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POWEPOINT適用于商務(wù)主題及相關(guān)類別演示橋梁下部施工技術(shù)目錄項目1橋梁設(shè)計的基本知識1.1認(rèn)識橋梁1.2橋梁總體規(guī)劃設(shè)計學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握橋梁主要尺寸和名稱術(shù)語。掌握橋梁的組成和分類。了解橋梁設(shè)計原則與資料收集內(nèi)容。了解橋梁的設(shè)計程序。熟悉橋梁縱斷面設(shè)計的主要內(nèi)容。了解橋梁分孔及橋墩沖刷方法。了解橋梁設(shè)計方案比選內(nèi)容。項目1橋梁設(shè)計的基本知識1.1認(rèn)識橋梁橋梁的組成及主要尺寸
1.1.1橋梁是道路路線遇到江河湖泊、山谷深溝及其他障礙(如公路或鐵路)時,為了保持道路的連續(xù)性,充分發(fā)揮其正常的運輸能力而建造的專門的人工構(gòu)造物。橋梁既要保證橋上的交通運行,又要保證橋下水流的宣泄、船只的通航。因此,橋梁是路線的重要組成部分。一般地段每千米路線有2~3座橋梁,橋梁的造價一般占公路總造價的10%~20%,甚至更多。橋梁由上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)、附屬結(jié)構(gòu)和支座系統(tǒng)組成。橋梁式橋的概貌橋梁的基本組成1.1.1認(rèn)識橋梁拱式橋的概貌1—拱腳;2—伸縮縫;3—主拱圈;4—拱頂;5—拱軸線;6—拱腹;7—拱背;8—拱上建筑;9—錐坡;10—橋臺;11—基礎(chǔ);l0—凈跨徑;l—計算跨徑;f0—凈矢高;f—計算矢高1.1認(rèn)識橋梁連續(xù)梁橋的概貌1.1認(rèn)識橋梁1)上部結(jié)構(gòu)上部結(jié)構(gòu)也稱橋跨結(jié)構(gòu),包括承重結(jié)構(gòu)和橋面系,是當(dāng)線路遇到障礙(如河流、山谷或其他線路等)而中斷時,跨越這類障礙的主要承載結(jié)構(gòu)。它的作用是承受車輛(行人)荷載,并通過支座傳給墩臺。1.1認(rèn)識橋梁2)下部結(jié)構(gòu)下部結(jié)構(gòu)包括橋墩、橋臺和基礎(chǔ),是支承橋跨結(jié)構(gòu)并將恒載和車輛活載傳至地基的建筑物。橋臺設(shè)在橋梁兩端,橋墩則在兩橋臺之間。橋墩的作用是支承橋跨結(jié)構(gòu);而橋臺除了起支承橋跨結(jié)構(gòu)的作用外,還要與路堤銜接,并防止路堤滑塌,抵御路堤的土壓力。墩臺基礎(chǔ)承受由上部結(jié)構(gòu)及墩、臺所傳遞的全部荷載,并將荷載傳遞至地基的結(jié)構(gòu)部分。1.1認(rèn)識橋梁3)附屬結(jié)構(gòu)附屬結(jié)構(gòu)包括橋頭路堤錐形護(hù)坡、護(hù)岸及導(dǎo)流結(jié)構(gòu)物等。其作用是防止路堤填土向河中坍塌,保護(hù)橋頭路堤填土并抵御水流的沖刷。1.1認(rèn)識橋梁4)支座系統(tǒng)梁式橋(斜拉橋等)在橋跨結(jié)構(gòu)與墩臺之間,還需設(shè)置支座。支座支承上部結(jié)構(gòu)并傳遞荷載于橋梁墩臺上,它應(yīng)保證上部結(jié)構(gòu)在荷載、溫度變化或其他因素作用下所預(yù)計的變位功能。1.1認(rèn)識橋橋梁(1)計算跨徑l。對于梁橋,l為橋跨結(jié)構(gòu)兩兩支承點間間的距離;;對于拱橋橋,l為兩拱腳截面面重心點間間的水平距距離。(2)凈跨徑l0。l0為計算水位位上相鄰兩兩個橋墩((臺)間的的凈距離。。通常把梁梁橋支承處處內(nèi)邊緣間間的距離、、拱橋兩拱拱腳截面最最低點間的的水平距離離也稱為凈凈跨徑。橋梁的主要尺寸2.1.1認(rèn)識橋橋梁(3)標(biāo)準(zhǔn)跨徑lb。對于梁橋橋,lb為橋墩中線線間或橋墩墩中線與臺臺背前緣間間的距離;;對于拱橋橋,lb為凈跨徑。?!豆窐蚝O(shè)設(shè)計通用規(guī)規(guī)范》(JTGD60—2004)規(guī)定:當(dāng)當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計計或新建橋橋涵的跨徑徑在50m以下時,宜宜采用標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)化跨徑。。從0.75m起至50m,共21種。新建中中、小橋涵涵應(yīng)盡量采采用標(biāo)準(zhǔn)化化的裝配式式結(jié)構(gòu)。(4)橋梁全長L。對于有橋臺臺的橋梁,L為兩岸橋臺側(cè)側(cè)墻或八字字墻尾端間間的距離;;對于無橋橋臺的橋梁梁,L為橋面系行車車道長度。。1.1認(rèn)識橋橋梁(3)標(biāo)準(zhǔn)跨徑lb。對于梁橋橋,lb為橋墩中線線間或橋墩墩中線與臺臺背前緣間間的距離;;對于拱橋橋,lb為凈跨徑。?!豆窐蚝O(shè)設(shè)計通用規(guī)規(guī)范》(JTGD60—2004)規(guī)定:當(dāng)當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計計或新建橋橋涵的跨徑徑在50m以下時,宜宜采用標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)化跨徑。。從0.75m起至50m,共21種。新建中中、小橋涵涵應(yīng)盡量采采用標(biāo)準(zhǔn)化化的裝配式式結(jié)構(gòu)。(4)橋梁全長L。對于有橋臺臺的橋梁,L為兩岸橋臺側(cè)墻墻或八字墻尾尾端間的距離離;對于無橋橋臺的橋梁,L為橋面系行車道道長度。1.1認(rèn)識橋梁梁(5)多孔跨徑總長L1。對于梁橋,L1為多孔標(biāo)準(zhǔn)跨跨徑總和;對對于拱橋,L1為兩橋臺內(nèi)拱拱腳截面最低低點(起拱線線)間的距離離;對于其他他形式的橋梁梁,L1為橋面系行車車道長度。(6)橋梁高度H。H是指行車道頂面面至低水位間間的距離,或或行車道頂面面至橋下路線線的路面間距距離。(7)橋梁建筑高度度h。h是指行車道頂面面至上部結(jié)構(gòu)構(gòu)最低邊緣間間的距離。1.1認(rèn)識橋梁梁(8)橋梁容許建建筑高度hr。hr是指橋面標(biāo)高高與橋下通航航或排洪必需需的凈空高度度之差。(9)橋下凈空H0。H0是指上部結(jié)構(gòu)構(gòu)最低邊緣至至計算水位((計算水位=設(shè)計水位+壅水+浪高)或通航水位位間的距離。。對于跨越其其他路線的橋橋梁,H0是指上部結(jié)構(gòu)構(gòu)最低邊緣至至所跨越路線線的路面間的的距離。(10)拱橋矢高。。從拱頂截面面下緣至過起起拱線的水平平線間的垂直直距離,稱為為凈矢高(f0);從拱頂截截面重心至過過拱腳截面重重心的水平線線間的垂直距距離,稱為計計算矢高(f)。(11)拱橋矢跨比比。計算矢高高與計算跨徑徑之比(f/l),稱為拱圈的矢矢跨比(或稱稱拱矢度)。。1.1認(rèn)識橋梁梁橋梁的分類1.1.2按結(jié)構(gòu)體系分類1.梁式橋拱式橋剛架橋吊橋1.1認(rèn)識橋梁梁梁式橋在豎向荷載載的作用下,,支座只產(chǎn)生生豎向反力,,橋跨承載結(jié)結(jié)構(gòu)由梁(板板)組成,承承受彎矩和剪剪力,以受彎彎為主。梁式式橋又分為簡簡支梁橋、懸懸臂梁橋和連連續(xù)梁橋。