公路大中橋梁設計技術總結(1)
公路大中橋梁設計技術總結
1 在中橋梁總體設計原則
(1)大中橋梁位均應符合路線總體走向,路橋綜合考慮。
(2)橋們盡量選擇在河段順直、河道較窄的位置,以減短橋梁的長度。
(3)橋孔布設除滿足設計流量,水位要求外,一般要不壓縮河訂,對有防洪、搶險和通行要求的河堤,要留有人、車通道。對于游蕩性的河首,橋孔布設留有余地,并結合河道情況設置必要的導游工程,以保證橋梁的安全和洪水安全渲泄。
2 大中橋梁設置原則
(1)在跨越深溝時,根據溝底縱坡,填土高度及工程地質等因素進行分析,填土高速大于25cm時,考慮采用橋梁跨越。
(2)為避免水毀橋梁,橋孔布設原則上不壓縮河槽。對于山前擴散及變遷笴段,橋梁長度應考慮河槽擺動的因素,為確保水流及漂浮物順利通過橋孔,大橋跨徑不宜小于20cm。
(3)在地形復雜,山坡陡峻處的山谷橋梁,布孔時應根據橋址縱、橫斷面布設。為避免錐坡落空或墩臺基礎懸空,橋臺高度不宜過高。
(4)平原區橋梁孔徑布設以水文計算成果為依據,并結合河道的地形、地貌及橋下被交路等情況予以確定。
(5)當橋當有高路堤,占有農田較多,且需大量借方或遠運填料時,可適當處長橋孔,并采用建筑高度較低的結構類型。
3 大中橋梁結構類型的選擇
3.1 橋梁選型原則
橋梁結構型式的選擇應遵循“安全、適用、經濟、美觀”的原則,結合橋位處的地形、地質、施工條件等因素,以技術先進、節約投資、施工方便可行、方案合理、行車舒適為原則,具體如下:
(1) 為保證橋面平整,行車舒適,上部結構宜采用連續結構或橋面連續結構。
(2) 受填土高度控制時,為降低路基填土高度,上部結構宜采用建筑高度較小的結構類型。
(3)為縮短工期、降低造價、便于技術質量管理,一般大、中橋盡量采用統一的結構型式。山區橋梁主要采用中等跨徑的T型橋梁,平微區推薦采用連續箱梁。
(4) 當跨越深谷,墩高大于20m時,上部結構宜采用較大跨徑的連續梁和連續則構橋梁型式,以降低工程造價。
(5) 山嶺重丘區的橋梁,由于地面坡度較大,為減少基礎工程量,避免深挖基坑帶來的地質病害,基礎型式宣采用樁基礎。
(6)橋梁基礎型式根據地質情況及地面坡度的不同,分另采用樁基礎和擴大基礎,墩身型式根據墩高的不同,分別采用柱式墩和薄壁空心墩。
(7)中橋上部結構型式一般采用跨徑20cm或跨徑16cm的預應力混凝土空心板反跨徑10cm、13cm的鋼筋混凝土空心板,上部結構采用橋面連續。
3.2 橋梁結構選型
(1) 上部結構類型及跨徑選擇
為方便施工、保證施工質量、縮短施工周期,確保工程安全,對于橋梁結構型式全線進行了統籌考慮,盡量采用便于機械化、工廠化、標準化生產的中等跨徑預制安裝構件。
位于山區的橋梁,當橋墩較高時,因下部結構造價占全橋總造價的比重增大,選用較大跨徑較為合理。一般地,對山區特大、大型橋梁,上部結構根據墩身高度宜采用25m~40 m裝配式預應力混凝土連續箱梁,25m~50 m裝配式預應力混凝土連續T梁,16m~20 m的先張法預應力混凝土空心析等橋型方案。
對橋墩較低的橋梁,方案設計時亦可考慮預應力混凝土T型梁方案,但T梁方案存在以下缺點:
①建筑高度大,在要求橋下凈高相同的情況下,橋頭路基土高度基本上由橋梁高度控制,采用T梁勢必增大路堤填土高度。
②工程造價稍高,經造價分析,在24.5 m寬的路段,50 mT梁、40 mT梁、30 mT梁、30 m箱梁、25 mT梁、25 m箱梁、20 m空心板、16m空心板上部構造平均每延米建安費依次為40797元、36488元、32360元、29412元、30487元、27715元、27713元、26266元。
根據近幾年國內特別是江蘇、廣東、山西等地的使用經驗,矮箱梁比T梁施工工期短,后期養護量小,外形美觀,造價便宜(便宜約10%)等特點,因此,大中橋梁上部結構一般采用預應力混凝土連續箱梁。
(2) 基礎類型選擇
山區大中橋梁基礎型式的選擇,若僅從承載力角度出發,可采用擴大基礎,山區地面坡度較大,采用擴大基礎不僅開挖基坑工程量大,對環境破壞嚴重,而且開后環形較高的臨空面難以防護,可能造成山體失穩或其它病害。與樁基礎相比,擴大基礎不僅工程造價上沒有優勢,而且存在工程病害等難以處理的不利因素。故山區大中橋基礎宜采用樁基礎。
