自然灾害的防御要求。
3.美观性:桥梁造型优美,与周围环境协调,成为城市的地标性建筑。
4.环保性:采用绿色建筑材料,降低桥梁建设对环境的影响。
三、设计内容1.桥梁结构这座桥采用悬索桥结构,主桥跨度达到500米,桥面宽度为双向六车道。
主塔高度为100米,采用钢筋混凝土结构,具有较强的抗震性能。
2.桥梁造型桥梁造型以“腾飞”为主题,主塔宛如一对展翅飞翔的凤凰,寓意着两岸城市的繁荣与发展。
桥面采用弧形设计,使整座桥梁呈现出流畅的线条美。
3.照明设计桥梁照明采用LED灯具,既节能环保,又能营造出美丽的夜景。
桥梁两侧设置照明带,照亮桥面及周围环境,提升桥梁的整体美感。
4.交通组织桥梁设置双向六车道,中间设分隔带,保证交通流畅。
桥梁两端设置匝道,与城市道路连接,方便车辆进出。
四、施工方案1.施工顺序进行桥梁基础施工,然后进行主塔、主梁、桥面等部位的施工,进行桥梁附属设施施工。
2.施工方法采用现代化施工设备,提高施工效率。
桥梁基础采用桩基施工,主塔采用滑模施工,主梁采用预制拼装施工,桥面采用现场浇筑施工。
3.施工进度根据施工顺序,合理安排施工进度,确保桥梁工程按期完成。
五、质量保障1.设计质量严格遵循国家相关规范,确保设计质量。
在设计过程中,组织专家评审,对设计方案进行优化。
2.施工质量加强施工现场管理,严格执行施工方案。
桥梁、涵洞总体设计原则及相关规定4.1 桥梁设计原则4.1.1 桥梁设计的一般规定1.桥梁应根据公路功能、等级、通行能力及抗洪防灾要求,结合水文、地质、通航、环境等条件进行综合设计.特大桥、大桥桥位应选择在河道顺直稳定、河床地质良好、河槽能通过大部分设计流量的河段.中桥桥位的选择原则上应服从路线的总方向,路桥应综合考虑.一方面从整个路线或路线网的观点上看,要避免或减少因车辆绕道而增加的运输费用;另一方面从桥梁本身的经济性和稳定性出发,应尽量选择在河道顺直、水流稳定、河面较窄、地质良好、冲刷较少的河段上,以降低造价和养护费用,并防止因冲刷过大而发生桥梁倒塌的危险.此外,一般应尽量避免桥梁与河流斜交,以避免增加桥梁长度而提高造价.小桥涵的桥位的选择原则上应服从路线走向,当遇到不利的地形、地质和水文条件时,应采取适当的措施,不应因此而改变线路.桥位不宜选择在河汊、沙洲、古河道、急弯、汇合口、港口作业区及易形成流冰、流木阻塞的河段以及断层、岩溶、滑坡、泥石流等不良地质的河段.2. 桥梁纵轴线宜与洪水位主流流向正交.对通航河流上的桥梁,其墩台沿水流方向的轴线应与最高通航水位时的水流方向一致.当斜交不可避免时,交角不宜大于5°;当交角大于5°时,宜增加通航孔净宽.3. 为保证桥位附近水流顺畅,河槽、河岸不发生严重变形,必要时可在桥梁上下游修建调治构造物.调治构造物形式及其布置应根据河流性质、地形、地质、河滩水流情况以及通航要求、桥头引道、水利设施等因素综合考虑确定.非淹没式调治构造物的顶面,应高出桥涵设计洪水频率的水位至少0.25米,必要时尚应考虑雍水高度、波浪爬高、斜水流局部冲高、河床淤积等影响.允许淹没的调治构造物的顶面应高出常水位.单边河滩流量不超过总流量的15%或双边河滩流量不超过25%时,可不设导流堤.