2022年第一章桥梁基本知识.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 第一章 桥梁基本学问第一节 熟悉桥梁结构为了满意各种车辆、行人的顺当通行或各种管线工程的布设,建造的跨过河流、山谷或其他交 通线路等障碍的工程建筑物,一般统称为桥梁；桥梁是交通工程中的重要组成部分,随着经济的发 展、科技的进步和社会生产力的不断提高,人们对桥梁建筑提出了越来越高的要求；一、桥梁结构的组成及名词术语1桥梁结构的组成桥梁一般由上部结构也称桥跨结构、下部结构、支座和附属设施四个基本部分组成图 1-1-1,图1-1-2；图 1-1-1 梁式桥基本组成图 1-1-2 拱式桥基本组成 1桥梁上部结构是承担线路荷载,跨过障碍的主要承重结构；它

2、的作用是承担上部结构所受的全部荷载并传给支座；例如梁式桥中的主梁,拱桥中的拱肋拱圈 、桁架梁桥中的主桁等；它是桥梁承载和跨过的重要部分；2桥梁下部结构是桥墩、桥台及桥梁基础的总称,是支承桥跨结构并将荷载传至地基的建筑物；桥墩和桥台一般合称墩台；（1）桥墩；位于多孔桥跨的中间部位,支承相邻两跨上部结构的建筑物,其功能是将上部结构 荷载传至基础；（2）桥台；位于桥梁的两端,支承桥梁上部结构,并使之与路堤连接的建筑物,其功能是传递 上部结构荷载于基础,并抗击来自路堤的土压力；为了维护路堤的边坡稳固并将水流导入桥孔,除 带八字形翼墙的桥台外,在桥台左右两侧筑有保持路肩稳固的锥形护坡,其锥体填土,坡面以

3、片石名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 22 页精选学习资料 - - - - - - - - - 砌筑；（3）桥梁基础；是桥梁最下部的结构,上承墩台,并将全部桥梁荷载传至地基；基底应设置在 有足够承载力的持力层处,并要求有肯定的埋置深度；基础工程在整个桥梁工程施工中是比较困难的部分,而且经常需要在水中施工,因而遇到的问题也很复杂；3支座； 设于桥 墩台顶部, 支承上部结构并将荷载传给下部结构的装置；它能保证上部结构在 荷载、温度变化或其他因素作用下的位移功能；4附属设施； 包括桥面系、 桥头搭板、 护坡、 导流堤等； 桥面系一般由桥面铺装、栏杆 防撞墙 、人行道、伸缩缝、照

4、明系统等组成；桥面铺装用以防止车轮直接磨耗桥面板、排水和分布轮重；伸 缩缝位于桥梁墩顶上部结构之间或其他桥型上部结构与桥台端墙之间,以保证结构在各种因素作用 下的自由变位,为使桥面上行车顺适、不颠簸；2桥梁结构的名词术语 1桥梁全长： 简称桥长, 对于有桥台的桥梁为两岸桥台侧墙或八字墙尾端之间的距离 对于无桥台 的桥梁为桥面系的行车道长度 ；2净跨径：对梁式桥为设计洪水位上相邻两桥墩或桥台 间的水平净距；对于拱式桥,是指每孔拱跨两拱脚截面最低点之间的水平距离；用0l表示；3运算跨径：对于设支座的桥梁,为相邻两支座中心之间的水平距离,对于不设支座的桥梁,为上下部结构的相交面之中心间的水平距离,用

5、l 表示；桥梁结构的分析运算以运算跨径为准；4标准跨径：对梁式桥,是指两相邻桥墩中线间水平距离或桥墩中线与台背前缘之间的水平距离,也称为单孔跨径,对于拱式桥和涵洞,就是指净跨径；用kl表示；标准跨径是桥梁划分大、中、小桥及涵洞的指标之一；5标准化跨径：为了便于编制标准设计,增强构件间的互换性,当跨径在 50m 及以下时,通常采纳标准化跨径； 大路工程技术标准JTG B01 2003规定了标准化跨径从 0.75m 至 50m,共 21级,常用者为 10m、16m、20m、40m 等标准设计；采纳标准化跨径设计,有利于桥梁制造和施工的机械化,也有利于桥梁养护修理和战备需要；6总跨径：多孔桥梁中各孔