1)梁式橋梁式橋簡圖1.1認(rèn)識橋梁梁六庫怒江橋(連續(xù)梁橋)浙江瑞安飛云江橋(簡支梁橋)1.1認(rèn)識橋梁梁南京長江大橋武漢長江大橋1.1認(rèn)識橋梁梁2)拱式橋拱式橋外形美觀,是一種在豎向荷載作用下,拱腳處產(chǎn)生水平推力的結(jié)構(gòu),正是由于這個水平推力的作用,使拱內(nèi)彎矩大大減小,提高了橋梁的跨越能力。若拱軸線設(shè)計合理,則可使拱圈主要承受壓力,而彎矩和剪力很小,因此,圬工材料在拱橋中得到廣泛應(yīng)用。1.1認(rèn)識橋梁梁拱式橋簡圖1.1認(rèn)識橋梁梁悉尼港橋盧浦大橋1.1認(rèn)識橋梁梁重慶巫山長江大橋重慶萬州長江大橋1.1認(rèn)識橋梁梁拱式橋的主要承重重結(jié)構(gòu)是拱圈圈或拱肋,主主要承受壓力力,與梁式橋橋相比,其受受力合理、跨跨度大;但是是因為細(xì)長桿桿件的受壓失失穩(wěn),拱橋的的跨度在受力力上受到了限限制,于是人人們用逆向的的思維探討出出更大跨度的的橋型——懸索橋。在豎豎向荷載的作作用下,拱的的水平反力是是向內(nèi)的推力力,而懸索的的水平反力是是向外的拉力力;拱是向上上突起的形狀狀,而懸索是是下垂的形狀狀,因此拱結(jié)結(jié)構(gòu)受壓力而而懸索受拉力力。懸索橋的的受力構(gòu)件鋼鋼索是柔性的的,其抗彎剛剛度可以忽略略,索內(nèi)彎矩矩和剪力為零零,只受軸向向拉力的作用用,鋼索的受受拉性能較強(qiáng)強(qiáng),懸索橋在在受力和材料料兩方面都滿滿足要求,是是目前特大跨跨度橋梁的唯唯一結(jié)構(gòu)形式式。1.1認(rèn)識橋梁梁3)懸索橋懸索橋是特大跨徑橋梁的主要形式之一,其造型優(yōu)美、規(guī)模宏偉,常被人們稱為“橋梁皇后”。1.1認(rèn)識橋梁梁圖幅及圖框1.2.1圖幅是指圖紙的幅面大小,即圖紙本身的大小規(guī)格;圖框是圖紙上表示繪圖范圍的邊線。每項工程都會有一整套的圖紙,為便于裝訂、保存和合理使用圖紙,國家對圖紙幅面進(jìn)行了規(guī)定。1.1認(rèn)識橋梁梁潤揚長江大橋日本石海峽大橋1.1認(rèn)識橋梁梁懸索橋的主要承重結(jié)結(jié)構(gòu)是懸掛在在兩塔架上的的強(qiáng)大的柔性性纜索。懸索索橋由塔架、、纜索、錨碇碇結(jié)構(gòu)、吊桿桿及加勁梁組組成。懸索橋1.1認(rèn)識橋梁梁剛架橋的上部結(jié)構(gòu)和和墩臺(支柱柱)彼此連成成一個整體。。剛架橋的主主要承重結(jié)構(gòu)構(gòu)是梁與立柱柱(墩柱、豎豎墻)剛性連連接的結(jié)構(gòu)體系。4)剛架橋剛架橋1.1認(rèn)識橋梁梁剛架橋的特點是在豎豎向荷載的作作用下,柱腳腳處不僅產(chǎn)生生豎向反力,,同時產(chǎn)生水水平反力,使使其基礎(chǔ)能夠夠承受較大的的推力。剛架架橋中梁和柱柱的截面均有有彎矩、剪力力和軸力作用用,因而使其其受力狀態(tài)介介于梁橋和拱拱橋之間。由由于梁和柱節(jié)節(jié)點為剛結(jié),,梁端部承受受負(fù)彎矩,故故使梁跨中的的彎矩減小。。與一般墩臺臺不同,剛架架橋的立柱((墩臺)不僅僅能承受壓力力,還能承受受較大的彎矩矩。由于剛架架橋具有上述述特點,因此此,在城市中中遇到線路立立體交叉或需需要跨越通航航江河的情況況時,常采用用這種橋型以以降低線路標(biāo)標(biāo)高,減少路路堤土方量。。此外,當(dāng)橋橋面標(biāo)高已經(jīng)經(jīng)確定時,還還能增加橋下凈空。1.1認(rèn)識橋梁梁虎門大橋輔航道橋重慶長江大橋1.1認(rèn)識橋梁梁5)斜拉橋由拉、壓、彎等幾個不同受力體系的結(jié)構(gòu)組合而成的橋梁稱為組合體系橋。各種受力體系互相聯(lián)系,共同受力。梁、拱組合體系橋中有系桿拱、桁架拱等。它們利用梁的受彎與拱的承壓、吊桿或拉桿受拉的特點組成聯(lián)合結(jié)構(gòu)。在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中,由于梁體內(nèi)可以儲備巨大的壓力來承受拱的水平推力,因此使這類結(jié)構(gòu)既具有拱的特點,又沒有水平推力,故對地基的要求不高,但這種結(jié)構(gòu)施工復(fù)雜。1.1認(rèn)識橋梁梁梁、拱組合體系橋1.1認(rèn)識橋梁梁斜拉橋是典型的懸索索結(jié)構(gòu)和梁式式結(jié)構(gòu)的組合合體系橋。這一結(jié)構(gòu)體系系由主梁、斜斜拉索和塔柱柱組成,充分分利用了懸索索結(jié)構(gòu)和梁結(jié)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點,,其組合相當(dāng)當(dāng)合理。斜拉橋1.1認(rèn)識橋梁梁蘇通長江公路大橋日本多多羅大橋1.1認(rèn)識橋梁梁(1)按橋梁長度度和跨徑大小小分類,橋梁梁可分為特大大橋、大橋、、中橋、小橋橋和涵洞,《公路橋涵設(shè)計計通用規(guī)范》(JTGD60—2004)給出了劃分分標(biāo)準(zhǔn),見表表1-1。(2)按用途分類類,橋梁可分分為公路橋、、鐵路橋、公公路鐵路兩用用橋、農(nóng)橋、、人行橋、水水運橋(渡槽槽)及其他專專用橋(如通通過管道、電電纜等)。(3)按主要承重重結(jié)構(gòu)所用材材料分類,橋橋梁可分為圬圬工橋(包括括石拱橋、混混凝土拱橋))、鋼筋混凝凝土橋、預(yù)應(yīng)應(yīng)力混凝土橋橋、鋼橋、鋼鋼混凝土組組合橋等。橋梁的其他分類方法2.1.1認(rèn)識橋梁梁(4)按跨越障礙礙的性質(zhì)分類類,橋梁可分分為跨河橋、、跨線橋(立立體交叉)、、高架橋和棧棧橋。其中,,高架橋一般般是指跨越深深溝峽谷以代代替高路堤的的橋梁;為將將車道升高至至周圍地面以以上并使下面面的空間可以以通行車輛或或有其他用途途(如堆棧、、店鋪等)而而修建的橋梁梁,稱為棧橋橋。(5)按上部結(jié)構(gòu)構(gòu)的行車位置置分類,橋梁梁可分為上承承式橋、下承承式橋和中承承式橋。橋面面布置在主要要承重結(jié)構(gòu)之之上的稱為上承式橋,橋面布置在橋橋跨結(jié)構(gòu)高度度中間的稱為為中承式橋,橋面布置在承承重結(jié)構(gòu)之下下的稱為下承式橋。(6)按橋跨結(jié)構(gòu)構(gòu)的平面布置置分類,橋梁梁可分為正交交橋、斜交橋橋和彎橋。1.1認(rèn)識橋梁梁橋梁設(shè)計原則與資料收集
1.2.1公路橋涵應(yīng)根據(jù)所在公路的使用任務(wù)、性質(zhì)和將來發(fā)展的需要,按照安全、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀和有利環(huán)保的原則進(jìn)行設(shè)計。安全是設(shè)計的目的,適用是設(shè)計的功能需求,必須首先滿足;在滿足安全和適用的前提下,應(yīng)根據(jù)具體情況考慮經(jīng)濟(jì)和美觀的要求。公路工程設(shè)計還應(yīng)符合環(huán)保要求,保持公路的可持續(xù)發(fā)展,故提出了有利環(huán)保的原則。1.橋梁設(shè)計的基本原則1.2橋梁總體規(guī)劃劃設(shè)計(1)所設(shè)計的橋橋梁結(jié)構(gòu)在強(qiáng)強(qiáng)度、穩(wěn)定和和耐久性方面面應(yīng)有足夠的的安全儲備。(2)防撞欄桿應(yīng)應(yīng)具有必要的的高度和強(qiáng)度度,人與車流流之間應(yīng)做好好防護(hù)欄,防防止車輛駛?cè)肴肴诵械阑蛞蛞蜃矇臋跅U而而落到橋下。