淺談橋梁縱斷面設計

徐 闖

(黑龍江省公路勘察設計院)

淺談橋梁縱斷面設計

徐 闖

(黑龍江省公路勘察設計院)

摘 要:介紹橋梁縱斷面設計。包括總跨徑確定、橋梁的分孔、橋面標高、橋上和橋頭引道的縱坡以及基礎的埋置深度的確定。

關鍵詞:橋梁;縱斷面;設計

1 橋梁總跨徑的確定

橋涵孔徑的設計必須保證設計洪水以內的各級洪水及泥石流、漂流物等安全通過，并應考慮壅水、沖刷對上下游的影響，確保橋涵附近路堤的穩定。橋梁的總跨徑一般根據水文計算確定。由于橋梁墩臺和橋頭路堤壓縮了河床，使橋下過水斷面減少，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，使河床不致產生過大的沖刷。但為了不致因總跨徑過大而增加橋梁的總長度，同時又要允許有一定的沖刷，因此橋梁的總跨徑不能機械地根據計算和規定的沖刷系數來確定，而必須按具體情況分別對待。如當橋梁墩臺基礎埋置較淺時，橋梁的總跨徑應大一些，可接近于洪水泛濫寬度，以避免河床過多的沖刷而引起橋梁破壞;對于深基礎，允許較大沖刷，可適當壓縮河床。

2 橋梁的分孔

橋梁的分孔關系到橋梁的造價。跨徑和孔數不同時，上部結構和墩臺的總造價是不同的。跨徑愈大，孔數愈少，上部結構的造價就愈大，而墩臺的造價就愈小。最經濟的跨徑就是要使上部結構和墩臺的總造價最低，因此當橋墩較高或地質不良，基礎工程較復雜而造價較高時，橋梁跨徑就選得大一些;反之，當橋墩較矮或地基較好時，跨徑就可選得小一些。

在通航的河流上，首先應以橋下通航的要求來確定孔徑，當通航跨徑大于經濟跨徑時，通航孔按照通航要求確定孔徑，其余的橋孔應根據上下部結構總造價最低的經濟原則來決定跨徑。當通航的跨徑小于經濟跨徑時，按經濟跨徑布置橋孔。

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

在有些體系中，為了結構受力合理和用材經濟，分跨布置時要考慮合理的跨徑比例。

跨徑選擇還與施工能力有關，有時選用較大的跨徑雖然在技術上和經濟上是合理的，但由于缺乏足夠的施工技術能力和機械設備，也不得不放棄而改用較小跨徑。

3 橋面標高的確定

橋面的標高根據路線的縱斷面設計和計算水位(設計洪水位計人壅水、浪高等)或最高流冰水位、橋下通航需要的凈空來確定。

對于非通航河流，橋下凈空最小值見表1。

對于無鉸拱橋，拱腳允許被設計洪水位淹沒，但一般不超過拱圈矢高的2/3，且拱頂底面至計算水位的凈高不得小于1.0 m。

在不通航和無流筏的水庫區域內，梁底面或拱頂底面離開水面的高度不應小于計算浪高的0.75倍加上0.25 m。

表1 非通航河流橋下最小凈空

無壓力式涵洞內頂點至洞內設計洪水頻率標準水位的凈高見表2。

表2 無壓力式涵洞內頂點至最高流水面的凈高

在通航和流放木筏的河流上，橋下凈空應符合通航標準及流放木筏的要求。必須設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根據不同航道等級所規定的橋下凈空尺寸確定，且應滿足《通航海輪橋梁通航標準》(JTJ 311-1997)和《內河通航標準》(GB 50139-2004)。在設計跨越路線(鐵路或公路)的立體交叉橋時，應保證橋下通行車輛的凈空高度，并應滿足視距和前方信息識別的要求。梁橋橋下凈空如圖1所示。

圖1 梁橋橋下凈空圖(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。當橋面由于通航要求而建得比較高時，為了縮短引橋和降低橋頭引道路堤的高度，通常也設置人字形縱向坡度。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 基礎埋置深度

橋梁基礎埋置深度關系到橋梁的質量與安全，選擇基礎埋置深度應從實際出發，主要由橋位地質條件、荷載作用情況、上部結構的形式、水流的沖刷、地層的凍結深度、最小埋置深度和施工條件等因素綜合確定。

中圖分類號:U442

C

1008-3383(2011)06-0181-01

收稿日期:2011-04-18