工程地质与桥涵水文教学作者盛海洋市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx

第十一章第十一章 公路桥涵布置普公路桥涵布置普通标准及要求通标准及要求机械工业出版社高职规划教材机械工业出版社高职规划教材学习目标和要求：学习目标和要求：掌握现行桥涵分类标准；了解桥涵布置普通标准；了解桥位选择普通要求及在通航、水文、地质等方面详细要求；了解各类河段上桥位选择特点；了解桥位勘察前准备工作；了解桥位及水文地质勘察内容及主要结果。本章重点本章重点：桥涵分类；桥涵布置普通标准；桥位选择要求；桥位勘察内容及主要结果。本章难点：本章难点：桥涵布置普通标准；桥位选择要求。next回总目录回总目录10/10/1第1页第一节第一节 桥涵分类及大中桥设计普通要求桥涵分类及大中桥设计普通要求第二节第二节 桥位选择与桥位调查桥位选择与桥位调查第十一章第十一章 主要内容主要内容机械工业出版社高职规划教材机械工业出版社高职规划教材next11-1节回总目录回总目录10/10/2第2页一、桥涵分类一、桥涵分类 部颁JTG D60公路桥涵设计通用规范要求，其类别划分见下表。第一节第一节 桥涵分类及大中桥涵分类及大中桥设计普通要求桥设计普通要求机械工业出版社高职规划教材机械工业出版社高职规划教材next回第十一章一、桥涵分类；一、桥涵分类；二、公路桥涵布置普通标准及要求二、公路桥涵布置普通标准及要求10/10/3第3页分类多孔跨径总L（M）单孔跨径总长Lk（M）分类多孔跨径总长L（M）单孔跨径总长Lk（M）特大桥大桥中桥L1000100L0030L5040Lk15020Lk40小桥涵洞8L305Lk20Lk5机械工业出版社高职规划教材机械工业出版社高职规划教材next桥桥 涵涵 分分 类类 标标 准准10/10/4第4页机械工业出版社高职规划教材机械工业出版社高职规划教材next回11-1节10/10/5第5页二、公路桥涵布置普通标准及要二、公路桥涵布置普通标准及要求求1.公路桥涵应依据所在公路作用、性质和未来发展需要，按照安全、适用、美观和有利环境保护标准进行设计，并考虑因地制宜、就地取材、便于施工和养护等原因。2.桥梁应依据公路功效、等级、通行能力及抗洪防灾要求，结合水文、地质、通航、环境等条件进行综合设计。机械工业出版社高职规划教材机械工业出版社高职规划教材next回11-1节10/10/6第6页 特大桥、大桥桥位应选择河道顺直稳定、河床地质良好、河槽能经过大部分设计流量河段。桥位不宜选择在河汊、沙洲、古河道、急弯、汇合口、港口作业区及易形成流冰、流木阻塞河段以及断层、岩溶、滑坡、泥石流等不良地质河段。机械工业出版社高职规划教材机械工业出版社高职规划教材next10/10/7第7页滑坡泥 石 流机械工业出版社高职规划教材机械工业出版社高职规划教材next断层10/10/8第8页 3、当桥址处有二个及二个以上稳定河槽，或滩地流量占设计流量百分比较大，且水流不易引入同一座桥时，可在各河槽、滩地、河汊上分别设桥，不宜用长大导流堤强行集中水流。平坦、草原、漫流地域，可按分片泄洪布置桥涵。天然河道不宜改移或裁弯取直。4、桥梁纵轴线宜与洪水主流流向正交。对通航河流上桥梁，其墩台沿水流方向轴线应与最高通航水位时主流方向一致。当斜交不能防止时，交角不宜大于50；当交角大于50时，宜增加通航孔净宽。机械工业出版社高职规划教材机械工业出版社高职规划教材next10/10/9第9页导流堤机械工业出版社高职规划教材机械工业出版社高职规划教材next10/10/10第10页桥位与流向正交机械工业出版社高职规划教材机械工业出版社高职规划教材next10/10/11第11页5、桥涵水文、水力计算应符合公路工程地质勘察规范（JTJ 064）和公路工程水文勘测设计规范（JTJ C30）要求。