桥梁工程课件-13桥梁的总体规划和设计要点.pptx

3-1 3-1 桥梁总体规划原则和基本设计资料桥梁总体规划原则和基本设计资料 总的指导思想和原则：安全、经济、适用、美观一、桥梁设计的基本要求一、桥梁设计的基本要求使用经济结构尺寸和构造美观施工上的要求强度刚度稳定性耐久性 桥梁的使用任务 测绘桥位附近的地形 桥位的地质探测 调查和测量河流的水文情况 调查当地建筑材料的情况及交通能力 调查施工单位的技术水平等情况 调查收集有关气象资料 上下游相关工程调查二、设计资料调查二、设计资料调查 三、三、设计程序设计程序 1.1.预可与工可研究阶段预可与工可研究阶段 2.2.初步设计初步设计 3.3.技术设计技术设计 4.4.施工图设计施工图设计 1.1预可预可”与与“工可工可”研究阶段研究阶段小桥一阶段大、中型二阶段特大工程方案设计（初步设计）技术设计（补充初步设计）（施工详图设计）详细设计（施工组织设计）2.初步设计初步设计：桥位选址、分孔、拟定桥型、纵横断面布置、拟定结构主桥位选址、分孔、拟定桥型、纵横断面布置、拟定结构主要尺寸、估算工程数量、提供材料用量和各方案全桥造价（设计概算）。要尺寸、估算工程数量、提供材料用量和各方案全桥造价（设计概算）。进行多方案比选、推荐优化方案。进行多方案比选、推荐优化方案。3.技术设计技术设计：就初步设计提出的几个可行的但又难以取舍方案进行更进就初步设计提出的几个可行的但又难以取舍方案进行更进一步的细化，或者是大型工程，对其主要构件（造）进行详细设计。一步的细化，或者是大型工程，对其主要构件（造）进行详细设计。4.施工图设计施工图设计：针对初步设计中批准的方案、批复意见以及一些规定、针对初步设计中批准的方案、批复意见以及一些规定、决定、决议和投资总额，对方案进一步具体化。这一阶段必须对桥梁的决定、决议和投资总额，对方案进一步具体化。这一阶段必须对桥梁的各部分构件进行详细的设计计算，绘制施工详图，编制施工组织设计和各部分构件进行详细的设计计算，绘制施工详图，编制施工组织设计和施工预算。施工预算。一、一、桥梁纵断面设计桥梁纵断面设计桥孔设计桥孔设计 桥梁纵断面设计的内容：总跨径确定桥梁分孔桥道标高的确定 基础埋置深度桥面及桥头引道的纵坡等3-2 3-2 桥梁纵、横断面设计和平面布置桥梁纵、横断面设计和平面布置 矛盾双方的对立：投资与桥长成正比，要求尽量缩短总跨径;必须有足够的泄洪断面，要求不得任意压缩河床。统一：在对泄洪影响不大的情况下，缩短桥总跨径。1.桥梁总跨径的确定桥梁总跨径的确定 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，总跨径必须保证排洪面积总跨径必须保证排洪面积。n冲刷深度与允许冲刷深度冲刷深度与允许冲刷深度（桥涵水文课）允许冲刷深度：河床岩性（硬质大一些，软质小一些）基础类型（深基础大一些，浅基础小一些）山区河流很大，其冲击力很强，压缩河道不仅是一个冲刷深度问题，而是桥梁直接遭受冲击破坏的问题。山区修桥，不要轻易压缩河道。2.2.桥梁的分孔桥梁的分孔 3.桥道高程桥道高程的确定的确定考虑的因素：设计洪水位；桥下通航、通车、漂流物的净空要求；桥型及跨径的大小。n 确定桥道高程确定桥道高程时采用的原则时采用的原则桥梁的最小高度应保证桥下有足够的流水净空高度。桥梁的最小高度应保证桥下有足够的流水净空高度。梁式桥的梁底应高出设计洪水位不小于梁式桥的梁底应高出设计洪水位不小于50cm50cm，高出最高流冰水位，高出最高流冰水位75cm75cm；支座底面应高出设计洪水位不小于；支座底面应高出设计洪水位不小于25cm25cm，高出最高流冰水位不小于，高出最高流冰水位不小于50cm50cm。