桥涵水文课件第四章.ppt

第四章 公路桥涵布置的一般原则及规定,中国矿业大学建筑工程学院,制作：吴晓锁,第四章 公路桥涵布置的一般原则及规定,中国矿业大学建筑工程学院,制作：吴晓锁,学习目标和要求： 掌握现行桥涵分类标准；理解桥涵布置的一般原则；理解桥位选择的一般规定及在通航、水文、地质等方面的具体规定；理解各类河段上桥位选择的特点；了解桥位勘察前的准备工作；了解桥位及水文地质勘察的内容及主要成果。 本章重点： 桥涵分类；桥涵布置的一般原则；桥位选择的规定；桥位勘察的内容及主要成果。 本章难点： 桥涵布置的一般原则；桥位选择的规定。,第一节 桥涵分类及大中桥设计的一般规定 第二节 桥位选择与桥位调查,第四章 主要内容,中国矿业大学建筑工程学院,制作：吴晓锁,一、桥涵分类 部颁JTG D602004公路桥涵设计通用规范规定，其类别划分见下表。,第一节 桥涵分类及大中桥设计的一般规定,中国矿业大学建筑工程学院,制作：吴晓锁,一、桥涵分类； 二、公路桥涵布置的一般原则及规定,中国矿业大学建筑工程学院,制作：吴晓锁,桥 涵 分 类 标 准,中国矿业大学建筑工程学院,制作：吴晓锁,二、公路桥涵布置的一般原则及规定,1. 公路桥涵应根据所在公路作用、性质和将来发展的需要，按照安全、适用、美观和有利环保的原则进行设计，并考虑因地制宜、就地取材、便于施工和养护等因素。 2. 桥梁应根据公路功能、等级、通行能力及抗洪防灾要求，结合水文、地质、通航、环境等条件进行综合设计。,中国矿业大学建筑工程学院,制作：吴晓锁,特大桥、大桥桥位应选择河道顺直稳定、河床地质良好、河槽能通过大部分设计流量的河段。 桥位不宜选择在河汊、沙洲、古河道、急弯、汇合口、港口作业区及易形成流冰、流木阻塞的河段以及断层、岩溶、滑坡、泥石流等不良地质的河段。,中国矿业大学建筑工程学院,制作：吴晓锁,滑坡,泥石流,中国矿业大学建筑工程学院,断层,制作：吴晓锁,3、当桥址处有二个及二个以上的稳定河槽，或滩地流量占设计流量比例较大，且水流不易引入同一座桥时，可在各河槽、滩地、河汊上分别设桥，不宜用长大导流堤强行集中水流。 平坦、草原、漫流地区，可按分片泄洪布置桥涵。天然河道不宜改移或裁弯取直。 4、桥梁纵轴线宜与洪水主流流向正交。对通航河流上的桥梁，其墩台沿水流方向的轴线应与最高通航水位时的主流方向一致。当斜交不能避免时，交角不宜大于50；当交角大于50时，宜增加通航孔净宽。,中国矿业大学建筑工程学院,制作：吴晓锁,导流堤,中国矿业大学建筑工程学院,制作：吴晓锁,桥位与流向正交,中国矿业大学建筑工程学院,制作：吴晓锁,5、桥涵水文、水力的计算应符合公路工程地质勘察规范（JTJ 064）和公路工程水文勘测设计规范（JTJ C30）的规定。 6、通航海轮桥梁的桥孔布置及净高应满足通航海轮桥梁通航标准（JTJ311）的规定。通航内河桥梁的桥孔布置及净高应满足内河通航标准（GB50139）的规定，并应充分考虑河床演变和不同通航水位航迹线的变化。,中国矿业大学建筑工程学院,制作：吴晓锁,不通航河流桥孔,通航河流桥位,中国矿业大学建筑工程学院,制作：吴晓锁,7、为保证桥位附近水流顺畅，河槽、河岸不发生严重变形，必要时可在桥梁上、下游修建调治构造物。 