橋梁設計概念知識講座之橋梁總體

橋梁設計概念知識講座第2講：橋梁總體周口鑫通公路設計院2011年2月

總體原則：安全、適用、經(jīng)濟、美觀。橋梁總體設計

總體設計原則安全：整個橋梁結(jié)構(gòu)及其各個部分構(gòu)件在制造、運輸、安裝和使用過程中應具有足夠的強度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性?？茖W設計將橋梁的安全隱患降低到最小。強度：具有足夠的安全儲備?？傮w設計原則剛度：橋梁在荷載的作用下變形不超過容許值，橋梁不會引起劇烈振動。總體設計原則三門峽黃河大橋跨徑160m，運營7年后跨中下沉22cm。黃石長江大橋跨徑245m，建成1年后跨中下沉32cm?；㈤T大橋西航道橋跨徑270m，2002年檢測下沉22cm。穩(wěn)定性：橋梁在各種外力的作用下，具有保持原來形狀和位置的能力。如重力式橋臺的傾覆與滑移?？傮w設計原則耐久性：橋梁抵抗大氣環(huán)境（氣候、化學侵蝕）的能力，盡可能的滿足其設計使用年限?？傮w設計原則

適用：行車道和人行道應能滿足車輛和人群的安全暢通，滿足交通量增長的發(fā)展要求。既滿足運輸?shù)囊?，又能滿足泄洪和農(nóng)田排灌的要求。在通航的河道上，應滿足航運的要求。滿足功能的要求。總體設計原則

經(jīng)濟：主要指橋梁經(jīng)濟上的合理性。這就要求橋梁設計要因地制宜，就地取材，方案合理，橋梁結(jié)構(gòu)便于制造和架設。經(jīng)濟還應照顧橋梁在運營期間的養(yǎng)護和維修問題。橋梁總體設計美觀：主要指與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)和具有優(yōu)美的外形。合理的結(jié)構(gòu)布局和輪廓是美觀的主要因素。橋梁總體設計

南寧大橋位于廣西南寧市東南郊，跨越邕江，北岸是青秀山風景區(qū)，南岸是蟠龍新區(qū)?？紤]到與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，設計上對美學的要求很高。因此在總體造型上，南寧大橋以柔和的曲線作為基本元素，主拱肋和主梁均采用曲線形式。

高等級橋梁、大型、特大型橋梁采用兩階段設計（即初步設計和施工圖設計）。低等級橋梁、大中小型橋梁采用一階段設計（施工圖設計）。橋梁的設計程序：

設計資料調(diào)查是進行橋梁設計的依據(jù)。設計資料的調(diào)查的主要內(nèi)容包括：（一）調(diào)查橋梁的使用任務：調(diào)查橋上的交通種類和行車、行人的往來密度。調(diào)查橋上是否有各類管線通過，如電力、電話線、水管、煤氣、暖氣管道等。（二）測量橋位附近的地形：繪制橋位地形圖。（三）探測橋位的地質(zhì)情況：包括土壤的分層標高，物理力學性能、地下水位及不良地質(zhì)等。設計資料調(diào)查（外業(yè)調(diào)查）

（四）調(diào)查和測量河流的水文：包括河床及兩岸的沖刷和淤積、河道的自然變遷、歷史洪水位等水文資料。（五）調(diào)查當?shù)亟ㄖ牧蟻碓醇肮⑦\輸情況。（六）調(diào)查了解當?shù)厥┕ぜ夹g(shù)水平，施工機械裝備情況。（七）調(diào)查和收集有關氣象資料，包括氣溫、雨量及風速等情況。（八）調(diào)查新建橋位上、下游有無老橋及水利設施。老橋的橋型布置及使用情況等。設計資料調(diào)查（外業(yè)調(diào)查）橋梁及其引道的平、縱、橫技術(shù)指標應與路線總體布設相協(xié)調(diào)。橋梁平縱橫斷面設計橋梁平縱橫斷面設計平面布置一般來說，高速公路及一、二級公路上的橋梁一般應服從路線布設的規(guī)定。三、四級公路有可能先布好橋位，然后路線與橋梁順接。如必須服從路線時，各項指標應服從路線各項指標。橋梁盡可能的采用正交設計，如必須采用斜交設計時，斜度一般不大于45°。通航河流上不宜大于5°（橋墩沿水流方向的軸線與通航水位主流方向的交角）。

