桥梁工程第三章ppt课件

第三章桥梁的总体规划和设计概述,本章讲解内容要点：桥梁总体规划桥梁初步设计桥梁方案比选,第三章桥梁的总体规划和设计概述,3.1桥梁总体规划和基本设计资料,3.1.1桥梁设计的基本要求,简单地说即是：安全、适用、经济、美观、有利环保的原则,规范要求：技术先进、安全可靠、适用耐久、经济合理,国外提倡“3E”功效（Efficiency）经济（Economy)优美（Elegance),3.1.1桥梁设计的基本要求,结构及构造上的要求（强度、刚度、稳定性、耐久性）使用上的要求（通畅、舒适、净空）经济上的要求（材料、工期、造价）施工上的要求（施工方便、工程质量、安全）景观上的要求“轻巧而不单薄，稳重而不笨拙，简洁而不粗糙”环境保护和可持续发展,3.1桥梁总体规划,英国伦敦泰晤士河上的人行桥千年桥,3.1桥梁总体规划,3.1桥梁总体规划,2003年建成。总投资22亿余元，全长3900米，其中主桥长750米，为全钢结构，主跨直径达550米，居世界同类桥梁之首，被誉为“世界第一钢拱桥”。,上海卢浦大桥,3.1桥梁总体规划,桥梁对环境的破坏,3.1桥梁总体规划,桥梁对环境的破坏,3.1桥梁总体规划,3.1.2桥梁建设程序,3.1桥梁总体规划,前期工作有时也称为桥梁规划设计，包括预可行性研究和可行性研究，重点在于论证建桥的必要性和合理性，并确定建桥的地点、规模、标准、投资控制等一系列宏观和重大问题，为科学地进行项目决策提供依据，避免盲目性及其带来的不良后果。预可行性研究与可行性研究：内容一致，深度不同预可行性研究着重于工程的必要性和经济合理性可行性研究在预可行性研究之后，着重于工程上和投资上的必要性,可行性研究,工程可行性研究的主要问题：1、桥梁标准的制订首先调查桥上可能同型的交通种类及其要求、预测交通量和今后可能发生的增长率，由此确定线路等级、需要的车道数或行车道宽度，以及非机动车道宽度等。其次要确定容许车速、桥梁纵坡和曲线半径等。此外还要确定航运标准、航运水位、通航净空、船舶吨位以及要求的航道数量及位置等。2、桥位选择桥位选择大方向上，应服从桥梁所在线路的走向；大范围内，应服从路网规划的要求；小范围内，桥位可作适当挪动以便比较；城市桥梁应满足城市总体规划的要求。桥位选择要注意线与桥的辩证关系重要桥梁应通过路桥综合比较后确定桥位一般需提交2-3个桥位，以便进行多方面综合比选，选出合理桥位,3、桥式方案比较目的仅在于评估各方案的技术可行性，特别是基础工程的可行性，而不是为了提出某一推荐方案。应对成熟方案进行评估以提高可信性。同等深度比较各方案技术指标，并提供工程量以工程量中适当偏高、技术先进并且可行的方案作为一个桥位的桥式参选方案。4、调查工作桥梁前期调查工作包括：1）地形测量：“草测”2）地质勘探：以收集资料为主，辅以适当布置钻孔进行验证，对各桥位从地质角度做出初步评价；3）水文资料：调查设计流量，历史最高、最低水位，百年一遇洪水位，常水位及流速等资料。考虑上游是否有水库或拟建水库。论证河道是否稳定以及建桥后对河段上下游的影响。4）外部条件：其他有关建桥情况，如砂石料、水、电、运输、人力等。,在桥梁可行性研究报告的基础上，经建设主管部门审查通过，确定一座桥梁工程的建设项目并编制设计任务书。建设单位可采用招标或委托设计的方式进行桥梁的初步设计。设计任务书是初步设计的依据。初步设计目的：在设计任务书的技术范围内提交一份供比选的建桥项目文件，达到：1、说明本桥梁工程的特点和要求；2、提出若干可行的比较方案；3、推荐准备采用的较好方案；4、估算实现推荐方案所需的费用、工期、技术措施等目的。,初步设计,初步设计内容包括：1、设计任务的来源和要求；2、桥址处自然条件的基本资料；3、技术条件的选定；4、桥型方案的比选，上下部结构方案的研究、比较和确定；5、推荐方案及其理由；6、推荐方案的指导性施工组织，包括施工方法、进度安排、场地布置、主要机具、材料和劳动力配置等；7、工程概算。初步设计的重点在桥式方案和结构总体构思方面。,初步设计,在确定桥式方案时，需对桥梁平面、立面和断面的具体布置以及它们之间的关系进行反复、交互的研究和调整。1、平面布置试定正桥的桥轴线位置。在轴线上研究河岸及堤防情况，拟定两岸边墩（台）位置并布置其他桥墩。结合线路方向、两岸地形和立面布置，可以试选引桥轴线的走向、弯道和坡度。2、立面布置从平面轴线布置，结合地形图、地质剖面图、水位高程、计算冲刷线和以确定的上下部结构，可以绘成沿轴线的桥梁立面图。3、断面布置沿桥轴线各关键处，结合选定的结构类型、地形、地质横断面、水位高程和冲淤计算等，可以做出桥梁的断面布置图。当三个面的布置都能互相配合，满足技术要求时，桥式方案就能成立。