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1.2. 桥梁设计原则及设计(姚)解析
九江大桥被运沙船撞成“断头桥“
3. 适用耐久
① 应保证桥梁在100年的设计基准期内正常使用; ② 桥面宽度应满足交通量的需要; ③ 桥梁结构的刚度要求;
在设计荷载下不出现较大的变形和过宽的裂缝; ④ 应考虑不同环境类别对桥梁耐久性的影响; ⑤ 桥下应利于泄洪、通航或通车、行人; ⑥ 桥梁两端便于车辆进入和疏散; ⑦ 便于埋设管线。
5、方案的详图,计算上、下部结构的主要工程数量 依据“估算定额”或“概算定额”,编制出各个方案 的主要材料用量、劳动力数量和全桥总造价。
6、选定最优方案和文件汇总 ① 全面考虑建设造价、养护费用、建设工期、营运灵 活性、美观等因素进行综合分析,选定最佳方案为 推荐方案。 ② 编写方案说明。
桥梁设计方案的比选
(4)桥面纵坡: 既利于交通,美观效果好,又便于桥面排水
✓ 单向或双向坡度的桥梁,对于不太长的小桥,可以做成平坡桥 ✓ 桥上纵坡不宜大于4% ✓ 桥头引道纵坡不宜大于5% ✓ 位于市镇混合交通繁忙处的桥梁,桥上纵坡和桥头引道纵坡均
不得大于3%,并应在纵坡变更的地方按规定设置竖曲线
斯托尔马桥
三、横断面设计
4. 经济合理 ① 因地制宜、就地取材和方便施工; ② 综合考虑桥梁造价和养护、维修费用。 ③ 应选择地质、水文条件好、桥梁长度较短的桥位; ④ 所选桥位应能缩短河道两岸的运距。
5、美观
① 结构布置必须精练,并在空间有和谐的比例。 ② 桥型应与周围环境相协调。 ③ 施工质量对桥梁美观也有重大影响。
三、 桥梁设计与建设程序
预可行性
项目
前
研究
建议书
期
工
作
可行性
可行性
研究
研究报告
相关部门 审批
相关部门 审批
初步设计
正
式 设
技术设计
计
施工图 设计
设计阶段
建设单位审批 招标文件
建设单位审批 开工报告
工程立项
设计 任务书
招投标及 施工准备
施工阶段
建设程序
一、前期工作——预可行性研究报告与可行性研究报 告的编制
(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) 战备方面的考虑 (7) 施工能力的考虑
3、 桥道高程的确定
原则: 应根据设计洪水位、桥下净空的需要,结合桥型、跨径 等综合考虑。 ○位于河中各跨,均应首先满足流水净空要求; ○通航桥孔应满足通航净空要求 ○通车桥孔满足跨线桥桥下的交通要求; ○考虑桥的两端能够与线路顺利相接。
➢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。
(4)施工上的要求:技术先进
在因地制宜的前提下,尽可能采用成熟且先进 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
随着经济的发展、人们生 活水平的提高,桥梁美学 越来越受到重视。
公桥规:特殊大桥宜进行景观设计,高速、一级 公路桥梁应与自然环境和景观相协调。
桥梁美学原则:
1、在满足功能要求的前提下,要选用最佳的结 构型式——纯正、清爽、稳定。质量统一于美, 美从属质量。
2、美,主要表现在结构选型和谐与良好的比例, 并具有秩序感和韵律感。过多的重复会导致单 调。
3.重视与环境协调。材料的选择,表面的质感, 特别色彩的运用起着重要作用。模型检试有助 于实感判断,审视阴影效果。
的建筑界线规定
H 4.0
H 4.0
L
W
L
S1
S2
各级公路设计速度
公路等级
高速公路
一级公路
设计速度(km/h) 120 100 80 100 80 60
二级公路 80 60
三级公路
四级公 路
40 30
20
设计速度(km/h)
120
车道宽度(m)
3.75
单个车道宽度
100
80
60
40
3.75
3.75
高应高出自设计通航水位算起的净空高度。
b
通航水位
B
h H
4.0 0.25
跨线桥桥下的交通要求: S2 L2
S1 M2 S1
W
M1
保证桥W 下通车S2 L的2
净空安全
高速公路、一级公路
E
E
E
E
H 4.0
S1
L1
W
S2 L2
高速公路、一级公路(分离式)
H
L
W
4.0 L
H —— 净空二、高三度、,四级高公速路公路和一 级、二级公路为5.0m,三级、 四级公路为4.5m
