橋梁工程第三章PPT課件

1、第三章 橋梁的總體規(guī)劃和設(shè)計概述,本章講解內(nèi)容要點： 橋梁總體規(guī)劃 橋梁初步設(shè)計 橋梁方案比選,第三章 橋梁的總體規(guī)劃和設(shè)計概述,3.1 橋梁總體規(guī)劃和基本設(shè)計資料,3.1.1橋梁設(shè)計的基本要求,簡單地說即是： 安全、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀、有利環(huán)保的原則,規(guī)范要求： 技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、適用耐久、經(jīng)濟(jì)合理,國外提倡“3E” 功效（Efficiency） 經(jīng)濟(jì)（Economy) 優(yōu)美（Elegance,3.1.1橋梁設(shè)計的基本要求,結(jié)構(gòu)及構(gòu)造上的要求（強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性、耐久性） 使用上的要求（通暢、舒適、凈空） 經(jīng)濟(jì)上的要求（材料、工期、造價） 施工上的要求（施工方便、工程質(zhì)量、安全） 景觀上的要

2、求 “輕巧而不單薄，穩(wěn)重而不笨拙，簡潔而不粗糙” 環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展,3.1 橋梁總體規(guī)劃,英國倫敦泰晤士河上的人行橋千年橋,3.1 橋梁總體規(guī)劃,3.1 橋梁總體規(guī)劃,2003年建成。總投資22億余元，全長3900米，其中主橋長750米，為全鋼結(jié)構(gòu)，主跨直徑達(dá)550米，居世界同類橋梁之首，被譽為“世界第一鋼拱橋,上海盧浦大橋,3.1 橋梁總體規(guī)劃,橋梁對環(huán)境的破壞,3.1 橋梁總體規(guī)劃,橋梁對環(huán)境的破壞,3.1 橋梁總體規(guī)劃,3.1.2橋梁建設(shè)程序,3.1 橋梁總體規(guī)劃,前期工作有時也稱為橋梁規(guī)劃設(shè)計，包括預(yù)可行性研究和可行性研究，重點在于論證建橋的必要性和合理性，并確定建橋的地點、規(guī)模、

3、標(biāo)準(zhǔn)、投資控制等一系列宏觀和重大問題，為科學(xué)地進(jìn)行項目決策提供依據(jù)，避免盲目性及其帶來的不良后果。 預(yù)可行性研究與可行性研究：內(nèi)容一致，深度不同 預(yù)可行性研究著重于工程的必要性和經(jīng)濟(jì)合理性 可行性研究在預(yù)可行性研究之后，著重于工程上和投資上的必要性,可行性研究,工程可行性研究的主要問題： 1、橋梁標(biāo)準(zhǔn)的制訂 首先調(diào)查橋上可能同型的交通種類及其要求、預(yù)測交通量和今后可能發(fā)生的增長率，由此確定線路等級、需要的車道數(shù)或行車道寬度，以及非機(jī)動車道寬度等。其次要確定容許車速、橋梁縱坡和曲線半徑等。此外還要確定航運標(biāo)準(zhǔn)、航運水位、通航凈空、船舶噸位以及要求的航道數(shù)量及位置等。 2、橋位選擇 橋位選擇大方向

4、上，應(yīng)服從橋梁所在線路的走向； 大范圍內(nèi)，應(yīng)服從路網(wǎng)規(guī)劃的要求； 小范圍內(nèi)，橋位可作適當(dāng)挪動以便比較； 城市橋梁應(yīng)滿足城市總體規(guī)劃的要求。 橋位選擇要注意線與橋的辯證關(guān)系 重要橋梁應(yīng)通過路橋綜合比較后確定橋位 一般需提交2-3個橋位，以便進(jìn)行多方面綜合比選，選出合理橋位,3、橋式方案比較 目的僅在于評估各方案的技術(shù)可行性，特別是基礎(chǔ)工程的可行性，而不是為了提出某一推薦方案。應(yīng)對成熟方案進(jìn)行評估以提高可信性。 同等深度比較各方案技術(shù)指標(biāo)，并提供工程量 以工程量中適當(dāng)偏高、技術(shù)先進(jìn)并且可行的方案作為一個橋位的橋式參選方案。 4、調(diào)查工作 橋梁前期調(diào)查工作包括： 1）地形測量：“草測” 2）地質(zhì)勘探

5、：以收集資料為主，輔以適當(dāng)布置鉆孔進(jìn)行驗證，對各橋位從地質(zhì)角度做出初步評價； 3）水文資料：調(diào)查設(shè)計流量，歷史最高、最低水位，百年一遇洪水位，常水位及流速等資料?？紤]上游是否有水庫或擬建水庫。論證河道是否穩(wěn)定以及建橋后對河段上下游的影響。 4）外部條件：其他有關(guān)建橋情況，如砂石料、水、電、運輸、人力等,在橋梁可行性研究報告的基礎(chǔ)上，經(jīng)建設(shè)主管部門審查通過，確定一座橋梁工程的建設(shè)項目并編制設(shè)計任務(wù)書。 建設(shè)單位可采用招標(biāo)或委托設(shè)計的方式進(jìn)行橋梁的初步設(shè)計。 設(shè)計任務(wù)書是初步設(shè)計的依據(jù)。 初步設(shè)計目的：在設(shè)計任務(wù)書的技術(shù)范圍內(nèi)提交一份供比選的建橋項目文件，達(dá)到： 1、說明本橋梁工程的特點和要求；