二级公路的特大桥及三四级公路的大桥在水势猛急、河床一遇冲刷的情况下,可提高一级洪水频率验算基础冲刷深度.4.2 桥梁总体设计4.2.1 桥梁平面设计桥梁平面设计包括平面线形布置及桥面宽度确定.4.2.1.1 平面线形二级及以下公路小桥涵平面布置应服从路线整体线形设计要求,桥梁平面线形必须与桥头引道平面线形相配合.通航河流上桥梁平面线形宜采用大半径曲线(一般宜采用极限最小平曲线半径的4~8倍),以便于桥上平纵组合,降低桥头引道的高度.且要求桥墩(台)沿水流方向的轴线与通航水位水流方向一致,必须斜交时,交角不宜大于5°.山区公路桥涵平面布置服从路线整体线形设计要求,可以减少展线长度、大大节省工程量.平原地区二级及以下公路特大桥、大桥、中桥平面线形原则上应服从路线走向,桥路综合考虑,尽量将桥轴线保持为直线.4.2.1.2 桥面宽度桥面净空:桥梁人行道、行车道上符合公路建筑限界,保证行车安全的最小空间.桥面净宽:是指桥梁建筑限界的横向宽度,它包括行车道宽度和侧向宽度(二级及以下公路为土路肩宽度减去0.25米)之和.上承式桥梁桥面净空的净高没有限制,故桥面净空即指桥面净宽.桥面宽度:是指桥面宽度与护栏(栏杆、缘石、安全带等)宽度及护栏外侧宽度之和平微区二级路上的特大桥及大桥等造价较高的桥梁,其侧向宽度可适当减小.城镇附件桥梁桥面宽度可适当加宽,必须设置人行道或非机动车道时,应计入建筑限界范围内.人行道宽度一般为0.75米或1.0米,大于1.0米时按0.5米的倍数递增.非机动车道宽度为1~2.5米.4.2.2 桥梁纵断面设计桥梁纵断面设计包括桥梁长度和孔径的确定、桥梁配跨、桥下净空及桥面中心线标高的确定、桥梁及引道纵坡设计等内容.4.2.2.1 桥梁长度和孔径的确定1. 桥梁长度和孔径的影响因素很多,需要结合各种因素进行综合分析,并经过多方面协商后确定.现将各影响因素影响情况简述列于表4.2.1.表4.2.1 桥梁长度和孔径影响因素注:①基础冲刷深度验算设计洪水频率提高:对于二级公路特大桥采用1/300;三、四级公路工程艰巨、修复困难的大桥采用1/100.②岩性河床桥梁墩、台基底最小安全值如表1-2.③提高设计洪水频率,验算基础冲刷深度不超过基底埋深即可.表4.2.2 埋深最小安全值2. 桥梁配跨在已定桥长和满足上述确定孔径基本要求的基础上,需要进一步明确桥孔划分和布置,其影响因素简述列于表4.2.3.表4.2.3 桥孔划分和布置影响因素4.2.2.2 桥梁纵断面线形、桥下净空及桥面最低高程1. 纵断面线形小桥和涵洞处的纵坡应按路线规定进行设计.大中桥桥上纵坡宜不大于4%,桥头引道纵坡宜不大于5%,;位于市镇混合交通繁忙处,桥上纵坡和桥头引道纵坡均应不大于3%,桥头两端引道纵断面线形应与桥上线形相配合.如果桥梁平面线形为曲线,则宜采用大半径曲线(表4.2.4),处理好桥上平纵组合,以利于降低桥头引道填土高度,其基本要求是:平曲线与竖曲线相重合,且平曲线稍长于竖曲线.表4.2.4 桥上竖曲线(凸、凹)最小半径2. 桥下净空及桥面最低高程桥下净空是在设计水位及设计通航水位的基础上保证漂浮物及航船顺畅通过的最小空间.桥面最低高程是指全桥满足桥下净空要求的最低处桥面的高程.(1) 不通航河流桥下最小净空:梁底—0.5米;支座垫石顶面—0.25米;无铰拱—拱顶底不小于1.0米,可淹没拱矢高的2/3;(2) 不通航河流梁底最低高程:H1=设计水位+桥下最小净空+雍水、浪高等影响水位的诸多因素(米).