桥梁的总体规划和设计要点

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第 2 章桥梁的规划与设计

桥梁工程第 2 章桥梁的规划与设计本章内容✓2.1 桥梁总体规划原则✓2.2 桥梁设计程序✓2.3 桥梁规划设计✓2.4 桥梁设计的方案比选◆桥梁是铁路、公路或城市道路的重要组成部分，特别是大、中桥梁，对国家的政治、经济、国防等都具有非常重要意义，在抗震救灾中起着举足轻重的作用，被视为生命线工程。

因此，桥梁建设应根据所在线路的作用、性质和将来发展的需要，满足安全可靠、适用耐久、经济合理的设计要求，符合美观和有利于环境保护和可持续发展的原则，并考虑因地制宜、就地取材、便于施工等因素进行设计。

◆（1）安全可靠桥梁的安全可靠既包括桥梁结构自身的安全，即在制造、运输、安装的施工过程和运营过程中都能满足强度、刚度、稳定性的要求，还包括应能保证桥上、桥下的行人和车辆在施工和运营过程中的安全。

①桥梁结构的强度应使整个结构及其各组成构件以及连接构造的材料抗力或承载能力具有足够的安全储备。

②桥梁的刚度要求应使结构在各种荷载作用下的变形不超过规范规定的容许限值，因为过大的变形会导致行车困难，给乘客和行人不舒适、不安全的感觉，严重的甚至会危及桥梁结构的安全。

③桥梁的稳定性要求就是要使结构在荷载和各种外界因素作用下，具有保持原有形状和位置的能力。

④对于河床易变迁的河道，应设计好导流设施，防止桥梁基础底部被过度冲刷。

⑤对于通行大吨位船舶的河道，必要时应设置防撞构筑物等。

⑥对于跨线桥，必要时应在桥梁两侧设置限高栏。

⑦位于地震区内的桥梁，在构造和计算上还应满足抗震要求；⑧对于大跨柔性桥梁，还应考虑风振效应。

⑨为保证桥上和桥下行人、车辆的安全，应在桥上设置防撞栏、分隔带、铁路桥梁护轨（高速铁路桥梁档砟墙或防护墙）等设施，高速铁路桥梁超过3km时，还应结合地面道路条件，在线路两侧交错设置可上下桥的救援疏散通道。

⑩对于交通繁忙的桥梁，应设计好照明设施和明确的交通标志，两端引桥坡度不宜太陡，以避免发生车辆碰撞等引起的车祸。

（2）适用性桥梁的适用性是指桥梁结构在整个使用期内都应具有足够的承载能力和良好的工作性能。

2桥梁总体规划与设计程序

桥梁工程的科学依据
1、数学：理论基础、工具数学：理论基础、 2、力学：理论力学、材料力学、结构力学、结构动力学等力学：理论力学、材料力学、结构力学、 3、计算机辅助设计技术：通过计算机辅助进行结构分析、绘图计算机辅助设计技术：通过计算机辅助进行结构分析、 4、工程材料学：石材、木材、钢材、混凝土、复合材料、防腐材料等工程材料学：石材、木材、钢材、混凝土、复合材料、 5、工程地质学：覆盖土层、上部岩床、地下水以及相关物理探测方法工程地质学：覆盖土层、上部岩床、 6、岩土力学：岩石、土的力学性能，承载力、变形、稳定性等岩土力学：岩石、土的力学性能，承载力、变形、 7、水力学：开敞渠道内水流机理和位能动能转变关系；管道内水压力；水力学：开敞渠道内水流机理和位能动能转变关系；管道内水压力；水浮力 8、水文学：桥位处建桥前后水的运动规律及对路、桥、周围环境的影水文学：桥位处建桥前后水的运动规律及对路、响 9、混凝土结构工程：包括设计、施工和科研，素砼、钢筋及预应力砼混凝土结构工程：包括设计、施工和科研，素砼、 10、钢结构工程：钢构件加工、拼装、防腐及整体疲劳、稳定等问题 10、钢结构工程：钢构件加工、拼装、防腐及整体疲劳、 11、基础工程：扩大基础、桩基础、沉井基础等 11、基础工程：扩大基础、桩基础、 12、铁道、公路工程：桥路连接、线形协调 12、铁道、公路工程：桥路连接、
§2 桥梁设计的一般原则和程序
本章内容
• • • • 第一节桥梁设计基本原则第二节桥梁断面和平面布置第三节桥梁设计与建设程序第四节桥梁设计方案的比选
1. 桥梁设计的基本原则
1、桥梁设计基本原则、 1安全可靠——强度、刚度、稳定和耐久性； 2耐久适用——使用上的要求； 2 —— 3经济合理——全寿命经济分析； 4技术先进——尽可能的新。 5美观——外形优美。 6环境保护和可持续发展。

