桥梁总体设计学习教案.pptx

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1、会计学1桥梁桥梁(qioling)总体设计总体设计第一页，共22页。一、设计一、设计(shj)的一般要的一般要求求（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）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。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）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

2、工要求，尽可能减少中断交通的取材、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。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）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，）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。保证工程质量、施工进度和施工安全。（5）美观上的

3、要求：特别是城市）美观上的要求：特别是城市(chngsh)立交和城市立交和城市(chngsh)桥梁，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、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。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）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

4、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。题研究。第1页/共22页第二页，共22页。二、桥梁的设计二、桥梁的设计(shj)程序程序 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(binzh)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2页/共22页第三页，共22页。三、桥位的选择三、桥位的选择(xunz)与布置与布置 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）

5、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(qiohn)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23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5o；当斜交角度大于5o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

6、标准跨径，以简化设计和施工。推荐推荐(tujin)线线位位比较线位一比较线位一比较线位二比较线位二桥位一桥位一桥位三桥位三桥位二桥位二起点起点终点终点第3页/共22页第四页，共22页。立交立交(l jio)一一座座立交立交(l jio)一座一座特大桥特大桥(d qio)大桥一座大桥一座跨线桥一座跨线桥一座跨渠桥一座跨渠桥一座跨渠桥一座跨渠桥一座特大桥特大桥第4页/共22页第五页，共22页。四、桥梁四、桥梁(qioling)净空净空 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(qt)任何装置侵入，详见公

7、路桥涵设计通用规范（JTG D602004）第3.3.1条。图74 公路建筑界限。公路公路(gngl)建筑界限建筑界限 第5页/共22页第六页，共22页。桥梁桥梁(qioling)净净空界限空界限第6页/共22页第七页，共22页。桥梁桥面的最低标高应为：桥梁桥面的最低标高应为：式中：式中：Hp 设计洪水位；设计洪水位；h 各种雍水使水面升高之和；各种雍水使水面升高之和；hj 桥下净高；桥下净高；hd 上部结构建筑上部结构建筑(jinzh)高度；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(jn o)。桥下通航净空界限详见内河通航标准（GBJ 13990）

8、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7页/共22页第八页，共22页。通航河流桥下净空：通航河流桥下净空：孔径布置及净高应满足孔径布置及净高应满足 通航海轮桥梁通航标准（通航海轮桥梁通航标准（JTJ 311）、内河通航标准（）、内河通航标准（GB 50139）通航设计通航设计(shj)水位：在设计水位：在设计(shj)通航洪水频率时，应计入壅水、通航洪水频率时，应计入壅水、浪高或最高流浪高或最高流 冰水位加安全高度。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，应按实际调查数当河流有又形成流冰阻塞的危险或有漂浮物通

9、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。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。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：非通航河流桥下净空：第8页/共22页第九页，共22页。第9页/共22页第十页，共22页。第10页/共22页第十一页，共22页。五、孔径设计五、孔径设计五、孔径设计五、孔径设计(shj)(shj)(shj)(shj)和和和和桥型选择桥型选择桥型选择桥型选择 桥孔(qiokng)设计是根据桥梁跨越障碍物的性质，合理确定桥长

10、、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11页/共22页第十二页，共22页。不同桥跨结构型式均有其

11、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(yunz)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。桥跨结构桥跨结构(jigu)型式选择型式选择第12页/共22

12、页第十三页，共22页。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1.04.0m以下（详见桥规 JTJ02485、第3.1.1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(zngh)考虑桥跨结构、墩台与基础的相互作用、选择桥梁基

13、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。桥墩和基础桥墩和基础(jch)型式选择型式选择第13页/共22页第十四页，共22页。基础基础(jch)埋置深度埋置深度基础埋置深度原则：基础埋置深度原则：墩台基础顶面标高宜根据墩台基础顶面标高宜根据桥位情况、施工难易程度、美桥位情况、施工难易程度、美观与整体协调综合确定。观与整体协调综合确定。桥位情况：桥位情况：跨河：一般跨河：一般(ybn)冲刷、冲刷、局部冲刷局部冲刷 考虑阻水情况考虑阻水情况 冻胀土层：冻胀土层：冻胀对基础受力的影响冻胀对基础受力的影响 考虑冻胀深度考虑冻胀深度 第14页/共22页第十五页，共2

14、2页。冲刷线：冲刷线：一般冲刷：一般冲刷：桥梁孔径布置后，压缩了河道桥梁孔径布置后，压缩了河道断面。设计流量洪水通过时，桥下过断面。设计流量洪水通过时，桥下过水断面所产生的冲刷。水断面所产生的冲刷。控制过水断面，满足设计控制过水断面，满足设计洪水流量要求洪水流量要求(yoqi)。局部冲刷：局部冲刷：桥梁墩台阻水引起的墩台处的局桥梁墩台阻水引起的墩台处的局部冲刷。部冲刷。控制基础埋深、桩基础计算控制基础埋深、桩基础计算自由高度。自由高度。河床自然演变冲刷河床自然演变冲刷 河道调治构造物和桥位其他冲刷河道调治构造物和桥位其他冲刷一般一般(ybn)冲冲刷线刷线局部局部(jb)冲冲刷线刷线第15页/共

15、22页第十六页，共22页。桥台与路堤的连接主要解决的问题：桥台与路堤的连接主要解决的问题：（1 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。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 2）根据桥台和路堤进入根据桥台和路堤进入(jnr)(jnr)河道的情况，确定河岸导流和防护工程（河岸护坡、导流堤河道的情况，确定河岸导流和防护工程（河岸护坡、导流堤等）。等）。（3 3）桥头引道的构造（包括道路护坡或挡土墙）桥头引道的构造（包括道路护坡或挡土墙）桥台与路堤桥台与路堤(ld)的连接的连接桥头引道桥头引道桥头引道桥头引道桥桥台台桥桥

16、台台河河道道河河道道地面线地面线通航净空通航净空设计路面线设计路面线被交道路被交道路被交道路被交道路第16页/共22页第十七页，共22页。六、桥梁六、桥梁六、桥梁六、桥梁(qioling)(qioling)横断面横断面横断面横断面设计设计设计设计 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1.53.0m。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

17、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(zngh)（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%。道路道路(dol)横断面横断面桥梁横断面桥梁横断面第17页/共22页第十八页，共22页。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

18、%。桥头引道路堤（在洪水淹没范围(fnwi)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、桥梁七、桥梁七、桥梁七、桥梁(qioling)(qioling)纵断面设计纵断面设计纵断面设计纵断面设计桥头引道桥头引道桥头引道桥头引道桥桥台台桥桥台台河河道道河河道道地面线地面线通航净空通航净空设计路面线设计路面线被交道路被交道路被交道路被交道路第18页/共22页第十九页，共22页。在进行深入研究后，为了获得适用、安全、经济(jngj)、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

19、术、经济(jngj)、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(jngj)合理，又要安全可靠。八、桥梁八、桥梁八、桥梁八、桥梁(qioling)(qioling)设设设设计方案比选计方案比选计方案比选计方案比选第19页/共22页第二十页，共22页。第20页/共22页第二十一页，共22页。总体设计总体设计桥位设计桥位设计桥型布置桥型布置编制方案编制方案环境评估环境评估景观评估景观评估桥位位置桥位位置桥位比选桥位比选结构尺寸结构尺寸施工方案施工方案技术指标技术指标经济指标经济指标环境影响环境影响景观效果景观效果编制方案编制方案九、桥梁九、桥梁(qioling)设计方设计方案案第21页/共22页第二十二页，共22页。