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橋梁工程第1部分基礎(chǔ)知識(shí)篇
第1章總論第2章橋梁通用構(gòu)造第3章橋梁設(shè)計(jì)作用第2部分設(shè)計(jì)構(gòu)造篇第4章梁橋的設(shè)計(jì)與構(gòu)造第5章梁橋預(yù)應(yīng)力配筋設(shè)計(jì)與構(gòu)造第6章橋梁支座第7章拱橋的設(shè)計(jì)與構(gòu)造第8章墩臺(tái)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造第3部分計(jì)算理論篇第9章基本計(jì)算第10章簡(jiǎn)支梁橋計(jì)算第11章連續(xù)梁橋計(jì)算第12章墩臺(tái)的計(jì)算與驗(yàn)算第4部分能力拓展篇全套可編輯PPT課件
總論第一章CONTANTS目錄概述01國(guó)內(nèi)外橋梁發(fā)展概況02橋梁的基本組成與分類(lèi)橋梁的總體規(guī)劃與設(shè)計(jì)程序0304應(yīng)用能力目標(biāo)要點(diǎn)(1)了解國(guó)內(nèi)外橋梁的發(fā)展概況。
(2)能夠描述橋梁的基本組成與分類(lèi)。
(3)掌握橋梁的總體規(guī)劃方法與設(shè)計(jì)程序,能進(jìn)行橋梁的總體設(shè)計(jì)。Part01概
述橋梁工程在學(xué)科上屬于土木工程的分支,在功能上是交通工程中的咽喉。概述隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和經(jīng)濟(jì)的全球化,大力發(fā)展交通運(yùn)輸事業(yè),建立四通八達(dá)的現(xiàn)代交通網(wǎng)絡(luò),對(duì)發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)、促進(jìn)文化交流、加強(qiáng)民族團(tuán)結(jié)、縮小地區(qū)差別、鞏固國(guó)防等方面都有著非常重要的作用。我國(guó)自改革開(kāi)放以來(lái),路(特別是高等級(jí)公路和城市道路)、橋建設(shè)得到了飛速的發(fā)展,這對(duì)改善人民的生活環(huán)境、改善投資環(huán)境、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的騰飛起到了關(guān)鍵性的作用。橋梁工程的造價(jià)在工程規(guī)模上占道路總造價(jià)的10%~20%,同時(shí)它是保證全線(xiàn)通車(chē)的咽喉,特別是在戰(zhàn)時(shí),橋梁工程具有非常重要的地位。橋梁雖是一種功能性的結(jié)構(gòu)物,但自古以來(lái),人類(lèi)從未停止過(guò)對(duì)橋梁美學(xué)的追求,很多橋梁被建成令人賞心悅目的藝術(shù)品,具有鮮明的時(shí)代特征,至今仍然為人們所贊嘆。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、文化水平的提高,人們對(duì)橋梁建筑提出了更高的要求。經(jīng)過(guò)幾十年的努力,我國(guó)的橋梁工程無(wú)論是在建設(shè)規(guī)模上還是在科技水平上,均已躋身于世界先進(jìn)行列。各種功能齊全、造型美觀的立交橋和高架橋,橫跨荊江、黃河等大江大河的特大跨度橋梁,如雨后春筍般頻頻建成。目前,隨著國(guó)家公路國(guó)道主干線(xiàn)規(guī)劃的編制完成,幾十千米長(zhǎng)的跨海灣、海峽特大橋梁的宏偉建設(shè)工程已經(jīng)擺在我們面前,并已逐漸開(kāi)始建設(shè),廣大橋梁工程技術(shù)人員將不斷面臨建設(shè)新穎和復(fù)雜橋梁結(jié)構(gòu)的挑戰(zhàn),肩負(fù)著光榮而艱巨的使命。01Part02國(guó)內(nèi)外橋梁發(fā)展概況我國(guó)橋梁發(fā)展概況國(guó)外橋梁發(fā)展概況我國(guó)的古代石橋01我國(guó)橋梁建設(shè)成就02我國(guó)橋梁發(fā)展概況02我國(guó)橋梁發(fā)展概況中國(guó)是一個(gè)文明古國(guó),有著悠久的歷史和燦爛的文化,我們的祖先在世界橋梁史上也寫(xiě)下了許多不朽的篇章。天然石料是大自然賦予人類(lèi)最早的、強(qiáng)度高又經(jīng)久耐用的建筑材料,幾千年來(lái)修建的古代橋梁以石橋居多。下面介紹幾座聞名中外的古代石橋。福建泉州的萬(wàn)安橋(見(jiàn)圖1-1),又稱(chēng)洛陽(yáng)橋,建于1053—1059年,該橋全長(zhǎng)1106m,共47孔,跨徑11~17m,橋?qū)?.7m,是世界上尚存的最長(zhǎng)和工程最艱巨的石拱橋。萬(wàn)安橋位于洛陽(yáng)江的入海口處,橋下江底以磐石鋪遍,并且獨(dú)具匠心地用養(yǎng)殖海生牡蠣的方法膠固橋基形成整體,這種方法不僅世界上絕無(wú)僅有,而且千年風(fēng)雨也證明了此法的奇妙和可靠。02我國(guó)的古代石橋我國(guó)橋梁發(fā)展概況河北趙縣的趙州橋(見(jiàn)圖1-2),又稱(chēng)安濟(jì)橋,為隋大業(yè)初年(約公元605年)李春所建。趙州橋是一座空腹式圓弧形石拱橋,凈跨37.02m,寬9m,矢高7.23m,在拱背上設(shè)有4個(gè)跨度不等的腹拱,這樣做既減輕了橋身自重,又便于排洪,并且增加了美感。趙州橋因其構(gòu)思和工藝的精巧而舉世聞名。著名的古代石橋還有福建漳州的虎渡橋、北京永定河上的盧溝橋、頤和園內(nèi)的玉帶橋和十七拱橋(見(jiàn)圖1-3),以及蘇州的楓橋等。但是,封建制度的長(zhǎng)期存在嚴(yán)重束縛了生產(chǎn)力的發(fā)展。進(jìn)入19世紀(jì)以后,我國(guó)在綜合國(guó)力、科學(xué)技術(shù)等方面已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于西方列強(qiáng),至中華人民共和國(guó)成立前,公路橋梁絕大多數(shù)為木橋,且年久失修、破爛不堪。02我國(guó)的古代石橋我國(guó)橋梁發(fā)展概況中華人民共和國(guó)成立以后,特別是改革開(kāi)放以來(lái),隨著我國(guó)國(guó)力的迅速增強(qiáng)和交通事業(yè)的快速發(fā)展,尤其是20世紀(jì)90年代以來(lái)國(guó)家對(duì)高等級(jí)公路的大力投入,我國(guó)的橋梁事業(yè)得到了空前的大發(fā)展,取得了舉世矚目的成就,目前我國(guó)在大跨徑橋梁方面已經(jīng)躋身于世界先進(jìn)行列。(1)混凝土梁橋。我國(guó)跨徑最大的簡(jiǎn)支梁橋是1997年建成的昆明南過(guò)境干道高架橋,跨徑63m。進(jìn)入20世紀(jì)80年代,對(duì)稱(chēng)平衡懸臂法施工的大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土箱形截面連續(xù)梁得到了迅速的發(fā)展,1991年建成的云南六庫(kù)怒江大橋是預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋,其主橋跨徑組合為85m+154m+85m;2001年7月建成通車(chē)的南京長(zhǎng)江二橋北汊橋(見(jiàn)圖1-4)是我國(guó)目前跨度最大的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋,其主橋跨徑組合為90m+3×165m+90m。02我國(guó)橋梁建設(shè)成就我國(guó)橋梁發(fā)展概況連續(xù)剛構(gòu)的特點(diǎn)是梁連續(xù),墩梁固結(jié)。這樣既保持了連續(xù)梁無(wú)伸縮縫、行車(chē)平順的優(yōu)點(diǎn),又保持了T型剛構(gòu)不設(shè)支座的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)避免了連續(xù)梁和T型剛構(gòu)的缺點(diǎn),因而連續(xù)剛構(gòu)橋在我國(guó)發(fā)展很快。1988年建成的廣東番禺洛溪大橋是我國(guó)第一座跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋,跨徑組合為125m+180m+110m,采用雙肢箱形薄壁墩,箱梁高在墩頂處為10m,在跨中處為3m。1996年建成的湖北黃石長(zhǎng)江大橋,主跨為245m,主橋連續(xù)長(zhǎng)達(dá)1060m。特別是1997年建成的廣東虎門(mén)大橋輔航道橋(見(jiàn)圖1-5),跨徑組合為150m+270m+150m,主橋位于半徑為7000m的平曲線(xiàn)上,建成時(shí)跨徑居世界同類(lèi)橋首位。02我國(guó)橋梁建設(shè)成就我國(guó)橋梁發(fā)展概況(2)拱橋。拱橋在我國(guó)有著悠久的歷史。由于拱橋造型優(yōu)美,跨越能力大,因此其長(zhǎng)期以來(lái)一直是大跨徑橋梁的主要形式之一。20世紀(jì)60年代,拱橋無(wú)支架施工方法的應(yīng)用與發(fā)展使混凝土拱橋的競(jìng)爭(zhēng)力大大提高。著名的石拱橋有1991年建成的湖南鳳凰縣烏巢河橋,其跨徑為120m,其拱圈由兩條寬2.5m的石拱組成,板間用鋼筋混凝土橫梁連接。1999年建成的山西晉城—河南焦作高速公路上的新丹河大橋保持著石拱橋跨徑世界紀(jì)錄,該橋跨徑146m,拱圈高在拱頂處為2.5m,在拱腳處為3.5m,橋面寬24.2m,拱圈用80號(hào)大料石砌成。20世紀(jì)90年代興起的鋼管混凝土拱橋使得大跨徑拱橋的建造能力得到進(jìn)一步提高。先合龍自重輕、強(qiáng)度高的鋼管拱圈,并將其用作施工拱架,再往管內(nèi)壓注高強(qiáng)度等級(jí)的混凝土,使之進(jìn)一步硬化形成主拱圈。我國(guó)用此法分別于1995年建成了廣東南海三山西大橋,其跨徑為200m;1998年建成了廣西三岸邑江大橋,其主跨為270m。2005年建成的巫山長(zhǎng)江大橋(見(jiàn)圖1-6)的跨徑為460m,是目前世界上跨徑最大的鋼管拱橋。02我國(guó)橋梁建設(shè)成就我國(guó)橋梁發(fā)展概況02我國(guó)橋梁建設(shè)成就我國(guó)橋梁發(fā)展概況以鋼管混凝土作為勁性骨架,再外包混凝土形成箱形拱,是修建大跨徑拱橋十分巧妙的方法,它除利于施工外,還解決了鋼管的防護(hù)問(wèn)題。另外,這種分期形成的截面由于鋼管混凝土最先受力,因而充分利用了鋼管混凝土承載潛力大的優(yōu)勢(shì)。從理論上說(shuō),在荷載作用下,這種結(jié)構(gòu)的后期徐變變形相對(duì)也是比較小的。我國(guó)用此方法分別于1996年建成了計(jì)算跨徑為312m的廣西邕寧邕江大橋(見(jiàn)圖1-7),該橋是目前世界上跨徑最大的鋼筋混凝土肋拱橋;1997年建成了計(jì)算跨徑為420m的重慶萬(wàn)縣長(zhǎng)江大橋(見(jiàn)圖1-8),其跨徑達(dá)到了鋼筋混凝土拱橋的世界之最。02我國(guó)橋梁建設(shè)成就163我國(guó)橋梁發(fā)展概況2003年建成的上海盧浦大橋(見(jiàn)圖1-9)是世界上跨度最大的系桿拱橋,該橋?yàn)橹谐惺焦傲航M合體系鋼拱橋,主跨為550m,矢跨比為1/5.5,拱肋為全焊鋼結(jié)構(gòu)。2009年建成通車(chē)的重慶朝天門(mén)大橋(見(jiàn)圖1-10),主跨達(dá)552m,矢跨比為1/4.31,為“世界第一拱橋”??