桥梁设计基本原则与平纵横断面设计

第二章桥梁设计概述1、桥梁设计的基本原则2、桥梁平、纵、横断面设计3、桥梁设计方案比选4、桥梁上的作用第一节桥梁设计的基本原则桥梁的总体规划基本原则：安全、适用、经济、美观和有利于环保。桥梁设计的基本要求

（1）结构尺寸和构造上：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。（2）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。（3）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。（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：美观香港昂船州大桥“桥能满足人们到达彼岸的心理希望，同时也是使人印象深刻的标志性建筑，并且常常成为审美的对象和文化遗产”——摘自日本伊藤学的《桥梁造型》一书瑞士萨尔基那山谷桥（SalginatobelBridge）

——被评为20世纪最美丽的桥梁和环境相协调（6）环境保护和可持续发展多方面考虑环境要求，采取必要的工程控制措施，建立环境监测保护体系，将不利影响减至最小。二、野外勘测与调查桥梁调查环境调查施工单位调查桥梁用途桥位老桥情况地形，地质，水文建筑材料气象资料造价地方保护？三、桥梁设计程序一阶段设计：二阶段设计三阶段设计一阶段施工图设计初步设计施工图设计初步设计技术设计施工图设计第二节桥梁平、纵、横断面设计

一、桥梁的平面设计确定桥位：小桥和涵洞的位置与线型一般应符合路线的总走向，为满足水文、线路弯道等要求，可设计斜桥和弯桥；对于公路上的特大桥、大、中桥桥位，原则上应服从路线走向，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。桥梁的平曲线半径、平曲线超高和加宽、缓和曲线、变速车道设置等，均应满足相应等级线路的规定。尽量正交。大、中桥小桥必须斜交时，交角不大于5度。不大于45度桥面纵坡

二、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。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。特殊：

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。(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。(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。使用和技术要求(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)上下游临近桥梁的情况3、封桥物面高屈程的赛确定原则己：满足流水净葵空的要镰求；通航邻桥孔扰应满惕足通航赞净空的要求锻；桥下怖通车搏桥孔遣应满帽足建筑折净空遭限界的要求使；桥的楚两端按能够设与公汁路或盈城市膜道路顺利饰衔接。通航副净空融要求为了钢保证聚桥下惭安全姓通航斑，通部航孔赤桥跨律结构覆下缘外的标帽高应篮高出晒自设艳计通道航水汤位算掏起的回净空捷高度求。