桥梁纵断面的设计指南

2023-08-28 理论教育版权反馈

【摘要】：桥梁纵断面设计包括桥梁孔径、桥下净空、桥上线形和桥头引道布置等。公路桥涵的设计洪水流量及洪水位等按《通用规范》3.1.7条规定的公路桥梁的设计洪水频率计算，见表7.1-7。表7.1-7 桥涵设计洪水频率《城市规范》第3.0.3条规定，城市桥梁设计宜采用百年一遇的洪水频率，对特别重要的桥梁可提高到三百年一遇。

桥梁纵断面设计包括桥梁孔径、桥下净空、桥上线形和桥头引道布置等。

1.桥梁孔径

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。

《通用规范》第3.2.2条规定，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。

《通用规范》第3.2.3条规定，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布置等进行综合比较。

其中桥梁规模的分级按《通用规范》第1.0.11条规定确定：特大、大、中、小桥和涵洞按桥梁的单跨跨径和多跨跨径总和进行了分类，见表7.1-6。

表7.1-6 桥梁涵洞分类

注：1.单孔跨径是指标准跨径。

2.梁式桥、板式桥的多孔跨径总长为多孔标准跨径的总长；拱式桥为两岸桥台内起拱线间的距离；其他形式桥梁为桥面系行车道长度。

3.管涵及箱涵不论管径或跨径大小、孔数多少，均称为涵洞。

4.标准跨径：梁式桥、板式桥以两桥墩中线之间桥中心线长度或桥墩中线与桥台台背前缘线之间桥中心线长度为准；拱式桥和涵洞以净跨径为准。

《通用规范》第3.2.5条对桥梁全长做出规定：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。

【例7.1-1】某公路高架桥，主桥为三跨变截面连续钢—混凝土组合梁，跨径布置为70m+120m+70m，两端引桥各为5孔40m的预应力混凝土小箱梁。高架桥总长660m。试问，其工程规模应属于下列何项所示？试说明理由。

（A）小桥（B）中桥（C）大桥（D）特大桥

答案：（C）

解答：《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60—2004），第2页，第1.0.11条规定：“桥梁总长度等于或大于100m，但等于或小于1000m；或单跨跨径等于或大于40m，但小于或等于150m者，均为大桥。”因该桥总长度为660m，大于100m，但小于1000m；单跨最大跨径为120m，大于40m，但小于150m。所以应视为大桥。

【例7.1-2】某公路高架桥，主桥为三跨变截面连续钢—混凝土组合箱梁桥，跨径布置为55m+80m+55m，两端引桥各为5孔40m的预应力混凝土小箱梁；桥台为U形结构，前墙厚度为0.90m，侧墙长3.0m；两端伸缩缝宽度均为160mm。试问，该桥全长（m）与下列何项数值最为接近？

（A）588 （B）590 （C）592 （D）598

答案：（D）

解答：《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60—2004），第8页，第3.2.5条规定：“有桥台的桥梁全长为两岸桥台侧墙端点间的距离。”该桥全桥=55+80+55+2×5×40+（0.16/2+0.9+3）×2=597.96（m）。

公路桥涵的设计洪水流量及洪水位等按《通用规范》3.1.7条规定的公路桥梁的设计洪水频率计算，见表7.1-7。

表7.1-7 桥涵设计洪水频率

《城市规范》第3.0.3条规定，城市桥梁设计宜采用百年一遇的洪水频率，对特别重要的桥梁可提高到三百年一遇。

2.桥下净空

桥下净空是指满足桥下通航、行车、行人、泄洪、流水、流木的需要和保证桥梁安全而对上部结构底缘以下规定的空间界限（净跨和净高）。

根据《通用规范》3.3.2条规定，桥下净空应根据计算水位（设计水位计入壅水、浪高等）或最高流冰水位加安全高度确定。当河流有形成流冰阻塞的危险或有漂浮物通过时，应按实际调查的数据，在计算水位的基础上，结合当地具体情况酌留一定富余量，作为确定桥下净空的依据。对于有淤泥的河流，桥下净空应适当增加。在不通航或无流放木筏河流上及通航河流的不通航桥孔内，桥下净空不应小于表7.1-8的规定。

