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设计资料的调查收集
日期:2015-5-25 15:00:08 作者:佚名 来源:本站原创
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桥梁设计首先要确定桥位,按照《公路工程技术标准》( JTG肋1-2003)的规定,小桥和涵洞的位置与线形,一般应符合路线的走向,为满足水文、线路弯道等要求,根据实际情况可设计斜桥和弯桥。对于公路上的特大桥、大桥、中桥桥位,原则上应服从路线走向,一般应桥、路综合考虑,尽量选择在河道顺直、水流稳定、地质良好的河段上。

设计资料的调查收集是因地制宜设计桥梁的基础性工作,只有资料收集完整了,才能做出合理的设计方案。现将一般桥梁中需要调查收集的资料内容分述如下。

(1)交通需求情况调查。 即调查桥梁建成后若干年内预期的交通流量大小,调查桥上机动车、非机动车和行人的往来密度,并据此确定桥梁的设计荷载等级、车行道、人行道的宽度;调查桥上是否需要通过各种管线(如水管、煤气管、电力、通信线路等),为此可能需要在桥上预留专门的位置。

(2)桥位处地形、地质和水文情况调查。通过测量或从有关部门获取桥位处一定区域范围内的地形图,对设计中制订桥型方案和相应的施工方法,以及对施工中临时场地的布置等都是十分重要的。桥位处的地质情况必须仔细探明,包括土的分层高度、物理力学性能、地下水位以及有无不良地质现象(如岩石破碎带、裂隙、溶洞等)等,并将钻探所得资料绘制成地质剖面图和柱状图。水文情况的调查主要包括最高洪水位、流速、流量等,从航运部门了解河道的通等级和通航水位。

(3)气象资料调查。包括气温、雨量和风速等情况。

2.桥梁立面总体设计

桥梁立面总体设计包括确定桥梁的总跨径、分孔、各种高程;桥上和桥两侧的纵坡以及基础的埋置深度等。

对于跨河桥梁,立面总体设计首先应考虑抗洪的要求,如果因建桥造成河道泄洪受阻,洪水可能将桥梁冲坏甚至冲毁,使两岸堤坝受到的冲刷加剧。桥位处壅水还会影响到堤坝抗洪的安全可靠性,有时不得不为此加高堤坝以防壅水漫堤。

(1)桥梁总跨径的确定

桥梁的总跨径长度必须保证桥下有足够的排洪面积,可通过水文计算确定。对于一般水中设墩的情形,需作壅水和河床冲刷、堤坝冲刷计算。桥梁基础埋置深度必须充分考虑冲刷的影响。

(2)桥梁分孔

桥梁的跨径越大,上部结构的造价就越高,而墩台的造价就减少,反之亦然。经济的方案应使上、下部结构的总造价最低。一般对于水深流急的河床,桥跨宜增大,对于基础埋深较浅、墩身又不是很高的情形,跨径过大将是不经济的对于通航的河流,分孔时首先要考虑桥下通航的要求。通航孔应布置在航行最方便的河道处,但是这种最方便的河道往往不是固定的。例如,对于变迁性河流,航道位置可能发生变化。对于平时状况,航道一般设置在水深的河床中央;但是,在洪水季节,河中央流速过快,航行危险,因而为了抢险需要,靠近岸侧也需设置临时通航孔。

在平原地区的宽阔河流上修建多孔桥时,通常在主槽部分按需要布置较大的通航孔,而在两旁浅滩部分按经济跨径分孔。在山区和深谷上,应加大跨径,甚至可考虑一孔跨越。

在布置桥孔时,应尽可能避开不利的地质段(如岩石破碎带、裂隙、溶洞等)。对于不同的桥梁体系,分孔时中孔和边孔间应有适当的比例关系,以利结构受力和方便施工;同时,适当的桥跨比例对营造桥梁景观也是十分重要的。

(3)桥梁各种高程的确定

高程的确定包括应保证桥下排洪和通航的要求(跨河桥梁)及桥下安全行车(跨线桥),同时也须保证排洪、通航、行车过程中桥梁自身的安全。按照《桥规》( D60)的有关规定,确定桥梁各种高程时需要考虑如下有关问题。

①为了保证支座的安全和正常工作,对于设支座的桥梁,支座底面应高出计算水位(设计洪水位加壅水和浪高)不小于0.25m,并高出最高流冰面不小于0.50m。

②在通航及通行木筏的河流上,必须设置保证桥下安全通航的通航孔,并 留出符合规范要求的通航净空,任何桥梁构件或标志物均不得伸人其内,如图1-32所示。我国《内河通航标准》(GB 50139)对于通航净空尺寸的觎定。

③对于跨线桥,桥下应按公路(或铁路、城市道路)建筑限界的规定,预留出桥下净空。对于公路所需的净空尺寸,在下面的“桥梁横断面设计”中将叙述;对于铁路或城市道路净空尺寸可查阅相应的设计规范。桥面高程确定后,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,为了利于桥面排水和降低引道高度,往往设置中间高两端低的双向纵坡,桥上纵坡不宜大于4010,桥头引道纵坡不宜大于5010;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%,桥上或引道纵坡变更处均应按规定设置竖曲线。

3.桥梁横断面设计

桥梁的横断面设计,就是确定桥梁为满足使用功能所需的桥面宽度以及桥梁的截面形式,其中桥面净宽参照《公路工程技术标准》(JTG B01-2003)、《桥规》(D60)各级公路桥面净空限界确定;铁路桥梁、城市桥梁也有相应的规定。在桥面净空限界内,不得有任何物体侵入。横截面形式主要与上部结构的桥型方案及跨径有关。对于桥面上有结构物的桥梁,如中(下)承式拱桥、斜拉桥、吊桥等,结构物将占去部分桥面宽度,因而桥面总宽为桥面净宽加结构物所需宽度之和。

设计行车速度大于等于80km/h时,单个行车道宽度应为3.75m;设计行车速度大于等于 40km/h时,单个行车道宽度为3.5m。高速公路和一级公路行车道两侧一般设防撞护栏,宽度为0.5m,防撞护栏与行车道之间应设0.5m左右宽的左侧路缘带,以策安全;对于高速公路和一级公路,还需在行车方向的右侧设应急停车带。

高速公路、一级公路一般宜设计为上、下行的两座独立桥。桥上人行道的宽度一般为0.75m或l.Om,大于l.Om时,按0.5m的倍数增加。不设人行道的桥梁应设置栏杆和安全带。小桥、涵洞可仅设缘石或栏杆,路缘石的高度可取用0.25 - 0.35m。

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