(3)對于交通繁繁忙的橋梁,,應(yīng)安裝好照照明設(shè)施,并并有明確的交交通標(biāo)志,兩兩端引橋的坡坡度不宜太陡陡,以避免發(fā)發(fā)生因車輛碰碰撞等引起的的車禍。1)安全1.2橋梁總體規(guī)劃劃設(shè)計(4)對于修建建在地震區(qū)區(qū)的橋梁,,應(yīng)按抗震震要求采取取防震措施施;對于河河床易變遷遷的河道,,應(yīng)設(shè)置好好導(dǎo)流設(shè)施施,防止橋橋梁基礎(chǔ)的的底部被過過度沖刷;;對于通行行大噸位船船舶的河道道,除按規(guī)規(guī)定加大橋橋孔跨徑外外,必要時時還應(yīng)設(shè)置置防撞構(gòu)筑筑物等。1)安全1.2橋梁總體規(guī)規(guī)劃設(shè)計2)適用(1)橋面寬度度能滿足當(dāng)當(dāng)前以及今今后規(guī)劃年年限內(nèi)的交交通流量((包括行人人通行)。(2)橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)在通過設(shè)設(shè)計荷載時時不出現(xiàn)過過大的變形形和過寬的的裂縫。(3)橋跨結(jié)構(gòu)構(gòu)的下面有有利于泄洪洪、通航((跨河橋))或車輛和和行人的通通行(旱橋橋)。(4)橋梁的兩兩端方便車車輛的進(jìn)入入和疏散,,不致產(chǎn)生生交通堵塞塞現(xiàn)象等。(5)考慮綜合合利用,方方便各種管管線(水、、電、通信信等)的搭搭載。1.2橋梁總體規(guī)規(guī)劃設(shè)計3)經(jīng)濟(jì)(1)橋梁設(shè)計計應(yīng)遵循因因地制宜、、就地取材材和方便施施工的原則則。(2)經(jīng)濟(jì)的橋橋型應(yīng)該是是造價和使使用年限內(nèi)內(nèi)養(yǎng)護(hù)費用用綜合最省省的橋型,,設(shè)計中應(yīng)應(yīng)充分考慮慮維修的方方便和維修修費用最少少,維修時時盡可能不不中斷交通通,或中斷斷交通的時時間最短。(3)選擇的橋橋位應(yīng)是地地質(zhì)、水文文條件好,,橋梁長度度也較短的的地方。(4)橋位應(yīng)考考慮建在能能縮短河道道兩岸的運運距、促進(jìn)進(jìn)該地區(qū)的的經(jīng)濟(jì)發(fā)展展、能產(chǎn)生生最大效益益的地方;;對于過橋橋收費的橋橋梁應(yīng)能吸吸引更多的的車輛通過過,達(dá)到盡盡可能快地地回收投資資的目的。。1.2橋梁總體規(guī)規(guī)劃設(shè)計4)美觀一座橋梁應(yīng)具有優(yōu)美的外形,而且這種外形從任何角度看都應(yīng)該是優(yōu)美的,結(jié)構(gòu)布置必須精練,并在空間上有和諧的比例。橋型應(yīng)與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào),對于城市的橋梁和旅游區(qū)的橋梁,可較多地考慮建筑藝術(shù)上的要求。合理的結(jié)構(gòu)布局和輪廓是美觀的主要因素,結(jié)構(gòu)細(xì)部的美學(xué)處理也十分重要,另外,施工質(zhì)量對橋梁美觀也有重大影響。1.2橋梁總體規(guī)規(guī)劃設(shè)計5)有利環(huán)境橋梁設(shè)計必須考慮環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的要求,包括生態(tài)、水、空氣、噪聲等幾方面。設(shè)計時應(yīng)從橋位選擇、橋跨布置、基礎(chǔ)方案、墩身外形、上部結(jié)構(gòu)施工方法、施工組織設(shè)計等多方面考慮環(huán)境要求,采取必要的工程控制措施,并建立環(huán)境監(jiān)測保護(hù)體系,將不利影響減至最小。1.2橋梁總體規(guī)規(guī)劃設(shè)計橋位勘測與設(shè)計資料的調(diào)查1.1)調(diào)查橋梁的使用要求調(diào)查橋上的交通種類、車輛荷載等級、交通量及其增長率和行人情況,據(jù)此確定荷載設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、車道數(shù)目、行車道寬度及人行道寬度。調(diào)查橋上是否需要通過各種管線(如水管、煤氣管,電力、通信線路等),據(jù)此來確定是否需要在橋上預(yù)留專門的位置。1.2橋梁總體規(guī)規(guī)劃設(shè)計2)選擇橋位進(jìn)行橋梁設(shè)計時首先要確定橋位,按照《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTGB01—2003)的規(guī)定,小橋和涵洞的位置與線形一般應(yīng)符合路線的走向,為滿足水文、線路彎道等要求,根據(jù)實際情況可設(shè)計斜橋和彎橋。對于公路上的特大橋、大橋、中橋的橋位,原則上應(yīng)服從路線走向,一般應(yīng)對橋、路綜合考慮,盡量選擇在河道順直、水流穩(wěn)定、地質(zhì)良好的河段上。1.2橋梁總體規(guī)規(guī)劃設(shè)計測量橋位處的地形、地物,并繪制成平面地形圖,供設(shè)計和施工使用。3)測繪橋位附近的地形圖1.2橋梁總體規(guī)劃設(shè)計計4)調(diào)查地質(zhì)資料根據(jù)橋梁分孔情況確定鉆孔的數(shù)量和位置。對橋位處的地質(zhì)情況必須仔細(xì)探明,包括土的分層高度、物理力學(xué)性能、地下水位及有無不良地質(zhì)現(xiàn)象(如巖石破碎帶、裂隙、溶洞等)等,并將鉆探所得資料繪制成地質(zhì)剖面圖和柱狀圖,作為基礎(chǔ)設(shè)計的依據(jù)。1.2橋梁總體規(guī)劃設(shè)計計5)調(diào)查和收集水文資料(1)河道性質(zhì)。河床床及兩岸的沖刷和和淤積,河道的自自然變遷及人工規(guī)規(guī)劃,是否為季節(jié)節(jié)性河流。(2)測量橋位處的河河床斷面、河床比比降,調(diào)查河槽各各部分的形態(tài)標(biāo)高高和粗糙率,計算算流速、流量等。。通過計算確定設(shè)設(shè)計水位處的平均均流速和流量,結(jié)結(jié)合河道性質(zhì)確定定橋梁的最小總跨跨徑、選擇通航孔孔的位置和墩臺基基礎(chǔ)的形式及埋置置深度。(3)調(diào)查了解洪水位位的多年歷史資料料,通過分析推算算設(shè)計洪水位。(4)向航運管理部門門了解和協(xié)商確定定設(shè)計通航水位和和凈空等。根據(jù)通通航要求與設(shè)計洪洪水位,確定橋梁梁的分孔跨徑與橋橋跨底緣的設(shè)計標(biāo)標(biāo)高。1.2橋梁總體規(guī)劃設(shè)計計有關(guān)氣象資料和地震情況包括氣溫、雨量、風(fēng)速(或臺風(fēng)影響)及有記載的地震資料。6)調(diào)查有關(guān)氣象資料和地震情況1.2橋梁總體規(guī)劃設(shè)計計其他資料包括建材供應(yīng)情況,電力供應(yīng)情況,當(dāng)?shù)剡\輸條件,新建橋位上、下游有無老橋等。7)其他資料1.2橋梁總體規(guī)劃設(shè)計計橋梁設(shè)計程序