(3) 不通航河流桥面最低高程:HP=H1+桥梁上部结构建筑高度(包括桥面铺装厚度)(米).(4) 通航河流梁底最低高程:H2=设计最高通航水位+通航净空高度(米).(5) 通航河流桥面最低高程:Ht=H2+桥梁上部结构建筑高度(包括桥面铺装厚度)(米).(6) 大、中桥桥头引道(在洪水泛滥范围内)的路基设计标高,一般应高于该设计水位(包括雍水和浪高)至少0.5米;小桥涵附近的路基设计标高应高于桥涵前雍水位至少0.5米(不计浪高).4.2.3 桥梁横断面设计在桥梁宽度和梁底最低高程基本情况确定的情况下,上部结构高度以便根据其计算跨度和路线纵断面设计高程限制情况来确定.桥梁横断面设计还要初步选定栏杆形式,确定弯桥实现超高、加宽的方式等.1. 超高与加宽平曲线设置超高与加宽的条件:(1) 加宽:平曲线半径等于或小于250米时,应在平曲线内侧加宽.(2) 各级公路设置超高的条件如表4.2.5表4.2.5 各级公路设置超高的条件2. 超高和加宽值(1) 加宽:一般采用第三类加宽值,按平曲线半径大小选用,其值在0.8~2.5米之间.(2) 超高:根据各级公路等级、计算行车速度,按平曲线半径大小确定超高值,其值在2%~10%之间.3. 超高设置的方式所谓设置超高就是调整路面横坡,逐渐使其外侧高于内侧一定值,路面横坡有三种状态:(1) 直线段断面为单向横坡;(2) 圆曲线段断面为单向横坡;(3) 超高加宽缓和段为由双向横坡逐渐变成单向横坡的过渡段,其设置方式如表4.2.6表4.2.6 超高加宽缓和段设置注: 表中LC---超高缓和段长度(米)ß---旋转轴至行车道(设路缘带时为路缘带)外侧边缘的宽度(米)△I---超高坡度与路拱横坡的代数差(%);P---超高渐变率,即旋转轴与行车道(设路缘带时为路缘带)外侧边缘之间的相对坡度(其数值据计算行车速度变化,超高旋转轴为中心线时:1/100~1/250;,超高旋转轴为边线时:1/50~1/200)4. 桥梁实现加宽、超高的方法(1) 加宽:加宽设置如表4.2.7表4.2.7 加宽设置(2) 超高:桥面在由双向坡变为单向坡的缓和段是复杂的几何形状,若再有竖曲线的影响,将更加复杂,常需结合采用以下措施,方可使桥面成为光滑曲面.并注意每孔桥两端外侧超高抬高值不能过大,且要保证桥面铺装层最小厚度不小于5厘米,必要时注意相应调整缘石高度和泄水孔位置. 4.3 桥型选择及上部结构4.3.1 桥梁结构形式选择目前一般公路常用上部结构形式有梁式体系——钢筋混凝土及预应力混凝土空心板、T梁、连续箱梁、钢筋混凝土连续整体板等;拱式体系——主要为石拱桥和钢筋混凝土拱桥等圬工结构;刚架桥——主要为斜腿刚构及门式刚架;悬索桥——即传统意义上的吊桥;组合体系——主要为钢—混凝土组合连续箱梁,梁拱组合的桁架拱,多孔拱梁结构等.4.3.2 方案比选过程1. 拟定桥梁图式编制设计方案,通常是从桥梁分孔和拟定桥梁图式开始.在作出分孔规划后,就可对所设计的桥梁拟出一系列各具特点而可能实现的桥梁图式.在拟定图式时,思路要宽广,宁可多画几个图式,也不要遗漏可能的桥型与布置方式.每一图式可在跨度、高度、矢度等方面大致按比例在同样大小的桥址断面图上.下一步工作就是经过综合分析和判断,剔除一些在技术经济上有明显不足的图式,并从中筛选出2~4个构思好,各具优点,但是一时还难以判断孰优孰劣的图式,以此进行下一步的比较.2. 