4 大中橋梁設計方法
4.1 橋型方案設計方法
(1)跨越沖溝、峽谷時橋梁長度在布孔時宜適當加長,橋臺深入挖方段不少于3m,迎水面采用30m厚7.5號漿砌片石鋪砌至溝底,橫橋向每側鋪砌15m。
(2)當地質條件好,溝形狹窄,平曲線半徑R≥1800m,且弓玄差在20cm以下者,橋型方案首選纜索吊裝箱形鋼筋混凝土拱,平曲線由拱上建筑形成,橋臺采用石砌重力式橋臺或框架式組合橋臺。
(3) 當橋梁位于較小平曲線半徑時,橋型方案確定應考慮以下因素:
①平曲線半徑R≤500m時,上部結構宜采用預應力混凝土空心板或部分預應力混凝土組合箱梁或鋼筋混凝土現澆連續箱梁。
②當單孔跨徑拱弦差小于15cm,梁端張口小于50cm時,且
A 墩高H<15m時,距徑選用16~25m,上部結構宜采用預應力混凝土空心板或部分預應力混凝土組合箱梁。
B 墩高15m<H≤25m時,跨徑選用25~30m,上部結構宜采用部分預應力混凝土組合箱梁或預應力混凝土連續T梁。
C 墩高25m<H≤40m時,跨徑選用30~40m,上部結構宜采用部分預應力混凝土組合箱梁或預應力混凝土連續T梁。
D 墩高H>40m時,跨徑選用40~50m,上部結構宜采用預應力混凝土連續T梁。
E 墩高H>15m時,上部結構可以考慮預應和混凝土連續或預應力混凝土連續剛構。
4.2 橋梁上部結構布設方法
4.2.1 現澆箱梁的布設方法
(1)鋼筋混凝土現澆連續箱梁,孔徑組合一般采用(16+n×20+16)m,橋墩采用獨柱或雙柱式墩,樁基礎。
(2)當平曲線半徑較小,拱弦向距離大于15cm時,須考慮橋墩向外側移。
4.2.2 預制空心板梁的布設方法
(1) 當內外側梁長之差小于等于標準跨徑的2%時,橋梁布設以路線中心線為準,按標準跨徑設置,優先考慮等角度布設。
(2) 當內外側梁長之差大于標準跨徑的2%時,橋梁布設以左右半幅橋梁中心線為準,按標準跨徑設置,考慮采用平行布設。
1 在中橋梁總體設計原則
(1)大中橋梁位均應符合路線總體走向,路橋綜合考慮。
(2)橋們盡量選擇在河段順直、河道較窄的位置,以減短橋梁的長度。
(3)橋孔布設除滿足設計流量,水位要求外,一般要不壓縮河訂,對有防洪、搶險和通行要求的河堤,要留有人、車通道。對于游蕩性的河首,橋孔布設留有余地,并結合河道情況設置必要的導游工程,以保證橋梁的安全和洪水安全渲泄。
2 大中橋梁設置原則
(1)在跨越深溝時,根據溝底縱坡,填土高度及工程地質等因素進行分析,填土高速大于25cm時,考慮采用橋梁跨越。
(2)為避免水毀橋梁,橋孔布設原則上不壓縮河槽。對于山前擴散及變遷笴段,橋梁長度應考慮河槽擺動的因素,為確保水流及漂浮物順利通過橋孔,大橋跨徑不宜小于20cm。
(3)在地形復雜,山坡陡峻處的山谷橋梁,布孔時應根據橋址縱、橫斷面布設。為避免錐坡落空或墩臺基礎懸空,橋臺高度不宜過高。
(4)平原區橋梁孔徑布設以水文計算成果為依據,并結合河道的地形、地貌及橋下被交路等情況予以確定。
(5)當橋當有高路堤,占有農田較多,且需大量借方或遠運填料時,可適當處長橋孔,并采用建筑高度較低的結構類型。
3 大中橋梁結構類型的選擇
3.1 橋梁選型原則
橋梁結構型式的選擇應遵循“安全、適用、經濟、美觀”的原則,結合橋位處的地形、地質、施工條件等因素,以技術先進、節約投資、施工方便可行、方案合理、行車舒適為原則,具體如下:
(1) 為保證橋面平整,行車舒適,上部結構宜采用連續結構或橋面連續結構。
(2) 受填土高度控制時,為降低路基填土高度,上部結構宜采用建筑高度較小的結構類型。
(3)為縮短工期、降低造價、便于技術質量管理,一般大、中橋盡量采用統一的結構型式。山區橋梁主要采用中等跨徑的T型橋梁,平微區推薦采用連續箱梁。
(4) 當跨越深谷,墩高大于20m時,上部結構宜采用較大跨徑的連續梁和連續則構橋梁型式,以降低工程造價。
(5) 山嶺重丘區的橋梁,由于地面坡度較大,為減少基礎工程量,避免深挖基坑帶來的地質病害,基礎型式宣采用樁基礎。