6、净跨径的总和（0l ）,它反映桥梁排泄洪水的才能；7桥下净空高度：设计洪水位或运算通航水位与桥跨结构最下缘之间的高差,称为桥下净空高度；桥下净空高度应满意排洪、通航或通车的规定要求；8 桥梁建筑高度：桥面路拱中心顶点到桥跨结构最下缘拱式桥为拱脚线的高差 h ；线路定线中所确定的桥面标高,与通航（或桥下通车、人）净空界限顶部标高之差,称容许建筑高度；城市多层立交桥对桥梁建筑高度有较严格的限制,明显,桥梁建筑高度不得大于容许建筑高度；9桥梁高度：桥面路拱中心顶点到低水位或桥下线路路面之间的垂直距离,称为桥梁高度；10净矢高：拱桥从拱顶截面下缘至相邻两拱脚截面下缘最低点连线的垂直距离,用 f0表示；

7、11运算矢高：是从拱顶截面形心至相邻两拱脚截面形心之连线的垂直距离,用 f 表示；12矢跨比：拱桥中拱圈（或拱肋）的运算矢高与运算跨径之比（桥受力特性的一个重要指标；二、桥梁的分类f/l ）,也称拱矢；它是反映拱桥梁有各种不同的分类方式,每一种分类方式均反映出桥梁在某一方面的特点；1按工程规模划分依据桥梁多孔跨径总长L 和单孔跨径L k将桥梁划分为：特大桥、大桥、中桥、小桥、涵洞,见表 l-l-1 ；这是我国大路和城市桥梁级别划分的依据；名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 22 页精选学习资料 - - - - - - - - - 桥涵按跨径分类 表 1-1-1 注： 1）单

8、孔跨径是指标准跨径；2）梁、板式桥的多孔跨径总长为多孔标准跨径的总长,拱式桥为两岸桥台内起拱线之间的距离,其他形式桥梁为桥面系车道长度；3）管涵及箱涵不论管径或跨径大小、孔数多少,均称为涵洞；2按桥梁的结构体系划分 依据结构体系及其受力特点,桥梁可划分为梁式桥、拱式桥、刚架桥、悬索桥、斜拉桥、组合体系桥六种型式的结构体系；不同的结构体系对应于不同的力学形式,表现出不同的受力特点；1）梁式桥 梁式桥是古老的结构体系之一；梁作为承重结构,主要是以其抗弯才能来承担荷载；在竖向荷载作用下,其支承反力也是竖直的,一般梁体结构只受弯、受剪,不承担轴向力；如图 1-1-3 所示；图 1-1-3 简支梁桥示意

9、图常见的简支梁 图 1-l-4a 的跨过才能有限一般在 50m 以下 ,因此, 悬臂梁和连续梁图 1-l-4b 和图 1-1-4c得到进展；它们通过转变或增强中间支承来削减跨中弯矩,更合理地安排内力,加大跨过才能；悬臂梁采纳铰接或简支跨称为挂孔 来连接其两端,其为静定结构,受力明确,运算简便；但因结构变形在连接处不连续而对行车和桥面养护产生不利影响,近年来已很少采纳；连续梁因桥跨 结构连续,克服了悬臂梁的不足,是目前采纳较多的梁式桥型；名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 22 页精选学习资料 - - - - - - - - - 图 1-1-4 梁式桥梁式体系分实腹式和空腹式

10、；前者梁的截面形式多为T 形、工字形和箱形等,后者指主要由拉杆、压杆、拉压杆以及连接件组成的桁架式桥跨结构；梁的高度和截面尺寸可在桥长方向保持一样或随之变化；对中小跨径的实腹式梁,常采纳等高度 预应力混凝土连续梁桥；2）拱式桥T 形梁；跨径较大时,可采纳变高度箱形截面拱式桥 图 1-1-5的主要承重结构是具有曲线外形的拱 其拱圈的截面形式可以是实体矩形、肋 形、箱形、桁架等 ；在竖向荷载作用下,拱主要承担轴向压力,同时也承担弯矩、剪力；支承反力 不仅有竖向反力,也承担较大的水平推力；图 1-1-5 拱桥示意图依据拱的受力特点, 多采纳抗压才能较强且经济合算的圬工材料图 1-1-6和钢筋混凝土

11、图 1-1-7来修建拱桥,拱对墩台有较大的水平推力,对地基的要求较高,故一般宜建于地基良好之处；依据 力学分析,拱又分成单铰拱、双铰拱、三铰拱和无铰拱；因铰的构造较为复杂,一般常采纳无铰拱体系；值得一提的是,由我国创造制造的桥型结构双曲拱 化、装配化；南京长江大桥的南引桥即是双曲拱桥；图 1-1-8,其特点是使上部结构轻型名师归纳总结 图 1-1-6 实腹式石拱桥（卢沟桥）图 1-1-7 空腹式肋拱桥第 4 页,共 22 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 图 1-1-8 双曲拱桥构造示意图 3）刚架桥刚架桥 也称为刚构桥是指梁与立柱墩柱 或竖墙整体刚