梢哉f(shuō),我國(guó)的拱橋建設(shè)技術(shù)已躍居世界先進(jìn)行列。02我國(guó)橋梁建設(shè)成就我國(guó)橋梁發(fā)展概況(3)斜拉橋。自從1955年瑞典建成第一座現(xiàn)代化斜拉橋以來(lái),斜拉橋因?yàn)榫哂性煨兔烙^、結(jié)構(gòu)合理、跨越能力大的特點(diǎn),所以得到了迅速的發(fā)展。我國(guó)的斜拉橋起步稍晚,1975年建成的跨徑為76m的四川云陽(yáng)橋是國(guó)內(nèi)第一座斜拉橋。20世紀(jì)90年代以后,因跨越大江、大河的需要,斜拉橋得到了快速的發(fā)展,我國(guó)修建了一系列特大跨度的斜拉橋。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),我國(guó)建成的斜拉橋已超過(guò)100座,其中跨度超過(guò)400m的斜拉橋已達(dá)39座,居世界首位。1991年建成的上海南浦大橋(跨徑為423m),1993年建成的上海楊浦大橋(跨徑為602m),2001年建成的福建青州閩江橋(跨徑為605m),均為鋼混凝土結(jié)合梁斜拉橋。其中,青州閩江橋保持著結(jié)合梁斜拉橋跨徑的世界紀(jì)錄。1993年建成的鄖陽(yáng)漢江大橋(跨徑為414m),1995年建成的安徽銅陵長(zhǎng)江大橋(跨徑為432m),1996年建成的重慶長(zhǎng)江二橋(跨徑為444m),2001年建成的重慶大佛寺長(zhǎng)江大橋(跨徑為450m),均為混凝土主梁斜拉橋。2001年建成的跨徑為628m的南京長(zhǎng)江二橋和跨徑為460m的武漢軍山長(zhǎng)江大橋,均為鋼主梁斜拉橋。我國(guó)已建成兩座跨度超千米的斜拉橋。2008年建成的江蘇蘇通長(zhǎng)江公路大橋(見(jiàn)圖1-11),主跨為1088m,是世界跨徑第二大的斜拉橋。2009年建成的香港昂船洲大橋,主跨為1018m。02我國(guó)橋梁建設(shè)成就我國(guó)橋梁發(fā)展概況02我國(guó)橋梁建設(shè)成就2010年3月開(kāi)工建設(shè)的郴州赤石大橋(見(jiàn)圖1-12)為四塔預(yù)應(yīng)力混凝土雙索面斜拉橋,跨徑組合為165m+3×380m+165m,索塔高307m,橋面高189m,該橋是世界上橋墩最高的混凝土斜拉橋。我國(guó)橋梁發(fā)展概況02我國(guó)橋梁建設(shè)成就(4)懸索橋。我國(guó)的懸索橋起步較晚,特別是在特大跨度懸索橋方面,但是在20世紀(jì)90年代中期以后,這一局面得到了徹底的改變。1995年建成的廣東汕頭海灣大橋開(kāi)創(chuàng)了我國(guó)現(xiàn)代公路懸索橋的先河。緊接著我國(guó)又分別于1996年建成了西陵長(zhǎng)江大橋(計(jì)算跨徑為900m)、1997年建成了虎門(mén)大橋(計(jì)算跨徑為888m)和香港青馬大橋(計(jì)算跨徑為1377m)、1999年建成了江陰長(zhǎng)江大橋(計(jì)算跨徑為1385m)、2005年建成了江蘇潤(rùn)揚(yáng)長(zhǎng)江大橋(計(jì)算跨徑為1490m)。2009年建成的西堠門(mén)大橋(見(jiàn)圖1-13),跨徑為1650m,居世界懸索橋第二。2012年建成的湖南吉首矮寨大橋(見(jiàn)圖1-14)為鋼桁加勁梁?jiǎn)慰鐟宜鳂?,塔梁分離,主跨跨越矮寨大峽谷,跨徑為1176m,是世界上跨峽谷跨徑最大的鋼桁梁懸索橋。我國(guó)橋梁發(fā)展概況02我國(guó)橋梁建設(shè)成就國(guó)外橋梁發(fā)展概況0219世紀(jì)中葉,鋼材和高強(qiáng)度鋼材的出現(xiàn)使橋梁工程的發(fā)展得到了第一次飛躍,橋梁的跨度不斷加大。20世紀(jì)初鋼筋混凝土的應(yīng)用及20世紀(jì)30年代興起的預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù),使橋梁建設(shè)獲得了廉價(jià)、耐久且剛度和承載力均很大的建筑材料,從而使橋梁的發(fā)展得到了第二次飛躍。20世紀(jì)50年代以后,計(jì)算機(jī)和有限元技術(shù)的迅速發(fā)展使得人們能夠方便地完成過(guò)去不可能完成的大規(guī)模結(jié)構(gòu)計(jì)算,這使橋梁工程的發(fā)展得到了第三次飛躍。1883年建成的跨徑達(dá)483m的紐約布魯克林懸索橋(見(jiàn)圖1-15),開(kāi)創(chuàng)了現(xiàn)代懸索橋的先河。國(guó)外橋梁發(fā)展概況021937年建成的主跨達(dá)1280.16m的舊金山金門(mén)大橋(見(jiàn)圖1-16),保持了27年的世界紀(jì)錄,至今仍是舉世聞名的橋梁經(jīng)典之作。目前,世界上跨度最大的懸索橋是日本明石海峽公、鐵兩用橋(見(jiàn)圖1-17),其跨徑達(dá)1991m(設(shè)計(jì)跨徑為1990m,后因阪神地震,地殼移位,才變成目前的跨徑)。國(guó)外橋梁發(fā)展概況02世界上第一座現(xiàn)代化斜拉橋是1955年瑞典建成的斯特羅姆海峽橋,其主跨為182.6m。從此,該橋型發(fā)展十分迅速。截至目前,跨徑最大的斜拉橋要數(shù)日本多多羅大橋(見(jiàn)圖1-18),其主跨為890m,建成于1999年。就跨徑而言,后者約是前者的5倍,但建成時(shí)間相差不到50年。國(guó)外橋梁發(fā)展概況022004年建成通車(chē)的法國(guó)米約高架橋(見(jiàn)圖1-19)全長(zhǎng)2460m,寬度達(dá)32m,橋塔總高達(dá)343m,是連接巴黎和地中海地區(qū)的重要紐帶。2012年完工的俄羅斯島跨海大橋全長(zhǎng)3150m,跨徑組合為60m+72m+3×84m+1104m+3×84m+72m+60m,超過(guò)主跨達(dá)1088m的江蘇蘇通長(zhǎng)江公路大橋,成為世界上跨徑最大的斜拉橋。國(guó)外橋梁發(fā)展概況022011年開(kāi)工建設(shè)的英國(guó)福斯新橋(見(jiàn)圖1-20)為雙索面中央布置的三塔斜拉橋,采用650m+650m的主跨,跨越兩個(gè)航道。該橋設(shè)計(jì)的獨(dú)特之處在于主跨跨中將部分斜拉索交錯(cuò)錨固,以此方式約束中塔。國(guó)外橋梁發(fā)展概況02圬工拱橋在國(guó)外已有100多年的歷史,1946年在瑞典建成的綏依納松特橋是一座混凝土圬工拱橋,跨度達(dá)155m。由于石料開(kāi)采和加工砌筑的費(fèi)用巨大,因此國(guó)外已很少修建大跨度石拱橋。鋼筋混凝土拱橋從20世紀(jì)初到20世紀(jì)50年代得到了很大的發(fā)展,后因支架問(wèn)題而使其應(yīng)用受到了一定的限制,直到1979年,南斯拉夫用無(wú)支架懸臂施工法建成了跨度達(dá)390m的克爾克大橋(見(jiàn)圖1-21)。該橋的跨徑保持了18年的世界紀(jì)錄。國(guó)外橋梁發(fā)展概況02目前,世界上最高的鋼拱橋是建于1977年的美國(guó)弗吉尼亞州的新河峽橋(見(jiàn)圖1-22),其主跨為518m,在水面之上的高度為268m。預(yù)應(yīng)力技術(shù)的成熟促進(jìn)了預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋的迅速發(fā)展。1977年,奧地利建成了跨徑達(dá)76m的阿爾姆橋,該橋通過(guò)在梁的下緣張拉和在上緣頂壓預(yù)應(yīng)力(雙預(yù)應(yīng)力)將梁高降至2.5m,高跨比僅為1/30。目前,世界上跨度最大的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋是1994年建成的挪威伐羅德橋(計(jì)算跨徑為260m),跨度最大的連續(xù)剛構(gòu)橋是1998年建成的挪威斯脫麥橋(計(jì)算跨徑為201m),跨度最大的斜腿剛架橋是1974年建成的法國(guó)博諾姆橋(計(jì)算跨徑為186.3m)。Part03橋梁的基本組成與分類(lèi)橋梁的基本組成與橋梁有關(guān)的名詞術(shù)語(yǔ)橋梁的分類(lèi)上部結(jié)構(gòu)01下部結(jié)構(gòu)02橋梁的基本組成03支座03概括地說(shuō),橋梁由四個(gè)基本部分組成,即上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)、支座和附屬設(shè)施。圖1-23所示為一座梁橋的概貌。附屬設(shè)施04橋梁的基本組成03橋梁的基本組成03上部結(jié)構(gòu)上部結(jié)構(gòu)是在線(xiàn)路中斷時(shí)跨越障礙的主要承重結(jié)構(gòu),是橋梁支座以上(無(wú)鉸拱起拱線(xiàn)或剛架主梁底線(xiàn)以上)跨越橋孔的總稱(chēng)??缭椒仍酱螅喜拷Y(jié)構(gòu)的構(gòu)造也就越復(fù)雜,施工難度也會(huì)相應(yīng)增加。下部結(jié)構(gòu)下部結(jié)構(gòu)包括橋墩、橋臺(tái)和基礎(chǔ)。橋墩和橋臺(tái)是支承上部結(jié)構(gòu)并將其傳來(lái)的恒載和車(chē)輛等活載傳至基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)物。通常,設(shè)置在橋兩端的稱(chēng)為橋臺(tái),設(shè)置在橋中間部分的稱(chēng)為橋墩。橋臺(tái)除具有上述作用外,還與路堤相銜接,并抵御路堤土壓力,防止路堤填土的坍落。單孔橋只有兩端的橋臺(tái),而沒(méi)有中間的橋墩。橋墩和橋臺(tái)底部的奠基部分,稱(chēng)為基礎(chǔ)。基礎(chǔ)承擔(dān)了從橋墩和橋臺(tái)傳來(lái)的全部荷載,這些荷載包括豎向荷載及地震力、船舶撞擊墩身等引起的水平荷載。由于基礎(chǔ)往往深埋于水下地基中,因此在橋梁施工中是難度較大的一個(gè)部分,也是確保橋梁安全的關(guān)鍵之一。橋梁的基本組成03支座支座是設(shè)在墩(臺(tái))頂,用于支承上部結(jié)構(gòu)的傳力裝置。它不僅要傳遞很大的荷載,而且要保證上部結(jié)構(gòu)按設(shè)計(jì)要求產(chǎn)生一定的變位。附屬設(shè)施附屬設(shè)施包括橋面系、伸縮縫、橋梁與路堤銜接處的橋頭搭板和錐形護(hù)坡等。與橋梁有關(guān)的名詞術(shù)語(yǔ)03河流中的水位是變動(dòng)的,枯水季節(jié)的最低水位稱(chēng)為低水位,洪峰季節(jié)河流中的最高水位稱(chēng)為高水位。橋梁設(shè)計(jì)中按規(guī)定的設(shè)計(jì)洪水頻率計(jì)算所得的高水位(很多情況下是推算水位),稱(chēng)為設(shè)計(jì)洪水位。在各級(jí)航道中,能保持船舶正常航行時(shí)的水位,稱(chēng)為通航水位。(1)凈跨徑。對(duì)于設(shè)支座的橋梁,凈跨徑為相鄰兩墩、臺(tái)身頂內(nèi)緣之間的水平凈距;對(duì)于不設(shè)支座的橋梁,凈跨徑為上、下部結(jié)構(gòu)相交處內(nèi)緣間的水平凈距,用l0表示。(2)總跨徑。總跨徑是多孔橋梁中各孔凈跨徑的總和∑l0,它反映了橋下宣泄洪水的能力。(3)計(jì)算跨徑。對(duì)于設(shè)支座的橋梁,計(jì)算跨徑為相鄰支座中心的水平距離;對(duì)于不設(shè)支座的橋梁(如拱橋、剛構(gòu)橋等),計(jì)算跨徑為上、下部結(jié)構(gòu)的相交面中心間的水平距離,用l表示。梁結(jié)構(gòu)的力學(xué)計(jì)算是以l為準(zhǔn)的。與橋梁有關(guān)的名詞術(shù)語(yǔ)03(4)橋梁全長(zhǎng)。