桥梁的规划与设计基本原则

桥梁工程第 2 章 桥梁的规划与设计本章内容✓2.1 桥梁总体规划原则✓2.2 桥梁设计程序✓2.3 桥梁规划设计✓2.4 桥梁设计的方案比选◆桥梁是铁路、公路或城市道路的重要组成部分，特别是大、中桥梁，对国家的政治、经济、国防等都具有非常重要意义，在抗震救灾中起着举足轻重的作用，被视为生命线工程。

因此，桥梁建设应根据所在线路的作用、性质和将来发展的需要，满足安全可靠、适用耐久、经济合理的设计要求，符合美观和有利于环境保护和可持续发展的原则，并考虑因地制宜、就地取材、便于施工等因素进行设计。

◆（1） 安全可靠桥梁的安全可靠既包括桥梁结构自身的安全，即在制造、运输、安装的施工过程和运营过程中都能满足强度、刚度、稳定性的要求，还包括应能保证桥上、桥下的行人和车辆在施工和运营过程中的安全。

①桥梁结构的强度应使整个结构及其各组成构件以及连接构造的材料抗力或承载能力具有足够的安全储备。

②桥梁的刚度要求应使结构在各种荷载作用下的变形不超过规范规定的容许限值，因为过大的变形会导致行车困难，给乘客和行人不舒适、不安全的感觉，严重的甚至会危及桥梁结构的安全。

③桥梁的稳定性要求就是要使结构在荷载和各种外界因素作用下，具有保持原有形状和位置的能力。

④对于河床易变迁的河道，应设计好导流设施，防止桥梁基础底部被过度冲刷。

⑤对于通行大吨位船舶的河道，必要时应设置防撞构筑物等。

⑥对于跨线桥，必要时应在桥梁两侧设置限高栏。

⑦位于地震区内的桥梁，在构造和计算上还应满足抗震要求；⑧对于大跨柔性桥梁，还应考虑风振效应。

⑨为保证桥上和桥下行人、车辆的安全，应在桥上设置防撞栏、分隔带、铁路桥梁护轨（高速铁路桥梁档砟墙或防护墙）等设施，高速铁路桥梁超过3km时，还应结合地面道路条件，在线路两侧交错设置可上下桥的救援疏散通道。