编制方案编制方案的目的在于提供各个中选图式的技术经济指标,以便经过相互比较,科学地从中选定最佳方案.这些指标包括:主要材料用量、劳动力(包括专业技术工种)数量、全桥总造价(分上、下部结构列出)、工期、养护费用、运营条件、有无困难工程、是否特种机具、是否美观等.为了获得上述的前三项指标,通常可充分利用已有资料或通过一些简便的近似验算,对每一方案拟定结构主要尺寸.并计算主要工程量.有了工程数量,乘以相应的材料和劳动定额以及扩大单价,就不难得出每个方案的所需材料和劳动力数量,并进而估算全桥造价.其他的一些问题,虽难以得到数量指标,也应进行适当的概略评价.每一方案应绘出总体布置图.3. 经济技术比较和最优方案的选定设计方案的评价和比较,是要全面考虑上述各项指标,综合分析每一方案的优缺点,最后选定一个符合当前条件的最佳推荐方案.有时,占优势的方案还可吸取其他方案的优点进一步加以改善,如果改动较多时,甚至最后中选的方案可能是集聚各方案长处的另一个新方案.一般来说,造价低、材料省、劳动力少的应是优秀方案,但实际上并不尽然,因为有时但其他技术因素或使用要求上升成为设计的主要矛盾时,就不得不放弃较为经济的方案.所以在比较时必须从任务书提出的要求、所绘的原始资料以及施工等条件中,找出所面临问题的关键所在,分清主次,才能探索出适合于各具体情况的最佳方案.4.3.3公路桥梁常用上部结构形式比较4.3.3.1 钢筋混凝土或预应力混凝土板桥1. 常用跨径: 钢筋混凝土板桥一般用于跨径小于等于8米以下的桥梁中,预应力混凝土板则多用于跨径为8~20米的桥梁中,一般情况下,简支板桥跨径不超过25米.2. 建筑高度: 建筑高度一般为跨径的1/20~1/25.3. 特点: 构造简单,建筑高度小,施工方便.能有效地降低路基平均高度;容易适应路线各种线形要求‘与T梁相比,材料更经济.4. 适用范围: 最常用的桥型,可广泛地用于城市立交、高架桥,软土地基桥梁;在建筑高度受到严格限制时为首选桥型.5. 有部颁标准图: 根据经验,先张法预制1000块以上才具有经济优势.4.3.3.2 预应力混凝土T梁1. 常用跨径: 20~40米.2. 建筑高度: 建筑高度一般为跨径的1/15.3. 特点: 外形简单,制造方便.4. 适用范围: 在建筑高度不受限制时,采用该形式比较经济,标准图最大跨径40米.5. 应用情况: 有部颁标准图4.3.3.3 预应力混凝土矮箱1. 常用跨径: 20~40米.2. 建筑高度: 建筑高度一般为跨径的1/20.3. 特点: 建筑高度相对较低,横向整体性好,为部分预应力,反拱度小,较T经济性好.4. 适用范围: 路线桥梁可与空心板、T梁比较选用.4.3.3.4 钢筋混凝土或预应力混凝土连续箱梁1. 常用跨径: 40~160米,世界上最大跨径为160米.2. 建筑高度: 建筑高度一般跨径较小时可采用等截面,梁高为跨径的1/18~1/20.跨径较大时采用变截面,支点高跨比为1/16~1/20.跨中高跨比为1/30~1/503. 特点: 挖空率高,用量省,自重小;截面抗扭刚度大,动力特性好,应力分布合理.4. 适用范围: 适用于各种中大桥梁及弯桥、斜梁桥;通常要求基础较为良好.5. 