桥梁设计要点
1、结构形式及方案比选
1)构造物选址
(1)大桥、特大桥桥位一般服从路线的基本走向,并作为路线走向的重要控
制点。
路线设计时,应尽量正交布设或左右幅错孔正交布设。
条件受限
制时也可采用斜交布置,但斜交角一般不宜大于30°。
(2)桥位应尽量避开断裂带、滑坡、泥石流、强岩溶以及其它不良地质地段,
选在河岸稳固和基岩、坚硬土层外露或埋深较浅、地质条件良好的稳定
地段。
(3)跨越不通航的行洪、排涝流量较大的季节性河道的桥梁纵轴线宜与洪水
主流方向正交。
若必须采用斜交跨越时,其桥墩应布置为洪水主流方向
一致。
(4)桥梁及构造物选址尚应与国家有关部门(如水利、航运、铁路、大型管
道、电站、高压电缆、重要通信线路)协调,获得相关审批。
(5)桥位比选应综合考虑工程造价、施工条件、对周围环境影响等因素,择
优选用。
2)桥梁型式选择与上部结构设计
(1)初步设计阶段,凡特大桥、大桥和特殊桥梁形式,应做桥型方案比较,择优选用。
比选应当从桥位、桥型、跨径组合、造价控制、施工组织等诸多方面进行深入、细致和全面地比较分析,为每座桥寻求最为恰当的桥型和桥式。
(2)桥型应根据所在区域的自然地理条件、材料来源、施工方法、高跨比和使用要求综合考虑后选定。
①常规桥梁尽量做到标准化、定型化、工厂化,装配化。
一般桥梁宜优先选用装配式预应力混凝土先简支后结构连续T梁。
②对于存在滑坡和泥石流的沟谷,采用大跨桥梁直接跨越,既能避免自然灾害对结构的破坏,又能减轻对本已十分脆弱的环境的不利影响。
③斜坡上桥梁基础施工困难,且施工对坡面植被及边坡稳定影响大,宜采用稍大的跨径。
④本项目具有多处典型的“V”型河谷,沟底两侧的岸坡十分陡峭,两岸地
质条件较好的桥位可采用拱桥结构一跨跨越,但采用拱桥方案时需考虑施工场地及施工方案的实施可能性。
如两岸地质松散,外界干扰时极易垮塌时,可采用连续刚构或T型刚构桥型直接跨越岸坡,避免对地形环境破坏,保护生态。
⑤桥型选择时应当注意上下部的协调,避免出现下部结构高度差异过大,导致桥梁整体抗震性能差。
(3)装配式梁桥的高跨比宜控制在2:1以内。
预应力混凝土结构连续T梁适用跨径为20、30、40m,特殊情况下可采用50m跨径; 10m及以下跨径可采用空心板、实心板。
同一座桥梁的跨径不宜多于两种。
(4)根据地形地质、施工条件、地震烈度、桥梁高跨比、经济合理性等因素,选择连续梁、连续钢构、拱桥、斜拉桥、悬索桥等桥梁类型。
(5)宽度变化不大的主线桥、半径较大的匝道桥宜采用预制梁。
宽度变化较大的主线桥、半径较小的匝道桥宜采用现浇连续箱梁。
(6)桥型选择应充分考虑施工运输条件的限制,建筑材料、桥梁预制构件应能够较为方便的运输至现场。
(7)选择桥型时应结合土建施工合同段的划分,适当归并同一合同段内的桥梁结构形式与桥梁跨径,便于施工和运营管理。
2、桥梁下部结构设计
本项目地质构造复杂,应选择合理的下部结构形式,以适应陡坡地形、简化施工难度、减少对环境的破坏。
(1)常规装配式先简支后结构体系桥梁桥墩:根据地形地质条件、墩高、地
震烈度等因素,选择实心圆柱墩、空心或实心矩形墩、箱型独柱墩、实
心薄壁墩等形式。
地形横坡陡峻路段,宜采用独柱式空心矩形桥墩、小
间距柱式桥墩,以减少地形开挖工程量,提高桥梁观赏效果。
(2)连续梁、连续刚构桥墩:宜采用双肢薄壁或空心薄壁墩。
(3)同一座桥梁的桥墩形式应综合考虑,做到外观上风格一致,结构上刚度
匹配。
当某种形式、规格的桥墩数量较少时,应按照少数服从多数原则
归并、统一,尽可能减少桩柱类型,方便施工。
同一合同段内的桥梁,
其桥墩形式也应适当归并,以改善美观、减小施工难度。
(4)桥梁跨越V形沟谷时,应尽量避免在沟谷中心设置桥墩;为较好的适应
地形,降低桥台高度,可选择采用组合跨径布孔方案。
(5)柱式墩墩高>7m宜设置地系梁,以增加整体刚度。
(6)桥台:根据桥台高度、地质地形条件、台后接路堤或隧道情况等因素,
