1.2. 桥梁设计原则及设计(姚)解析

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4.美丽的桥梁应以其个性对人们产生积极的影响。 美和伦理本是相通的,美的环境将直接陶冶人 们的情操,大自然的美,人为环境的美,对人 们身心健康是必需的。
与环境协调的桥梁
与环境协调的桥梁
与环境协调的桥梁
与环 境协 调的 桥梁
桥 梁 对 环 境 的 破 坏
桥 梁 对 环 境 的 破 坏
桥梁对环境的破坏
151.48
31000
26.00
立 面 (1:2000) -17.00 12
13000
10×5000
124.23
26.00 -20.00 13
(2)经济上的要求:合理的经济
选择造价和养护费用综合最省的桥型; 遵循因地制宜,就地取材和方便施工的原则; 桥位应考虑建在能缩短河道两岸的运距,促进该地 区的经济发展,产生最大的效益;对于过桥收费的桥 梁应能吸引更多的车辆通过,达到尽可能快回收投资 的目的。
(3)安全方面(结构尺寸和构造上):
特殊: ➢对于深埋基础,一般允许稍大一点的冲刷,使总跨 径能适当减小;
➢对于平原区稳定的宽滩河段,流速较小、漂流物少、 主河槽较大,可以对河滩的浅水流区段作较大的压缩, 但必须慎重校核,压缩后的桥梁的壅水不得危及河滩 路堤以及附近农田和建筑物。
2、桥梁的分孔
原则:在满足使用和技术要求的前提下,使上、 下部结构的总造价趋于最低。 使用和技术要求 (1) 通航河流:应满足桥下的通航要求。通航孔应布 置在航行最方便的河域。对于变迁性河流,根据具体条 件,应多设几个通航孔。 (2) 平原区宽阔河流上的桥梁:通常在主河槽部分按需 要布置较大的通航孔,而在两侧浅滩部分按经济跨径进行 分孔。
其它要素:应满足相应等级线路的规定。
第四节 桥梁设计方案的比选
主要步骤:
1. 明确各种标高的要求; 2. 桥梁分孔和初拟桥型方案草图; 3. 方案初选; 4. 详绘桥型方案; 5. 编制估算或概算; 6. 选定最优方案和文件汇总。
1. 明确各种标高的要求 在桥位纵断面图上,按比例绘出设计水位,通航水位, 堤顶标高,桥面标高,通航净空、堤顶行车净空位置 图。
附: ➢ 中、小桥可以简化程序 ➢ 国外施工设计由施工承包商进行 ➢ 国内所有设计由设计单位进行
第二节 桥梁平、纵、横断面设计
桥梁纵断面设计
桥梁总跨径的确定 桥梁的分孔 桥道各种标高的确定 桥面纵坡
1、 桥梁总跨径的确定
原则:在整个使用年限内,保证泄洪及通航,流冰;避 免因过分压缩河床引起河道和河岸的不利变迁;避免 因桥前壅水及河床过度冲刷带来的不利影响。
明确各种标高 的要求
桥梁分孔和初拟桥型 方案草图
方案选定和 文件汇总
最佳的推荐 方案
方案初筛
编制估算或 概算
详绘桥型方案
立 面 (1:2000)
洞庭湖大桥桥型方案比较图
10×5000
13000
三塔斜
拉桥方
50m顶推箱梁

0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
124.23
26.00 -16.00 11
31000
188000
高应高出自设计通航水位算起的净空高度。
b
通航水位
B
h H
4.0 0.25
跨线桥桥下的交通要求: S2 L2
S1 M2 S1
W
M1
保证桥W 下通车S2 L的2
净空安全
高速公路、一级公路
E
E
E
E
H 4.0
S1
L1
W
S2 L2
高速公路、一级公路(分离式)
H
L
W
4.0 L
H —— 净空二、高三度、,四级高公速路公路和一 级、二级公路为5.0m,三级、 四级公路为4.5m
和设想。
二、“工可阶段”
主要任务: 1. 研究和制订桥梁的技术标准。
设计荷载标准、桥面宽度、通航标准、 设计车速、桥面纵坡、桥面平纵曲线半
径等。
2. 提出多个桥型方案,并估算造价; 3. 基本落实资金来源和投资回报等问题。
三、初步设计
主要目的:
确定设计方案,应通过方案比选,推荐最优方案,报上 级审批。
三、 桥梁设计与建设程序
预可行性
项目

