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桥梁总体布置图及其标准解读

【摘要】:桥梁总体布置图包括桥梁平面图、立面图和横断面图。桥梁的线形及桥头引道的平面布置原则以能使车辆平稳舒适地通过为宜。图1.2.11桥梁总体布置图2. 桥梁立面图桥梁立面图主要表明桥梁的类型、跨度、桥下净空高度、桥梁的分孔、桥墩与桥台的形式、桥梁总体尺寸、各种主要构件的相互位置关系、各部分的高程、桥上和桥头引道的纵坡以及基础的埋置深度等情况,为施工时确定墩台位置、安装构件和控制标高的依据。

桥梁总体布置图(见图1.2.11)包括桥梁平面图立面图和横断面图。

1. 桥梁平面图

桥梁平面图(图1.2.12)主要表明桥梁位置、桥梁线形。桥梁的线形及桥头引道的平面布置原则以能使车辆平稳舒适地通过为宜。小桥涵的位置与线形一般应该符合线路的走向,为满足水文、线路弯道等的要求,可以设计成斜桥和弯桥。大桥、特大桥的桥址中线应该尽量与洪水流向正交,应避免在桥头形成水袋而产生三角回流,影响线、桥安全。桥、线应该综合考虑尽量选择在河道顺直、水流稳定、地质条件良好的河段上。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。当不能避免斜交时,交角不宜大于5°。对于一般中、小桥,为了改善路线线形或城市桥梁受原有街道的制约,也允许修建斜交桥,斜度通常不宜大于45°。

图1.2.11 桥梁总体布置图

2. 桥梁立面图

桥梁立面图(图1.2.13)主要表明桥梁的类型、跨度、桥下净空高度、桥梁的分孔、桥墩与桥台的形式、桥梁总体尺寸、各种主要构件的相互位置关系、各部分的高程、桥上和桥头引道的纵坡以及基础的埋置深度等情况,为施工时确定墩台位置、安装构件和控制标高的依据。

桥梁在跨河时,必须满足排洪要求,使桥下具有足够的流水横断面积。桥涵孔径必须保证设计频率洪水、流冰、流木、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,便于养护与维修。设计桥梁孔径时,应注意河床变迁,不宜改变水流天然状态。同一区段内桥涵的孔径与式样应力求简化。桥跨结构的类型,除通航、立交等特殊需要外,同一座桥宜采用等跨及相同类型的桥跨结构。

桥梁总跨径确定后,还需进一步进行分孔布置,对于一座较大的桥梁,应当分成几孔,各孔的跨径应当多大,有几个河中桥墩,哪些是通航孔,哪些不是,这些问题要根据通航要求、地形和地质情况、水文情况以及技术经济和美观的条件来加以确定。

桥梁的分孔关系到桥梁的造价。跨径和孔数不同时,上部结构和墩台的总造价是不同的。跨径愈大,孔数愈少,上部结构的造价就愈大,而墩台的造价就愈小。最经济的跨径就是要使上部结构和墩台的总造价最低。因此,当桥墩较高或地质不良,基础工程较复杂而造价较高时,桥梁跨径就选得大一些;反之,当桥墩较矮或地基较好时,跨径就可选得小一些。在实际工作中,可对不同的跨径布置进行粗略的方案比较,以此来选择最经济的跨径和孔数。

对于在通航河流,当通航净宽大于按经济造价所确定的跨径时,一般将通航桥孔的跨径按通航净宽来确定,其余的桥孔跨径则选用经济跨径,但对于变迁性河流,考虑航道可能发生变化,则需多设几个通航孔。