应用情况: 立交桥、高架桥、跨河桥应用十分普遍;支架现浇、悬浇、顶推、纵向移动模架等施工方法.4.3.3.5 预应力混凝土连续刚构1. 常用跨径: 大于60米,中国目前上最大跨径为270米,世界最大跨径为301米.2. 建筑高度: 建筑高度一般跨径较小时可采用等截面,梁高为跨径的1/18~1/20.跨径较大时采用变截面,支点高跨比为1/16~1/20.跨中高跨比为1/30~1/503. 特点: 墩梁固结,保持了连续梁的优点;节省了支座;减少下部工程数量;改善水平荷载受力性能.4. 适用范围: 大跨径高墩比较适用.5. 应用情况: 目前我省高速公路上高墩及大跨径桥中应用较多.4.3.3.6 钢筋混凝土及预应力混凝土系杆拱1. 常用跨径: 大于60米.2. 建筑高度: 建筑高度一般为跨径的1/55~1/100.3. 特点: 梁高仅有同等跨径连续梁的一半,混凝土及钢筋用量也优于连续梁,但施工复杂.4. 适用范围: 建筑高度有严格限制或要求曲线形优美的桥梁.4.3.3.7 钢管混凝土拱桥1. 常用跨径: 大于60米,世界最大跨径已超过460米.2. 建筑高度: 建筑高度一般为跨径的1/55~1/60.3. 特点: 采用钢—混凝土复合材料,有高强度、支架、模板三大作用,自架能力强,具有经济、省料、安装方便、后期承载力高的特点.4. 适用范围: 大跨径桥中应用较多.5. 应用情况: 该桥型在我国发展较快,20世纪90年代以来,已建成跨径大于120米的钢管混凝土拱桥80余座,跨径大于200米的有20余座.4.4 桥梁墩台桥梁墩台主要由墩台帽、墩台身和基础三部分组成.墩台除了要承受上部结构的荷载外,还要承受流水压力、水面以上的风力及可能出现的船只或漂流物的撞击力,对于桥台还需承受土压力,因此一般来说受力相对复杂;同时由于经常需要水下施工,墩台的施工也是桥梁施工的难点.桥梁不仅上部结构形式多样,下部结构的形式也不断的发展,目前主要向美观及轻型合理的方向发展.桥梁墩台的类型复杂多样,本章主要介绍最基本、最常用的墩台形式.公路上使用的桥梁墩台大体可以分为两大类.一类是重力式墩台,其主要特点是依靠自身重力来平衡外力保持其稳定,此类墩、台身比较厚实.第二类是轻型墩台,这类墩台形式较多,而且各自都有各自的特点和使用条件.4.4.1 桥墩台设置桥墩台设置见表4.4.1表4.4.1 桥墩台设置以及考虑的因素表4.4.2 桥墩类型及特点、使用范围表4.4.3 桥台类型及特点、使用范围4.4.2 桥梁墩台选择原则桥梁墩台形式选择应注意以下问题:1. 符合因地制宜、就地取材和便于施工、养护的原则,达到适用、安全、经济、与周围环境协调、造型美观的目的:2. 注意结构受力;3. 注意土质构造、地质条件;4. 注意水文、水利及河床性质桥梁上下部结构共同作用、互相影响.故应重视上下部结构的合理组合.桥梁上下部结构在某种情况下很难截然分开,特别是墩梁固结的预应力混凝土连续刚构桥,这就要求下部结构造型与上部构造与周围环境密切配合,使桥梁构造达到和谐、匀称.墩台的施工方法与构造形式有关,高桥墩、薄壁直墩和无横隔板的空心墩采用滑动模板连续浇筑、具有较高的经济效益,而装配式桥墩常在带有横隔板的空心墩、V型吨、Y型墩等形式中采用.因此,选择墩台形式时还应从实际出发,尽量采用标准化、自动化的施工工艺,以提高工程质量,加快施工速度,节约投资.4.4.3 墩台一般规定1. 