橋梁全長(zhǎng)簡(jiǎn)稱(chēng)橋長(zhǎng)。對(duì)于有橋臺(tái)的橋梁,橋長(zhǎng)為兩岸橋臺(tái)翼墻尾端間的距離;對(duì)于無(wú)橋臺(tái)的橋梁,橋長(zhǎng)為橋面系行車(chē)道長(zhǎng)度,用L表示(見(jiàn)圖1-23)。(5)橋下凈空。橋下凈空是為滿(mǎn)足通航(或行車(chē)、行人)的需要和保證橋梁安全而對(duì)上部結(jié)構(gòu)底緣以下規(guī)定的空間界限。(6)橋梁建筑高度和容許建筑高度。橋梁建筑高度是上部結(jié)構(gòu)底緣至橋面頂面的垂直距離,用h表示。線(xiàn)路定線(xiàn)中所確定的橋面標(biāo)高與通航(或橋下通車(chē)、人)凈空界限頂部標(biāo)高之差,稱(chēng)為容許建筑高度。顯然,橋梁建筑高度不得大于容許建筑高度。為控制橋梁建筑高度,可以通過(guò)在橋面以上布置結(jié)構(gòu)(如斜拉橋、懸索橋、中承式拱橋、下承式拱橋等)的方式加以解決。(7)橋面凈空。橋面凈空是橋梁行車(chē)道、人行道上方應(yīng)保持的空間界限。公路、鐵路和城市橋梁對(duì)橋面凈空都有相應(yīng)的規(guī)定。橋梁的基本體系分類(lèi)01橋梁的其他分類(lèi)02橋梁的分類(lèi)03橋梁的分類(lèi)03橋梁的基本體系分類(lèi)橋梁構(gòu)件的受力無(wú)非是拉、壓和彎三種主要方式,因而橋梁的基本體系可以分為梁、拱和吊等體系及它們之間的組合。(1)梁式橋梁。梁式體系是一種古老的結(jié)構(gòu)體系。梁在豎向荷載作用下無(wú)水平反力,作為承重結(jié)構(gòu)是以它的抗彎能力來(lái)承受荷載的,如圖1-24所示。梁可分為簡(jiǎn)支梁、懸臂梁和連續(xù)梁等。其中,懸臂梁和連續(xù)梁都是利用支座上的卸載彎矩來(lái)減少跨中彎矩的,可使梁跨內(nèi)的內(nèi)力分配更加合理,以同等抗彎能力的構(gòu)件斷面就可建成更大跨徑的橋梁。預(yù)應(yīng)力混凝土梁式體系的橋梁應(yīng)用甚廣,簡(jiǎn)支梁的最大跨徑已達(dá)76m,連續(xù)梁的最大跨徑已近260m。橋梁的分類(lèi)03橋梁的基本體系分類(lèi)(2)拱式體系橋梁。拱式體系的主要承重結(jié)構(gòu)是拱肋(或拱圈),以承壓為主,在豎向荷載作用下,橋墩或橋臺(tái)有水平推力。由于這種水平推力可以顯著抵消荷載在拱圈中產(chǎn)生的彎矩效應(yīng),因此拱式體系橋梁的跨徑相對(duì)梁式橋梁來(lái)說(shuō)可以增大很多。由于拱橋以承壓為主,因此通??梢圆捎每箟耗芰?qiáng)的圬工材料(石、混凝土與鋼筋混凝土)來(lái)修建,如圖1-25所示。橋梁的分類(lèi)03橋梁的基本體系分類(lèi)20世紀(jì)50年代以后,預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的發(fā)展使得拱橋因施工費(fèi)工、費(fèi)料、費(fèi)時(shí)而失去競(jìng)爭(zhēng)能力。20世紀(jì)60年代以后,拱橋因采用了懸臂施工法而獲得了新的發(fā)展,最大跨徑已達(dá)420m。(3)剛架橋。剛架橋是介于梁與拱之間的一種結(jié)構(gòu)體系。它是由受彎的上部梁(或板)結(jié)構(gòu)與承壓的下部柱(或墩)整體結(jié)合在一起的結(jié)構(gòu),如圖1-26所示。由于梁與柱的剛性連接,梁因柱的抗彎剛度而受到卸載作用,因而整個(gè)體系既是壓彎結(jié)構(gòu),也是有推力的結(jié)構(gòu)。剛架分直腿剛架和斜腿剛架。剛架橋的橋下凈空比拱橋大,在同樣凈空要求下可修建較小的跨徑。剛架橋的施工較復(fù)雜,一般用于跨徑不大的城市或公路的高架橋和立交橋。近年來(lái),隨著預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)和懸臂施工法的采用,使得剛架橋也成為城市跨河橋的一種選擇,剛架橋的最大跨徑已近300m。橋梁的分類(lèi)03橋梁的基本體系分類(lèi)(4)纜索承重體系。①斜拉橋。斜拉橋由塔柱、主梁和斜拉索組成,如圖1-27所示。斜拉橋的基本受力特點(diǎn)是:受拉的斜拉索將主梁多點(diǎn)吊起,同時(shí)將恒活載傳給塔柱,再通過(guò)塔柱基礎(chǔ)傳給地基。由于主梁近似為多跨彈性支承連續(xù)梁,因此其內(nèi)彎矩大大減小;同時(shí)斜拉索水平分力的作用使得主梁截面偏心受壓。塔柱基本上以受壓為主,斜拉索以受拉為主。20世紀(jì)50年代初,聯(lián)邦德國(guó)首先修建了鋼斜拉橋。這種體系發(fā)展很快,最大跨徑已達(dá)1088m。預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋是近幾十年里發(fā)展起來(lái)的,其最大跨徑已達(dá)530m。橋梁的分類(lèi)03橋梁的基本體系分類(lèi)②懸索橋。懸索橋(或吊橋)用懸掛在兩邊塔架上的強(qiáng)大纜索作為主要承重結(jié)構(gòu),在豎向荷載的作用下通過(guò)吊桿使纜索承受很大的拉力,因此通常需要在兩岸橋臺(tái)的后方修筑巨大的錨碇結(jié)構(gòu),如圖1-28所示。懸索橋也是具有水平反力的結(jié)構(gòu)?,F(xiàn)代懸索橋充分發(fā)揮了高強(qiáng)鋼纜的抗拉性能,其承重結(jié)構(gòu)自重較輕,能以較小的建筑高度跨越其他橋型無(wú)法跨越的特大跨度,目前最大跨徑已大1991m。橋梁的分類(lèi)03橋梁的其他分類(lèi)(1)按橋梁的用途劃分。橋梁按用途可分為公路橋、鐵路橋、公路鐵路兩用橋、農(nóng)橋、人行橋、運(yùn)水橋(渡槽)及其他專(zhuān)用橋梁(如通過(guò)管路、電纜等)。(2)按橋梁總長(zhǎng)和跨徑劃分。我國(guó)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTGB01—2014)規(guī)定了特大、大、中、小橋按總長(zhǎng)和跨徑劃分的標(biāo)準(zhǔn),如下表所示。注1:?jiǎn)慰卓鐝较抵笜?biāo)準(zhǔn)跨徑。注2:梁橋、板式橋的多孔跨徑總長(zhǎng)為多孔標(biāo)準(zhǔn)跨徑的總長(zhǎng),拱式橋?yàn)閮啥藰蚺_(tái)內(nèi)起拱線(xiàn)間的距離,其他形式橋梁為橋面系車(chē)道長(zhǎng)度。注3:標(biāo)準(zhǔn)跨徑,梁橋、板式橋以?xún)蓸蚨罩芯€(xiàn)間距離或橋墩中線(xiàn)與臺(tái)背前緣間距為準(zhǔn),拱式橋以?xún)艨鐝綖闇?zhǔn)。橋梁的分類(lèi)03橋梁的其他分類(lèi)注意:上述分類(lèi)在一定程度上反映了橋梁的建設(shè)規(guī)模,但不反映橋梁的復(fù)雜性。國(guó)際上一般認(rèn)為單孔跨徑小于150m的屬于中、小橋,大于150m的即為大橋。而特大橋的起點(diǎn)跨徑與橋型有關(guān),懸索橋?yàn)?000m,斜拉橋和鋼拱橋?yàn)?00m,其他橋型為300m。(3)按主要承重結(jié)構(gòu)所用的材料劃分。橋梁按主要承重結(jié)構(gòu)所用的材料可分為木橋、鋼橋、圬工橋(包括磚、石、混凝土橋)、鋼筋混凝土橋和預(yù)應(yīng)力混凝土橋。木材易腐而且資源有限,除少數(shù)臨時(shí)性橋梁采用木橋外,一般不采用木橋。在工程建設(shè)中,采用最廣泛的是混凝土橋(包括鋼筋混凝土橋、預(yù)應(yīng)力混凝土橋和圬工拱橋)。(4)按跨越障礙物的性質(zhì)劃分。橋梁按跨越障礙物的性質(zhì)可分為跨河橋、跨線(xiàn)橋、高架橋、棧橋等。(5)按平面位置劃分。橋梁按平面位置可分為正交橋、斜交橋和彎橋。(6)按上部結(jié)構(gòu)行車(chē)道的位置劃分。橋梁按上部結(jié)構(gòu)行車(chē)道的位置可分為上承式橋、中承式橋和下承式橋,如圖1-29所示。橋梁的分類(lèi)03橋梁的其他分類(lèi)(7)按橋梁的可移動(dòng)性劃分。橋梁按其可移動(dòng)性可分為固定橋和活動(dòng)橋(開(kāi)啟橋、浮橋、旋轉(zhuǎn)橋等)。(8)按施工方法劃分。橋梁按施工方法可分為整體式橋梁和預(yù)制裝配式橋梁。前者是先在橋位上搭腳手架、立模板,然后現(xiàn)澆成整體式的橋梁結(jié)構(gòu);后者是先在工廠(chǎng)預(yù)制各種構(gòu)件,然后運(yùn)輸、吊裝就位、拼裝成整體橋梁結(jié)構(gòu),或在橋位上采用現(xiàn)代先進(jìn)施工方法逐段現(xiàn)澆成整體橋梁結(jié)構(gòu)。Part04橋梁的總體規(guī)劃與設(shè)計(jì)程序橋梁的總體規(guī)劃橋梁的設(shè)計(jì)程序橋梁設(shè)計(jì)方案的篩選橋梁設(shè)計(jì)的基本要求01橋梁縱斷面設(shè)計(jì)03橋梁的總體規(guī)劃04橋梁橫斷面設(shè)計(jì)04橋梁設(shè)計(jì)應(yīng)遵循安全、耐久、適用、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)和美觀的原則。由于橋梁是道路工程的一個(gè)組成部分,因而橋梁設(shè)計(jì)一般應(yīng)符合路線(xiàn)布設(shè)的規(guī)定,橋梁在功能上的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)也應(yīng)符合路線(xiàn)的要求。橋梁平面布置05野外勘測(cè)與調(diào)查研究工作02橋梁的總體規(guī)劃04橋梁設(shè)計(jì)的基本要求(1)結(jié)構(gòu)尺寸和構(gòu)造上的要求。橋梁作為一個(gè)永久性的工程結(jié)構(gòu)物,它的整體及內(nèi)部的各個(gè)構(gòu)件在施工和使用過(guò)程中都應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性。橋梁各項(xiàng)結(jié)構(gòu)的技術(shù)指標(biāo)必須滿(mǎn)足相應(yīng)規(guī)范的規(guī)定。強(qiáng)度要求就是指橋梁的所有構(gòu)件及連接構(gòu)造的承載力要具有足夠的安全儲(chǔ)備。剛度要求就是指橋梁在荷載作用下的變形應(yīng)控制在允許范圍之內(nèi)。穩(wěn)定性要求就是指橋梁結(jié)構(gòu)在各種外力作用下具有能保持原來(lái)形狀和位置的能力,如橋梁的墩臺(tái)或擋土墻等整體不致傾覆或滑移,受壓桿件不致引起壓桿失穩(wěn)等。耐久性要求就是確保橋梁結(jié)構(gòu)在100年設(shè)計(jì)壽命期內(nèi)其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)(如鋼材的腐蝕,構(gòu)件材料的疲勞、老化等)能長(zhǎng)期符合設(shè)計(jì)的要求。公路橋涵主體結(jié)構(gòu)和可更換部件的設(shè)計(jì)使用年限不應(yīng)低于《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTGD60—2015)的規(guī)定。(2)使用上的要求。橋上的行車(chē)道與人行道的寬度應(yīng)保證車(chē)輛和人群的安全通行,并應(yīng)滿(mǎn)足交通量增長(zhǎng)的需要;橋上縱坡不宜過(guò)大;彎橋應(yīng)按規(guī)范設(shè)置超高;橋面排水設(shè)施應(yīng)完善;橋下凈空應(yīng)滿(mǎn)足泄洪、通航或通車(chē)等的要求,并便于橋梁在建成后的檢查和維修,按照可到達(dá)、可檢查、可維修和可更換的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。