调治构造物的形式及其布置应根据河流性质、地形、地质、河滩水流情况以及通航要求、桥头引道、水利设施等因素综合考虑确定。,中国矿业大学建筑工程学院,制作：吴晓锁,调治构造物的形式,中国矿业大学建筑工程学院,制作：吴晓锁,非淹没调治构造物的顶面，应高出桥涵设计洪水频率的水位至少0.25m，必要时尚应考虑壅水高、波浪爬高、斜水流局部冲高、河床淤积等影响。 允许淹没的调治构造物的顶面应高出常水位。 单边河滩流量不超过总流量的15%或双边河滩流量不超过25%时，可不设导流堤。,中国矿业大学建筑工程学院,制作：吴晓锁,8、公路桥涵的设计洪水频率应符合规范的规定。 二级公路上的特大桥及三、四级公路上的大桥，在水势猛急、河床易于冲刷的情况下，可提高一级洪水频率验算基础冲刷深度。 沿河纵向高架桥和桥头引道的设计洪水频率应符合公路工程技术标准（JTG B01）表4.0.2路基设计洪水频率的规定。,中国矿业大学建筑工程学院,制作：吴晓锁,桥涵设计洪水频率,中国矿业大学建筑工程学院,制作：吴晓锁,三、四级公路，在交通容许有限度的中断时，可修建漫水桥和过水路面。漫水桥和过水路面的设计洪水频率，应根据容许阻断交通的时间长短和对上下游农田、城镇、村庄的影响以及泥沙淤塞桥孔、上游河床的淤高等因素确定。,中国矿业大学建筑工程学院,制作：吴晓锁,第二节 桥位选择与桥位调查,中国矿业大学建筑工程学院,一、桥位选择的一般规定 二、一般地区的桥位选择 三、各类河段上桥位选择特点 四、桥位调查的内容 五、桥位布设,制作：吴晓锁,桥位也称桥址，是桥梁、引道路堤及调治构筑物三者位置的总称，是桥梁中线（桥轴线）的位置。桥位方案应将政治、经济、技术、环境等多方面的因素综合起来比较选定。桥位河段是指水流受桥梁影响的河段。桥位设计是包括桥位河段上的桥梁、桥头引道及调治构造物等各项建筑物作为一个整体的总体布置和设计。,中国矿业大学建筑工程学院,制作：吴晓锁,一、桥位选择的一般规定,桥位选择和桥位方案比选是桥位勘测设计的中心工作。桥位选择应从国民经济发展和国防需要出发，在整体布局上应与铁路、水利、航运、城建等方面相互配合；注意保护方物、环境和军事设施；同时还要照顾群众利益，少占良田，少拆迁有价值的建筑物。桥位方案应从政治、经济、技术上进行多方面比较，对于影响面大的桥位方案，尚应征求有关部门的意见，还应遵循其他一些相关法规的规定。,中国矿业大学建筑工程学院,制作：吴晓锁,汽车专用公路上大、中桥桥位线形，一般应符合路线布设规定。一般公路上大、中桥桥位，原则上应服从路线走向，桥、路综合考虑，在适当范围内，根据河段水文、工程地质条件等方面的特点进行综合比较确定。,中国矿业大学建筑工程学院,制作：吴晓锁,二、一般地区的桥位选择,桥位选择在水文、地形、地质方面的要求见第七章第三节，另外，桥位选择在通航方面的要求，一般应选在航道顺直、有足够水深的河段且离码头、锚泊区和排筏信集散场的上游一定距离处；桥轴线应与主流方向正交，如不可能，斜交角不宜大于5o,桥位应避开险滩、浅滩、急弯、卡口、汇流口、水工设施、港口作业区和船舶锚地。,中国矿业大学建筑工程学院,制作：吴晓锁,三、各类河段上桥位选择特点,1.山区峡谷河段： 桥孔不得压缩水流，桥位宜选在可一孔跨越处；否则宜选在水深较浅、流速较缓的山区开阔河段上。 