桥梁3-总体设计

铁路建筑界限
五、孔径设计和桥型选择 桥孔设计是根据桥梁跨越障碍物的性质，合理确定桥长、分跨、 桥孔设计是根据桥梁跨越障碍物的性质，合理确定桥长、分跨、 桥梁选型、桥面标高、基底标高等，以满足桥下泄洪、 桥梁选型、桥面标高、基底标高等，以满足桥下泄洪、通航或其它 交通的净宽要求。 交通的净宽要求。 （1）桥梁的净跨径及总跨径 桥梁的净跨径对于梁式桥为设计洪水位（通航水位） 桥梁的净跨径对于梁式桥为设计洪水位（通航水位）上，两个 相邻桥墩之间的净距。多孔桥梁净跨径的总和称为桥梁的总跨径。 相邻桥墩之间的净距。多孔桥梁净跨径的总和称为桥梁的总跨径。 桥梁的总跨度必须保证桥下有足够的泄洪面积， 桥梁的总跨度必须保证桥下有足够的泄洪面积，使河床不产生过大 的冲刷。应根据墩台埋置深度、河床水流流速、 的冲刷。应根据墩台埋置深度、河床水流流速、冲刷深度等因素确 定。 （2）桥梁的分孔与跨径 桥梁的分孔关系到桥梁的总造价。跨径和孔数不同时， 桥梁的分孔关系到桥梁的总造价。跨径和孔数不同时，上部结 构和墩台的总造价不同。跨径越大孔径越少，上部结构造价越高， 构和墩台的总造价不同。跨径越大孔径越少，上部结构造价越高， 而墩台的造价就越低。 而墩台的造价就越低。 下部结构合理布置，将使造桥梁总价最省。 上、下部结构合理布置，将使造桥梁总价最省。
四、桥梁净空 桥梁净空包括： 桥梁净空包括：桥面净空和桥下净空 。 桥面净空是指：保证车辆、 （1）桥面净空是指：保证车辆、行人安全通过桥梁上方的空间界 在该净空界限范围内，不得有桥跨构件或其它任何装置侵入， 限。在该净空界限范围内，不得有桥跨构件或其它任何装置侵入， 详见《公路桥涵设计通用规范》 D60—2004 2004） 3.3.1条 详见《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60 2004）第3.3.1条。 图7—4 公路建筑界限。 4 公路建筑界限。
二、桥梁的设计程序
设计程序应包括：设计前期、设计阶段和设计后期三个阶段： 设计程序应包括：设计前期、设计阶段和设计后期三个阶段： 设计前期包括：项目预可行性研究、编制项目建议书、 1．设计前期包括：项目预可行性研究、编制项目建议书、工程 可行性研究（方案设计） 可行性研究（方案设计） 设计阶段包括：初步设计、施工图设计。 2．设计阶段包括：初步设计、施工图设计。 设计后期包括：施工配合，参加实验、鉴定， 3．设计后期包括：施工配合，参加实验、鉴定，设计回访和工 程设计总结。 程设计总结。
六、桥梁横断面设计
桥梁的横断面宽度应与所衔接道路的路幅尽可能保持一致。 桥梁的横断面宽度应与所衔接道路的路幅尽可能保持一致。 桥梁横断面宽度包括：车行道、非机动车道和人行道（ 桥梁横断面宽度包括：车行道、非机动车道和人行道（或检修 ），并应设置栏杆 桥上每一机动车道的宽度，一般取3.75m 并应设置栏杆。 道），并应设置栏杆。桥上每一机动车道的宽度，一般取3.75m 车速<40 可取3.5 m），小客车专用道取3.5 ），小客车专用道取 （车速<40 km / h ，可取3.5 m），小客车专用道取3.5 m ； 非机动车专用道宽度3.0 m；人行道宽度一般取1.5 3.0m。 1.5～ 非机动车专用道宽度3.0 m；人行道宽度一般取1.5～3.0m。 中、小桥的车行道路缘石之间的宽度，宜与两端道路 小桥的车行道路缘石之间的宽度， 路缘石之间的宽度相同； 中桥的车行道宽度， 路缘石之间的宽度相同；大、中桥的车行道宽度，可取两端道 路车行道有效宽度的总和（不计分车带）， ），但必须采用变宽缓 路车行道有效宽度的总和（不计分车带），但必须采用变宽缓 和段连接； 和段连接； 为保证桥面排水需要，桥面应设置横坡。 为保证桥面排水需要，桥面应设置横坡。横坡 坡度一 般为1.5% 2%。 1.5%～ 般为1.5%～2%。
桥墩和基础型式选择
