桥涵设计

2024-06-22

桥涵设计（精选12篇）

桥涵设计篇1

近日, 公路工程行业标准《公路桥涵设计通用规范》 (JTG D60—2015) (以下简称新《规范》) 发布, 自2015-12-01起施行, 原《公路桥涵设计通用规范》 (JTG D60—2004) 同时废止。

新《规范》在进行广泛调研分析的基础上, 补充了有关桥涵总体设计的要求, 增加了桥涵设计使用年限、交通安全、环境保护、耐久性、桥梁结构监测和风险评估等的相关规定;增加了桥涵养护设施的设计要求, 调整了作用组合分类及计算方法、汽车荷载标准的规定;增加了汽车疲劳荷载等标准值的规定;补充了地震设计状况的规定。

新《规范》吸取了近年来成熟的科研成果和工程实践经验, 综合考虑了我国交通运输行业的发展和变化, 贯彻落实了国家有关行业技术政策, 解决了原《规范》在新时期的适应性问题。作为公路桥涵专业的统领性规范, 新《规范》上承《公路工程技术标准》, 下启桥涵其他下位规范, 将有力指导我国公路桥涵设计及其他桥涵设计规范的制定修订, 提高桥涵结构的安全性和耐久性, 促进我国公路桥涵设计、建造、管养事业的科学健康发展。新《规范》在设计理念和方法上充分与国际接轨, 也将有利于提升我国公路桥涵设计规范的国际认可度, 助力我国公路工程建设企业“走出去”战略的实施。

(摘编自中国路桥网)

桥涵设计篇2

梁式桥是一种在竖向荷载作用下无水平反力的结构。由于外力的作用方向与承重结构的轴线接近垂直，因而与同样跨径的其他结构体系相比，梁体内产生的弯矩最大，通常需用抗弯、抗拉能力强的材料来建造。对于中、小跨径桥梁，目

前在公路上应用最广的是标准跨径的钢筋混凝土或预应力混凝土简支梁桥，施工方法有预制装配和现浇两种。这种桥梁的结构简单、施工方便，简支梁对地基承载力的要求也不高，钢筋混凝土及先张法预应力混凝土简支梁桥其常用跨径在25ｍ以下；当跨径较大时，需采用后张法预应力混凝土简支梁桥，但跨度一般不超过50ｍ。为了改善受力条件和使用性能，地质条件较好时，中、小跨径梁桥可修建等截面连续梁桥，对于很大跨径的大桥和特大桥，可采用预应力混凝土变截面梁桥、钢桥和钢—混凝土组合梁桥。

该钢管混凝土拱桥的支座采用盆式橡胶支座，车道外缘桥墩上的支座无特

别约束，既能发生横向位移，又能发生纵向位移；车道中间的两个支座横

装配式梁桥：装配式钢筋混凝土简支梁桥，以T型梁桥最为普遍，我国常用的标准跨径有四种，分别为10ｍ、13ｍ、16ｍ和20ｍ。它的上部构造由几根T形截面的主梁，横隔梁及通过设在横隔梁下方和隔梁翼缘顶板处的焊接钢板连成整体。横隔梁在装配式T梁中起保证主梁相互连接形成整体的作用，它的刚度越大，桥梁的整体性就越好。一般来说，端横隔梁是必须要设置的跨内横隔梁随跨径的增大可以设1～3道，间距采用5～6ｍ为宜。梁肋下部呈马蹄形加宽时，横隔梁延伸至马蹄的加宽处。

装配式T形梁的接头处要有足够的强度，以保证结构的整体性，并且在施工、营运中不发生松动。其连接的方式有以下几种：

（1）钢板连接，它是在横隔梁上、下进行钢板焊接。

（2）螺栓接头，与钢板连接相似，不同之处是用螺栓与预埋钢板联结。钢板要预留螺栓孔，但此方法螺栓易松动。

（3）扣环接头，横隔梁在预制时在接缝处伸出钢筋扣环，安装时在相邻构件的扣环两侧再安上腰圆形的接头扣环，在形成的圆环内插入短分布筋后现浇混凝土封闭接缝。

拱桥是我国公路上广泛使用的一种桥型。拱桥与梁桥的区别，不仅在于外形不同更重要的是两者受力性能的差别。梁式结构在竖向荷载作用下，支承处仅产生竖向支承反力，而拱式结构在竖向荷载作用下，支承处不仅产生竖向反力，而且还产生水平推力。由于这个水平推力的存在，拱的弯矩将比相同跨径的梁的弯矩小的多，而是整个拱主要承受压力。这样，拱桥不仅可以利用钢、钢筋混凝土等材料来修筑，而且还可以根据拱的这个受力特点，充分利用抗压性能较好而抗拉性能较差的圬工材料来修建。

左图为该钢管混凝土拱桥系杆部分—连接拱脚，同时也是该桥的纵梁方向，当桥梁自重及桥面荷载传递至主拱圈时，主

拱桥的主要优点:①跨越能力大；②就地取材容易，可以节省大量的钢材和水泥；③外形美观，耐久性好；④构造较简单，技术容易掌握，利于广泛采用。

拱桥的主要缺点：①自重大，水平推力大，下部结构工程量大，采用无铰拱时，对地基要求较高；②施工难度和工程造价高；③桥面高程提高，两岸接线工程量增大，既增加造价又对行车不利。

拱桥与梁式桥一样也是由上部结构和下部结构两部分组成。拱桥的上部结构由拱肋或拱圈与拱上建筑两大部分组成。主拱圈是拱桥的主要承重结构，承受主拱上的全部作用，并将其传递给墩台和基础。拱上建筑是主拱圈上的填平部分它将荷载传递给主拱圈；拱桥的下部结构由桥墩、桥台及基础等组成，用以支承桥跨结构，并与两岸路堤相联结。拱桥按拱圈截面形式分有板拱桥、肋拱桥、双曲拱桥、箱型拱桥、钢管混凝土拱桥、劲性骨架混凝土拱桥；按拱上建筑形式分有实腹式拱桥、空腹式拱桥；按主拱圈形式分有圆弧形拱桥、悬链线拱桥和抛物线拱桥。

刚架桥的主要承重结构是梁与立柱整体结合在一起的刚架结构，梁与柱的连接处刚性大，以承担负弯矩的作用。门式刚架桥，在竖向荷载作用下，柱脚处具有水平反力，梁梁部主要受弯，但弯矩值较同跨径的简支梁桥小，梁内还有轴向压力，所以，其受力状态介于梁桥与拱桥之间。刚架桥的跨中建筑高度可做的较小，但普通钢筋混凝土修建的刚架桥在梁柱刚结处较易产生裂缝，需在该处多配钢筋。

T型刚构桥是修建较大跨径混凝土桥梁曾采用的桥型，属于静定或第次超静定结构。连续刚构桥，属于多次超静定结构，在设计中一般应减小墩柱顶端的水平抗推刚度，使得温度变化下在结构内不致产生较大的附加内力。对于很长的桥，为了降低这种附加内力，往往在两侧的一个或数个边跨上设置滑动支座，从而形成刚构—连续组合体系桥型。当跨越陡峭河岸和深谷时，修建斜腿刚架桥往往既经济合理又轻巧美观，由于斜腿墩柱置于岸坡上，有较大的斜角，中跨内的轴压力也很大，因而斜腿刚架桥的跨越能力比门式刚架桥要大得多，但斜腿的施工难度较直腿大些。由于跨越的河流较小，南京地铁沿线的该种刚架桥属于无支座的连续刚架桥。

构和十字撑，提高了全桥的刚度

吊桥是用悬挂在两边塔架上的强大缆索作为主要承重结构。在桥面系竖向荷载作用下，通过吊杆使缆索承受很大的拉力，缆索锚于吊桥两端的锚碇结构中，为了承受巨大的缆索拉力，锚碇结构需做得很大，或者依靠天然完整的岩体来承受水平拉力，缆索传至锚碇的拉力可分解为垂直和水平两个分力，因而吊桥也是具有水平反力的结构。吊桥的承载系统包括缆索、塔柱和锚碇三部分，因此结构自重较小，跨越能力大。同时，受力简单明了，成卷的钢缆易于运输，在将缆索架设完成后，便形成了一个强大稳定的刚度；在拱肋上同时还设置刚桁架结桥梁本身自重，又增加了梁体的抗扭梁体底面浇筑有弧度，这样既减轻了该组合体系拱桥采用现浇方法修建，结构支承系统，施工过程中的风险相对较小。

组合体系桥由几个不同受力体系结构组合而成的桥梁。

梁、拱组合体系，这类体系中有杆桥，桁架桥等。它们利用梁的受弯与拱的承受压特点组成联合结构。在预应力混凝土结构中，因梁体内可以储备巨大的压力来承受拱的水平推力，使这类结构既具有拱的特点，有没有水平推力，故对地基要求不高，但这种结构施工复杂。

斜拉桥，它由承压的塔、受拉的索与承弯的梁体组合起来的一种结构体系。

桥梁墩台是桥梁结构的重要组成部分，它决定着桥跨结构在平面上和高程上的位置，承担着桥梁上部结构的荷载，并将荷载有效地传递给地基基础，起着“承上启下”的作用。它主要由墩帽、墩身和基础三部分组成。桥墩除承受结构的荷重外，还要承受流水压力、水面以上的风力以及可能出现的流冰压力、船只或漂浮物或汽车的撞击作用。

桥墩按其构造可分为实体墩、空心墩、柱式墩、框架墩等。柱式桥墩和桩式桥墩是公路桥涵广泛采用的桥墩形式，它既能减轻墩身重力，节约圬工材料，外形又较美观。

桥面包括桥面铺装、防水和排水设施、伸缩缝、人行道（或安全带）、缘石、栏杆和灯柱等构造。

泄水管口可采用圆形或矩形。圆形泄水管口的直径宜为150～200mm；宽度宜为200～300mm，长度宜为300～400mm。泄水管口顶部采用铸铁格栅盖板，其顶面应比周围路面低5～10mm。泄水管常采用铸铁管和塑料管，最小内经为80mm。泄水管周围的桥面板应配置补强钢筋网。

伸缩缝主要是适应桥梁上部结构在气温变化、可变作用、混凝土收缩徐变等因素的影响下变形的需要，并保证车辆通过桥面的平稳。一般设在两梁端之间以及梁端与桥台背墙之间。特别要注意，在伸缩缝附近的栏杆、人行道结构也应断开，以满足梁体的自由变形。

常用桥梁伸缩装置按照伸缩体结构不同可分为：模数式伸缩缝（适用于伸缩量为160～2000mm的公路桥梁）、橡胶式伸缩缝(分板式橡胶伸缩缝、组合式橡胶伸缩缝，伸缩量分别适用于不大于60mm和120mm的公路体系)、异型钢单缝式伸缩缝（一般适用于伸缩量不大于80mm公路桥梁）、梳齿板伸缩缝（一般适用于伸缩量不大于300mm公路桥梁）。

桥梁伸缩装置暴露在大气中，直接经受车辆的反复摩擦、冲击作用，稍微有缺陷或不足，就引起跳车等不良现象，严重时还会影响到桥梁结构本身和交通安全，是桥梁中最易损坏而又难于修缮的部位，需经常养护，清除缝内杂物，并及时更换。

校外的实训，我们看到了很多结构的桥梁。下面介绍一下校内的实训基地。如下图，此图为预应力板梁和预应力箱梁：

实训总结

桥涵设计篇3

关键词：农田水利；桥涵规划设计；施工问题

中图分类号：S27文献标识码：A文章编号：1674-0432（2014）-05-62-1

在2011年和2012年的中央1号文件提出了农田水利扩内需、促增长的要求。农村水利建设相对而言比较落后，很多地区农田水利的建筑设施老化、失修，其功能也有很大程度上的消退，其中的多数水利桥涵基本上已经不具备使用的功能。

