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中小跨径公路桥梁选型及设计要点
110.00 22.00
估算造价比
1.00
1.04
2、下部结构型式
选择下部结构形式考虑的因素: 上部结构型式 桥下地形(沟、谷、河流) 工程地质条件 材料 环境 施工条件
(1)桥墩:
✓ 桥墩形式与适用高度 重力式桥墩:一般不超过10m 柱式桥墩: 30m以下 矩形实心桥墩:30m<H<60m 矩形空心薄壁桥墩:超过60m
中小跨径公路桥梁选型及设计要点
主要内容介绍
一、中小跨径桥梁选型 二、桥梁结构设计要点 三、桥梁的震害
一、中小跨径桥梁选型
一、中小跨径桥梁选型
(一)、桥梁设计总原则
结构安全 使用舒适 经济合理 施工方便 易于养护维修 造型优美、与自然环境相协调
(二)、桥位选择及布置 1、桥位选择的总原则
(3)常用基础
明挖浅基础(挖深不超过4米) 桩基础
注 意: ①在一座桥梁中,尽量采用相同的基础型式。 ②对于我省,黄土地区、陡坎地形较多,桩基础有效桩长
取2倍桩基直径厚度土层以下。 ③湿陷性黄土地区,负摩阻影响。 ④摩擦桩桩长不小于15米,端承桩桩长不小于12米,嵌入
中风化或微风化岩层深度不小于2.5d,单轴抗压强度不小 于10兆帕。
3、整幅加桩
(1)、施工前,应先凿除原有承台侧面40厘米范围内的砼, 凿除后保证原承台横向钢筋。
二、溶洞位置桩基础的处置
1、桩基设计为摩擦桩。如果桩侧有溶洞,可以先对溶洞采用 M7.5浆砌片石进行砌筑,砌筑厚度为桩侧0.75d。溶洞处置完 毕后,继续下挖至设计标高,按照摩擦桩重新进行设计,溶洞 范围内不考虑摩阻力的影响;如果桩底发现有溶洞,根据溶洞 距桩底的距离分别对待,根据现场情况分别对待。 2、桩基设计为嵌岩桩。如果桩侧有溶洞,可以先对溶洞采用 M7.5浆砌片石进行砌筑,砌筑厚度为桩侧0.75d。溶洞处置完 毕后,继续下挖至设计标高,即可终孔;如果桩底发现有溶洞, 则须判定稳定中风化灰岩厚度,溶洞顶有5米厚中风化灰岩,桩 长保持不变,只对溶洞进行处理。小于5米,则要求桩基穿越溶 洞,挖至稳定中风化灰岩并嵌入2.5倍桩径或按摩擦桩设计,空 洞范围内不考虑摩阻力的影响。
由于温度变化,上部结构伸缩,导致墩顶产生水平位移所产 生的 水平力与桥面纵坡大小无关
综上所述,桥墩墩顶所受的水平力与桥梁纵坡关系不大,一般其 下部构造可按平坡桥进行结构分析。
(五)特殊桥梁设计
顺水桥设计
1、适用范围 局部路线与水流平行或交角较小
2、顺水桥设计 桥长确定;不宜压缩河道 桥梁高度:考虑盖梁以下净空要求 桥墩形式:宜采用柱式墩 桥墩结构受力分析:考虑漂浮物滞留在桥墩
(五)特ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ桥梁设计
坡桥设计
1、桥上纵坡 规范要求桥上纵坡不宜大于4%,如受地形条件和路线线型的限制,
可以适度加大,但必须采取一定的构造措施。 2、梁(板)桥墩水平力 1)恒载作用下的桥墩受力
桥梁上部恒载对于桥墩不产生水平力。 2)制动力作用下的桥墩受力
由于制动力在桥墩上的竖向分力很小,可不对其分解 3) 温度变化引起的墩顶水平力
预 制 板:6~20m T 型 梁:20~50m I 型组合梁:20~40m(横向柔度大,易失稳) 矮 箱 梁:25~40m(20m也用,拆模难;
大于40m吊装重、施工费高、危险)
1、上部结构形式(1)装配式梁板
✓选择考虑因素:
桥梁总体布置、桥高、跨度 桥位所处地形环境是否有利于预制场地布设 运输条件 施工队伍的能力 同一工程的统一(同一合同段)
中小桥服从路线布设
大桥、特大桥应多方案比选, 路桥综合考虑,合理协调
2、桥位选择主要考虑的因素
(1)地形、地物、地貌
(2)工程地质(不良地质)
我省具有地质构造多变、不良地质分布较广的特点,其表现一般为 山体滑坡、崩塌、泥石流、岩溶、断层、破碎带、湿陷性黄土、膨胀土、 采空区等不良地质理象。其中又以山体滑坡、湿陷性黄土最具有代表性。 路线布设时,应尽可能绕避不稳定山体斜坡,更应该避免将桥梁置于滑 坡体影响范围内。若无法完全避开山体滑坡,应采取工程措施,进行处 治,确保桥基安全。
2、设计原则 当无法避免在滑坡体边缘设置桥梁时、必须对滑坡体采取可靠的
整治措施,避免对桥梁稳定性构成潜在的威胁 3、几个注意的问题
当桥梁设置于相对稳定的滑坡体上时,必须做好工程的防排水设 施,避免开挖和冲刷过多扰动地形,引起古滑坡复活
布设在滑坡体边缘的桥梁,当桥梁高度不大时,宜采用桩柱式墩 台。
当采用扩大基础以致基坑开挖多大易诱发新滑坡时,应优先采用 桩基础
