第二章桥梁工程的设计与规划

1、一一.桥梁设计的基本原则桥梁设计的基本原则l技术先进技术先进l安全可靠安全可靠l适用耐久适用耐久l经济合理经济合理l美观美观l环境保护和可持续发展环境保护和可持续发展1.1. 技术先进：技术先进：新结构、新技术、新设备、新材料、新结构、新技术、新设备、新材料、新工艺。新工艺。2.2. 安全可靠。安全可靠。 1 1）有足够的安全储备；）有足够的安全储备； 2 2）防撞栏）防撞栏杆应具有足够的高度和强度；杆应具有足够的高度和强度；3 3）有明确的交通标）有明确的交通标志，引桥坡度不宜太大；志，引桥坡度不宜太大；4 4）对河床变迁的河道应）对河床变迁的河道应设计好导流设施，防止桥梁基础冲刷。对通航桥

2、设计好导流设施，防止桥梁基础冲刷。对通航桥应做好防撞构筑物；应做好防撞构筑物；5 5）对地震区的桥梁采取抗震）对地震区的桥梁采取抗震措施。对于大跨柔性桥梁，应考虑风振效应，对措施。对于大跨柔性桥梁，应考虑风振效应，对于车速较高的铁路桥梁还应考虑车辆耦合振动问于车速较高的铁路桥梁还应考虑车辆耦合振动问题。题。3.3. 适用耐久。适用耐久。应保证桥梁在应保证桥梁在100100年的设计基准期内正年的设计基准期内正常使用；桥面宽度能满足当前及今后规划年限内常使用；桥面宽度能满足当前及今后规划年限内的交通流量；桥梁结构在通过设计荷载时不出现的交通流量；桥梁结构在通过设计荷载时不出现过大的变形等。过大的变

3、形等。4. 4. 经济合理。经济合理。1 1）桥梁的设计应遵循因地制宜、就地）桥梁的设计应遵循因地制宜、就地取材和方便施工的原则取材和方便施工的原则；2 2）桥梁的造价应考虑养）桥梁的造价应考虑养护维修的费用；护维修的费用；3 3）桥位的选择应是地质、水文、）桥位的选择应是地质、水文、条件好，并使桥长较短；条件好，并使桥长较短；4 4）桥位的选择应考虑缩）桥位的选择应考虑缩短河道两岸的运距，以发挥最大的经济效益。短河道两岸的运距，以发挥最大的经济效益。5.5.美观美观 合理的结构布局和轮廓（主要因素）、结构细部、合理的结构布局和轮廓（主要因素）、结构细部、施工质量。施工质量。6.6.环境保护和

4、可持续发展环境保护和可持续发展 桥位选择、桥跨布置、基础方案、墩身外形、上桥位选择、桥跨布置、基础方案、墩身外形、上部结构施工方法、施工组织设计等多方面全面考虑环部结构施工方法、施工组织设计等多方面全面考虑环境要求境要求小桥、涵洞桥位小桥、涵洞桥位 一般应符合路线的总走向；可设计一般应符合路线的总走向；可设计成斜桥和弯桥。成斜桥和弯桥。特大、大、中桥桥位特大、大、中桥桥位原则上服从路线走向，桥、路原则上服从路线走向，桥、路综合考虑。综合考虑。确定桥位：确定桥位：二、桥梁纵断面设计二、桥梁纵断面设计 包括确定桥梁总跨径、桥梁的分孔、桥道的高程、包括确定桥梁总跨径、桥梁的分孔、桥道的高程、桥上及桥

5、头的纵坡设置及基础埋置深度等。桥上及桥头的纵坡设置及基础埋置深度等。（1）确定桥梁总跨径）确定桥梁总跨径u一般根据一般根据水文计算水文计算确定。确定。u原则：原则：泄洪；泄洪；通航；通航；避免过分压缩河床；避免过分压缩河床；避免避免淹没；淹没；不能影响基础。不能影响基础。u在确定桥梁总长时，既要依据计算结果，也要结合基在确定桥梁总长时，既要依据计算结果，也要结合基础类型、埋置深度等因素来考虑。础类型、埋置深度等因素来考虑。（2）桥梁的分孔）桥梁的分孔 桥梁孔径布置既与经济（桥梁孔径布置既与经济（造价造价）、技术（）、技术（避免过长避免过长的跨径及过深的基础的跨径及过深的基础）、结构体系（）、结

6、构体系（边跨与中跨的比边跨与中跨的比例例）和桥式等有关，也与通航（）和桥式等有关，也与通航（通航净宽通航净宽）要求、地）要求、地形地质以及水文情况有关。形地质以及水文情况有关。经济跨径：经济跨径：上、下部结构的总造价趋于最低。上、下部结构的总造价趋于最低。（1 1）通航河流）通航河流首先满足通航要求首先满足通航要求（2 2）平原区河流）平原区河流主河槽布置较大通航孔，两侧按主河槽布置较大通航孔，两侧按经济跨径分孔经济跨径分孔（3 3）山区深谷、水深流急的江河或水库）山区深谷、水深流急的江河或水库加大跨径加大跨径或单孔跨越或单孔跨越（4 4）连续体系的多孔桥梁）连续体系的多孔桥梁合理确定相邻跨之

