桥梁结构总体设计原则及设计方案

桥梁梁结结构构总总体体设设计计原原则则及及设设计计方方案案总体体设设计计的的原原则则公路路桥桥涵涵应应根根据据所所在在公公路路的的使使用用任任务务、、性性质质和和将将来来的的发发展展需需要要，，按按照照安安全全、、适适用用、、经经济济、、美美观观和和有有利利环环保保的的原原则则进进行行总总体体设设计计，，应应具具有有合合理理的的构构造造形形式式。。对于桥梁梁结构构构造的处处理，应应遵循设设计规范范的要求求、正确确地进行行结构设设计，合合理地确确定桥梁梁各部位位尺寸和和构造细细节，满满足强度度、刚度度、稳定定性和耐耐久性的的要求。。设计者不不仅要关关注桥梁梁运营阶阶段的使使用性能能，还应应特别关关注结构构物在施施工期间间的变形形和稳定定。保证证桥梁结结构在建建筑过程程按照设设计预先先制定的的控制方方案实施施。特别别是施工工、运营营各个阶阶段的边边界条件件与设计计计算、、分析假假定是否否一致。。一、设计计的一般般要求（1）适用方方面要求求：必须须保证桥桥上车辆辆和行人人的通畅畅，满足足交通量量增长需需求，桥桥下要满满足泄洪洪、通车车、通航航等的要要求。确确定桥上上安全设设施的设设置、桥桥下最不不利净空空，进行行合理的的总体布布置。（2）经济上上的要求求：应体体现经济济上综合合效益的的合理性性。因地地制宜、、就地取取材、合合理选用用适当桥桥型。满满足快速速施工要要求，尽尽可能减减少中断断交通的的施工。。同时考考虑养护护、维修修等方面面的问题题。（3）结构和和构造要要求：桥桥梁结构构及其各各部分构构件，在在制造、、运输、、安装和和使用过过程中应应具有足足够的强强度、刚刚度、稳稳定性和和耐久性性（4）施工要要求：桥桥梁结构构应便于于制造和和架设，，尽量采采用先进进的施工工工艺，，保证工工程质量量、施工工进度和和施工安安全。（5）美观上上的要求求：特别别是城市市立交和和城市桥桥梁，应应给人以以美感，，与周围围环境协协调，关关键是结结构的合合理布局局，受力力明确、、各部尺尺寸比例例协调、、简洁、、通透。。（6）环保上上的要求求：应综综合考虑虑施工及及运营时时期对周周围环境境的影响响。在施施工期间间的施工工噪音、、弃碴、、降尘、、废水等等的处理理。以及及运营时时期的车车辆噪音音、路面面排水等等的综合合防治。。对于重重点地段段对环境境的影响响应进行行专题研研究。二、桥梁梁的设计计程序设计程序序应包括括：设计计前期、、设计阶阶段和设设计后期期三个阶阶段：1．设计前前期包括括：项目目预可行行性研究究、编制制项目建建议书、、工程可可行性研研究（方方案设计计）2．设计阶阶段包括括：初步步设计、、施工图图设计。。3．设计后后期包括括：施工工配合，，参加实实验、鉴鉴定，设设计回访访和工程程设计总总结。三、桥位位的选择择与布置置桥位的选选择是一一座桥梁梁设计时时首先解解决的问问题，它它会影响响到桥梁梁的规模模、投资资、施工工难易、、工期和和使用安安全等。。（1）大、中中桥原则则上服从从道路路路线总体体要求，，综合确确定。对于特殊殊大桥，，对于路路线总体体方向起起控制点点作用。。（2）小桥涵涵的位置置应服从从路线走走向，如如遇到不不利地形形、不良良地质和和水文条条件时，，应通过过技术手手段加以以解决，，而不能能降低路路线质量量。（3）桥梁的的线形应应尽量采采用直线线和标准准跨径，，以简化化设计和和施工。。大、中桥桥一般应应选择2～3个桥位，，进行各各方面的的综合比比选，以以确定最最合理桥桥位。