1.2.2前期工作1.1)預(yù)可階段預(yù)可階段著重研究建橋的必要性以及宏觀經(jīng)濟(jì)上的合理性。在預(yù)可研究階段形成的預(yù)工程可行性研究報告書(簡稱“預(yù)可報告”)中,應(yīng)從經(jīng)濟(jì)、政治、國防等方面詳細(xì)闡明建橋的理由和工程建設(shè)的必要性及重要性,同時初步探討技術(shù)上的可行性。對于區(qū)域性線路上的橋梁,應(yīng)以建橋地點(渡口等)的車流量調(diào)查及國民經(jīng)濟(jì)逐年增長為立論依據(jù)。1.2橋梁總體規(guī)劃設(shè)計計預(yù)可階段的主要工作作目標(biāo)是解決建設(shè)設(shè)項目的上報立項項問題,因而,應(yīng)應(yīng)在預(yù)可報告中編編制幾個可行的橋橋型方案,并對工工程造價、資金來來源、投資回報等等問題做出初步的的估算和設(shè)想。設(shè)計方將預(yù)可報告交于于業(yè)主后,由業(yè)主主據(jù)此編制項目建建議書,并報上級級主管部門審批。。1.2橋梁總體規(guī)劃設(shè)計計2)工可階段在項目建議書被審批確認(rèn)后,就可著手工可階段的工作。在這一階段,應(yīng)著重研究和制定橋梁的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),并與河道、航運、規(guī)劃等部門共同研究,協(xié)商確定相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。在工可階段應(yīng)提出多個橋型方案,并按原交通部頒布的《公路基本建設(shè)工程投資估算編制辦法》的規(guī)定對估算造價、資金來源和投資回報等問題進(jìn)行基本落實。1.2橋梁總體規(guī)劃設(shè)計計1)初步設(shè)計初步設(shè)計文件應(yīng)根據(jù)批復(fù)的的可行性報告、測測設(shè)合同和初測、、初勘或定測、詳詳勘資料進(jìn)行編制制。初步設(shè)計的目的是確定設(shè)計計方案,應(yīng)通過多多個橋型方案的比比選,推薦最優(yōu)方方案,報上級主管管部門審批。在編編制各個橋型方案案時,應(yīng)提供平、、縱、橫布置圖,,標(biāo)明主要尺寸,,并估算工程數(shù)量量和主要材料數(shù)量量,提出對施工方方案的意見,編制制設(shè)計概算,提供供文字說明和圖表表資料。初步設(shè)計計經(jīng)批復(fù)后,則成成為施工準(zhǔn)備、編編制施工圖設(shè)計文文件和控制建設(shè)項項目投資等的依據(jù)據(jù)。設(shè)計工作2.1.2橋梁總體規(guī)劃設(shè)計計技術(shù)設(shè)計的主要目的是通過科學(xué)試驗、專題研究、加深勘探調(diào)查及分析比較,對選定的橋型方案中重大、復(fù)雜的技術(shù)問題進(jìn)行深入的完善,并提出詳盡的設(shè)計圖紙,包括結(jié)構(gòu)斷面、配筋、細(xì)節(jié)處理、材料清單及工程量等,修正工程概算。2)技術(shù)設(shè)計1.2橋梁總體規(guī)劃設(shè)計計3)施工圖設(shè)計施工圖設(shè)計是在批復(fù)的技術(shù)設(shè)計(三階段設(shè)計時)或初步設(shè)計(兩階段設(shè)計時)文件的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步進(jìn)行具體設(shè)計。此階段工作包括詳細(xì)的結(jié)構(gòu)分析計算,配筋計算,驗算并確保各構(gòu)件強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定和裂縫等各種技術(shù)指標(biāo)滿足規(guī)范要求,繪制施工詳圖,編制施工組織設(shè)計和施工圖預(yù)算。1.2橋梁總體規(guī)劃設(shè)計計橋梁的總體布置1.2橋梁總體規(guī)劃設(shè)計計橋梁縱斷面設(shè)計
1.2.3在進(jìn)行橋梁縱斷面設(shè)設(shè)計時,首先要根根據(jù)河流的水文站站觀測資料、洪水水調(diào)查資料和文獻(xiàn)獻(xiàn)考證資料來確定定水文資料,然后后根據(jù)水文資料來來計算橋位處的設(shè)設(shè)計流量、設(shè)計水水位,最后根據(jù)橋橋位處的設(shè)計流量量和設(shè)計水位(如如果是通航河段還還要考慮通航水位位)來確定橋梁的的總跨徑、橋梁的的分孔、橋梁的高高度、基礎(chǔ)埋置深深度、橋面標(biāo)高和和橋頭引道的縱坡坡等內(nèi)容。1.2橋梁總體規(guī)劃設(shè)計計1)水文站的觀測資料水文站的觀測資料是在一一定時期內(nèi)連續(xù)實實測的資料,它能能較為真實地反映映客觀實際,是水水文分析計算的主主要依據(jù)。但是,,水文站的數(shù)量和和觀測年限總是有有限的,不能滿足足實際工作的需要要,因而不能單純純依靠水文站的觀觀測資料。水文站是進(jìn)行水文測驗的的觀測站,在固定定的測流斷面上,,按國家水文測驗驗規(guī)范的要求,定定時進(jìn)行水位、流流速、流向、流量量、比降、降雨、、蒸發(fā)、泥沙、地地下水位等各項水水文要素的觀測和和資料整編工作。。水文資料1.1.2橋梁總體規(guī)劃設(shè)計計(1)水位觀測。河流流的水位變化反映映河道中水量的增增減。觀測儀器有有水尺(直立式、、傾斜式、矮樁式式)和自記水位計計。水位=水尺讀數(shù)+水尺零點高程(cm)水位觀測需連續(xù)進(jìn)行,,一般可分為一段段制(早8點)、二段制(早早8點、晚8點)、四段制(早早8點、14點、18點、早2點)和多段制。通過設(shè)立比降水尺來觀觀測、計算出兩斷斷面之間的水面比比降。1.2橋梁總體規(guī)劃設(shè)計計一般大、中橋勘測中的的洪水位,可在漲漲水過程、洪峰附附近、落水過程中中各觀測一次,同同時沿水文斷面的的上、下游觀測水水面比降。以水面面差0.1~0.3m來控制觀測總長度度,上游長度占2/3,下游長度占1/3。1.2橋梁總體規(guī)劃設(shè)計計(2)流速測驗。由于水具有黏滯性,因此天然河流過水?dāng)嗝鎯?nèi)的流速分布一般是由河岸向河心逐漸增大,由河底向水面逐漸增大,最大流速一般出現(xiàn)在最大水深處的水面附近。流速測驗常用的方法有流速儀法和浮標(biāo)法。①流速儀測流(只能測得斷面中某一點的流速)。流速儀一般分為旋杯式和旋槳式兩種。檢定公式為(1-1)式中,V為流速(m/s);K為檢定系數(shù);n為回轉(zhuǎn)率(r/s);C為摩論系數(shù);N為測速歷時內(nèi)的總轉(zhuǎn)數(shù)(r);T為測速歷時(s),T≥100s。1.2橋梁總體規(guī)劃設(shè)計計②浮標(biāo)測速(測的是水面某一點的流速)。凡能在水中漂浮的物體均可作為浮標(biāo),在測流河段上投放浮標(biāo),測出河段兩斷面間的距離及浮標(biāo)通過兩斷面所用的時間,即(1-2)1.2橋梁總體規(guī)劃設(shè)計計(3)流量計算。河流流的流量是過水?dāng)鄶嗝婷娣e與斷面平平均流速的乘積,,即Q=ωV。過水?dāng)嗝鎯?nèi)的流速速分布是不均勻的的,而上述流速測測驗的方法也不能能直接利用實測流流速計算斷面的平平均流速。因此,,流量計算需采用用間接的分塊計算方法,即將過水面積劃分分成許多較小的面面積(部分面積)),利用實測流速速計算各個部分面面積的斷面平均流流速和流量,再把把各個部分面積的的流量總和作為全全斷面的流量。1.2橋梁總體規(guī)劃設(shè)計計斷面分塊1.2橋梁總體規(guī)劃設(shè)計計(4)相應(yīng)水位的計算。由于測流過程中水位不斷變化,因此,在觀測各條垂線的流速時水位也各不相同。全斷面流量所對應(yīng)的水位(相應(yīng)水位)需通過計算確定,可按下列方法進(jìn)行。①算術(shù)平均法。