1农田水利桥涵在规划设计和施工过程中存在的问题

1.1施工前期的设计、规划阶段

农田水利施工建设项目在前期的设计规划中存在的问题主要体现在：一是水利桥涵建设位置不够合理，需要的地方没有进行合理的布置，而在那些可有可无的地方却做了多余的建设。这些问题可能是由于桥涵工程量控制不当，也有可能是规划设计人员没有做好正确的分配；二是水利桥涵的规格和沟渠不相配套，还出现了没有沟渠却布置了桥涵的情况，有些地方水利桥涵修建的位置过于聚集。连续几年农田水利工作任务比较繁杂，所以有部分设计是由一些专业的公司负责的，这些漏洞问题的出现可能与那些设计公司有很大的关系，与此同时，和那些农田水利站的工作人员也有一定的关系。

1.2农田水利建筑结构规划阶段

农田水利桥涵施工中，其使用功能应该和公路、普通水利等桥涵存在差异。就目前来说，农田水利施工项目中突显出来的建筑结构方面的问题有：一是框结构设计太过复杂，总量小几十立方米的混凝土桥涵结构竟然和比较大型的桥结构大致相同，这些就导致建设预算增加、建设施工的成本也随之增加；二是没有详细考虑到具体桥涵的使用功能，设计人员在设计的过程中盲目减少或者增加建设工程量，仅仅套用同样的图纸，以至于在施工后期出现各种各样的问题。例如，桥涵的根基甚至没有延伸到沟渠的底部，桥涵基础超过梁底1米，小型桥梁上出现超大型的桥台。综上所述，这些问题都会导致资金项目的流失浪费。

1.3农田水利桥涵施工阶段

农田水利施工项目中桥涵施工相对而言规模较小，技术含量低，所以发生安全事故的概率也比较低，建筑施工过程中出现的问题主要包含：隐瞒减少工程随意更改工程的外观。有一些施工单位认为在田野施工，没有载重车辆经过，所以毅然不顾监理和业主的反对，而自作主张的给出施工尺寸。在中国目前的社会大坏境背景下，仍然存在施工单位结束工程之后，对原地清理不够完善，遗留过多土方，刚刚挖好的沟渠就被堵塞的现象。

2农田水利桥涵规划设计施工中存在的问题及解决对策

2.1对于施工前期设计、规划阶段的建议

針对以上指出的一系列问题，可以从以下几个方面入手逐一解决。一是对于设计规划单位要提出较为严格的要求，禁止走过场现象的发生；二是对相关工作人员加强指导，对其进行严格要求，并进行相关培训，提高技术技能，强化责任心；三是利用较为先进的工具辅助设计规划，加之科学的管理办法等。施工前期的设计、规划是整个项目得以进行的基础，规划不够合理，会给后续的一些工作带来不必要的麻烦。因此，一定要加强施工人员和相关的管理人员的重视程度。

2.2农田水利桥涵建筑结构方面的建议

针对农田水利桥涵建筑阶段出现的一系列问题，最好在设计建筑之前，选择对待工作负责、工作实力较强、信誉较好的设计单位。建筑设计的工作相对而言比较繁琐，但是存在一些设计单位对于设计应付了事，只是照抄其他现成的方案，这样就会出现设计与实际不相符合的情况。对此，工程项目的监理应该充分发挥自己的职能，介入设计方案中，相互制约，这样一来可以减少工作失误，同时也会给相关部门带来有效的监督。

2.3农田水利桥涵施工过程中的建议

针对施工阶段出现的一系列问题，工程项目负责人应该从报名招标环节就严格筛选，选出最为合格的、有信誉的，防止有些私人包工头挂靠名声进入建设项目造成不必要的损失。同时监理要严格执行自身的职责，对于施工过程进行严格规范的监督，避免由于人为因素造成的损失。同时专门的验收人员，要对质量严格把关，对于不能满足要求的一定要严格剔除不予验收，禁止出现工程未完成就付钱的现象。

2.4农田水利桥涵建成后的使用和管理

农田水利桥涵建成之后的使用和管理也是一项非常重要的工作，相关人员应该设立警示牌，提示禁止超过限制重量的车辆通过。同时要充分调动农民对于桥涵的管理和爱护，延长农田水利工程的使用寿命，让其能够发挥出最大的效能。

3结语

农田水利桥涵建筑项目对于农业生产而言是一项特别重要的工程，同时也是国家完善农业，抗灾和保护环境的重要环节，因而应该引起相关工作人员的足够重视。

参考文献

[1]许红波.加强小型农田水利工程施工质量管理浅见[J].工程建设.江苏水利，2012，（08）.

浅谈桥涵设计及计算原则篇4

一般情况下同一座桥梁只宜取一个安全等级，但对于个别构件，也允许在必要时进行安全等级调整，但调整后的级差不应超过一个等级。设计基准期在进行结构可靠性分析时，考虑持久设计状况下各项基本变量与时间关系所采用的基准时间参数，这是进行结构设计最重要的技术参数。根据我国公路桥涵的使用现状和设计经验桥涵结构的设计基准期为100年，与其他国家相比属于比较适中的时域。用作公路桥涵结构设计依据的可靠指标，称为目标可靠指标。它主要是采用“校准法”并结合工程经验和经济优化原则加以确定的。这种方法是比较现实和稳妥的。

1 桥梁结构功能的设计要求

桥梁结构功能的设计按照偶然状况进行承载能力极限状态设计时公路桥梁结构的目标可靠指标应符合有关规范的规定。在进行正常使用极限状态设计时，公路桥梁结构的目标可靠指标可根据不同类型结构的特点和工程经验确定。延性破坏类型是指结构构件在破坏时有明显变形或其他预兆的破坏；脆性破坏类型是指结构构件在破坏时无明显变形或其他预兆的破坏。当有充分的依据时，各种材料桥梁结构设计规范采用的目标可靠指标值数值进行幅度不超过±0.25的调整。

2 桥梁极限状态设计表达

2.1 三种设计状况：

设计状况是结构从施工到使用的全过程中，代表一定时段的一组物理条件，在进行设计时一定要注意要要让结构在该时段内超出相关的极限状态。按照《公路工程结构可靠度设计统一标准》(GB/T 50283-1999)中的要求，并与现行的国际标准衔接，在《公路钢筋混凝土及应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)中，仔细研究分析了桥梁在施工和使用过程中可能出现的各种情况，将结构设计分为持久状况、短暂状况和偶然状况三种状况。它们在结构体系、结构所处环境条件、经历的时间长短方面都是有差异的，因此在进行设计时要运用不同的、适宜各种状况的计算模式、作用、材料性能的取值及结构可靠度水平。持久状况是指建成桥涵后，它的自重承受量、车辆的负荷极限等作用持续时间很长的状况，主要是在桥涵的使用阶段注意这种状况。此阶段会持续很长时间，所以在设计时还要考虑到结构可能承受的作用，而且还要对结构的功能进行测定，看其是不是能够符合其预定的功能，这样我们就必然要设计好承载能力极限状态和正常使用极限状态。短暂状况指桥涵施工过程中承受临时性作用的状况，主要是在桥涵的施工阶段注意这种状况。与前一阶段相比，此阶段的持续时间要短些，结构体系、结构所承受的荷载与使用阶段方面都是有差异的，因此在进行设计时，要根据相关的实际情况，具体问题具体分析。因为此阶段的时间比较短，通常情况下是只能计算承载能力极限状态，必要时才作正常使用极限状态验算。偶然状况指在桥涵使用过程中偶然出现的状况，比如桥梁可能遇到的特大洪水、地震等偶然发生的状况。这种状况发生的可能性不大，而且持续的时间也非常的短，因此我们在进行设计时要充分考虑到结构在非常短的时间内承受的作用以及结构可靠度水平等。这种状况要求我们做到的是，在进行设计时不要因为非主要承重结构的损坏而不能使主要承重结构发挥其应有的功能；或者是在主要承重结构部分被破坏的时候，没被破坏的部分在一段时间内依然状况良好。很明显这种状况下只要对承载能力极限状态进行计算就可以了，不涉及正常使用极限状态。

2.2 极限设计表达式：

桥涵结构承载能力极限状态是指桥涵及其构件所能承受的极限值或者是桥梁法身了某种程度的变形、变位而不能再继续承载的状态。公路桥涵结构的永久状态设计按承载能力极限状态的要求，应对构件进行承载力及稳定计算，必要时还应对结构的抗倾覆和抗滑移进行验算。在进行承载能力极限状态计算时，作用的效应应采用其组合设计值，结构材料性能应采用其强度设计值。

2.3 桥涵所用材料强度的取值：

钢筋混凝土和预应力混凝土结构所用的材料，主要是普通钢筋、预应力钢筋和混凝土等。按照承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计计算时，结构构件的抗力计算中必须要用到这些材料的强度值。在实际工程中，按同一标准生产的钢筋或混凝土，各批之间的强度和其他性能存在着差异，不可能完全相同，即使是同一炉钢或同样配合比搅拌而得的混凝土试件，按照同一方法在同一台试验机上进行试验，所测得的强度值也不可能完全相同，这就是材料强度的变异性。

3 桥梁上的作用

作用是引起桥涵结构反应的各种原因的统称，将施加在结构上的一组集中力或分布力，或引起结构外变形或约束变形的原因统称为作用；作用使结构产生的反应如弯矩、扭矩、位移等称为作用效应。桥涵作用分析是桥涵结构设计计算工作的重要部分，作用的种类、形式和大小选择是否恰当，关系到桥涵结构在使用年限内的安全可靠性，也关系到桥涵建设的经济合理性。作用可根据不同的观点和角度分类，在《公路桥涵设计通用规范》和《城市桥梁设计荷载标准》中，都按照作用随时间的变化特点，将作用在桥涵结构上的作用分为三类，即永久作用、可变作用和偶然作用。

3.1 永久作用：

称为恒载是在结构使用期内，量值不随时间而变化，或其变化值与平均值比较可以忽略不计的作用。永久作用包括结构自重、桥面铺装及附属设备的重量、作用于结构上的土重及土侧压力、基础变位作用、水浮力、长期作用于结构上的人工预加力及混凝土收缩和徐变作用等。对于结构自重、桥面铺装及附属设备等附加重力，其标准值可按结构物的实际体积或设计时假定的体积和材料的重力密度计算确定。桥梁设计中各种常用材料的重力密度，对于预应力混凝土桥梁，预加力在结构进行正常使用极限状态设计和使用阶段构件应力计算时，应作为永久作用计算其主效应和次效应，并计人相应阶段的预应力损失，但是因为预加力偏心距变大而造成的附加效应是忽略不计的。关于结构的承载能力极限状态的设计，作用中不包括预加力，而将预应力钢筋作为结构抗力的一部分，但在连续梁等超静定结构中，预加力引起的次效应还是需要注意的。

3.2 混凝土收缩及徐变作用：

在外部的超静定混凝土结构、钢和混凝土组合结构等桥梁结构中是必然产生的，而且是长期作用的，具体可按桥涵设计规范中的有关规定计算。位于透水性地基上的桥梁墩台，当验算其稳定性和地基应力时，由于水浮力也是长期作用的，所以应当按规定考虑水浮力的影响。对于超静定结构，当考虑由于地基压缩密实等引起的长期变形影响时，应当根据最终位移计算构件的效应，这种效应一旦出现，也是长期作用在结构上。

3.3 可变作用：

可变作用是指在结构使用期间，其值随时间变化，且其变化值与平均值相比不可忽略的作用。这些作用主要包括汽车荷载和人群荷载。同时，对于汽车荷载还应计入其冲击力、制动力、离心力以及引起的土侧压力。此外，可变作用还包括风荷载、流水压力、冰压力、温度作用及支座摩阻力等。汽车荷载是公路桥涵上最主要的一种可变荷载，也是设计中最重要的荷载。

