大中橋梁設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

大中橋梁設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)大中橋梁設(shè)計(jì)注意要點(diǎn)1.大中橋梁總體設(shè)計(jì)原則（1）大中橋梁位均應(yīng)符合路線總體走向，路橋綜合考慮。（2）橋位盡量選擇在河段順直、河道較窄的位置，以減短橋梁的長(zhǎng)度。（3）橋孔布設(shè)除滿足設(shè)計(jì)流量，水位要求外，一般要不壓縮河道，對(duì)有防洪、搶險(xiǎn)和通行要求的河堤，要留有人、車通道。對(duì)于游蕩性的河道，橋孔布設(shè)留有余地，并結(jié)合河道情況設(shè)置必要的導(dǎo)游工程，以保證橋梁的安全和洪水安全渲泄。2.大中橋梁設(shè)置原則（1）在跨越深溝時(shí)，根據(jù)溝底縱坡，填土高度及工程地質(zhì)等因素進(jìn)行分析，填土高速大于25cm時(shí)，考慮采用橋梁跨越。（2）為避免水毀橋梁，橋孔布設(shè)原則上不壓縮河槽。對(duì)于山前擴(kuò)散及變遷河段，橋梁長(zhǎng)度應(yīng)考慮河槽擺動(dòng)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(fù)雜，山坡陡峻處的山谷橋梁，布孔時(shí)應(yīng)根據(jù)橋址縱、橫斷面布設(shè)。為避免錐坡落空或墩臺(tái)基礎(chǔ)懸空，橋臺(tái)高度不宜過高。（4）平原區(qū)橋梁孔徑布設(shè)以水文計(jì)算成果為依據(jù)，并結(jié)合河道的地形、地貌及相關(guān)情況予以確定。3.大中橋梁結(jié)構(gòu)類型的選擇3.1橋梁選型原則??橋梁結(jié)構(gòu)形式的選擇應(yīng)遵循“安全、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀”的原則，結(jié)合橋位處的地形、地質(zhì)、施工條件等因素，以技術(shù)先進(jìn)、節(jié)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(jié)構(gòu)宜采用連續(xù)結(jié)構(gòu)或橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)。（2）受填土高度控制時(shí)，為降低路基填土高度，上部結(jié)構(gòu)宜采用建筑高度較小的結(jié)構(gòu)類型。（3）為縮短工期、降低造價(jià)、便于技術(shù)質(zhì)量管理，一般大、中橋盡量采用統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)形式。山區(qū)橋梁主要采用中等跨徑的T型橋梁，平原區(qū)推薦采用連續(xù)箱梁。（4）當(dāng)跨越深谷，墩高大于20m時(shí)，上部結(jié)構(gòu)宜采用較大跨徑的連續(xù)梁和連續(xù)鋼構(gòu)橋梁形式，以降低工程造價(jià)。（5）山嶺重丘區(qū)的橋梁，由于地面坡度較大，為減少基礎(chǔ)工程量，避免深挖基坑帶來的地質(zhì)病害，基礎(chǔ)形式宜采用樁基礎(chǔ)。（6）橋梁基礎(chǔ)形式根據(jù)地質(zhì)情況及地面坡度的不同，可采用樁基礎(chǔ)和擴(kuò)大基礎(chǔ)，墩身型式根據(jù)墩高的不同，分別采用柱式墩和薄壁空心墩。（7）中橋上部結(jié)構(gòu)型式一般采用跨徑20cm或跨徑16cm的預(yù)應(yīng)力混凝土空心板跨徑10cm、13cm的鋼筋混凝土空心板，上部結(jié)構(gòu)采用橋面連續(xù)。3.2橋梁結(jié)構(gòu)選型（1）上部結(jié)構(gòu)類型及跨徑選擇?為方便施工、保證施工質(zhì)量、縮短施工周期，確保工程安全，對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)型式全線進(jìn)行了統(tǒng)籌考慮，盡量采用便于機(jī)械化、工廠化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的中等跨徑預(yù)制安裝構(gòu)件。位于山區(qū)的橋梁，當(dāng)橋墩較高時(shí)，因下部結(jié)構(gòu)造價(jià)占全橋總造價(jià)的比重增大，選用較大跨徑較為合理。