在測流過程中,當(dāng)因水位變化引起的過水?dāng)嗝婷娣e的變化不超過5%(平均水深大于1m時)或10%(平均水深小于1m時)時,一般取測流開始和終止時兩次觀測水位的算術(shù)平均值作為相應(yīng)水位。②加權(quán)平均法。在測流過程中,當(dāng)因水位變化引起的過水?dāng)嗝婷娣e的變化超過上述限度時,可按式(1-6)計算相應(yīng)水位。(1-6)1.2橋梁總體規(guī)劃設(shè)計計2)洪水調(diào)查資料洪水調(diào)查應(yīng)深入群眾,細(xì)心心訪問沿岸居民,,查明歷史洪水的的淹沒位置(或歷歷史洪水痕跡)、、發(fā)生的年月和大大小順序。洪水痕痕跡是歷史洪水位位的標(biāo)記,必須保保證一定的可靠性性,應(yīng)由目睹者親親臨現(xiàn)場指示,并并應(yīng)注意波浪及壅壅水的影響,適當(dāng)當(dāng)修正。對于每次次洪水的水位,都都應(yīng)在兩岸上、下下游調(diào)查幾個地點點,最好能由不同同的人在不同的地地點指出,以便相相互核對,并將其其作為確定洪水比比降的依據(jù)。1.2橋梁總體規(guī)劃設(shè)計計對洪水時有無河堤決決口或分洪現(xiàn)象、、洪水漲落及泛濫濫情況、河床及流流域自然條件的歷歷年變化、風(fēng)浪大大小及漂浮物的情情況等,也應(yīng)同時時進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查。。對每個洪水位,,均應(yīng)在現(xiàn)場標(biāo)記記編號,測定位置置和高程,并根據(jù)據(jù)調(diào)查情況進(jìn)行詳詳細(xì)描述,做出可可靠性的評價。由由于洪水時河流水水面的變化對洪水水位有一定的影響響,因此必要時應(yīng)應(yīng)對洪水位加以修修正。洪水痕跡的的判斷方法,各地地都有很多實踐經(jīng)經(jīng)驗可供參考。1.2橋梁總體規(guī)劃設(shè)計計3)文獻(xiàn)考證資料我國很多的歷史文獻(xiàn),,如地方志(省志志、府志、縣志))、河志及其他歷歷史檔案等,都有有洪水和干旱災(zāi)情情的記載。通過對對歷史文獻(xiàn)的考證證,一般可查明近近百年或更長時期期內(nèi)洪水發(fā)生的年年代、次數(shù)和災(zāi)害害情況,為洪水調(diào)調(diào)查提供線索;還還可以獲知豐水年年和枯水年的分布布概況,了解歷年年來河流和村鎮(zhèn)的的變遷。但這些歷歷史文獻(xiàn)都不是專專門記載洪水資料料的,又由于歷史史條件和人為的影影響,可能有被夸夸大、縮小和漏記記的現(xiàn)象。所以,,必須結(jié)合洪水調(diào)調(diào)查,從多方面對對照比較、認(rèn)真分分析,提高資料的的可靠性。歷史文文獻(xiàn)記載多為災(zāi)情情的一般描述,缺缺少洪水?dāng)?shù)量方面面的資料。但是,,可以利用文獻(xiàn)記記載的災(zāi)情嚴(yán)重程程度、災(zāi)區(qū)范圍和和洪水深度等,與與調(diào)查或?qū)崪y的洪洪水泛濫情況進(jìn)行行對比和分析,估估計歷史洪水流量量的數(shù)值范圍或大大小順序,為水文文分析和計算提供供一定的依據(jù)。1.2橋梁總體規(guī)劃設(shè)計計設(shè)計流量、設(shè)計水位、通航水位的確定2.(1)資料的審查①資料的一致性。②資料的代表性。③資料的獨立性。④資料的可靠性。1)有流量觀測資料時1.2橋梁總體規(guī)劃設(shè)計計(2)資料的插補(bǔ)和延長采用水文統(tǒng)計法推算設(shè)計流量時,如果橋位附近水文站的流量觀測資料的觀測年限較短或有缺測年份,則應(yīng)盡量利用上、下游或鄰近流域內(nèi)的水文站觀測資料進(jìn)行插補(bǔ)和延長,一般采用相關(guān)分析法。1.2橋梁總體規(guī)劃設(shè)計計2)缺乏流量觀測資料時(1)形態(tài)斷面的選擇①形態(tài)斷面應(yīng)選在近似于均勻流的河段上。②形態(tài)斷面應(yīng)盡量靠近調(diào)查的歷史洪水位,但距橋位也不宜過遠(yuǎn)。③形態(tài)斷面必須垂直于洪水流向。1.2橋梁總體規(guī)劃設(shè)計計(2)形態(tài)斷面的流速速和流量計算。形形態(tài)斷面的斷面平平均流速可用謝才-滿寧公式計算,即1.2橋梁總體規(guī)劃設(shè)計計計算歷史洪水流量時,,如果調(diào)查的歷史史洪水位不在形態(tài)態(tài)斷面上,則應(yīng)按按洪水比降把歷史史洪水位的高程換換算到形態(tài)斷面上上,再進(jìn)行流量計計算。1.2橋梁總體規(guī)劃設(shè)計計(3)洪水比降的確定定。河流中出現(xiàn)洪洪峰時的水面比降降,稱為洪水比降。由于天然河流的水水流并不完全符合合均勻流的條件,,其水面比降隨水水位而變化,因此此,每次洪水的洪洪水比降各不相同同。河流洪水比降1.2橋梁總體規(guī)劃設(shè)計計洪水比降既可以根據(jù)水文站的觀測資料確定,也可以根據(jù)洪水調(diào)查資料推算。具體方法是:先將調(diào)查所得的歷史洪水位的位置繪制在平面圖上,并把它投影在河流的深泓線上,然后將各個洪水位的高程及其在深泓線上的距離點繪在河床縱斷面圖上,最后利用同一次歷史洪水各水位點的連線計算其對應(yīng)的洪水比降。1.2橋梁總體規(guī)劃設(shè)計計3)設(shè)計洪峰流量的推算選取樣本①繪制經(jīng)驗頻率曲線②繪制理論頻率曲線③計算設(shè)計流量④審查計算結(jié)果⑥(1)對于大、中河流流設(shè)計流量的推算算方法可按下述步步驟進(jìn)行。1.2橋梁總體規(guī)劃設(shè)計計(2)小流域設(shè)計流量的推算方法。一般情況下,面積在100km2以下的流域,稱為小流域。小流域的洪水很少能留下明顯的痕跡,往往又不會引起人們的注意,難以調(diào)查到較為可靠的歷史洪水資料,而且小流域一般都沒有水文站觀測資料。雖然前述推算設(shè)計流量的方法均能適用于小流域,但由于條件不足,實際工作中小流域的流量計算多采用推理公式、徑流簡化公式或經(jīng)驗公式。1.2橋梁總體規(guī)劃設(shè)計計①推理公式②徑流簡化公式經(jīng)驗公式1.2橋梁總體規(guī)劃設(shè)計計4)橋位斷面設(shè)計流量和設(shè)計水位的推算設(shè)計流量往往是利用水文站的觀測資料或洪水調(diào)查資料進(jìn)行推算的,其流量是根據(jù)水文站的測流斷面或橋位附近的形態(tài)斷面計算得到的,因而需要換算到橋位斷面上。當(dāng)水文站測流斷面或形態(tài)斷面距離橋位斷面較近,且流域面積相差不超過5%時,推算的設(shè)計流量可以不必?fù)Q算,而直接作為橋位斷面的設(shè)計流量;如果距離橋位斷面較遠(yuǎn),則應(yīng)進(jìn)行換算。當(dāng)流域面積相差不超過20%時,可按式(1-16)進(jìn)行換算。(1-16)1.2橋梁總體規(guī)劃設(shè)計計當(dāng)流域面積相差超過過20%時,按式(1-16)計算的結(jié)果誤差差較大,因此,應(yīng)應(yīng)結(jié)合實際情況,,經(jīng)多方面分析比比較后確定。橋位斷面的設(shè)計流量確確定以后,還需要要求算橋位斷面的的設(shè)計水位、流速速和過水面積等水水文要素。