12、性连接的桥梁图 1-1-9 ；其主要特点是：立柱具有相当大的抗弯刚度,故可分担梁部跨中正弯矩,达到降低梁高、增大桥下净空的目的；在竖向荷载作用下,主梁与立柱 或竖墙 的连接处会产生负弯矩；主梁、 立柱承担弯矩也承担轴力 和剪力； 柱底约束处既有竖直反力,也有水平反力； 刚架桥的形式大多是立柱直立的 也可斜向布置,如图 l-1-10a 所示 单跨或多跨的门形框架 图 l-1-10b ,柱底约束可以是铰接或固接；钢筋混凝土和预 应力混凝土刚架桥适用于中小跨径、建筑高度要求较严的城市或大路跨线桥；图 1-1-9 刚架桥示意图图 1-1-10 刚架桥 随着预应力技术和对称悬臂施工方法的进展,具有刚架形

13、式和特点的桥梁可用于跨径更大的情况,如 T 形刚构桥；预应力混凝土T 形刚构桥是因悬臂施工方法的进展而衍生出来的一种桥型；它名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 22 页精选学习资料 - - - - - - - - - 的桥墩刚度较大,与梁部固结,仍采纳跨中设铰或简支挂孔来连接两 架桥的部分特点：因是静定结构,能削减次内力、简化主梁配筋；T 构；它融合了悬臂梁桥和刚 T 构有利于对称悬臂施工,但粗大的桥墩因承担弯矩较大而费料；桥面线形不连续而影响行车；目前,已很少采纳这种桥式；斜腿刚构桥 图 1-1-10a的墩柱斜置并与梁部刚性连接,其受力特点介于梁和拱之间；在竖向荷 载作用

14、下,斜腿以承压为主,两斜腿之间的梁部也受到较大的轴向力；斜腿底部可采纳铰接或固结 形式,并受到较大的水平推力；对跨过深沟峡谷、两侧地势不宜建造直立式桥墩的情形,斜腿刚构桥表现出其特殊之处；另外,墩柱在立面上呈V 形并与梁部固结的桥梁,称为V 形刚构桥,其在受力上具有连续梁和斜腿刚构的特点；V 形支撑既可加大跨径,也可适当减小梁高,外形也较美观；连续刚构桥就是把刚度较小的桥墩柱与梁体固结起来,如图l-1-10b 所示；其特点是桥墩称为薄壁墩 较为轻巧；这种桥式除保持了连续梁的受力优点外,仍节约了大型支座的费用,削减了墩 及基础的工程量,改善了结构在水平荷载下的受力性能,有利于简化施工程序,适用于

15、需要布置大 跨、高墩的桥位；近年来,连续刚构体系在桥梁工程中的应用越来越普遍,跨径已接近 300m；4）悬索桥 悬索桥 也称为吊桥 主要由索 又称缆索 、塔、锚碇、加劲梁等组成,如图 l-1-11 所示；对跨径 较小 如小于 300m、活载较大且加劲梁较刚劲的悬索桥,可以视其为缆与梁的组合体系；但大跨径 1000m 左右 悬索桥的主要承重结构为缆索,组合体系的效应可以忽视；在竖向荷载作用下,其缆索受拉,锚碇处会产生较大的竖向向上 和水平反力；缆索通常用高强度钢丝制成圆形大缆,加劲梁多采纳钢桁架或扁平箱梁,桥塔可采纳钢筋混凝土或钢结构；因缆索的抗拉性能得以充分发 挥且大缆尺寸基本上不受限制,故悬

16、索桥的跨过才能始终在各种桥型中名列前茅；不过,由于结构 的刚度不足；悬索桥较难满意当代铁路桥梁的要求；图 1-1-11 悬索桥示意图 5）斜拉桥斜拉桥 图 1-14是由梁、塔和斜索拉索 组成,结构形式多样,造型美丽壮丽；在竖向荷载作用下,梁以受弯为主,塔以受压为主,斜索就承担拉力；梁体被斜索多点扣拉,表现出弹性支承连续 梁的特点；因此,梁体荷载弯矩减小,梁体高度可以降低,从而减轻了结构自重并节约了材料；另 外,塔和斜索的材料性能也能得到较充分地发挥；因此,斜拉桥的跨过才能仅次于悬索桥,是近几 十年来进展很快的一种桥型；由于刚度问题,斜拉桥在铁路桥梁上的应用极为有限；图 1-1-12 斜拉桥示意