研究
建议书



可行性
可行性
研究
研究报告
相关部门 审批
相关部门 审批
初步设计

式 设
技术设计

施工图 设计
设计阶段
建设单位审批 招标文件
建设单位审批 开工报告
工程立项
设计 任务书
招投标及 施工准备
施工阶段
建设程序
一、前期工作——预可行性研究报告与可行性研究报 告的编制
5、技术先进
在因地制宜的前提下,尽可能采用成熟的新结 构、新设备、新材料和新工艺,必须认真学习 国内外的先进技术,充分利用最新科学技术成 就,把学习和创新结合起来,淘汰和摒弃原来 落后和不合理的东西。
6. 环境保护和可持续发展
① 设计时,应充分考虑环境保护和可持续发展的要求, 包括生态、水、空气、噪声等几方面。
(3) 对于在山区深谷上、水深流急的江河上,或需 在水库上修桥时,应加大跨径,甚至采用特大跨径 的单孔跨越。 (4) 从结构的受力特性考虑,合理地确定相邻跨之 间的比例。 (5) 可以适当加大跨径避开不利的地质段。 (6) 战备方面的考虑 (7) 施工能力的考虑
3、 桥道高程的确定
原则: 应根据设计洪水位、桥下净空的需要,结合桥型、跨径 等综合考虑。 ○位于河中各跨,均应首先满足流水净空要求; ○通航桥孔应满足通航净空要求 ○通车桥孔满足跨线桥桥下的交通要求; ○考虑桥的两端能够与线路顺利相接。
(4)桥面纵坡: 既利于交通,美观效果好,又便于桥面排水
✓ 单向或双向坡度的桥梁,对于不太长的小桥,可以做成平坡桥 ✓ 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的桥梁,桥上纵坡和桥头引道纵坡均
不得大于3%,并应在纵坡变更的地方按规定设置竖曲线
斯托尔马桥
三、横断面设计
主要目的: 1. 对重大的技术问题,通过科学试验、专题研 究、加深勘探调查及分析比较,完善桥型方 案的总体和细部各种技术问题及施工方案; 2. 修正工程概算。
五、施工图设计
主要任务 1. 对桥梁各种构件进行详细的结构计算,确保 各种技术指标满足规范要求; 2. 绘制施工详图; 3. 提出文字说明及施工组织计划; 4. 编制施工图预算。
第二章 桥梁的总体规划设计
第一节 桥梁设计的基本原则
一、总原则
技术先进,安全可靠,适用,经济合理,美观,环境 保护
1. 技术先进 在因地制宜的前提下,尽可能采用成熟的新结构、
新设备、新材料、新工艺。
2. 安全可靠
①所设计的桥梁结构在强度和稳定性方面应有足够的安全 储备; ②防撞栏杆应具有足够的高度和强度; ③对于交通繁忙的桥梁,应设计好照明设施,并有明确的 交通标志,两岸引桥坡度不宜太陡; ④对于修建在地震区的桥梁,应按要求采取防震措施等。
≥0.25m ≥0.5m
设计水位
设计通航水位
最高流冰水位
流水净空要求
按设计水位\流冰水位计算桥面 最低高程:
Hmin H j hj h0 H min HTH H h0
≥1.0m
f
0
≤ 32
设计通航水位
设计水位
通航净空要求 为了保证桥下安全通航,通航孔桥跨结构下缘的标
九江大桥被运沙船撞成“断头桥“
3. 适用耐久
① 应保证桥梁在100年的设计基准期内正常使用; ② 桥面宽度应满足交通量的需要; ③ 桥梁结构的刚度要求;
在设计荷载下不出现较大的变形和过宽的裂缝; ④ 应考虑不同环境类别对桥梁耐久性的影响; ⑤ 桥下应利于泄洪、通航或通车、行人; ⑥ 桥梁两端便于车辆进入和疏散; ⑦ 便于埋设管线。
公桥规:特殊大桥宜进行景观设计,高速、一级 公路桥梁应与自然环境和景观相协调。
桥梁美学原则:
1、在满足功能要求的前提下,要选用最佳的结 构型式——纯正、清爽、稳定。质量统一于美, 美从属质量。
2、美,主要表现在结构选型和谐与良好的比例, 并具有秩序感和韵律感。过多的重复会导致单 调。
3.重视与环境协调。材料的选择,表面的质感, 特别色彩的运用起着重要作用。模型检试有助 于实感判断,审视阴影效果。
➢在强度方面:足够的安全储备; ➢在刚度方面:控制变形 ➢稳定性方面:保持原形状和位置的能力。
(4)施工上的要求:技术先进
在因地制宜的前提下,尽可能采用成熟且先进 的新结构、新设备、新材料和新工艺。
(5)美学和景观上的要求:美观
随着经济的发展、人们生 活水平的提高,桥梁美学 越来越受到重视。
2、桥梁分孔和初拟桥型方案草图 在确定了各种标高的纵断面图上,根据泄洪总跨径的
要求,做桥梁分孔和桥型方案草图。
3、方案初选; 对草图方案做技术和经济上的初步分析和判断,剔除 一些在技术经济上明显相形见绌的图式,初步选出 2~4个构思好,各具特点的方案,做进一步详细研 究和比较。
4. 详绘桥型方案; 根据不同的桥型、不同跨度、和施工方法,拟定主要 尺寸,绘制各桥型方案的尺寸详图。
的建筑界线规定
H 4.0
H 4.0
L
W
L
S1
S2
各级公路设计速度
公路等级
高速公路
一级公路
设计速度(km/h) 120 100 80 100 80 60
二级公路 80 60
三级公路
四级公 路
40 30
20
设计速度(km/h)
120
车道宽度(m)
3.75
单个车道宽度
100
80
60
40
3.75
3.75
4. 经济合理 ① 因地制宜、就地取材和方便施工; ② 综合考虑桥梁造价和养护、维修费用。 ③ 应选择地质、水文条件好、桥梁长度较短的桥位; ④ 所选桥位应能缩短河道两岸的运距。
5、美观
① 结构布置必须精练,并在空间有和谐的比例。 ② 桥型应与周围环境相协调。 ③ 施工质量对桥梁美观也有重大影响。
② 必要时建立环境监测保护体系,将不利影响减至最 小。
桥梁设计的基本要求
(1)使用上的要求:适用耐久
✓ 保证在100年的设计基准期内正常使用 ✓ 桥面宽度满足当前以及今后规划年限内的交通流量; ✓ 利于泄洪,通航(跨河桥)或车辆和行人的通行(旱 桥); ✓ 桥梁的两端方便于车辆的进入和疏散; ✓ 考虑综合利用,方便各种管线的搭载。
主要内容 1. 进一步开展水文、勘测工作 2.桥式方案比选 3.科研项目立项 4.施工组织设计 5.概算
主要资料
编制桥型方案时,应提供:
平、纵、横布置图,标明主要尺寸;
估算工程数量和主要材料数量; 提出施工方案的意见,编制设计概算; 提供文字说明和图表资料等。
四、技术设计
对于技术复杂的特大桥、互通式立交或新型桥 梁结构,需进行技术设计:
5、方案的详图,计算上、下部结构的主要工程数量 依据“估算定额”或“概算定额”,编制出各个方案 的主要材料用量、劳动力数量和全桥总造价。
6、选定最优方案和文件汇总 ① 全面考虑建设造价、养护费用、建设工期、营运灵 活性、美观等因素进行综合分析,选定最佳方案为 推荐方案。 ② 编写方案说明。
桥梁设计方案的比选
1.工程必要性论证 2.工程可行性论证——制定桥梁标准、自然条件及
周围环境、桥式方案、桥位 3.经济可行性论证——造价及回报、资金来源及偿

