桥梁的总体规划设计-09级教学.ppt

第二章 桥梁的总体规划设计,第一篇 总论,第二章 桥梁的总体规划设计,第一篇 总论 第二章桥梁的总体规划设计,第一节 桥梁设计的基本原则 第二节 桥梁平、纵、横断面设计 第三节 桥梁设计与建设程序 第四节 桥梁设计方案的比选,第一节 桥梁设计的基本原则,第一篇 总论 第二章桥梁的总体规划设计,技术先进 安全可靠 适用耐久 经济合理 美观 环境保护和可持续发展,第一节 桥梁设计的基本原则,第一篇 总论 第二章桥梁的总体规划设计,1.技术先进 尽可能采用成熟的新结构、新设备、新材料和新工艺 认真学习国外技术 鼓励和支持创新 创新有时要付出代价 应避免“假创新”,第一节 桥梁设计的基本原则,第一篇 总论 第二章桥梁的总体规划设计,2.安全可靠 桥梁结构在强度、稳定和耐久性方面应有足够的安全储备； 防撞栏杆应具有足够的高度和强度； 设计好照明设施并有明确的交通标志； 两端引桥坡度不宜太陡； 按抗震要求采取防震措施； 设计好导流设施，防止桥梁基础底部被过度冲刷； 做好防撞设计，必要时设置防撞构筑物等。,第一节 桥梁设计的基本原则,第一篇 总论 第二章桥梁的总体规划设计,3.适用耐久 保证桥梁在100年设计基准期内正常使用全寿命设计； 桥面宽度满足规划年限内的交通； 桥梁结构不产生过大变形和过宽裂缝； 耐久性设计措施； 桥下净空满足泄洪、通航或通行； 桥梁两端的车辆分流； 方便各种管线的搭载。,第一节 桥梁设计的基本原则,第一篇 总论 第二章桥梁的总体规划设计,4.经济 因地制宜、就地取材和方便施工； 方案设计和施工图设计时综合考虑造价和维修养护的费用； 充分掌握和考虑地质水文条件； 桥位选择要尽可能吸引车量通过。,第一篇 总论 第二章桥梁的总体规划设计,5.美观 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。 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。 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。 美丽的桥梁应以其个性对人们产生积极的影响。美和伦理本是相通的，美的环境将直接陶冶人们的情操，大自然的美，人为环境的美，对人们身心健康是必需的。,美学和景观上的要求：美观,香港昂船州大桥,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。,瑞士萨尔基那山谷桥（Salginatobel Bridge） 被评为20世纪最美丽的桥梁,伦敦塔桥,大沽桥全长243m，宽32m。大拱圈弧长140m，向外 倾斜18度；小拱圈弧长116m，向外倾斜22度，由88根吊 杆系于桥的两侧，与桥外伸出的半圆观景平台相对。全 称为“不对称外飘式联合梁系杆拱桥”。 大沽桥 （天津海河）,芜湖临江桥 单塔斜拉索桥，主塔高 73.5m，呈鱼的形状。 设有6层 观光平台，游客可乘电梯直上 塔顶观光。,天津之眼 直径110m的摩天轮建在永乐桥 上，最高点距地面达120m，超越了 伦敦之眼而跃居世界第一。是世界 上唯一一座建在桥上的摩天轮。,第一节 桥梁设计的基本原则,第一篇 总论 第二章桥梁的总体规划设计,6.环境保护和可持续发展 从生态、水和噪声等方面考虑环境保护和可持续发展的要求。 采取工程措施，建立环境监测和保护体系。 施工完成，应恢复环境或者进一步美化景观。,与环境协调的桥梁,与环境协调的桥梁,与环境协调的桥梁,与环境协调的桥梁,桥梁对环境的破坏,桥梁对环境的破坏,桥梁对环境的破坏,第二节 桥梁平、纵、横断面设计,第一篇 总论 第二章桥梁的总体规划设计,桥梁平面设计 桥梁纵断面设计 桥梁横截面设计,第一篇 总论 第二章桥梁的总体规划设计,第二节 桥梁平、纵、横断面设计,一、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,第一篇 总论 第二章桥梁的总体规划设计,第二节 桥梁平、纵、横断面设计,二、桥梁平面设计 小桥和涵洞的位置与线型一般应符合路线的总走向； 特大桥、大、中桥桥位，原则上应服从路线走向，桥、路综合考虑 为满足水文、线路弯道等要求，可设计斜桥和弯桥； 桥梁的平曲线半径、平曲线超高和加宽、缓和曲线、变速车道设置等，均应满足相应等级线路的规定 。