⑩对于交通繁忙的桥梁，应设计好照明设施和明确的交通标志，两端引桥坡度不宜太陡，以避免发生车辆碰撞等引起的车祸。

（2） 适用性桥梁的适用性是指桥梁结构在整个使用期内都应具有足够的承载能力和良好的工作性能。

桥梁工程设计师专业技术知识之简答题与答案（共100题）一、简答题1、桥梁有哪些基本类型？答：梁式桥、拱桥、钢架桥，悬索桥、斜拉桥，组合体系桥梁。

2、按照结构体系分类，各种类型的受力特点是什么？答：梁式桥：梁作为承重结构是以它的抗弯能力来承受荷载的。

拱式桥：主要承重结构是拱肋或拱为主。

刚架桥：由于梁与柱的刚性连接，梁因柱的抗弯刚度而得到卸载作用，整个体系是压弯构件，也是有推力的结构。

缆索桥：它是以承压的塔、受拉的索与承弯的梁体组合起来的一种结构体系。

3、桥梁按哪两种指标划分桥梁的大小？具体有哪些规定？答：按多孔跨径总L和单孔跨径划分。

4、桥梁的基本组成部分有哪些？各组成部分的作用如何？答：有五大件和五小件。

具体有桥跨结构、支座系统、桥墩、桥台、基础、桥面铺装、排水防水系统、栏杆、伸缩缝和灯光照明。

桥跨结构是线路遇到障碍时，跨越这类障碍的主要承载结构。

支座系统式支承上部结构并传递荷载于桥梁墩台上，应满足上部结构在荷载、温度或其他因素所预计的位移功能。

桥墩是支承两侧桥跨上部结构的建筑物。

桥台位于河道两岸，一端与路堤相接防止路堤滑塌，另一端支承桥跨上部结构。

基础保证墩台安全并将荷载传至地基的结构部分。

桥面铺装、排水防水系统、栏杆、伸缩缝、灯光照明与桥梁的服务功能有关。

净跨径：对于梁式桥是设计洪水位上相邻两个桥墩（或桥台）之间的净距；对于拱桥，是指每孔拱跨两个拱脚截面最低点之间的水平距离。

计算跨径：对于具有支座的桥梁，是指桥跨结构相邻及两个支座中心之间的距离；对于拱桥，是相邻拱脚截面形心点之间的距离。

结构最下缘之间的距离。

5、桥梁规划设计的基本原则是什么？答：桥梁工程建设必须遵照“安全、经济、适用、美观”的基本原则，设计时要充分考虑建造技术的先进性以及环境保护和可持续发展的要求。

6、桥梁的分孔考虑哪些因素？桥梁标高的确定要考虑哪些因素？答：分孔要考虑通航条件要求、地形和地质条件、水文情况以及经济技术和美观的要求。

公路桥梁设计规范一、引言公路桥梁作为交通运输建设的基础设施，对城市发展和区域经济起着重要作用。

为了确保公路桥梁的安全和可靠运行，各国纷纷制定了相关的设计规范和标准。

本文将从桥梁概述、设计原则、结构材料和施工控制等方面，介绍公路桥梁设计规范的主要内容。

二、桥梁概述1. 定义与分类公路桥梁是指用于承载公路车辆和行人交通的跨越河流、谷底、铁路或其他交通线的工程结构。

根据不同的构造形式和功能，可以将桥梁分为梁桥、拱桥、斜拉桥等多种类型。

2. 规范依据公路桥梁设计规范依据国家或地区的法律法规、土地使用规划和交通建设规划来确定。

同时，还应遵循工程可行性、经济性、环境保护的原则。

三、设计原则1. 载荷标准公路桥梁设计需要根据预测的交通负荷来确定结构的尺寸和强度。

一般来说，设计应满足日常交通需求和可能的未来扩张需求，确保桥梁在设计寿命内不出现严重的疲劳和变形。

2. 结构安全性公路桥梁设计必须具备足够的结构安全性，能够在各种外部荷载和环境条件下保持稳定和可靠。

其中包括抗震设计、防腐防蚀、抗风设计等要求。

3. 施工可行性公路桥梁设计需要考虑到施工的可行性和经济性，在设计中应充分考虑施工工艺、施工设备和施工材料等因素，以确保设计方案的顺利实施。

四、结构材料1. 混凝土混凝土作为公路桥梁最常用的结构材料之一，其设计和使用需要符合国家相关标准。

混凝土的配制要求、强度等级和防护措施都需要在设计中给予充分考虑。

2. 钢材钢材常用于公路桥梁的梁、拱和斜拉索等结构部位。

在设计中，需要根据实际情况选择合适的钢材、保护措施和连接方式，确保桥梁的承载能力和耐久性。

3. 其他材料公路桥梁设计还需要考虑到防水材料、绝缘材料和路面材料等，以确保桥梁的功能和服务寿命。

五、施工控制1. 桥梁整体布置在公路桥梁设计中，需要根据环境条件和交通要求，合理布置桥梁的几何形状、支座位置、桥墩和桥台的设置等，以确保桥梁的安全和通行性。