1.2橋梁總體規(guī)劃設(shè)計計當(dāng)水文站測流斷面或或形態(tài)斷面距離橋橋位斷面較近時,,可以先利用洪水水比降的關(guān)系將測測流斷面或形態(tài)斷斷面中設(shè)計流量所所對應(yīng)的水位換算算成橋位斷面的設(shè)設(shè)計水位;然后,,根據(jù)橋位斷面的的設(shè)計流量和設(shè)計計水位,用形態(tài)法法推算出相應(yīng)的流流速和過水面積。。如果不能利用水水文站或形態(tài)斷面面的資料推算橋位位斷面的設(shè)計水位位,則可以根據(jù)橋橋位斷面的設(shè)計流流量,直接用形態(tài)態(tài)法推算。確定了橋位斷面的設(shè)計計流量和設(shè)計水位位等水文要素以后后,即可進(jìn)行橋孔孔的布置及橋孔長長度的確定。1.2橋梁總體規(guī)劃設(shè)計計橋孔的布置及橋孔長度的確定3.1)一般規(guī)定(1)橋孔設(shè)計必須保保證設(shè)計洪水以內(nèi)內(nèi)的各級洪水和泥泥沙安全通過,并并滿足通航、流冰冰、流木及其他漂漂浮物通過的要求求。(2)橋孔布設(shè)應(yīng)適應(yīng)應(yīng)各類河段的特性性及演變特點,避避免河床產(chǎn)生不利利變形,且做到經(jīng)經(jīng)濟(jì)合理。(3)建橋后引起的橋橋前壅水高度、流流勢變化和河床變變形,應(yīng)在安全允允許范圍之內(nèi)。1.2橋梁總體規(guī)劃設(shè)計計(4)橋孔設(shè)計應(yīng)考慮慮橋位上下游已建建或擬建的水利工工程、航道碼頭和和管線等引起的河河床演變對橋孔的的影響。(5)對橋位河段的天天然河道不宜進(jìn)行行開挖或改移。開開挖、改移河道應(yīng)應(yīng)具有可靠的技術(shù)術(shù)經(jīng)濟(jì)論證。(6)跨越河口、海灣灣及海島之間的橋橋梁,必須保證在在潮汐、海浪、風(fēng)風(fēng)暴潮、海流及海海底泥沙運動等各各種海洋水文條件件影響下能夠正常常使用和滿足通航航的要求。1.2橋梁總體規(guī)劃設(shè)計計2)孔橋的布置(1)橋位河段的水流流圖式。對于緩流流河段,河流的天天然水面寬度為B,橋孔長度為L,正常水深(均勻勻流水深)為h0。由于橋孔對水流流的壓縮,從橋位位上游相當(dāng)遠(yuǎn)處的的斷面①起,水面面就開始壅高,直直到橋位上游的斷斷面②達(dá)到最大壅水高度ΔZ。水流接近橋孔時,,在寬度和深度方方向都急劇收縮而而呈漏斗狀,直到到橋位下游附近的的斷面③水面最窄窄,流速最大,形形成橋位河段的““頸口”,稱為收收縮斷面。收縮斷斷面的下游,水流流又逐漸擴(kuò)散,到到斷面④才恢復(fù)天天然狀態(tài)。并且在在水流收縮段的主主流與河岸之間,,由于水流分離現(xiàn)現(xiàn)象,橋臺上下游游兩側(cè)將形成回水水區(qū)。橋位河段的的河槽縱斷面在壅壅水范圍內(nèi),水流流流速減小,挾沙沙能力降低,泥沙沙沉積。最大壅水水?dāng)嗝娴南掠危髁魉僭龃螅瑨稈渡衬芰訌?qiáng),河河床被沖刷,而且且收縮斷面處的河河床沖刷最嚴(yán)重。。1.2橋梁總體規(guī)劃設(shè)計計橋位河段的水流圖式1.2橋梁總體規(guī)劃設(shè)計計(2)橋孔布置的原則則。根據(jù)我國河流流的特點,把河段段分為峽谷型河段段、穩(wěn)定性河段、、次穩(wěn)定性河段、、變遷性河段、游游蕩性河段、寬灘灘性河段和沖積漫漫流性河段。橋位河段的類型可參照照河段特性并結(jié)合合實際情況判別,,一般應(yīng)在橋位上上游不小于3倍的河河床寬度度、下游游不小于于2倍的河床床寬度的的范圍內(nèi)內(nèi)進(jìn)行觀觀察分析析。對于于彎曲的的河段,,在上游游至少要要包括一一個河灣灣。河段段的穩(wěn)定定性及變變形程度度可用50年左右的的演變過過程作為為衡量標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。由于各類河段段具有不不同的特特性,因因此對橋橋孔布置置也有不不同的要要求,可可結(jié)合橋橋位河段段的實際際情況布布設(shè)橋孔孔。1.2橋梁總體體規(guī)劃設(shè)設(shè)計3)橋孔長度的計算橋孔長度是指指設(shè)計水水位上兩兩橋臺前前緣之間間(埋入入式橋臺臺則為兩兩橋臺護(hù)護(hù)坡坡面面之間))的水面面寬度。。橋孔凈凈長是扣扣除全部部橋墩寬寬度后的的橋孔長長度。橋孔長度的確確定,首首先應(yīng)滿滿足排洪洪和輸沙沙的要求求,保證證設(shè)計洪洪水及其其所挾帶帶的泥沙沙可以從從橋下順順利通過過,并應(yīng)應(yīng)綜合考考慮橋孔孔長度、、橋前壅壅水和橋橋下沖刷刷的相互互影響。。橋孔長長度的計計算多采采用經(jīng)驗驗公式。。對于峽峽谷河段段,可按按河床地地形布孔孔,不宜宜壓縮河河槽,可可不作橋橋孔最小小凈長度度的計算算。對于于其他類類型的河河段,推推薦用下下述經(jīng)驗驗公式計計算橋孔孔最小凈凈長度Lj。1.2橋梁總體體規(guī)劃設(shè)設(shè)計(1)開闊、順直微彎、分岔、彎曲河段及灘、槽可分的穩(wěn)定、次穩(wěn)定、不穩(wěn)定河段,宜按式(1-17)計算橋孔最小凈長度。(1-17)式中,Lj為橋孔最小凈長度(m);QP為設(shè)計流量(m3/s);Qc為河槽流量(m3/s);Bc為河槽寬度(m);Kq,n為系數(shù)和指數(shù),按表1-2采用。1.2橋梁總體體規(guī)劃設(shè)設(shè)計(2)寬灘河段,宜按式(1-18)計算橋孔最小凈長度。(1-18)式中,β為水流壓縮系數(shù);c為河槽平均單寬流量(m3/s);Qt為河灘流量(m3/s)。1.2橋梁總體體規(guī)劃設(shè)設(shè)計(3)灘、槽難分的不穩(wěn)定河段,宜按式(1-19)計算橋孔最小凈長度。
(1-19)式中,B0為基本河槽寬度(m);為年最大流量平均值(m3/s);為河床泥沙平均粒徑(m);CP為洪水頻率系數(shù);Q2%為頻率是2%的洪水流量(m3/s)。1.2橋梁總體體規(guī)劃設(shè)設(shè)計4)橋梁分孔橋梁總跨徑確確定以后后,還需需進(jìn)一步步進(jìn)行分分孔布置置,要根根據(jù)通航航要求,,地形、、地質(zhì)情情況以及及技術(shù)經(jīng)經(jīng)濟(jì)和美美觀等方方面綜合合確定。對于一座較長長的橋梁梁,應(yīng)當(dāng)當(dāng)分成幾幾孔,各各孔的跨跨徑應(yīng)當(dāng)當(dāng)多大,,這些不不僅影響響到使用用效果、、施工難難易等,,而且在在很大程程度上關(guān)關(guān)系到橋橋梁的總總造價。。跨徑越越大、孔孔數(shù)越少少,上部部結(jié)構(gòu)的的造價就就越高,,墩臺的的造價就就越低;;反之,,則上部部結(jié)構(gòu)的的造價就就越低,,而墩臺臺的造價價就越高高。這與與橋墩的的高度及及基礎(chǔ)工工程的難難易程度度密切相相關(guān)。最最經(jīng)濟(jì)的的分孔方方式就是是使上、、下部結(jié)結(jié)構(gòu)的總總造價趨趨于最低低。1.2橋梁總體體規(guī)劃設(shè)設(shè)計對于通航河流流,在分分孔時首首先應(yīng)考考慮橋下下通航的的要求。。橋梁的的通航孔孔應(yīng)布置置在航行行最方便便的河域域。對于于變遷性性河流,,鑒于航航道位置置可能發(fā)發(fā)生變化化,就需需要多設(shè)設(shè)幾個通通航孔。在山區(qū)的深深谷中,,在水深深流急的的江河上上,或需需要在水水庫上建建橋時,,為了減減少中間間橋墩,,應(yīng)加大大跨徑。。若條件件允許,,可采用用特大跨跨徑單孔孔跨越。。