,第一篇 总论 第二章桥梁的总体规划设计,第二节 桥梁平、纵、横断面设计,三、纵断面设计 总跨径 桥梁分孔 桥道标高 桥下净空 纵坡 基础的埋置深度,第一篇 总论 第二章桥梁的总体规划设计,第二节 桥梁平、纵、横断面设计,三、纵断面设计 桥梁总跨径确定需要考虑的因素（水文计算） 泄洪 通航和流冰 冲刷 壅水,第一篇 总论 第二章桥梁的总体规划设计,第二节 桥梁平、纵、横断面设计,三、纵断面设计 桥梁分孔需要考虑的因素 经济 通航 冲刷 地形 受力 地质 战备,第一篇 总论 第二章桥梁的总体规划设计,第二节 桥梁平、纵、横断面设计,三、纵断面设计 桥道高程的确定,第一篇 总论 第二章桥梁的总体规划设计,通航净空的要求和跨线桥桥下的交通要求,第二节 桥梁平、纵、横断面设计,桥道高程的确定,第一篇 总论 第二章桥梁的总体规划设计,通航净空要求 为了保证桥下安全通航，通航孔桥跨结构下缘的标高应高出自设计通航水位算起的净空高度。,流水净空要求按设计水位计算桥面最低高程：,第二章 第二节 桥梁平、纵、横断面设计,三、纵断面设计关于纵坡的规定 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3%，并应在纵坡变更的地方按规定设置竖曲线,斯托尔马桥,第二章 第二节 桥梁平、纵、横断面设计,纵坡,纵坡【longitudinal gradient】指的是路线纵断面上同一坡段两点间的高差与其水平距离之比，以百分率表示。 顺着公路前进方向的上下坡，叫公路纵坡。它与汽车的动力特性、安全正常有很大关系。公路纵坡包含最大纵坡、最小纵坡、最大(或陡坡)的缓坡，以及相应坡长。 最大纵坡是指载重汽车在油门全开的情况下持续以等速行驶时所能克服的坡度。 最小纵坡是根据路基边沟纵向排水的需要而产生的，一般情况下，公路纵坡等于路基边沟纵坡。 最大缓和纵坡指的是纵坡在_3%-0.3%范围内坡度为缓和纵坡或缓坡。 汽车在陡坡上行驶，会导致车速降低，爬坡时间过长，汽车水箱出现沸腾、水阻，以致行车攀慢无力，甚至导致发动机熄火，机件磨损增大，驾驶条件恶化，发生交通事故；或由于汽车轮胎与表面摩擦力不够而引起车辆轮胎空转打滑，甚至后滑溜。沿长陡坡下行时，时间长了，制动会因发热失效或烧坏，从而导致事故。,纵坡,道路纵断面上的坡度线，一般由许多折线组成，车辆在这些折线处行驶时，会产生冲击颠簸，当遇到凸形转折处时，驾驶员视线可能会受阻，满足不了行车视距的要求；当遇到凹形转折处时，由于行车方向突然改变，不仅会使乘客及驾驶员感到不舒适，产生失重或超重现象，而且由于向下的离心力作用，容易引起车架下弹簧超载而发生车毁事故。 为了确保汽车的动力特性和安全正常，我国对道路的最大纵坡、坡长都作了具体规定。 在一级公路、高速公路上，为确保主线车道车辆的正常行驶，我国规定的最大纵坡为3%(山岭重丘区45%)，这是根据小汽车用正常速度，载重汽车用0.5设计速度可以爬上去的条件设定的。当规定的纵坡条件很难满足，交通量又大时，可采用设置专门的爬车坡道。我国规定当纵坡大于4%时，可设置爬坡车道(设在右侧)，宽度一般为3.5米，其长度为500米，专供大卡车及爬坡性能差的车辆使用。 各级公路最大纵坡： 设计速度（km/h）1201008060403020最大坡度（%）3456789城市道路的最大纵坡约相当于公路按设计车速计的最大纵坡减少1%。,第二节 桥梁平、纵、横断面设计,四、横断面设计 1.桥梁宽度公路工程技术标准中规定 各级公路行车道宽度、中间带宽度、路肩宽度；桥面宽度应满足行车和行人的需要。 2.