基础是埋入地层的隐蔽工程，涉及到复杂的水文、 基础是埋入地层的隐蔽工程，涉及到复杂的水文、地质 等条件。是桥梁工程中最为复杂和关键的部分。 等条件。是桥梁工程中最为复杂和关键的部分。 通过桥涵水力计算，明确桥墩的冲刷线（或地面线） 通过桥涵水力计算，明确桥墩的冲刷线（或地面线）标 基础的埋置深度：在无冲刷处， 高。基础的埋置深度：在无冲刷处，应在地面或河床下至少 1.0m；在有冲刷处，应在局部冲刷线以下至少1.0 4.0m以下 1.0～ 1.0m；在有冲刷处，应在局部冲刷线以下至少1.0～4.0m以下 详见《桥规》 JTJ024—85 85、 3.1.1条）；在冻结线以下 （详见《桥规》 JTJ024 85、第3.1.1条）；在冻结线以下 冻胀土）0.25m。 （冻胀土）0.25m。 认真分析桥位处地质勘察资料， 认真分析桥位处地质勘察资料，按照选择的不同桥跨结构 型式，估算桥墩的设计荷载（竖向、水平荷载）， ），确定基础可 型式，估算桥墩的设计荷载（竖向、水平荷载），确定基础可 能的持力层，确定采用深基础还是浅基础。 能的持力层，确定采用深基础还是浅基础。 按照上下部结构相协调的原则选择桥墩形式， 按照上下部结构相协调的原则选择桥墩形式，综合考虑桥跨结 墩台与基础的相互作用、选择桥梁基础。并估算、 构、墩台与基础的相互作用、选择桥梁基础。并估算、确定它 们的尺寸。同时按桥位处河流的水文、地质情况， 们的尺寸。同时按桥位处河流的水文、地ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ情况，拟定基础施 工方案。 工方案。
三、桥位的选择与布置
桥位的选择是一座桥梁设计时首先解决的问题， 桥位的选择是一座桥梁设计时首先解决的问题，它会影响到桥 梁的规模、投资、施工难易、工期和使用安全等。 梁的规模、投资、施工难易、工期和使用安全等。 中桥原则上服从道路路线总体要求，综合确定。 （1）大、中桥原则上服从道路路线总体要求，综合确定。 对于特殊大桥，对于路线总体方向起控制点作用。 对于特殊大桥，对于路线总体方向起控制点作用。 小桥涵的位置应服从路线走向，如遇到不利地形、 （2）小桥涵的位置应服从路线走向，如遇到不利地形、不良地质 和水文条件时，应通过技术手段加以解决，而不能降低路线质量。 和水文条件时，应通过技术手段加以解决，而不能降低路线质量。 桥梁的线形应尽量采用直线和标准跨径，以简化设计和施工。 （3）桥梁的线形应尽量采用直线和标准跨径，以简化设计和施工。 中桥一般应选择2 个桥位，进行各方面的综合比选， 大、中桥一般应选择2～3个桥位，进行各方面的综合比选， 以确定最合理桥位。还应考虑河流的水流特征、 以确定最合理桥位。还应考虑河流的水流特征、地质条件等以求桥 梁的经济合理性、 桥梁墩台沿水流方向的轴线， 梁的经济合理性、安全性和稳定性 。桥梁墩台沿水流方向的轴线， 应与通航水位的主流方向一致，必须斜交时，交角不宜大于5 应与通航水位的主流方向一致，必须斜交时，交角不宜大于5o，以 利于航行安全。 利于航行安全。 桥梁的线形应尽量采用直线和标准跨径，以简化设计和施工。 桥梁的线形应尽量采用直线和标准跨径，以简化设计和施工。
一、设计的一般要求
（1）适用方面要求：必须保证桥上车辆和行人的通畅，满足交通量增长需求， 适用方面要求：必须保证桥上车辆和行人的通畅，满足交通量增长需求， 桥下要满足泄洪、通车、通航等的要求。确定桥上安全设施的设置、 桥下要满足泄洪、通车、通航等的要求。确定桥上安全设施的设置、桥下最不 利净空，进行合理的总体布置。 利净空，进行合理的总体布置。 经济上的要求：应体现经济上综合效益的合理性。因地制宜、就地取材、 （2）经济上的要求：应体现经济上综合效益的合理性。因地制宜、就地取材、 合理选用适当桥型。满足快速施工要求，尽可能减少中断交通的施工。 合理选用适当桥型。满足快速施工要求，尽可能减少中断交通的施工。同时考 虑养护、维修等方面的问题。 虑养护、维修等方面的问题。 结构和构造要求：桥梁结构及其各部分构件，在制造、运输、 （3）结构和构造要求：桥梁结构及其各部分构件，在制造、运输、安装和使 用过程中应具有足够的强度、刚度、 用过程中应具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性 施工要求：桥梁结构应便于制造和架设，尽量采用先进的施工工艺， （4）施工要求：桥梁结构应便于制造和架设，尽量采用先进的施工工艺，保 证工程质量、施工进度和施工安全。 证工程质量、施工进度和施工安全。 美观上的要求：特别是城市立交和城市桥梁，应给人以美感， （5）美观上的要求：特别是城市立交和城市桥梁，应给人以美感，与周围环 境协调，关键是结构的合理布局，受力明确、各部尺寸比例协调、简洁、通透。 境协调，关键是结构的合理布局，受力明确、各部尺寸比例协调、简洁、通透。 环保上的要求：应综合考虑施工及运营时期对周围环境的影响。 （6）环保上的要求：应综合考虑施工及运营时期对周围环境的影响。在施工 期间的施工噪音、弃碴、降尘、废水等的处理。以及运营时期的车辆噪音、 期间的施工噪音、弃碴、降尘、废水等的处理。以及运营时期的车辆噪音、路 面排水等的综合防治。对于重点地段对环境的影响应进行专题研究。 面排水等的综合防治。对于重点地段对环境的影响应进行专题研究。