应注意，支座部分有围护隔水者除外。应注意，支座部分有围护隔水者除外。对于无铰拱桥，拱脚对于无铰拱桥，拱脚允许被设计洪水位淹没，但淹没深度不超过允许被设计洪水位淹没，但淹没深度不超过2f0/3(矢高矢高)，拱顶底面必须高出设计，拱顶底面必须高出设计洪水位洪水位1.0m1.0m，拱脚的起拱线，应高出最高流，拱脚的起拱线，应高出最高流冰水位不小于冰水位不小于0.25m0.25m。在能通航及通行木筏的河流上，必须设置通航孔。在能通航及通行木筏的河流上，必须设置通航孔。桥跨结构下缘的高程应高出自设计通航水位算起的通航净空高度。桥跨结构下缘的高程应高出自设计通航水位算起的通航净空高度。通航净空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。表定义为在桥孔中垂直于流水方向所规定的空间界限。表1-3-1在跨越线路的立体交叉时，桥跨结构底缘的高程应高出规定的车辆净空在跨越线路的立体交叉时，桥跨结构底缘的高程应高出规定的车辆净空高度。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，桥上纵坡为于小桥可不设坡，对大、中桥，桥上纵坡为4%4%，桥头引道纵坡为，桥头引道纵坡为5%5%。求：桥面标高。求：桥面标高。限制性要求：梁底标高设计洪水位（包括壅水和浪高）+50cm 最高流冰水位+75cm 支座底面标高设计洪水位+25cm 最高流冰水位+50cm *除非支座有围护隔水 满足通航（车）要求；无铰拱，拱脚允许被淹没，但淹没高度 2f0/3(f0：拱圈矢高)且 f0 1.0m起拱线最高流冰水位+0.25cm当桥下有淤积的可能时，上述因素还均应考虑淤积的影响，桥下净空适当加高。已知条件：计算水位=设计洪水位+流冰+浪高；通航水位、通航净空或车辆净空；最高流冰（其它漂浮物）水位；支座形式、桥梁建筑高度*。此时的建筑高度还没有最终确定，注意以后修改时，应回代，看是否满足要求。n 桥面纵坡设计桥面纵坡设计 小桥通常做成平坡，主要以路线设计确定。大中桥应设纵坡，以利排水及降低引道标高。常为双向坡i 4%，引道i5%，城市桥梁i3%。桥上及引道纵坡发生变化的地方按规范要求设置竖曲线。*纵面设计要与引道的纵坡设计相协调。二、桥梁横断面设计二、桥梁横断面设计 横断面的设计内容，主要是决定桥桥面面的的宽宽度度和桥跨结构横截面的布置。和桥跨结构横截面的布置。n 桥梁横断面桥梁横断面总的设计原则总的设计原则 要与道路所采用的标准横断面相一致，当桥涵位于弯道上时，还应考虑加宽、加高，其大小及渐变与过渡，尚应符合公路工程技术标准的规定。当桥长达到或超过公路桥涵设计通用规范所规定的长度时，应增设不小于规定长度的紧急停车带。此时横断面要相应拓宽。下承式及中承式桥梁的横断面要满足车道净空的要求。人行道及自行车道宽，应按照规定的级差确定，不宜任意定值在某两级之间。城市桥梁的宽度应根据交通需要及发展规模具体确定。n几个名词解释几个名词解释(桥梁横断面设计)中中间间带带：分隔上、下行车辆的中间设施，与“中央分隔带”相仿。桥梁净空桥梁净空：桥面上提供给行人行走、车辆行驶的空间。建建筑筑界界限限：桥面上桥梁净空的外廓线。任何建筑不得伸入此界限之内。行车道净宽行车道净宽：专供行进中的车辆行驶的桥面宽度。我国公路桥面行车道的净宽度标准：22净净-7.5-7.5，22净净-7.0-7.0，净净-9-9，净净-7-7，净净-4.5-4.5其中“2”表示上、下行；“净”指行车道净宽（以米计）；数字的大小是指行车道的宽度，以米计。