2.平原顺直（微弯）河段： 选在河槽与河谷方向一致，槽流量较大处；桥轴线与河岸线正交。,中国矿业大学建筑工程学院,制作：吴晓锁,3.平原弯曲河段： 桥位应选在主槽流向与河流总趋势一致、较长的河段上；如河弯已逼近岸处，应选在河湾的中部，如弯顶正在向一侧发展且难以固定时，宜在两弯之间较稳定的直线段上设桥。,中国矿业大学建筑工程学院,制作：吴晓锁,4.平原分汊河段： 桥位尽量避开河汊、分流、汇流点，不得已时，选在分流点、汇流点上游，流向基本顺直段。 5.平原宽滩河段： 桥位应选在滩地较高、河槽居中、稳定、顺直、滩槽洪水流向一致的河段。河滩可做较大压缩。,中国矿业大学建筑工程学院,制作：吴晓锁,6.平原游荡河段： 桥位应选在两有固定依据依托的较长束窄河段；如岸壁是崖坎、人工建筑物或具有抗冲能力的土质等地段，桥轴线宜与河岸正交。 7.山前区变迁河段： 桥位应选在与河槽相对稳定的束窄河段上；若必须跨越扩散时，应选在摆范围较小的河上，桥轴线应与洪水流向正交。,中国矿业大学建筑工程学院,制作：吴晓锁,8.山前冲积漫流河段： 桥位应选在上游狭窄段或下游收缩段上，不宜选在中游扩散段；如必须通过中游扩散段时，宜采用一河多桥方案，且使各桥位大致在同一等高线上。,中国矿业大学建筑工程学院,9.潮汐河口河段： 桥位应避开涌潮、滩岸多变的区段；潮汐河段上游段的桥位，可按一般情况处理；潮汐下游段、中间段的桥梁，桥孔长度可按一般情况下的长度加大5%-15%。 另外，泥石流、黄土、岩溶、地震、冲积漫流等特殊地区的桥位选择，请查阅公路工程水文勘测设计规范（JTG C302002）相关章节。,中国矿业大学建筑工程学院,制作：吴晓锁,中国矿业大学建筑工程学院,1-引道;2-截水坝；3-河湾桥位；4-河道演变极限位置；5-桥位定线时的河床位置；6-不利的河槽直线段桥位,制作：吴晓锁,中国矿业大学建筑工程学院,某干线大桥桥位方案比较,制作：吴晓锁,四、桥位调查的内容,桥位调查主要包括桥位测量、水文调查和工程地质调查三个方面的内容。,中国矿业大学建筑工程学院,制作：吴晓锁,1、桥位测量 （1）桥位平面图测量 桥位平面图包括桥位总平面图和桥址地形图，对河面不宽的中桥可将二者绘在同一张图上。桥位平面图是为了满足选择桥位和布置桥孔、引道、调治构造物、施工场地轮廓等需要。,中国矿业大学建筑工程学院,制作：吴晓锁,（2）桥位总平面图的测绘范围 桥址地形图的测绘范围应能满足桥位比选、桥梁孔径、桥头引道和调治构造物的平面设计需要。 在地形起伏较大、地质复杂的桥址，应在桥轴线上下游各6-20 增测辅助纵断面，并根据需要在墩台基础范围内增测辅助横断面。,中国矿业大学建筑工程学院,制作：吴晓锁,在河床纵坡坡度较大且桥梁压缩水流又较大时，为了表示桥前形成的较高壅水，必要时可绘制沿河流向的断面图。 有关各图的测绘内容及比例尺等具体要求见有关的桥位设计手册。水上地面测量的方法见测量学，水下测量的方法见本书第十章。,中国矿业大学建筑工程学院,制作：吴晓锁,中国矿业大学建筑工程学院,制作：吴晓锁,2、水文调查 水文调查主要包括水文观测、洪水调查和文献考证等有关资料的搜集和分析（具体见本书第十章）。此外，水文调查应向气象部门收集风向、风速、气温、降水量和冰雪覆盖厚度等资料；向航运部门调查河道的有关通航情况。