6、通航海轮桥梁桥孔布置及净高应满足通航海轮桥梁通航标准（JTJ311）要求。通航内河桥梁桥孔布置及净高应满足内河通航标准（GB50139）要求，并应充分考虑河床演变和不一样通航水位航迹线改变。机械工业出版社高职规划教材机械工业出版社高职规划教材next10/10/12第12页不通航河流桥孔通航河流桥位机械工业出版社高职规划教材机械工业出版社高职规划教材next10/10/13第13页7、为确保桥位附近水流顺畅，河槽、河岸不发生严重变形，必要时可在桥梁上、下游修建调治结构物。调治结构物形式及其布置应依据河流性质、地形、地质、河滩水流情况以及通航要求、桥头引道、水利设施等原因综合考虑确定。机械工业出版社高职规划教材机械工业出版社高职规划教材next10/10/14第14页调治结构物形式机械工业出版社高职规划教材机械工业出版社高职规划教材next10/10/15第15页 非淹没调治结构物顶面，应高出桥涵设计洪水频率水位最少0.25m，必要时尚应考虑壅水高、波浪爬高、斜水流局部冲高、河床淤积等影响。允许淹没调治结构物顶面应高出常水位。单边河滩流量不超出总流量15%或双边河滩流量不超出25%时，可不设导流堤。机械工业出版社高职规划教材机械工业出版社高职规划教材next10/10/16第16页8、公路桥涵设计洪水频率应符合规范要求。二级公路上特大桥及三、四级公路上大桥，在水势猛急、河床易于冲刷情况下，可提升一级洪水频率验算基础冲刷深度。沿河纵向高架桥和桥头引道设计洪水频率应符合公路工程技术标准（JTG B01）表4.0.2路基设计洪水频率要求。机械工业出版社高职规划教材机械工业出版社高职规划教材next10/10/17第17页桥涵设计洪水频率 构 造 物 名 称公 路 等 级高速公路一二三四特大桥1/3001/3001/1001/1001/100大、中桥1/1001/1001/1001/501/50小桥1/1001/1001/501/25n按详细情况确定n涵洞及小型排水结构物1/1001/1001/501/25n按详细情况确定机械工业出版社高职规划教材机械工业出版社高职规划教材next10/10/18第18页 三、四级公路，在交通允许有程度中止时，可修建漫水桥和过水路面。漫水桥和过水路面设计洪水频率，应依据允许阻断交通时间长短和对上下游农田、城镇、村庄影响以及泥沙淤塞桥孔、上游河床淤高等原因确定。回11-1节机械工业出版社高职规划教材机械工业出版社高职规划教材next11-2节回第十一章10/10/19第19页第二节第二节 桥位选择与桥位调查桥位选择与桥位调查 机械工业出版社高职规划教材机械工业出版社高职规划教材next回第十一章一、桥位选择普通要求二、普通地域桥位选择二、普通地域桥位选择三、各类河段上桥位选择特点四、桥位调查内容四、桥位调查内容五、桥位布设五、桥位布设10/10/20第20页 桥位也称桥址，是桥梁、引道路堤及调治构筑物三者位置总称，是桥梁中线（桥轴线）位置。桥位方案应将政治、经济、技术、环境等多方面原因综合起来比较选定。桥位河段是指水流受桥梁影响河段。桥位设计是包含桥位河段上桥梁、桥头引道及调治结构物等各项建筑物作为一个整体总体布置和设计。机械工业出版社高职规划教材机械工业出版社高职规划教材next10/10/21第21页一、桥位选择普通要求一、桥位选择普通要求 桥位选择和桥位方案比选是桥位勘测设计中心工作。