桥梁3-总体设计2.ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,总体设计的原则,公路桥涵应根据所在公路的使用任务、性质和将来的发展需要，按照安全、适用、经济、美观和有利环保的原则进行总体设计，应具有合理的构造形式。,对于桥梁结构构造的处理，应遵循设计规范的要求、正确地进行结构设计，合理地确定桥梁各部位尺寸和构造细节，满足强度、刚度、稳定性和耐久性的要求。,设计者不仅要关注桥梁运营阶段的使用性能，还应特别关注结构物在施工期间的变形和稳定。保证桥梁结构在建筑过程按照设计预先制定的控制方案实施。特别是施工、运营各个阶段的边界条件与设计计算、分析假定是否一致。,第一页，编辑于星期五：十三点 十分。,一、设计的一般要求,（,1,）适用方面要求：必须保证桥上车辆和行人的通畅，满足交通量增长需求，桥下要满足泄洪、通车、通航等的要求。确定桥上安全设施的设置、桥下最不利净空，进行合理的总体布置。,（,2,）经济上的要求：应体现经济上综合效益的合理性。因地制宜、就地取材、合理选用适当桥型。满足快速施工要求，尽可能减少中断交通的施工。同时考虑养护、维修等方面的问题。,（,3,）结构和构造要求：桥梁结构及其各部分构件，在制造、运输、安装和使用过程中应具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性,（,4,）施工要求：桥梁结构应便于制造和架设，尽量采用先进的施工工艺，保证工程质量、施工进度和施工安全。,（,5,）美观上的要求：特别是城市立交和城市桥梁，应给人以美感，与周围环境协调，关键是结构的合理布局，受力明确、各部尺寸比例协调、简洁、通透。,（,6,）环保上的要求：应综合考虑施工及运营时期对周围环境的影响。在施工期间的施工噪音、弃碴、降尘、废水等的处理。以及运营时期的车辆噪音、路面排水等的综合防治。对于重点地段对环境的影响应进行专题研究。,第二页，编辑于星期五：十三点 十分。,二、桥梁的设计程序,设计程序应包括：设计前期、设计阶段和设计后期三个阶段：,1,设计前期包括：项目预可行性研究、编制项目建议书、工程可行性研究（方案设计）,2,设计阶段包括：初步设计、施工图设计。,3,设计后期包括：施工配合，参加实验、鉴定，设计回访和工程设计总结。,第三页，编辑于星期五：十三点 十分三、桥位的选择与布置,桥位的选择是一座桥梁设计时首先解决的问题，它会影响到桥梁的规模、投资、施工难易、工期和使用安全等。,（,1,）大、中桥原则上服从道路路线总体要求，综合确定。,对于特殊大桥，对于路线总体方向起控制点作用。,（,2,）小桥涵的位置应服从路线走向，如遇到不利地形、不良地质和水文条件时，应通过技术手段加以解决，而不能降低路线质量。,（,3,）桥梁的线形应尽量采用直线和标准跨径，以简化设计和施工。,大、中桥一般应选择,2,3,个桥位，进行各方面的综合比选，以确定最合理桥位。还应考虑河流的水流特征、地质条件等以求桥梁的经济合理性、安全性和稳定性。,桥梁墩台沿水流方向的轴线，应与最高通航水位时的主流方向一致，当斜交不能避免时，交角不宜大于,5,o,；当斜交角度大于,5,o,时，宜增加通航孔净宽，以利于航行安全。,桥梁的线形应尽量采用直线和标准跨径，以简化设计和施工,。,推荐线位,比较线位一,比较线位二,桥位一,桥位三,桥位二,起点,终点,第四页，编辑于星期五：十三点 十分。,立交一座,立交一座,特大桥,大桥一座,跨线桥一座,跨渠桥一座,跨渠桥一座,特大桥,第五页，编辑于星期五：十三点 十分。,四、桥梁净空,桥梁净空包括：桥面净空和桥下净空。