17、图 6）组合体系桥名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 22 页精选学习资料 - - - - - - - - - 将上述几种结构形式进行合理的组合应用,即形成组合体系桥梁,如图 1-1-13 所示；常见的组合方式是梁、拱结构的组合；梁、拱、吊组合体系图 1-1-13a同时具备梁的受弯和拱的承压特点,可以是刚性拱及柔性拉杆,也可以是柔性拱及刚性梁；这类结构的主要优点是：利用梁部受拉,来 承担和抵消拱在竖直荷载下产生的水平推力；这样,桥跨结构既具有拱的外形和承压特点,又不存图 1-1-13 组成体系桥在很大的水平推力,可在一般地基条件下修建；相对而言,这种组合体系的施工较为复杂；

18、此外,为获得更大跨过才能,可以由悬索和斜拉组合形成组合体系桥梁 图 1-1-13d ；3桥梁的其他分类1）按桥梁上部结构的建筑材料分桥梁可分为木桥、石桥、混凝土桥、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥有时三者统称混凝土桥、钢桥等；2）按用途分桥梁可分为大路桥、铁路桥、公铁两用桥、人行桥、给水桥 桥等；3）按跨过障碍分 桥梁可分为跨河桥、跨谷桥、跨线桥和高架线路桥等；4）按桥面位置分渡桥 和供油、供气、供煤粉的管道按上部结构的行车道位置,分为上承式桥、中承式桥、下承式桥和双层桥；将桥面布置在主要 承重结构之上的称为上承式桥 图 l-1-1,图 1-l-2,图 l-1-13b ,在主要承重结构之下的称为下

19、承式桥图 l-16a , 图 1-16b,介于上、下之间的称为中承式桥图 1-1-13c,上、下均设桥面的称为双层桥；上承式桥具有构造简洁、简洁养护、制造架设便利、节约墩台圬工数量以及视野开阔等优点,在桥 梁设计中常优先选用；中、下承式桥都具有桥梁建筑高度小的优点,依据设计要求而定；双层桥多 用于大路铁路两用桥；5）按桥梁平面的外形分有正交桥、 斜桥和弯桥； 正交桥的桥梁中心线和主河槽的流向或被跨过线路的中心线正交； 斜桥的中心线和主河槽流向斜交,其受力和构造都较复杂,所用材料也多；弯桥是主要承重结构轴线 顺着线路曲线布置的桥,其受力和构造也较复杂；为便于行车,桥面应按线路要求设置超高及加宽；

20、6）按制造方法分混凝土桥分现场浇筑和装配式两类；后者的构件在工厂场中预制,运往工地拼装架设,其优点是：可使桥梁制造工业化、机械化,降低成本,提高速度,而且质量也有保证；也有两者结合的装 配、现浇式混凝土桥；钢桥一般都是装配式的；7）其他特殊桥梁名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 22 页精选学习资料 - - - - - - - - - 有活动桥、军用桥、漫水桥和观景廊桥等；活动桥是桥跨结构可以移动或转动,以扩大或开放 桥下自由通道的桥梁,多用于河流下游靠近入海的港口处；漫水桥是三、四级大路在交通容许有限 度中断时修建的桥梁,桥面建在设计洪水位标高之下,汛期洪水漫顶而过,常采

21、纳圬工材料建造；三、桥梁的建设与进展概况 我国历史悠久、文化源远流长,是世界文明古国之一；就桥梁来讲,我们的祖先在世界桥梁建 筑史上曾写下辉煌辉煌的一页；据史料记载,远在约 3000 年前的周朝,宽敞的渭河上就显现过浮桥；鉴于浮桥的架设具有简便快速的特点,常被用于军事；汉唐以后,浮桥的运用日趋普遍；在公元前550 年左右,汾水上建有木柱木梁桥； 秦代在长安 今西安 所修建的渭河桥、灞河桥等,在史书中均有确凿记载；这些桥屡毁屡建,多采纳木柱木梁或木梁石柱桥式；在秦汉时期,我国已广泛修建石桥；在1957 年出土的东汉画像砖上,刻有石拱桥图形,桥上有车马,桥下有两叶扁舟,证明当时已能修建跨河石拱桥；

22、在隋大业元年 公元 605 年左右 ,李春在河北赵县修建了赵州石拱桥 又称安济桥,桥长 644m,净跨 3702m,宽 9m,是典型的空腹式坦拱,如图 1-1-14 所示；该桥构思奇妙,造型美观,工艺精致,历经1400 多年而无恙,文明遐迩,被誉为“ 国际土木工程里程碑建筑”,不愧为桥梁文物宝库中的精品,1991 年被列为世界文化遗产；图 1-1-14 赵州桥1192 年建成的位于北京西南的卢沟桥,共11 孔,跨径 114135m,桥栏上配有栩栩如生的大小石狮 485 个,世所罕见；北京颐和园内的十七孔桥建于清乾隆年问 1736 1 795 年,玉带桥建于乾隆 15 年 1750 年 ；前者的

