桥梁下部结构

第 六 章 桥 梁 下 部 结 构 第 一 节 桥 涵 水 文 基 础 知 识 跨 水 域 桥 梁 ， 满 足 洪 水 宣 泄 要 求 。 桥 梁 基 本 尺 寸 ， 包 括 桥 孔 长度 、 桥 面 标 高 、 基 础 埋 深 等 的 确 定 ， 必 须 考 虑 设 计 使 用 年 限 内 可 能 发生 的 最 大 洪 水 ， 包 括 其 流 量 、 流 速 及 水 位 等 因 素 。1、 大 、 中 桥 设 计 流 量 推 算 设 计 流 量 的 推 算 ， 要 按 公 路 工 程 水 文 勘 测 设 计 规 范 的 要 求 ， 根据 所 掌 握 的 资 料 情 况 ， 选 择 适 当 的 计 算 方 法 。 对 于 大 、 中 河 流 ， 具 有 足 够的 实 测 流 量 资 料 时 ， 主 要 采 用 水 文 统 计 法 。 而 缺 乏 实 测 流 量 资 料 时 ， 则 多采 用 间 接 方 法 或 经 验 公 式 计 算 。 计 算 时 要 注 意 水 文 断 面 与 桥 位 的 关 系 ， 正 确 推 算 桥 位 处 的 设 计 流 量 和设 计 水 位 。 2、 小 桥 涵 设 计 流 量 推 算 小 桥 涵 一 般 都 缺 乏 观 测 资 料 。 因 此 相 关 部 门 制 定 了 各 种 小 流 域 流 量 计 算公 式 和 相 应 的 图 表 作 参 考 ， 设 计 时 ， 应 以 多 种 计 算 方 法 予 以 比 较 。常 用 的 方 法 ： 形 态 调 查 法 、 暴 雨 推 理 法 和 直 接 类 比 法 。 暴 雨 推 理 公 式 是 直 接 根 据 设 计 规 定 频 率 P推 求 出 对 应 的 洪 峰 流 量 Qp，此 方 法 计 算 出 的 Qp即 是 拟 建 小 桥 涵 处 设 计 流 量 。 形 态 调 查 法 和 直 接 类 比 法 仅 推 出 了 形 态 断 面 处 或 原 有 小 桥 涵 位 处 的 流量 Q p故 须 向 拟 建 小 桥 涵 位 处 折 算 成 设 计 洪 峰 流 量 Qp。 在 条 件 许 可 情 况 下 ， 宜 用 几 种 方 法 计 算 互 相 核 对 比 较 ， 并 通 过 加 强 调 查 研 究 、 积 累 资 料 、 进 行 科 学 实 验 ， 找 出 适 合 本 地 区 的 计 算 方 法 ， 结 合 实际 情 况 确 定 计 算 公 式 和 有 关 的 参 数 。 3、 桥 位 选 择 的 一 般 规 定（ 1） 调 查 和 勘 测 。 对 复 杂 的 大 桥 、 特 大 桥 应 进 行 物 探 和 钻 探 ； 考 虑 现 状 ，征 求 有 关 部 门 的 意 见 ， 经 全 面 分 析 认 证 ， 确 定 推 荐 方 案 。（ 2） 在 整 体 布 局 上 与 铁 路 、 水 力 、 航 运 、 城 建 等 方 面 规 划 互 相 协 调 配 合 ；保 护 文 物 、 环 境 和 军 事 设 施 等 ； 照 顾 群 众 利 益 ， 少 占 良 田 ， 少 拆 迁 。（ 3） 高 速 公 路 、 一 级 公 路 的 特 大 、 大 、 中 桥 桥 位 线 形 应 符 合 路 线 布 设 要 求 。原 则 上 应 服 从 路 线 走 向 ； 桥 、 路 综 合 考 虑 ； 注 意 位 于 弯 、 坡 、 斜 处 的 桥 梁 设计 和 施 工 的 难 度 。（ 4） 对 水 文 、 工 程 地 质 和 技 术 复 杂 的 特 大 桥 位 、 应 在 已 定 路 线 大 方 向 的 前提 下 、 根 据 河 流 的 形 态 特 征 、 水 文 、 工 程 地 质 、 通 航 要 求 和 施 工 条 件 以 及 地 方 工 农 业 发 展 规 划 等 ， 在 较 大 范 围 内 作 全 面 的 技 术 、 经 济 比 较 确 定 。