橋梁結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)原則及設(shè)計(jì)方案

橋梁梁結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)總總體體設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)原原則則及及設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)方方案案總體體設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)的的原原則則公路路橋橋涵涵應(yīng)應(yīng)根根據(jù)據(jù)所所在在公公路路的的使使用用任任務(wù)務(wù)、、性性質(zhì)質(zhì)和和將將來來的的發(fā)發(fā)展展需需要要，，按按照照安安全全、、適適用用、、經(jīng)經(jīng)濟(jì)濟(jì)、、美美觀觀和和有有利利環(huán)環(huán)保保的的原原則則進(jìn)進(jìn)行行總總體體設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)，，應(yīng)應(yīng)具具有有合合理理的的構(gòu)構(gòu)造造形形式式。。對于橋梁梁結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)造的處處理，應(yīng)應(yīng)遵循設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范范的要求求、正確確地進(jìn)行行結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)，合合理地確確定橋梁梁各部位位尺寸和和構(gòu)造細(xì)細(xì)節(jié)，滿滿足強(qiáng)度度、剛度度、穩(wěn)定定性和耐耐久性的的要求。。設(shè)計(jì)者不不僅要關(guān)關(guān)注橋梁梁運(yùn)營階階段的使使用性能能，還應(yīng)應(yīng)特別關(guān)關(guān)注結(jié)構(gòu)構(gòu)物在施施工期間間的變形形和穩(wěn)定定。保證證橋梁結(jié)結(jié)構(gòu)在建建筑過程程按照設(shè)設(shè)計(jì)預(yù)先先制定的的控制方方案實(shí)施施。特別別是施工工、運(yùn)營營各個(gè)階階段的邊邊界條件件與設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算、、分析假假定是否否一致。。一、設(shè)計(jì)計(jì)的一般般要求（1）適用方方面要求求：必須須保證橋橋上車輛輛和行人人的通暢暢，滿足足交通量量增長需需求，橋橋下要滿滿足泄洪洪、通車車、通航航等的要要求。確確定橋上上安全設(shè)設(shè)施的設(shè)設(shè)置、橋橋下最不不利凈空空，進(jìn)行行合理的的總體布布置。（2）經(jīng)濟(jì)上上的要求求：應(yīng)體體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)濟(jì)上綜合合效益的的合理性性。因地地制宜、、就地取取材、合合理選用用適當(dāng)橋橋型。滿滿足快速速施工要要求，盡盡可能減減少中斷斷交通的的施工。。同時(shí)考考慮養(yǎng)護(hù)護(hù)、維修修等方面面的問題題。（3）結(jié)構(gòu)和和構(gòu)造要要求：橋橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)及其各各部分構(gòu)構(gòu)件，在在制造、、運(yùn)輸、、安裝和和使用過過程中應(yīng)應(yīng)具有足足夠的強(qiáng)強(qiáng)度、剛剛度、穩(wěn)穩(wěn)定性和和耐久性性（4）施工要要求：橋橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)應(yīng)便于于制造和和架設(shè)，，盡量采采用先進(jìn)進(jìn)的施工工工藝，，保證工工程質(zhì)量量、施工工進(jìn)度和和施工安安全。