流水洗净空屑要求按设计侄水位计期算桥面宫最低高翻程：最小桥共面标高殿=计辛算水位帽+桥墨下净空达安全值良+建筑膏高度最小桥捧面标高集=通墨航水位救+通航右净空高沉度+建挠筑高度跨线桥喂桥下的哲交通要灭求:保证桥仪下通车窑的净空艰安全跨线由桥：最小拼桥面屯标高党=辣桥戏下路溪面标际高+公安全保行驶晃高+屑建筑搜高度安全铺行驶数高：对于钟高等匠级公苏路H柿≥5贷.0忧m；对于低属等级公贩路H≥量4.5闷m，且h≥明4.0屯m桥下路面标高bBHh4影桥面娃纵坡池：既利庭于交私通，趋美观响效果颤好，菊又便配于桥致面排青水单向阁或双煎向坡谨度的再桥梁齐，对狸于不序太长卷的小堪桥，惹可以弊做成福平坡侦桥桥上方纵坡肥不宜迈大于4%桥头引轨道纵坡五不宜大债于5%位于市充镇混合曾交通繁吉忙处的垦桥梁，兵桥上纵介坡和桥得头引道悉纵坡均蜓不得3%，并弱应在凡纵坡野变更鹊的地姻方按作规定井设置驶竖曲全线斯托尔抗马桥高速锡公路无、一雄级公她路路趴基标紧准横庸断面1.崇桥梁宽皇度——每根据《律公路工窃程技术酸标准》大中规定记各级公孔路行车拘道宽度辅、中间作带宽度缘瑞、路肩瓜宽度三、横遮断面设肃计取决笔于桥暂面的堵宽度膀和不羞同桥箩跨结过构横抱断面齐的形怕式。2.华桥假面净痛空—址—满足朝《公询路工栗程技蕉术标烧准》专中的以建筑死界线秧规定横坡桥面人行斧道双面坡袖1划.5%艰~3.演0%单面坡训1届%桥面乐净高储：对于擦高等贡级（督高速拜公路摆、一靠、二批级）错公路靠H≥袜5.渗0对于低疮等级（宅三、四颤级）公酒路H≥向4.5诉m3.焦桥面横辰坡第三节母桥梁阵设计方暴案比选明确各种标高的要求桥梁分孔和初拟桥型方案草图方案初筛详绘桥型方案编制估算或概算方案选定和文件汇总最佳的推荐方案第四节糖桥梁滔上的作愿用长期以泛来，我堪们一般禁习惯地谷称所有枪引起结约构反应故的原因隶为“荷禽载”，正这种叫荒法实际香并不科郊学和确怖切。引闻起结构跨反应的期原因可浮以按其慨作用的淹性质分谋为截然杀不同的多两类，碑一类是浴施加于帖结构上尤的外力辜，如车啊辆、人累群、结崭构自重妖等，它督们是直添接施于顷结构上味的，可瞎用“荷族载”这等一术语翻来概括航。另一缩慧类不是闯以外力蜘形式施质加于结超构，它剧们产生叨的效应直与结构誉本身的于特性、口结构所粮处环境表等有关待，如地沃震、基婚础变位膛、混凝樱土收缩港和徐变榜、温度菠变化等柄，它们鉴是间接杏作用于活结构的践，如果寨也称“觉荷载”完，容易码引起人邀们的误铲解。因尿此，目南前国际治上普遍安地将所有引削起结构怎反应的枯原因统同称为“窑作用”,盈而“狂荷载楼”仅岭限于科表达饶施加贯于结手构上晨的直蹈接作雾用。作用构的定性义编号作用分类作用名称1永久作用（恒载）结构重力（包括结构附加重力）2预加应力3土的重力4土侧压力5混凝土收缩及徐变作用6水的浮力7基础变位作用8可变作用汽车荷载9汽车冲击力10汽车离心力11汽车引起的土侧压力12人群荷载13汽车制动力14风荷载15流水压力16冰压力17温度(均匀温度和梯度温度)作用18支座摩阻力19偶然作用地震作用20船舶或漂流物的撞击作用21汽车撞击作用作用袜的分问类一、嘉永久斩作用网（恒猛载）1、永寸久作用碗（恒载舒）的定纳义永久练作用时（恒躲载）——作勉用位置俯和大小闲、方向案固定不吴变的荷笋载。（二）合桥梁下姨部结构捎的恒载击：由支座搬传递下中来的结兴构重力、墩台本宿身的重乓力、土压势力及水浮力等。（一歇）桥明梁上带部结今构的荒恒载遥：结构触重力、附属设老备等外加四力。2、永耕久作用精的类型3、永倍久作用鼻的计算结构圾重力由=结金构体嚷积×材料容巩重结构重染力注意挺：在进渴行桥功梁结掘构分就析时妹，通降常需煌要预挠先估端计恒窑载，育当估挥算的勉恒载应与最貌终的轻设计秒恒载捧之间裕的差距栗不超暑过5义%时巧，不长必修国正设估计；否则杀，需重舞新进行缠结构分倾析。常用材睬料容重傲见表2议-3可变斗作用宇（活辞载）驼的定讨义可变作用是指在碎设计使催用年限减内其作绒用位置戚、大小射和方向切随时间遮变化，丢且其变尤化值与专平均值寒相比不锤可忽略霉的作用。汽车荷院载汽车冲枝击力汽车扔离心椒力汽车歪引起番的土洞侧压糖力人群貌荷载汽车制鱼动力可变作项用（活押载）的孕类型风荷载流水压钥力冰压断力温度(均匀俘温度智和梯春度温蒜度)作用支座摩沃阻力一、那公路查桥梁霉可变路作用登（活敲载）1.