桥梁总体设计

下图所示为对于相同桥面净宽的上承式桥和下承式桥的横截面布置。由于结构布置上的需要，下承式桥承重结构的宽度B要比上承式桥的大，而其建筑高度h却比上承式桥的为小。
4、平面布置
1)桥梁的线形及桥头引道要保持平顺，使车辆能平稳的通过。高速公路和一级公路上的大、中桥，以及各级公路上的小桥的线形及其与公路的衔接，应符合路线布设的规定。
四、野外勘测与调查研究
1）桥梁的任务——确定桥梁的规模 2）选择桥位——确定路桥的关系等 3）测量地形——测绘地形图 4）钻探桥位——工程地质报告 5）水文调查——确定桥梁跨径和净空 6）其它情况——材料、电力、施工道路、
气象资料，有无老桥的情况
第二节桥梁纵、横断面设计和平面布置
3、技术设计
进一步深化初步设计：充分勘探、确定细尺寸、截面配筋、确定施工方法、调整概算
4、施工设计
编制施工图、编制工程预算中小桥可以简化程序国外施工设计由施工承包商进行国内所有设计由设计单位进行
5、桥梁的总规划设计
桥梁总体规划的基本内容
桥位选定
选定桥型
桥梁总跨径及分孔方案的确定决定桥梁的纵、横断面布置等
6）基础埋置深度
3、桥梁横断面设计
桥梁横断面的设计取决于桥上交通需求，主要内容是决定桥面的宽度和桥跨结构横截面的布置。桥面宽度决定于行车和行人的交通需要。各级公路的桥面行车道净宽标准的一般规定见 (( 公路工程技术标准 )) 第 6.0.4条。桥上人行道和自行车道的设置，应根据实际需要而定。人行道的宽度0.75m或1m，一条自行车道的宽度为一米，当单独设置自行车道时，一般不应少于两条自行车道的宽度。
一、桥梁纵断面设计
1）总跨径：总跨径的长度要保证桥下有足够的过水断面，可以顺利地宣泄洪水，通过流冰。根据河床的地质条件，确定允许冲刷深度，以便适当压缩总跨径长度，节省费用。