橋梁縱斷面設計包括確定橋梁的總跨徑、橋梁的分孔、橋面標高、橋梁的基礎埋深及橋頭引道的縱坡等?？v斷面設計

橋梁總跨徑的確定和橋梁的分孔是一個相當復雜的問題，應根據(jù)橋梁的總體設計原則，通過多方面的比較，才能作出較完美的設計方案?？v斷面設計對一般跨河橋梁，總跨徑可參照水文計算確定。對不受水文控制的山區(qū)橋梁，總跨徑主要考慮橋臺的穩(wěn)定。對于流速較大的山區(qū)河流或地基處于非堅硬巖石的淺基礎橋梁，總跨徑應盡可能的大一點，避免壓縮河床。對于流速較小的深基礎（樁基礎）橋梁，可適當縮短橋梁長度，以節(jié)約總投資。對于平原區(qū)的寬坦河流，橋梁總長度應考慮河床淤積以及壅水對附近農(nóng)田和建筑的危害，盡量避免壓縮河床?？v斷面設計橋梁分利孔：對于燥通航垂的河響流，峰分孔鼓首先族應考脾慮橋細梁通劍航的輛要求系。對抖于動近蕩變覽遷性杠河流策，應菊多布偏設幾蝦個通索航孔盡。對于山規(guī)區(qū)深谷咽或水深錢湍急的星江河，楚為減少說中間墩乒，方便腸施工，勾分孔應伐加大單廢孔跨徑邊。對于盼地質(zhì)最不良復（如百溶洞字、煤此礦采春空區(qū)滾、巖倚石破盼碎帶活等）筒和橋巾下有剩跨線得工程繼，橋芳梁分奶孔應腫考慮疏跨越薪。對大橋凝施工而賣言，基罰礎工程值往往對胡工期起繡控制作跌用，從源縮短工硬期出發(fā)爸，應減京少基礎乎數(shù)量而餐修建較狡大跨徑匯的橋梁悼。從施巷工上射考慮嫩，應詢盡量頸采用走相等攻跨徑帆的標鋒準跨桃徑?？v斷面創(chuàng)設計橋梁輛分孔鍋時還協(xié)應從沿多孔容之間善的比澇例關志系、合施工太技術(shù)間能力毯、便骨于毀掏壞時奪搶修疼、經(jīng)個濟、毒美觀今和展鼻現(xiàn)綜瓜合國觀力等向多方渣面考師慮?？v斷浪面設償計一般來青說，20m寬以季下的擇溝渠絞、河淹流、濾道路鴉等一你般一躬次跨轉(zhuǎn)越。橋墩較包低的中萌小橋，您經(jīng)濟跨段徑在16m幅—25斥m，簡冤支梁貿(mào)為主甘。橋墩較醋低的大釘中橋，借經(jīng)濟跨武徑在20m釣—30極m，簡訊支、叮先簡誦支后矩連續(xù)澤皆可侄。橋墩較貓高的大曉中橋，概經(jīng)濟跨房誠徑在30蟲m—洲50款m，以30m、40秤m先簡販支后漆連續(xù)絕為主多。橋面額標高切：橋嗓面標糞高的林確定欄除同禿橋梁約總跨跌徑和出跨徑壇大小話等綜忍合考巡壽慮外比，還塞應考轎慮一挪下幾壓個問臉題：1、橋下稅應保證刃有足夠澇的流水置凈高。橋梁的部位高出設計水位（m）高出最高流冰面（m）梁底洪水期無大漂流物0.500.75洪水期有大漂流物1.50—有泥石流1.00—支承墊石頂面0.250.50拱腳0.250.25無鉸拱除拱腳允摧許被設奔計水位桿淹沒，刊但淹沒脆深度一扯般不超監(jiān)過拱圈陷矢高f0的2/慚3。拱饒頂?shù)渍置鎽└叱龊脑O計律水位1.驕0m?？v斷妻面設桌計2、橋能下應開保證你有足燒夠的泳通航索凈空悶。3、立護體交甚叉跨創(chuàng)線橋場橋下日凈空聽應保取證橋途下車監(jiān)輛的產(chǎn)凈空查高度閃。橋梁讓基礎著埋深縱斷孟面設烏計

總沖刷深度

（m）橋梁類別05101520大橋、中橋、小橋（不鋪砌）1.52.02.53.03.5特大橋2.02.53.03.54.0橋頭探引道耍：橋臺高俱度宜控變制在10m以下季。橋上媽縱坡涉不宜取大于4%，橋半頭引克道不饞宜大曲于5%。位于沈市鎮(zhèn)犬混合勿交通忽繁忙億處，艷橋上感縱坡堂和橋勝頭引隆道縱碌坡均碰不得帆大于3%。橋頭避兩端剪引道嗚線形父應與胳橋上批線形析相配百合縱斷面笑設計橋梁歲橫斷倒面設營計主動要是雷指確劃定橋幣面的卵寬度吐和橋渠跨結(jié)散構(gòu)的在橫截約面布流置。高速郵公路縮慧、一對級公撤路橋塔梁一活般宜剪分雙資幅分習離式唱橋梁層設計費。二迎、三抓、四曉公路吩橋梁撫一般膝采用夏單幅秩整體碗式設丸計。橋面絮寬度方主要束取決彎與行受車和襲行人糠的需勇要，決確定態(tài)行車臭道寬期度和付人行欠道寬妄度。橋跨但結(jié)構(gòu)扁的橫背截面田布置愉主要殘是主櫻梁的習斷面那型式仇以及析主梁壘根數(shù)淘與主迎梁間盟距。橫斷柿面設懼計橋面橫犁坡的調(diào)帽整方法沃：1、在橋黎面鋪裝丟上鋪筑享三角墊請層，缺呈點增加豎橋梁自設重，施笛工不方咱便控制姐。2、墩眠臺帽駱頂面泥水平臭調(diào)整盈墊塊細高度醬，主跳梁形任成臺塌階式扯橫坡太，缺惰點墊旱石高記度不孕一致童，施賴工不綱方便辰控制飄。3、墩盒臺帽落頂面溉斜置里主梁訊呈臺塞階式頃形成朱橫坡遼。4、墩臺師帽頂面刮斜置主查梁頂面謎制作為蓄斜坡式折，缺點平主梁構(gòu)賠造復雜喚，制作圖麻煩。橫斷面像設計1、在橋靠面鋪裝鄙上鋪筑爆三角墊堡層，缺訊點增加為橋梁自題重，施陰工控制斧不方便輝。橫斷面爹設計2、墩唉臺帽懷頂面位水平位調(diào)整吩墊塊誰高度棉，主鬼梁形代成臺酬階式