采用重力式U型台、桩柱台、肋板台等形式。
U形桥台和埋置式肋板桥台高度不宜超过12米,桩柱式桥台高度不宜超过6米。
3 、弯斜桥设计
(1) 弯桥
弯桥墩台一般宜按照径向布置。
弯道半径较小时,可采用现浇连续箱梁。
弯道半径较大时,可采用装配式预应力混凝土结构连续T梁。
(2) 斜桥
大桥、特大桥应尽量正交布设或左右幅错孔正交布设,条件受限制时也可采用斜交布置,但斜交角一般不宜大于30°一些情况下,需作斜交桥与独柱墩正交桥的技术、经济比较,择优选取。
4 、桥梁抗震及耐久性设计
1)桥梁抗震设计总体原则
(1) 根据本项目各工点的抗震设防标准和要求,确定其抗震设防目标,选择合适的桥位和合理的桥型,进行多水准多性能抗震设计。
(2) 依据《中国地震动参数区划图》GB 18306-2001、本工程具体工点的场地地震安全性评价报告确定地震动参数。
(3) 本项目应执行《公路桥梁抗震设计细则》JTG/T B02-01-2008以及《公路工程抗震规范》JTG B02-2013。
2)桥梁抗震概念设计
(1) 选择桥位时,应尽量避开地震危险地段,避免或减轻在地震作用下因地基变形或地基失效造成破坏。
(2) 本着减轻震害和便于修复(抢通)的原则,桥梁设计方案应具有
①合理的刚度和承载力分布;
②足够的承载能力,良好的变形能力和耗能能力。
③加强桥梁结构的整体性,重视连接薄弱的部位细节设计
3)桥梁抗震措施
在顺桥向,伸缩缝位置梁体之间应设置缓冲橡胶块;在横桥向,主要是在盖梁两侧设置抗震挡块(附橡胶缓冲块) 。
4)桥梁防地震次生灾害设计
桥位选择时应尽量避开地震时可能出现大规模滑坡、崩塌、泥石流等严重不良次生地质灾害的不利地段。
当无法避开时,需要进行防地震次生灾害设计
(1) 对破碎山体、边坡,采取主动网、被动网、框架锚杆、锚索、抗滑桩等手段进行防护;
(2) 对可能遭受落石撞击的桥墩,增加防落石撞击装置;
(3) 桥下要留够开阔、顺畅的空间,使地震后可能发生的泥石流能顺利从桥下通过,并设置防泥石流冲刷的防撞墩、挑坝、导流墙等。
5)桥梁耐久性设计
(1) 混凝土桥梁应分设计、施工和运营阶段采取不同措施,提高耐久性:
(2) 使用可供开采的地材,开展耐久性高性能混凝土配合比试验。
5 、桥梁附属设施设计
(1) 大、中桥外侧均设防撞墙式护栏,小桥内外侧均设置加强型波形护栏。
(2) 对于一般大、中桥,伸缩缝的宽度应根据分联长度、路线纵坡、桥墩刚度等因素计算确定,但以不超过160mm为宜,必要时调整分联长度。
一般来说,联长80~120米的墩上设80型缝,联长120~180米的墩上设160型缝。
(3) 简支梁、板桥采用板式橡胶支座,连续梁桥采用圆板式橡胶支座或盆式橡胶支座。
(4) 桥台搭板:搭板的长度根据预期的沉降大小、桥台高度及顺适要求而定。
从技术、经济综合考虑,本项目规定桥台搭板的长度按下表采用。
(5) 左右幅桥梁之间放置通讯管线,护栏上设防眩板。
(6) 位于水库或敏感性水源河段上的桥梁,桥面排水必须采用集中排放,经隔油沉淀达到相关标准后才能排入沟渠;跨线桥桥面雨水应通过排水管引入边沟,不得直接排入公路上,以免污染路面、墩台及影响行车安全。
(7) 为了使本项目的桥梁具有可接近性、可检性、可换性、可修性、可控性、可强性和可持续性,根据需要在高墩桥梁上下部设置检修通道、检修梯。
6 、涵洞设计
(1) 涵洞选址一般情况下应服从路线走向,选择在水文、水力条件较好的地段,涵洞位置和轴线方向确定,要满足设计流量的宣泄,使水流畅通,做到“进口要顺、水流要稳”,不发生斜流、旋涡等现象,避免排洪不畅、冲毁路基、积水淹田等问题。
(2) 涵洞类型及跨径的选择主要依据设计流量,并符合因地制宜、就地取材、经济合理和便于施工养护等原则。
一般情况下,优先选用盖板涵。
对于岩石地基,可选用拱涵。
用于农灌及流量较小时,可选用钢波纹管涵、混凝土圆管涵。
(3) 盖板涵及拱涵一般采用重力式U型台或轻型桥台,一般采用明挖基础。