谣汽车荷袄载公路等级高速公路一级公路二级公路三级公路四级公路汽车荷载等级公路—I级公路—I级公路—II级公路—II级公路—II级各级公防路桥涵价的汽车蚁荷载等枕级（新控规范）公路车坐辆荷载朋的类型a.等眠级:b.由子车道荷涝载和车浪辆荷载怪组成汽车繁荷载柱分为公路—豆I级和公路奴—I男I级。汽车跟荷载颗由车号道荷档载和佩车辆兵荷载按组成虚。车器道荷挥载用撕于桥雹梁结储构的恭整体牺计算草（例幼如主病梁、例主拱贸和主深桁架焰等的搂计算坚）；酬车辆钢荷载咳用于她局部葬加载崇、涵景洞、稍桥台泛和挡食土墙耳压力建等计扣算。c.车牛道荷载沫的标准讨值均布标荷载圾标准委值：a)公路—俊Ⅰ级车暗道荷载车道给荷载债图集中荷早载：计算跨护径小于隆等于5披m时，1燥80帅kN计算通跨径狮大于穿等于拦50畅m时，36凶0kN计算铸跨径吸在5估至5榜0m梨之间责时，直分线内染插。剪力碰效应锅应再象乘以顿1.奇2的云系数拖。qk=10.贷5kN白/m车道荷盗载标准拆值应取后公路—疏Ⅰ级汽慨车荷载沟的车道籍荷载标攻准值的凭0.7临5倍b)荒公路轻—Ⅱ赏级车辰道荷蜓载车辆荷补载的立斤面、平贯面和横美向分布车辆豆荷载朴在每鞠个设板计车键道上扑布置室一辆总重畜55寨0k庙N的单车陆。公糖路—帐I级侧和公谣路—粘II胡级采角用相狸同的钻车辆偶荷载隔标准姜值。车辆荷浮载的主天要技术眼指标15×2.5m车辆外形尺寸（长×宽）0.6×0.2m中、后轮着地宽度及长度0.3×0.2m前轮着地宽度及长度1.8m轮距3+1.4+7+1.4m轴距2×140后轴重力标准值2×120中轴重力标准值30前轴重力标准值550车辆重力标准值技术指标单位项目表2谈-5桥梁讲设计旷时，居每一尚设计敌车道涌上的序车道讨荷载贯均模月拟为虽一车庙辆荷居载，随其横所向位百置如勉图布办置，叨用以姑计算受车道起荷载掌的横醋向分曾布。横向布牵置设计烛车道若数及震车道晒折减1）轿桥涵威设计挠车道说数应编符合慌表2-6的规定即。多车织道桥梁纪上的汽擦车荷载爸应考虑舟多车道艳折减。及当桥涵范设计车躲道数大房诚于2时歌，由汽企车荷载搁产生的桌效应应所按表2-7规定的群多车道走折减系吹数进行若折减，缓但折减怪后的效称应不得任小于两迹设计车彼道的荷挣载效应讲。行车道宽度W（m）桥涵设计车道数车辆单向行驶时车辆双向行驶时W＜7.07.0≤W＜10.510.5≤W＜14.014.0≤W＜17.517.5≤W＜21.021.0≤W＜24.524.5≤W＜28.028.0≤W＜31.57.0≤W＜14.014.0≤W＜21.021.0≤W＜28.028.0≤W＜35.012345678桥涵设滥计车道桑数表2-6横向布置设计车道数345678横向折减系数0.780.670.600.550.520.50横向折失减系数表2-72）施亦加于长春跨桥梁太上的车企道荷载磨，其计烫算效应这考虑纵雅向折减锦。当桥别梁计算浊跨径L初≥15受0m时猛应按表且2-8胖规定的驼纵向折静减系数驾进行折挨减。当丙为多跨侦连续结羽构时，异整个结坝构均应秃按最大少的计算旗跨径考狮虑汽车裕荷载效道应的纵负向折减另。计算跨径L（m）纵向折减系数计算跨径L（m）纵向折减系数150≤L＜400400≤L＜600600≤L＜8000.970.960.95800≤L＜1000L≥10000.940.93表2-8纵向折减斯系数人群素荷载蹲标准签值按确下列员规定疤采用涌：1）军当桥滤梁计稠算跨宫径L部≤5脖0m翠时，粥人群键荷载壶标准榆值为忆3.帐0楼；沟当桥谦梁计屈算跨各径L阳≥1鸣50辽m时肾，人系群荷粒载标畜准值球为2净.5呜；当凶桥梁宰计算底跨径樱在5规0m撞和1扭50饱m之诉间时级，由累线性船内插老得到滑人群强荷载作标准没值。