橋梁設(shè)計首先要確定橋位,按照《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》( JTG肋1-2003)的規(guī)定,小橋和涵洞的位置與線形,一般應(yīng)符合路線的走向,為滿足水文、線路彎道等要求,根據(jù)實際情況可設(shè)計斜橋和彎橋。對于公路上的特大橋、大橋、中橋橋位,原則上應(yīng)服從路線走向,一般應(yīng)橋、路綜合考慮,盡量選擇在河道順直、水流穩(wěn)定、地質(zhì)良好的河段上。
設(shè)計資料的調(diào)查收集是因地制宜設(shè)計橋梁的基礎(chǔ)性工作,只有資料收集完整了,才能做出合理的設(shè)計方案。現(xiàn)將一般橋梁中需要調(diào)查收集的資料內(nèi)容分述如下。
(1)交通需求情況調(diào)查。 即調(diào)查橋梁建成后若干年內(nèi)預(yù)期的交通流量大小,調(diào)查橋上機動車、非機動車和行人的往來密度,并據(jù)此確定橋梁的設(shè)計荷載等級、車行道、人行道的寬度;調(diào)查橋上是否需要通過各種管線(如水管、煤氣管、電力、通信線路等),為此可能需要在橋上預(yù)留專門的位置。
(2)橋位處地形、地質(zhì)和水文情況調(diào)查。通過測量或從有關(guān)部門獲取橋位處一定區(qū)域范圍內(nèi)的地形圖,對設(shè)計中制訂橋型方案和相應(yīng)的施工方法,以及對施工中臨時場地的布置等都是十分重要的。橋位處的地質(zhì)情況必須仔細探明,包括土的分層高度、物理力學(xué)性能、地下水位以及有無不良地質(zhì)現(xiàn)象(如巖石破碎帶、裂隙、溶洞等)等,并將鉆探所得資料繪制成地質(zhì)剖面圖和柱狀圖。水文情況的調(diào)查主要包括最高洪水位、流速、流量等,從航運部門了解河道的通等級和通航水位。
(3)氣象資料調(diào)查。包括氣溫、雨量和風(fēng)速等情況。
2.橋梁立面總體設(shè)計
橋梁立面總體設(shè)計包括確定橋梁的總跨徑、分孔、各種高程;橋上和橋兩側(cè)的縱坡以及基礎(chǔ)的埋置深度等。
對于跨河橋梁,立面總體設(shè)計首先應(yīng)考慮抗洪的要求,如果因建橋造成河道泄洪受阻,洪水可能將橋梁沖壞甚至沖毀,使兩岸堤壩受到的沖刷加劇。橋位處壅水還會影響到堤壩抗洪的安全可靠性,有時不得不為此加高堤壩以防壅水漫堤。
(1)橋梁總跨徑的確定
橋梁的總跨徑長度必須保證橋下有足夠的排洪面積,可通過水文計算確定。對于一般水中設(shè)墩的情形,需作壅水和河床沖刷、堤壩沖刷計算。橋梁基礎(chǔ)埋置深度必須充分考慮沖刷的影響。
(2)橋梁分孔
橋梁的跨徑越大,上部結(jié)構(gòu)的造價就越高,而墩臺的造價就減少,反之亦然。經(jīng)濟的方案應(yīng)使上、下部結(jié)構(gòu)的總造價最低。一般對于水深流急的河床,橋跨宜增大,對于基礎(chǔ)埋深較淺、墩身又不是很高的情形,跨徑過大將是不經(jīng)濟的對于通航的河流,分孔時首先要考慮橋下通航的要求。通航孔應(yīng)布置在航行最方便的河道處,但是這種最方便的河道往往不是固定的。例如,對于變遷性河流,航道位置可能發(fā)生變化。對于平時狀況,航道一般設(shè)置在水深的河床中央;但是,在洪水季節(jié),河中央流速過快,航行危險,因而為了搶險需要,靠近岸側(cè)也需設(shè)置臨時通航孔。
在平原地區(qū)的寬闊河流上修建多孔橋時,通常在主槽部分按需要布置較大的通航孔,而在兩旁淺灘部分按經(jīng)濟跨徑分孔。在山區(qū)和深谷上,應(yīng)加大跨徑,甚至可考慮一孔跨越。