23、拱洞随桥面缓和的上下坡从桥中间向两端逐步收小,后者就以两端有反弯曲线的玉石穹背高出绿丛；这两座桥都以同环境和谐、使湖光山色增辉见称；我国古代的石梁桥也同样杰出；目前世界上储存的最长、工程最艰难的石梁桥,就是我国建于宋朝的福建泉州万安桥,又称洛阳桥10531059 年；此桥现长834m,共 47 孔；在建桥时先顺着桥的轴线向水中抛投大量块石,在水面上形成一条长堤,然后在块石上放养牡蛎,靠蛎壳与块石相胶结形成的整体基础来抗击风浪；在这水下长堤上, 用大条石纵横叠置不用灰浆 形成桥墩, 尔后再架设石梁；我国是世界公认最早有索桥的国家；据记载,最迟在唐朝中期,我国就从藤索、竹索进展到用铁链建造索桥,

24、而西方到 16 世纪才开头建造铁索桥；至今储存下来的古代索桥有四川灌县的竹索桥世界上最古老的索桥 和泸定县的大渡河铁索桥；灌县竹索桥始建于宋朝 公元 990 年,1803 年仿旧制重建,名安澜桥,桥长 340m,分为 8 孔,最大跨径 61m,竹索现已被换为钢丝索；大渡河铁索桥建于 1706 年,长 103m,宽约 2.8m；由 13 条锚固于两岸的铁链组成,现作为革命文物储存；古代桥梁大致指19 世纪中叶及其以前所修建的桥梁；这些桥梁的设计和施工完全依靠人们的经验,没有力学学问的指导；建桥材料以自然的或加工过的木材、石材为主,及竹索、藤索、铁索、铸铁乃至锻铁；在桥式方面,有梁、拱和索桥三大类

25、；当时技术落后,工具简洁,不会修建深水基础,施工周期也长；名师归纳总结 现代桥梁指19 世纪后期以来, 由工程师运用工程力学、桥涵规范及桥梁工程学问所兴建的桥梁；第 8 页,共 22 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 19 世纪 20 岁月,世界上显现铁路,现代桥梁主要是为适应铁路建设的需要,在 19 世纪后期逐步发展起来的；在铁路进展的初期,建桥材料仍是木材、石材、铸铁和锻铁等,后来钢材逐步占据主导位置； 20 世纪初,钢筋混凝土也逐步受到桥梁界重视,开头用于中、小跨径桥梁；建桥工具得到很大进展,显现了蒸汽机、打桩机、电动工具、风动工具、起重机具、

26、铆钉机等；在深水基础方而,可以用沉井、压气沉箱和大直径的桩；从20 世纪 30 岁月起,大路桥梁也开头大力进展；可以把在20 世纪 50 岁月左右进展起来的、主要为大路和城市道路服务的桥梁称之为当代桥梁；在材料方面,除常规钢材和钢筋混凝土外,仍有预应力混凝士、高强螺栓、高强钢丝、低合金钢以 及其他新型材料；用于桥梁建造的机具和设备有焊接机、张拉千斤顶、振动打桩机、水上平台、大 吨位起重机和浮吊、钻孔机等；在桥梁基础方面,可修建高位承台、大直径打入斜桩和就地灌注桩、浮运沉井等；在梁、拱和悬索桥等基本桥型的基础上,进展了很多新桥型,如连续刚构桥、斜拉桥、梁拱组合体系、箱形梁、正交异性钢桥面板等；结

27、构设计理论得到改进,逐步淡定许应力法向极限状态法进展； 结构分析也更加注意大跨、纤细结构的振动地震、 风振 问题； 施工技术和工艺得到重视,显现了不少新的施工方法；如悬臂施工、转体施工、浮运法以及整件吊装等；在改革开放不断深化的今日,我国凭借拥有一大批桥型多、跨径大、难度高的具有世界级水平 的桥梁,正在跻身于世界桥梁强国之列；20 世纪 90 岁月以后,相伴着世界最大规模大路建设的绽开,我国积极吸纳当今世界结构力学、材料学、建筑学的最新成果,大路桥梁建设得到极大进展,在长江、黄河等大江大河和沿海海疆,建成了一大批有代表性的世界级桥梁；特殊是最近 15 年,我国共修建了 15 万多座大中型桥梁