3.4 偶然作用：

在结构使用期出现概率很小，一旦出现其量值很大且持续时间很短的作用，它包括地震作用、船舶或漂流物的撞击作用及汽车的撞击作用。偶然作用会对结构安全产生巨大的影响，严重的甚至会导致桥梁破坏和交通中断。因此，对地震区的桥梁或有可能出现撞击的桥梁，应进行谨慎的抗震和防撞击设计。地震作用主要是指地震时强烈的地面运动引起的结构惯性力，它是随机变化的动力作用，其值的大小取决于地震强烈程度、结构的动力特性以及结构或杆件的质量。地震动峰值加速度等于0.10g、0.15g、0.20g和0.30g地区的公路桥涵，应进行抗震设计。地震动峰值加速度大于或等于0.40g的地区，应对桥梁进行专门的抗震研究和设计。地震动峰值加速度小于或等于0.05g的地区，除有特殊要求外，可对桥梁采用简易设防。当桥梁位于通航河流或有漂浮物的河流中，修建其河中桥墩必须考虑船舶或漂流物的撞击作用。这个撞击力有时可达到l000kN以上，会对桥墩造成很大损坏。因此，在可能的条件下，应采用实测资料进行设计计算。但当缺乏实际调查资料时，内河船舶撞击作用标准值和海轮撞击作用标准值。

4 作用的代表值与作用效应组合

桥涵设计实践证明，作用具有变异性，但在结构构件的设计时，不可能直接引用作用随机变量或随机过程的各类统计参数通过复杂的计算进行设计，作用代表值就是为结构或结构构件设计，针对不同设计目的所采用的各种作用的规定值。桥涵结构的设计要求不同，采用的作用代表值也不同，这样可以更确切、更合理地反映作用对结构在不同设计要求下的特点。作用的代表值一般可分为标准值、频遇值和准永久值。作用标准值是作用的基本代表值，其值可根据作用在设计基准期内桥涵结构的设计基准期为100年的最大概率分布的某一分位值确定。作用频遇值是根据足够长观测期内作用任意点时概率分布的0.95分位值确定。作用频遇值比作用标准值小，由作用标准值乘以小于1的频遇值系数得到。作用准永久值是根据在足够长观测期内作用任意点时概率分布的0.05分位值确定，其值又比频遇值还小一些，由作用标准值乘以准永久值系数得到。在进行设计时，采用何种作用代表值往往与作用出现的持续时间长短有关。永久作用和偶然作用取标准值作为代表值，而可变作用则应根据不同的极限状态分别采用不同的代表值。

5 结束语

由于工程设计及施工工艺的进步，对桥梁的设计也提出了更高的要求，在进行设计时，首先要分析桥梁的形式及质量，桥梁设计的是不是成功、桥梁整体质量是不是合格以及使用过程中是否达到了汽车要求的舒适程度，这些都直接表现在桥梁的质量上。

摘要：对于公路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构构件的设计计算,其采用的是近似概率极限状态设计法,规定设计计算应满足承载能力和正常使用两种极限状态的各项要求。在桥涵的设计计算中不同安全等级是用桥梁结构的重要性系数来体现的,为了使不同安全等级的桥梁结构具有规定的可靠度而采用的作用效应系数的分项系数。

关键词：桥梁工程,设计原则,计算分析

参考文献

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[9]彭霞,王行耐.拱涵主拱圈开裂原因分析及预防处理措施[J].云南交通科技,2000,(03).

公路桥涵通用规范篇5

3.1 桥涵布置

3.1.1 桥梁应根据公路功能、地基、通行能力及抗洪能力要求，结合水文、地质、通航、环境等条件进行综合设计。

特大、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。

3.1.2 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。

3.1.3 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5°；当交角大于5°时，宜增加通航孔净宽。

3.1.4 桥涵水文、水力的计算应符合《公路工程地质勘察规范》（JTJ064）和《公路工程水文勘测设计规范》（JTG C30）的规定。

3.1.5 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》（GB 50139）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。

3.1.6 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。

非淹没式调治构造物的顶面，应高出桥涵设计洪水频率的水位至少0.25，必要时尚应考虑雍水高、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。

3.1.7 公路桥涵的设计洪水频率应符合表3.1.7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有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。

三、四级公路，在交通容许有限度的中断时，可修建满水桥和过水路面。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。

3.2 桥涵孔径

3.2.1 桥涵孔径的设计必须保证设计洪水以内的各级洪水以及流冰、泥石流、漂流物等安全通过，并应考虑壅水、冲刷对上下游的影响，确保桥涵附近陆地的稳定。

3.2 桥涵孔径

3.2.1 桥涵孔径的设计必须保证设计洪水以内的各级洪水及流冰、泥石流、漂流物等安全通过，并应考虑壅水、冲刷对上下游的影响，确保桥涵附近路堤的稳定。

桥涵孔径的设计应考虑桥位上下游已建或拟建桥涵和水工建筑物的状况及其对河床演变的影响。

桥涵孔径设计尚应注意河床地形，不宜过分压缩河道、改变水流的天然状态。

3.2.2 小桥、涵洞的孔径，应根据设计洪水流量、河床地质、河床和锥坡加固形式等条件确定。

当小桥、涵洞的上游条件许可积水是，依暴雨计算的流量可考虑减少，但减少的流量不宜大于总流量的1/4。

3.2.3 特大、大、中桥的孔径布置应按设计洪水流量和桥位河段的特性进行设计计算，并对孔径大小。结构形式、墩台基础埋置深度、桥头引道及调治构造物的不再等进行综合比较。

3.2.4 计算桥下冲刷时，应考虑桥孔压缩后设计洪水过水断面所产生的桥下一般冲刷，墩台阻水引起的局部冲刷、河床自然演变冲刷以及调治构造物和桥位其他冲刷因素的影响。

3.2.5 桥梁全长规定为：有桥台的桥梁为两岸桥台侧墙或八字墙尾端间的距离，无桥台的桥梁为桥面系长度。

当标准设计或新建桥涵的跨径在50m及以下是，一采用标准化跨径。

桥涵标准化跨径规定如下：

0.75m、1.0m、1.25m1.5

2.0m2.5m3.0m4.0m5.0m6.0m8.0m10m13m16m20m25m30m35m4m45m50m。

3.3 桥涵净空

3.3.1桥涵净空应符合图3.3.1公路箭镞衔接规定及本条其他各款规定。

车道宽度，中间带宽度，右侧露肩宽度，分离式断面高速路、及公路左侧路肩宽度，各级公路设计速度

3.4桥上现行及桥头引道

3.4.1桥上及桥头引道的现行应与路线不色户型协调，各项技术指标应符合路线不色的规定。桥上纵坡不宜大于4%，桥头樱花道纵坡不宜大于5%；位于指针混合交通防盲处，桥上纵坡和桥头引道纵坡均不得大于3%。桥头两段引道现行应与桥上现行想配合。

3.4.2 在洪水风浪区域以内，特大、打、中桥桥头应道的路肩高程应高出桥梁设计洪水漂亮的水位家雍水高、玻璃爬高、喝完超高。河床淤积等影响0.5m以上。

小巧航引道的路肩高程，以高出桥涵钱壅水水位（不急浪高）0.5m以上。

3.4.3 桥头锥体及引道应符合以下要求：桥头锥体及桥台天后5 ~10 m 长度内的引道，可用砂性土等材料天族。在费严寒地

区党务透水性土是，可就地取土井处理后天族。锥坡与桥台两侧政教先的坡度，当有铺砌时，露肩边缘下的地提个8m高度内不宜

都吐1:1；在8~12m高度内不宜陡于1:1.25；高徒12m的路基，七12m一下的边坡坡度应有计算确定，但不应都与1:1.5边坡出台前一色狂0.5~2.0m的锥坡平台；不熟控水冲刷的锥坡可采用不都不1:1.25的坡度；经常受谁淹没部分的边坡坡度不应陡于1:2.买只是桥台和钢筋混凝土灌注桩是活排架桩是桥台，七锥坡坡度不应陡于1:1.5，对不熟洪水冲刷的锥坡，加强防护是壳采用不陡于1:1.25的坡度。洪水不法兰范围以内的锥坡和引道的边坡坡面，应根据设计流速设置铺砌层。铺砌

层的高度应为：特大、da/zhongqiao应高出计算水位0.5m以上；小桥行应高出设计水位家用水水位（不急浪高）0.25myishang.3.4.4 桥台侧墙后端和悬臂梁桥的选弊端深入桥台锥坡定点以内的长度，均不应小于

0.75m（按路基和锥坡曾是候机）。

高速公路、一级公路和二级公路的桥头一手指达坂达坂厚度不一小于0.25m长

度不一小于5m。

3.5 构造要求

3.5.1 桥涵结构应符合以下要求：

1结构在制造、运输、按照和使用过程中，应具有规定的强度、高度、稳定性和耐久性。

2结构的附加应力、局部应力应建立减小。

3结构ing是和构造应便于制造、施工和养护。

4结构物所用材料的品质高及其技术性能必须符合相关现行标准的规定。

3.5.2 公路桥涵应根据其所处环境挑见选用适宜的结构形式和箭镞材料，进行适当的耐久性设计，必要试试应增加防护措施。

3.5.3 桥涵的上、下部构造应是需要设置编订活伸缩缝，一贱死奥温度变化、混凝土收缩和续编、地基不u年均长江以及其他歪理所城市呢个的影响。

高速公路、一级公路上的多空梁（板）桥一采用连续桥面价值结构，活采用自体连续结构。

3.5.4 小桥涵可在筋、出口和桥涵所在方位内将河床组织和加固，必要时在筋、出口处设置间充、放冲设施

3.5.5 漫水桥应尽量减小桥面和桥墩的阻水面积，其上部构造与墩台的连接必须必须可靠，兵营采取必要的措施是基础不被冲毁。

3.5.6 桥涵应有必要的通风、拍哦谁和防护措施及维修工作空间。

3.5.7 需设置栏杆和桥梁，其栏杆的设计，雏鹰满足手里要求外，上映注意没逛，琅玕高度不应小于1.1m。

3.5.8 按照半只相交支座是，应保证其手下表面与两地面积墩台质层电视顶面平整密贴、处理巨晕，不得有脱空的香蕉支座。

当板式橡胶支座设置于大于某一规定坡度上是，应在支座表面与梁底之间采取措施，是支座上、下传力面保持水平。

玩、坡、斜、宽桥梁一选用圆形板式橡胶支座。公路桥涵不宜使用带球冠的板式橡胶支座活迫性的板式橡胶支座。

墩台构造应满足更换支座的要求。

3.6 桥面铺装、排水和放水层

3.6.1 桥面壮的结构形式一遇所在位置的公路路面想协调。桥面铺装应有完善的桥面放水、排水系统。

高速公路和一级公路上特大桥、大桥的桥面铺装一采用沥青混凝土桥面铺装。

3.6.2 桥面铺装应设防水层。

圬工桥台背面及拱桥拱圈与填料见应设置防水层，并设盲沟排水。

3.6.3 高速公路、一级公路上桥梁的沥青混凝土桥面铺装层厚度不一小于70mm；二

级及二级以下公路桥梁的沥青混凝土桥面铺装层厚度不宜小于50mm。

沥青混凝土桥面铺装上映符合现行《公路沥青路面设计规范》的有关规定。

3.6.4 水泥混凝土桥面铺装面层（不含正平层和垫层）的厚度不宜小于80mm，混凝

土强度等级不应低于C40。

水泥混凝土桥面铺装层内应配置钢筋网。钢筋直径不应小于8mm，间距不宜大于100mm。

水泥混凝土桥面铺装上映符合《公路水泥混凝土路面设计规范》的有关规定。

3.6.5 正交异性板拱桥面沥青混凝土铺装结构应根据桥梁纵面现行、桥梁结构受力状

态、桥面系的实际情况、到第七项与环境条件、铺装材料的性能等综合研究选用。

3.6.6 桥面搜索组织应保证保证能中占有伸缩，病史车辆平稳通过。搜索组织应具有

良好的米睡醒和排水性，并应便于检查和清楚沟槽的污物。

热大桥和大桥一使用模数是伸缩组织，七过梁高度应按计算确定，但不应小于70mm，并应具有强力的锚固系统。

3.6.7 桥面映射排水设施。跨越公路、铁路、通函河流的桥梁，桥面排水已通过设在桥梁墩台车的竖向排水管排入地面排水设施中。

3.7 养护及其他附属设施

3.7.1 特大、大桥上部构造宜设置检查平台、通道、附体、箱内照明、入口井盖等咱们

工检查和养护用的设施，保证工作人员的注册工作和安全。条件许可是，特大、大桥应设置检修通道。

热大桥和大桥的墩台宜根据需要设置测量标志，测量标志的设置应符合有关标准的规定。

3.7.2 跨越河流活还晚的特大、宜设置水池活标志，较高墩台宜设围栏、附体等。

3.7.3 斜拉桥和悬索桥的瞧他必须设置壁垒设施。

3.7.4 特大、打、中桥合适需要设防火、照明和导航设备以及养护供方、库房和守卫房

高原地区公路桥涵施工技术篇6

关键词：高原；公路桥涵；施工技术

中图分类号： TU74 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）10-75-2

0 引言

西藏地处高原地区，地形复杂，属高原温带半干旱季风气候，干燥寒冷，冻土地区和泥石流沉淀区较多，因此在修筑公路工程时需要修建大量桥涵工程。为确保工程项目的顺利进行，需要对路基、桥梁、涵洞等施工环节进行严格的质量控制。本文将以国道318线林芝至拉萨公路改造工程为例，对高原地区公路桥涵施工技术进行分析。