橋梁的總體規(guī)劃04橋梁設(shè)計(jì)的基本要求(3)施工上的要求。橋型方案的設(shè)計(jì)應(yīng)同時(shí)考慮施工的方便和經(jīng)濟(jì),應(yīng)盡可能采用先進(jìn)的工藝、技術(shù)和施工機(jī)械,以利于加快施工速度,保證工程質(zhì)量和施工安全。(4)環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的要求。公路建設(shè)離不開(kāi)環(huán)境和資源的支撐,橋梁設(shè)計(jì)應(yīng)考慮環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的要求,應(yīng)從橋位選擇、橋跨布置、基礎(chǔ)方案、墩身外形、上部結(jié)構(gòu)施工方法、施工組織設(shè)計(jì)等方面全面考慮環(huán)境要求,采取必要的工程控制措施,并建立環(huán)境檢測(cè)保護(hù)體系,將不利影響減至最小。橋梁施工完成后,對(duì)兩頭植被進(jìn)行恢復(fù)或進(jìn)一步美化橋梁周邊的景觀,也屬于環(huán)境保護(hù)的內(nèi)容。(5)經(jīng)濟(jì)上的要求。橋梁設(shè)計(jì)應(yīng)體現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)特性,在設(shè)計(jì)階段必須進(jìn)行詳細(xì)周密的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,最經(jīng)濟(jì)的方案應(yīng)該是總造價(jià)及今后可預(yù)期的維護(hù)費(fèi)用之和為最少的方案。要體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)上的合理性,橋梁設(shè)計(jì)必須遵循因地制宜、就地取材、施工方便的原則,選用適當(dāng)?shù)臉蛐秃褪┕し椒?。此外,?duì)于通車(chē)要求緊迫的情況,采用施工工期短的橋梁方案,提早通車(chē),這將給經(jīng)濟(jì)和社會(huì)影響帶來(lái)很大的效益。橋梁的總體規(guī)劃04橋梁設(shè)計(jì)的基本要求(6)美學(xué)和外觀上的要求。對(duì)美的追求是人類(lèi)的共性,因此每一座橋梁都應(yīng)具有優(yōu)美的外形。為達(dá)到這一目的,結(jié)構(gòu)布置必須精練,并在空間上有和諧的比例。橋型應(yīng)與周?chē)h(huán)境相協(xié)調(diào),對(duì)于城市橋梁和游覽地區(qū)的橋梁,可較多地考慮建筑藝術(shù)上的要求。對(duì)于特別重要的橋梁,還應(yīng)做景觀設(shè)計(jì),即仔細(xì)推敲橋梁的色彩和燈飾,對(duì)重要構(gòu)造做藝術(shù)造型設(shè)計(jì),并對(duì)橋梁周邊環(huán)境進(jìn)行美學(xué)創(chuàng)造和景觀資源開(kāi)發(fā)。除滿(mǎn)足上述基本要求外,因橋梁建設(shè)與當(dāng)?shù)氐纳鐣?huì)、經(jīng)濟(jì)、文化和人民生活密切相關(guān),故進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)適當(dāng)考慮當(dāng)?shù)氐男枰?,如考慮農(nóng)田排灌的需要;對(duì)靠近村鎮(zhèn)、城市、鐵路及水利設(shè)施的橋梁,應(yīng)結(jié)合各有關(guān)方面的要求,適當(dāng)考慮綜合利用。橋梁的總體規(guī)劃04野外勘測(cè)與調(diào)查研究工作橋梁的規(guī)劃設(shè)計(jì)涉及的因素很多,必須充分地進(jìn)行調(diào)查研究,從客觀實(shí)際出發(fā),分析該橋的具體情況,才能得出合理的設(shè)計(jì)方案,提出正確的計(jì)劃任務(wù)書(shū)。因此,橋梁的規(guī)劃設(shè)計(jì)必須進(jìn)行一系列的野外勘測(cè)與調(diào)查研究工作??缭胶恿鞯臉蛄旱囊巴饪睖y(cè)與調(diào)查研究工作一般包括以下幾方面的內(nèi)容:(1)調(diào)查研究橋梁的具體任務(wù)。橋上的交通種類(lèi)及要求,如車(chē)輛的荷載等級(jí)、實(shí)際交通量和增長(zhǎng)率、需要的車(chē)道數(shù)目或行車(chē)道的寬度及人行道的要求等。(2)選擇橋位。一般來(lái)說(shuō),大、中橋橋位的選擇,原則上應(yīng)服從路線(xiàn)的總方向,并與路橋綜合考慮,一般應(yīng)選擇2~3個(gè)橋位進(jìn)行各方面的綜合比較,然后選擇出最合理的橋位。一方面,從整個(gè)路線(xiàn)或路線(xiàn)網(wǎng)來(lái)看,既要力求降低橋梁的建筑和養(yǎng)護(hù)費(fèi)用,又要避免或減少因車(chē)輛繞道而增加的運(yùn)輸費(fèi)用。另一方面,從橋梁本身的經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性出發(fā),應(yīng)盡量選擇建在河道順直、水流穩(wěn)定、河面較窄、地質(zhì)良好、沖刷較少的河段上,以降低造價(jià)和養(yǎng)護(hù)費(fèi)用,并防止因沖刷過(guò)大而發(fā)生橋梁倒塌的危險(xiǎn)。此外,一般應(yīng)盡量避免橋梁與河流斜交,以免增加橋梁的長(zhǎng)度而提高造價(jià)。橋梁的總體規(guī)劃04野外勘測(cè)與調(diào)查研究工作小橋涵的位置應(yīng)服從路線(xiàn)走向,當(dāng)遇到不利的地形、地質(zhì)和水文條件時(shí),應(yīng)采取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施加以改善。(3)測(cè)量橋位附近的地形,并繪制地形圖,以供設(shè)計(jì)和施工時(shí)使用。(4)通過(guò)鉆探調(diào)查橋位的地質(zhì)情況,并將鉆探資料制成地質(zhì)剖面圖,以作為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。為使地質(zhì)資料更加接近實(shí)際情況,可以根據(jù)初步擬訂的橋梁分孔方案將鉆孔布置在墩臺(tái)附近。(5)調(diào)查和測(cè)量河流的水文情況,為確定橋梁的橋面標(biāo)高、跨徑和基礎(chǔ)埋置深度提供依據(jù),其內(nèi)容如下:①調(diào)查了解河道性質(zhì)。了解河道是靜水河還是流水河,有無(wú)潮水,河床及兩岸的沖刷和淤積情況,以及河道的自然變遷和人工規(guī)劃的情況。北方地區(qū)還要了解季節(jié)河的具體性質(zhì)。②測(cè)量橋位處的河床斷面。③調(diào)查了解洪水位的多年歷史資料,通過(guò)分析推算設(shè)計(jì)洪水位。④測(cè)量河床比降,調(diào)查河槽各部分的形態(tài)標(biāo)高和粗糙率等;計(jì)算流速、流量等有關(guān)數(shù)據(jù),通過(guò)計(jì)算確定設(shè)計(jì)水位下的平均流速和流量;結(jié)合河道性質(zhì)確定橋梁所需要的最小總跨徑;選擇通航孔的位置和墩臺(tái)基礎(chǔ)形式及埋置深度。橋梁的總體規(guī)劃04野外勘測(cè)與調(diào)查研究工作⑤向航運(yùn)部門(mén)了解及協(xié)商確定設(shè)計(jì)通航水位和通航凈空,根據(jù)通航要求和設(shè)計(jì)洪水位確定橋梁的分孔跨徑及橋跨底緣設(shè)計(jì)標(biāo)高。(6)調(diào)查了解其他與建橋有關(guān)的情況,如當(dāng)?shù)亟ㄖ牧希ㄉ啊⑹系龋┑膩?lái)源,水泥、鋼材的供應(yīng)情況。①調(diào)查附近舊橋的使用情況,有關(guān)部門(mén)和當(dāng)?shù)厝罕妼?duì)新橋有無(wú)特殊要求,如橋上是否需要鋪設(shè)電纜或輸水、輸氣管道等。②施工場(chǎng)地的情況,是否需要占用農(nóng)田,橋頭是否有需要拆除或遷移的建筑物。這些都要盡可能注意避免或減少損失至最低限度。③當(dāng)時(shí)及附近的運(yùn)輸條件,這些對(duì)施工的順利進(jìn)行影響很大。④橋梁施工機(jī)械、動(dòng)力設(shè)備與電力供應(yīng)的情況,這些會(huì)影響設(shè)計(jì)與施工方案的確定。上述各項(xiàng)野外勘測(cè)與調(diào)查研究工作,有的可同時(shí)進(jìn)行,有的需要交錯(cuò)進(jìn)行。例如,為進(jìn)行橋位地形測(cè)量、地質(zhì)鉆探和水文調(diào)查,需要先有橋位或比較橋位,為選擇橋位又需要有一定的地形、地質(zhì)和水文資料等。根據(jù)調(diào)查、勘測(cè)所得的資料擬訂出幾個(gè)不同的橋梁方案。方案比較可以包括不同的橋位、不同的材料、不同的結(jié)構(gòu)體系和構(gòu)造、不同的跨徑和分孔、不同的墩臺(tái)和基礎(chǔ)形式等,然后從中選出最合理的橋梁方案。橋梁的總體規(guī)劃04橋梁縱斷面設(shè)計(jì)橋梁縱斷面設(shè)計(jì)包括橋梁總跨徑的確定、橋梁的分孔布置、橋面標(biāo)高和橋下凈空的確定、橋面縱坡的確定等。(1)橋梁總跨徑的確定。橋梁的總跨徑一般根據(jù)水文計(jì)算來(lái)確定。由于橋梁墩臺(tái)和橋頭路堤壓縮了河床,使橋下過(guò)水?dāng)嗝鏈p小,流速加大,引起河床沖刷,因此橋梁的總跨徑必須保證橋下有足夠的排洪面積,使河床不產(chǎn)生過(guò)大的沖刷,但為了使總跨徑不致過(guò)大而增加橋梁的總長(zhǎng)度,同時(shí)又要允許有一定的沖刷。因此,橋梁的總跨徑不能機(jī)械地根據(jù)計(jì)算和規(guī)定沖刷系數(shù)來(lái)確定,而必須按具體情況分別對(duì)待。例如,當(dāng)橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)埋置較淺時(shí),橋梁的總跨徑應(yīng)大一些,可接近于洪水泛濫寬度,以避免河床過(guò)多沖刷所引起的橋梁破壞;對(duì)于深基礎(chǔ),由于其允許較大沖刷,因此可適當(dāng)縮小橋下排洪面積,以減小橋梁總跨徑。對(duì)于山區(qū)河流,因?yàn)槠浜哟擦魉俸艽螅詰?yīng)盡可能少壓縮或不壓縮河床,因?yàn)楫?dāng)橋頭路堤和錐體護(hù)坡伸入河床時(shí),將難以承受高流速引起的沖刷。平原寬灘河流雖然可允許較大的壓縮,但必須注意壅水對(duì)河灘路堤及附近農(nóng)田和建筑物可能產(chǎn)生的危害。(2)橋梁的分孔布置。橋梁的總跨徑確定后,還需進(jìn)一步進(jìn)行分孔布置。對(duì)于一座較大的橋梁,應(yīng)當(dāng)分成幾孔、各孔的跨徑應(yīng)當(dāng)多大、有幾個(gè)河中橋墩、哪些是通航孔、哪些不是通航孔,這些問(wèn)題都要根據(jù)通航要求、地形和地質(zhì)情況、水文情況及技術(shù)經(jīng)濟(jì)和美觀的要求來(lái)解決。橋梁的總體規(guī)劃04橋梁縱斷面設(shè)計(jì)橋梁的分孔關(guān)系到橋梁的造價(jià)。當(dāng)跨徑和孔數(shù)不同時(shí),上部結(jié)構(gòu)和墩臺(tái)的總造價(jià)是不同的??鐝皆酱?,孔數(shù)越少,上部結(jié)構(gòu)的造價(jià)就越高,而墩臺(tái)的造價(jià)就越低。