6、2、提出若干可行的比較方案； 3、推薦準(zhǔn)備采用的較好方案； 4、估算實現(xiàn)推薦方案所需的費用、工期、技術(shù)措施等目的,初步設(shè)計,初步設(shè)計內(nèi)容包括： 1、設(shè)計任務(wù)的來源和要求； 2、橋址處自然條件的基本資料； 3、技術(shù)條件的選定； 4、橋型方案的比選，上下部結(jié)構(gòu)方案的研究、比較和確定； 5、推薦方案及其理由； 6、推薦方案的指導(dǎo)性施工組織，包括施工方法、進(jìn)度安排、場地布置、主要機(jī)具、材料和勞動力配置等； 7、工程概算。 初步設(shè)計的重點在橋式方案和結(jié)構(gòu)總體構(gòu)思方面,初步設(shè)計,在確定橋式方案時，需對橋梁平面、立面和斷面的具體布置以及它們之間的關(guān)系進(jìn)行反復(fù)、交互的研究和調(diào)整。 1、平面布置 試定正橋的橋軸

7、線位置。在軸線上研究河岸及堤防情況，擬定兩岸邊墩（臺）位置并布置其他橋墩。結(jié)合線路方向、兩岸地形和立面布置，可以試選引橋軸線的走向、彎道和坡度。 2、立面布置 從平面軸線布置，結(jié)合地形圖、地質(zhì)剖面圖、水位高程、計算沖刷線和以確定的上下部結(jié)構(gòu)，可以繪成沿軸線的橋梁立面圖。 3、斷面布置 沿橋軸線各關(guān)鍵處，結(jié)合選定的結(jié)構(gòu)類型、地形、地質(zhì)橫斷面、水位高程和沖淤計算等，可以做出橋梁的斷面布置圖。 當(dāng)三個面的布置都能互相配合，滿足技術(shù)要求時，橋式方案就能成立,初步設(shè)計,在初步設(shè)計階段還要進(jìn)一步開展水文和勘測工作。通過水文工作，提供基礎(chǔ)設(shè)計、施工所需要的水文資料等。 初步設(shè)計階段進(jìn)行的勘測工作成為“初勘,

8、初步設(shè)計,根據(jù)工程量、施工組織設(shè)計以及標(biāo)準(zhǔn)定額編列工程概算。各個橋式方案都要編列相應(yīng)的概算，以便進(jìn)行不同工程費用的比較。初步設(shè)計概算不宜大于前期工作已批準(zhǔn)的“估算”的10%。 對概算適當(dāng)調(diào)整作為“標(biāo)底”。如果主管部門對初步設(shè)計提出修改意見，則需另外編制“修改初步設(shè)計”報送上級審批,技術(shù)設(shè)計,常規(guī)橋梁一般不需要進(jìn)行技術(shù)設(shè)計。 對于新型、復(fù)雜、重要、大型橋梁結(jié)構(gòu)，往往需要對初步設(shè)計進(jìn)行細(xì)化，以便發(fā)現(xiàn)可能存在的問題，進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計。 技術(shù)設(shè)計階段主要內(nèi)容：對選定的橋式方案中的各個結(jié)構(gòu)總體的、細(xì)部的技術(shù)問題作進(jìn)一步研究解決，對結(jié)構(gòu)各部分設(shè)計詳盡的設(shè)計圖紙，包括結(jié)構(gòu)斷面、配筋、構(gòu)造細(xì)節(jié)處理、材料清單及工

9、程量等。 技術(shù)設(shè)計階段要進(jìn)行補(bǔ)充勘探（簡稱“技勘”）。 技術(shù)設(shè)計的最后工作是調(diào)整概算（修正概算,施工圖設(shè)計,施工圖設(shè)計需按照已批準(zhǔn)的技術(shù)設(shè)計（或初步設(shè)計）進(jìn)行。 施工圖設(shè)計一般由原編制技術(shù)設(shè)計（或初步設(shè)計）的單位繼續(xù)進(jìn)行，也可由中標(biāo)的施工單位進(jìn)行。 施工圖設(shè)計內(nèi)容：結(jié)構(gòu)設(shè)計計算，繪制施工詳圖等。 施工圖設(shè)計階段還需進(jìn)一步根據(jù)施工需要進(jìn)行補(bǔ)充鉆探（稱“施工鉆探”）。 根據(jù)施工圖設(shè)計資料，施工單位編制施工組織設(shè)計和工程概算。 所有設(shè)計文件經(jīng)主管部門審批后即可實施橋梁施工各項工作。 橋梁建成后，通常需進(jìn)行成橋荷載試驗、質(zhì)量檢查驗收及辦理交接手續(xù)，由接收部門負(fù)責(zé)今后的橋梁通車運營和養(yǎng)護(hù)維修,3.2 橋