1 工程案例概况

1.1 工程概况

国道318线林芝至拉萨公路工程所在线路地区整体呈东高西低的趋势，最高点位于达孜西南侧的山体，海拔约4700m；最低点位于拉萨河谷内，海拔约3640m，相对高差约为1100m。本工程主线桥梁总计14座，合计1.044km，占线路总长的3.43%；改线桥梁2座，长92m。桥梁基础采用钻孔桩，桩基直径分别为1.2m、1.3m、1.5m，改线桥桩基直径为1.0m。桥墩以实体墩为主；桥台形式采用空心桥台；预制架设T梁478孔；桥梁下部结构优先选用钻孔灌注桩基础（Φ1.2 m、Φ1.3m、Φ1.5m钻孔桩为主）。水中基础采用草袋围堰、土围堰等水中基础施工；桥台主要采用肋板台、承台分离式桥台、U台扩大基础；整孔箱梁和组合箱梁桥墩主要采用柱式墩、双圆柱式墩；简支“T”梁桥敦主要采用双柱墩、肋板台。全线正线桥梁上部结构主要以20m、30m整孔预应力T梁作为常用跨度主导梁型。

1.2 施工方案

1.2.1 下部结构施工方案

第一，基础工程。基础为钻孔桩基础和挖孔灌注桩基础，桩基础根据不同地质情况采用冲击钻机、旋挖钻机或人工挖孔施工，成孔后采用钻孔灌注桩测定仪对沉碴厚度、孔壁垂直度、孔径检查合格后，进入下道工序。钻进中严格控制泥浆比重，成孔后采用换浆法清孔。钢筋笼长小于15m时整节制作，超过15m时分节制作，吊车起吊安装就位。基础施工按每一施工区段各工班展开平行流水施工，在此基础上优先安排水中墩、桥台基础施工，为后续工作创造条件。涵洞基础开挖过程中遇到冻土时常用的改造方法有换填法和物理化学法，前者用粗砂、砾石等非冻胀性土体材料替换天然地基的冻胀性土；后者利用交换阳离子及盐分对冻胀性影响规律，向天然地基中添加可溶性无机盐，以达到土体颗粒聚集或分散的目的，使地基力学特性满足工程荷载要求。

第二，承台。承台地质情况较好的地段采用人工配合挖掘机开挖，对不能用挖掘机开挖的岩层辅以人工风镐松动或风动凿岩机钻眼松动爆破。无水、少水的承台基础采用放坡开挖，对于基坑坑壁土质不易稳定，有少量地下水，放坡开挖工程量过大，受邻近建筑物限制情况时采取有支护进行开挖，确保安全，基坑有水时采用水泵抽水。

承台采用大块组合钢模板，钢管、方木支撑加固体系，混凝土泵送或采用溜槽入模。为减小混凝土内外温差，控制混凝土表面裂纹，按大体积混凝土的要求分层灌注，每层厚度不大于30cm，控制混凝土浇筑速度，厚度大于2m的承台内敷设冷却水管，外用土工布包裹养护。

第三，墩台身。墩、台身施工采用大块定型钢模板。实体墩墩身和桥台在10m以下时，采用大块钢模板一次整体浇筑成型，大于10m时分节浇筑，分节高度以6米左右为宜。混凝土浇筑后按规范要求进行养护，防止出现失水收缩裂纹；钢筋集中下料、现场绑扎、焊接；高性能耐久性混凝土在混凝土拌合站集中拌制，运送至施工点，泵送入模，高频式振捣灌注。

1.2.2 桥梁上部结构施工方案

本标段预制架设简支T梁共478片。设置3座制梁场。其中：K4597+570梁场136孔“T”梁采用运架一体机运架；K4603+660梁场140孔“T”梁采用运梁车运输至工地，架桥机架设。K4610+800梁场202孔“T”梁采用运梁车运输至工地，架桥机架设。

2 高原段桥梁工程关键环节施工技术分析

承台是在基桩顶部设置的联结各桩顶的钢筋混凝土平台，其主要作用是承受和分布由墩身传递的荷载，因此其施工质量对整个工程的性能具有举足轻重的作用。本文将以承台施工为例，对陆地和水地施工技术进行深入分析：

2.1 陆地承台施工分析

2.1.1 施工工艺

本工程陆地承台施工采取如图1所示的工艺流程。

2.1.2 施工关键技术

第一，承台基坑开挖技术。开挖前，对基坑横纵中心线及地面标高进行准确测定，根据挖掘深度和边坡确定开挖范围；做好基坑四周的防水、排水工作。承台基坑主要利用机械开挖，人工配合；若在开挖过程中有出水，应根据出水量选用合适功率的水泵进行抽水。若承台靠近公路，需要在基坑周围进行钢板加固，确保公路线路运营的安全。承台基地处理时，需要用风镐凿出桩头，使基桩顶部露出新鲜混凝土面，确保基桩埋入承台长度及桩顶主筋锚入承台长度满足设计要求。检测桩基施工质量，合格后按照设计标高对基地进行清理，然后在承台底部铺设混凝土层，并立模绑扎钢筋。

第二，承台砼浇筑。首先，绑扎钢筋支设模板。将承台的钻孔钢筋与主筋连接，底面主筋底交错位置垫支混凝土垫块，垫块之间间隔50cm；侧面主筋外侧交错位置安装混凝土垫块，相邻垫块之间距离为80cm；确保钢筋层厚度达到要求。承台侧模可采用大块定型钢模，钢模按设计要求安装完毕，并涂刷脱模剂。其次，砼浇筑技术。利用运输车将拌合站的混凝土运送到浇筑现场，溜槽或泵送入模，利用插入式振动棒振捣，分层连续浇筑；振捣时不可碰触模版和钢筋，以免对其造成损害；砼灌注时要派专人检查模板、支架、钢筋、预埋件以及预留孔洞的情况，一旦发现问题必须及时处理，消除隐患；砼初凝前，要对砼面进行处理，如提浆、压实、摸光，初凝后重复操作进行二次压光，以提高砼抗拉强度，减少收缩量。为有效降低大体积承台砼水化热，采取選用低水化热水泥、混凝土双掺技术、降低混凝土入模温度、砼内埋设水管通水冷却等措施。最后，接缝处理。承台与墩身之间存在施工缝，需要对其进行处理；若无特殊规定，可沿墩台四周埋设钢筋，提高整体性，钢筋直径一般为16mm以上，而埋入和露出长度则至少为钢筋直径的30倍，间距则应控制在直径的20倍以内。

第三，基坑回填。承台基础施工完毕后，及时回填封闭基坑，基础回填的填料按设计要求选取，设计未规定时回填粗颗粒土，并夯填密实。

2.2 水中承台施工

2.2.1 工艺流程

水中承台施工时，可按照如下工艺流程进行：现场勘察→材料准备→测量放样→施工便道→编织袋投放、堆码→抽水→挖掘机清淤→筑土振捣→围堰加固。

2.2.2 施工技术

水中承台施工时，关键技术有以下几点：①施工前要进行科学的勘察，收集施工现场的地质、水文等资料，为后期的施工提供依据；根据施工图纸和工作面进行测量放样，确定围堰的准确位置；根据现查勘察结果，在接口修筑临时施工便道。②准备编织袋，待装量达到容量1/2～2/3时，投放到清除过后的堰底河床上。袋口应用麻绳或绑扎丝绑扎，并进行平整。投放编织袋时不宜采用抛投，应采用顺坡滑落的方式，并要求上下层互相错缝，且尽可能堆码整齐。在水中投放编织袋，可用人机配合，机械送到位，人工下袋。编织袋应顺坡送入水中，以免离析，造成渗漏；编织袋堰堤的高度、坡度、宽度按施工设计而定，但一般堰顶宽度要保持在2米的宽度；编织袋围堰按要求筑成后，将塘内积水抽到塘外流水渠，根据水量投入多台抽水泵，并分班轮流抽水，抽水应24小时不间断。塘内局部低洼积水采用挖掘机开沟引流到集水坑抽出。③水塘内积水排干净后，采用挖掘机清除淤泥，清淤过程中保证编制袋围堰稳定，清淤应清理到硬底。清淤后塘底应无水及淤泥，填筑前应验收合格。④紧贴编织袋围堰内侧及时填筑抗渗性能较好的土（粘土）。填筑土方时，避免堰堤坍塌是围堰成败的关键，为此筑土时，应同步进行振捣振实，加强堰堤的强度和稳定性。⑤为保证围堰结构的稳定性、安全性，应及时对围堰进行加固处理。

2.2.3 注意事项

为确保水中承台施工的顺利进行，应对以下环节进行关注：①围堰要结构坚实，不透水。清淤后塘底应无水及淤泥，填筑前应验收合格。②填筑堰堤的材料采用抗滲性能较好的土，以利阻水、减少漏水、渗水。③当水深无法正常清淤除杂时，编织袋的投放速度速度不宜过快，在投放编织袋时应同步压实，一是保证围堰稳定性，二是应尽可能利用编织袋把淤泥挤跑。如果编织袋直接落在淤泥上，围堰内排水后容易使堰堤发生位移，致使堰堤整体性垮掉，将可能带来严重的人员伤亡和经济财产损失。④为应对紧急情况，应备足编织袋、斗车和木桩等应急物资设备；相关管理人员保证24小时内能够联系上并随时到场；组织好应急救助队伍等准备工作。⑤高原地区海拔较高，工作环境恶劣，机械和人员劳动强度有限，为确保工程安全、顺利地进行，应加强机械设备和人员组织力度，适当增加人员配置，确保施工人员的安全；做好机械设备的使用、养护、存放等管理工作，合理安排机械设备和施工人员，确保工程进度、质量和安全得到有效控制。⑥公路工程设计和施工过程中要做好各项安全防护工作，确保工程能够顺利进行；同时还要加强环境保护力度，在施工过程中尽量减少对当地生态环境的破坏，妥善处理工程垃圾，做好绿化植被的恢复工作。

参考文献

[1] 孙永福.青藏铁路多年冻土工程的研究与实践[J].冰川冻土，2005（02）：153-162.

