淺談橋梁縱斷面設(shè)計(jì)

徐 闖

(黑龍江省公路勘察設(shè)計(jì)院)

淺談橋梁縱斷面設(shè)計(jì)

徐 闖

(黑龍江省公路勘察設(shè)計(jì)院)

摘 要:介紹橋梁縱斷面設(shè)計(jì)。包括總跨徑確定、橋梁的分孔、橋面標(biāo)高、橋上和橋頭引道的縱坡以及基礎(chǔ)的埋置深度的確定。

關(guān)鍵詞:橋梁;縱斷面;設(shè)計(jì)

1 橋梁總跨徑的確定

橋涵孔徑的設(shè)計(jì)必須保證設(shè)計(jì)洪水以內(nèi)的各級(jí)洪水及泥石流、漂流物等安全通過(guò)，并應(yīng)考慮壅水、沖刷對(duì)上下游的影響，確保橋涵附近路堤的穩(wěn)定。橋梁的總跨徑一般根據(jù)水文計(jì)算確定。由于橋梁墩臺(tái)和橋頭路堤壓縮了河床，使橋下過(guò)水?dāng)嗝鏈p少，流速加大，引起河床沖刷，因此橋梁總跨徑必須保證橋下有足夠的排洪面積，使河床不致產(chǎn)生過(guò)大的沖刷。但為了不致因總跨徑過(guò)大而增加橋梁的總長(zhǎng)度，同時(shí)又要允許有一定的沖刷，因此橋梁的總跨徑不能機(jī)械地根據(jù)計(jì)算和規(guī)定的沖刷系數(shù)來(lái)確定，而必須按具體情況分別對(duì)待。如當(dāng)橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)埋置較淺時(shí)，橋梁的總跨徑應(yīng)大一些，可接近于洪水泛濫寬度，以避免河床過(guò)多的沖刷而引起橋梁破壞;對(duì)于深基礎(chǔ)，允許較大沖刷，可適當(dāng)壓縮河床。

2 橋梁的分孔

橋梁的分孔關(guān)系到橋梁的造價(jià)?？鐝胶涂讛?shù)不同時(shí)，上部結(jié)構(gòu)和墩臺(tái)的總造價(jià)是不同的?？鐝接螅讛?shù)愈少，上部結(jié)構(gòu)的造價(jià)就愈大，而墩臺(tái)的造價(jià)就愈小。最經(jīng)濟(jì)的跨徑就是要使上部結(jié)構(gòu)和墩臺(tái)的總造價(jià)最低，因此當(dāng)橋墩較高或地質(zhì)不良，基礎(chǔ)工程較復(fù)雜而造價(jià)較高時(shí)，橋梁跨徑就選得大一些;反之，當(dāng)橋墩較矮或地基較好時(shí)，跨徑就可選得小一些。

在通航的河流上，首先應(yīng)以橋下通航的要求來(lái)確定孔徑，當(dāng)通航跨徑大于經(jīng)濟(jì)跨徑時(shí)，通航孔按照通航要求確定孔徑，其余的橋孔應(yīng)根據(jù)上下部結(jié)構(gòu)總造價(jià)最低的經(jīng)濟(jì)原則來(lái)決定跨徑。當(dāng)通航的跨徑小于經(jīng)濟(jì)跨徑時(shí)，按經(jīng)濟(jì)跨徑布置橋孔。

在布置橋孔時(shí)，遇到不良的地質(zhì)地段，如巖石破碎帶、裂隙、溶洞等，應(yīng)將橋基位置移開(kāi)，或適當(dāng)加大跨徑。在山區(qū)河谷或水深流急的江河上，宜減少中間橋墩，應(yīng)加大跨徑或采用特大跨徑單孔跨越。

在有些體系中，為了結(jié)構(gòu)受力合理和用材經(jīng)濟(jì)，分跨布置時(shí)要考慮合理的跨徑比例。

跨徑選擇還與施工能力有關(guān)，有時(shí)選用較大的跨徑雖然在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上是合理的，但由于缺乏足夠的施工技術(shù)能力和機(jī)械設(shè)備，也不得不放棄而改用較小跨徑。

3 橋面標(biāo)高的確定

橋面的標(biāo)高根據(jù)路線的縱斷面設(shè)計(jì)和計(jì)算水位(設(shè)計(jì)洪水位計(jì)人壅水、浪高等)或最高流冰水位、橋下通航需要的凈空來(lái)確定。

對(duì)于非通航河流，橋下凈空最小值見(jiàn)表1。

對(duì)于無(wú)鉸拱橋，拱腳允許被設(shè)計(jì)洪水位淹沒(méi)，但一般不超過(guò)拱圈矢高的2/3，且拱頂?shù)酌嬷劣?jì)算水位的凈高不得小于1.0 m。

在不通航和無(wú)流筏的水庫(kù)區(qū)域內(nèi)，梁底面或拱頂?shù)酌骐x開(kāi)水面的高度不應(yīng)小于計(jì)算浪高的0.75倍加上0.25 m。

表1 非通航河流橋下最小凈空

無(wú)壓力式涵洞內(nèi)頂點(diǎn)至洞內(nèi)設(shè)計(jì)洪水頻率標(biāo)準(zhǔn)水位的凈高見(jiàn)表2。

表2 無(wú)壓力式涵洞內(nèi)頂點(diǎn)至最高流水面的凈高

在通航和流放木筏的河流上，橋下凈空應(yīng)符合通航標(biāo)準(zhǔn)及流放木筏的要求。必須設(shè)置一孔或幾孔能保證橋下有足夠通航凈空的通航孔。通航孔的最小凈空應(yīng)根據(jù)不同航道等級(jí)所規(guī)定的橋下凈空尺寸確定，且應(yīng)滿足《通航海輪橋梁通航標(biāo)準(zhǔn)》(JTJ 311-1997)和《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50139-2004)。在設(shè)計(jì)跨越路線(鐵路或公路)的立體交叉橋時(shí)，應(yīng)保證橋下通行車輛的凈空高度，并應(yīng)滿足視距和前方信息識(shí)別的要求。梁橋橋下凈空如圖1所示。

圖1 梁橋橋下凈空?qǐng)D(單位:m)

4 縱坡

大、中橋梁，為了利于橋面排水，常把橋面做成從橋中央向橋頭兩端縱坡為1%～2%的雙面縱坡。當(dāng)橋面由于通航要求而建得比較高時(shí)，為了縮短引橋和降低橋頭引道路堤的高度，通常也設(shè)置人字形縱向坡度。大、中橋橋上的縱坡不宜大于4%，橋頭引道的縱坡不宜大于5%，位于市鎮(zhèn)混合交通繁忙處，橋上縱坡和橋頭引道縱坡均不得大于3%。

5 基礎(chǔ)埋置深度

橋梁基礎(chǔ)埋置深度關(guān)系到橋梁的質(zhì)量與安全，選擇基礎(chǔ)埋置深度應(yīng)從實(shí)際出發(fā)，主要由橋位地質(zhì)條件、荷載作用情況、上部結(jié)構(gòu)的形式、水流的沖刷、地層的凍結(jié)深度、最小埋置深度和施工條件等因素綜合確定。

中圖分類號(hào):U442

C

1008-3383(2011)06-0181-01

收稿日期:2011-04-18