10、梁縱、橫斷面設(shè)計和平面布置,橋梁的初步設(shè)計包括橋位選擇、橋梁縱橫斷面設(shè)計、平面布置、概算、方案比選等,3.2.1橋位選擇的一般要求,應(yīng)從國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國防需要出發(fā)，考慮鐵路、水利、航運和市政等方面的規(guī)劃，盡可能協(xié)調(diào)配合； 一般應(yīng)服從線路的總方向，并滿足橋頭接線的要求； 盡量少占用農(nóng)田； 要考慮施工場地、材料運輸?shù)纫?詳見部頒標(biāo)準(zhǔn)橋位規(guī)范（JTJ062-82,3.2 橋梁初步設(shè)計,3.2.2橋梁縱斷面設(shè)計,橋梁總跨徑 橋梁分孔 橋梁各部分標(biāo)高及縱坡 基礎(chǔ)埋置深度,3.2 橋梁初步設(shè)計,3.2.2橋梁縱斷面設(shè)計,橋梁總跨徑 橋梁的總跨徑長度必須保證橋下有足夠的排洪面積，由水文計算確定,3.2 橋

11、梁初步設(shè)計,3.2.2橋梁縱斷面設(shè)計,橋梁分孔 根據(jù)通航要求、地形和地質(zhì)情況、水文情況以及技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和美觀的條件加以確定。 通航 通航孔按通航凈寬來確定，其余的則選用經(jīng)濟(jì)跨徑；但對于變遷性河流，則需多設(shè)幾個通航孔； 地形地質(zhì) 為避免過多水下施工和不良地質(zhì)，可以特別加大跨徑； 技術(shù) 施工技術(shù)和機(jī)械設(shè)備有時極大地限制了經(jīng)濟(jì)上合理的較大跨徑； 經(jīng)濟(jì) 一般說來當(dāng)上部結(jié)構(gòu)造價與下部結(jié)構(gòu)造價基本一樣時，總的造價最低； 其他 受力的需要 美觀的需要 戰(zhàn)備的需要,3.2 橋梁初步設(shè)計,3.2.2橋梁縱斷面設(shè)計,橋梁分孔,3.2 橋梁初步設(shè)計,3.2.2橋梁縱斷面設(shè)計,橋梁各標(biāo)高,梁底高出計算水位不小于50cm

12、，并高出最高流冰面不小于75cm,3.2 橋梁初步設(shè)計,3.2.2橋梁縱斷面設(shè)計,橋梁各標(biāo)高,跨河橋,有通航要求時,橋面標(biāo)高通航水位+通航凈空高度+建筑高度,或橋面標(biāo)高計算水位+ 安全高 +建筑高度,無通航要求時,橋面標(biāo)高計算水位+ 安全高 +建筑高度,注：計算水位設(shè)計洪水位+壅水+2/3倍浪高 安全高：梁底高出計算水位50cm或高出流冰水位75cm，同時 必須使支座底面高出計算水位25cm 或高出流冰水位50cm,3.2 橋梁初步設(shè)計,3.2.2橋梁縱斷面設(shè)計,橋梁各標(biāo)高,跨線橋,橋面標(biāo)高橋下路面標(biāo)高+安全行駛高度+建筑高度,注：安全行駛高 對于高等級公路H5.0m； 對于低等級公路H 4.

13、5m； 且h 4.0m,3.2 橋梁初步設(shè)計,3.2.3橋梁橫斷面設(shè)計,3.2 橋梁初步設(shè)計,橋梁斷面布置包括橋面凈空、橋面寬度、行車道寬度、機(jī)動車道布置和人行道、自行車道布置等,公路橋?qū)捫枰紤]行車道寬度、路緣帶寬度、分隔帶寬度、路肩（或緊急停車帶）寬度、非機(jī)動車道寬度等,一般與線路等級有關(guān)，根據(jù)規(guī)范確定。 -公路橋行車道寬度等于車道寬度與車道數(shù)的乘積,高速公路橋梁不設(shè)人行道，設(shè)置檢修道。 -一般公路橋梁人行道寬度0.75或1.0m，大于1.0m時按0.5m級差遞增,3.2.3橋梁橫斷面設(shè)計,典型高速公路橋梁橫斷面,3.2 橋梁初步設(shè)計,3.2.3橋梁橫斷面設(shè)計,典型城市橋梁橫斷面,3.2 橋梁初步設(shè)計,3.2.4橋梁平面布置,3.2 橋梁初步設(shè)計,橋梁的平面布置與線路和河道（或其他道路）兩者的相交情況有關(guān) 斜交時橋梁縱軸線與河道主流流向交角一般不大于45，通航河流不宜大于5 曲線橋可由直線梁布置成折線或曲線梁構(gòu)成，避免采用反向曲線；墩臺布置沿曲線徑向排列；曲線半徑符合有關(guān)規(guī)定,3.3 橋梁