还还应考虑虑河流的的水流特特征、地地质条件件等以求求桥梁的的经济合合理性、、安全性性和稳定定性。。桥梁墩台台沿水流流方向的的轴线，，应与最最高通航航水位时时的主流流方向一一致，当当斜交不不能避免免时，交交角不宜宜大于5o；当斜交交角度大大于5o时，宜增增加通航航孔净宽宽，以利利于航行行安全。。桥梁的线线形应尽尽量采用用直线和和标准跨跨径，以以简化设设计和施施工。推荐线位位比较线位位一比较线位位二桥位一桥位三桥位二起点终点立交一座座立交一座座特大桥大桥一座座跨线桥一一座跨渠桥一一座跨渠桥一一座特大桥四、桥梁梁净空桥梁净空空包括：：桥面净净空和桥桥下净空空。（1）桥面净净空是指指：保证证车辆、、行人安安全通过过桥梁上上方的空空间界限限。在该该净空界界限范围围内，不不得有桥桥跨构件件或其它它任何装装置侵入入，详见见《公路桥涵涵设计通通用规范范》（JTGD60—2019）第3.3.1条。图7—4公路建筑筑界限。。公路建筑筑界限桥梁净空空界限桥梁桥面面的最低低标高应应为：式中：Hp——设计洪水水位；∑∑Δh———各种雍水水使水面面升高之之和；Δhj——桥下净高高；Δhd——上部结构构建筑高高度；（2）桥下净净空是指指：通航、泄泄洪、流流水、流流冰、流流木或车车辆通行行等所需需要的净净跨和净净高。桥桥下通航航净空界界限详见见《内河通航航标准》（GBJ139—90）的规定定。处于于弯道上上的桥梁梁，应根根据线路路要求设设置加宽宽和超高高。据此此我们可可以确定定桥梁的的最小跨跨径和桥桥面标高高。通航河流流桥下净净空：孔径布置置及净高高应满足足《通航海轮轮桥梁通通航标准准》（JTJ311）、《内河通航航标准》（GB50139）通航设计计水位：：在设计计通航洪洪水频率率时，应应计入壅壅水、浪浪高或最最高流冰水位加加安全高高度。当河流有有又形成成流冰阻阻塞的危危险或有有漂浮物物通过时时，应按按实际调调查数据据，在计计算水位位的基础础上，结结合当地地的具体体情况酌酌情预留留一定富富余量，，作为桥桥下净空空的依据据。对于有淤淤积的河河流，桥桥下净空空应适当当增加。。非通航河河流桥下下净空：：五、孔径径设计和和桥型选选择桥孔设计计是根据据桥梁跨跨越障碍碍物的性性质，合合理确定定桥长、、分跨、、桥梁选选型、桥桥面标高高、基底底标高等等，以满满足桥下下泄洪、、通航或或其它交交通的净净宽要求求。（1）桥梁的的净跨径径及总跨跨径桥梁的净净跨径对对于梁式式桥为设设计洪水水位（通通航水位位）上，，两个相相邻桥墩墩之间的的净距。。多孔桥桥梁净跨跨径的总总和称为为桥梁的的总跨径径。桥梁梁的总跨跨度必须须保证桥桥下有足足够的泄泄洪面积积，使河河床不产产生过大大的冲刷刷。应根根据墩台台埋置深深度、河河床水流流流速、、冲刷深深度等因因素确定定。（2）桥梁的的分孔与与跨径桥梁的分分孔关系系到桥梁梁的总造造价。跨跨径和孔孔数不同同时，上上部结构构和墩台台的总造造价不同同。跨径径越大孔孔径越少少，上部部结构造造价越高高，而墩墩台的造造价就越越低。上、下部部结构合合理布置置，将使使造桥梁梁总价最最省。不同桥跨跨结构型型式均有有其适用用跨径、、结构的的力学特特性和对对地基基基础的不不同要求求。按照照桥位处处河床的的具体情情况和拟拟定的桥桥梁结构构跨径进进行组合合配置，，选出适适当的桥桥跨结构构，拟定定出结构构的主要要尺寸。。桥梁结构构合理形形式并非非有特定定的单一一的结构构形式，，应特别别注意桥桥梁的先先进性、、经济合合理性，，同时注注意与周周围环境境协调。。应通过过各种结结构方案案的比选选来确定定。