在布置置橋孔時時,有時時為了避避開不利利的地質(zhì)質(zhì)段(如如巖石破破碎帶、、裂隙、、溶洞等等),也也要將橋橋基位置置移開,,或適當(dāng)當(dāng)加大跨跨徑。1.2橋梁總體體規(guī)劃設(shè)設(shè)計在有些結(jié)構(gòu)構(gòu)體系中中,為了了保證結(jié)結(jié)構(gòu)受力力合理和和用材經(jīng)經(jīng)濟(jì),分分跨布置置時要考考慮合理理的跨徑徑比例。??鐝降倪x擇還還與施工工能力有有關(guān),有有時選用用較大跨跨徑雖然然在經(jīng)濟(jì)濟(jì)上是合合理的,,但限于于當(dāng)時的的施工技技術(shù)能力力和設(shè)備備條件,,也不得得不將跨跨徑減小小。對于于大橋施施工,基基礎(chǔ)工程程往往對對工期起起控制作作用,在在此種情情況下,,從縮短短工期出出發(fā),就就應(yīng)減少少基礎(chǔ)數(shù)數(shù)量而修修建較大大跨徑的的橋梁。。1.2橋梁總體體規(guī)劃設(shè)設(shè)計橋面中心最低標(biāo)高的計算4.1)對于不通航河流(1)按設(shè)計水位計算橋面中心的最低標(biāo)高。(2)按設(shè)計最高流冰水位計算橋面中心的最低標(biāo)高(北方寒冷地區(qū))。1.2橋梁總體體規(guī)劃設(shè)設(shè)計2)對于通航河流橋面中心的最低標(biāo)高1.2橋梁總體體規(guī)劃設(shè)設(shè)計通航河流的橋面設(shè)計標(biāo)高除應(yīng)滿足不通航河流的要求外,同時還應(yīng)滿足式(1-22)的要求。(1-22)式中,Htn為設(shè)計最高通航水位(m);HM為通航凈空高度(m)。1.2橋梁總體體規(guī)劃設(shè)設(shè)計3)各種水面升高值的確定(1)橋前最大壅水高度ΔZ和橋下最大壅水高度ΔZ′。一般取ΔZ′=ΔZ/2;對于山區(qū)和半山區(qū)河流,常取ΔZ′=ΔZ;對于平原河流,常取ΔZ′=0。(2)波浪高度hL。計算橋面標(biāo)高時,通常計2hL/3。(3)河彎兩岸水位高差ΔH。1.2橋梁總體體規(guī)劃設(shè)設(shè)計4)橋梁標(biāo)高的確定對于跨河橋梁梁,橋道道的標(biāo)高高應(yīng)滿足足橋下排排洪和通通航的需需要;對對于跨線線橋,則則應(yīng)確保保橋下能能夠安全全行車。。在平原原區(qū)建橋橋時,橋橋道標(biāo)高高的抬高高往往隨隨著橋頭頭引道路路堤土方方量增加加而顯著著增加。。在修建建城市橋橋梁時,,橋高了了會使兩兩端的引引道延伸伸得很長長而影響響市容,,或者因因需要設(shè)設(shè)置立體體交叉或或高架棧棧橋而導(dǎo)導(dǎo)致造價價增加。。因此,,必須根根據(jù)設(shè)計計洪水位位、橋下下通航((或通車車)凈空空等要求求,結(jié)合合橋型、、跨徑等等綜合確確定合理理的橋道道標(biāo)高。。1.2橋梁總體體規(guī)劃設(shè)設(shè)計《公路橋橋涵設(shè)設(shè)計通通用規(guī)規(guī)范》(JTGD60—2004)規(guī)定定:橋橋下凈凈空應(yīng)應(yīng)根據(jù)據(jù)計算算水位位(設(shè)設(shè)計水水位計計入壅壅水、、浪高高等))或最最高流流冰水水位加加安全全高度度確定定。當(dāng)河流有有形成成流冰冰阻塞塞的危危險或或有漂漂浮物物通過過時,,應(yīng)按按實際際調(diào)查查的數(shù)數(shù)據(jù),,在計計算水水位的的基礎(chǔ)礎(chǔ)上結(jié)結(jié)合當(dāng)當(dāng)?shù)鼐呔唧w情情況留留出一一定富富余量量,作作為確確定橋橋下凈凈空的的依據(jù)據(jù)。對對于有有淤積積的河河流,,橋下下凈空空應(yīng)適適當(dāng)增增加。。1.2橋梁總總體規(guī)規(guī)劃設(shè)設(shè)計在不通航航或無無流放放木筏筏河流流上及及通航航河流流的不不通航航橋孔孔內(nèi),橋橋下凈凈空安全值值不應(yīng)應(yīng)小于于表1-3的規(guī)定定。梁橋縱斷面(尺寸單位:m)1.2橋梁總總體規(guī)規(guī)劃設(shè)設(shè)計橋道標(biāo)高高確定定后,,就可可根據(jù)據(jù)兩端端橋頭頭的地地形和和線路路要求求來設(shè)設(shè)計橋橋梁的的縱斷斷面線線形。。一般般小橋橋通常常做成成平坡坡橋。。對于于大、、中橋橋梁,,為了了利于于橋面面排水水和降降低引引道路路堤的的高度度,往往往設(shè)設(shè)置從從中間間向兩兩端傾傾斜的的雙向向縱坡坡。橋橋上縱縱坡不不大于于4%;橋橋頭引引道縱縱坡不不宜大大于5%。對對位于于市鎮(zhèn)鎮(zhèn)混合合交通通繁忙忙處的的橋梁梁,橋橋上縱縱坡和和橋頭頭引道道縱坡坡均不不得大大于3%。在在橋上上或引引道處處縱坡坡發(fā)生生變化化的地地方均均應(yīng)按按規(guī)定定設(shè)置置豎曲曲線。橋頭錐體及及橋臺臺臺后后5~10m長度內(nèi)內(nèi)的引引道可可用砂砂性土土等材材料填填筑。。在非非嚴(yán)寒寒地區(qū)區(qū),當(dāng)當(dāng)無透透水性性土?xí)r時,可可就地地取土土經(jīng)處處理后后填筑筑。橋橋臺側(cè)側(cè)墻后后端深深入錐錐坡頂頂點以以內(nèi)的的長度度均不不應(yīng)小小于0.75m。橋上及橋頭引道的縱坡5.1.2橋梁總總體規(guī)規(guī)劃設(shè)設(shè)計無鉸拱的的拱腳腳允許許被洪洪水淹淹沒,,但淹淹沒深深度不不宜超超過拱拱圈高高度的的2/3,且拱拱頂?shù)椎酌鎽?yīng)應(yīng)高出出計算算水位位1.0m,拱腳腳的起起拱線線應(yīng)高高出最最高流流冰面面不小小于0.25m。在不通航航和無無流筏筏的水水庫區(qū)區(qū)域內(nèi)內(nèi),梁梁底面面或拱拱頂?shù)椎酌骐x離開水水面的的高度度不應(yīng)應(yīng)小于于計算算浪高高的0.75倍加上上0.25m。在通航河河流上上,必必須設(shè)設(shè)置一一孔或或幾孔孔以保保證橋橋下有有足夠夠通航航凈空空的通通航孔孔。通通航孔孔的最最小凈凈空尺尺寸按按《內(nèi)河通通航標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50139——2014)來確確定。對于跨越鐵鐵路或或公路路的橋橋梁,,應(yīng)滿滿足相相應(yīng)的的鐵路路或公公路的的建筑筑界限限規(guī)定定。1.2橋梁總總體規(guī)規(guī)劃設(shè)設(shè)計橋梁墩臺的的沖刷刷,除除有河河床自自然演演變沖沖刷外外,還還有橋橋孔壓壓縮水水流和和墩臺臺阻水水所引引起的的沖刷刷變形形。橋橋長、、壅水水和橋橋下沖沖刷是是相互互影響響的整整體。。自然然界中中的一一切物物質(zhì)運運動都都不是是孤立立進(jìn)行行的,,洪水水現(xiàn)象象更是是如此此,對對整體體問題題采用用整體體解決決,無無疑是是更為為合理理的,,也是是發(fā)展展的方方向。。目前前,我我國尚尚未掌掌握三三者整整體水水力模模型試試驗和和實橋橋觀測測資料料,因因而難難以制制定整整體的的水力力計算算方法法,只只能將將這個個復(fù)雜雜的沖沖刷過過程在在給出出特定定條件件的前前提下下,分分解為為河床床自然然演變變沖刷刷、橋橋下一一般沖沖刷和和橋墩墩局部部沖刷刷三個個獨立立部分分,并并假定定這三三部分分沖刷刷依次次進(jìn)行行,先先分別別計算算,再再進(jìn)行行疊加加,作作為橋橋梁墩墩臺的的最大大沖刷刷深度度,據(jù)據(jù)以確確定墩墩臺基基礎(chǔ)的的埋置置深度度。