公路建筑界限
（2）桥下净空是指： 桥下净空是指： 通航、泄洪、流水、流冰、 通航、泄洪、流水、流冰、流木或车辆通行等所需要的净跨和 净高。桥下通航净空界限详见《内河通航标准》 139—90 90） 净高。桥下通航净空界限详见《内河通航标准》（GBJ 139 90） 的规定。 的规定。 铁路桥桥下净空见右图。 铁路桥桥下净空见右图。 处于弯道上的桥梁， 处于弯道上的桥梁，应根 据线路要求设置加宽和超高。 据线路要求设置加宽和超高。 据此我们可以确定桥梁的最小 跨径和桥面标高。 跨径和桥面标高。
桥面标高
桥梁桥面的最低标高应为： 桥梁桥面的最低标高应为：
Hqm = Hp + ∑∆h + ∆hj + ∆hd
式中： 设计洪水位； 式中： Hp ——— 设计洪水位； ∑∆h ——— 各种雍水使水面升高之和； 各种雍水使水面升高之和； ∆hj —— 桥下净高； 桥下净高； ∆hd —— 上部结构建筑高度； 上部结构建筑高度；
总体设计的原则
公路桥涵应根据所在公路的使用任务、性质和将来的发展 公路桥涵应根据所在公路的使用任务、 需要，按照安全、适用、经济、 需要，按照安全、适用、经济、美观和有利环保的原则进行总 体设计，应具有合理的构造形式。 体设计，应具有合理的构造形式。 对于桥梁结构构造的处理，应遵循设计规范的要求、 对于桥梁结构构造的处理，应遵循设计规范的要求、正确 地进行结构设计，合理地确定桥梁各部位尺寸和构造细节， 地进行结构设计，合理地确定桥梁各部位尺寸和构造细节，满 足强度、刚度、稳定性和耐久性的要求。 足强度、刚度、稳定性和耐久性的要求。 设计者不仅要关注桥梁运营阶段的使用性能， 设计者不仅要关注桥梁运营阶段的使用性能，还应特别关 注结构物在施工期间的变形和稳定。 注结构物在施工期间的变形和稳定。保证桥梁结构在建筑过程 按照设计预先制定的控制方案实施。特别是施工、 按照设计预先制定的控制方案实施。特别是施工、运营各个阶 段的边界条件与设计计算、分析假定是否一致。 段的边界条件与设计计算、分析假定是否一致。
桥跨结构型式选择
不同桥跨结构型式均有其适用跨径、结构的力学特性和对地 不同桥跨结构型式均有其适用跨径、 基基础的不同要求。 基基础的不同要求。按照桥位处河床的具体情况和拟定的桥梁结 构跨径进行组合配置，选出适当的桥跨结构， 构跨径进行组合配置，选出适当的桥跨结构，拟定出结构的主要 尺寸。 尺寸。 桥梁结构合理形式并非有特定的单一的结构形式， 桥梁结构合理形式并非有特定的单一的结构形式，应特别注 意桥梁的先进性、经济合理性，同时注意与周围环境协调。 意桥梁的先进性、经济合理性，同时注意与周围环境协调。应通 过各种结构方案的比选来确定。可以认为一种受力明确、 过各种结构方案的比选来确定。可以认为一种受力明确、构造合 理的结构形式必然会显现出匀称、美观、稳定的外观。 理的结构形式必然会显现出匀称、美观、稳定的外观。 对于特大桥和大桥的主桥，应采用成熟的先进技术， 对于特大桥和大桥的主桥，应采用成熟的先进技术，以其技 术的先进性，把适用、安全、经济、美观的原则落实。 术的先进性，把适用、安全、经济、美观的原则落实。特大桥和 大桥的引桥、中小桥，一般采用成熟的标准结构，做到经济、 大桥的引桥、中小桥，一般采用成熟的标准结构，做到经济、合 理。
桥台与路堤的连接
桥台与路堤的连接主要解决的问题： 桥台与路堤的连接主要解决的问题： 根据路线在路桥分界处的标高和基础标高， （1） 根据路线在路桥分界处的标高和基础标高，确定桥台高 度及前墙、侧墙的结构尺寸。 度及前墙、侧墙的结构尺寸。 根据桥台和路堤进入河道的情况， （2） 根据桥台和路堤进入河道的情况，确定河岸导流和防护 工程（河岸护坡、导流堤等）。 工程（河岸护坡、导流堤等）。 （3）桥头引道的构造（包括道路护坡或挡土墙） 桥头引道的构造（包括道路护坡或挡土墙）