最經(jīng)濟(jì)的跨徑就是要使上部結(jié)構(gòu)和墩臺(tái)的總造價(jià)最低。因此,當(dāng)橋墩較高或地質(zhì)不良、基礎(chǔ)工程較復(fù)雜而造價(jià)較高時(shí),橋梁的跨徑就要選得大一些;反之,當(dāng)橋墩較矮或地質(zhì)較好時(shí),橋梁的跨徑可選得小一些。在實(shí)際工作中可對(duì)不同的跨徑布置方案進(jìn)行比較,以選擇出最經(jīng)濟(jì)的跨徑和孔數(shù)。對(duì)于通航河流,當(dāng)通航凈寬大于按經(jīng)濟(jì)造價(jià)所確定的跨徑時(shí),一般將通航橋孔的跨徑按通航凈寬來(lái)確定,其余的橋孔跨徑選用經(jīng)濟(jì)跨徑。但對(duì)于變遷性河流,考慮到航道可能發(fā)生變化,因此可多設(shè)幾個(gè)通航孔。實(shí)際上,橋梁分孔是一個(gè)非常復(fù)雜的問(wèn)題,各種各樣的條件和要求往往互相制約。例如,對(duì)于跨徑在100m以下的公路橋梁,為了盡可能使其符合標(biāo)準(zhǔn)跨徑,不得不放棄采用按經(jīng)濟(jì)要求確定的孔徑;從備戰(zhàn)要求出發(fā),需要將全橋各孔的跨徑做成一樣的,并且跨徑不能太大,以便于搶修和互換;有時(shí)因?yàn)楣て诤芫o,需要減少水下工程,故而要減少橋墩數(shù)量、加大跨徑。為了保證結(jié)構(gòu)受力合理和用材經(jīng)濟(jì),對(duì)有些橋梁體系進(jìn)行分跨布置時(shí)要考慮合理的跨徑比例,如邊跨與中跨的比例。在有些情況下,為了避免在河中搭腳手架和臨時(shí)墩,可以特別加大跨徑,采用懸臂施工法;在山區(qū)建橋時(shí),往往采用大跨徑橋梁跨越深谷,以免建造中間橋墩。橋梁的總體規(guī)劃04橋梁縱斷面設(shè)計(jì)跨徑的選擇還與施工能力有關(guān),有時(shí)選用較大的跨徑雖然在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上是合理的,但由于缺乏足夠的施工技術(shù)能力和機(jī)械設(shè)備,也不得不放棄而改用較小跨徑??傊?,對(duì)于大、中橋來(lái)說(shuō),分孔問(wèn)題是設(shè)計(jì)中最基本、最復(fù)雜的問(wèn)題,只有對(duì)其進(jìn)行深入、全面的分析,才能擬訂出比較完美的橋梁方案。(3)橋面標(biāo)高和橋下凈空的確定。橋面的標(biāo)高或在路線(xiàn)縱斷面設(shè)計(jì)中已經(jīng)規(guī)定,或需要根據(jù)設(shè)計(jì)洪水位和橋下通航需要的凈空來(lái)確定。對(duì)于非通航河流,梁底一般應(yīng)高出設(shè)計(jì)洪水位(包括壅水和浪高)不小于0.5m,高出最高流冰水位不小于0.75m;支座底面應(yīng)高出設(shè)計(jì)洪水位不小于0.25m,高出最高流冰水位不小于0.5m,如圖1-30所示。對(duì)于無(wú)鉸拱橋,拱腳允許被設(shè)計(jì)洪水位淹沒(méi),但一般不超過(guò)拱圈矢高的2/3;拱頂?shù)酌嬷猎O(shè)計(jì)洪水位的凈高不小于1.0m。對(duì)于有漂流物和流冰阻塞及易淤積的河床,橋下凈空應(yīng)按不同情況適當(dāng)加高。在通航及通行木筏的河流上、橋跨結(jié)構(gòu)之下,自設(shè)計(jì)通航水位算起,應(yīng)能滿(mǎn)足通航凈空的要求,具體參見(jiàn)《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》(GB50139—2014)。(4)橋面縱坡的確定。當(dāng)橋梁受到兩岸地形限制時(shí),允許修建坡橋,但大、中橋的橋面縱坡不宜大于4%,位于市鎮(zhèn)混合交通繁忙處的橋梁的橋面縱坡不得大于3%。橋梁的總體規(guī)劃04橋梁縱斷面設(shè)計(jì)橋梁的總體規(guī)劃04橋梁橫斷面設(shè)計(jì)橋梁的寬度取決于橋上交通的需要。具體來(lái)說(shuō),橋梁上的橋面凈空限界、車(chē)道數(shù)量、單車(chē)道寬度、橋面的組成寬度在一般情況下應(yīng)按照《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTGB01—2014)的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)。在高速公路、一級(jí)公路上,一般以建上、下行兩座獨(dú)立橋梁為宜。各級(jí)公路上的涵洞和二、三、四級(jí)公路上跨徑小于8m的單孔小橋的橋面寬度,應(yīng)與路基同寬。城市橋梁或城市交通的公路橋,其橋面寬度應(yīng)考慮到城市交通工程的規(guī)劃要求予以適當(dāng)加寬。彎道上的橋梁,應(yīng)接路線(xiàn)要求予以加寬和設(shè)置超高。橋上人行道和自行車(chē)道的設(shè)置應(yīng)根據(jù)需要而定,并與前、后路線(xiàn)布置配合。自行車(chē)道與行車(chē)道之間,必要時(shí)應(yīng)設(shè)適當(dāng)?shù)姆指粼O(shè)施。人行道的寬度取0.75m或1.0m,大于1.0m的可按0.5m的倍數(shù)增加。不設(shè)人行道的橋梁,可設(shè)置欄桿和安全帶。與路基同寬的小橋和涵洞可僅設(shè)緣石或欄桿。橋梁的總體規(guī)劃04橋梁平面布置橋梁的線(xiàn)形及橋頭的引道要保持平順,使車(chē)輛能平穩(wěn)地通過(guò)。小橋涵的線(xiàn)形及其與公路的銜接,可按路線(xiàn)的要求布置。大、中橋梁的線(xiàn)形一般為直線(xiàn);當(dāng)橋面受到兩岸地形限制時(shí),允許修建曲線(xiàn)橋,曲線(xiàn)的各項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)符合路線(xiàn)的要求;也允許修建斜橋,其斜度一般不大于45°,對(duì)于通航河流不宜大于5°(橋墩沿水流方向的軸線(xiàn)與通航水位的主流方向交角)。前期工作階段01橋梁的設(shè)計(jì)程序04設(shè)計(jì)工作是橋梁建設(shè)的靈魂。對(duì)于小橋的設(shè)計(jì),除應(yīng)滿(mǎn)足線(xiàn)路走向的要求外,還應(yīng)充分考慮橋下泄洪、通航或通車(chē)的要求。小橋應(yīng)盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),以提高效率和規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于大、中橋的設(shè)計(jì),特別是跨度大或技術(shù)復(fù)雜的橋梁設(shè)計(jì),為了能在錯(cuò)綜復(fù)雜的客觀條件基礎(chǔ)上遴選出經(jīng)濟(jì)、適用、美觀的設(shè)計(jì)方案,就需要按照國(guó)家基本建設(shè)程序的要求循序漸進(jìn),逐步深入地開(kāi)展工作。一座大型橋梁的完整設(shè)計(jì)工作分為前期工作階段和設(shè)計(jì)工作階段。前者又分為預(yù)工程可行性研究(簡(jiǎn)稱(chēng)“預(yù)可”)階段和工程可行性研究(簡(jiǎn)稱(chēng)“工可”)階段。后者則分為初步設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)三個(gè)階段。各個(gè)階段所包含的內(nèi)容、深度、目的和解決的問(wèn)題是不同的。由于橋梁在其全壽命周期內(nèi)將面臨諸多風(fēng)險(xiǎn)源,因此在設(shè)計(jì)階段還應(yīng)按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。設(shè)計(jì)工作階段02橋梁的設(shè)計(jì)程序04前期工作階段(1)“預(yù)可”階段?!邦A(yù)可”階段著重研究建橋的必要性及宏觀經(jīng)濟(jì)上的合理性。在“預(yù)可”階段研究形成的《預(yù)工程可行性研究報(bào)告書(shū)》(簡(jiǎn)稱(chēng)《預(yù)可報(bào)告》)中應(yīng)從經(jīng)濟(jì)、政治、國(guó)防等方面詳細(xì)闡明建橋理由及工程建設(shè)的必要性和重要性,同時(shí)初步探討技術(shù)上的可行性。對(duì)于區(qū)域性線(xiàn)路上的橋梁,應(yīng)以建橋地點(diǎn)(渡口等)的車(chē)流量調(diào)查報(bào)告(計(jì)及國(guó)民經(jīng)濟(jì)逐年增長(zhǎng))為立論依據(jù)?!邦A(yù)可”階段的主要工作目標(biāo)是解決建設(shè)項(xiàng)目的上報(bào)、立項(xiàng)問(wèn)題,因而在《預(yù)可報(bào)告》中應(yīng)編制幾個(gè)可能的橋型方案,對(duì)工程造價(jià)、資金來(lái)源、投資回報(bào)等問(wèn)題進(jìn)行初步的估算和設(shè)想。設(shè)計(jì)方將《預(yù)可報(bào)告》交給業(yè)主后,由業(yè)主據(jù)此編制《項(xiàng)目建議書(shū)》,并報(bào)上級(jí)主管部門(mén)審批。(2)“工可”階段。在《項(xiàng)目建議書(shū)》被審批確認(rèn)后,可著手開(kāi)展“工可”階段的工作,這一階段應(yīng)著重研究和制定橋梁的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),包括設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn),橋面寬度,通航標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計(jì)車(chē)速,橋面縱坡及橋面平、縱曲線(xiàn)半徑等。在這一階段應(yīng)與河道、航運(yùn)、規(guī)劃等部門(mén)共同研究、協(xié)商確定相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),并進(jìn)行環(huán)境和地震評(píng)價(jià)。在“工可”階段應(yīng)提出多個(gè)橋型方案,并按《公路工程基本建設(shè)項(xiàng)目投資估算編制辦法》(JTGM20—2011)的規(guī)定估算造價(jià),對(duì)資金來(lái)源和投資回報(bào)等問(wèn)題進(jìn)行初步的落實(shí)。橋梁的設(shè)計(jì)程序04設(shè)計(jì)工作階段(1)初步設(shè)計(jì)。初步設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)批復(fù)的可行性研究報(bào)告、測(cè)設(shè)合同和初測(cè)、初勘或定測(cè)、詳勘資料進(jìn)行編制。初步設(shè)計(jì)的目的是確定設(shè)計(jì)方案,并通過(guò)多個(gè)橋型方案的比較選出最優(yōu)方案,報(bào)上級(jí)主管部門(mén)審批。在編制橋型方案時(shí),應(yīng)提供平、縱、橫布置圖,標(biāo)明主要尺寸和計(jì)算結(jié)果(內(nèi)力、應(yīng)力)并估算工程數(shù)量和主要材料數(shù)量,提出對(duì)施工方案的意見(jiàn),編制設(shè)計(jì)概算,提供文字說(shuō)明和圖表資料。初步設(shè)計(jì)經(jīng)批復(fù)后,將成為施工準(zhǔn)備、編制施工圖設(shè)計(jì)文件和控制建設(shè)項(xiàng)目投資等的依據(jù)。