橋梁墩臺基底標(biāo)高的確定6.1.2橋梁總總體規(guī)規(guī)劃設(shè)設(shè)計無鉸拱的的拱腳腳允許許被洪洪水淹淹沒,,但淹淹沒深深度不不宜超超過拱拱圈高高度的的2/3,且拱拱頂?shù)椎酌鎽?yīng)應(yīng)高出出計算算水位位1.0m,拱腳腳的起起拱線線應(yīng)高高出最最高流流冰面面不小小于0.25m。在不通航航和無無流筏筏的水水庫區(qū)區(qū)域內(nèi)內(nèi),梁梁底面面或拱拱頂?shù)椎酌骐x離開水水面的的高度度不應(yīng)應(yīng)小于于計算算浪高高的0.75倍加上上0.25m。在通航河河流上上,必必須設(shè)設(shè)置一一孔或或幾孔孔以保保證橋橋下有有足夠夠通航航凈空空的通通航孔孔。通通航孔孔的最最小凈凈空尺尺寸按按《內(nèi)河通通航標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50139——2014)來確確定。對于跨越鐵鐵路或或公路路的橋橋梁,,應(yīng)滿滿足相相應(yīng)的的鐵路路或公公路的的建筑筑界限限規(guī)定定。1.2橋梁總總體規(guī)規(guī)劃設(shè)設(shè)計1)橋下一般沖刷一般沖沖刷是指河河上建建橋后后,由由于橋橋梁壓壓縮水水流,,致使使橋孔孔上游游的水水流急急劇集集中流流入橋橋孔,,橋下下流速速梯度度很大大,床床面切切應(yīng)力力劇增增,引引起強(qiáng)強(qiáng)烈的的泥沙沙運動動,床床面發(fā)發(fā)生明明顯沖沖刷。。隨著著沖刷刷的發(fā)發(fā)展,,橋下下河床床加深深,橋橋下過過水面面積加加大,,流速速逐漸漸下降降,待待達(dá)到到新的的輸沙沙平衡衡狀態(tài)態(tài),或或橋下下流速速降低低到等等于沖沖止流流速時時沖刷刷停止止。橋下河槽槽的一一般沖沖刷是是指建建橋后后壓縮縮水流流在橋橋下河河床斷斷面內(nèi)內(nèi)發(fā)生生的沖沖刷。。一般般沖刷刷深度度是指指橋下下河床床在一一般沖沖刷完完成后后從設(shè)設(shè)計水水位算算起的的某一一垂線線水深深。1.2橋梁總總體規(guī)規(guī)劃設(shè)設(shè)計(1)非黏性土河床。①河槽部分。a.64-2公式。1.2橋梁總總體規(guī)規(guī)劃設(shè)設(shè)計b.64-1公式。1.2橋梁總總體規(guī)規(guī)劃設(shè)設(shè)計②河灘部分。1.2橋梁總總體規(guī)規(guī)劃設(shè)設(shè)計(2)黏性土河床。①河槽部分②河灘部分。1.2橋梁總總體規(guī)規(guī)劃設(shè)設(shè)計2)橋墩局部沖刷1.2橋梁總總體規(guī)規(guī)劃設(shè)設(shè)計橋墩處的螺旋形旋渦1.2橋梁總總體規(guī)規(guī)劃設(shè)設(shè)計(1)非黏性土河床。①65-2公式。1.2橋梁總總體規(guī)規(guī)劃設(shè)設(shè)計②65-1修正式。1.2橋梁總總體規(guī)規(guī)劃設(shè)設(shè)計(2)黏性土河床。1.2橋梁總總體規(guī)規(guī)劃設(shè)設(shè)計(3)一般沖刷后墩前行近流速。①當(dāng)采用64-2簡化式計算一般沖刷深度時的計算公式為②當(dāng)采用64-1修正式計算一般沖刷深度時的計算公式為1.2橋梁總總體規(guī)規(guī)劃設(shè)設(shè)計3)墩臺基底最小埋置深度的計算(1)墩臺基底最小埋置深度。在確定橋梁墩臺基礎(chǔ)埋置深度時,應(yīng)根據(jù)橋位河段的具體情況取河床自然演變沖刷、一般沖刷和局部沖刷的不利組合,作為確定墩臺基礎(chǔ)埋深的依據(jù)。計算公式見式(1-37)。
(1-37)1.2橋梁總總體規(guī)規(guī)劃設(shè)設(shè)計橋墩各類沖刷及基底高程關(guān)系1.2橋梁總總體規(guī)規(guī)劃設(shè)設(shè)計(2)計算算說明明。①64-1公式及及64-2公式中中的有有關(guān)參參數(shù)已已經(jīng)包包含了了部分分河床床自然然演變變沖刷刷,故故式((1-37)中的的Δh只應(yīng)考慮慮未計計及的的其他他沖刷刷深度度,如如河流流發(fā)育育成長長性變變形和和其他他沖刷刷深度度。②對穩(wěn)定定性河河段,,當(dāng)河河槽不不可能能擴(kuò)寬寬至全全橋時時,灘灘、槽槽部分分的墩墩臺可可取不不同的的最低低沖刷刷線高高程。③對有邊邊灘下下移或或深槽槽擺動動的河河段,,應(yīng)按按擺動動范圍圍內(nèi)的的最大大水深深計算算沖刷刷深度度;全全橋用用同一一最低低沖刷刷線;;穩(wěn)定定的河河灘部部分,,其墩墩臺也也可采采用另另一相相同的的最低低沖刷刷線。。1.2橋梁總體規(guī)規(guī)劃設(shè)計④對河灘不穩(wěn)穩(wěn)定的河段段,且河槽槽可擴(kuò)寬時時,灘、槽槽內(nèi)的墩臺臺應(yīng)采用同同一最低沖沖刷線,按按河槽最大大水深計算算沖刷深度度。⑤最低沖刷線線高程確定定后,可按按實際情況況和《公路工程水水文勘測設(shè)設(shè)計規(guī)范》(JTGC30—2002)的要求,,選定基礎(chǔ)礎(chǔ)底面最低低埋置深度度或基礎(chǔ)底底面的埋置置高程。⑥位于河槽的的橋臺,當(dāng)當(dāng)其最大沖沖刷深度小小于橋墩總總沖刷深度度時,橋臺臺基底的埋埋深應(yīng)與橋橋墩基底高高程相同;;當(dāng)橋臺位位于河灘時時,對河槽槽擺動的不不穩(wěn)定河流流,橋臺基基底高程應(yīng)應(yīng)與橋墩相相同;在穩(wěn)穩(wěn)定河流上上,橋臺基基底高程可可按照橋臺臺沖刷計算算結(jié)果確定定。1.2橋梁總體規(guī)規(guī)劃設(shè)計⑦當(dāng)確定橋臺臺錐體護(hù)坡坡基腳的埋埋置深度時時應(yīng)考慮沖沖刷的影響響。當(dāng)位于于穩(wěn)定、次次穩(wěn)定河段段的河灘上上時,基腳腳底面應(yīng)在在一般沖刷刷線以下至至少0.50m;當(dāng)橋臺位位于不穩(wěn)定定河流的河河灘上時,,基腳底面面應(yīng)在一般般沖刷線以以下至少1m。1.2橋梁總體規(guī)規(guī)劃設(shè)計⑧河床自然演演變沖刷應(yīng)應(yīng)選擇最不不利的枯水水?dāng)嗝孀鳛闉闃蛳乱话惆銢_刷的計計算斷面。。一般沖刷刷642簡化式、641修正式,局局部沖刷65-2式、65-1修正式均適適用于非黏黏性土河床床,《公路工程水水文勘測設(shè)設(shè)計規(guī)范》(JTGC30—2002)條文中所所述的一般般沖刷和局局部沖刷的的不利組合合是指一般般沖刷計算算的兩種公公式分別和和局部沖刷刷計算的兩兩種公式的的四種組合合,取其中中一種不利利組合再與與河床自然然演變沖刷刷疊加,作作為確定墩墩臺基礎(chǔ)埋埋深的依據(jù)據(jù)。⑨為減少橋梁梁水毀,對對于非巖石石河床墩臺臺基礎(chǔ)埋深深安全值,,在無沖刷刷時,一般般橋梁下不不小于1.5m;特殊大橋橋下不小于于2.0m。1.2橋梁總體規(guī)規(guī)劃設(shè)計橋梁橫斷面設(shè)計,主要是確定橋面凈空和橋跨結(jié)構(gòu)橫斷面的布置。橋面寬度取決于行車和行人的交通需要。橋梁橫斷面設(shè)計及平面布置
1.2.4橋梁橫斷面設(shè)計1.1.2橋梁總體規(guī)規(guī)劃設(shè)計為了保證車輛和和行人的安安全通過,,應(yīng)在橋面面以上垂直直
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