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) | |
一 | 70 | 50 | 55 | 35 | 12.5 | 5.0 |
二 | 70 | 50 | 55 | 35 | 11 | 5.0 |
三 | 60 | 40 | 45 | 30 | 10 | 3.0 |
四 | 44 | 30 | 35 | 23 | 7~8 | 3.0 |
五 | 23~38.5(40) | 25(28) | 30 | 20 | 4.5~5.5 | 2.0 |
六 | 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) | |
一 | 70 | 50 | 55 | 35 | 12.5 | 5.0 |
二 | 70 | 50 | 55 | 35 | 11 | 5.0 |
三 | 60 | 40 | 45 | 30 | 10 | 3.0 |
四 | 44 | 30 | 35 | 23 | 7~8 | 3.0 |
五 | 23~38.5(40) | 25(28) | 30 | 20 | 4.5~5.5 | 2.0 |
六 | 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 |
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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)