大连至庄河高速公路桥涵设计简介篇7

该段路线桥梁共计52座,其中大桥7座,1350.3延米;中桥28座,1507.2延米;小桥17座,556.0延米。涵洞共计166道(含管线交叉),6499.7延米。

路线交叉共计151座。其中互通式立体交叉6座,匝道桥6座(暂未设计);上跨主线的分离式立体交叉(跨线桥)27座,1889.4延米;下穿主线的分离式立体交叉16座,760.2延米;通道桥102座,2024.6延米。

1 设计标准

1.1 设计荷载

主线桥涵﹑互通立交匝道桥涵及连接线上的桥涵均采用汽车—超20级﹑挂车—120标准;上跨主线的跨线桥根据被交叉路的等级及使用性质等,分别采用了汽车—20级﹑挂车—100及汽车—15级、挂车—80。

1.2 桥面净空

主线上大中桥为2×净—11.0m、小桥为2×净—10.75m,采用上下行双幅布局。上跨主线的跨线桥按照公路等级计有净—11.0m、净—9.0m、净—7.0m、净—4.5m等四种桥面净空。所有桥涵均满足公路建筑限界的规定要求。

1.3 桥下净空

桥梁、涵洞部分:桥下净空根据计算水位或最高流冰水位加安全高度确定,设计洪水频率为1/100,全线桥涵均无通航要求。

路线交叉部分:上跨主线的跨线桥桥下净高不小于6.1m。下穿主线的分离式立交,被交叉路为一、二级公路的,净高不小于5.0m;三、四级公路的,净高不小于4.5m。人行通道的净高不小于2.2m,净宽不小于4.0m;畜力车及拖拉机通道的净高不小于2.7m,净宽不小于4.0m;汽车通道的净高不小于3.2m,净宽不小于5.0m;所有桥涵均满足公路建筑限界的规定要求。

1.4 抗震设防

地震基本烈度为7°。

2 设计原则

大连至庄河高速公路的桥涵均根据其路线的使用任务﹑功能和将来发展的需要,按照安全﹑适用﹑经济和美观的原则进行设计的。全线无特大桥和复杂大桥,各类桥涵的线形及其与公路的衔接符合路线布设的规定和要求。对于一些较重要桥梁和路线交叉桥梁进行了桥﹑路综合考虑和比较,如一些受地形﹑地貌及地质等因素影响较大路段上的分离式立体交叉(含跨线桥)和通道,是上跨主线好还是下穿主线好基本上都进行了综合比较和技术论证。同时桥涵建设与农田水利及人民生活关系密切,我们在设计中也考虑了多方面因素,并适当加以综合利用。

3 桥涵结构形式

根据因地制宜﹑就地取材﹑便于施工和养护的原则,我们在大连至庄河高速公路桥涵的设计中,尽可能合理选用适宜的桥型。主线上的桥涵均采用简支板(梁)桥;跨线桥参考已建成高速公路的使用经验,按不同的地形﹑地貌及地质等因素,分别采用了钢筋混凝土连续梁桥﹑斜腿刚构桥和拱桥三种结构形式。

3.1 桥梁上部结构

桥涵上部结构除跨线桥外,均采用标准跨径,以便于设计﹑施工的简单化﹑标准化和系列化。桥梁标准跨径5～6m的采用钢筋混凝土矩形板,混凝土标号为25号;标准跨径8～13m的采用钢筋混凝土空心板,混凝土标号为25号;标准跨径16m的采用钢筋混凝土带翼缘空心板,混凝土标号为30号;标准跨径20m的采用先张法预应力混凝土空心板,混凝土标号为40号;标准跨径30m的采用后张法预应力混凝土I形组合梁,混凝土标号为50号。钢筋混凝土板中主筋采用II级钢筋,预应力混凝土板﹑梁中预应力钢筋采用钢绞线,板﹑梁均采用预制安装。

钢筋混凝土连续梁跨线桥部分主要采用了三跨连续梁结构形式,即在主线中央分隔带上不设中墩,主孔一孔跨越主线,跨径分别为20+30+20m和25+32+25m。上部结构采用双箱双室钢筋混凝土变截面箱形梁,梁底为二次抛物线线形。在被交叉路与主线交叉角度较大的地段,采用了四跨连续梁结构,跨径分别为15+17+17+15m和17+20+20+17m。上部结构采用单箱双室钢筋混凝土等截面箱形梁。

跨线桥部分的拱桥由于受其自身因素的限制,设计时采用了斜桥正修的办法。在大连至庄河高速公路跨线桥的设计中,采用了单孔上承式空腹肋拱桥,属钢筋混凝土无铰拱,拱轴线形为等截面悬链线,拱轴系数m=3.5,采用单肋T形立柱或双肋双Y形立柱支撑桥面,桥面系为连续结构,净跨径为50m。另外,在两处挖深在4m左右的地段,考虑当地地形及美观等因素,设计修建了单孔中承式双肋拱桥,也为钢筋混凝土无铰拱,拱轴线形为等截面悬链线,拱轴系数m=1.988,双肋经吊杆悬挂桥面,桥面系为连续板,净跨径为60m。

斜腿刚架跨线桥均为单跨,主梁采用钢筋混凝土实体结构,斜向立柱为钢筋混凝土实体矩形结构,桥长为60m左右。

3.2 桥梁下部结构及基础

主线大中桥下部结构大部分采用钢筋混凝土柱式墩身和肋板式埋置桥台,分幅布置,并根据不同的地质条件分别采用扩大基础或桩基础。桩基础时桥墩采用单排三桩柱式,采用双排桩肋板式桥台,双幅桥台中央分隔带处设挡土板。个别中桥(为分离立交)采用了U形桥台。

主线上小桥(含通道桥),当地质条件较好或通过较经济﹑简单的换土法能达到地基承载力要求时,对于单孔标准跨径不大于13m和墩台身高度不大于6m时,采用了轻型墩台。标准跨径大于13m或墩台身高度大于6m的小桥,采用了U形桥台。针对该地区适于砌筑的石料较丰富的特点,墩台身均采用浆砌片石砌筑并用块石镶面。为使基础有较好的整体性,均采用混凝土基础。当地质条件较差时,小桥下部结构主要采用钢筋混凝土薄壁墩台,桩基础,一些路段上也采用了跨径5m、6m的钢筋混凝土箱涵。

对于路线交叉部分的桥梁,尤其对跨线桥部分而言,由于其是修建在主线之上的永久构造物,其在美观及与路线的相互协调等方面上显得尤为重要。我们在选择桥型结构及墩台形式时,力求做到结构轻盈﹑线条简洁﹑造型美观和经济合理。钢筋混凝土连续梁跨线桥,下部结构桥墩采用了钢筋混凝土薄壁墩﹑独柱墩等形式,肋板式埋置桥台。连续梁结构在墩台支撑点处均设置了隐藏式的刚性横隔梁,桥墩顶部不设置盖梁,采用斜桥斜修方法,建成后现场观察,侧面线条简洁清晰,较美观。对基础要求较高的上承式空腹肋拱跨线桥也较美观,但斜交角度较大时,其美观性也较差。中承式双肋拱桥与周围景观协调较好。斜腿刚架桥外形尺寸小,桥下净空大,桥下视野开阔,线条明快,构造轻盈美观,但对基础要求较高。

3.3 涵洞

小桥涵因其数量多,工程量占公路工程比重较大,其设计是否合理得当,对工程造价和使用效果有很大影响。全线涵洞结构型式主要有钢筋混凝土盖板涵﹑钢筋混凝土圆管涵﹑钢筋混凝土拱涵及钢筋混凝土箱涵。一般设计流量为10m3/s左右时,采用钢筋混凝土圆管涵。设计流量在20m3/s以上时,采用钢筋混凝土盖板涵。在几处路堤较高的地段和地质情况较差的地段分别采用了钢筋混凝土拱涵和箱涵。同时考虑其适用﹑美观等因素,全线涵洞均采用暗涵。对一些靠近村镇及水利设施的小桥涵均考虑了其综合利用,如农田排灌﹑管线交叉和人行通道等。

4 桥梁附属构造与支座

由于全线主线桥涵采用了简支结构,为减少接缝数量及改善其行车舒适性等行车条件,在多跨简支梁﹑板桥中均采用了桥面连续的结构形式,每联连续长度视具体情况确定。大桥活动支座部分采用聚四氟乙烯板式橡胶支座,固定支座采用板式橡胶支座,中桥及设置支座的小桥均采用板式橡胶支座,标准跨径小于等于10m以下的小桥采用了油毛毡支座。跨线桥中的连续梁部分根据其自身的构造特点,桥墩上分别采用了板式橡胶支座或单向盆式橡胶支座,桥台上均采用板式橡胶支座。大中桥伸缩缝均采用V形橡胶材料与异型钢组成的单联伸缩装置,小桥采用简易伸缩缝。

关于桥跨结构与路堤的衔接问题,我们在设计中采用了目前较通行的做法,即在桥头设置整体式钢筋混凝土桥头搭板,并在设计中对桥台处及桥头一定范围内引线的回填材料和施工方法等做了明确要求。桥头搭板长度﹑厚度和配筋根据桥梁长度﹑桥梁基础性质﹑桥台类型及路堤填高等因素计算而定,位置设置在路面基层之上,作成由桥台向后的斜坡,以利排水。

按中国地震烈度区划图规定,路线所处区域地震基本烈度为7°,对于大桥和跨线桥等一些重要构造物采取按8°设防,桥梁抗震措施与抗震构造物均按公路工程抗震设计规范执行。

为保证行车安全及美观,主线上大桥内外侧桥梁护栏采用钢筋混凝土防撞墙;中桥内侧桥梁护栏采用波形梁护栏,外侧为钢筋混凝土防撞墙;小桥内外侧均采用波形梁护栏。跨线桥左右两侧设置钢筋混凝土防撞墙,不设人行道,跨高速公路桥孔部分及主线跨越等级公路时设置防落物网。

5 弯桥的平面布置

由于高速公路线形基本以曲线为主,全线桥梁大部分位于圆曲线或缓和曲线上,因此简支斜弯桥的平面布置也较为重要。全线平曲线半径均大于2500m,小桥涵按直桥处理,平面布置不予考虑。主线大中桥均采用弯桥直修的方法。大桥的具体布置方法采用桥孔平行式布置,即以桥跨中心墩处路中心线切线或桥跨中心相邻两墩路中心线连线与河道的交角作为桥梁与河道的基准交角,墩台盖梁均互相平行,其长度交角各不同,每孔板(梁)长度斜度一致,板(梁)安放时以各墩台盖梁中心处的路中心线连线为基线,各孔板(梁)均平行其布置,桥梁护栏做成同主线线形一致的曲线形式。该方法优点是上部结构施工大大简化,缺点是横桥向及顺桥向板(梁)均错牙布置,影响伸缩缝等的正常施工,同时平曲线半径较小时该方法不适用。中桥的布置方法与其类似。

6 结束语

大连至庄河高速公路桥涵设计总体上讲较为成功,但在设计施工中也发现一些主观和客观问题。如标准跨径10m～16m的普通钢筋混凝土板采用先张法预应力结构较好,但受客观因素限制没有采用;一些桥涵地质钻探资料与实际有偏差,给设计施工带来不便;通道的设置数量﹑位置等也往往成为矛盾的焦点;高填方路堤(9m以上)处的小桥设计和通道上跨主线还是下穿主线好也是设计难点。这些都有待于我们在今后的工作实践中加以解决和提高。

摘要：简要介绍了大连至庄河高速公路的桥涵设计标准?结构型式和设计方法等。

浅析公路桥涵设计与安全性关系篇8

1 桥涵在地基承载力方面的设计与安全性的关系

地基的承载力需根据实地的地质勘察, 对公路桥涵地基的岩土、工程特性指标和地基的承载力、桥涵基底的埋置深度以及拱顶的填土高度等进行计算, 按照设计规范, 提出施工的措施、要求、试验与鉴定, 保证耐久性与安全性。如需局部处理的可直接加深基础, 或换填砂夹卵石、或采用旋喷, CFG等, 膨胀土上加垫层, 基础悬空部分用浆砌片石回填等等。

2 涵洞进出水口的设计与安全性的关系

在进出水口的设计中, 要尽可能的结合地形进行丈量和设计, 对涵洞的进出水口亦不能简单的采用八字墙张角度的方法, 在截水墙的施工中, 为了显示出更好的效果, 应设计一些砌片石护基, 设置在非岩石地基上的涵洞应根据情况对洞内外的铺砌长度和扩散角进行计算, 灌溉或有侧沟等情况下, 路基填方较低时设倒虹吸管, 在地面以上的需加矩形槽, 在流速大、纵坡陡的地段设置急流槽、跌水井等, 在端墙外端底部与沟床铺砌的端部设置隔水墙措施, 在冰冻地区对端墙与端管节进行整体刚性基础等。