2. 施工工艺公路桥梁设计还需要考虑到施工时的安全和效率，合理选择施工工艺、施工设备和施工方法，确保施工过程顺利进行。

公路工程桥梁设计规范要求公路工程桥梁是连接道路的重要组成部分，为了确保公路交通安全和有效性，桥梁的设计必须遵循一系列规范要求。

本文将介绍公路工程桥梁设计的一些基本原则和规范要求。

1. 结构设计要求桥梁的结构设计要遵循以下要求：(1) 承载力要求：结构设计必须能够承受预计的荷载，并满足相关承载力标准。

这包括静态荷载、动态荷载和温度荷载等。

(2) 稳定性要求：桥梁的结构必须具有足够的稳定性和抗倾覆能力，以确保在不同工况下的结构安全。

(3) 耐久性要求：桥梁结构必须具有足够的耐久性，能够抵抗腐蚀、疲劳和自然灾害等外部环境因素的影响。

(4) 桥墩、桥台和桥面铺装的设计要求：桥墩、桥台和桥面铺装的设计必须符合规范要求，以确保结构的稳定性和正常使用功能。

2. 材料选用及施工要求公路工程桥梁的材料选用和施工要求也是设计中的重要方面。

以下是一些基本要求：(1) 材料选用：桥梁结构所使用的材料必须符合国家标准，并经过合理的材料试验和验证。

(2) 施工要求：桥梁施工过程中，必须按照规范要求进行，包括施工工艺、材料搭配和施工质量控制等。

(3) 防水隔水要求：对于水中桥梁，必须采取合适的防水隔水措施，使桥梁能够防止水渗透和腐蚀。

(4) 安全要求：在桥梁施工和使用过程中，必须保证工人和使用者的人身安全，采取必要的防护措施和警示标识。

3. 桥梁设计的环境要求公路工程桥梁的设计还必须考虑到周围环境的要求，以确保桥梁与周围环境的协调和适应。

以下是一些环境要求：(1) 风荷载要求：针对桥梁受风荷载的情况，必须进行风荷载计算和设计，采取相应的抗风措施。

(2) 地震要求：对于地震区域的桥梁，必须进行地震效应分析和抗震设计，以确保桥梁能够承受地震力。

(3) 水文要求：对于水流较大的桥梁，必须进行水文计算和水流模型试验，以确定水流对桥梁的影响，并采取相应的防洪措施。

(4) 环境要求：桥梁的设计必须考虑到周围环境的保护和生态平衡，合理规划桥梁的布局和外观。

桥梁设计方案1. 简介桥梁是一项关键性的基础设施项目，它不仅能够满足人们出行需求，还能够推动区域经济发展。

因此，桥梁设计方案的优劣直接影响到生活和经济发展。

本文将介绍桥梁设计方案的一些基本要素，包括设计目的、设计原则、设计流程、材料选择、施工经验等，以期对有需要的读者提供参考和帮助。

2. 设计目的桥梁的设计目的主要是为了满足人们的出行需求，包括公路、铁路、行人通道等。

此外，桥梁还要能够承受自身重量、交通荷载、风荷载、地震荷载等各种力的作用，并保证桥梁结构安全、经济、美观。

另外，桥梁设计方案还应根据具体的地理、气候、交通等情况，考虑挑选合适的桥梁类型和材料，以最大化满足设计目的和需求。

3. 设计原则桥梁设计的原则是保证结构的安全、经济、美观，其中又以安全性最为重要。

设计时需注意以下几点：3.1 结构合理性桥梁设计的结构要符合技术规范和强度要求，确保桥梁在服役期内不发生结构破坏和危险事故。

在结构设计过程中，应合理选取材料、截面尺寸、桥墩高度等，确保结构强度和刚度的平衡。

3.2 经济性桥梁设计要在结构安全的条件下尽可能简便、经济、高效。

在结构设计时，应评估桥梁的总体投资、施工周期、维护保养费用等，尽量减少不必要的设计和施工成本。

3.3 美观性桥梁的美观性也是设计要考虑的因素之一。

设计师应根据桥梁的形式、位置、环境等因素，选择合适的桥梁类型和外观。

在保证结构安全和经济的同时，还应考虑桥梁的建筑艺术价值，使桥梁成为城市建筑景观的一部分。

4. 设计流程桥梁设计流程是一个复杂的系统性工程，它包括桥梁设计需求分析、方案设计、初步设计、施工图设计等阶段。

以下是一般桥梁设计流程的步骤：4.1 设计需求分析在了解工程范围和固定参数的基础上，对桥梁的实际需求进行详细的分析，并确定建造此桥的优点及不足。

4.2 方案设计在分析需求基础上，设计师应在多种桥梁类型中寻找最适合的设计方案，同时与客户沟通协商，确定中期设计方案和返工方案。

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.。