墩台帽尺寸设置(1) 墩台帽: 梁式桥的实体墩台帽厚度一般不小于40厘米,中小桥也不应小于30厘米,并应有5~10厘米的檐口.(2) 墩台帽平面尺寸: 墩台帽平面尺寸应根据上部结构形式、支座布置情况,架设上部结构施工方法的要求决定.表4.4.4 支座边缘到台、墩身边缘的最小距离(厘米)注:①采用钢筋混凝土悬臂式墩台帽时,上述最小距离为支座至墩台帽边缘的距离;②跨径100米以上的桥梁,应按实际桥跨决定.2. 实体墩台顶帽在支座下面应设置钢筋网实体墩台顶帽在支座下面应设置钢筋网,顶帽的其余部分,大中桥应设构造钢筋.不设支座的桥梁顶帽厚度适当增加后可不设构造钢筋网.但在地震地区及冬季月平均气温在0°以下地区的小跨径桥梁,墩台顶帽也应设置钢筋网.大跨径墩台帽厚度不小于40厘米,小跨径墩台帽厚度不小于30厘米,墩台帽出檐宽度一般为5~10厘米.悬臂(挑臂)式墩台及桩、柱、排架式墩台帽(盖梁)有关尺寸的拟定及钢筋的布置,除按上述原则外,还应按设计的悬臂长度,桩、柱、排架与盖梁连系的结构方法,桥跨结构的布置,施工和使用阶段的情况,通过结构计算决定.4.4.4 支承垫石设有支座的钢筋混凝土梁式小桥墩台,除按按前述原则设置构造钢筋外,在支座板下还应设置钢筋网,宽度约与墩帽同,长度约为支座板的两倍左右.而在钢筋混凝土梁式大中桥墩台顶帽上可设置钢筋混凝土支承垫石,其上安装支座(一般垫石用C25~C30以上混凝土,个别的也有用石料制成),已更好分布压力.活动支座的支承垫石通常埋入桥梁墩、台顶帽内,固定支座的支承垫石可以埋入墩、台顶帽或露在外面.当墩台上要按照不同高度支座时,也需由不同高度的支承垫石调整高度,4.4.5 其他构造要求4.4.5.1 砖石及混凝土墩台1. 实体式墩台基础的扩散角(刚性角):对于砖、片石、块石、料石砌体,当用米5及以下砂浆砌筑时,不大于30°;当用米5及以上砂浆砌筑时,不大于35°;当用混凝土砌筑时,不大于40°.2. 建在非岩石类地基上的带八字形翼墙的桥台,台身与翼墙之间宜设变形缝,以保证稳定和安全.各种墩台除满足构造和施工要求外,还应满足确定和稳定性要求,但对于高度小于20米的实体墩和U台,可不考虑稳定问题.3. 对于等跨拱桥实体式桥墩的顶宽(单向推力墩除外).混凝土墩可按拱跨的1/15~1/30.石砌墩可按拱跨的1/10~1/25(其比值随跨径增大而减小)估算;墩身两侧边坡可为20:1~30:1.软土地基修建拱桥时,可扩大桥台的台底面积和台背面积,以减小基底压力,并利用基底与地基的摩阻力和适当利用台背后土侧压力以平衡共的水平推力.台背填土长度应为台高的3~4倍以减少土的变形对上部结构的影响.填土要求应按《公路桥涵施工技术规范》(JTJ 041-2000)要求进行.4. 梁板式桥上部构造的梁端之间、梁端与桥台的伸缩缝宽度,中、小跨径桥梁一般为2~5厘米;大跨径桥梁则按温度变化、弹性变形以及施工放样、预制和安装构件的容许误差等因素确定.5. 实体式墩侧坡一般采用20:1~30:1,小跨径桥的桥墩也可采用直坡.墩身顶宽:小桥不宜小于80厘米(轻型桥台不宜小于60厘米);中桥不宜小于100厘米;大桥视上部构造类型及需要而定.U 型桥台的前墙:其任一水平截面的宽度不宜小于该截面至墙顶高度的0.4倍,对于块石、料石砌体或混凝土则不小于0.35倍,如桥台内填料为透水性良好的砂性土或砂砾,则上述两项可分别相应减为0.35和0.3倍.