3 涵洞孔径方面的设计与安全性的关系

涵洞孔径根据河床的地质、水流量、河床与进出水口的加固形式等所允许的平均流速进行确定的涵洞洞身过水净空的大小, 保证涵内流速对河床与结构物不够成冲刷破坏并足以宣泄所设计的洪水流量。根据最新交通部的公路工程技术标准对净空的要求确定通道式涵洞的孔径, 对于高等级公路涵洞较长, 光线较差, 行人与小型车辆通行不便, 极易产生安全隐患, 同时不利于养护和清淤, 对此应在规范要求下, 对通道式涵洞适当加大净高或做天窗设计。

4 涵洞定位方面的设计与安全性的关系

涵洞的设计为利于泄洪与减少涡流, 应尽量在不改变其排水、灌溉系统与原有交通的原则下, 对大孔径涵洞最好采用钢筋混凝土框架涵, 如在沟形弯曲复杂的地段设涵, 为改善水流, 可考虑取直设涵并适当改沟, 如果路线通过的地段, 两河沟流量不大, 距离较近, 能通过排水边沟相连, 其水流量不危及路基稳定, 不产生边沟淤塞并且在边沟的宣泄能力之内, 可以改沟合并, 减少涵洞的数量, 使整个工程的造价大大降低。路基排水结合地形和路线, 在通过排水涵洞将水流引至路基外的过程中, 在路线纵坡由陡变缓处或在在凹形竖曲线最低洼处附近排除路基内侧边沟水, 结合地形, 根据该地段的水流分布与边沟泄洪能力, 对较长的挖方地段或低洼地段, 为避免排水不畅和长期积水, 应多设涵洞在路基两侧天然横坡处来确保路基稳定和路面车辆的正常行驶。涵位的选取应尽量从地下水位较高、地表冲积物较厚的沟壑地段或地基承载力低、填土高的软土地层移至边坡稳定、土壤密实, 地基承载力较高的岸坡处, 涵洞的基础与地基在无法避开软土等不良地质地段时必须进行特殊的加固处理, 如碎石桩、旋喷桩、换填砂夹卵石等措施。立交桥涵一般采用逢路设置, 特殊情况下, 如桥涵的设置密度过大或道路很密时可以考虑合并或改移。

5 其他设计与安全性的关系

5.1 设置胀缝

桥涵与水泥砼路面的相接处应采用厚边型或边缘钢筋型设置胀缝。构造物在路基内或嵌入基层内侧且涵上有填土时采用钢筋砼板或钢筋网加强桥涵顶部与两侧适当范围内的混凝土板。

5.2 低位长涵

结合进口高程, 对可高可低的涵洞位置采用高位短涵或低位高涵以水流顺畅为准, 但对于水泥砼路面, 为了路面的连续铺设, 少设或不设胀缝, 最好采用低位长涵设计。

5.3 设置小桥涵

为方便两旁群众出行, 防止行人在高填土路基地段发生危险的系数, 为相互通行, 可设置相应的小桥涵作为通道。

5.4 设栏杆或缘石

为了改善线形, 利于行车安全, 小桥涵应根据公路工程技术标准进行设计, 桥涵长度与路基同宽, 并在路基宽度范围内在桥上设置栏杆或缘石。

结束语

公路桥涵的设计需要根据实地情况, 尽可能多的掌握排水、多线、行车以及地形、地质等信息, 从全局出发, 对涵洞进行合理设计, 对桥涵的类型、出入口、涵长、地基承载力等方面的情况进行详细分析, 反复对比, 全面综合的考虑各个因素, 确保公路桥涵设计路线的经济、安全、适用性。

参考文献

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[3]裴生山, 邵明宏, 陈勇.公路桥涵水文计算方法及流程研究[J].科技资讯, 2013, 15:56+58.

[4]陈华辉, 卢建.加纳西部走廊公路桥涵设计及其规范对比分析[J].黑龙江交通科技, 2013, 02:130-131+133.

[5]华鹏年, 雷伟, 刘新生.小流域公路桥涵设计流量计算方法研究[J].公路, 2012, 04:4-7.

桥涵设计篇9

1 山区公路桥涵设计需要遵循的基本原则

1.1 保证山区公路桥涵的安全

公路作为一种重要的交通运输基础设施, 其所具备的性能中最关键的一点就是要保证公路运输的安全。因此安全性原则是一项山区公路桥涵设计中的基本原则。只有在设计中就将安全放在第一位, 才能设计出可行可靠、安全合理的公路桥涵施工方案。由于山区公路所处的地形地势较为复杂, 且路基所在的水文地质条件也相对较差, 因此在山区公路建设中往往隐藏着较多的安全隐患, 而设计人员正是要充分考虑到这些安全隐患, 并在设计中积极规避风险, 或对安全隐患进行防治设计。一般来讲, 在设计中需要根据当地实际情况进行公路设计, 设计时还要严格遵守国家与行业的相关规定, 要以保证公路桥梁的安全性和稳定性为目的进行设计。比如为山区公路桥涵设计一定的防撞栏杆, 要求防撞栏杆要能够充分起到保护作用, 要具备较高的强度与高度。再比如山区公路多为盘山公路, 弯道较多, 一定要设置好指示标志设计, 为行车提供必要的公路信息。当然, 山区公路还需要面对一些泥石流、山体滑坡等自然灾害, 为了保证其安全, 同样需要做好相应的安全防护设计。

1.2 确保山区公路桥涵设计的可行性

桥梁的位置与路线密切相关, 路线在何处跨越沟谷, 除取决于水流顺直、断面单一等河沟条件外, 还由公路的线形需要、土石方量的大小、路基稳定性等因素决定, 所以路线的设置主导了桥梁位置、规模大小、墩台的高矮。路线设计时不仅要考虑线形的合理性, 而且要考虑桥涵、隧道设置的合理性, 应全面考虑地形、地物、地质、水文、气象等多方面的综合因素。桥涵设计人员在考虑桥涵设计的基础上, 也应充分了解路线设计的合理性和可行性。

1.3 注重山区公路桥涵设计的经济性

桥梁的设计应遵循因地制宜、就地取材和方便施工的原则。山区进行桥涵建设是件非常困难的事情, 因为山区本身就交通不便, 在工程材料的运输方面非常的困难, 所以, 在建设时要因地制宜, 以方便施工建设为依据, 进行桥涵的建设。桥涵的造价应考虑养护维修的费用。桥位的选择应是地质水文、条件好, 并使桥长较短的位置。山区建设桥涵本身就有很多不利的因素, 所以要充分考虑不利因素的影响, 找到地理位置佳的地方建设。桥位的选择应考虑缩短河道两岸的运距桥位的选择, 以发挥最大的经济效益。

1.4 注重提高山区公路桥涵的审美价值

当采用梁桥方案时, 合理地确定其分孔、跨径, 必须结合自然条件、经济条件和施工难度等因素综合分析。同时对梁型、墩型的设计进行巧妙的构思也可获得美观协调的效果。

山区桥梁往往因墩高而加大跨径, 如果跨径与墩高的比例不协调, 会造成整个桥梁的视觉效果明显降低, 结构也缺乏稳重感和美感。对施工单位而言, 同一座桥宜尽可能采用相同的跨径和结构。以提高桥涵的美观性。当然, 桥梁的分孔跨径、上部构造形式、墩台的构造均应适应地形、地质条件的变化, 综合考虑各种影响因素, 做到因地制宜、因势利导, 即体现出山区公路桥涵的实用性, 又能够突出其审美价值。

2 如何提高山区公路桥涵设计水平

2.1 合理布设桥涵, 选择最佳路线

在山区, 桥涵必须服从于路线的走向, 特别是山区高速公路, 因路线平、纵面指标的运用受制于地形、地质条件, 桥涵的布设必须顺应路线。路线的位置往往决定桥梁规模的大小。同样为沿河的情况, 若采用高线位, 设计高程提高, 洪水的威胁影响减少, 则可多设路基少设桥, 相反, 则必须多建桥, 甚至在沿河段全部采用高架桥。路线穿行于半山腰的公路也同样如此, 且山沟断面上游窄、下游宽, 高线位从上游跨过, 有时仅设涵洞即可;在下游跨过, 则不得不设桥。路线线形指标控制高, 也时常决定桥涵的工程量。

2.2 不断增强设计人员的业务能力

对于山区公路桥涵工程而言, 设计方案的好坏与合理性大小直接影响着整个工程的建设质量和运行安全, 而设计方案的好坏与否又直接受设计人员的影响。因此设计人员在山区公路桥涵设计中占有非常重要的地位。若设计人员本身业务素质较低, 或专业能力较差, 则所设计出的施工方案势必质量较差。为此必须要进一步的提高设计人员的业务素质和专业能力, 完善设计人员的专业知识体系, 使其掌握更加丰富的山区公路桥涵设计知识, 学习其他工程的设计经验, 对自己所负责的工程所在地进行详细勘察和了解, 充分意识到工程所处的复杂环境, 合理并优化设计, 必要时还要对设计的可行性与合理性进行模型对比试验, 以确保设计方案的科学合理, 杜绝因设计问题而引起的工程质量问题, 保证山区公路桥涵工程质量。

2.3 不断优化设计方案

在山区公路桥涵的设计过程中, 设计人员必须要严格遵守相关设计规定和要求, 尤其是要遵守本文上述所论述的几个一般性设计原则, 保证公路桥涵设计的安全性、适用性、经济实用性和美观性。当然, 还需要设计人员充分认识到山区公路桥涵设计所面临的难度较大这一事实, 正确理解设计的一般性原则, 不断学习, 提高自己的设计能力。另外, 在对山区公路桥涵设计进行审核时, 也要以一般性设计原则为依据进行审核, 若设计方案不符合一般性原则, 就必须要修改, 直到符合要求为止。

3 结论

综上所述, 山区桥涵设计存在的问题与平原微丘桥涵不大一样, 有其自身的特点和规律。桥涵的设置与路线设计紧密相连, 并服从于路线的走向, 其设置位置、结构形式、建设规模等主要取决于路线的设计。在山区公路桥涵的设计中, 必须要将安全、经济、适用与美观放在设计理念的首要地位, 并以此为设计基本原则, 不断优化设计方案。

参考文献

[1]赵芳.山区公路桥涵设计的一般性原则[J].交通世界 (运输.车辆) , 2012 (9) .

[2]黄彩夫.山区公路桥涵设计应注意的问题[J].科技促进发展 (应用版) , 2010 (8) .