28、包括 大路、铁路、城市桥梁 ,桥梁累计总长度达到 8300 多公里,平均每年修建 1 万多座,这个数字震 惊世界,实现了由桥梁大国向桥梁强国的历史性跨过,成为向世界展现我国综合国力的窗口之一；江苏润扬大桥 图 1-1-15 ,全部由中国人自己设计、施工、监理、治理,所用建筑材料和设备 也绝大部分由我国自行制造或生产；它是我国第一座由悬索桥和斜拉桥构成的特大型组合桥梁,其中南汊主桥为单孔双铰钢箱梁悬索桥,主跨径1490m,目前位居世界第三,可通行5 万吨级巴拿马型货轮；润扬大桥建设条件复杂,技术含量特别高,施工难度特殊大,被国际桥梁专家称为“ 中国 奇迹” ；图 1-1-15 润扬大桥跨径达10

29、88m 的苏通长江大路大桥制造了斜拉桥型的四项世界之最,见图1-1-16 ；在世界同类型桥梁中,苏通大桥的主塔最高、群桩基础规模最大、斜拉索最长、跨径最大；杭州湾跨海大桥是我国第一座跨过海洋的大桥,如图1-1-17 所示也是目前建成的世界上最长、工程量最大的跨海大桥；它横跨整个杭州湾的南北两岸,南起宁波慈溪,北到嘉兴海盐,全长 36km；此外,仍有崇明岛过江通道、深港西部通道、珠港澳大桥等一批世界级桥梁正在建设或进行前期工作,它们的建成将会再次吸引世界的目光,并极大地丰富世界桥梁宝库；名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 22 页精选学习资料 - - - - - - - -

30、- 图 1-1-16 江苏苏通长江大桥图 1-1-17 杭州湾跨海大桥名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 22 页精选学习资料 - - - - - - - - - 其次节 桥梁设计与建设程序桥梁的规划设计需考虑的因素很多,涉及工程地区的政治、经济、文化以及人文环境,特殊是 对于工程比较复杂的大、中桥梁,是一个综合性的系统工程；因此必需建立一套严格的治理体制和有序的工作程序； 在我国,基本建设程序分为前期工作和正式设计两个大步骤,它们的关系如图1-2-l所示；下面分别简要介绍它们的主要内容及要求；图 1-2-1 设计阶段与建设程序关系图1“ 预可” 阶段“ 预可”阶段着重讨

31、论建桥的必要性以及宏观经济上的合理性；在“ 预可”阶段讨论形成的 “ 预 可工程可行性讨论报告书”简称“ 预可报告”中,应从经济、政治、国防等方面,具体阐明建桥理 由和工程建设的必要性与重要性,同时初步探讨技术上的可行性；对于区域性线路上的桥梁,应以 建桥地点 渡口等 的车流量调查 计及国民经济逐年增长 为立论依据；“ 预可” 阶段的主要工作目标是解决建设项目的上报立项问题,因而,在“ 预可报告” 中,应 编制几个可能的桥型方案,并对工程造价、资金来源、投资回报等问题有初步估算和设想；设计方 将“ 预可报告” 交业主后,由业主据此编制“ 项目建议书” 报主管上级审批；2“ 工可” 阶段在“ 项

32、目建议书”被审批确认后, 着手工程可行性讨论简称“ 工可”阶段的工作； 在这一阶段,着重讨论选用和补充制定桥梁的技术标准,包括：设计荷载标准、桥面宽度、通航标准、设计车速、桥面纵坡、桥面平纵曲线半径等,应与河道、航运、规划等部门共同讨论,以共同协商确定相关的 技术标准；在“ 工可” 阶段,应提出多个桥型方案,并按交通部大路基本建设工程投资估算编制方法估算造价,对资金来源和投资回报等问题应基本落实；3初步设计 初步设计应依据批复的可行性讨论报告、勘测设计合同和初测、初勘或定测、详勘资料编制；初步设计的目的是确定设计方案,应通过多个桥型方案的比选,举荐最优方案,报上级审批；在编名师归纳总结 - -

33、 - - - - -第 11 页,共 22 页精选学习资料 - - - - - - - - - 制各个桥型方案时,应供应平、纵、横面布置图,标明主要尺寸,并估算工程数量和主要材料数量,提出施工方案,编制设计概算,供应文字说明和图表资料；初步设计经批复后,即成为施工预备、编制施工图设计文件和掌握建设项目投资等的依据；4技术设计 对于技术上复杂的特大桥、互通式立交或新型桥梁结构,需进行技术设计；技术设计应依据初 步设计批复看法、测设合同的要求,对重大、复杂的技术问题通过科学试验、专题讨论、加深勘探 调查及分析比较,进一步完善批复的桥型方案的总体和细部各种技术问题以及施工方案,并修正工 程概算；5施