,（,1,）桥面净空是指：保证车辆、行人安全通过桥梁上方的空间界限。在该净空界限范围内，不得有桥跨构件或其它任何装置侵入，详见,公路桥涵设计通用规范,（,JTG D602004,）第条。图,74,公路建筑界限。,公路建筑界限,第六页，编辑于星期五：十三点 十分。,桥梁净空界限,第七页，编辑于星期五：十三点 十分。,桥梁桥面的最低标高应为：,式中：,H,p,设计洪水位；,h,各种雍水使水面升高之和；,h,j,桥下净高；,h,d,上部结构建筑高度；,（,2,）桥下净空是指：,通航、泄洪、流水、流冰、流木或车辆通行等所需要的净跨和净高。桥下通航净空界限详见,内河通航标准,（,GBJ 139,90,）的规定。处于弯道上的桥梁，应根据线路要求设置加宽和超高。据此我们可以确定桥梁的最小跨径和桥面标高。,第八页，编辑于星期五：十三点 十分。,通航河流桥下净空：,孔径布置及净高应满足,通航海轮桥梁通航标准,（,JTJ 311,）、,内河通航标准,（,GB 50139,）,通航设计水位：在设计通航洪水频率时，应计入壅水、浪高或最高流,冰水位加安全高度。,当河流有又形成流冰阻塞的危险或有漂浮物通过时，应按实际调查数据，在计算水位的基础上，结合当地的具体情况酌情预留一定富余量，作为桥下净空的依据。,对于有淤积的河流，桥下净空应适当增加。,非通航河流桥下净空：,第九页，编辑于星期五：十三点 十分。,第十页，编辑于星期五：十三点 十分。,第十一页，编辑于星期五：十三点 十分。,五、孔径设计和桥型选择,桥孔设计是根据桥梁跨越障碍物的性质，合理确定桥长、分跨、桥梁选型、桥面标高、基底标高等，以满足桥下泄洪、通航或其它交通的净宽要求。,（,1,）桥梁的净跨径及总跨径,桥梁的净跨径对于梁式桥为设计洪水位（通航水位）上，两个相邻桥墩之间的净距。多孔桥梁净跨径的总和称为桥梁的总跨径。桥梁的总跨度必须保证桥下有足够的泄洪面积，使河床不产生过大的冲刷。应根据墩台埋置深度、河床水流流速、冲刷深度等因素确定。,（,2,）桥梁的分孔与跨径,桥梁的分孔关系到桥梁的总造价。跨径和孔数不同时，上部结构和墩台的总造价不同。跨径越大孔径越少，上部结构造价越高，而墩台的造价就越低。,上、下部结构合理布置，将使造桥梁总价最省。,第十二页，编辑于星期五：十三点 十分。,不同桥跨结构型式均有其适用跨径、结构的力学特性和对地基基础的不同要求。按照桥位处河床的具体情况和拟定的桥梁结构跨径进行组合配置，选出适当的桥跨结构，拟定出结构的主要尺寸。,桥梁结构合理形式并非有特定的单一的结构形式，应特别注意桥梁的先进性、经济合理性，同时注意与周围环境协调。应通过各种结构方案的比选来确定。可以认为一种受力明确、构造合理的结构形式必然会显现出匀称、美观、稳定的外观。,对于特大桥和大桥的主桥，应采用成熟的先进技术，以其技术的先进性，把适用、安全、经济、美观的原则落实。特大桥和大桥的引桥、中小桥，一般采用成熟的标准结构，做到经济、合理。,桥跨结构型式选择,第十三页，编辑于星期五：十三点 十分。,基础是埋入地层的隐蔽工程，涉及到复杂的水文、地质等条件。是桥梁工程中最为复杂和关键的部分。,通过桥涵水力计算，明确桥墩的冲刷线（或地面线）标高。基础的埋置深度：在无冲刷处，应在地面或河床下至少,1.0m,；在有冲刷处，应在局部冲刷线以下至少,1.0,4.0m,以下（详见,桥规,JTJ024,85,、第条）；在冻结线以下（冻胀土）,0.25m,。,认真分析桥位处地质勘察资料，按照选择的不同桥跨结构型式，估算桥墩的设计荷载（竖向、水平荷载），确定基础可能的持力层，确定采用深基础还是浅基础。,按照上下部结构相协调的原则选择桥墩形式，综合考虑桥跨结构、墩台与基础的相互作用、选择桥梁基础。