另外,U型桥台两侧墙顶宽不小于同一水平截面前墙全长的0.4时,可按U型整体截面验算截面强度.4.5.2.钢筋混凝土墩台1. 钢筋混凝土肋式桥台,其板和肋的厚度不宜小于20厘米.钢筋应按计算确定,并满足构造要求;钢筋至外表面的净距不小于3厘米.扶壁(肋)与墙板的连接处应设置箍筋,以防止前墙趾扶壁(肋)裂开,箍筋应按其相应的受力情况计算.桥台设计时应要求施工单位于土基达到基本稳定之后再进行桥台施工,以确保其安全.对于设有橡胶支座的墩台,设计时宜预留更换支座的位置及空间.2. 配有纵向受力钢筋与普通箍筋的轴心受压构件,纵向受力钢筋直径不小于12米米,钢筋截面积应不小于混凝土计算截面的0.4%;当大于3%时箍筋间距应不大于纵向受力钢筋直径的10倍;同一箍筋所箍纵向受力钢筋根数,在构件每边上应不多于3根,箍筋间距应不大于纵向受力钢筋直径的15倍或构件横截面的较小尺寸,并不大于40厘米.配有纵向受力钢筋和螺旋箍筋或焊接环形箍筋时的轴心受压构件,纵向受力钢筋截面积应不小于螺旋或环形箍筋圈内核心面积的0.4%;构件核心截面积应不小于构件整个面积的2/3;螺旋或环形箍筋距或间隔应不大于核心直径的1/5,亦不大于8厘米.4.4.6 桥墩台设计计算4.4.6.1 桥墩台设计荷载桥墩台设计时,荷载应根据设计规范《公路工程技术标准》(邢.B01—2003)和《公路桥涵设计通用规范》(JTG I)60—2004)的荷载级别、组合方法进行计算,确定墩台承受最不利的荷载.由于桥梁墩台所受荷载种类较多,荷载组合时应尤其注意其组合原则.4.4.6.2 墩台沉降及位移1.简支梁桥的墩台沉降和位移容许极限值简支梁桥的墩台沉降和位移的容许极限值,不宜超过下列规定:(1) 墩台均匀总沉降值(不包括施工的沉降):2.0 1/,J;(2) 相邻墩台均匀总沉降差值(不包括施工中的沉降):1.o/三;(3) 墩台顶面水平位移值:0.5√L.2.拱桥墩台的沉降和位移容许值拱桥墩台的沉降和位移的容许值由计算确定.3.水平位移4.桥墩台抗震设计地震是偶然荷载,属桥涵没计时荷载组合VI(结构重力、顸应力、土重及士侧压力中的一种或几种与地震力的组合)中的主要组成部分.地震力计算与结构设计应符合《公路工程抗震设计规范》(JTJ004-89)的规定.桥梁墩台没计考虑地震影响,通常比较复杂,以反应谱法计算结构的地震效应.设计准则按桥梁的重要性呵定为“小震不坏,中震町修,大震不倒”的原则.。
润扬长江公路大桥总体设计摘要润扬长江公路大桥全长7371m,南汊主桥为主跨1490m悬索桥,北汊主桥为主跨406m斜拉桥,引桥为预应力混凝土连续箱梁桥。
本文重点介绍建设条件、总体布置、主桥结构、主要技术特点和科研创新工作。
关键词建设条件技术标准总体布置主桥结构技术特点科研创新1. 前言润扬长江公路大桥是江苏省高速公路主骨架和五处跨长江公路通道规划中的项目,北联同江至三亚、北京至上海国道主干线,南接上海至成都、上海至瑞丽国道主干线,同时联接镇江、扬州两座历史文化名城。
这座大桥的建设对完善我国交通网络总体布局、促进江苏乃至长江三角洲区域的经济繁荣、更好地发挥长江黄金水道的作用,都具十分重要的意义。
2. 建设条件2.1 地形地貌润扬长江公路大桥位于长江镇扬河段世业洲汊道下段。
