第一篇 总论

第二章 桥梁设计程序和一般原则

第二节 桥梁纵、横断面设计和平面布置

1.纵断面设计

1)桥梁总跨径的确定

根据水文计算确定。因桥梁墩台和桥头路堤压缩了河床,提高流速为了不产生过大的河床冲刷,总跨径必须保证桥只有越多的排洪面积。

2)分孔

分孔问题涉及桥梁造价和使用性能,跨径愈大、孔数愈少,上部结构造价增加,但墩台数量减少,意味着造价降低,事实上,只有使上部结构与下部结构的总造价最低,才能成为最经济的分孔方式。

对通航河流,通航孔应布置在航行最方便的河域。

在平原地区的宽阔河流上修建多孔桥时,在主槽部份设置跨径较大的通航孔,在两旁或浅滩部分按经济跨径进行分孔。

为了省材料,对钢筋砼连续梁桥的进频和相邻边跨的跨中最大弯矩接近,其中跨与相邻边跨的跨径比值,三跨连续梁,为1.00:0.80,五跨为1.00:0.90:0.65。

3)桥面标高

它的确定主要根据路线纵断面设计、设计洪水位以及桥下通航需要的净空来确定。

对于跨河桥梁,桥面的标高应满足桥下排洪和通航的需求。

对于跨线桥,桥面的档高应满足桥下安全行车。

对于城市桥,桥高使引桥过长,或设立交、增加造价。

下面给出在桥梁本身设计时采用的原则。

①为保证桥下流水净空,梁式桥的梁底应高出设计洪水位不小于50cm,高出最高流冰水位少750m;支座底面应高出设计洪水位不小于25cm,高出最高流冰水位不小于50cm。

   应注意,支座部分有围护隔水者除外。

对于无铰拱桥,拱脚允许被设计洪水位淹没,但淹没度不超过(矢高),拱顶底面必须高出设计拱水位1.0m,拱脚的起拱线,应高出最高流水水位不小于0.25m。

航道
等级
桥 梁 净 空 尺 度 (m)
净跨B 顶部净宽b 净空高度
天然及渠化河流 人工运河 天然及渠化河流 人工运河 H(中部) h(边部)
70 50 55 35 12.5 5.0
70 50 55 35 11 5.0
60 40 45 30 10 3.0
44 30 35 23 7~8 3.0
23~38.5(40) 25(28) 30 20 4.5~5.5 2.0
20(30) 13(25) 15 10 3.5~4.5 1.5

②在通能航及通行木筏的河流上,必须设置通航孔。

桥跨结构下缘的标高应高出自设计通航下位算起的通航净空高度。

通航净空定义为在桥孔中垂直于流水方向所规定的空间界限。

航道
等级
桥 梁 净 空 尺 度 (m)
净跨B 顶部净宽b 净空高度
天然及渠化河流 人工运河 天然及渠化河流 人工运河 H(中部) h(边部)
70 50 55 35 12.5 5.0
70 50 55 35 11 5.0
60 40 45 30 10 3.0
44 30 35 23 7~8 3.0
23~38.5(40) 25(28) 30 20 4.5~5.5 2.0
20(30) 13(25) 15 10 3.5~4.5 1.5

③在跨越线路的立体交叉时,桥跨结构底缘的标高应高出规定的车辆净空高度。

上述桥面标高确定后,就可依据两端桥头的地形和线路要求定出桥梁的纵断面,这里为了有利于排水和降低引道路堤高度,一般设置坡度,对于小桥可不设坡,对大、中桥,桥上纵坡为4%,桥头引道纵坡为5%。

2.横断面设计

其任务为决定桥面的宽度和桥跨结构横截面的布置,宽度取决于桥上的交通需求,各级公路桥面行车道宽标准如表所示。

各级公路行车道宽度
公路等级 高速公路 一级公路 二级公路 三级公路 四级公路
计算行车速度(km/h) 120 100 80 60 100 60 80 40 60 30 40 20
车道数 8 6 4 4 4 4 4 4 2 2 2 2 1或2
行车道宽度(m) 2×15 2×11.25 2×7.5 2×7.5 2×7.5 2×7 2×7.5 2×7 9 7 7 6 3.5或6

人行道宽度为0.75m或1m,大于1m按0.5增加。

一条自行车道的宽度为1m,当单独设自行车道时,一般不少于两条自行车道的宽度。

在弯道上的桥梁应按路线要示予以加宽。

人行道及安全带应高出行车道面至少20~25cm,对于具有2%上纵坡并高速行车的桥梁,宜高出30~35cm。

由图知,下承式桥承重结构的宽度B比上承式长,建筑高度h比上承式要小。

为了桥面排水,应从桥面中央设置倾向两侧的横向坡度。

3.平面布置

桥的线形及桥头引道要保持平顺,有利于车辆平衡通过小桥的线形及与公路的衔接,可按路线的要求布置。

大、中桥的线形为直线,若桥面受到两岸地形限制时,可修曲线桥,但由线的各项指标应符合路线的要求;若修建斜桥,其斜度一般不大于,通航河流上不宜大于(桥墩沿水流方向的辆线与通航水位主流方向的交角)