桥位选择应从国民经济发展和国防需要出发，在整体布局上应与铁路、水利、航运、城建等方面相互配合；注意保护方物、环境和军事设施；同时还要照料群众利益，少占良田，少拆迁有价值建筑物。桥位方案应从政治、经济、技术上进行多方面比较，对于影响面大桥位方案，尚应征求相关部门意见，还应遵照其它一些相关法规要求。机械工业出版社高职规划教材机械工业出版社高职规划教材next回11-2节10/10/22第22页 汽车专用公路上大、中桥桥位线形，普通应符合路线布设要求。普通公路上大、中桥桥位，标准上应服从路线走向，桥、路综合考虑，在适当范围内，依据河段水文、工程地质条件等方面特点进行综合比较确定。机械工业出版社高职规划教材机械工业出版社高职规划教材next回11-2节10/10/23第23页二、普通地域桥位选择 桥桥位位选选择择在在水水文文、地地形形、地地质质方方面面要要求求见见第第七七章章第第三三节节，另另外外，桥桥位位选选择择在在通通航航方方面面要要求求，普普通通应应选选在在航航道道顺顺直直、有有足足够够水水深深河河段段且且离离码码头头、锚锚泊泊区区和和排排筏筏信信集集散散场场上上游游一一定定距距离离处处；桥桥轴轴线线应应与与主主流流方方向向正正交交，如如不不可可能能，斜斜交交角角不不宜宜大大于于5o,5o,桥桥位位应应避避开开险险滩滩、浅浅滩滩、急急弯弯、卡卡口口、汇汇流流口口、水水工工设设施施、港港口作业区和船舶锚地。口作业区和船舶锚地。机械工业出版社高职规划教材机械工业出版社高职规划教材next回11-2节10/10/24第24页三、各类河段上桥位选择特点三、各类河段上桥位选择特点 1.1.山区峡谷河段：山区峡谷河段：桥孔不得压缩水流，桥位宜选在可一孔跨越处；不然宜选在水深较浅、流速较缓山区开阔河段上。2.2.平原顺直（微弯）河段：平原顺直（微弯）河段：选在河槽与河谷方向一致，槽流量较大处；桥轴线与河岸线正交。机械工业出版社高职规划教材机械工业出版社高职规划教材next回11-2回11-2节10/10/25第25页3.3.平原弯曲河段：平原弯曲河段：桥位应选在主槽流向与河流总趋势一致、较长河段上；如河弯已迫近岸处，应选在河湾中部，如弯顶正在向一侧发展且难以固定时，宜在两弯之间较稳定直线段上设桥。机械工业出版社高职规划教材机械工业出版社高职规划教材next10/10/26第26页4.4.平原分汊河段：平原分汊河段：桥位尽可能避开河汊、分流、汇流点，不得已时，选在分流点、汇流点上游，流向基本顺直段。5.5.平原宽滩河段：平原宽滩河段：桥位应选在滩地较高、河槽居中、稳定、顺直、滩槽洪水流向一致河段。河滩可做较大压缩。机械工业出版社高职规划教材机械工业出版社高职规划教材next10/10/27第27页6.平原游荡河段：平原游荡河段：桥位应选在两有固定依据依靠较长束窄河段；如岸壁是崖坎、人工建筑物或含有抗冲能力土质等地段，桥轴线宜与河岸正交。7.山前区变迁河段：山前区变迁河段：桥位应选在与河槽相对稳定束窄河段上；若必须跨越扩散时，应选在摆范围较小河上，桥轴线应与洪水流向正交。机械工业出版社高职规划教材机械工业出版社高职规划教材next10/10/28第28页8.8.山前冲积漫流河段：山前冲积漫流河段：桥位应选在上游狭窄段或下游收缩段上，不宜选在中游扩散段；如必须经过中游扩散段时，宜采取一河多桥方案，且使各桥位大致在同一等高线上。机械工业出版社高职规划教材机械工业出版社高职规划教材next10/10/29第29页9.9.潮汐河口河段：潮汐河口河段：桥位应避开涌潮、滩岸多变区段；潮汐河段上游段桥位，可按普通情况处理；潮汐下游段、中间段桥梁，桥孔长度可按普通情况下长度加大5%-15%。