（ 5） 跨 河 位 置 、 布 孔 方 案 等 应 征 求 水 利 、 航 运 等 部 门 的 意 见 。 4、 桥 孔 长 度 和 桥 孔 布 设 桥 孔 长 度 的 确 定 ， 应 满 足 排 洪 和 输 沙 的 要 求 ， 并 从 安 全 和 经 济 两 方 面 考虑 ， 同 时 应 综 合 考 虑 桥 孔 长 度 、 桥 前 壅 水 和 桥 下 冲 刷 的 相 互 影 响 。 桥 孔 布 设 应 与 天 然 河 流 断 面 流 量 分 配 相 适 应 。 河 流 中 泓 线 （ 河 道 中 各 横 断 面 水 流 最 大 流 速 点 的 连 线 ） 上 不 宜 布 设 桥 墩 。5、 桥 面 标 高 桥 面 设 计 标 高 和 引 道 路 堤 设 计 标 高 要 综 合 考 虑 桥 面 纵 向 坡 度 、 排 水 和 两岸 路 线 接 线 标 高 等 因 素 后 分 别 确 定 ， 要 求 要 高 于 或 等 于 由 水 力 水 文 计 算 所 确立 的 桥 面 中 心 最 低 标 高 和 引 道 路 堤 最 低 设 计 标 高 。 6、 桥 下 冲 刷 冲 刷 计 算 的 目 的 是 确 定 桥 下 最 大 冲 刷 深 度 ， 确 定 桥 梁 基 础 最 浅 埋 深 。 桥 梁 墩 台 冲 刷 包 括 河 床 自 然 演 变 冲 刷 、 一 般 冲 刷 和 局 部 冲 刷 三 部 分 。 在确 定 基 础 埋 深 时 ， 应 根 据 桥 位 河 段 情 况 ， 取 其 不 利 组 合 作 为 基 础 埋 深 的 依 据 。 一 、 按 横 截 面 形 式 划 分1、 板 桥（ 1） 实 心 板特 点 ： 形 状 简 单 、 施 工 方 便 、 建 筑 高 度 小 、 结 构 整 体 刚 度 大 ； 不 经 济 、 自 重 大适 用 ： 小 跨 度 桥 梁跨 径 10mm， 间 距 8mm， 间 距 20cm， 同 时 在 单 位 长 度 板 宽 内 的 截 面积 应 不 小 于 板 的 截 面 面 积 的 0.1%。 与 板 边 缘 间 的 净 距 应 小 于 15mm。 如 图 所 示 标 准 跨 径 6m的 钢 筋 混 凝 土 整 体 式 简 支 板 桥 构 造 。 行 车 道 宽 7m， 两边 设 0.25m的 安 全 带 ， 计 算 跨 径 为 5.69m， 净 跨 径 为 5.40m， 板 厚 为 36m， 纵 向 主钢 筋 用 直 径 18mm的 HRB335钢 筋 ， 分 布 钢 筋 用 直 径 ， 10mm的 R235钢 筋 。 桥 跨 结 构的 混 凝 土 强 度 等 级 为 C20。 二 、 装 配 式 简 支 板 桥 的 构 造1、 实 心 板 桥特 点 ： 形 状 简 单 、 施 工 方 便 、 建 筑 高 度 小 、 施 工 质 量 易 于 保 证 。尺 寸 ： 跨 径 通 常 8m， 标 准 图 的 跨 径 为 1.5m， 2.0m， 3.0m， 4.0m， 5.0m， 6.0m， 8.0m， 板 高 为 0.16-3.0m。 2、 空 心 板 桥特 点 ： 质 量 轻 、 运 输 安 装 方 便 、 而 建 筑 高 度 又 较 同 跨 径 的 T梁 小尺 寸 ： 跨 径 通 常 6-13m， 板 厚 为 40-80cm； 预 应 力 跨 径 8-20m， 板 厚 40-70cm。 3、 装 配 式 板 的 横 向 连 接（ 1） 企 口 式 混 凝 土 连 接 （ 2） 钢 板 焊 接 连 接 三 、 斜 交 板 桥 的 受 力 特 点 与 构 造1、 受 力 特 点2、 构 造（ 1） 整 体 式 斜 交 板 桥 （ a） 图 按 主 弯 矩 方 向 的 变化 配 置 主 筋 ， 其 分 布 钢 筋 则 与 支承 边 平 行 ， 根 据 钝 角 处 有 较 大 的反 力 和 负 弯 矩 的 特 性 ， 在 钝 角 处约 1/5跨 径 的 范 围 内 应 配 置 加 强钢 筋 。 （ b） 在 两 钝 角 角 点 之 间 的范 围 内 ， 主 钢 筋 方 向 与 支 承 边垂 直 ， 在 靠 近 自 由 边 处 主 钢 筋 则 沿 斜 跨 径 方 向 布 置 ， 直 至 与中 间 部 分 主 钢 筋 完 全 衔 接 为 止 ，其 横 向 分 布 钢 筋 与 支 承 边 平 行 。其 余 钢 筋 的 配 置 仍 与 第 一 种 方案 相 同 。 （ 2） 装 配 式 斜 交 板 桥 主 钢 筋 沿 斜 跨 径 方 向 配 置 ，分 布 钢 筋 在 钝 角 角 点 之 间 的 范围 内 与 主 钢 筋 垂 直 ， 在 靠 近 支承 边 附 近 ， 其 布 置 方 向 则 与 支承 边 平 行 。 装 配 式 钢 筋 混 凝 土 斜 板 上 部 构造 标 准 图 中 ， 斜 跨 跨 径 为 3m、 4m、5m、 6m。 斜 交 角 分 25 、 30 、35 、 40 、 45 、 50 、 55 、60 等 ， 预 制 板 在 垂 直 于 行 车 方 向 的 板 宽 为 99cm， 板 厚 20-48cm。 钢 筋 布 置 方 案第 一 种 方 案 ： 当 斜 交 角 为 25-35 时 ， 主 钢 筋 沿 斜 跨 方 向 布 置 ， 分布 钢 筋 按 平 行 于 支 承 边 方 向 布 置 。第 二 种 方 案 ： 钢 筋 布 置 同 前 页方 案 。 方 向 与支 承 边相 垂 直 除 了 底 层 要 布 置 垂 直 于 支 承 边 的 加 强钢 筋 以 外 ， 还 要 在 顶 层 布 置 于 钝 角 的二 等 分 线 相 垂 直 的 加 强 钢 筋 第 三 节 简 支 梁 桥 的 构 造 一 、 简 支 T梁 桥 的 构 造1、 装 配 式 钢 筋 混 凝 土 简 支 T梁 桥 1） 构 造 布 置 及 尺 寸（ 1） 主 梁 ： 梁 距 通 常 在 1.5-2.2m之 间 ， 梁 高 一 般 为 跨 径 的 1/18-1/11。 梁 肋 宽 度 15-18cm。（ 2） 翼 缘 板 ： 承 受 全 部 桥 面 荷 载 的 ， 板 端 厚 度 一 般 为 8cm， 承 受 本 身 自 重 或 临 时 荷 载 的 ， 板 端 厚 度 6cm。（ 3） 横 隔 梁 ： 间 距 5-6m， 布 置 于 跨 中 及 四 分 点 处 ， 高 度 为 主 梁 高 3/4， 梁 肋 宽 度 为 12-16cm。 2） 钢 筋 构 造（ 1） 主 梁主 筋 ： 至 少 有 2根 ， 且 不 小 于 20%的 主 钢 筋 应 伸 过 支 承 截 面 ， 简 支 梁 两 侧 的受 拉 主 钢 筋 应 伸 出 支 点 截 面 以 外 ， 并 弯 成 直 角 顺 梁 端 延 伸 至 顶 部 。分 布 钢 筋 ： 直 径 6-10mm， 间 距 不 大 于 腹 板 厚 度 和 200mm， 受 压 区 不 大 于300mm， 剪 力 大 的 区 域 ， 间 距 100-150mm。箍 筋 ： 直 径 不 小 于 8mm切 不 小 于 主 筋 直 径 1/4， 间 距 不 大 于 梁 高 的 1/2和40cm， 支 座 附 近 一 倍 梁 高 范 围 内 间 距 不 大 于 10cm， 第 一 个 箍 筋 距 梁 端 3cm。架 立 钢 筋 ： 10-14mm直 径 的 钢 筋 。保 护 层 ： 主 钢 筋 与 梁 底 的 净 距 在 3-5cm， 主 筋 与 侧 面 净 距 不 小 于 2.5cm， 混 凝 土 与 箍 筋 或 分 布 钢 筋 净 距 不 小 于 1.5cm。 （ 2） 翼 缘 板主 筋 ： 直 径 不 小 于 10mm， 每 米 板 宽 内 不 少 于 5根 。分 布 钢 筋 ： 直 径 不 小 于 6mm， 间 距 不 大 于 25cm， 单 位 板 宽 内 截 面 积 不 少 于主 筋 的 15%， 横 隔 梁 处 不 少 于 30%。（ 3） 横 隔 梁 横 隔 梁 的 箍 筋 是 抗 剪 的 ， 在 横 隔 梁 顶 部 翼 板 内 和 靠 近 下 部 边 缘 的 两 侧 均埋 有 焊 接 钢 板 A和 B， 焊 接 钢 板 则 与 横 隔 梁 的 受 力 钢 筋 焊 接 在 一 起 做 成 安 装 骨架 ， 当 T梁 安 装 就 位 后 ， 即 在 横 隔 梁 的 预 埋 钢 板 上 再 加 焊 接 钢 板 使 连 成 整 体 。 3） 横 向 联 结（ 1） 钢 板 式 连 接 上 缘 接 头 钢 板 设 在 T梁 翼 板 上 ， 下 缘 接 头 钢 板 设 在 横 梁 梁 肋 的 两 侧 ， 焊接 钢 板 预 先 与 横 隔 梁 的 受 力 钢 筋 焊 接 在 一 起 做 成 安 装 骨 架 ， 当 T梁 安 装 就 位后 ， 即 可 在 横 隔 梁 的 预 埋 钢 板 上 再 加 焊 接 钢 盖 板 使 连 成 整 体 。 （ 2） 扣 环 式 接 头 横 隔 梁 在 预 制 时 在 接 缝 处 伸 出 钢 筋 扣 环 A， 在 相 邻 构 件 的 扣 环 两 侧 再 安装 上 腰 圆 形 的 接 头 扣 环 B， 在 形 成 的 圆 环 内 插 入 短 分 布 筋 后 就 现 浇 混 凝 土 封闭 接 缝 ， 接 缝 宽 度 为 0.2-0.5m。 （ 3） 企 口 铰 接 式 接 头 主 翼 板 内 伸 出 连 接 钢 筋 ， 交 叉 弯 制 后 在 接 缝 处 再 放 局 部 的 钢 筋 网 ， 并 将它 们 浇 筑 在 桥 面 混 凝 土 铺 装 层 内 ， 或 者 可 将 翼 板 的 顶 层 钢 筋 伸 出 ， 并 弯 转 套在 一 根 长 的 钢 筋 上 ， 以 形 成 纵 向 铰 。 2、 装 配 式 预 应 力 钢 筋 混 凝 土 简 支 T梁 桥1） 构 造 布 置 及 尺 寸（ 1） 主 梁 ： 梁 距 通 常 在 1.5-2.2m之 间 ， 梁 高 一 般 为 跨 径 的 1/25-1/14。 马 蹄 宽 度 2-4倍 ， 保 护 层 厚 度 不 小 于 6cm， 斜 坡 高 度 0.15- 0.20h， 角 度 大 于 45 。（ 2） 翼 缘 板 ： 同 装 配 式 T梁 。（ 3） 横 隔 梁 ： 端 横 隔 梁 高 度 与 主 梁 同 高 ， 宽 度 12-16cm。 2） 钢 筋 构 造（ 1） 纵 向 预 应 力 筋 布 置 （ 2） 非 预 应 力 筋 布 置 3、 简 支 箱 梁 的 构 造 钢 筋 混 凝 土 简 支 箱 梁 桥 的 标 准 跨 径 不 宜 大 于 25m， 由 于 简 支 箱 梁 桥 存 在 较宽 的 混 凝 土 底 板 ， &故 其 常 采 用 预 应 力 混 凝 土 结 构 。 箱 形 截 面 梁 的 底 板 上 、 下 层 ， 应 分 别 设 置 平 行 于 桥 跨 和 垂 直 于 桥 跨 的 构造 钢 筋 ， 钢 筋 截 面 面 积 为 ： 对 于 钢 筋 混 凝 土 桥 ， 不 应 小 于 配 置 钢 筋 的 底 板 截面 面 积 的 0.4%， 对 于 预 应 力 混 凝 土 桥 ， 不 应 小 于 配 置 钢 筋 的 底 板 截 面 面 积 的0.3%。 以 上 钢 筋 还 可 充 作 受 力 钢 筋 。 当 底 板 厚 度 有 变 化 时 可 分 段 设 置 ， 钢 筋直 径 不 宜 小 于 10mm， 其 间 距 不 宜 大 于 300mm。