桥梁设计的程序和一般原则

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。质量统一于美，美从属质量。

•2．美，主要表现在结构选型和谐与良好的比例，并具有秩序感和韵律感。过多的重复会导致单调。

•3．重视与环境协调。材料的选择，表面的质感，特别色彩的运用起着重要作用。模型检试有助于实感判断，审视阴影效果。

•4．美丽的桥梁应以其个性对人们产生积极的影响。美和伦理本是相通的，美的环境将直接陶冶人们的情操，大自然的美，人为环境的美，对人们身心健康是必需的。

1-3-4 桥梁设计方案的比较

•桥梁结构形式的确定依赖于对桥梁技术、经济、建桥条件等深入细致的综合分析比较；

•首先根据地形、地质、通航等要求确定分孔，拟定设计可能多的桥梁结构图式；（通常2~4个）

•接着编制各选定桥梁结构形式的技术经济指标，包括：主要材料用量、总投资、施工期、运营条件、养护费用、施工工艺技术要求（有无困难工程等）、特殊材料等；并拟定桥梁结构的主要构件尺寸；

•技术经济比较和最优方案；综合比较各种指标，本着适用、经济、美观的原则确定最优

方案或根据其他客观情况及特殊要求提出推荐第一方案；

•专家会议讨论评审；

1-4 桥梁的设计荷载

•1-3-1 桥梁荷载分类

根据荷载出现的概率划分：

主要荷载、次要荷载及特殊荷载

我国目前的公路设计规范划分：

永久荷载、可变荷载、偶然荷载

1-4-2 永久荷载

•永久荷载的含义：

桥梁使用期内，位置、大小、方向不随时间变化或变化很小可以忽略不计的荷载。

•主要类型

主梁结构自重、桥面铺装及附属设施；

土重、土压力、体内、外预应力、混凝

土收缩、徐变影响、基础变位影响等；

1-4-3可变荷载

•基本可变荷载（活载）

·桥梁的使用荷载：车辆、人群、以及由车辆间接引起的荷载

·汽车、挂车、履带车、人群（350）及特种车辆，对弯桥考虑离心力（离心系数V2/127R）、冲击力（冲击系数）

•其他可变包括：

·汽车制动力（支座有关，行车方向、1.2米）、支座摩阻力、温度、风荷载、水压力等

·风力-—中小桥按静风压计算，大桥按动力计算

·汽车制动力—-计算支座及桥墩时使用

·温度影响力—-日照及常年温差

·支座摩阻力、流水压力及冰压力—-计算桥墩时使用

基本可变荷载

•（一）车辆荷载—-按照各种车辆统计值确定的轴重及轴距

按出现的几率分为：计算荷载、验算荷载

1、计算荷载：（车列荷载）

汽车-10级、汽车-15级、汽车-20级、汽车超-20级；⎭1、2

一列车队中可以有多辆车，全桥可以有多列车队。

2、验算荷载：⎭.

履带-50、挂车-80、挂车-100和挂车-120。全桥只允许布置一辆车。

3、车辆荷载的选用及布载规定

车辆的选用－按公路的等级。汽车荷载平面布置、

车辆的布置——按桥梁宽度确定车道数；车辆荷载的折减

•（二）人群荷载

公路桥涵3kN/m2，城市郊区3.5kN/m2

人群荷载只与计算荷载同时考虑

人行道板—-以1.2kN集中竖向力作用在一块板上进行验算

计算栏杆—-水平推力0.75kN/m，作用在栏杆柱顶，竖向力1kN／m，作用在上部扶手。