一般地，對(duì)山區(qū)特大、大型橋梁，上部結(jié)構(gòu)根據(jù)墩身高度宜采用25m～40?m裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，25m～50?m裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)T梁，16m～20?m的先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心形等橋型方案。?對(duì)橋墩較低的橋梁，方案設(shè)計(jì)時(shí)亦可考慮預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁方案，但T梁方案存在以下缺點(diǎn)：?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(shì)必增大路堤填土高度。?②工程造價(jià)稍高，經(jīng)造價(jià)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(gòu)造平均每延米建安費(fèi)依次為40797元、36488元、32360元、29412元、30487元、27715元、27713元、26266元。根據(jù)近幾年國(guó)內(nèi)特別是江蘇、廣東、山西等地的使用經(jīng)驗(yàn)，矮箱梁比T梁施工工期短，后期養(yǎng)護(hù)量小，外形美觀，造價(jià)便宜（便宜約10%）等特點(diǎn)，因此，大中橋梁上部結(jié)構(gòu)一般采用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁。（2）基礎(chǔ)類型選擇山區(qū)大中橋梁基礎(chǔ)形式的選擇，若僅從承載力角度出發(fā)，可采用擴(kuò)大基礎(chǔ)，山區(qū)地面坡度較大，采用擴(kuò)大基礎(chǔ)不僅開挖基坑工程量大，對(duì)環(huán)境破壞嚴(yán)重，而且開后環(huán)形較高的臨空面難以防護(hù)，可能造成山體失穩(wěn)或其它病害。與樁基礎(chǔ)相比，擴(kuò)大基礎(chǔ)不僅工程造價(jià)上沒有優(yōu)勢(shì)，而且存在工程病害等難以處理的不利因素。故山區(qū)大中橋基礎(chǔ)宜采用樁基礎(chǔ)。4.大中橋梁設(shè)計(jì)方法4.1橋型方案設(shè)計(jì)方法（1）跨越?jīng)_溝、峽谷時(shí)橋梁長(zhǎng)度在布孔時(shí)宜適當(dāng)加長(zhǎng)，橋臺(tái)深入挖方段不少于3m，迎水面采用30m厚7.5號(hào)漿砌片石鋪砌至溝底，橫橋向每側(cè)鋪砌15m。（2）當(dāng)?shù)刭|(zhì)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(tái)采用石砌重力式橋臺(tái)或框架式組合橋臺(tái)。（3）?當(dāng)橋梁位于較小平曲線半徑時(shí)，橋型方案確定應(yīng)考慮以下因素：①平曲線半徑R≤500m時(shí)，上部結(jié)構(gòu)宜采用預(yù)應(yīng)力混凝土空心板或部分預(yù)應(yīng)力混凝土組合箱梁或鋼筋混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁。②當(dāng)單孔跨徑拱弦差小于15cm，梁端張口小于50cm時(shí)，且:A?墩高H＜15m時(shí)，距徑選用16～25m，上部結(jié)構(gòu)宜采用預(yù)應(yīng)力混凝土空心板或部分預(yù)應(yīng)力混凝土組合箱梁。?B?墩高15m＜H≤25m時(shí)，跨徑選用25～30m，上部結(jié)構(gòu)宜采用部分預(yù)應(yīng)力混凝土組合箱梁或預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)T梁。C?墩高25m＜H≤40m時(shí)，跨徑選用30～40m，上部結(jié)構(gòu)宜采用部分預(yù)應(yīng)力混凝土組合箱梁或預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)T梁。?D?墩高H＞40m時(shí)，跨徑選用40～50m，上部結(jié)構(gòu)宜采用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)T梁。?E?