嫩对跨滚径不刊等连项续结场构，劣以最顽大计逝算跨颂径为播准。城市禽郊区柏行人午密集茧地区屠的公恶路桥红梁，赛人群巾荷载语标准侄值取困上述织规定短值的新1.抹15糕倍。专用人箱行桥梁探，人群兵荷载标仍准值为右3.5。2.人论群荷载2）端人群内荷载封在横己向应外布置芒在人辆行道拾的净裕宽度枪内，枪在纵茫向施钩加于奔使主朗梁产族生最慢不利腰荷载珠效应残的区声段内液。3）智人行柿道板日（局播部构寨件）驰可以疾一块他板为窑单元追，按症标准救值为旷4.副0霜的悬均布摩荷载秋。4）刊计算山人行案道栏刮杆时肌，作帆用在临栏杆歼立柱偿顶上幸的水宵平推糟力标暑准值严取0笑.7冠5烦；作诉用在送栏杆签扶手丛上的氏竖向播力标旬准值务取1秤.0榨。二、体城市桂桥梁拾可变雾作用1.倒车辆荷烤载汽车荷哗载等级块分为两贵个等级俭，即城雀-A级弹汽车荷石载和城序-B级蛋汽车荷申载。城市秒桥梁着汽车寇荷载紫可分耽为车垒辆荷筒载和主车道她荷载萝。桥画梁的喝横隔曲梁、话行车踢道板纯、桥浙台或学挡土坛墙后赠土压芦力的取计算捧应采浇用车倘辆荷河载。年桥梁穿的主凳梁、嗓主拱诊和主峰桁架剃等的析计算蛾应采椅用车碗道荷相载。弯当桥乡丰面车司行道珠内有缴轻轨珠车辆艰混合教运行厘时，押尚应捎按有坚关轻世轨荷趁载规稿定进鹿行验镇算，弦并取薪其最暂不利心者进倒行设夸计。城-歉A级桐标准烤载重扰汽车矩应采耽用五搞轴式聋货车迈加载送，总狮重7杏00沟KN胁前后时轴距岔为1夸8.坚0m头，行主车限亮界横哗向宽喇度为港3.吴0m延。城-么B级聚标准链载重见汽车屿应采抗用三版轴式真货车驰加载吉，总聚重3碑00帝KN新，前剂后轴素距为膊4.纹8m顷，行骑车限浮界横铸向宽优度为列3.创0m采。城—穷A级旦车道父荷载外和城镰—B逝级车括道荷缓载应层按均捆布荷昆载加碗一个贷集中厚荷载号计算带。均快布荷效载和晚集中迟荷载坛的标旋准值封应按节桥梁程的跨亭径确千定，悬并应爷符合畅下列浸规定晋：跨径为行2～2你0m时跨径大耕于20条m且小阿于等于挥150报m时车道荷条载横向咽布置当设计陷车道数算目大于擦2时，编应计入绘车道的碑横向折辽减系数枝，车道煎横向折烈减系数灵可按表岂采用。盈加载车瓜道位置勒应选在圆结构能育产生最世不利的蜘荷载效馆应之处害。车道沾的纵向箱折减不疼予考虑宣。2.晴人浙群荷誓载城市桥割梁的人辅群荷载呆：专用挥人行船桥的练人群补荷载计算桥漫上人行轨道栏杆垦时，作丢用在栏膜杆扶手何上的活僵载：竖向荷让载采用1.2而kN/哀m；水哑平向颠外荷料载采监用1.聪0k晋N/兵m。两者世应分别月考虑，肌不得同盐时作用次。作用齐在栏百杆立婚柱柱离顶的寻水平扮推力茧应为1.球0k糖N/稳m。防胳撞栏榜杆应判采用沫80般kN不横向则集中绿力进堪行验骡算。年作用精点应召在防阅撞栏恰杆板曾的中略心。1、地研震作用定义垒：指卖地震誉时强盘烈的斧地面戒运动哭引起吵的结址构惯猛性力型，它端是随桥机变竿化的纵动力失荷载猎，其忠值的每大小价决定罩于地锹震强跨烈程地度和芝结构雄的动秤力特它性（撕频率卡与阻昆尼等附）以蜜及结底构或睁杆件消的质薯量。三偶短然作用地震怜基本嗓烈度犯与地法震动马峰值放加速扁度系作数的抛对应恳关系地震动峰值加速度系数＜0.05g0.05g0.10g0.15g0.20g0.30g≥0.40g地震基本烈度＜ⅥⅥⅦⅦⅧⅧ≥Ⅸ设计要求简易设防抗震设计专门的抗震研究和设计抗震哥设防专要求鞭以地蹲震时免地面弱最大加水平离加速准度的郊统计朵值—梳—即喉地震失动峰歼值加稳速度微确定柱。2、船追只或漂殿流物撞什击力船只索或漂骄流物屋撞击黄力在暮有可浙能的知条件事下，越应采赚用实挤测资州料或退模拟忙撞击皮试验姻进行谁计算恶，并秀籍此饰进行晨防撞梯设施嘱的设糠计。内河船判舶撞击剩作用标殊准值内河航道等级船舶吨级D