(2)技術(shù)設(shè)計(jì)。對(duì)于技術(shù)復(fù)雜的特大橋、互通式立交或新型橋梁結(jié)構(gòu),應(yīng)根據(jù)初步設(shè)計(jì)的批復(fù)意見(jiàn)和測(cè)設(shè)合同的要求,通過(guò)科學(xué)試驗(yàn)、專(zhuān)題研究、加深勘探調(diào)查及分析比較,進(jìn)一步完善批復(fù)的橋型方案的總體和細(xì)部各種技術(shù)問(wèn)題及施工方案,并修正工程概算。(3)施工圖設(shè)計(jì)。兩階段(或三階段)施工圖設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)初步設(shè)計(jì)(或技術(shù)設(shè)計(jì))的批復(fù)意見(jiàn)和測(cè)設(shè)合同,進(jìn)一步對(duì)所審定的修建原則、設(shè)計(jì)方案、技術(shù)決定加以具體和深化。在此階段,必須對(duì)橋梁的各種構(gòu)件進(jìn)行詳細(xì)的結(jié)構(gòu)計(jì)算,確保強(qiáng)度、穩(wěn)定性、剛度、裂縫、構(gòu)造等各種技術(shù)指標(biāo)滿(mǎn)足規(guī)范的要求,并繪制出施工詳圖,列出文字說(shuō)明及施工組織計(jì)劃,編制施工圖預(yù)算。國(guó)內(nèi)一般的(常規(guī)的)橋梁采用兩階段設(shè)計(jì),即初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì);對(duì)于技術(shù)簡(jiǎn)單、方案明確的小橋,可采用一階段設(shè)計(jì),即施工圖設(shè)計(jì)。橋梁設(shè)計(jì)方案的篩選04俗話(huà)說(shuō),設(shè)計(jì)是工程的靈魂,方案是設(shè)計(jì)的靈魂。為了獲得經(jīng)濟(jì)、適用和美觀的橋梁設(shè)計(jì)方案,設(shè)計(jì)者必須根據(jù)自然、技術(shù)上的各種條件因地制宜,在綜合應(yīng)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)及了解并掌握國(guó)內(nèi)外新技術(shù)、新材料、新工藝的基礎(chǔ)上,進(jìn)行深入、細(xì)致的研究分析和對(duì)比,科學(xué)地得出完美的設(shè)計(jì)方案。橋梁設(shè)計(jì)方案的比選和確定可按下列步驟進(jìn)行:(1)明確各種標(biāo)高的要求。在橋位縱斷面圖上,先按比例測(cè)繪出設(shè)計(jì)通航水位、堤頂標(biāo)高、橋面標(biāo)高、通航凈空、堤頂行車(chē)凈空。(2)橋梁分孔和初擬橋型方案草圖。在確定了的各種標(biāo)高的縱斷面圖上,根據(jù)泄洪總跨徑的要求作橋梁分孔和橋型方案草圖。作草圖時(shí)思路要寬廣,只要基本可行,盡可能多繪一些草圖,以免遺漏可能的橋型方案。(3)方案初篩。對(duì)方案草圖做技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的初步分析、判斷,篩去弱勢(shì)方案,從中選出2~4個(gè)構(gòu)思好、各具特點(diǎn)的方案做進(jìn)一步的詳細(xì)研究和比較。(4)詳繪橋型方案。根據(jù)不同的橋型、跨度、寬度和施工方法,確定橋梁的主要尺寸并盡可能細(xì)致地繪制出各個(gè)橋型方案的尺寸詳圖。對(duì)于新型橋梁結(jié)構(gòu),應(yīng)做初步的力學(xué)分析,以準(zhǔn)確擬訂各種橋型方案的主要尺寸。橋梁設(shè)計(jì)方案的篩選04(5)編制估算或概算。依據(jù)橋型方案的詳圖可以計(jì)算出上、下部結(jié)構(gòu)的主要工程數(shù)量,然后依據(jù)各省、市或行業(yè)的估算定額或概算定額編制出各橋型方案的主要材料(鋼、木、混凝土等)用量、勞動(dòng)力數(shù)量和全橋總造價(jià)。(6)方案選定和文件匯總。全面考慮建設(shè)造價(jià)、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用、建設(shè)工期、營(yíng)運(yùn)適用性、美觀等因素,綜合分析、闡述每個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn),最后推薦一個(gè)最優(yōu)的方案。在深入比較的過(guò)程中,應(yīng)當(dāng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)并調(diào)整方案中的不盡合理之處,以確保最后選定的方案是強(qiáng)中選強(qiáng)的方案。上述工作全部完成之后應(yīng)著手編寫(xiě)方案說(shuō)明,在方案說(shuō)明中應(yīng)闡明方案編制的依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn),各方案的主要特點(diǎn)、施工方法、設(shè)計(jì)概算及方案比較的綜合性評(píng)述;對(duì)于推薦方案應(yīng)做詳細(xì)的說(shuō)明;各種測(cè)量資料、地質(zhì)勘查和地震烈度復(fù)核資料、水文調(diào)查與計(jì)算資料等應(yīng)作為附件載入。思考與練習(xí)(1)簡(jiǎn)述橋梁的基本組成。(2)簡(jiǎn)述橋梁的基本分類(lèi)。(3)簡(jiǎn)述橋梁的總體規(guī)劃方法。(4)簡(jiǎn)述橋梁的設(shè)計(jì)程序。簡(jiǎn)答題構(gòu)建橋梁總體設(shè)計(jì)方案。能力拓展題橋梁通用構(gòu)造第二章CONTANTS目錄橋面構(gòu)造01伸縮縫02其他構(gòu)造03應(yīng)用能力目標(biāo)要點(diǎn)(1)能夠描述橋面的主要構(gòu)造特點(diǎn)。(2)能夠進(jìn)行梁橋的橋面構(gòu)造設(shè)計(jì)。Part01橋面構(gòu)造橋面布置橋面鋪裝橋面縱、橫坡的設(shè)置橋面防排水橋面構(gòu)造橋面構(gòu)造包括橋面(行車(chē)道、人行道)鋪裝、排水防水系統(tǒng)、人行道(或安全帶)、緣石、欄桿等。圖2-1為橋面的一般構(gòu)造。橋面構(gòu)造直接與車(chē)輛、行人接觸,它對(duì)橋梁的主要結(jié)構(gòu)起到保護(hù)作用,使橋梁能正常使用。同時(shí),橋面構(gòu)造多屬外露部位,其選擇是否合理、布置是否恰當(dāng),將直接影響橋梁的使用功能、布局和美觀。由于橋面構(gòu)造的工程量小,項(xiàng)目繁雜,在施工中又多在主體工程結(jié)束之后進(jìn)行,因此往往在設(shè)計(jì)和施工中得不到應(yīng)有的重視,從而造成橋梁使用中的弊病或過(guò)早地進(jìn)行維修、養(yǎng)護(hù),甚至?xí)袛嘟煌āR虼?,必須了解橋面?gòu)造各部件的工作性能,合理選擇,認(rèn)真設(shè)計(jì),精心施工。01雙向車(chē)道布置01分車(chē)道布置02橋面布置01雙層橋面布置03橋面布置應(yīng)在橋梁的總體設(shè)計(jì)中考慮,應(yīng)根據(jù)道路的等級(jí)、橋梁的寬度、行車(chē)的要求等條件確定。混凝土梁橋的橋面布置有雙向車(chē)道布置、分車(chē)道布置和雙層橋面布置等。橋面布置雙向車(chē)道布置是指行車(chē)道的上下行交通布置在同一橋面上。在橋面上,上下行交通由畫(huà)線(xiàn)分隔,沒(méi)有明顯的界線(xiàn)。橋梁上允許機(jī)動(dòng)車(chē)與非機(jī)動(dòng)車(chē)同時(shí)通過(guò),同樣用畫(huà)線(xiàn)分隔。由于在橋梁上同時(shí)存在上下行車(chē)輛和機(jī)動(dòng)車(chē)與非機(jī)動(dòng)車(chē),因此,車(chē)輛在橋梁上行駛的速度只能是中速或低速,對(duì)交通量較大的道路,橋梁往往會(huì)形成交通滯流狀態(tài)。01雙向車(chē)道布置橋面布置行車(chē)道的上下行交通在橋梁上按分隔設(shè)置式進(jìn)行橋面布置,因而上下行交通互不干擾,可提高行車(chē)速度,便于交通管理。但是在橋面布置上要增加一些附屬設(shè)施,橋面的寬度要相應(yīng)地加寬。分車(chē)道布置通常有以下幾種情況:(1)在橋面上設(shè)置分隔帶,用以分隔上下行車(chē)輛,如圖2-2(a)所示。(2)采用主梁分離式布置,在主梁中間設(shè)置分隔帶,如圖2-2(b)所示。(3)采用分離式主梁,在兩主梁之間的橋面上不加聯(lián)系,各自實(shí)行單向交通,如圖2-2(c)所示。(4)通常也將機(jī)動(dòng)車(chē)道與非機(jī)動(dòng)車(chē)道分隔、行車(chē)道與人行道分隔。01分車(chē)道布置橋面布置01分車(chē)道布置橋面布置分隔帶可以采用混凝土制作的護(hù)欄,也可采用緣石、鋼桿或鋼束(鏈)。圖2-3為采用緣石將行車(chē)道與人行道分隔的構(gòu)造。緣石與人行道板共同預(yù)制,每一塊件的長(zhǎng)2.7m,寬3.2m。緣石部分的寬0.52m,高0.6m。緣石能可靠地防止車(chē)輛沖越人行道。01分車(chē)道布置橋面布置對(duì)于高速公路,分隔設(shè)施除起到分道行駛的作用外,還能有效地保護(hù)高速車(chē)輛在意外事故中不致?lián)p壞橋梁,避免車(chē)輛和人員發(fā)生安全事故。美國(guó)新澤西州公路局推廣使用一種用混凝土制作的新澤西式護(hù)欄,其外形如圖2-4(a)所示。在一般情況下,當(dāng)護(hù)欄受到車(chē)輛碰撞時(shí),只有輪胎會(huì)與其接觸,而車(chē)身不會(huì)接觸到護(hù)欄,可以降低車(chē)輛的損壞程度。護(hù)欄可以預(yù)制或現(xiàn)澆制作。預(yù)制的護(hù)欄由鋼鏈相連放在橋面上,并不需要特殊的基礎(chǔ)或錨固。鋼制護(hù)欄的構(gòu)造如圖2-4(b)所示。鋼制護(hù)欄的立柱用盤(pán)狀錨筋、墊板和螺栓錨固在梁的翼緣板上,以防止上拔。立柱的下方設(shè)有預(yù)定的斷裂部位,這樣,橋梁和翼板就不會(huì)在意外事故中被損壞。鋼制護(hù)欄可設(shè)置在人行道或分隔帶上,采用間隔布置,從而起到保護(hù)作用。01分車(chē)道布置橋面布置雙層橋面布置是橋梁結(jié)構(gòu)在空間上可以提供兩個(gè)不在同一平面上的橋面構(gòu)造。鋼橋采用雙層橋面布置已很普遍,因?yàn)殇摌蚴芰γ鞔_,在構(gòu)造上也較易處理。混凝土梁橋采用雙層橋面布置始于20世紀(jì)60年代,1965年建造的委內(nèi)瑞拉卡羅尼河橋是一座跨徑組合為4×96m+2×48m的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋,它的上層為10.3m寬的公路行車(chē)道,下層的人行道寬為3.0m,設(shè)在箱梁底板挑出的懸臂板上,如圖2-5(a)所示。1980年建成的奧地利維也納帝國(guó)橋是一座多功能的預(yù)應(yīng)力混凝土雙層梁橋,如圖2-5(b)所示。該橋全長(zhǎng)864.5m,為10孔連續(xù)梁橋,梁高為5.5~8.8m。它的上層橋面為公路六車(chē)道,箱梁內(nèi)通行地下鐵路,箱梁外懸臂板設(shè)有2×3.5m的人行道;并在位于新運(yùn)河上的三孔設(shè)有地鐵車(chē)站,在箱梁的腹板上開(kāi)有5個(gè)橢圓空洞,人行道懸臂拓寬到8m多。