和设想。
二、“工可阶段”
主要任务: 1. 研究和制订桥梁的技术标准。
设计荷载标准、桥面宽度、通航标准、 设计车速、桥面纵坡、桥面平纵曲线半
径等。
2. 提出多个桥型方案,并估算造价; 3. 基本落实资金来源和投资回报等问题。
三、初步设计
主要目的:
确定设计方案,应通过方案比选,推荐最优方案,报上 级审批。
瑞士萨尔基那山谷桥 (Salginatobel Bridge) —— 被评为20世纪最美丽的桥梁
香港昂船州大桥
二、设计资料调查野外勘测与调查研究 1.桥梁的任务——确定桥梁的规模 2.选择桥位——确定路桥的关系等
3.测量地形——测绘地形图 4.钻探桥位——工程地质报告 5.水文调查——确定桥梁跨径和净空 6.其它情况——材料、电力、施工道路等
特殊: ➢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。
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。 使用和技术要求 (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。 (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。
主要目的: 1. 对重大的技术问题,通过科学试验、专题研 究、加深勘探调查及分析比较,完善桥型方 案的总体和细部各种技术问题及施工方案; 2. 修正工程概算。
五、施工图设计
主要任务 1. 对桥梁各种构件进行详细的结构计算,确保 各种技术指标满足规范要求; 2. 绘制施工详图; 3. 提出文字说明及施工组织计划; 4. 编制施工图预算。
(2)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。
(3)安全方面(结构尺寸和构造上):
2、桥梁分孔和初拟桥型方案草图 在确定了各种标高的纵断面图上,根据泄洪总跨径的
要求,做桥梁分孔和桥型方案草图。
3、方案初选; 对草图方案做技术和经济上的初步分析和判断,剔除 一些在技术经济上明显相形见绌的图式,初步选出 2~4个构思好,各具特点的方案,做进一步详细研 究和比较。
4. 详绘桥型方案; 根据不同的桥型、不同跨度、和施工方法,拟定主要 尺寸,绘制各桥型方案的尺寸详图。
第二章 桥梁的总体规划设计
第一节 桥梁设计的基本原则
一、总原则
技术先进,安全可靠,适用,经济合理,美观,环境 保护
1. 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、新工艺。
2. 安全可靠
①所设计的桥梁结构在强度和稳定性方面应有足够的安全 储备; ②防撞栏杆应具有足够的高度和强度; ③对于交通繁忙的桥梁,应设计好照明设施,并有明确的 交通标志,两岸引桥坡度不宜太陡; ④对于修建在地震区的桥梁,应按要求采取防震措施等。
151.48
31000
26.00
立 面 (1:2000) -17.00 12
13000
10×5000
124.23
26.00 -20.00 13
1.工程必要性论证 2.工程可行性论证——制定桥梁标准、自然条件及
周围环境、桥式方案、桥位 3.经济可行性论证——造价及回报、资金来源及偿
还
一、“预可”阶段
➢ 着重研究: 1. 建桥的必要性 2. 宏观经济上的合理性 ➢ 主要工作目标:
上报立项问题 ➢ “预可报告”的主要内容: 1. 桥型方案; 2. 工程造价、资金来源、投资回报及偿还等的初步估算
附: ➢ 中、小桥可以简化程序 ➢ 国外施工设计由施工承包商进行 ➢ 国内所有设计由设计单位进行
第二节 桥梁平、纵、横断面设计
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 桥面纵坡
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。
② 必要时建立环境监测保护体系,将不利影响减至最 小。
桥梁设计的基本要求
(1)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。
明确各种标高 的要求
桥梁分孔和初拟桥型 方案草图