橋梁縱斷面的設(shè)計(jì)分析

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1 確定橋梁的總跨徑

橋梁總跨徑的計(jì)算大多數(shù)是普通的水文計(jì)算。它的計(jì)算原則有:規(guī)定的橋梁使用年限里，能夠做到洪水能順利進(jìn)行排水;河流中出現(xiàn)的冰塊和船、木筏可以安全通過(guò);不能因?yàn)閷?duì)河床的過(guò)度縮小而導(dǎo)致河道、河岸變遷不便，不能淹沒(méi)農(nóng)地，屋子及城市和其它公共設(shè)施等。對(duì)橋來(lái)說(shuō)，要避免過(guò)度縮短渠道，為河床帶來(lái)不好的影響。

有一些特殊情況可以減少建設(shè)費(fèi)用，在不超過(guò)規(guī)定的沖刷系數(shù)情況下，適度的加大橋下的沖刷，這樣來(lái)減少橋梁的總跨長(zhǎng)。比如，有深埋條件的橋梁是可以經(jīng)受住強(qiáng)度大點(diǎn)的沖刷的，這樣可以縮短總跨徑;而那些處在地勢(shì)低平地區(qū)的寬闊河流，流動(dòng)速度緩慢，河流上物品少，在這種地區(qū)進(jìn)行壓縮橋梁時(shí)需要仔細(xì)的測(cè)量，并考慮河流周邊的田地，建筑群會(huì)不會(huì)受到影響。

2 橋梁的分孔

當(dāng)橋的長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)時(shí)，就應(yīng)該對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行分孔，對(duì)于孔的直徑大小的確定需要考慮周全，因?yàn)樗鼘?duì)橋的質(zhì)量和操作難度都會(huì)造成一定的影響，更會(huì)對(duì)橋的整體造價(jià)造成影響。比如，選擇大直徑的孔，這樣孔的數(shù)量少了，墩臺(tái)的成本也就低了，但是橋梁的上部分的成本卻會(huì)增高;選擇小直徑的孔，孔的數(shù)量就多了，上部分的成本降低了，但是墩臺(tái)的成本卻是增加了。所以，一般哪種方式經(jīng)濟(jì)就選擇哪種，但是不管是哪一種分孔方式都要滿(mǎn)足以下要求:(1)有船只通過(guò)的河流在分孔的時(shí)候就要考慮到船只能否穿過(guò)。在設(shè)計(jì)通航孔時(shí)，要考慮那個(gè)流域通行最方便。而變遷性河流，則需要考察實(shí)際情況，酌情多分幾個(gè)孔;(2)地勢(shì)低平，流域?qū)拸V的河流，往往只需要在主河道上設(shè)計(jì)大一些的通航孔，兩邊就只需按成本最低方式分孔;(3)那些處在山區(qū)，地勢(shì)險(xiǎn)峻，水流湍急的河流，在建造橋梁時(shí)需要擴(kuò)大橋梁的跨徑，以減少在橋梁中間設(shè)置墩臺(tái)。最好是橋梁中間不設(shè)墩臺(tái)，直接使用單孔;(4)使用多孔橋連續(xù)系統(tǒng)，要考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)力特性，以便側(cè)孔和中孔跨距中彎矩幾乎相等，并合理確定相鄰跨之間的比例;(5)如果河流中出現(xiàn)了類(lèi)似溶洞這樣的危險(xiǎn)地形，在分孔的時(shí)候可以考慮避開(kāi)，加大橋梁的跨徑;(6)還需要根據(jù)施工隊(duì)伍的實(shí)際能力來(lái)選擇跨徑，一定要具備與之相符的施工技術(shù)和設(shè)備;(7)建造在城市里的橋梁在施工時(shí)，還需要考慮周邊環(huán)境，綜合多方面因素選擇最合適的分孔方式。