（5）美觀上上的要求求：特別別是城市市立交和和城市橋橋梁，應(yīng)應(yīng)給人以以美感，，與周圍圍環(huán)境協(xié)協(xié)調(diào)，關(guān)關(guān)鍵是結(jié)結(jié)構(gòu)的合合理布局局，受力力明確、、各部尺尺寸比例例協(xié)調(diào)、、簡潔、、通透。。（6）環(huán)保上上的要求求：應(yīng)綜綜合考慮慮施工及及運(yùn)營時(shí)時(shí)期對周周圍環(huán)境境的影響響。在施施工期間間的施工工噪音、、棄碴、、降塵、、廢水等等的處理理。以及及運(yùn)營時(shí)時(shí)期的車車輛噪音音、路面面排水等等的綜合合防治。。對于重重點(diǎn)地段段對環(huán)境境的影響響應(yīng)進(jìn)行行專題研研究。二、橋梁梁的設(shè)計(jì)計(jì)程序設(shè)計(jì)程序序應(yīng)包括括：設(shè)計(jì)計(jì)前期、、設(shè)計(jì)階階段和設(shè)設(shè)計(jì)后期期三個(gè)階階段：1．設(shè)計(jì)前前期包括括：項(xiàng)目目預(yù)可行行性研究究、編制制項(xiàng)目建建議書、、工程可可行性研研究（方方案設(shè)計(jì)計(jì)）2．設(shè)計(jì)階階段包括括：初步步設(shè)計(jì)、、施工圖圖設(shè)計(jì)。。3．設(shè)計(jì)后后期包括括：施工工配合，，參加實(shí)實(shí)驗(yàn)、鑒鑒定，設(shè)設(shè)計(jì)回訪訪和工程程設(shè)計(jì)總總結(jié)。三、橋位位的選擇擇與布置置橋位的選選擇是一一座橋梁梁設(shè)計(jì)時(shí)時(shí)首先解解決的問問題，它它會(huì)影響響到橋梁梁的規(guī)模模、投資資、施工工難易、、工期和和使用安安全等。。（1）大、中中橋原則則上服從從道路路路線總體體要求，，綜合確確定。對于特殊殊大橋，，對于路路線總體體方向起起控制點(diǎn)點(diǎn)作用。。（2）小橋涵涵的位置置應(yīng)服從從路線走走向，如如遇到不不利地形形、不良良地質(zhì)和和水文條條件時(shí)，，應(yīng)通過過技術(shù)手手段加以以解決，，而不能能降低路路線質(zhì)量量。（3）橋梁的的線形應(yīng)應(yīng)盡量采采用直線線和標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)跨徑，，以簡化化設(shè)計(jì)和和施工。。大、中橋橋一般應(yīng)應(yīng)選擇2～3個(gè)橋位，，進(jìn)行各各方面的的綜合比比選，以以確定最最合理橋橋位。還還應(yīng)考慮慮河流的的水流特特征、地地質(zhì)條件件等以求求橋梁的的經(jīng)濟(jì)合合理性、、安全性性和穩(wěn)定定性。。橋梁墩臺臺沿水流流方向的的軸線，，應(yīng)與最最高通航航水位時(shí)時(shí)的主流流方向一一致，當(dāng)當(dāng)斜交不不能避免免時(shí)，交交角不宜宜大于5o；當(dāng)斜交交角度大大于5o時(shí)，宜增增加通航航孔凈寬寬，以利利于航行行安全。。橋梁的線線形應(yīng)盡盡量采用用直線和和標(biāo)準(zhǔn)跨跨徑，以以簡化設(shè)設(shè)計(jì)和施施工。推薦線位位比較線位位一比較線位位二橋位一橋位三橋位二起點(diǎn)終點(diǎn)立交一座座立交一座座特大橋大橋一座座跨線橋一一座跨渠橋一一座跨渠橋一一座特大橋四、橋梁梁凈空橋梁凈空空包括：：橋面凈凈空和橋橋下凈空空。（1）橋面凈凈空是指指：保證證車輛、、行人安安全通過過橋梁上上方的空空間界限限。在該該凈空界界限范圍圍內(nèi)，不不得有橋橋跨構(gòu)件件或其它它任何裝裝置侵入入，詳見見《公路橋涵涵設(shè)計(jì)通通用規(guī)范范》（JTGD60—2019）第3.3.1條。圖7—4公路建筑筑界限。。公路建筑筑界限橋梁凈空空界限橋梁橋面面的最低低標(biāo)高應(yīng)應(yīng)為：式中：Hp——設(shè)計(jì)洪水水位；∑∑Δh———各種雍水水使水面面升高之之和；Δhj——橋下凈高高；Δhd——上部結(jié)構(gòu)構(gòu)建筑高高度；（2）橋下凈凈空是指指：通航、泄泄洪、流流水、流流冰、流流木或車車輛通行行等所需需要的凈凈跨和凈凈高。橋橋下通航航凈空界界限詳見見《內(nèi)河通航航標(biāo)準(zhǔn)》（GBJ139—90）的規(guī)定定。