但是桥梁分孔是个非常复杂的问题,各种各样的条件和要求往往互相发生矛盾。例如:跨径在100 m 以下的公路桥梁,为了尽可能符合标准跨径,不得不放弃采用按经济要求确定的孔径;从备战要求出发,需要将全桥各孔的跨径做成一样,并且跨径不要太大,以便于抢修和互换;有时因工期很紧,为减少水下工程,需要减少桥墩而加大跨径。在有些体系中,为了结构受力合理和用材经济,分跨布置时要考虑合理的跨径比例,例如边跨与中跨的比例。在有些情况下,为了避免在河中搭脚手架和临时墩,可以特别加大跨径,采用悬臂施工法,在山区建桥时,往往采用大跨径桥梁跨越深谷,以免建造中间桥墩。

跨径选择还与施工能力有关,有时选用较大的跨径虽然在技术上和经济上是合理的,但由于缺乏足够的施工技术能力和机械设备,也不得不放弃而改用较小跨径。对于大、中型桥梁来说,分孔问题是设计中最基本、最复杂的问题,必须进行深入全面的分析,才能定出比较完美的方案。

除了分孔布置,另一个重要工作就是确定桥面梁的标高。一般小桥,通常做成平坡桥。对于大、中桥梁,为了利于桥面排水和降低引道路堤高度,往往设置从中间向两端倾斜的双向纵坡。桥上纵坡不大于4%;桥头引道纵坡不宜大于5%。对位于市镇混合交通繁忙处的桥梁,桥上纵坡和桥头引道纵坡均不得大于3%。桥上或引道处纵坡发生变更的地方均应按规定设置竖曲线。

桥面的标高或在路线纵断面设计中已经规定,或根据设计洪水位、桥下通航需要的净空来确定。对于非通航河流,梁底一般应高出设计洪水位(包括壅水和浪高)不小于0.5 m,高出最高流冰水位0.75 m,支座底面高出设计洪水位不小于0.25 m,高出最高流冰水位不小于0.5 m。对于无铰拱桥,拱脚允许被设计洪水位淹没,但一般不超过拱圈矢高的2/3,拱顶底面至设计洪水位的净高不小于1.0 m。对于有漂流物和流冰阻塞以及易淤积的河床,桥下净空应分别情况适当加高。

3. 桥梁横断面图

桥梁横断面(图1.2.14)主要表明桥面净空和桥跨结构横断面的布置。

为了保证车辆和行人的安全通过,应在桥面以上垂直于行车方向保留一定限界的空间,这个空间称为桥面净空。它包括净宽和净高,其尺寸应符合相应规范和标准中有关建筑限界(图1.2.15)的规定。

图1.2.12 桥梁平面布置图(单位:cm)

图1.2.13 桥梁立面布置图(单位:cm)

图1.2.14 桥梁横断面图(单位:cm)

图1.2.15 公路限界(单位:m)

公路桥梁确定桥涵净宽时,其所依据的设计速度应采用各级公路选用的设计速度。

图1.2.16 铁路限界(单位:mm)

铁路桥梁桥面净空,应符合标准轨距铁路限界国家标准规定。铁路限界(图1.2.16)是指为保证运输安全而制定的建筑物、设备与机车车辆相互间在线路上不能逾越的轮廓尺寸线,分为建筑接近限界和机车车辆限界两种,统称铁路的基本限界。前者是位于铁路线两边的建筑物不容许侵入的轮廓线;后者是机车车辆本身及其装载的货物不容许越出的轮廓线,两者之间应留出一定的空隙。采用这些限界时,货物列车的装载高度直线线路应不超过5 300 mm。曲线线路上的桥梁,由于线路受曲线外轨超高的影响,桥上净空界限应加高。铁路人行道一般仅供养护和巡道人员用,宽0.5 m。铁路限界是铁路基本技术法规,不但铁路系统各部门必须严格执行,而且凡是与铁路打交道的单位也必须遵守。

城市桥梁以及位于大、中城市近郊的公路桥梁的桥面净空尺寸,应结合城市实际交通量和今后发展的要求来确定。在弯道上的桥梁应按路线要求予以加宽。公路和城市桥梁,为了利于桥面排水,应根据不同类型的桥面铺装,设置从桥面中央倾向两侧的1.5%~3.0%的横向坡度。