长江南侧为宁镇山脉隆起区,属剥蚀低山丘陵地貌;长江北侧为长江冲积平原。
桥址区地势平坦,地表高程3~4m,属长江冲积平原河漫滩地。
世业洲分长江为北汊和南汊,长江河道在该段为江心洲河型。
2.2 河道基本特征世业洲汊道上接仪征水道,下连六圩弯道,主流长约51.5km。
南汊为主汊,长约15.5km,形态弯曲,汊道平均河宽1435m,平均水深13.79m。
北汊为支汊,长约13km,为顺直河型,平均河宽785m,平均水深7.35m。
壳埃?:3.13,分沙比为1:3.48。
历史上镇扬河段河势不稳定,1983年开始镇扬河段一期整治工程,1993年结束,经10年整治,对制止崩塌、稳定江岸、抑制主泓摆动、初步控制分流比,已取得明显效果。
2.3 水文镇扬河段属于感潮河段,其潮水位为非正规半日潮型,水位变化明显,每日水位两涨两落,涨潮历时3小时多,落潮历时近9 小时。
受上游径流控制,年内水位变幅较大,历年最大变幅达6.25m,最小变幅也有4.54m。
设计百年一遇流量为95000m3/s。
2.4 通航根据1996年1月1日起正式实施的《长江下游分道航行规则》,世业洲汊道南汊为主航道,北汊(仪征捷水道)全年限588kW、200总吨以下船舶航行。
公路桥梁涵洞设计原则1 设计原则桥梁设置以“安全、耐久、适用、环保、经济和美观”为原则,在选型时根据本地区的自然条件、材料供应和地质条件,以及施工要求和功能需要等因素,进行了综合考虑,做到技术可行、经济合理,并尽量做到标准化、装配化和施工机械化。
通过在适当位置设置大型预制场,以便集中预制,在保证工程质量的前提下,加快工程建设进度,降低造价,达到综合最优的目标。
1.1桥梁总体设计原则1、一般大、中、小桥桥位平面线形服从路线总体布设需要。
2、本项目大部分路段桥头填土高度受纵断面控制,填土高度不高,其余路段路桥分界高度的确定根据地质情况分段进行。
通过对桥梁方案和高填土方案(含软土处理)的技术经济比较及台后的工后沉降计算结果,根据技术经济比较,在综合考虑了节约土地等因素,并参考项目周边已建干线公路经验,本项目的路桥分界高度确定为:软土地区5.0~6.0m。
非软土地区为6.0~7.0m。
3、跨越通航河流及排灌河流、沟渠的桥梁,做到满足河流顺畅排、灌或水运通航的需要,当桥梁与航道、水流方向斜交且水中设墩时,适当加大桥梁跨径,以满足通航和排洪要求。
4、为满足行车舒适性要求,中小桥采用简支结构,桥面连续。
1.2桥梁桥位选择原则根据项目的特点,桥位选择主要服从于平面路线布置,同时兼顾桥梁规模及施工难度,尽量减小与被交道路、河流的斜交角度。
1.3桥梁布孔原则1、桥梁布孔应满足通行、通航、泄洪的要求。
对于等级航道或兼有泄洪功能的河流,分别征求相关航道、水利部门的意见,明确航道等级及近、远期航道整治规划、河流疏竣规划,以确定通航标准。
桥梁布孔在满足通航净空的同时,也考虑泄洪的要求。
2、对于一般桥梁,在满足其功能的前提下,尽量选择标准化跨径来布设,以方便施工。
3、兼跨农田排灌沟渠及通道的桥梁,根据现场调查搜集的资料并征求该地政府部门意见,孔跨布设时注意满足农田排灌需要,满足不同通道净空需要,在此前提下,对少量沟渠及通道适当改移、归并,必要时增加线外工程,以降低主线工程造价,从而降低工程总造价。