另外，泥石流、黄土、岩溶、地震、冲积漫流等特殊地域桥位选择，请查阅公路工程水文勘测设计规范（JTG C30）相关章节。机械工业出版社高职规划教材机械工业出版社高职规划教材next10/10/30第30页机械工业出版社高职规划教材机械工业出版社高职规划教材next1-引道引道;2-截水坝；截水坝；3-河湾桥位；河湾桥位；4-河道演变极限河道演变极限位置；位置；5-桥位定线时河床位置；桥位定线时河床位置；6-不利河槽直线不利河槽直线段桥位段桥位10/10/31第31页机械工业出版社高职规划教材机械工业出版社高职规划教材next某干线大桥桥位方案比较11-3节回11-2节10/10/32第32页四、桥位调查内容四、桥位调查内容 桥位调查主要包含桥位测量、水文调查和工程地质调查三个方面内容。机械工业出版社高职规划教材机械工业出版社高职规划教材next回11-2节10/10/33第33页n 1 1、桥位测量、桥位测量n（1）桥位平面图测量n 桥位平面图包含桥位总平面图和桥址地形图，对河面不宽中桥可将二者绘在同一张图上。桥位平面图是为了满足选择桥位和布置桥孔、引道、调治结构物、施工场地轮廓等需要。机械工业出版社高职规划教材机械工业出版社高职规划教材next10/10/34第34页n（2）桥位总平面图测绘范围n 桥址地形图测绘范围应能满足桥位比选、桥梁孔径、桥头引道和调治结构物平面设计需要。n 在地形起伏较大、地质复杂桥址，应在桥轴线上下游各6-20 增测辅助纵断面，并依据需要在墩台基础范围内增测辅助横断面。机械工业出版社高职规划教材机械工业出版社高职规划教材next10/10/35第35页 在河床纵坡坡度较大且桥梁压缩水流又较大时，为了表示桥前形成较高壅水，必要时可绘制沿河流向断面图。相关各图测绘内容及百分比尺等详细要求见相关桥位设计手册。水上地面测量方法见测量学，水下测量方法见本书第十章。机械工业出版社高职规划教材机械工业出版社高职规划教材next10/10/36第36页机械工业出版社高职规划教材机械工业出版社高职规划教材next10/10/37第37页2 2、水文调查、水文调查 水文调查主要包含水文观察、洪水调查和文件考证等相关资料搜集和分析（详细见本书第十章）。另外，水文调查应向气象部门搜集风向、风速、气温、降水量和冰雪覆盖厚度等资料；向航运部门调查河道相关通航情况。机械工业出版社高职规划教材机械工业出版社高职规划教材next10/10/38第38页3 3、工程地质调查、工程地质调查 工程地质调查是了为查清桥位及其附近地质结构，查明河床土壤抗冲刷能力，提供决定桥梁墩台形式及埋置深度依据，检验引道路堤及调治结构物稳定性。（1）工程地质调查必须依据墩台初拟设置情况，结合实地勘察，按规范要求确定钻孔位置、数目和深度；机械工业出版社高职规划教材机械工业出版社高职规划教材next10/10/39第39页（2）考虑到就地取材建桥，还应在桥位附近对工程所需当地材料进行起源调查，详细方法见相关公路工程管理内容。（3）在进行详细调查及钻探后，普通应绘制沿桥轴线桥位工程地质纵断面图，及附在桥位平面图上工程地质平面图，必要时还应绘制水流流向工程地质剖面图。机械工业出版社高职规划教材机械工业出版社高职规划教材next10/10/40第40页某大桥桥址地质剖面图机械工业出版社高职规划教材机械工业出版社高职规划教材next回11-2节10/10/41第41页五、桥位布设五、桥位布设1、桥孔详细位置，对桥梁工作状态和安全影响很大。确定桥孔最小净长后，应尽可能用合理标准跨径，在桥轴纵断面图和桥位平面图上进行合理桥孔布设，使桥下实际水面宽度等于或稍大于计算桥孔长度。