總的來(lái)說(shuō)，分孔是一件非常繁瑣的事，需要考慮的問(wèn)題有很多，要進(jìn)行各種分析比較后，選擇一個(gè)最佳方案。

3 橋面標(biāo)高的確定

跨河大橋的橋梁道路標(biāo)高要考慮排水和通航，跨線(xiàn)橋應(yīng)該保證橋下的交通安全。在平原地區(qū)的橋梁，橋路海拔高程大幅提高往往伴隨著大橋引道堤土方工程。在城市橋梁的建設(shè)過(guò)程中，太高的橋會(huì)對(duì)城市美觀造成不利影響，而交叉或高架橋不可避免地會(huì)導(dǎo)致成本增加。所以這些因素都要考慮到，來(lái)確定最佳的橋高。

(1)為了確保橋下的水間隙，梁橋的底部比相應(yīng)的設(shè)計(jì)洪水水位最少高0．5米，最高水位0．75;支持底座應(yīng)該高于設(shè)計(jì)洪水位最少0．25米，高于最高洪水位最少0．50米，如果軸承部分有阻隔水的圍欄時(shí)，就可以不用考慮這些。如果可流里有冰塊或其他物品漂浮，那么橋間隙應(yīng)根據(jù)具體實(shí)際情況決定。有淤積河床的河流，間隙需要適當(dāng)提高。不用通航的河流，橋間隙最小值可見(jiàn)表1;沒(méi)有壓力涵洞的設(shè)計(jì)洪水頻率標(biāo)準(zhǔn)水平可見(jiàn)表2。

表1 非通航河流橋下最小凈空

表2 無(wú)壓力式涵洞內(nèi)頂點(diǎn)至最高流水面的凈高

(2)如果河流允許通航及通行木筏，那么橋梁的通航孔就需要考慮橋下的通航安全，這時(shí)，孔的高度就要高于規(guī)定的通航高度。孔的最小凈空應(yīng)滿(mǎn)足《通航海輪橋梁通航標(biāo)準(zhǔn)》(JTJ311-1997)和《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》(GB50139-2004)。

(3)橋梁要跨越鐵路或公路時(shí)，那么高度就要高于規(guī)定的車(chē)輛凈空高度。在這種橋梁的設(shè)計(jì)過(guò)程中，不僅要考慮橋下的通行安全要求，還要考慮橋下車(chē)輛在駕駛時(shí)的視線(xiàn)有沒(méi)有被阻擋，能否清晰觀察道路信息。

橋梁的高度確定以后，就可以根據(jù)橋兩端的地形條件來(lái)進(jìn)行下一步設(shè)計(jì):縱斷面的設(shè)計(jì)。常見(jiàn)的是設(shè)計(jì)成有坡度的橋梁，這樣的不僅實(shí)用美觀且利于橋面的排水。

4 縱坡

一般的大型或者中型橋，都會(huì)從橋的中間向橋的兩端做成坡度，這樣子可以方便排水。如果橋面離地較高，那一般會(huì)設(shè)計(jì)成人字形的坡度。大型橋和中型橋的坡度不能大于4%。橋頭引道的坡度不能大于5%，橋梁處于交通要道時(shí)，橋上縱坡和橋頭引道縱坡度都不能大于3%。

5 基礎(chǔ)埋置深度

橋基的埋藏深度直接影響到橋的質(zhì)量與使用安全，深度的選擇要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)決定，一般受到地質(zhì)、承受能力、橋梁結(jié)構(gòu)、水流情況、施工隊(duì)伍等條件的影響。

6 結(jié)語(yǔ)

在設(shè)計(jì)橋梁時(shí)需要遵守以下原則:經(jīng)濟(jì)、美觀實(shí)用、安全。在經(jīng)濟(jì)方面需要進(jìn)行嚴(yán)格的分析和比較，選擇最經(jīng)濟(jì)的方式;在安全方面要考慮更多，橋梁的強(qiáng)度、穩(wěn)定性、耐用性都要注意，還要考慮到車(chē)流量的增長(zhǎng)等方面。這樣面面俱到，最大限度的體現(xiàn)橋梁的使用價(jià)值。