奧地利維也納帝國(guó)橋的建成為混凝土箱梁橋的橋面布置開(kāi)拓了新的前景。雙層橋面布置可以使不同的交通嚴(yán)格分道行駛,提高了車(chē)輛和行人的通行能力,便于交通管理;同時(shí),可以充分利用橋梁凈空,在滿(mǎn)足同樣交通要求的前提下,減小橋梁寬度,縮短引橋長(zhǎng)度,達(dá)到較好的經(jīng)濟(jì)效益。01雙層橋面布置橋面布置01雙層橋面布置橋面鋪裝的作用01橋面鋪裝的要求02橋面鋪裝01橋面鋪裝的類(lèi)型03橋面鋪裝的構(gòu)造要求04橋面鋪裝橋面鋪裝的作用是保護(hù)橋面板不受車(chē)輛輪胎(或履帶)的直接磨耗,防止主梁遭受雨水的侵蝕,并能對(duì)車(chē)輛輪重的集中荷載起到一定的分布作用。01橋面鋪裝的作用橋面鋪裝要求具有抗車(chē)轍、行車(chē)舒適、抗滑、不透水和剛度好(與橋面板一起作用時(shí))等特點(diǎn)。橋面鋪裝的要求橋面鋪裝橋面鋪裝可采用瀝青表面處治、水泥混凝土和瀝青混凝土等類(lèi)型。瀝青表面處治橋面鋪裝的耐久性較差,僅在中級(jí)或低級(jí)公路橋梁上使用。水泥混凝土和瀝青混凝土橋面鋪裝能滿(mǎn)足各項(xiàng)要求,應(yīng)用較廣。橋面鋪裝宜與公路路面相協(xié)調(diào),并應(yīng)與橋梁上部結(jié)構(gòu)綜合考慮、協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)。01橋面鋪裝的類(lèi)型(1)水泥混凝土橋面鋪裝。水泥混凝土橋面鋪裝直接鋪設(shè)在防水層或橋面板上,鋪裝面層(不含整平層和墊層)的厚度不宜小于80mm,混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C40,鋪設(shè)時(shí)應(yīng)避免二次成型。水泥混凝土橋面鋪裝層內(nèi)應(yīng)配置鋼筋網(wǎng),鋼筋直徑不應(yīng)小于8mm,間距不宜大于100mm。橋面鋪裝的構(gòu)造要求橋面鋪裝考慮到大橋和特大橋因結(jié)構(gòu)體系的原因,其橋面板常受到拉、壓應(yīng)力的交替作用,所以為防止橋面鋪裝因參與受力而開(kāi)裂,《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTGD60—2015)推薦在高速公路和一、二級(jí)公路上的特大橋、大橋宜采用瀝青混凝土橋面鋪裝。(2)瀝青混凝土橋面鋪裝。瀝青混凝土橋面鋪裝宜由黏層、防水層、保護(hù)層及瀝青面層組成,其總厚度宜為60~100mm,鋪設(shè)方式分為單層式和雙層式兩種。高速公路、一級(jí)公路上橋梁的瀝青混凝土橋面鋪裝為雙層式,下層為30~40mm的中粒式瀝青混凝土整平層,表面層的厚度與級(jí)配類(lèi)型可與相鄰橋頭引線(xiàn)相同,橋面鋪裝層的總厚度不宜小于70mm。多雨潮濕地區(qū)、縱坡大于5%或設(shè)計(jì)車(chē)速大于50km/h的大中型高架橋、立交橋的橋面應(yīng)鋪設(shè)抗滑表層。瀝青材料應(yīng)采用重交通瀝青或改性瀝青。改性瀝青混凝土是近年來(lái)國(guó)內(nèi)開(kāi)展研究和鋪筑的高性能瀝青混凝土材料,其具有抗滑、泌水、抗車(chē)轍、減少開(kāi)裂等優(yōu)點(diǎn)。01橋面鋪裝的構(gòu)造要求橋面縱坡的設(shè)置01橋面橫坡的設(shè)置02橋面縱、橫坡的設(shè)置01橋面設(shè)置縱、橫坡有利于雨水迅速排除,防止或減少雨水對(duì)鋪裝層的滲透,從而保護(hù)行車(chē)道板,延長(zhǎng)橋梁的使用壽命。橋面縱、橫坡的設(shè)置橋面設(shè)置縱坡有利于排水,同時(shí)在平原地區(qū)還可以在滿(mǎn)足橋下通航凈空要求的前提下,降低墩臺(tái)標(biāo)高,減少橋頭引道土方量,從而節(jié)省工程費(fèi)用。橋面縱坡一般都做成雙向縱坡,在橋中心設(shè)置曲線(xiàn),縱坡一般以不超過(guò)3%為宜。01橋面縱坡的設(shè)置橋面橫坡一般采用1.5%~3%,通常有以下三種設(shè)置方法:(1)對(duì)于板橋(矩形板或空心板)或就地澆筑的肋板式梁橋,為節(jié)省鋪裝材料并減輕恒載重量,可以將橫坡直接設(shè)在墩臺(tái)頂部,使橋梁上部構(gòu)造呈雙向傾斜,此時(shí)鋪裝層在整個(gè)橋?qū)捝鲜堑群竦?,如圖2-6(a)所示。橋面橫坡的設(shè)置橋面縱、橫坡的設(shè)置(2)在裝配式肋板式梁橋中,為使主梁構(gòu)造簡(jiǎn)單、架設(shè)和拼裝方便,通常橫坡不再設(shè)在墩臺(tái)頂部,而直接設(shè)在行車(chē)道板上。具體做法是:先鋪設(shè)一層厚度變化的混凝土三角形墊層,形成雙向傾斜,再鋪設(shè)等厚的混凝土鋪裝層,如圖2-6(b)所示。(3)在比較寬的橋梁(或城市橋梁)中用三角形墊層設(shè)置橫坡,將使混凝土用量或恒載重量增加太多,為此,可將行車(chē)道板做成傾斜面而形成橫坡,如圖2-6(c)所示。這種設(shè)置方法的缺點(diǎn)是主梁構(gòu)造復(fù)雜,制作麻煩。01橋面橫坡的設(shè)置橋面防水01橋面排水02橋面防排水01為了保障橋面行車(chē)通暢、安全,防止橋面結(jié)構(gòu)受降水侵蝕,應(yīng)設(shè)置完善的橋面防水和排水設(shè)施。橋面防排水《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTGD60—2015)要求:對(duì)于防水程度要求高,或橋面板位于結(jié)構(gòu)受拉區(qū)而可能出現(xiàn)裂紋的混凝土梁橋,應(yīng)在鋪裝層內(nèi)設(shè)置防水層,如圖2-7所示。防水層有以下三種類(lèi)型:(1)瀝青涂膠下封層,即灑布薄層瀝青或改性瀝青,其上布一層砂,經(jīng)碾壓形成。(2)高分子聚合物涂膠,如聚氨酯膠泥、環(huán)氧樹(shù)脂、陽(yáng)離子乳化瀝青、氯丁膠乳等。(3)瀝青或改性瀝青防水卷材,以及浸透瀝青的無(wú)紡?fù)凉げ嫉?。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選用便于施工、堅(jiān)固耐久、質(zhì)量穩(wěn)定的防水材料。為避免防水層在施工過(guò)程中被損壞,其上宜鋪設(shè)厚度為1cm的AC-10或AC-5瀝青混凝土或單層表面處治。當(dāng)采用柔性防水層(卷材)時(shí),為了增強(qiáng)橋面鋪裝的抗裂性,應(yīng)在其上的混凝土鋪裝層或墊層中鋪設(shè)
3~6的鋼筋網(wǎng),網(wǎng)格尺寸為15cm×15cm~20cm×20cm。無(wú)專(zhuān)門(mén)防水層時(shí),應(yīng)采用防水混凝土鋪裝或加強(qiáng)排水和養(yǎng)護(hù)。01橋面防水橋面防排水01橋面防水橋面防排水為了迅速排除橋面積水,防止雨水積滯于橋面并滲入梁體而影響橋梁的耐久性,在橋梁設(shè)計(jì)時(shí)要有一個(gè)完整的排水系統(tǒng)。在橋面上除設(shè)置縱、橫坡排水外,常常需要設(shè)置一定數(shù)量的泄水管。梁橋上常用的泄水管宜設(shè)置在橋面行車(chē)道邊緣處,距離緣石10~50cm,可以沿行車(chē)道兩側(cè)對(duì)稱(chēng)排列,也可交錯(cuò)排列,如圖2-8所示。泄水口的間距應(yīng)依據(jù)設(shè)計(jì)徑流量計(jì)算確定,但最大間距不宜超過(guò)20m。在橋梁伸縮縫的上游方向應(yīng)增設(shè)泄水管,在凹形豎曲線(xiàn)的最低點(diǎn)及其前后3~5m處也應(yīng)各設(shè)置一根泄水管。橋面上泄水管的過(guò)水面積按每平方米橋面不少于2~3cm2布置。01橋面排水橋面防排水泄水管口可采用圓形或矩形。圓形泄水管口的直徑宜為15~20cm;矩形泄水管口的寬度宜為20~30cm,長(zhǎng)度為30~40cm。泄水管口頂部采用鑄鐵格柵蓋板,其頂面應(yīng)比周?chē)访娴?~10mm。泄水管常采用鑄鐵管,最小內(nèi)徑為15cm。泄水管周?chē)臉蛎姘鍛?yīng)配置補(bǔ)強(qiáng)鋼筋網(wǎng)。對(duì)于跨越公路、鐵路、通航河流的橋梁及城市橋梁,流入泄水管中的雨水應(yīng)匯集在縱向排水管(或排水槽)內(nèi),并通過(guò)設(shè)在墩臺(tái)處的豎向排水管(落水管)流入地面排水設(shè)施或河流中。對(duì)于跨越一般河流、水溝的橋梁,橋面水流入泄水管后可以直接向下排放。排水管道的材料有鑄鐵管、塑料管(聚氯乙烯PVC或聚乙烯PE)或鋼管,其內(nèi)徑應(yīng)等于或大于泄水管的內(nèi)徑。排水槽宜采用鋁質(zhì)或鋼質(zhì)材料,也可采用水泥混凝土預(yù)制件,其橫截面為矩形或U形,寬度和深度均宜為20cm左右??v向排水管或排水槽的坡度不得小于0.5%。橋梁伸縮縫處的縱向排水管或排水槽應(yīng)設(shè)置可供伸縮的柔性套筒。寒冷地區(qū)的豎向排水管,其末端宜距地面50cm以上。01橋面排水Part02伸縮縫伸縮縫是指為適應(yīng)材料脹縮變形對(duì)結(jié)構(gòu)的影響,而在結(jié)構(gòu)兩端設(shè)置的間隙。橋梁伸縮裝置是為使車(chē)輛平穩(wěn)通過(guò)橋面并滿(mǎn)足橋面變形的需要,而在橋面伸縮縫處設(shè)置的各種裝置的總稱(chēng)。伸縮縫橋梁伸縮裝置的主要作用是滿(mǎn)足橋梁上部結(jié)構(gòu)在氣溫變化、活載作用、混凝土收縮與徐變等因素的影響下變形的需要,并保證車(chē)輛平穩(wěn)地通過(guò)橋面。伸縮裝置一般設(shè)在兩梁端之間及梁端與橋臺(tái)背墻之間。特別要注意的是,伸縮縫附近的欄桿、人行道結(jié)構(gòu)也應(yīng)斷開(kāi),以滿(mǎn)足梁體自由變形的需要。橋梁伸縮裝置的類(lèi)型有U形鋅鐵皮伸縮裝置、梳齒板式伸縮裝置、橡膠伸縮裝置等,目前多用橡膠伸縮裝置。按照伸縮體結(jié)構(gòu)的不同,伸縮量為20~2000mm的公路橋梁伸縮裝置可分為異型鋼單縫式、梳齒板式、橡膠式和模數(shù)式四種類(lèi)型,其選型主要視橋梁變形量的大小和活載輪重而定。圖29為幾種常用的橋梁伸縮裝置的構(gòu)造。圖2-9(a)為U形鍍鋅鐵皮伸縮裝置,一般多用于中、小跨徑橋梁;圖2-9(b)為鋼梳齒板形伸縮裝置,其以鋼板作為跨縫材料,其變形量可達(dá)40mm以上,一般用于伸縮量不大于300mm的公路橋梁;圖2-9(c)為矩形橡膠條形伸縮裝置,當(dāng)梁架好后,在端部焊好角鋼,涂上膠后,再將橡膠嵌條強(qiáng)行嵌入,伸縮量為20~50mm;圖2-9(d)為德國(guó)毛勒伸縮裝置的一種(模數(shù)式橡膠伸縮裝置),密封橡膠條為鳥(niǎo)形構(gòu)造,伸縮量為80~1040mm。02伸縮縫02伸縮縫橋梁伸縮裝置暴露在大氣中,直接經(jīng)受車(chē)輛、人群荷載的反復(fù)摩擦和沖擊作用,稍有缺陷或不足就會(huì)引起跳車(chē)等不良現(xiàn)象,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)影響到橋梁結(jié)構(gòu)本身和通行者的生命安全,是橋梁中最易損壞而又較難修繕的部位,需經(jīng)常進(jìn)行養(yǎng)護(hù),并及時(shí)更換?!豆窐蚝O(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTGD60—2015)規(guī)定,對(duì)于多跨簡(jiǎn)支梁橋,橋面應(yīng)盡量做到連續(xù),使得多孔簡(jiǎn)支梁橋在豎直荷載作用下的變形狀態(tài)為簡(jiǎn)支或部分連續(xù)體系,而在縱向水平力作用下屬于連續(xù)體系。