2、桥孔布置应先河槽后河滩，这么才能满足排洪输沙需要，确保桥梁安全；机械工业出版社高职规划教材机械工业出版社高职规划教材next回11-2节10/10/42第42页3、桥孔布设应与天然河流断面流量分配相适应。在稳定河段上，左右河滩桥孔长度之比应与左右河滩流量之比相当；在次稳定和不稳定河段上，桥孔布设应考虑河床变形和流量分布改变趋势影响。4、桥孔不宜压缩河槽，可适当压缩河滩。机械工业出版社高职规划教材机械工业出版社高职规划教材next10/10/43第43页5、内河通航河段上，应将通航孔布设在稳定航道上，其航孔布设应符合相关要求。同时应充分考虑河床演变和不一样水位所引发航道改变；通航海轮桥梁桥孔布设应符合通航海轮桥梁通航标准要求。6、桥梁墩台基础布设应避开断层、陷穴、溶洞、滑坡等不良地质地段；机械工业出版社高职规划教材机械工业出版社高职规划教材next10/10/44第44页7、洒流主体深泓线上或主航道上不宜布设桥墩；8、有流冰、流木河段上，桥孔应适当放大，必要时，墩台应设置破冰体。机械工业出版社高职规划教材机械工业出版社高职规划教材next10/10/45第45页9、各类河段桥孔布设要求（1）山区河段桥孔布设 峡谷河段普通宜采取单孔跨越，不宜压缩河槽。若单孔跨越有困难，可选在河谷比较阔、水深较浅、流速较缓之处设墩跨越。墩台基础可置于不一样高程基岩上。开阔河段桥孔布设允许压缩河滩，但不能压缩河槽。桥头河滩引道路堤应尽可能与洪水主流向正交，不然应增大桥孔及增设调治工程。机械工业出版社高职规划教材机械工业出版社高职规划教材next10/10/46第46页（2）山前区河段桥孔布设 变迁性河段布设桥孔允许较大压缩河滩，但普通需要设置必要调治结构物。因为主流摆动大，墩台基础埋深应置于同一高程。普通变迁河段河滩路堤内不宜设置小桥涵。如采取一河多桥方案，则临近主河槽支汊需堵截。机械工业出版社高职规划教材机械工业出版社高职规划教材next10/10/47第47页 冲积漫流河段上，桥位宜在河流上游狭窄段或下游收缩段跨越；桥位若无法避让且必须经过河床宽敞、水流含有显著分支处时，除了桥孔布设采取一河多桥方案且路线大致沿冲积扇等高线布置之外，各桥间惯用对应分流和防护办法。桥下净空应考虑河床淤积影响。机械工业出版社高职规划教材机械工业出版社高职规划教材next10/10/48第48页（3）平原区河段桥孔布设 顺直微弯和弯曲河段桥孔布设应考虑河床演变影响。滩槽稳定分汊河段断面流量分配基本稳定，可考虑布设一河多桥。在滩槽不稳定分汊河段上，桥孔布设应预估各汊流量分配百分比改变，并设置与流量分配相对应导流结构物。机械工业出版社高职规划教材机械工业出版社高职规划教材next10/10/49第49页10/10/50第50页10/10/51第51页 宽滩河段桥孔可依据桥位上下游主流趋势及洪水中泓线摆动范围来布置，并可适当压缩河滩，但应考虑壅水对上游影响。若河汊稳定而又不宜合并一处以及河滩大股水流无法导入桥孔时，可考虑修建一河多桥。游荡河段主流迁徙不定，桥孔布设时不宜过多压缩河床，应结合当地治理规划，辅以必要调治构物，在中泓线可能摆动范围内也不宜设置桥墩。回回11-2节节第十二章第十二章回总目录回总目录机械工业出版社高职规划教材机械工业出版社高职规划教材next10/10/52第52页n本章小结本章小结n一、桥涵分类标准n二、桥位选择n三、桥位调查内容：1.桥位测量；2.水文调查；3.工程地质调查n四、桥孔布设回回11-2节节第十二章第十二章回总目录回总目录机械工业出版社高职规划教材机械工业出版社高职规划教材next10/10/53第53页