,初步设计,在初步设计阶段还要进一步开展水文和勘测工作。通过水文工作，提供基础设计、施工所需要的水文资料等。初步设计阶段进行的勘测工作成为“初勘”。,初步设计,根据工程量、施工组织设计以及标准定额编列工程概算。各个桥式方案都要编列相应的概算，以便进行不同工程费用的比较。初步设计概算不宜大于前期工作已批准的“估算”的10%。对概算适当调整作为“标底”。如果主管部门对初步设计提出修改意见，则需另外编制“修改初步设计”报送上级审批。,技术设计,常规桥梁一般不需要进行技术设计。对于新型、复杂、重要、大型桥梁结构，往往需要对初步设计进行细化，以便发现可能存在的问题，进一步优化设计。技术设计阶段主要内容：对选定的桥式方案中的各个结构总体的、细部的技术问题作进一步研究解决，对结构各部分设计详尽的设计图纸，包括结构断面、配筋、构造细节处理、材料清单及工程量等。技术设计阶段要进行补充勘探（简称“技勘”）。技术设计的最后工作是调整概算（修正概算）。,施工图设计,施工图设计需按照已批准的技术设计（或初步设计）进行。施工图设计一般由原编制技术设计（或初步设计）的单位继续进行，也可由中标的施工单位进行。施工图设计内容：结构设计计算，绘制施工详图等。施工图设计阶段还需进一步根据施工需要进行补充钻探（称“施工钻探”）。根据施工图设计资料，施工单位编制施工组织设计和工程概算。所有设计文件经主管部门审批后即可实施桥梁施工各项工作。桥梁建成后，通常需进行成桥荷载试验、质量检查验收及办理交接手续，由接收部门负责今后的桥梁通车运营和养护维修。,3.2桥梁纵、横断面设计和平面布置,桥梁的初步设计包括桥位选择、桥梁纵横断面设计、平面布置、概算、方案比选等,3.2.1桥位选择的一般要求,应从国民经济发展和国防需要出发，考虑铁路、水利、航运和市政等方面的规划，尽可能协调配合；一般应服从线路的总方向，并满足桥头接线的要求；尽量少占用农田；要考虑施工场地、材料运输等要求,详见部颁标准桥位规范（JTJ062-82）,3.2桥梁初步设计,3.2.2桥梁纵断面设计,桥梁总跨径桥梁分孔桥梁各部分标高及纵坡基础埋置深度,3.2桥梁初步设计,3.2.2桥梁纵断面设计,桥梁总跨径桥梁的总跨径长度必须保证桥下有足够的排洪面积，由水文计算确定。,3.2桥梁初步设计,3.2.2桥梁纵断面设计,桥梁分孔根据通航要求、地形和地质情况、水文情况以及技术、经济和美观的条件加以确定。通航通航孔按通航净宽来确定，其余的则选用经济跨径；但对于变迁性河流，则需多设几个通航孔；地形地质为避免过多水下施工和不良地质，可以特别加大跨径；技术施工技术和机械设备有时极大地限制了经济上合理的较大跨径；经济一般说来当上部结构造价与下部结构造价基本一样时，总的造价最低；其他受力的需要美观的需要战备的需要,3.2桥梁初步设计,3.2.2桥梁纵断面设计,桥梁分孔,3.2桥梁初步设计,3.2.2桥梁纵断面设计,桥梁各标高,梁底高出计算水位不小于50cm，并高出最高流冰面不小于75cm,3.2桥梁初步设计,3.2.2桥梁纵断面设计,桥梁各标高,跨河桥：,有通航要求时,桥面标高通航水位+通航净空高度+建筑高度,或桥面标高计算水位+安全高+建筑高度,无通航要求时,桥面标高计算水位+安全高+建筑高度,注：计算水位设计洪水位+壅水+2/3倍浪高安全高：梁底高出计算水位50cm或高出流冰水位75cm，同时必须使支座底面高出计算水位25cm或高出流冰水位50cm。,3.2桥梁初步设计,3.2.2桥梁纵断面设计,桥梁各标高,跨线桥：,桥面标高桥下路面标高+安全行驶高度+建筑高度,注：安全行驶高对于高等级公路H5.0m；对于低等级公路H4.5m；且h4.0m；,3.2桥梁初步设计,3.2.3桥梁横断面设计,3.2桥梁初步设计,桥梁断面布置包括桥面净空、桥面宽度、行车道宽度、机动车道布置和人行道、自行车道布置等,-公路桥宽需要考虑行车道宽度、路缘带宽度、分隔带宽度、路肩（或紧急停车带）宽度、非机动车道宽度等。,-一般与线路等级有关，根据规范确定。-公路桥行车道宽度等于车道宽度与车道数的乘积。,-高速公路桥梁不设人行道，设置检修道。-一般公路桥梁人行道宽度0.75或1.0m，大于1.0m时按0.5m级差递增,3.2.3桥梁横断面设计,典型高速公路桥梁横断面,3.2桥梁初步设计,3.2.3桥梁横断面设计,典型城市桥梁横断面,3.2桥梁初步设计,3.2.4桥梁平面布置,3.2桥梁初步设计,桥梁的平面布置与线路和河道（或其他道路）两者的相交情况有关斜交时桥梁纵轴线与河道主流流向交角一般不大于45，通航河流不宜大于5曲线桥可由直线梁布置成折线或曲线梁构成，避免采用反向曲线；墩台布置沿曲线径向排列；曲线半径符合