70.00 13.00
估算造价比
1.03
1.00
混凝土
(m3/m2)
0.43
0.44
普通钢筋
(kg/m2)
30m
钢绞线
(kg/m2)
80.00 15.58
77.00 14.25
估算造价比
1.056
1.00
混凝土
(m3/m2)
0.54
0.55
普通钢筋
(kg/m2)
40m
钢绞线
(kg/m2)
101.00 22.00
(2)桥台
桥台形式选择主要地形、地质因素,主要受地 形的限制较大。
✓桥台主要类型
重力式(实体)桥台 埋置式桥台(柱式、肋板式) 轻型桥台(薄壁) 组合式桥台(加筋式、拱桥组合台)
✓常用桥台形式与适用高度
U型桥台:桥台高度一般不宜大于10m 柱式桥台:高度不宜大于4m 肋板式桥台:合理高度应为4~10m
(2)支架现浇梁板
✓分类
•截面类型:实心板、空心板、箱型梁 •结构性能:钢筋砼、预应力砼
•受力体系:简支、连续梁或刚构
(2)支架现浇梁板
✓跨径适用范围:
6~13m: 钢筋砼板
15~25m: 钢筋砼箱梁
25~60m: 预应力砼箱梁
(3)拱桥
✓ 选择因素:
•稳固的地基(或桩基)
•材料(山区、高强度石料丰富) •地形(沟谷地形) •自然景观(山谷、峡口)
不均匀,钝角处
可出现比同情况
正交板大数倍的
A
B
反力,而锐角处
反力很小,甚至
出现负反力,以 至于锐角有上翘
C
D
的趋势,斜板以
上特性可以用比 拟连续梁来描述
比拟连续梁
斜板桥的工作特性: 斜板的最大纵向弯矩,虽比同等跨、宽的正桥小,
但横向弯矩却比同等跨宽的正桥要大的多,跨中 部分的横向弯矩增加量,相当于纵向弯矩减小的 量 斜板在工作过程中,在平面内有向锐角方向转动 的趋势
埋置式桥台
(七)桩基础的特殊处置
一、断桩或是桩长不足加桩方案
1、扁担桩 沿纵桥向加同等直径的桩,废桩用砂砾或粘土填充,分层
压实,待填充压实后再钻新孔,注意新桩和断桩的桩间距离。
2、菱形加桩
(1)、施工前,应先凿出原有桩顶1.5m范围内钢筋保护层,并将 墩底0.5m范围内凿除1cm厚钢筋保护层。凿毛后一定要保持桩和柱 子为圆形,并形成绕混凝土桩或柱的环状坑槽,以保证与钢套箍紧 密接触及胶与混凝土的粘结性。
产生的作用
(六)特殊地质条件下的桥梁设计
湿陷性黄土地区
1、湿陷性黄土的工程特性 易溶蚀、易冲刷、各向异性以及湿陷性
2、设计原则 最大限度的消除和减少不均匀沉降和地基承载力不均匀对
结构安全造成的不良影响 3、桥位选择
尽量避开黄土陷穴地下岩溶的发育区和易崩解、潜蚀、顶 冲和发育不稳定地段
(六)特殊地质条件下的桥梁设计
▪ 铰接板
通过板与板之间的 铰缝或似铰的结构 传递竖向力,几乎 不传递弯矩。
铰接板桥计算图式
▪ 铰接梁
梁之间较弱的翼板连接 近似于铰接
铰接T形梁桥计算图式
实际上由于翼板的 弯曲,剪力也不能 完全传递
▪ 刚接梁
横梁与翼板共同形成 刚性连接使得竖向力 和弯矩得以在梁与梁 之间传递
刚接T形梁桥计算图式
2、桥梁纵面布置
结合桥梁总体布置进行纵坡、竖曲线及 组合统一考虑
▪ 对于平原地区跨域公路或河流的桥梁,竖曲线应进入桥梁 两跨的引道中
▪ 如果在纵坡地段,桥梁应沿公路线形在坡度的最底最高处 设竖曲线顺接
▪ 桥上纵坡不宜大于4%,而对于一联长度较长的桥梁纵坡 不宜大于3%
▪ 桥梁纵面关键要做到与两侧路线的顺适
(四)、桥型选择(中小跨径桥梁)
1、上部结构形式 (1)装配式梁板
✓分类
截面型式:实体板、空心板、T梁、Ⅰ型组合梁、 矮箱梁等
结构性能:钢筋砼结构、预应力混凝土结构 受力体系:简支、桥面连续、结构连续(连续梁、刚构)
1、上部结构形式(1)装配式梁板
✓适用范围
一般情况不同预制构件的跨径适用范围:
(六)特殊地质条件下的桥梁设计
泥石流地区
1、桥位选择 应选择在沟床稳定的流通区直线段内,尽可能与主流正交
2、设计原则 跨越泥石流深沟的桥梁不宜在沟中设墩,跨越较宽泥石流
沟槽,应选择较大的跨径,避免桥墩过多压缩泥石流通道 要保证足够的桥下净空,不宜采用挖深河床的办法增大桥
下净空 在泥石流沟内不得采用各类轻型桥墩,和锥坡突出台前的
3、对于有溶洞的桩基,施工方一定要探明其规模大小,并 给出文字性说明。在设计方没有给出处理意见之前,有发现溶 洞的桩均不可灌注。对于需要变更为摩擦桩设计的,施工单位 须提供挖孔记录,以便合理确定桩长。
二、桥梁结构设计要点
二、桥梁结构设计要点
1、不同上部结构的工作原理
(1)装配式梁板
铰接板 铰接梁 刚接梁
各梁的整体受力性能 得到加强
(2)整体现浇梁板 ▪ 整体现浇板:双向弯曲受力的弹性薄板
▪ 整体现浇箱梁:
纵向弯曲 横向弯曲 扭转 扭转变形(畸变)