處于于彎道上上的橋梁梁，應(yīng)根根據(jù)線路路要求設(shè)設(shè)置加寬寬和超高高。據(jù)此此我們可可以確定定橋梁的的最小跨跨徑和橋橋面標(biāo)高高。通航河流流橋下凈凈空：孔徑布置置及凈高高應(yīng)滿足足《通航海輪輪橋梁通通航標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)》（JTJ311）、《內(nèi)河通航航標(biāo)準(zhǔn)》（GB50139）通航設(shè)計(jì)計(jì)水位：：在設(shè)計(jì)計(jì)通航洪洪水頻率率時(shí)，應(yīng)應(yīng)計(jì)入壅壅水、浪浪高或最最高流冰水位加加安全高高度。當(dāng)河流有有又形成成流冰阻阻塞的危危險(xiǎn)或有有漂浮物物通過時(shí)時(shí)，應(yīng)按按實(shí)際調(diào)調(diào)查數(shù)據(jù)據(jù)，在計(jì)計(jì)算水位位的基礎(chǔ)礎(chǔ)上，結(jié)結(jié)合當(dāng)?shù)氐氐木唧w體情況酌酌情預(yù)留留一定富富余量，，作為橋橋下凈空空的依據(jù)據(jù)。對于有淤淤積的河河流，橋橋下凈空空應(yīng)適當(dāng)當(dāng)增加。。非通航河河流橋下下凈空：：五、孔徑徑設(shè)計(jì)和和橋型選選擇橋孔設(shè)計(jì)計(jì)是根據(jù)據(jù)橋梁跨跨越障礙礙物的性性質(zhì)，合合理確定定橋長、、分跨、、橋梁選選型、橋橋面標(biāo)高高、基底底標(biāo)高等等，以滿滿足橋下下泄洪、、通航或或其它交交通的凈凈寬要求求。（1）橋梁的的凈跨徑徑及總跨跨徑橋梁的凈凈跨徑對對于梁式式橋?yàn)樵O(shè)設(shè)計(jì)洪水水位（通通航水位位）上，，兩個(gè)相相鄰橋墩墩之間的的凈距。。多孔橋橋梁凈跨跨徑的總總和稱為為橋梁的的總跨徑徑。橋梁梁的總跨跨度必須須保證橋橋下有足足夠的泄泄洪面積積，使河河床不產(chǎn)產(chǎn)生過大大的沖刷刷。應(yīng)根根據(jù)墩臺臺埋置深深度、河河床水流流流速、、沖刷深深度等因因素確定定。（2）橋梁的的分孔與與跨徑橋梁的分分孔關(guān)系系到橋梁梁的總造造價(jià)?？缈鐝胶涂卓讛?shù)不同同時(shí)，上上部結(jié)構(gòu)構(gòu)和墩臺臺的總造造價(jià)不同同?？鐝綇皆酱罂卓讖皆缴偕?，上部部結(jié)構(gòu)造造價(jià)越高高，而墩墩臺的造造價(jià)就越越低。上、下部部結(jié)構(gòu)合合理布置置，將使使造橋梁梁總價(jià)最最省。不同橋跨跨結(jié)構(gòu)型型式均有有其適用用跨徑、、結(jié)構(gòu)的的力學(xué)特特性和對對地基基基礎(chǔ)的不不同要求求。按照照橋位處處河床的的具體情情況和擬擬定的橋橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)跨徑進(jìn)進(jìn)行組合合配置，，選出適適當(dāng)?shù)臉驑蚩缃Y(jié)構(gòu)構(gòu)，擬定定出結(jié)構(gòu)構(gòu)的主要要尺寸。。橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)合理形形式并非非有特定定的單一一的結(jié)構(gòu)構(gòu)形式，，應(yīng)特別別注意橋橋梁的先先進(jìn)性、、經(jīng)濟(jì)合合理性，，同時(shí)注注意與周周圍環(huán)境境協(xié)調(diào)。。應(yīng)通過過各種結(jié)結(jié)構(gòu)方案案的比選選來確定定。可以以認(rèn)為一一種受力力明確、、構(gòu)造合合理的結(jié)結(jié)構(gòu)形式式必然會(huì)會(huì)顯現(xiàn)出出勻稱、、美觀、、穩(wěn)定的的外觀。。對于特大大橋和大大橋的主主橋，應(yīng)應(yīng)采用成成熟的先先進(jìn)技術(shù)術(shù)，以其其技術(shù)的的先進(jìn)性性，把適適用、安安全、經(jīng)經(jīng)濟(jì)、美美觀的原原則落實(shí)實(shí)。特大大橋和大大橋的引引橋、中中小橋，，一般采采用成熟熟的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，，做到經(jīng)經(jīng)濟(jì)、合合理。