桥梁总体规划与设计程序

1．2 桥梁总体规划与设计程序

1．2．1 桥梁的总体规划(master plan of bridge)

1．桥梁设计基本原则

桥梁设计中应遵循下列基本原则。

⑴安全

所设计的桥梁结构，在制造、运输、安装和使用过程中应有足够的强度、刚度、稳定和耐久性，并有安全储备。根据桥上交通和行人情况，桥面应考虑设置人行道（或安全带）、缘石、护栏、栏杆等设备，以保证行人和行车安全。桥上还应设有照明设施，引桥纵坡不宜过陡，地震区桥梁，应按抗震要求采取防震措施。

⑵适用

桥梁宽度应能满足车辆和人群的交通流量要求，并应满足今后规划年限内交通量增长的需要。桥下应满足泄洪、通航（跨河桥）或通车（旱桥）等要求。桥梁两端方便车辆进出，以防止出现交通堵塞。此外，还要便于今后检查和维修。

⑶经济

在桥梁设计中，经济性一般是首要考虑的因素。桥梁设计应遵循因地制宜、就地取材和方便施工的原则，综合考虑发展远景和将来的养护维修，使其造价和养护费用综合最省。

⑷美观

一座桥梁，尤其是城市桥梁和游览地区的桥梁，应具有优美的外形，结构布置精炼，空间比例和谐，与周围环境相协调。合理的结构布局和轮廓是美观的主要因素，此外，施工质量也会影响桥梁美观性。

此外，桥梁设计应积极采用新结构、新材料、新工艺和新设备，学习和利用国际上最新科学技术成就，以利于提高我国桥梁建设水平，赶上和超过世界先进水平。

2．野外勘测与调查研究

一座桥梁的规划设计涉及的因素很多，必须充分的调查研究，收集以下的资料，从客观实际出发，提出合理的设计建议及计划任务书。

⑴调查研究桥梁交通要求

对于公路或城市桥梁，需要调查研究桥上交通种类及其要求，如汽车荷载等级、实际交通量和增长率，需要的车道数目或行车道宽度，以及人行道的要求等等。

⑵选择桥位

各级公路上的小桥及其与公路的衔接，一般应符合路线布设的要求，桥中线与洪水流向应尽量正交。各级公路上的特大、大、中桥的桥位，原则上应服从路线上的总方向，路桥综合考虑。对于特大、大、中桥一般选择2～5个可能的桥位，对每个可能桥位进行相应的调查、勘测工作，包括搜集洪水、地形和地质资料；实地调查历史洪水位；作必要的地形、地貌和地质等测绘工作。经综合分析比较，选择出最合理的桥位。

⑶桥位的详细勘测和调查

对确定的桥位要进一步搜集资料，为设计和施工提供可靠依据。这时的勘测和调查工作包括绘制桥位附近大比例地形图、桥位地质钻探并绘制地质剖面图、实地水文勘测调查等。为使地质资料更接近实际，宜将钻孔布置在拟定的桥孔方案墩台附近。

⑷调查其他有关情况

调查了解地震资料、当地建筑材料来源及供应情况、运输条件、是否需要拆迁建筑物或

占用农田、桥上是否需要铺设电缆或各种管线等。

3．桥梁纵、横断面设计和平面布置

⑴桥梁纵断面设计(vertical-sectional design of bridge)

桥梁纵断面设计包括桥梁总跨径的确定、桥梁分孔、确定桥面标高和桥下净空、桥梁纵坡及基础埋置深度等。

1）桥梁总跨径的确定。桥梁总跨径一般根据水文计算确定。桥梁墩台和桥头路堤压缩河床，使桥下过水断面减少，流速增大，引起河床冲刷和桥上游壅水，因此，桥梁总跨径必须保证桥下有足够的排洪面积，河床不产生过大的冲刷，并注意壅水可能淹没耕地和建筑物等危害。此外，尚应注意河床地形，不宜过分压缩河道、改变水流的天然状态。

2）桥梁分孔。桥梁总跨径确定后，下一步是分孔布置，解决一座桥分成几孔和各孔的跨径多大的问题。桥梁分孔是一个较复杂的问题，需因时因地制宜，综合比较后确定。对于通航河流，首先根据通航净空要求，确定通航孔跨径，并布置在稳定的主河槽位置，对于变迁性河流，还需加设通航孔；桥基位置尽量避开复杂的地质和地形区段；分孔布置还要考虑上部结构采用的结构体系类型，有些结构体系各桥孔的跨径应有合宜的比例，以保证结构受力合理；要考虑基础施工因素，若基础施工困难，航运繁忙，则宜加大孔径；从经济上考虑，一般来说，采用大跨度时上部结构造价大，而下部结构造价则比小跨度时小。在满足通航前提下，通过经济技术比较，最后确定分孔布置。

跨径选择还与施工能力有关，有时选用较大跨径虽然在技术上和经济上是合理的，但由于缺乏足够的施工技术能力和机械设备，也不得不改用较小跨径。

此外，要注意确定桥梁孔径时应考虑桥位上下游已建或拟建桥涵和水工建筑物的状况及其对河床演变的影响。

3）桥面标高的确定。桥面标高的确定主要考虑三个因素：路线纵断面设计要求、排洪要求和通航要求。对于中、小桥梁，桥面标高一般由路线纵断面设计确定；对于跨河桥，为保证结构不受毁坏，桥梁主体结构必须比计算水位（设计水位计入壅水、浪高等）或最高流冰水位高出一定距离，满足«公路桥涵设计通用规范»(JTG D60—2004) (以下简称«桥规»（JTG D60）)对非通航河流桥下净空的要求（见表 1.6）；对于通航河流，通航孔还必须满足通航净空要求，通航净空尺寸按«内河通航标准»（GBJ139-90）确定；对于跨越铁路或公路的桥梁，应满足相应的铁路或公路的建筑界限规定。

表1.6 非通航河流桥下净空

桥梁的部位 高出计算水位(m) 高出最高流冰面（m）

梁 底 0.5 0.75

支座垫石顶面 0.25 0.5

拱 脚 0.25 0.25 注：无铰拱的拱脚可被设计洪水淹没，但不宜超过拱圈高度的 2/3，且拱顶底面至计算水位的净高不得小于1.0 m。

4）桥梁纵坡布置。桥梁标高确定后，就可根据两端桥头的地形和线路要求来设计桥梁的纵断面线形。按照«公路工程技术标准»（JTG B01-2003）规定，公路桥梁的桥上纵坡不宜大于4%，桥头引道纵坡不宜大于5%；位于市镇混合交通繁忙处，桥上纵坡和桥头引道纵坡均不得大于3%，桥头两端引道线型应与桥上线形相配合。

⑵桥梁横断面设计(cross-sectional design of bridge)

桥梁横断面的设计，主要是决定桥面的宽度和桥跨结构横截面的布置。桥面宽度由行车和行人的交通需要决定。桥面净空应符合«桥规»(JTG D60)第3.3.1条公路建筑限界的规定，在规定的限界内，不得有任何结构部件等侵入。在选择车道宽度、中间带宽度和路肩宽度及其一般值和最小值时，应首先考虑与桥梁相连的公路路段的路基宽度，保持桥面净宽与路肩