,中国矿业大学建筑工程学院,制作：吴晓锁,3、工程地质调查 工程地质调查是了为查清桥位及其附近的地质构造，查明河床土壤抗冲刷的能力，提供决定桥梁墩台的形式及埋置深度的依据，检验引道路堤及调治构造物的稳定性。 （1）工程地质调查必须根据墩台初拟设置的情况，结合实地勘察，按规范的要求确定钻孔位置、数目和深度；,中国矿业大学建筑工程学院,制作：吴晓锁,（2）考虑到就地取材建桥，还应在桥位附近对工程所需的当地材料进行来源调查，具体方法见有关公路工程管理的内容。 （3）在进行详细调查及钻探后，一般应绘制沿桥轴线的桥位工程地质纵断面图，及附在桥位平面图上的工程地质平面图，必要时还应绘制水流流向的工程地质剖面图。,中国矿业大学建筑工程学院,制作：吴晓锁,某大桥桥址地质剖面图,中国矿业大学建筑工程学院,制作：吴晓锁,五、桥位布设,1、桥孔的具体位置，对桥梁的工作状态和安全影响很大。确定桥孔最小净长后，应尽量用合理的标准跨径，在桥轴纵断面图和桥位平面图上进行合理的桥孔布设，使桥下实际的水面宽度等于或稍大于计算的桥孔长度。 2、桥孔的布置应先河槽后河滩，这样才能满足排洪输沙的需要，确保桥梁安全；,中国矿业大学建筑工程学院,制作：吴晓锁,3、桥孔布设应与天然河流断面流量分配相适应。在稳定的河段上，左右河滩桥孔长度之比应与左右河滩流量之比相当；在次稳定和不稳定河段上，桥孔布设应考虑河床变形和流量分布变化趋势的影响。 4、桥孔不宜压缩河槽，可适当压缩河滩。,中国矿业大学建筑工程学院,制作：吴晓锁,5、内河通航河段上，应将通航孔布设在稳定的航道上，其航孔布设应符合相关规定。同时应充分考虑河床演变和不同水位所引起的航道变化；通航海轮的桥梁桥孔布设应符合通航海轮桥梁通航标准的规定。 6、桥梁墩台基础布设应避开断层、陷穴、溶洞、滑坡等不良地质地段；,中国矿业大学建筑工程学院,制作：吴晓锁,7、洒流主体深泓线上或主航道上不宜布设桥墩； 8、有流冰、流木的河段上，桥孔应适当放大，必要时，墩台应设置破冰体。,中国矿业大学建筑工程学院,制作：吴晓锁,9、各类河段的桥孔布设要求 （1）山区河段的桥孔布设 峡谷河段一般宜采用单孔跨越，不宜压缩河槽。若单孔跨越有困难，可选在河谷比较阔、水深较浅、流速较缓之处设墩跨越。墩台基础可置于不同高程的基岩上。 开阔河段桥孔布设允许压缩河滩，但不能压缩河槽。桥头河滩引道路堤应尽量与洪水主流向正交，否则应增大桥孔及增设调治工程。,中国矿业大学建筑工程学院,制作：吴晓锁,（2）山前区河段的桥孔布设 变迁性河段布设桥孔允许较大压缩河滩，但一般需要设置必要的调治构造物。由于主流摆动大，墩台基础埋深应置于同一高程。一般变迁河段的河滩路堤内不宜设置小桥涵。如采用一河多桥方案，则临近主河槽的支汊需堵截。,中国矿业大学建筑工程学院,制作：吴晓锁,冲积漫流河段上，桥位宜在河流上游狭窄段或下游收缩段跨越；桥位若无法避让且必须通过河床宽阔、水流具有显著分支处时，除了桥孔布设采用一河多桥方案且路线大致沿冲积扇等高线布置之外，各桥间常用相应的分流和防护措施。桥下净空应考虑河床淤积的影响。,中国矿业大学建筑工程学院,制作：吴晓锁,（3）平原区河段的桥孔布设 顺直微弯和弯曲河段的桥孔布设应考虑河床演变的影响。