(6)橋梁基礎型式根據地質情況及地面坡度的不同,分另采用樁基礎和擴大基礎,墩身型式根據墩高的不同,分別采用柱式墩和薄壁空心墩。
(7)中橋上部結構型式一般采用跨徑20cm或跨徑16cm的預應力混凝土空心板反跨徑10cm、13cm的鋼筋混凝土空心板,上部結構采用橋面連續。
3.2 橋梁結構選型
(1) 上部結構類型及跨徑選擇
為方便施工、保證施工質量、縮短施工周期,確保工程安全,對于橋梁結構型式全線進行了統籌考慮,盡量采用便于機械化、工廠化、標準化生產的中等跨徑預制安裝構件。
位于山區的橋梁,當橋墩較高時,因下部結構造價占全橋總造價的比重增大,選用較大跨徑較為合理。一般地,對山區特大、大型橋梁,上部結構根據墩身高度宜采用25m~40 m裝配式預應力混凝土連續箱梁,25m~50 m裝配式預應力混凝土連續T梁,16m~20 m的先張法預應力混凝土空心析等橋型方案。
對橋墩較低的橋梁,方案設計時亦可考慮預應力混凝土T型梁方案,但T梁方案存在以下缺點:
①建筑高度大,在要求橋下凈高相同的情況下,橋頭路基土高度基本上由橋梁高度控制,采用T梁勢必增大路堤填土高度。
②工程造價稍高,經造價分析,在24.5 m寬的路段,50 mT梁、40 mT梁、30 mT梁、30 m箱梁、25 mT梁、25 m箱梁、20 m空心板、16m空心板上部構造平均每延米建安費依次為40797元、36488元、32360元、29412元、30487元、27715元、27713元、26266元。
根據近幾年國內特別是江蘇、廣東、山西等地的使用經驗,矮箱梁比T梁施工工期短,后期養護量小,外形美觀,造價便宜(便宜約10%)等特點,因此,大中橋梁上部結構一般采用預應力混凝土連續箱梁。
(2) 基礎類型選擇
山區大中橋梁基礎型式的選擇,若僅從承載力角度出發,可采用擴大基礎,山區地面坡度較大,采用擴大基礎不僅開挖基坑工程量大,對環境破壞嚴重,而且開后環形較高的臨空面難以防護,可能造成山體失穩或其它病害。與樁基礎相比,擴大基礎不僅工程造價上沒有優勢,而且存在工程病害等難以處理的不利因素。故山區大中橋基礎宜采用樁基礎。
4 大中橋梁設計方法
4.1 橋型方案設計方法
(1)跨越沖溝、峽谷時橋梁長度在布孔時宜適當加長,橋臺深入挖方段不少于3m,迎水面采用30m厚7.5號漿砌片石鋪砌至溝底,橫橋向每側鋪砌15m。
(2)當地質條件好,溝形狹窄,平曲線半徑R≥1800m,且弓玄差在20cm以下者,橋型方案首選纜索吊裝箱形鋼筋混凝土拱,平曲線由拱上建筑形成,橋臺采用石砌重力式橋臺或框架式組合橋臺。
(3) 當橋梁位于較小平曲線半徑時,橋型方案確定應考慮以下因素:
①平曲線半徑R≤500m時,上部結構宜采用預應力混凝土空心板或部分預應力混凝土組合箱梁或鋼筋混凝土現澆連續箱梁。
②當單孔跨徑拱弦差小于15cm,梁端張口小于50cm時,且
A 墩高H<15m時,距徑選用16~25m,上部結構宜采用預應力混凝土空心板或部分預應力混凝土組合箱梁。
B 墩高15m<H≤25m時,跨徑選用25~30m,上部結構宜采用部分預應力混凝土組合箱梁或預應力混凝土連續T梁。
C 墩高25m<H≤40m時,跨徑選用30~40m,上部結構宜采用部分預應力混凝土組合箱梁或預應力混凝土連續T梁。
D 墩高H>40m時,跨徑選用40~50m,上部結構宜采用預應力混凝土連續T梁。
E 墩高H>15m時,上部結構可以考慮預應和混凝土連續或預應力混凝土連續剛構。
4.2 橋梁上部結構布設方法
4.2.1 現澆箱梁的布設方法
(1)鋼筋混凝土現澆連續箱梁,孔徑組合一般采用(16+n×20+16)m,橋墩采用獨柱或雙柱式墩,樁基礎。
(2)當平曲線半徑較小,拱弦向距離大于15cm時,須考慮橋墩向外側移。
4.2.2 預制空心板梁的布設方法
(1) 當內外側梁長之差小于等于標準跨徑的2%時,橋梁布設以路線中心線為準,按標準跨徑設置,優先考慮等角度布設。
(2) 當內外側梁長之差大于標準跨徑的2%時,橋梁布設以左右半幅橋梁中心線為準,按標準跨徑設置,考慮采用平行布設。
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