桥梁总体规划的基本内容

桥梁总体规划的基本内容桥梁总体规划是指对桥梁建设项目进行全面、系统地规划和设计，以确保桥梁在满足交通运输需求的同时，兼顾经济、社会、环境等方面的可持续发展。

在桥梁总体规划中，需要考虑的内容非常丰富，包括但不限于以下几个方面：1. 交通需求分析。

首先，桥梁总体规划需要对交通需求进行充分的分析。

这包括对桥梁所在地区的交通流量、交通组织、交通运输方式等方面的调查研究，以确定桥梁建设的必要性和紧迫性。

同时，还需要考虑未来的交通需求，确保桥梁在未来的使用中仍然能够满足交通运输的需求。

2. 地质地形条件评价。

其次，桥梁总体规划需要对桥梁所在地的地质地形条件进行评价。

这包括对地质构造、地质构造、地下水情况等方面的调查研究，以确定桥梁建设的可行性和稳定性。

同时，还需要考虑地质地形条件对桥梁建设和使用的影响，确保桥梁能够安全可靠地运行。

3. 环境影响评价。

另外，桥梁总体规划还需要对桥梁建设和使用过程中可能产生的环境影响进行评价。

这包括对大气、水质、土壤等方面的环境影响进行评估，以确定桥梁建设和使用对环境的影响程度。

同时，还需要采取相应的环境保护措施，确保桥梁建设和使用过程中对环境的影响最小化。

4. 社会经济效益评估。

此外，桥梁总体规划还需要对桥梁建设和使用的社会经济效益进行评估。

这包括对桥梁建设和使用对当地经济、社会发展的影响进行评价，以确定桥梁建设和使用的社会经济效益。

同时，还需要采取相应的社会经济发展措施，确保桥梁建设和使用能够最大程度地促进当地经济、社会的发展。

5. 技术可行性论证。

最后，桥梁总体规划还需要对桥梁建设和使用的技术可行性进行论证。

这包括对桥梁建设和使用所需的技术手段、材料设备等方面进行论证，以确定桥梁建设和使用的技术可行性。

同时，还需要采取相应的技术措施，确保桥梁建设和使用能够按照规划和设计要求进行。

总之，桥梁总体规划的基本内容包括交通需求分析、地质地形条件评价、环境影响评价、社会经济效益评估和技术可行性论证等方面。

桥梁工程的规划与设计

第一节桥梁设计原则和科学根据
桥梁工程
第二章桥梁工程旳规划与设计
第二节桥梁立面、断面和平面布置
一、桥梁立面布置
桥梁立面（elevation）涉及拟定桥梁总长、桥梁孔径布置、桥梁高程与桥下净空、桥上及桥头旳纵坡设置等。
桥梁总长：根据水文计算拟定。既要确保过水空间又要确保经济
孔径布置：与经济、技术、构造体系、桥式、通航要求、地形地质以及水文情况有关。经济跨径
第三节桥梁设计与建设程序
桥梁工程
第二章桥梁工程旳规划与设计
三、初步设计
初步设计内容涉及： 1、设计任务旳起源和要求； 2、桥址处自然条件旳基本资料； 3、技术条件旳选定； 4、桥位方案旳必选，上下部构造方案旳研究、比较和拟定； 5、推荐方案及其理由； 6、推荐方案旳指导性施工组织，涉及施工措施、进度安排、场地布置、主要机具、材料和劳动力配置等； 7、工程概算。
三、初步设计
在初步设计阶段还要进一步开展水文和勘测工作。经过水文工作，提供基础设计、施工所需要旳水文资料等。
初步设计阶段进行旳勘测工作成为“初勘”。在初勘中要求建立以桥位中心线为轴线旳控制三角网，提供桥址范围内1/2023 地形图。勘测工作一般在桥轴线上旳陆地及水上布置必要旳钻孔。必要时在桥轴线旳上下游也合适布置某些钻孔，以便能控制岩层构造情况及其变化。根据钻探取得旳资料，拟定岩性、强度及基岩风化程度，覆盖层旳物理、化学指标以及地下水位情况等。
第一节桥梁设计原则和科学根据
桥梁工程
第二章桥梁工程旳规划与设计
一、桥梁设计旳基本原则
2、桥梁设计旳基本原则
1）安全（Safety）
构造在使用年限内，在多种荷载作用下，应具有足够旳承载能力，以确保桥梁车辆、行人，以及桥梁本身旳安全

01.2桥梁总体规划与设计程序 [自动保存的]

与环境协主桥为单跨503m的中承式钢桁两铰拱公铁悉尼海港桥位于澳大利亚悉尼港，主桥为单跨503m的中承式钢桁两铰拱公铁于澳大利亚悉尼港 503m 两用桥。自身较笨重，但由于紧挨着别致的悉尼歌剧院，两用桥。自身较笨重，但由于紧挨着别致的悉尼歌剧院，无论在质感还是在颜色和造型上都达到相得益彰的效果，因而以其优美环境而闻名于世。颜色和造型上都达到相得益彰的效果，因而以其优美环境而闻名于世。
1.2.2 桥梁设计程序简介
（一）前期工作—“预可”阶段和“工可”阶段前期工作— 预可”阶段和“工可” 预可” 1、“预可”阶段着重研究工程建设的必要性及宏观经济的合理性，着重研究工程建设的必要性及宏观经济的合理性，形成“预工程可行性研究报告” 形成“预工程可行性研究报告”。工可”阶段： 2、“工可”阶段：着重研究和制定桥梁的技术标准，估算造价，对着重研究和制定桥梁的技术标准，估算造价，资金来源、回报及偿还应基本落实，形成“ 资金来源、回报及偿还应基本落实，形成“工程可行性报告” 可行性报告”。
与环境协调的桥梁
形式上达到完美的和谐
笔直的高桥墩与周围的树木从
自身欠美观的桥梁
罗依溪大桥，作为不等跨连续拱桥，罗依溪大桥，作为不等跨连续拱桥，采用了多种调整不平衡推力的措施，结构上合理，但从美学角度而言，平衡推力的措施，结构上合理，但从美学角度而言，是典型的反例。典型的反例。
一阶段设计施工图设计据批准的任务书编施工图，工程预算。据批准的任务书编施工图，工程预算。
中、小桥
建设程序设计阶段
预可行性研究项目建议书主管省（市）计划部门审批投资在限额以上时由国家发展计划委员会审批工程立项