桥涵设计篇10

西非某国家主干道公路是连接首都地区和北方第二大城市之间的主要交通要道,全长218 km。沿线地势较为平坦,局部地区有起伏但高差不大,工程区域地质较为单一,不良地质路段较少。沿线年平均气温28℃,年均降水量700 mm~900 mm,每年6月~10月为雨季。雨季多阵发性狂风暴雨,全年雨量基本集中于这个季节。沿线水流情况多为季节性的,沟槽明显,部分沟槽冲刷较大造成局部深切。雨季来临时水流特性为短时洪峰径流,汇流时间短,洪峰流量快涨快落。部分路段地区洪峰流量无法及时通过的会直接冲过路面进行泄洪,对来往车辆安全造成隐患。

1 工程勘察

因为历史遗留和现实存在等各方面的原因,目前在西非地区的许多国家仍然施行法国现行的标准规范。按照业主规定的合同要求,对全线的现有桥梁涵洞进行现场实地勘察,结合法国道路排水设计指南,合理采用参数取值对现有排水结构的排水能力进行计算复核,为该项目的公路升级改造提供可靠依据,设计洪水频率采用100年一遇。全线桥梁涵洞分布情况:由于沿线地势较为平坦,所以桥梁结构较少,只有2座总长不到30 m的简支梁小桥;沿线涵洞数量较多(212道),结构形式多样且尺寸不一,建成使用年限也各不相同。结构形式主要有钢波纹管涵、钢筋混凝土圆管涵、盖板涵及箱涵等,涵洞孔径从单孔到三孔组合不等。圆管涵的直径均为0.8 m,盖板涵跨径为1.0 m~2.0 m,箱涵的跨径为2.5 m~3.0 m不等。本文主要介绍使用法国道路排水设计指南对现有排水结构物的排水能力进行计算复核,同时根据结构物的使用状况进行综合评定,对结构物采用保留使用、改造利用或者拆除重建等方式以提供参考。

2 法国道路设计指南排水量计算

法国道路排水设计指南中关于设计流量的计算方法主要有3种,分别为系数公式法、直接基底法和转换法,各个公式有各自的特点和使用范围。

2.1 系数公式法

设计流量基本计算公式为:

其中,QT为重现期为T时的设计流量,m3/s;CT为重现期为T时的地表漫流系数;IT为重现期为T时汇水区内的平均降雨强度,mm/h;A为汇水面积,km2。

漫流系数CT与地貌情况、地表坡度及植被情况有关。平均降雨强度IT采用Montana公式计算:IT=aT×tT-bT。

其中,tT为重现期为T时的降雨历时,min;aT,bT均为设计周期为T的Montana系数,从当地的气象部门收集资料。

2.2 直接基底法(Crupedix公式)

该公式来自法国农业部的规定,有效范围为10 km2~100 km2,该公式为10年重现期的设计流量,100年重现期的设计流量可以用10年重现期设计流量估算:

其中,b'为参数,取1.4~4.0之间;R为地表形成汇水能力系数;P10为重现期为10年的日降雨量,mm;A为汇水面积,km2。

系数R的取值一般根据当地经验确定,在缺少观测资料的地区,可以按照土壤的渗透性取值:土壤的渗透性良好时,R=0.2;土壤的渗透性较差时,R=1.5~1.8;土壤的渗透性为中等时,R=1.0。

b'值根据汇水面积按下面的原则确定:当汇水面积小于20 km2时,b'可以采用系数公式方法计算得到的Q100与Q10之比确定,即:当汇水面积大于20 km2时,一般根据经验确定,但最小值不小于2.0。

2.3 转换法

转换法设计流量计算公式为:QT=α×QRT+βQCT。

其中,QRT,QCT分别为系数公式和直接基底公式计算求得的重现期为T时的设计流量;α,β均为平衡系数,α+β=1。当汇水面积A介于1 km2~10 km2时,α=(10-A)/9;当汇水面积A介于10 km2~50 km2时,α=(50-A)/40。可以看出,当汇水面积较小时,系数公式法计算结果占的权重大,直接基底法占的权重小;随着汇水面积的增大,直接基底法占的结果权重大,直至50 km2时,完全才用直接基底法的计算结果。具体情况见表1。

3 涵洞水文水力设计

因为本项目的工作性质为既有线路的升级改造工程,所以针对现有涵洞孔径进行水力验证,并结合涵洞目前的具体使用状况及走访当地居民的调查情况等,综合考虑分析后提出对该涵洞的使用意见。在这里的计算分析一般考虑涵洞水流为正常情况下的无压力式均匀流动,水力验证主要是按照无压力式涵洞进行计算,内容主要包括涵前壅水高、洞内流速及涵洞内水流高度等,涵洞结构一般为小型排水构造物,利用Bernoulli定律,涵前壅水高Ham在法国道路排水设计指南上面提供的简化公式为:

其中,Hb为涵洞进口处的水流高度,m;Vb为进口处的水流流速,m/s;Ke为进口导流系数,与涵洞的洞口形式、构造物相对洪水宽度范围的比例及构造物在洪水范围内的偏位情况等有关。

涵洞内水流为无压力式均匀流动时,正常情况下涵洞内水流高度Hn和流速Vn采用Manning-Strickler公式进行计算:

其中,K为涵洞内的粗糙系数;Rh为涵洞内过水断面的水力半径,m;P为涵洞设计纵坡;Sm为流水断面面积,m2。

4 验证计算示例

由于篇幅所限,仅以既有涵洞水文水力验证计算示例,本项目K128+515处有一处排水结构物为3-2.5 m×3.5 m钢筋混凝土箱涵,涵洞洞口形式为八字墙,涵洞横坡为0.01。汇水区范围主要为少量耕地及草地,砂性土渗透能力中等,汇水面积为35 km2,地表平均纵坡为0.02,根据验证情况提供使用参考。

项目处于内陆区,汇水面积在20 km2~50 km2之间,按照直接基底法计算流量,根据当地降雨量参数及相关计算经验参考,结合汇水区土壤渗透特性取R=1.0,由Crupedix公式可以求得:Q10=24.8 m3/s,因汇水面积大于20 km2,取b'=3.5,则有Q100=86.8 m3/s。设计流量确定后再进行水力验证,对于混凝土结构,洞内粗糙系数取K=60,洞口为八字墙形式Ke=0.5,由上面的计算公式可以得到洞内流水高度Hn=2.8 m,洞内流速Vn=4.1 m/s。箱涵临界流状态下的流速和水深分别按:Vk=(QTg/ξBk)1/3,Hk=QT/VkBk进行计算,得出临界流速Vk=4.84 m/s和临界水深Hk=2.39 m。涵洞内部的实际水深Hn>Hk,则该涵洞为缓流状态,涵前壅水高度经计算可知Ham=4.08 m,按照要求涵前壅水高度应小于1.2倍的构造物高度。即Ham<1.2H=4.2 m,另外根据涵洞孔径的不同尺寸,应满足不同的净空高度,验证此涵洞的净空高度h0≥0.7 m满足要求。经现场踏勘走访也验证了此涵洞在使用过程中能满足泄洪要求,最终结论为可以继续使用,同时整修铺砌进出口加强防护。

5 结语

本项目为针对既有线路的升级改造工程,工程资金投入和建设工期均较为有限。因此采用合理的水力水文计算资料对原有桥涵排水结构物进行验证复核,为项目的整体建设方案提供必要的技术支持有很重要的实际意义,也可以为以后类似的项目建设提供合理的参考意见。

参考文献

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[2]公路和高速公路技术研究所.道路排水技术指南(SETRA2006)[Z].

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[4]肖军.法国高速公路横向径流恢复设计的原理及方法[J].公路,2008(9):61-63.

山区公路桥涵施工应注意的问题篇11

關键词:山区公路桥涵施工

中图分类号:U445文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)05(c)-0058-01

随着我国国民经济的高速发展,客观带动了交通基础建设事业的发展,国内路桥工程项目的建设也进入了一个新的时期。目前,在国内的路桥工程建设中,为了满足交通基础设施建设的需求,地质、水文等自然条件较差的山区开展公路桥涵施工的现象日趋普遍。由于山区公路桥涵建设速度的加快,以及受到施工管理理念及工艺、技术陈旧等原因的影响,我国的山区公路桥涵施工中逐渐暴露出一些问题。山区公路桥涵施工的管理是公路部门一项长期、艰巨的任务,只有坚持对于相关管理项目的研究和实践,才能不断积累施工的新技术、新工艺和新经验,进而有效促进国内路桥建设行业的整体发展和技术创新。

1 公路桥涵工程实例及施工应注意的问题

本公路桥涵工程位于预留张家湾互通式立交区,共有主线大桥1019.52m/5座(杨柳沟大桥、欧家湾大桥、反背子大桥、陈家山大桥、大坪梁大桥,折合24.5m宽桥长);主线有通道涵20m/1道(K23+660)。反背子大桥第5孔位于加宽渐变段内,通过调整边梁悬臂等厚段及湿接缝宽度以适应路线线形变化,防撞护栏按路线线形浇筑。桥位处大部基岩裸露,覆盖土厚0-3m,下伏基岩为粉砂质泥岩,完整性较好,不良地质不发育,场地稳定,适宜建桥。考虑桥梁抗震需要(按Ⅶ度区设防),墩、台帽上设置纵向防震挡块。施工时在杨柳沟大桥右侧填方段集中设置预制场,用架桥机逐孔架设。

本工程公路桥涵工程中施工中应注意的问题,主要表现在以下几个方面:

(1)本工程项目施工过程中,放样是基础施工项目之一,必须使用导线点坐标和水准点高程作为基准。在导线点与水准点分开敷设的路段,绝不允许将导线点高程作为水准基点使用,并不得使用桥位桩坐标和高程作为基准放样。另外,本工程项目施工中,在进行相关技术数据和参数的测量中,一定要保证测量结果的准确性、合理性与客观性,并且对于部分重点项目要进行复测,如果多次测量的数据之间存在一定的误差,可以采用取平均值的方法。

(2)在本工程项目施工中,全段桥梁必须服从路线走向,并且按照路线平纵面线形进行布置和设计。对于平曲线内的桥梁墩台,一般要根据沿路线、法线的方向进行相关基础设施的布置。当曲线桥梁长度发生变化时,只需增减预制梁的长度,除施工方案中有特别说明外,墩顶梁端间湿接缝宽度一般保持不变,曲线桥宽度变化时只调整边梁外悬臂等截面段长度,梁间距保持不变。

(3)本工程项目台背回填必须密实,并且在质量检验中达到国家公路管理部门制定的相关工艺和技术规范,绝不能因施工场地受限而放松要求。重力式桥台及涵台台身应设置泄水孔,泄水孔构造与挡土墙泄水孔构造一致。桥台搭板应在路面基层压实后再挖开施工,以避免台背填土沉降发生跳车现象,影响高速公路通车后行车的舒适。

(4)在国内现阶段的本工程项目施工中,模板一般采用定型钢模(本项目采用成都永祥模板),为了满足施工中安全要求,脚手架通常由碗扣型支架搭成,并且配合普通脚手架的钢管加强斜向支撑的效果,定型钢模的加工还要符合设计截面的基本形式要求。在本工程项目施工中,模板的设计与安装是重要的环节之一,其不但有可能既影响到混凝土施工的质量,而且对于构造物的外观有着重要的影响。在本工程项目施工中,钢筋绑扎完成后,施工单位要使用大型吊车(25T)将预先组拼成型的模板用运送到指定位置(陈家山大桥5#、6#及大坪梁大桥4#、5#、6#采用吊车施工),一般情况下每次吊装的位置以2-4m为佳。为了保证模板的耐久性和稳定性,在模板使用前通常要进行除锈、涂脱模剂等处理措施,并且保证模板安装过程中的垂直度,防止桥涵根部砼出现烂根现象。

(5)我国山区的地质、地貌情况普遍较为复杂,山区公路的全段涵洞基底多置于基岩上或容许承载力满足要求的土层中。对置于土层中的局部路段,当基底承载力不足时,采用了换填措施,填料压实度必须符合有关规范要求;基坑内挤填片石时需掺入适量碎石或砂砾石,并震动压实,使基础不会因持力层内存在较大孔隙而产生沉降。涵基的开挖,应在操平核实其进出口标高正确无误后方能进行。涵洞的进出水口应与路基的填挖方边坡及原沟渠顺适衔接,达到排水顺畅,局部与实地有出入的洞口型式,施工时可酌情调整和完善。

(6)在本工程项目施工管理中,对于浇筑砼的施工质量监管是不容忽视的项目之一。目前,国内的本工程项目浇筑砼施工主要使用插入式振捣器进行分层振捣,砼浇筑的自由下落高度应严格控制在2m以内。为加强对于砼发生离析自由下落时的高度,施工中要严格控制混凝土的水灰比,这也是防止发生浇筑砼离析的关键性技术问题。在本工程项目浇筑砼完成后,进行拆模的时间要根据当地的气温及砼特性等,严格防止拆模时出现砼强度过低被粘落或砼强度过高而破坏模板。为了保证浇筑砼的效果,以及整体施工质量,在砼浇灌完成12h后,一般需要在柱顶进行浇水,并且缠绕塑料薄膜或麻袋进行养护。

2 我国山区公路桥涵施工技术的发展策略

我国山区公路桥涵的施工技术在逐步发展和完善过程中,已经形成了一套完整、科学、系统的施工技术理论体系。但是随着时代的发展和科学技术的进步,无论多么先进的技术、理论,都必将被时代所淘汰,因此,我国山区公路桥涵的施工技术也一定要坚持可持续发展的战略,在吸收传统施工技术的基础上,积极寻求新的施工工艺和技术方法。

在我国山区公路桥涵施工技术的发展中,必须坚持与时俱进的精神。山区公路桥涵施工技术作为现代路桥建设工程技术应用的重要学科和门类,其在很多方面与其他建设行业的施工技术是相通与互补的,但是同时它也有着自己的显著特点。山区公路桥涵的施工技术的发展涉及到路桥技术、施工技术、安全管理等诸多方面的技术问题,所以其创新发展决不能是片面的创新,而是要全方位、立体化、多角度的创新发展,这样才能符合国内山区公路桥涵的施工要求。

3 结语

在我国现阶段的山区公路桥涵施工中,由于受到各类主客观因素的影响,极有可能引起工程项目中出现不同程度的质量问题,必须引起工程项目设计、施工、监理、建设单位的高度重视,尤其是施工单位要加强施工中各环节的系统管理,并且通过工艺、技术的不断创新,实现施工进度、质量、安全的协调发展。

参考文献

[1]公路圬工桥涵设计规范.JTGD61—2005.

