桥梁下部结构设计图文详解

一、桥涵水文基础知识

跨水域桥梁，满足洪水宣泄要求。桥梁基本尺寸，包括桥孔长度、桥面标高、基础埋深等的确定，必须考虑设计使用年限内可能发生的最大洪水，包括其流量、流速及水位等因素。

1 大、中桥设计流量推算

设计流量的推算，要按《公路工程水文勘测设计规范》的要求，根据所掌握的资料情况，选择适当的计算方法。对于大、中河流，具有足够的实测流量资料时，主要采用水文统计法。而缺乏实测流量资料时，则多采用间接方法或经验公式计算。

计算时要注意水文断面与桥位的关系，正确推算桥位处的设计流量和设计水位。

2小桥涵设计流量推算

桥涵一般都缺乏观测资料。因此相关部门制定了各种小流域流量计算公式和相应的图表作参考，设计时，应以多种计算方法予以比较。

常用的方法：形态调查法、暴雨推理法和直接类比法。

暴雨推理公式是直接根据设计规定频率P推求出对应的洪峰流量Qp,此方法计算出的Qp即是拟建小桥涵处设计流量。

形态调查法和直接类比法仅推出了形态断面处或原有小桥涵位处的流量Q‘p 故须向拟建小桥涵位处折算成设计洪峰流量Qp。

在条件许可情况下,宜用几种方法计算互相核对比较,并通过加强调查研究、积累资料、进行科学实验,找出适合本地区的计算方法,结合实际情况确定计算公式和有关的参数。

3 桥位选择的一般规定

（1）调查和勘测。对复杂的大桥、特大桥应进行物探和钻探；考虑现状,征求有关部门的意见,经全面分析认证,确定推荐方案。

（2）在整体布局上与铁路、水力、航运、城建等方面规划互相协调配合；保护文物、环境和军事设施等；照顾群众利益,少占良田,少拆迁。

（3）高速公路、一级公路的特大、大、中桥桥位线形应符合路线布设要求。原则上应服从路线走向；桥、路综合考虑；注意位于弯、坡、斜处的桥梁设计和施工的难度。

（4）对水文、工程地质和技术复杂的特大桥位、应在已定路线大方向的前提下、根据河流的形态特征、水文、工程地质、通航要求和施工条件以及地方工农业发展规划等,在较大范围内作全面的技术、经济比较确定。

（5）跨河位置、布孔方案等应征求水利、航运等部门的意见。

4桥孔长度和桥孔布设

桥孔长度的确定，应满足排洪和输沙的要求，并从安全和经济两方面考虑，同时应综合考虑桥孔长度、桥前壅水和桥下冲刷的相互影响。

桥孔布设应与天然河流断面流量分配相适应。

河流中泓线（河道中各横断面水流最大流速点的连线）上不宜布设桥墩。

5桥面标咼

桥面设计标高和引道路堤设计标高要综合考虑桥面纵向坡度、排水和两岸路线接线标高等因素后分别确定，要求要高于或等于由水力水文计算所确立的桥面中心最低标咼和引道路堤最低设计标咼。

6桥下冲刷

冲刷计算的目的是确定桥下最大冲刷深度，确定桥梁基础最浅埋深。

桥梁墩台冲刷包括河床自然演变冲刷、一般冲刷和局部冲刷三部分。在确定基础埋深时，应根据桥位河段情况，取其不利组合作为基础埋深的依据。

桥墩局部冲刷示意图

•板桥

1）实心板

特点：形状简单、施工方便、建筑高

度小、结构整体刚度大;

不经济、自重大

适用：小跨度桥梁

跨径<8m 梁高0.16-0.36m

2）空心板

特点：较实心板复杂、建筑高

度小、结构整体刚度大;

板内需配制钢筋

适用：小跨度桥梁

跨径6-13m,梁高0.4-0.8m

预应力：跨径13-20m,梁高0.4-0.85m

(b)

2)

(d)

-肋梁桥

特点：制作简单，整体性好，接头方便；

截面形状不稳定，运输安装复杂,

对受力不利

跨径8-20m,预应力跨径25-50m

•箱型梁桥

特点：抗弯惯矩大、抗扭刚度大、受

力比较均匀、施工或者运输时

稳定性好

适用：大跨度桥梁

(a)双箱单宝

(b)单猫敌c多〉皇

按静力体系分

*简支梁桥构造简单：最易设计为各种标准跨径的装配式结构;

受力简单：梁中只有正弯矩，适用T形截面，体系温度变化、混凝土收缩徐变、张拉预应力等均不会在梁中产生附加内力；

静定结构：结构内力不受地基变形的影响，对基础要求低

施工方便：工序少，架设方便，在多孔简支梁桥中，由于各跨构造和尺寸划一，因此可简化施工管理工作，降低施工费用

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图简支梁桥受力简图

受力特点：相邻桥孔各自单独受力

适用：地基较差的桥址上

*连续梁桥

超静定结构：基础不均匀沉降造成附加应力产生，对基础要求高受力：节点负弯矩的产生，减小跨中正弯矩，减少跨中建筑高度结构：刚度大，变形小，动力性能号，挠度小

•悬臂梁桥

静定结构：基础不均匀沉降不会造成附加应力产生

受力：悬臂梁端负弯矩的产生，减小跨中正弯矩，减少跨中建筑高度

_________

(b)

、简支板桥的构造

1整体式简支板桥的构造

整体式简支板桥一般均采用等厚度板，它具有整体性能好，横向刚度大，而且易于浇筑各种形状的优点，常用于跨径4-8m或外形不规则的桥梁，常采用整体现浇的施工方法。

整体式简支板桥的跨径通常与板宽相差不大，在车辆荷载作用下处于双向受力状态。荷载位于桥中线时，板内产生正弯矩，荷载位于板两边时，板内可能产生负弯矩。针对这些受力特点，除了配置纵向受力钢筋，板内还设置垂直于主钢筋的横向分布钢筋，在板的顶部配置适当的横向钢筋。

在板中间的2/3范围内按计算需要量进行配筋，在两侧各1/6的范围内应比中

间的计算需要量增加15% 主筋直径＞iomm间距＜20cm，在整体式板的主拉应力下，按计算不需要设置弯起钢筋，但习惯上仍然将一部分主钢筋弯起。通过支点的不弯起钢筋，每米板宽内不少于3根，截面积不少于主筋的1/4，弯起钢筋的弯起角度为30°或45°，弯起的位置为1/6-1/4跨径处。与板边缘间的净距应小于3cm