并估算、确定它们的尺寸。同时按桥位处河流的水文、地质情况，拟定基础施工方案。,桥墩和基础型式选择,第十四页，编辑于星期五：十三点 十分。,基础埋置深度,基础埋置深度原则：,墩台基础顶面标高宜根据桥位情况、施工难易程度、美观与整体协调综合确定。,桥位情况：,跨河：一般冲刷、局部冲刷,考虑阻水情况,冻胀土层：,冻胀对基础受力的影响,考虑冻胀深度,第十五页，编辑于星期五：十三点 十分。,冲刷线：,一般冲刷：,桥梁孔径布置后，压缩了河道断面。设计流量洪水通过时，桥下过水断面所产生的冲刷。,控制过水断面，满足设计洪水流量要求。,局部冲刷：,桥梁墩台阻水引起的墩台处的局部冲刷。,控制基础埋深、桩基础计算自由高度。,河床自然演变冲刷,河道调治构造物和桥位其他冲刷,一般冲刷线,局部冲刷线,第十六页，编辑于星期五：十三点 十分。,桥台与路堤的连接主要解决的问题：,（,1,）根据路线在路桥分界处的标高和基础标高，确定桥台高度及前墙、侧墙的结构尺寸。,（,2,）根据桥台和路堤进入河道的情况，确定河岸导流和防护工程（河岸护坡、导流堤等）。,（,3,）桥头引道的构造（包括道路护坡或挡土墙）,桥台与路堤的连接,桥头引道,桥头引道,桥台,桥台,河道,河道,地面线,通航净空,设计路面线,被交道路,被交道路,第十七页，编辑于星期五：十三点 十分。,六、桥梁横断面设计,桥梁的横断面宽度应与所衔接道路的路幅尽可能保持一致。桥梁横断面宽度包括：车行道、非机动车道和人行道（或检修道），并应设置栏杆。桥上每一机动车道的宽度，一般取,3.75m,（车速,40 km/h,，可取,3.5 m,），小客车专用道取,3.5 m,；非机动车专用道宽度,3.0 m,；人行道宽度一般取,1.5,3.0m,。,中、小桥的车行道路缘石之间的宽度，宜与两端道路路缘石之间的宽度相同；大、中桥的车行道宽度，可取两端道路车行道有效宽度的总和（不计分车带），但必须采用变宽缓和段连接；,为保证桥面排水需要，桥面应设置横坡。横坡 坡度一般为,1.5%,2%,。,道路横断面,桥梁横断面,第十八页，编辑于星期五：十三点 十分。,桥梁除满足桥下泄洪或其它交通的净空要求外，还应满足桥上道路纵断面线形的设计要求。,对于小桥涵，桥面纵坡一般服从路线，做成单面坡。,对于大、中桥，为了适应河流主槽部分桥面的最低标高，缩短引桥长度、降低填土路堤的高度，常做成双向坡。桥梁纵坡一般为,1%,2%,，且,4%,。桥头引道坡度,5%,。在有非机动车混行的桥上，桥上线路、桥头引道的纵坡均不,3%,。,桥头引道路堤（在洪水淹没范围内）的路肩标高，大、中桥应高出计算水位至少,50cm;,小桥应高出桥前壅水水位（不计浪高）至少,50cm,。,七、桥梁纵断面设计,桥头引道,桥头引道,桥台,桥台,河道,河道,地面线,通航净空,设计路面线,被交道路,被交道路,第十九页，编辑于星期五：十三点 十分。,在进行深入研究后，为了获得适用、安全、经济、美观的桥梁设计，在可行性研究和初步设计阶段，都应综合各项技术条件，做出基本满足要求的多种不同的设计方案。,通过技术、经济、运营、施工、养护等方面的综合比较。选取最佳设计方案。对于城市桥梁，在重点地区，还应做出相应环境下的效果图，以确定桥梁与周围环境是否协调。设计方案既要体现技术的先进性、经济合理，又要安全可靠。,八、桥梁设计方案比选,第二十页，编辑于星期五：十三点 十分。,第二十一页，编辑于星期五：十三点 十分。,总体设计,桥位设计,桥型布置,编制方案,环境评估,景观评估,桥位位置,桥位比选,结构尺寸,施工方案,技术指标,经济指标,环境影响,景观效果,编制方案,九、桥梁设计方案,第二十二页，编辑于星期五：十三点 十分。,