34、工图设计施工图设计应依据初步设计或技术设计 批复看法、勘测设计合同, 进一步对所审定的修建原就、设计方案、技术措施加以具体和深化；在此阶段中,必需对桥梁各种构件进行具体的结构运算,并 且确保强度、刚度、稳固性、裂缝、变形等各种技术指标满意规范要求,绘制施工详图,提出文字 说明及施工组织方案,并编制施工图预算；国内一般 常规 的桥梁采纳两阶段设计,即初步设计和施工图设计,对于技术简洁、方案明确 的小桥,也可采纳一阶段设计,即施工图设计；对于技术复杂的大型桥梁,在初步设计之后,仍需 增加一个技术设计阶段,在这一阶段要针对全部技术难点,进行如抗风、抗震、受力复杂部位等的 试验、运算及结构设计,然后再

35、做施工图设计；第三节 桥梁的规划与设计一、桥梁设计的基本原就桥梁是道路交通的重要组成部分,桥梁设计、 建造的规模代表了一个国家地区 的科技和经济发展的水平；特殊是大、中桥梁的建设,对当地政治、经济、国防等都具有重要意义；我国大路桥梁 设计的基准期为 100 年,科学合理、因地制宜地进行总体规划和设计,是桥梁建设的百年大计；因 此,桥梁设计与规划必需遵照“ 安全、适用、经济、美观” 的基本原就进行,同时应充分考虑建造 技术的先进性以及环境爱护和可连续进展；1安全 1所设计的桥梁结构在强度、稳固和耐久性方面应有足够的安全储备；2防撞栏杆应具有足够的高度和强度,人与车流之间应做好防护栏,防止车辆危及

36、人行道或撞 坏栏杆而落到桥下；3对于交通繁忙的桥梁,应设计好照明设施并有明确的交通标志,两端引桥坡度不宜太陡,以 防止因发生车辆碰撞等而引起的车祸；4对于河床易变迁的河道,应设计好导流设施,防止桥梁基础底部被过度冲刷；对于通行大吨 位船舶的河道,除按规定加大桥孔跨径外,必要时设置防撞构筑物等；5对于修建在地震区的桥梁,应按抗震要求实行防震措施；对于大跨柔性桥梁,尚应考虑风振 效应；2适用1桥面宽度能满意当前以及今后规划年限内的交通流量包括行人通行；2桥梁结构在通过设计荷载时不显现过大的变形和过宽的裂缝；3桥跨结构的下面有利于泄洪、通航跨河桥 或车辆和行人的通行旱桥 ；4桥梁的两端便利于车辆的进

37、入和疏散,而不致产生交通堵塞现象等；5考虑综合利用,便利各种管线水、电气、通信等的搭载；3经济 1桥梁设计应遵循因地制宜、就地取材和便利施工的原就；名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 22 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2经济的桥型应当是造价和养护费用综合最省的桥型；设计中应充分考虑修理的便利和修理费 用少,修理时尽可能不中断交通,或中断交通的时间最短；3所挑选的桥位应是地质、水文条件良好,并使桥梁长度较短；4桥位应考虑建在能缩短河道两岸的运距,以促进该地区的经济进展,使其产生最大的效益；对于过桥收费的桥梁应能吸引更多的车辆通过,达到尽快回收投资的目

38、的；4美观一座桥梁应具有美丽的外形,而且这种外形从任何角度看都应当是美丽的；结构布置必需精炼,并在空间上有和谐的比例；桥型应与四周环境相和谐；合理的结构布局和轮廓是桥梁美观的主要因 素,另外,施工质量对桥梁美观也有很大影响；5技术先进 在因地制宜的前提下,桥梁设计应尽可能采纳成熟的新结构、新设备、新材料和新工艺；在注 意仔细学习国内外的先进技术,充分利用最新科学技术成就的同时,努力创新,剔除和摒弃原先落 后和不合理的设计思想；只有这样才能更好地贯彻适用、经济、安全、美观的原就,提高我国的桥 梁建设水平,进而赶上和超过世界先进水平；6环境爱护和可连续进展 桥梁设计应考虑环境爱护和可连续进展的要求

39、；从桥位挑选、桥跨布置、基础方案、墩身外形、上部结构施工方法、施工组织设计等多方面全面考虑环境要求,实行必要的工程掌握措施,并建立 环境监测爱护体系,将不利影响减至最小；二、桥梁布置及净空要求1桥梁平面布置桥梁设计第一要确定桥位,依据大路工程技术标准JTG B01-2003 的规定, 小桥和涵洞的位置与线形一般应符合路线的总走向；为满意水文、线路弯道等要求,可设计斜桥和弯桥；对于大路 上的特大桥及大、中桥桥位,原就上应听从路线走向,桥、路应综合考虑,尽量挑选在河道顺直、水流稳固、地质条件良好的河段上；桥梁的平曲线半径、平曲线超高和加宽、缓和曲线、变速车道设置等,均应满意相应等级线路 的规定；2