7、间的合理确定相邻跨之间的比例比例（5 5）河流中存在不利的地质段）河流中存在不利的地质段加大跨径避开加大跨径避开 合理的桥道高程必须根据设计水位、桥下通航合理的桥道高程必须根据设计水位、桥下通航（通车）净空的需要，并结合桥型、跨径等一（通车）净空的需要，并结合桥型、跨径等一起考虑。起考虑。 位于河中的各跨首先满足流水净空的要求；对位于河中的各跨首先满足流水净空的要求；对于通航或桥下通车的桥孔，应满足通航净空或于通航或桥下通车的桥孔，应满足通航净空或建筑净空界限（跨线桥）的要求；还要考虑桥建筑净空界限（跨线桥）的要求；还要考虑桥端的线路衔接。端的线路衔接。 （3）桥道高程的确定）桥道高程的确定（

8、4）纵坡（）纵坡（变坡点设置竖曲线变坡点设置竖曲线） 桥梁横断面设计主要取决于桥梁横断面设计主要取决于桥面的宽度桥面的宽度和和不同桥不同桥跨结构横截面的形式跨结构横截面的形式。 路面各组成部分的宽度依据路面各组成部分的宽度依据设计速度设计速度这一路线基这一路线基准要素来确定，在建筑界限内，不得有任何侵入。准要素来确定，在建筑界限内，不得有任何侵入。 一、基本程序一、基本程序 大型桥梁的设计工作可分为前期工作及正式设计两个阶段。大型桥梁的设计工作可分为前期工作及正式设计两个阶段。 前期工作包括编制前期工作包括编制预可行性研究报告预可行性研究报告和和可行性研究报告可行性研究报告，设计阶段按设计阶段

9、按“三阶段设计三阶段设计”进行，即进行，即初步设计初步设计、技术设计技术设计与与施施工图设计工图设计。 对常规桥梁，通常采用对常规桥梁，通常采用两阶段两阶段设计，即设计，即初步设计初步设计和和施工图施工图设计设计。 详细的设计与建设过程见下图所示。详细的设计与建设过程见下图所示。前前期期工工作作可行性研究可行性研究报告报告预可行性研究预可行性研究报告报告 初步设计初步设计技术设计技术设计施工设计施工设计 项目建议书主管计划主管计划部门审批部门审批 建设单位审批建设单位审批 招标文件 开工报告工程立项工程立项 设计任务书设计任务书招标投标及招标投标及施工准备施工准备施工阶段施工阶段三三阶阶段段设

10、设计计主管计划主管计划部门审批部门审批建设单位审批建设单位审批设计与建设过程图设计与建设过程图 预可行性研究报告预可行性研究报告和和可行性研究报告：可行性研究报告：内容与内容与目的一致，只是研究的深度不同。目的一致，只是研究的深度不同。 预可阶段预可阶段着重研究建桥的必要性以及宏观经济着重研究建桥的必要性以及宏观经济上的合理性，主要是解决建设项目的上报立项上的合理性，主要是解决建设项目的上报立项问题。问题。 工可阶段工可阶段着重研究制定桥梁的技术标准。着重研究制定桥梁的技术标准。二、可行性研究二、可行性研究 建设单位可采用建设单位可采用招标招标或或委托设计委托设计的方式进的方式进行桥梁的初步设

11、计。行桥梁的初步设计。 设计任务书是初步设计的基础。设计任务书是初步设计的基础。 委托设计：被委托方应提交委托设计：被委托方应提交2 23 3个桥式方案以供个桥式方案以供比选；比选； 招标设计：需建设单位组织评审委员会进行评招标设计：需建设单位组织评审委员会进行评比。一般中标方案的设计单位即可承担后续技比。一般中标方案的设计单位即可承担后续技术设计和施工设计工作。术设计和施工设计工作。 目的确定设计方案（最优方案）。目的确定设计方案（最优方案）。 内容包括内容包括： 设计任务的来源和要求；设计任务的来源和要求；桥址自然条件；桥址自然条件；技术条件的选定；技术条件的选定； 桥位方案的比选，上桥位

12、方案的比选，上下部结构方案的研究、比较和确定；下部结构方案的研究、比较和确定； 推荐推荐方案及其理由；方案及其理由； 推荐方案的指导性施工推荐方案的指导性施工组织；组织； 工程概算。工程概算。 常规桥梁通常不需进行技术设计而直接进行施常规桥梁通常不需进行技术设计而直接进行施工设计；对工设计；对新型复杂、重要、大型新型复杂、重要、大型的桥梁结构。的桥梁结构。需要对初步设计进行细化。需要对初步设计进行细化。 技术设计阶段要进行技术设计阶段要进行补充勘探补充勘探（技勘）。（技勘）。 技术设计的最后工作是调整概算。技术设计的最后工作是调整概算。 施工设计需按照已批准的技术设计进行。一般由施工设计需按照已批准的技术设计进行。一般由编制技术设计的单位继续进行。也可由中标的施编制技术设计的单位继续进行。也可由中标的施工单位进行。工单位进行。 内容：结构设计计算（具体细节）；绘制施工样内容：结构设计计算（具体细节）；绘制施工样图。图。 进一步根据需要进行补充钻探（施工钻探），特进一步根据需要