墩高H＞15m時(shí)，上部結(jié)構(gòu)可以考慮預(yù)應(yīng)和混凝土連續(xù)或預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)。4.2橋梁上部結(jié)構(gòu)布設(shè)方法4.2.1?現(xiàn)澆箱梁的布設(shè)方法（1）鋼筋混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁，孔徑組合一般采用（16＋n×20＋16）m，橋墩采用獨(dú)柱或雙柱式墩，樁基礎(chǔ)。（2）當(dāng)平曲線半徑較小，拱弦向距離大于15cm時(shí)，須考慮橋墩向外側(cè)移。4.2.2?預(yù)制空心板梁的布設(shè)方法?（1）當(dāng)內(nèi)外側(cè)梁長(zhǎng)之差小于等于標(biāo)準(zhǔn)跨徑的2%時(shí)，橋梁布設(shè)以路線中心線為準(zhǔn)，按標(biāo)準(zhǔn)跨徑設(shè)置，優(yōu)先考慮等角度布設(shè)。?（2）當(dāng)內(nèi)外側(cè)梁長(zhǎng)之差大于標(biāo)準(zhǔn)跨徑的2%時(shí)，橋梁布設(shè)以左右半幅橋梁中心線為準(zhǔn)，按標(biāo)準(zhǔn)跨徑設(shè)置，考慮采用平行布設(shè)。?4.2.3?預(yù)制組合箱梁或T梁的布設(shè)方法（1）橋墩盡量按等角度布設(shè)。（2）墩頂橫梁內(nèi)側(cè)尺寸不應(yīng)小于通用圖尺寸，外側(cè)尺寸?不應(yīng)大于內(nèi)側(cè)尺寸的兩倍。（3）對(duì)于等長(zhǎng)預(yù)制梁，當(dāng)滿足不了第2條時(shí)，左右半幅橋應(yīng)錯(cuò)墩布置。當(dāng)錯(cuò)墩布置仍滿足不了要求時(shí)，預(yù)制梁采用不同的長(zhǎng)度。具體到一座橋設(shè)計(jì)時(shí)，上部構(gòu)造設(shè)計(jì)要處理好兩個(gè)關(guān)系：第一，處理好跨徑與墩高的關(guān)系?？鐝脚c墩高的關(guān)系按橋梁美學(xué)原則，一般應(yīng)選擇比值為0.618—1之間，通過經(jīng)濟(jì)比較，往往又是經(jīng)濟(jì)的，也就是說20m跨徑T梁適應(yīng)的墩高一般為12—20m，30m跨徑適應(yīng)的墩高一般為18—30m，40m跨徑適應(yīng)的墩高一般為24m—40m。山區(qū)高速公路地形起伏變化頻繁，通常應(yīng)根據(jù)地形選擇一種跨徑，不宜根據(jù)墩高頻繁變化跨徑，墩柱高度變化很大時(shí)，可以采用20m與30m或者30m與40m的組合跨徑。當(dāng)一座橋梁，有幾種跨徑方案可選擇時(shí)，應(yīng)結(jié)合上下構(gòu)做造價(jià)分析比較再做選擇。第二，處理好上部構(gòu)造（板或梁）與平面曲線半徑的關(guān)系。橋位處平面曲線半徑對(duì)橋梁跨徑的選擇及平面布置影響較大，主要表現(xiàn)為兩個(gè)方面，第一是內(nèi)外弧差，第二是中矢高。墩臺(tái)徑向布置時(shí)，由于曲率半徑的影響，內(nèi)外梁梁長(zhǎng)不等，半徑越小，內(nèi)外梁梁長(zhǎng)差越大。解決此問題一般兩種途徑，一種是根據(jù)平面半徑變化梁長(zhǎng)，另一種是不變梁長(zhǎng)通過加大帽梁，加大封錨端或加長(zhǎng)現(xiàn)澆連續(xù)段處理。第一種方法變化梁長(zhǎng)，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，帽梁尺寸較小、規(guī)格統(tǒng)一，但一個(gè)標(biāo)段，如果有幾座橋處于不同的曲線半徑上時(shí)，預(yù)制梁長(zhǎng)度種類就較多，頻繁調(diào)整模板雖不算很難，但每片梁都需要編號(hào)，堆放預(yù)制梁需要很大場(chǎng)地，這對(duì)“地?zé)o百米平”的山區(qū)確實(shí)是難以解決的問題，因此一般不采用變梁長(zhǎng)方案。采用等梁長(zhǎng)方案時(shí)，如果半徑較大，內(nèi)外梁梁長(zhǎng)差不大，可以采用內(nèi)弧長(zhǎng)等于標(biāo)準(zhǔn)跨徑布置，如果半徑較小，可以采用半幅橋中線弧長(zhǎng)等于標(biāo)準(zhǔn)跨徑布置，這樣連續(xù)段長(zhǎng)度一端比標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度增加，一端減小。