40、桥跨和孔径 桥梁纵断面设计包括确定桥梁的总跨径、桥梁的分孔、桥面的标高、桥上和桥头引道的纵坡以 及基础的埋置深度等；1桥梁总跨径 桥梁总跨径一般依据水文运算来确定；其基本原就是：应使桥梁在整个使用年限内,保证设计 洪水能顺当宣泄；河流中可能显现的流冰和船只、排筏等能顺当通过；防止因过分压缩河床引起河 道和河岸的不利变迁；防止因桥前壅水而埋没农田、房屋、村镇和其他公共设施等；对于桥梁结构 本身来说,不能因总跨径缩短而引起河水对河床过度冲刷,从而给浅埋基础带来不利的影响；在某些情形下,为了降低工程造价,可以在不超过答应的桥前壅水和规范规定的答应最大冲刷 系数的条件下,适当放宽冲刷限制,以缩短总跨长

41、；例如,对于深埋基础,一般答应稍大一点的冲 刷,使总跨径适当减小；对于平原区稳固的宽滩河段,河水的流速较慢,漂流物也少,主河槽较大,这时,可以对河滩的浅水流区段作较大的压缩,即缩短桥梁总跨径,但必需谨慎校核,压缩后桥梁 的壅水不得危及河滩路堤以及邻近农田和建筑物；2桥梁的分孔 对于一座较长的桥梁,应当分成如干孔；孔径划分的大小,不仅影响使用成效和施工等,而且 在很大程度上影响桥梁的总造价；例如,所采纳的跨径愈大,孔数就愈少,当然可以降低墩台的造 价,但却使上部结构的造价大大增高；反之,上部结构的造价虽然降低了,但墩台的造价却又有所 增高；因此,在满意使用和技术要求的前提下,通常采纳最经济的分孔

42、方式,即使上、下部结构的名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 22 页精选学习资料 - - - - - - - - - 总造价趋于最低,此时的跨径为经济跨径；这些要求是：（ 1对于通航河流,在分孔时第一应满意桥下的通航要求；桥梁的通航孔应布置在航行最便利 的河域；对于变迁性河流,依据具体条件,应多设几个通航孔；（ 2对于平原区宽敞河流上的桥梁,通常在主河槽部分按需要布置较大的通航孔,而在两侧浅 滩部分按经济跨径进行分孔；（ 3当在山区的深谷、水深流急的江河以及水库上修桥时,为了削减中间桥墩,应加大跨径；条件答应时,甚至可以采纳特大跨径的单孔跨过；（ 4对于采纳连续体系的多孔

43、桥梁,应从结构的受力特性考虑；使边孔与中孔的跨中弯矩接近 相等,合理地确定相邻跨之间的比例；（ 5对于河流中存在不利的地质段,例如岩石破裂带、裂隙、溶洞等,在布孔时,为了使桥基 躲开这些区段,可以适当加大跨径；总之,对于大、中桥梁的分孔是一个相当复杂的间题,必需依据使用要求、桥位处的地势和环 境、河床地质、水文等具体情形,通过技术、经济等方面的分析比较,才能做出比较合理的设计方 案；3桥下净空合理的桥面标高必需依据设计洪水水位、虑；1流水净空要求桥下通航 通车 净空的需要, 并结合桥型、 跨径等一起考为了保证支座的安全和正常工作,对于设支座的桥梁,支座底面应高出运算水位 即设计洪水水位加壅水和

44、浪高 不小于 0.25m,并高出最高流冰面不小于0.50m如图 1-3-1 所示；图 1-3-1 梁式桥桥下流水净空图示对于无铰拱桥,拱脚答应被洪水淹设 图 1-3-2,仍埋没深度不宜超过拱圈矢高 0f 的 23,并且在任何情形下,拱顶底面应高出运算水位 1.0m,拱脚的起拱线应高出最高流冰面不小于 0.25m；图 1-3-2 拱式桥桥下流水净空图示2通航净空要求为了保证桥下安全通航,通航孔桥跨结构下缘的标高应高出从设计通航水位算起的净空高度；有关通航净空的尺寸规定,参见通航海轮桥梁通航标准JTJ 311-1997及内河通航标准 GB 50139 ；3跨线桥桥下的交通要求在设计跨线路 铁道或大路 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；综上所述,全桥位于河中各跨的桥面标高均应第一满意流水净空的要求；对于通航或桥下通车的桥孔,仍应满意通航或通车净空的要求；另外,仍应考虑桥的两端能够与大路或城市道路顺当衔名师归纳总结 - - - - -