分分离离式式及及整整体体式式：上行车道所在的桥梁与下行车道所在的桥梁在横向（横断面）上连接与否。n 人行道、自行车道、栏杆的设置人行道、自行车道、栏杆的设置 查规范查规范3.3.1 人行道宽度为0.75m或1m，大于1m时按0.5m的倍数增加。3.3.2 一条自行车道的宽度为1m，当单独设置自行车道时，一般不应少于两条自行车道的宽度。3.3.3 不设人行道和自行车道的桥梁，可根据具体情况，设置栏杆和安全带。3.3.4 与路基同宽的小桥和涵洞可仅设缘石或栏杆。3.3.5 漫水桥不设人行道，但可设置护柱。三、桥梁的平面布置三、桥梁的平面布置 桥梁平面线型与线路之间的关系桥梁平面线型与线路之间的关系 高速公路和一级公路上的大、中桥，各级公路上的小桥，其与线路的街接，应符合线路的布设规定；二、三、四级公路上的大、中桥线形，一般应为直线，当必须设成曲线时，其各项指标应符合路线的布设规定。桥梁平面线型与跨越障碍之间的关系桥梁平面线型与跨越障碍之间的关系 经济性及施工方便而言，尽量避免斜交；受限制不得不采用斜交时，斜交角度不宜大于45；在通航河流上则不宜大于5。n 平、纵、横布设之间的相互影响平、纵、横布设之间的相互影响平、纵之间：桥址；走向；护坡。平、横之间：分离式桥纵、横之间：非上承式桥的横断面布设与上承式横断面布设的差别；纵坡与横向排水。3-3 3-3 桥梁设计的方案比较桥梁设计的方案比较*初步设计的关键步骤。工程可行性研究也要做到如此深度。目目的的：在了解掌握了比较详尽的资料之后，寻求一个尽可能完美的设计方案。方方法法：针对具体情况，广开思路，大胆拟定出能够建造并能基本满足要求的多种不同方案，通过技术、经济等多方面的综合比较，选出最佳设计方案。步骤步骤：拟定图式，初步筛选；编制方案；方案比选。一、拟定桥梁图式一、拟定桥梁图式设计者具有牢固的桥梁专业知识和丰富的桥梁设计经验。多画几个各具特色而且可能实现的桥型图式，画在同样大小的桥址断面图上。经过分析、判断，去掉一些明显欠佳的图式，选出34个较好方案，作为进一步比选用。二、二、编制方案编制方案n技术经济指标包括技术经济指标包括1 主主要要指指标标：三材（钢、木、水泥）、人工、机具、台班、建筑造型。2 评评价价的的定定性性因因素素：施工（难易、工期、费用）、营运（适用性、包括美观、环境保护）、养护（难易及费用）3 其其它它指指标标：桥高、长、最大纵坡，在接线工程中若平面为曲线时，还应有平面参数、半径、接线工程长度、造价；当有不同的附属工程时，还应包括其相应的（调治疏导）附属工程。目的：目的：在于提供各个中选图式的技术经济指标，以便进行科学比选，定出最佳方案。三、技术经济比较和最优方案的选定三、技术经济比较和最优方案的选定1.根据拟定图式及编制的方案，绘制汇总方案比较表（也叫桥型方案比较表）。2.论述各种方案的优劣。3.选择最佳方案。在方案论证中，有可能会出现综合上述已拟定方案的诸多优点的新方案。这时，就要返回到第一步，将新方案的方案图绘制、编制，再进行比选。总之，全面考虑上述各项指标，综合分析每一方案的优缺点，总之，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的推荐方案。最后选定一个符合当前条件的最佳的推荐方案。有时：占优势的方案还可以吸取其它方案的优点进一部改善。一般讲：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，因为有时其它技术因素，或使用要求上升为主要矛盾时，就不得不放弃较为经济的方案。