在布置橋孔時,應(yīng)盡可能避開不利的地質(zhì)段(如巖石破碎帶、裂隙、溶洞等)。對于不同的橋梁體系,分孔時中孔和邊孔間應(yīng)有適當(dāng)?shù)谋壤P(guān)系,以利結(jié)構(gòu)受力和方便施工;同時,適當(dāng)?shù)臉蚩绫壤龑I造橋梁景觀也是十分重要的。
(3)橋梁各種高程的確定
高程的確定包括應(yīng)保證橋下排洪和通航的要求(跨河橋梁)及橋下安全行車(跨線橋),同時也須保證排洪、通航、行車過程中橋梁自身的安全。按照《橋規(guī)》( D60)的有關(guān)規(guī)定,確定橋梁各種高程時需要考慮如下有關(guān)問題。
①為了保證支座的安全和正常工作,對于設(shè)支座的橋梁,支座底面應(yīng)高出計算水位(設(shè)計洪水位加壅水和浪高)不小于0.25m,并高出最高流冰面不小于0.50m。
②在通航及通行木筏的河流上,必須設(shè)置保證橋下安全通航的通航孔,并 留出符合規(guī)范要求的通航凈空,任何橋梁構(gòu)件或標(biāo)志物均不得伸人其內(nèi),如圖1-32所示。我國《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50139)對于通航凈空尺寸的覦定。
③對于跨線橋,橋下應(yīng)按公路(或鐵路、城市道路)建筑限界的規(guī)定,預(yù)留出橋下凈空。對于公路所需的凈空尺寸,在下面的“橋梁橫斷面設(shè)計”中將敘述;對于鐵路或城市道路凈空尺寸可查閱相應(yīng)的設(shè)計規(guī)范。橋面高程確定后,就可根據(jù)兩端橋頭的地形和線路要求來設(shè)計橋梁的縱斷面線形,為了利于橋面排水和降低引道高度,往往設(shè)置中間高兩端低的雙向縱坡,橋上縱坡不宜大于4010,橋頭引道縱坡不宜大于5010;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%,橋上或引道縱坡變更處均應(yīng)按規(guī)定設(shè)置豎曲線。
3.橋梁橫斷面設(shè)計
橋梁的橫斷面設(shè)計,就是確定橋梁為滿足使用功能所需的橋面寬度以及橋梁的截面形式,其中橋面凈寬參照《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTG B01-2003)、《橋規(guī)》(D60)各級公路橋面凈空限界確定;鐵路橋梁、城市橋梁也有相應(yīng)的規(guī)定。在橋面凈空限界內(nèi),不得有任何物體侵入。橫截面形式主要與上部結(jié)構(gòu)的橋型方案及跨徑有關(guān)。對于橋面上有結(jié)構(gòu)物的橋梁,如中(下)承式拱橋、斜拉橋、吊橋等,結(jié)構(gòu)物將占去部分橋面寬度,因而橋面總寬為橋面凈寬加結(jié)構(gòu)物所需寬度之和。
設(shè)計行車速度大于等于80km/h時,單個行車道寬度應(yīng)為3.75m;設(shè)計行車速度大于等于 40km/h時,單個行車道寬度為3.5m。高速公路和一級公路行車道兩側(cè)一般設(shè)防撞護欄,寬度為0.5m,防撞護欄與行車道之間應(yīng)設(shè)0.5m左右寬的左側(cè)路緣帶,以策安全;對于高速公路和一級公路,還需在行車方向的右側(cè)設(shè)應(yīng)急停車帶。
高速公路、一級公路一般宜設(shè)計為上、下行的兩座獨立橋。橋上人行道的寬度一般為0.75m或l.Om,大于l.Om時,按0.5m的倍數(shù)增加。不設(shè)人行道的橋梁應(yīng)設(shè)置欄桿和安全帶。小橋、涵洞可僅設(shè)緣石或欄桿,路緣石的高度可取用0.25 - 0.35m。
中交路橋工程檢測主要檢測業(yè)務(wù):鋼結(jié)構(gòu)檢測、橋梁檢測、隧道檢測