表7.1-8 非通航河流桥下最小净空

无铰拱的拱脚允许被设计洪水淹没，但不宜超过拱圈高度的2/3，且拱顶底面至计算水位的净高不得小于1.0m。

在不通航和无流筏的水库区域内，梁底面或拱顶底面离开水面的高度不应小于计算浪高的0.75倍加上0.25m。

【例7.1-3】某高速公路上的一座跨越非通航河道的桥梁，洪水期有大漂浮物通过。该桥的计算水位为3.5m（大沽高程），支座高度为0.20m。试问，该桥的梁底最小高程（m），应为下列何项数值？

（A）4.4 （B）5.0 （C）4.2 （D）4.0

答案：（B）

解答：根据《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60—2004），第10页，第3.3.2条表3.3.2（非通航河流桥下最小净空）第二行规定：“当洪水期有大漂流物时，梁底应高出计算水位1.5m。”故梁底最小高程应为3.5m+1.5m=5.0m，故答案为（B）。

对于通航的河流，桥下净空应符合《通用规范》3.1.5条规定，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》（JTJ 311）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。

对于跨线桥，桥下净空应符合被跨越公路、铁路、其他道路等建筑限界的规定，保证被跨越道路的通行安全。

根据《通用规范》3.3.4条规定，立体交叉跨线桥桥下净空应符合下列规定：

（1）公路与公路立体交叉的跨线桥桥下净空及布孔除应符合本规范第3.3.1条桥涵净空的规定外，还应满足桥下公路的视距和前方信息识别的要求，其结构形式应与周围环境相协调。

（2）铁路从公路上跨越通过时，其跨线桥桥下净空及布孔除应符合本规范第3.3.1条桥涵净空的规定外，还应满足桥下公路的视距和前方信息识别的要求。

（3）农村道路与公路立体交叉的跨线桥桥下净空为：

当农村道路从公路上面跨越时，跨线桥桥下净空应符合本规范第3.3.1条建筑限界的规定；当农村道路从公路下面穿过时，其净空可根据当地通行的车辆和交叉情况而定，人行通道的净高应大于或等于2.2m，净宽应大于或定于4.0m；

畜力车及拖拉机通道的净高应大于或等于2.7m，净宽应大于或等于4.0m；

农用汽车通道的净高应大于或等于3.2m，并根据交通量和通行农业机械的类型选用净宽，但应大于或等于4.0m；

汽车通道的净高应大于或等于3.5m；净宽应大于或等于6.0m。

综上所述，全桥位于河中各跨的桥梁标高首先应满足流水净空的要求；对于通航或桥下通车的桥孔，还应满足通航净空或建筑净空限界的要求；另外，还应考虑桥的两端能够与公路或城市道路顺利衔接等。因此，全桥各跨的桥面标高是不相同的，必须综合考虑和规划。

3.桥上线形

为了满足通航或泄洪要求，大、中桥梁的桥面高度一般比两岸的接线道路或者城市的道路的路面高出较多。因此，在这两者之间需要加设具有一定坡度的构筑物加以连接，以完成这个过渡，这就是所谓的桥头引道。

桥面标高确定后，就可根据两端桥头的地形和线路要求来设计桥梁的纵断面线形。小桥通常做成平坡桥。大、中桥梁为了利于桥面排水及降低引道路堤高度，往往设置中间向两端倾斜的双向纵坡。

《通用规范》3.4.1条规定：桥上及桥头引道的线形应与路线布设相互协调，各项技术指标应符合路线布设的规定。桥上纵坡不宜大于4%，桥头引道纵坡不宜大于5%；位于市镇混合交通繁忙处，桥上纵坡和桥头引道纵坡均不得大于3%。桥头两端引道线形应与桥上线形相配合。

桥梁纵断面的设计指南

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