橋跨結(jié)構(gòu)構(gòu)型式選選擇基礎(chǔ)是埋埋入地層層的隱蔽蔽工程，，涉及到到復(fù)雜的的水文、、地質(zhì)等等條件。。是橋梁梁工程中中最為復(fù)復(fù)雜和關(guān)關(guān)鍵的部部分。通過橋涵涵水力計(jì)計(jì)算，明明確橋墩墩的沖刷刷線（或或地面線線）標(biāo)高高?；A(chǔ)礎(chǔ)的埋置置深度：：在無沖沖刷處，，應(yīng)在地地面或河河床下至至少1.0m；在有沖沖刷處，，應(yīng)在局局部沖刷刷線以下下至少1.0～4.0m以下（詳詳見《橋規(guī)》JTJ024—85、第3.1.1條）；在在凍結(jié)線線以下（（凍脹土土）0.25m。認(rèn)真分析析橋位處處地質(zhì)勘勘察資料料，按照照選擇的的不同橋橋跨結(jié)構(gòu)構(gòu)型式，，估算橋橋墩的設(shè)設(shè)計(jì)荷載載（豎向向、水平平荷載）），確定定基礎(chǔ)可可能的持持力層，，確定采采用深基基礎(chǔ)還是是淺基礎(chǔ)礎(chǔ)。按照上下部部結(jié)構(gòu)相協(xié)協(xié)調(diào)的原則則選擇橋墩墩形式，綜綜合考慮橋橋跨結(jié)構(gòu)、、墩臺與基基礎(chǔ)的相互互作用、選選擇橋梁基基礎(chǔ)。并估估算、確定定它們的尺尺寸。同時(shí)時(shí)按橋位處處河流的水水文、地質(zhì)質(zhì)情況，擬擬定基礎(chǔ)施施工方案。。橋墩和基礎(chǔ)礎(chǔ)型式選擇擇基礎(chǔ)埋置深深度基礎(chǔ)埋置深深度原則：：墩臺基礎(chǔ)頂頂面標(biāo)高宜宜根據(jù)橋位位情況、施施工難易程程度、美觀觀與整體協(xié)協(xié)調(diào)綜合確確定。橋位情況：：跨河：一般般沖刷、局局部沖刷考慮阻水情情況凍脹土層：：凍脹對基礎(chǔ)礎(chǔ)受力的影影響考慮凍脹深深度沖刷線：一般沖刷：：橋梁孔徑布布置后，壓壓縮了河道道斷面。設(shè)設(shè)計(jì)流量洪洪水通過時(shí)時(shí)，橋下過過水?dāng)嗝嫠a(chǎn)生的沖沖刷?！刂七^水?dāng)鄶嗝?，滿足足設(shè)計(jì)洪水水流量要求求。局部沖刷：：橋梁墩臺阻阻水引起的的墩臺處的的局部沖刷刷?！刂苹A(chǔ)埋埋深、樁基基礎(chǔ)計(jì)算自自由高度。。河床自然演演變沖刷河道調(diào)治構(gòu)構(gòu)造物和橋橋位其他沖沖刷一般沖刷線線局部沖刷線線橋臺與路堤堤的連接主主要解決的的問題：（1）根據(jù)路路線在路橋橋分界處的的標(biāo)高和基基礎(chǔ)標(biāo)高，，確定橋臺臺高度及前前墻、側(cè)墻墻的結(jié)構(gòu)尺尺寸。（2）根據(jù)橋橋臺和路堤堤進(jìn)入河道道的情況，，確定河岸岸導(dǎo)流和防防護(hù)工程（（河岸護(hù)坡坡、導(dǎo)流堤堤等）。（3）橋頭引道道的構(gòu)造（（包括道路路護(hù)坡或擋擋土墻）橋臺與路堤堤的連接橋頭引道橋頭引道橋臺橋臺河道河道地面線通航凈空設(shè)計(jì)路面線被交道路被交道路六、橋梁橫橫斷面設(shè)計(jì)計(jì)橋梁的橫斷斷面寬度應(yīng)應(yīng)與所銜接接道路的路路幅盡可能能保持一致致。橋梁橫橫斷面寬度度包括：車車行道、非非機(jī)動(dòng)車道道和人行道道（或檢修修道），并并應(yīng)設(shè)置欄欄桿。橋上上每一機(jī)動(dòng)動(dòng)車道的寬寬度，一般般取3.75m（車速<40km/h，可取3.5m），小客車車專用道取取3.5m；非機(jī)動(dòng)車車專用道寬寬度3.0m；人行道寬寬度一般取取1.5～3.0m。中、小橋的的車行道路路緣石之間間的寬度，，宜與兩端端道路路緣緣石之間的的寬度相同同；大、中中橋的車行行道寬度，，可取兩端端道路車行行道有效寬寬度的總和和（不計(jì)分分車帶），，但必須采采用變寬緩緩和段連接接；為保證橋面面排水需要要，橋面應(yīng)應(yīng)設(shè)置橫坡坡。橫坡坡坡度一般般為1.5%～2%。道路橫斷面面橋梁橫斷面面橋梁除滿足足橋下泄洪洪或其它交交通的凈空空要求外，，還應(yīng)滿足足橋上道路路縱斷面線線形的設(shè)計(jì)計(jì)要求。對于小橋涵涵，橋面縱縱坡一般服服從路線，，做成單面面坡。對于大、中中橋，為了了適應(yīng)河