圖2-10為簡(jiǎn)支梁橋四跨一聯(lián)時(shí)的橋面連續(xù)構(gòu)造。鋼筋N2和鋼板N6需預(yù)先焊好,埋設(shè)在主梁內(nèi)。預(yù)制梁時(shí),梁端接縫處從翼板根部向上在全梁寬度上按10∶1做成斜面,在進(jìn)行橋面連續(xù)前先涂黃油再填C30混凝土。02伸縮縫02伸縮縫有經(jīng)驗(yàn)表明,采用橋面板連續(xù)構(gòu)造時(shí),連續(xù)部分的橋面易開(kāi)裂,因此近年來(lái)出現(xiàn)了簡(jiǎn)支連續(xù)結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖2-11),該結(jié)構(gòu)使多跨簡(jiǎn)支梁橋在一期恒載作用下處于簡(jiǎn)支體系受力,在二期恒載和活載作用下處于連續(xù)體系受力。這種簡(jiǎn)支連續(xù)結(jié)構(gòu)具有施工方便、減少橋面伸縮縫、行車(chē)平順等優(yōu)點(diǎn),因此得到了越來(lái)越廣泛的使用。02伸縮縫伸縮縫的衡量指標(biāo)是伸縮量C,C包括開(kāi)口量C-和閉口量C+。開(kāi)口量是當(dāng)橋梁受到溫度降低、混凝土收縮與徐變、汽車(chē)制動(dòng)力等作用時(shí)產(chǎn)生的;閉口量是當(dāng)橋梁受到溫度上升、汽車(chē)制動(dòng)力等作用時(shí)產(chǎn)生的。設(shè)計(jì)要求C≥C-+C+。伸縮縫的安裝寬度B(安裝時(shí)橋面所留的間隙)要求為:(1)防止伸縮縫裝置被拉伸,B≥[Bmin+(C-C-)]。(2)防止伸縮縫裝置被壓鼓,B≤[Bmin+(C-C+)],其中Bmin為伸縮縫的最小工作寬度。02Part03其他構(gòu)造人行道欄桿、護(hù)欄和燈柱人行道位于城鎮(zhèn)和近郊的橋梁均應(yīng)設(shè)置人行道,其寬度和高度應(yīng)根據(jù)行人的交通流量和周?chē)h(huán)境來(lái)確定。人行道的寬度宜為1m,當(dāng)寬度要求大于1m時(shí),按0.5m的倍數(shù)增加。城市橋梁橋面人行道參考寬度見(jiàn)下表。03人行道當(dāng)設(shè)置緣石時(shí),緣石的高度可取0.25~0.35m。在快速路、主干路、次干路橋或行人稀少的地區(qū),若兩側(cè)無(wú)人行道,則應(yīng)設(shè)安全帶,安全帶的寬度為0.50~0.75m,高度不小于0.25m。近年來(lái),在不少橋梁設(shè)計(jì)中為了保證行車(chē)的安全,安全帶的高度已經(jīng)采用等于或大于0.4m。人行道頂面應(yīng)做成傾向橋面1.0%~1.5%的排水橫坡,城市橋梁人行道頂面可鋪彩磚,以增加美觀。此外,人行道在橋面斷縫處必須做伸縮縫。圖2-12為一般人行道的構(gòu)造。圖2-12(a)為肋板式人行道(Ⅱ形人行道),它擱置在主梁上,采用整體式預(yù)制裝配施工,人行道的下方可以放置過(guò)橋的管線(xiàn);圖2-12(b)為人行道附設(shè)在板上,人行道部分用填料填高,上面敷設(shè)2~3cm厚的砂漿面層或?yàn)r青砂,人行道內(nèi)緣設(shè)置緣石;圖2-12(c)為在小跨徑寬橋上將人行道部分的墩臺(tái)加高,在其上擱置人行道承重板;圖2-12(d)適用于整體澆筑的鋼筋混凝土梁橋,將人行道設(shè)在挑出的懸臂上,這樣可以減小墩臺(tái)寬度,但施工不太方便。03人行道03人行道圖2-13為懸出的裝配式人行道構(gòu)造,其由人行道板、人行道梁、支撐梁及緣石組成。安裝時(shí),人行道梁根部的預(yù)埋鋼板應(yīng)與從橋面板內(nèi)伸出的錨固鋼筋焊接,并應(yīng)保證有足夠的強(qiáng)度。支撐梁用來(lái)固定人行道的位置。03欄桿01護(hù)欄02欄桿、護(hù)欄和燈柱03燈柱03欄桿、護(hù)欄和燈柱橋梁欄桿作為一種安全防護(hù)設(shè)備,其設(shè)計(jì)應(yīng)符合受力要求并兼顧美觀,欄桿的高度通常為0.8~1.20m。應(yīng)注意,靠近橋面伸縮縫處的所有欄桿均應(yīng)斷開(kāi),以保證扶手與柱之間能自由變形。03欄桿在高速公路橋梁的外側(cè)和中央分隔帶處必須設(shè)置橋梁護(hù)欄。作為干線(xiàn)公路的一級(jí)、二級(jí)公路橋梁必須設(shè)置路側(cè)護(hù)欄,作為干線(xiàn)公路的一級(jí)公路橋梁必須設(shè)置中央分隔帶護(hù)欄。橋梁護(hù)欄包括金屬(鋼、鋁合金)制護(hù)欄和鋼筋混凝土護(hù)欄。護(hù)欄欄桿、護(hù)欄和燈柱在城市橋上及在城郊人和車(chē)輛較多的公路橋上,都要設(shè)置照明設(shè)備。橋梁照明應(yīng)防止眩光,必要時(shí)應(yīng)采用嚴(yán)格的控光燈具,而不宜采用欄桿照明方式。照明用燈一般應(yīng)高出車(chē)道8~12m。對(duì)于大型橋梁及具有藝術(shù)和歷史價(jià)值的中、小型橋梁的照明應(yīng)進(jìn)行專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì),使其既滿(mǎn)足功能要求,又顧及藝術(shù)效果,并與橋梁的風(fēng)格相統(tǒng)一。照明燈柱可以設(shè)在欄桿扶手的位置處,在較寬的人行道上也可設(shè)在靠近緣石處。鋼筋混凝土燈柱的柱腳可以就地澆筑并將鋼筋錨固于橋面中。鑄鐵燈柱的柱腳可固定在預(yù)埋的錨固螺栓上。照明及其他用途所需的電信線(xiàn)路等通常都從人行道下的預(yù)留孔道中穿過(guò)。03燈柱思考與練習(xí)(1)橋面鋪裝的作用是什么?(2)簡(jiǎn)述橋面防排水的種類(lèi)和特點(diǎn)。(3)伸縮裝置的功能要求和類(lèi)型分別是什么?(4)人行道的構(gòu)造特點(diǎn)是什么?簡(jiǎn)答題構(gòu)建梁橋的橋面細(xì)部設(shè)計(jì)方案。能力拓展題橋梁設(shè)計(jì)作用第三章CONTANTS目錄橋梁設(shè)計(jì)作用分類(lèi)01作用組合02應(yīng)用能力目標(biāo)要點(diǎn)(1)掌握橋梁設(shè)計(jì)作用的基本分類(lèi)。(2)能夠進(jìn)行橋梁主要設(shè)計(jì)作用的計(jì)算與分析。(3)能夠進(jìn)行橋梁主要設(shè)計(jì)作用的組合。Part01橋梁設(shè)計(jì)作用分類(lèi)永久作用可變作用偶然作用永久作用永久作用亦稱(chēng)恒載,在設(shè)計(jì)使用期內(nèi),其作用位置和大小、方向不隨時(shí)間變化,或其變化與平均值相比可忽略不計(jì)。永久作用包括結(jié)構(gòu)物自重、橋面鋪裝及附屬設(shè)備的重量、作用于結(jié)構(gòu)上的土重及土側(cè)壓力、基礎(chǔ)變位作用、水浮力、長(zhǎng)期作用于結(jié)構(gòu)上的人工預(yù)施力及混凝土收縮和徐變作用。結(jié)構(gòu)物自重、橋面鋪裝及附屬設(shè)備的重量等附加重力均屬結(jié)構(gòu)重力,結(jié)構(gòu)重力標(biāo)準(zhǔn)值可按常用材料的重度計(jì)算。對(duì)于公路橋梁,結(jié)構(gòu)自重往往占全部設(shè)計(jì)荷載的很大部分。例如,當(dāng)橋梁跨徑為20~150m時(shí),結(jié)構(gòu)自重占30%~60%(跨徑越大,該比例越高)。對(duì)于特大跨度的圬工橋、鋼筋混凝土橋或預(yù)應(yīng)力混凝土橋,活載的影響往往降至次要地位。在此種情況下,宜采用輕質(zhì)、高強(qiáng)材料來(lái)減小橋梁結(jié)構(gòu)的自重。01汽車(chē)荷載01汽車(chē)荷載離心力03可變作用01汽車(chē)荷載引起的土壓力04人群荷載05汽車(chē)荷載沖擊力02汽車(chē)荷載制動(dòng)力06可變作用在設(shè)計(jì)使用期內(nèi),可變作用的作用位置和大小、方向隨時(shí)間變化,且其變化與平均值相比不可忽略。橋梁設(shè)計(jì)中所考慮的可變作用有汽車(chē)荷載和人群荷載。同時(shí),對(duì)于汽車(chē)荷載應(yīng)計(jì)及其沖擊力、制動(dòng)力和離心力。對(duì)于所有車(chē)輛荷載尚應(yīng)計(jì)算其所引起的土側(cè)壓力。此外,可變作用還包括支座摩阻力、溫度(均勻溫度和梯度溫度)作用、風(fēng)荷載、流水壓力和冰壓力等。眾所周知,每一種車(chē)輛都有許多不同的型號(hào)和載重等級(jí),而且隨著交通運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展,車(chē)輛的載重量也將不斷增大,因此就需要制定一個(gè)既滿(mǎn)足目前車(chē)輛情況和將來(lái)發(fā)展需要,又便于在設(shè)計(jì)中應(yīng)用的簡(jiǎn)明統(tǒng)一的荷載標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)在對(duì)現(xiàn)有車(chē)型、行車(chē)規(guī)律等進(jìn)行大量的觀測(cè)和調(diào)查研究的基礎(chǔ)上,根據(jù)汽車(chē)工業(yè)發(fā)展和國(guó)防建設(shè)的需要,制定了設(shè)計(jì)公路橋涵或其他受車(chē)輛影響的構(gòu)造物所用的荷載標(biāo)準(zhǔn)。01可變作用公路橋涵設(shè)計(jì)時(shí),汽車(chē)荷載的計(jì)算圖式、荷載等級(jí)及其標(biāo)準(zhǔn)值、加載方式和縱橫向折減等應(yīng)符合下列規(guī)定:(1)汽車(chē)荷載分為公路—Ⅰ級(jí)和公路—Ⅱ級(jí)兩個(gè)等級(jí)。(2)汽車(chē)荷載由車(chē)道荷載和車(chē)輛荷載組成。車(chē)道荷載由均布荷載和集中荷載組成。橋梁結(jié)構(gòu)的整體計(jì)算采用車(chē)道荷載;橋梁結(jié)構(gòu)的局部加載、涵洞、橋臺(tái)和擋土墻土壓力等的計(jì)算采用車(chē)輛荷載。車(chē)輛荷載與車(chē)道荷載的作用不得疊加。(3)各級(jí)公路橋涵設(shè)計(jì)的汽車(chē)荷載等級(jí)應(yīng)符合表3-1的規(guī)定。01汽車(chē)荷載可變作用①二級(jí)公路作為集散公路且交通量小、重型車(chē)輛少時(shí),其橋涵的設(shè)計(jì)可采用公路—Ⅱ級(jí)汽車(chē)荷載。②對(duì)交通組成中重載交通比重較大的公路橋涵,宜采用與該公路交通組成相適應(yīng)的汽車(chē)荷載模式進(jìn)行結(jié)構(gòu)整體和局部驗(yàn)算。(4)車(chē)道荷載的計(jì)算圖式如圖3-1所示。01汽車(chē)荷載可變作用①公路—Ⅰ級(jí)車(chē)道荷載均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值為qk=10.5kN/m,集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值Pk取值如表3-2所示。計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí),上述集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)乘以系數(shù)1.2。01汽車(chē)荷載注:計(jì)算跨徑L0,設(shè)支座的為相鄰兩支座中心間的水平距離,不設(shè)支座的為上、下部結(jié)構(gòu)相交面中心間的水平距離。
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