可以以认为一一种受力力明确、、构造合合理的结结构形式式必然会会显现出出匀称、、美观、、稳定的的外观。。对于特大大桥和大大桥的主主桥，应应采用成成熟的先先进技术术，以其其技术的的先进性性，把适适用、安安全、经经济、美美观的原原则落实实。特大大桥和大大桥的引引桥、中中小桥，，一般采采用成熟熟的标准准结构，，做到经经济、合合理。桥跨结构构型式选选择基础是埋埋入地层层的隐蔽蔽工程，，涉及到到复杂的的水文、、地质等等条件。。是桥梁梁工程中中最为复复杂和关关键的部部分。通过桥涵涵水力计计算，明明确桥墩墩的冲刷刷线（或或地面线线）标高高。基础础的埋置置深度：：在无冲冲刷处，，应在地地面或河河床下至至少1.0m；在有冲冲刷处，，应在局局部冲刷刷线以下下至少1.0～4.0m以下（详详见《桥规》JTJ024—85、第3.1.1条）；在在冻结线线以下（（冻胀土土）0.25m。认真分析析桥位处处地质勘勘察资料料，按照照选择的的不同桥桥跨结构构型式，，估算桥桥墩的设设计荷载载（竖向向、水平平荷载）），确定定基础可可能的持持力层，，确定采采用深基基础还是是浅基础础。按照上下部部结构相协协调的原则则选择桥墩墩形式，综综合考虑桥桥跨结构、、墩台与基基础的相互互作用、选选择桥梁基基础。并估估算、确定定它们的尺尺寸。同时时按桥位处处河流的水水文、地质质情况，拟拟定基础施施工方案。。桥墩和基础础型式选择择基础埋置深深度基础埋置深深度原则：：墩台基础顶顶面标高宜宜根据桥位位情况、施施工难易程程度、美观观与整体协协调综合确确定。桥位情况：：跨河：一般般冲刷、局局部冲刷考虑阻水情情况冻胀土层：：冻胀对基础础受力的影影响考虑冻胀深深度冲刷线：一般冲刷：：桥梁孔径布布置后，压压缩了河道道断面。设设计流量洪洪水通过时时，桥下过过水断面所所产生的冲冲刷。——控制过水断断面，满足足设计洪水水流量要求求。局部冲刷：：桥梁墩台阻阻水引起的的墩台处的的局部冲刷刷。——控制基础埋埋深、桩基基础计算自自由高度。。河床自然演演变冲刷河道调治构构造物和桥桥位其他冲冲刷一般冲刷线线局部冲刷线线桥台与路堤堤的连接主主要解决的的问题：（1）根据路路线在路桥桥分界处的的标高和基基础标高，，确定桥台台高度及前前墙、侧墙墙的结构尺尺寸。（2）根据桥桥台和路堤堤进入河道道的情况，，确定河岸岸导流和防防护工程（（河岸护坡坡、导流堤堤等）。（3）桥头引道道的构造（（包括道路路护坡或挡挡土墙）桥台与路堤堤的连接桥头引道桥头引道桥台桥台河道河道地面线通航净空设计路面线被交道路被交道路六、桥梁横横断面设计计桥梁的横断断面宽度应应与所衔接接道路的路路幅尽可能能保持一致致。桥梁横横断面宽度度包括：车车行道、非非机动车道道和人行道道（或检修修道），并并应设置栏栏杆。桥上上每一机动动车道的宽宽度，一般般取3.75m（车速<40km/h，可取3.5m），小客车车专用道取取3.5m；非机动车车专用道宽宽度3.0m；人行道宽宽度一般取取1.5～3.0m。中、小桥的的车行道路路缘石之间间的宽度，，宜与两端端道路路缘缘石之间的的宽度相同同；大、中中桥的车行行道宽度，，可取两端端道路车行行道有效宽宽度的总和和（不计分分车带），，但必须采采用变宽缓缓和段连接接；为保证桥面面排水需要要，桥面应应设置横坡坡。横坡坡坡度一般般为1.5%～2%。道路横断面面桥梁横断面面桥梁除满足足桥下泄洪洪或其它交交通的净空空要求外，，还应满足足桥上道路路纵断面线线形的设计计要求。对于小桥涵涵，桥面纵纵坡一般服服从路线，，做成单面面坡。对于大、中中桥，为了了适应河