[2]山区公路桥涵设计通用规范.JTGD60—2004.

[3]刘小华,刘慧.山区山区公路桥涵施工质量控制技术[J].商品与质量,2010(12)．

[4]孙和平.高性能混凝土在山区公路桥涵工程中的应用分析[J].民营科技,2010(8)．

[5]牛小平.山区公路抗震减灾设计探讨.科技创新导报,2010(7).

桥涵设计篇12

既有铁路包兰线(银川至中卫段)桥涵大部分修建于20世纪50年代,既有桥涵老化严重,病害较多,虽经多次大修改造,但部分既有桥涵仍不能满足提速至200km/h的需要,需加固或改建。本段范围内的既有桥梁类型主要有钢筋混凝土π形梁、普通(低)高度T形梁、低高度板梁和框架桥,涵洞类型主要有盖板涵、圆涵、框架涵以及拱涵。既有线桥涵工点及平交道统计如表1所示。

2 既有桥涵存在的主要问题

经外业调查,个别桥梁增加了梁部横向限位措施及横向预应力加固,并进行了墩台的整治工程,桥梁结构状况较好,尚未发现重大的病害现象;另一部分桥涵存在:(1)孔径不足;(2)桥梁防排水系统失效,由于混凝土保护层过薄,污水流经梁体表面,造成钢筋锈蚀严重;(3)混凝土梁梁部、墩台顶帽开裂,保护层破损,钢筋外露、锈蚀;(4)桥梁支座螺栓被剪断,部分小跨度板梁桥没有设置支座;(5)桥梁道碴槽内道碴厚度不足;(6)涵洞顶至轨底的填方高度不满足规范要求等问题。

3 既有桥涵改造加固的依据及一般原则

铁路桥涵工程改造,应结合桥涵工点的实际使用情况,本着充分利用既有桥涵,避免大拆大改。对桥涵主体结构无病害或存在一定病害,但不影响行车安全的桥涵,原则上对其病害进行处理、加固后利用。对桥涵主体结构病害较严重或既有桥涵孔径不足的,需拆除重建或需扩孔和既有线新增设桥涵工点的,需有充分的依据。

3.1 改造依据

包兰线(银川至中卫段)提速扩能工程中的新建桥涵按《新建时速200 km客货共线铁路设计暂行规定》(铁建设函[2005]285号)执行,既有桥涵应满足《铁路桥梁检定规范》(铁运函[2004]120号)和《既有线提速200km/h技术条件(试行)》(铁科技函[2006]747号)的规定要求。既有线提速至200km/h,既有大中桥均应采取加固、换梁、改建等措施加以处理。

3.2 桥涵改建原则

既有桥涵需进行改建时,其孔径和净高原则上按新线标准办理,当抬高、扩孔确有困难,在技术经济分析和比较后,提出具体理由,可在满足提速技术要求的前提下根据具体情况降低标准。

3.2.1 梁桥

1)跨度8m及以下的桥梁,梁体结构的竖向刚度较小,对行车的舒适度指标会有一定的影响,不能满足提速至200km/h的需要,经技术、经济等综合因素比较后,将既有桥改建为相应孔径的钢筋混凝土框架桥(涵),新增二线按原孔径新建或接长。

2)跨度8m以上的桥梁,当梁型为普通(低)高度T形梁或π形梁,对其增设横隔板并加设横向预应力钢筋,加强横向联结;当梁型为低高度板梁,结合现场梁体、墩台及基础实际情况,采用换梁或改建为梁式(框架)桥。

3)跨度8m以上的桥梁,当其平面不拨道或拨道偏距小于5cm,且既有桥无病害时,采用加固利用;当拨道偏距大于5cm时,根据梁体、墩台及基础情况,采用既有桥横移梁位、墩台绑宽及基础加固的改建措施。

4)桥上道砟厚度是指轨下枕底面至梁体顶面的道床厚度,为满足列车对桥梁的竖向动力作用要求,为此桥上道床必须具有足够的弹性,即具有足够的厚度,改建桥梁轨下枕底道碴厚度应符合一般不小于35cm,困难条件下不小于25cm的规定。

5)当既有线抬落道后既有桥轨下枕底道碴厚度在25cm～35cm内时,既有桥利用不做改造,若超出此范围,则采用加高或降低垫石高度来满足线路坡度调整的要求。

6)加固利用的既有桥,均应在梁端加设横向限位装置,施工方法为改造支座垫石、开凿锚固孔、安装限位装置钢支架。

3.2.2 框架桥

1)对于跨度8m及以下的梁桥,一般先新建二线框架桥(涵),同时对既有线采用加固防护,待二线修建完成后,铁路运营区间过渡至二线,然后再对二线进行防护,改建既有桥。这样有利于保证既有线运营安全,同时也可以有效的减小新增二线与既有线之间的线间距。

2)新增二线与既有线线间距≤7.8m时,按标准框架接长,根据实际线间距情况确定接长长度,接长框架孔径与既有框架桥孔径一致。

3)新增二线与既有线线间距>7.8m时,按新建框架设计,新建框架孔径与既有框架桥孔径一致,且框架桥顶不得高出路基基床底层顶面。

4)新建或接长框架桥应结合现场实际情况对既有线采用挖孔桩防护、既有线路加固等措施来保证既有线运营安全。

5)顶进框架桥设计应满足《铁路桥涵设计基本规范》(TB 10002.1—2005)和《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》(TB 10002.3—2005)的规定要求。

3.2.3 涵洞

1)涵洞接长一般按原类型、原孔径接长,涵长和孔径应满足运营养护的相关要求。对于部分涵洞接长应根据既有涵的类型、孔径及基础情况,同时考虑接长涵洞的设计施工难易程度,在进行技术、经济比较后,采用较合适涵洞类型、孔径接长。

2)涵洞接长时应拆除既有涵接长侧的锥体和铺砌,施工时采用吊轨梁和钢轨桩对既有线进行安全防护。

3)因新增二线或既有线拨道引起的涵洞接长,应检算接长侧既有涵洞的涵节或斜交盖板节的承载能力,对于不能满足要求的,应予更换或者加固。

4)既有线部分涵洞板顶至轨底的填方厚度不足1.2m,部分涵洞填方厚度甚至小于0.6m,导致路涵过渡段轨道支撑刚度差别较大,影响列车运行的平稳性和旅客乘坐的舒适性。通过线路抬道的方法,尽量满足涵洞的填方厚度不小于1.2m,对于个别涵洞,如果因抬道引起线路纵断大范围的调整,在经技术、经济比较后,填方厚度可以根据具体情况降低标准,但必须大于0.6m。对于填方厚度在0.6m～1.2m的涵洞,可采用铺设弹性轨枕等措施来降低列车荷载对涵洞的冲击作用。

3.2.4 平改立工程

包兰线(银川至中卫段)提速扩能工程要求全线封闭,对于既有线上的所有平交道,都将全部改成立交道口,依据《关于铁路工程设计线路交叉跨越有关规定的通知》(铁建设[2010]146号)和《关于严格执行铁路工程设计施工有关规定的通知》(铁建设[2010]161号)的规定要求,所有新建立交道口尽量采用顶进式下穿框架桥(涵),同时考虑在连接框架桥(涵)两侧U型槽上设雨棚。

4 桥梁改造的实施方案

4.1 口子门沟中桥(中心里程:DK622+563)

既有桥为5m～4.5m普通钢筋混凝土低高度板梁单线桥,该桥建于1958年,浆砌片石墩台身,墩台基础均为浆砌片石扩大基础。既有桥位于R=1030m的曲线上,既有曲线半径不能满足时速200km/h的曲线要素要求,为此新增二线采用右侧双绕,由于线路平面线形控制,新建双绕地段桥位处的左线与既有线线间距仅有3.2m,且既有桥桥台填土高约6m,因此新建双线桥若采用梁式桥,施工方案不可行,既有线需修便线。为保证新增二线不影响既有线安全运营,且尽量减少工程投资,结合现场实际情况,新建双线桥采用3m～10m框架中桥。

施工方法:先修建双绕右线3m～10m框架桥,同时对既有线采用挖孔桩防护,待双绕右线3m～10m框架桥修建完成后,铁路运营区间过渡至双绕右线,然后再对双绕右线进行防护,拆除既有桥梁,接长3m～10m框架桥至修建完毕。

4.2 石青沟中桥(中心里程:DK633+750)

既有桥为3-16m普通钢筋混凝土π形梁单线桥,该桥建于1958年,梁体裂缝密布,路局维修工单位对裂缝处多用砂胶粘补,浆砌片石圆端形桥墩,浆砌片石T形桥台,浆砌片石扩大基础。新增二线与既有线关系为右侧单绕,且桥位处线间距为13.5m。

桥水文计算采用宁夏地方经验公式法与铁一院法相互验证,同时与收集到本桥竣工图水文资料相比较,确定出本桥百年流量为217.03m3/s,通过实测水文断面,计算出百年水位已达到既有桥墩垫石顶,又据实地调查,工务部门已在既有桥1号墩处标出历史最高水位,即1973年9月最高水位达到桥墩顶帽顶处。

根据本次设计原则,结合既有桥实际情况,本次设计对既有桥进行扩孔改造,采用4m～16m预应力混凝土T梁单线桥,同时新增二线也采用4m～16m T梁单线桥。

4.3 石空小桥(中心里程:DK651+185)

既有桥为1m～12m普通钢筋混凝土π形梁单线桥,该桥建于1958年,浆砌片石T形桥台,浆砌片石扩大基础,目前既有桥梁体、桥台使用状况良好。新增二线与既有线关系为右侧单饶,桥位处线间距为15m。

既有桥为跨越跃进渠下游灌溉支渠而设,同时兼排洪作用。由于既有桥上游人工构造物的修建,排洪汇水区域增大,导致既有桥孔径不足,已不能满足汛期行洪要求。

根据本次设计原则,结合既有桥使用状况,本次设计对既有桥进行加固利用,同时根据既有桥附近地形地貌情况,确定在距离既有桥兰州台40m处顶进1m～4m框架涵;新增二线考虑不压缩渠道,采用1m～16m预应力混凝土T梁单线桥。

5 小结

既有铁路新增二线的桥涵设计复杂,控制因素较多,不同于传统的新建铁路桥涵设计,虽经过数次铁路技术改造及提速,但业内可以借鉴的经验有限,因此我们必须结合现场实际情况,在不影响既有线安全运营的前提下,本着充分利用既有桥涵,避免大拆大改的原则,针对本座桥涵有目的性的合理设计。

在本次既有包兰线(银川至中卫段)提速扩能改造桥涵工程中,借鉴部分既有线改建的成功经验,提出了具体的设计原则及施工措施,希望对其他提速改造工程有所帮助。