桥面净空满足公路工程技术标准中的建筑界限规定,第一篇 总论 第二章桥梁的总体规划设计,跨线桥桥下的交通要求: 保证桥下通车的净空安全,H 净空高度，高速公路和一级、二级公路为5.0m，三级、四级公路为4.5m,第二章 第二节 桥梁平、纵、横断面设计,公路桥梁的建筑限界,公路桥梁的建筑限界,各级公路行车道宽度及路肩宽度单位：m,S1行车道左侧路缘带宽度，按公路桥涵设计通用规范表1.4.1-2取值,W行车道宽度,C当计算行车速度100km/h时为0.5m，计算行车速度100km/h时 为0.25m。,S2行车道右侧路缘带宽度，一般为0.5m。,M1，M2中间带及中央分隔带宽度，按公路桥涵设计通用规范 表1.4.1-2取值。,E建筑高度限界顶角宽度当L1m时，E=L；当L1m时E=1m。,H净高，汽车专用公路和一、二级公路为5.0m，三四级公路为4.5m，一条公路应采用一个净高。,L1左侧硬路肩宽度，,L2右侧硬路肩宽度，,L侧向宽度，高速公路、一级公路的侧向宽度为硬路肩宽度（L1，L2）， 其它各级公路的侧向宽度为路肩宽度减去0.25m。,第三节 桥梁设计与建设程序,预可阶段 工可阶段 初步设计 技术设计 施工图设计,第一篇 总论 第二章桥梁的总体规划设计,图2-6 设计与建设过程图,第三节 桥梁设计与建设程序,一. 预可阶段“为什么修” 1.预可报告应包括以下内容 详细阐明建桥理由和工程建设的必要性和重要性，同时初步探讨技术上的可行性。 “预可”阶段的主要工作目标是解决建设项目的上报立项问题，因而，在“预可报告”中，应编制几个可能的桥型方案，并对工程造价、资金来源、投资回报等问题也应有初步估算和设想。 2.设计方将“预可报告”交业主后，由业主据此编制“项目建议书”报主管上级审批 。,第一篇 总论 第二章桥梁的总体规划设计,第三节 桥梁设计与建设程序,二. 工可阶段“可以修” 研究和制订桥梁的技术标准； 应提出多个桥型方案，并进行工程造价估算 落实资金来源和投资回报的问题,第一篇 总论 第二章桥梁的总体规划设计,第三节 桥梁设计与建设程序,三. 初步设计“如何修” 目的要确定设计方案（通过方案比选推荐最优方案） 拟定桥梁结构的细部尺寸（平纵横断面布置） 提出施工方案 编制工程概算 四. 技术设计（对于复杂或新型桥梁）“修得好” 科学研究 专题研究 加深勘探调查及分析 完善结构设计 修正工程概算,第一篇 总论 第二章桥梁的总体规划设计,第三节 桥梁设计与建设程序,五. 施工图设计“按图修” 根据初步设计批复意见，进一步深化设计方案 对桥梁结构进行详细的结构计算 绘制施工详图 编制施工图预算,第一篇 总论 第二章桥梁的总体规划设计,第三节 桥梁设计与建设程序,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,第一篇 总论 第二章桥梁的总体规划设计,第四节 桥梁设计方案的比选,第二章 第四节 桥梁设计方案的比选,在桥位纵断面图上，先行按比例绘出设计水位、通航水位、堤顶标高、桥面标高、通航净空、堤顶行车净空位置图。,1明确各种标高的要求,在上述确定了各种标高的纵断面图上，根据泄洪总跨径的要求，作桥梁分孔和桥型方案草图。作草图时思路要宽广，只要基本可行，尽可能多绘一些草图，以免遗漏可能的桥型方案。,2桥梁分孔和初拟桥型方案草图,对草图方案作技术和经济上的初步分析和判断，筛去弱势方案，从中选出2-4个构思好、各具特点的方案，做进一步详细研究和比较。,3方案筛选,根据不同桥型、不同跨度、宽度和施工方法，拟定主要尺寸，并尽可能细致地绘制各个桥型方案的尺寸详图。对于新结构，应作初步的力学分析，以准确拟定各方案的主要尺寸。,4详绘桥型方案,依据编制方案的详图，可以计算出上、下部结构的主要工程数量，然后依据各省、市或行业的“估算定额”或“概算定额”，编制出各方案的主要材料用量、劳动力数量、全桥总造价。,5编制估算或概算,全面考虑建设造价、养护费用、建设工期、营运适用性、美观等因素，综合分析，阐述每一个方案的优缺点，最后选定一个最佳的推荐方案。在深入比较过程中