內(nèi)外弧差的問題解決后，還有中矢高的問題，一般中矢高10cm以內(nèi)，可以通過調(diào)整護(hù)墻內(nèi)緣使之適應(yīng)平面線形；半徑較小，中矢高大于10cm時(shí)，由于護(hù)墻一般為50cm寬，護(hù)墻調(diào)整太大外觀不美，護(hù)墻功能亦削減。此時(shí)亦有兩種解決辦法，一種是預(yù)制梁外緣按實(shí)際曲線預(yù)制，另一種是預(yù)制T梁邊梁時(shí)，將邊梁多預(yù)制一段長(zhǎng)度，讓現(xiàn)澆橋面板和護(hù)墻來適應(yīng)平面線形。邊梁按實(shí)際曲線預(yù)制時(shí)，邊梁翼緣板由于兩側(cè)不等寬，剛度不等，施加預(yù)應(yīng)力時(shí)可能出現(xiàn)側(cè)向翹曲，且不同半徑外邊梁形狀不一樣，種類多施工較麻煩。第二種辦法雖然材料稍有浪費(fèi)，美觀性稍差，仍優(yōu)于前一種。高速公路橋梁上部構(gòu)造造價(jià)：經(jīng)造價(jià)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(gòu)造平均每延米建安費(fèi)依次為40797元、36488元、32360元、29412元、30487元、27715元、27713元、26266元.?根據(jù)近幾年國(guó)內(nèi)特別是江蘇、廣東、山西等地的使用經(jīng)驗(yàn),矮箱梁比T梁施工工期短,后期養(yǎng)護(hù)量小,外形美觀,造價(jià)便宜(便宜約10%)等特點(diǎn),因此，大中橋梁上部結(jié)構(gòu)一般采用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁。4.3橋梁下部結(jié)構(gòu)布設(shè)方法4.3.1橋墩設(shè)計(jì)方法?（1）墩高H＞30m時(shí)，宜采用薄壁空心墩，截面縱向尺寸為（跨徑/20＋0.5）m?（2）?墩高H≤30m時(shí)，宜采用單排樁柱式墩。（3）當(dāng)基礎(chǔ)覆蓋層厚度于5米時(shí)，基礎(chǔ)采用樁基礎(chǔ)；否則，采用擴(kuò)大基礎(chǔ)。（4）一座橋梁橋墩盡量采用一種形式，墩柱斷面以最大墩高之截面為準(zhǔn)。（5）跨徑20米預(yù)應(yīng)力混凝土空心板與跨徑25米部分預(yù)應(yīng)力混凝土組合箱梁可采用同一標(biāo)準(zhǔn)下部尺寸。（6）板梁式橋單排樁雙樁雙樁式墩立柱之間距L可用下式估算：?L＝K.B/cosΦ?B－橋?qū)挘╩）,?Φ－斜度（度）?K－立柱間距系數(shù)，板橋K＝0.55～0.65；T型或I型梁橋K＝0.53～0.57；箱型梁橋長(zhǎng)K＝0.50～0.55。（7）橋墩承臺(tái)系梁設(shè)計(jì)方法如下：?①?可能受船舶、大冰圬等墥擊的橋墩，若無其它防撞設(shè)施，樁頂應(yīng)設(shè)承臺(tái)。②?地震基本烈度≥8度的地區(qū)，墩高大于7m時(shí)，樁頂應(yīng)設(shè)系梁。?③?墩高超過20m時(shí)，樁頂應(yīng)設(shè)系梁。4.3.2橋臺(tái)設(shè)計(jì)方法（1）臺(tái)高H＜5m且側(cè)向及臺(tái)前可設(shè)錐坡時(shí)，宜選用柱式橋臺(tái)；臺(tái)高H≥5m且側(cè)向及臺(tái)前可設(shè)錐坡時(shí)，宜選用肋式橋臺(tái)；臺(tái)高H≥5m且側(cè)向可設(shè)錐坡時(shí)，宜選用“U”型橋臺(tái)。一般地，臺(tái)高H控制在8m以內(nèi)最為經(jīng)濟(jì)。（2）橋臺(tái)承臺(tái)不宜埋置太深，其底面以埋入地下1m為宜，以改善樁基受力，降低工程造價(jià)。?（3）為降低工程造價(jià)，肋式橋臺(tái)肋數(shù)不宜多于橋墩柱數(shù)，橋臺(tái)承臺(tái)上不宜設(shè)置擋墻。?4.3.3其它?（1）伸縮縫估算方法：D=（Δt×L×10-5×103＋20）mm；D－伸縮量（mm）;?Δt－極端最高氣溫與極端低氣溫的差值（度）；L－聯(lián)變形長(zhǎng)度（m）。（2）預(yù)制梁長(zhǎng)的預(yù)留值不應(yīng)作為伸縮縫預(yù)留寬度的一部分。（3）山嶺重丘區(qū)高等級(jí)公路構(gòu)造物（大中小橋、涵洞、通道等）的設(shè)置就少于2.5個(gè)/km。