1.2. 桥梁设计原则及设计(姚)解析

九江大桥被运沙船撞成“断头桥“
3. 适用耐久
① 应保证桥梁在100年的设计基准期内正常使用； ② 桥面宽度应满足交通量的需要； ③ 桥梁结构的刚度要求；
在设计荷载下不出现较大的变形和过宽的裂缝； ④ 应考虑不同环境类别对桥梁耐久性的影响； ⑤ 桥下应利于泄洪、通航或通车、行人； ⑥ 桥梁两端便于车辆进入和疏散； ⑦ 便于埋设管线。
5、方案的详图，计算上、下部结构的主要工程数量依据“估算定额”或“概算定额”，编制出各个方案的主要材料用量、劳动力数量和全桥总造价。
6、选定最优方案和文件汇总 ① 全面考虑建设造价、养护费用、建设工期、营运灵活性、美观等因素进行综合分析，选定最佳方案为推荐方案。 ② 编写方案说明。
桥梁设计方案的比选
（4）桥面纵坡：既利于交通，美观效果好，又便于桥面排水
✓ 单向或双向坡度的桥梁，对于不太长的小桥，可以做成平坡桥 ✓ 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的桥梁，桥上纵坡和桥头引道纵坡均
不得大于3%，并应在纵坡变更的地方按规定设置竖曲线
斯托尔马桥
三、横断面设计
4. 经济合理 ① 因地制宜、就地取材和方便施工； ② 综合考虑桥梁造价和养护、维修费用。 ③ 应选择地质、水文条件好、桥梁长度较短的桥位； ④ 所选桥位应能缩短河道两岸的运距。
5、美观
① 结构布置必须精练，并在空间有和谐的比例。 ② 桥型应与周围环境相协调。 ③ 施工质量对桥梁美观也有重大影响。
三、桥梁设计与建设程序
预可行性
项目
前
研究
建议书
期
工
作
可行性
可行性
研究
研究报告
相关部门审批

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第三章桥梁的总体规划和设计要点
3-1桥梁总体规划原则和基本设计资料 3-2 桥梁纵、横断面设计和平面布置 3-3 桥梁设计的方案比较
3-1 桥梁总体规划原则和基本设计资料
桥梁总体规划原则、基本设计资料
设计的基本要求设计资料调查设计程序
桥梁纵、横断面设计、平面布置
桥梁方案比选
桥梁平面布置 . 桥梁线形尽可能与河流、桥下路线垂直，避免斜交； . 受到限制斜交时，斜交角通常不大于45度，通航河流上不大于5度；斜交角较大时应作专门结构分析计算； . 线形与桥头引道衔接平顺，符合规范规定；
3-3 桥梁设计的方案比较 P35
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4、水文情况；河床断面、通航水位、历史洪水资料、通航净空、冲刷、淤积情况、河床变迁等；
5、气象资料，年平均温差、年最高温差、桥位处设计风速、台风、雨量情况；ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
6、施工单位技术水平，施工设备； 7、施工建筑材料
桥梁总体规划原则、基本设计资料
1、工程可行性研究（工可）—前期规划、关键技术研究、从经济、技术、社会发展论证可行性；
度、强度、稳定性、耐久性； 4、施工工艺—施工设备、安全、技术； 5、美观—桥梁美学，与周围环境协调，尤其城市桥梁，挺拔、宏伟等。
桥梁总体规划原则、基本设计资料
设计资料调查
选择合理的桥位—国家、地方社会经济发展规划决定 1、桥梁的使用任务—交通量、荷载等级、战备情况 2、勘探桥位附近的地形—地形图； 3、工程地质剖面图—地质分层、力学性能、地质构造；是设计、施工必备资料与依据；
拟定桥梁方案编制方案技术经济、最优方案推荐
设计的基本要求
按安全、适用、经济、美观的原则总体规划和设计，并综合考虑其他因素； 1、使用上要求—安全畅通，使用年限、耐久性、保养； 2、经济合理—总造价、材料最少，综合考虑养护、维修、施工期等； 3、结构构造要求—桥梁结构在制造、运输、安装、使用过程具有足够的刚
2、初步设计—从不同设计方案中选出推荐方案及最优方案；主要解决总体规划问题，包括桥位选定、桥型、分孔、纵横断面布置、结构的主要尺寸、工程额概算、主要材料用量；初步设计的概算是控制建设项目投资及编制施工预算的依据；
3、施工图—对初步设计核定的修建原则、技术方案、技术决定、总投资额进一步细化、具体化的技术文件；必须对桥梁各构件进行详实的分析计算、绘制施工图、编制施工方法、施工材料明细表及预算；
3-2 桥梁纵、横断面设计和平面布置
桥梁横断面设计 . 决定于桥面宽度、结构类型、横截面布置； . 行车道（7、9）+人行道（1+Nx0.5）+自行车道 . 人行道、安全带应高出路面至少20~25cm，一般大于30厘米 .桥面横坡1.5%~3%，利于排水； . 栏杆、护栏、灯柱位置、过桥管线等