一、“预可”阶段
➢ 着重研究: 1. 建桥的必要性 2. 宏观经济上的合理性 ➢ 主要工作目标:
上报立项问题 ➢ “预可报告”的主要内容: 1. 桥型方案; 2. 工程造价、资金来源、投资回报及偿还等的初步估算
3.5
3.5
30
20
3.25
3.00(单车道时为 3.5)
四、平面布置
确定路、桥、水流的关系 小桥和涵洞: ① 位置与线形应符合路线的总走向; ② 为满足水文和线路弯道的要求,可设计斜
桥和弯桥 特大桥、大桥和中桥:
原则上应服从路线走向,桥、路综合考虑, 尽量选在河道顺直、水流稳定、地质良好 的河段上。
瑞士萨尔基那山谷桥 (Salginatobel Bridge) —— 被评为20世纪最美丽的桥梁
香港昂船州大桥
二、设计资料调查野外勘测与调查研究 1.桥梁的任务——确定桥梁的规模 2.选择桥位——确定路桥的关系等
3.测量地形——测绘地形图 4.钻探桥位——工程地质报告 5.水文调查——确定桥梁跨径和净空 6.其它情况——材料、电力、施工道路等
取决于桥面的宽度和不同桥跨结构横断面的形式。
1. 桥梁宽度——根
据《公路工程技术标 E
E
E
E
准》中规定各级公路 行车道宽度、中间带 宽度、路肩宽度
C
C
H
4.0
0.25
S2 L2
S1 M2 S1
S2
W
M1
W
L2
高速公路、一高级速公公路、一路级公路路 基标准横断面
ຫໍສະໝຸດ Baidu
E
E
E
E
2. 桥面净空——满足《公路工程技术标准》中
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