公路桥涵设计通用规范

3.3.5车行天桥桥面净空按交通量和通行农业机械类型可选用4.5m或7.0m；其汽车荷载应符合本规范第4.3.1条有关四级公路汽车荷载的规定。人行天桥桥面净宽应大于或等于3.0m；其人群荷载应符合本规范第4.3.5条的规定。3.3.6电讯线、电力线、电缆、管道等的设置不得侵入公路桥涵净空限界，不得妨害桥涵交通安全，并不得损害桥涵的构造和设施。严禁天然气输送管道、输油管道利用公路桥梁跨越河流。天然气输送管道离开特大、大、中桥的安全距离不应小于100m，离开小桥的安全距离不应小于50m。高压线跨河搭架的轴线与桥梁的最小间距，不得小于一倍塔高。高压线与公路桥涵的交叉应符合现行公路路线设计规范的规定。3.4桥上线形及桥头引道3.4.1桥上及桥头引道的线形应与路线布设相互协调，各项技术指标应符合路线布设的规定。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，桥上纵坡和桥头引道纵坡均不得大于3%。桥头两端引道线形应与桥上线形相配合。3.4.2在洪水泛滥区域以内，特大、大、中桥桥头引道的路肩高程应高出桥梁设计洪水频率的水位加壅水高、波浪爬高、河弯超高、河床淤积等影响0.5m以上。小桥涵引道的路肩高程，宜高出桥涵前壅水水位（不计浪高）0.5m以上。3.4.3桥头锥体及引道应符合以下要求：1             桥头锥体及桥台台后510m长度内的引道，可用砂性土等材料填筑。在非严寒地区当无透水性土时，可就地取土经处理后填筑。2             锥坡与桥台两侧正交线的坡度，当有铺砌时，路肩边缘下的第一个8m高度内不宜陡于1:1；在812m高度内不宜陡于1:1.25；高出12m的路基，其12m以下的边坡坡度应由计算确定，但不应陡于1:1.5，变坡处台前宜设宽0.52.0m的锥坡平台；不受洪水冲刷的锥坡可采用不陡于1:1.25的坡度；经常受水淹没部分的边坡坡度不应陡于1:2。埋置式桥台和钢筋混凝土灌注桩式或排架桩式桥台，其锥坡坡度不应陡于1:1.5，对不受洪水冲刷的锥坡，加强防护时可采用不陡于1:1.25的坡度。3             洪水泛滥范围以内的锥坡和引道的边坡坡面，应根据设计流速设置铺砌层。铺砌层的高度应为：特大、大、中桥应高出计算水位0.5m以上；小桥涵应高出设计水位加壅水水位（不计浪高）0.25m以上。3.4.4              桥台侧墙后端和悬臂端梁桥深入桥头锥坡顶点以内的长度，均不应小于0.75m（按路基和锥坡沉实后计）。 高速公路、一级公路和二级公路的桥头宜设置搭板。搭板厚度不宜小于0.25m.，长度不宜小于5m。3.5       构造要求3.5.1桥涵结构应符合以下要求：1             结构在制造、运输、安装和使用过程中，应具有规定的强度、刚度、稳定性和耐久性。2             结构的附加应力、局部应力应尽量减小。3             结构型式和构造应便于制造、施工和养护。4             结构物所用材料的品质及其技术性能必须符合相关现行标准的规定。3.5.2公路桥涵应根据其所处环境条件选用适宜的结构型式和建筑材料，进行适当的耐久性设计，必要时尚应增加防护措施。3.5.3桥涵的上、下部构造应视需要设置变形缝或伸缩缝，以减小温度变化、混凝土收缩和徐变、地基不均匀沉降以及其他外力所产生的影响。高速公路、一级公路上的多孔梁（板）桥宜采用连续桥面筒支结构，或采用整体连续结构。3.5.4小桥涵可在进、出口和桥涵所在范围内将河床整治和加固，必要时在进、出口处设置减冲、防冲设施。3.5.5漫水桥应尽量减少桥面和桥墩的阻水面积，其上部构造与墩台的连接必须可靠，并应采取必要的措施使基础不被冲毁。3.5.6桥涵应有必要的通风、排水和防护措施及维修工作空间。3.5.7需设置栏杆的桥梁，其栏杆的设计，除应满足受力要求外，尚应注意美观，栏杆高度不应小于1.1m。3.5.8安装板式橡胶支座时，应保证其上下表面与梁底面及墩台支承垫石顶面平整密贴、传力均匀，不得有脱空的橡胶支座。当板式橡胶支座设置于大于某一规定坡度上时，应在支座表面与梁底之间采取措施，使支座上、下传力面保持水平。弯、坡、斜、宽桥梁宜选用圆形板式橡胶支座。公路桥涵不宜使用带球冠的板式橡胶支座或坡形的板式橡胶支座。墩台构造应满足更换支座的要求。3.6桥面铺装、排水和防水层3.6.1桥面铺装的结构型式宜与所在位置的公路路面相协调。桥面铺装应有完善的桥面防水、排水系统。高速公路和一级公路上特大桥、大桥的桥面铺装宜采用沥青混凝土桥面铺装。3.6.2桥面铺装应设防水层。圬工桥台背面及拱桥拱圈与填料间应设置防水层，并设盲沟排水。3.6.3高速公路、一级公路上桥梁的沥青混凝土桥面铺装层厚度不宜小于70mm；二级及二级以下公路桥梁的沥青混凝土桥面铺装层厚度不宜小于50mm。沥青混凝土桥面铺装尚应符合现行公路沥青路面设计规范的有关规定。3.6.4水泥混凝土桥面铺装面层（不含整平层和垫层）的厚度不宜小于80mm，混凝土强度等级不应低于C40。水泥混凝土桥面铺装层内应配置钢筋网。钢筋直径不应小于8mm，间距不宜大于100mm。水泥混凝土桥面铺装尚应符合公路水泥混凝土路面设计规范（JTGD40）的有关规定。3.6.5正交异性板钢桥面沥青混凝土铺装结构应根据桥梁纵面线形、桥梁结构受力状态、桥面系的实际情况、当地气象与环境条件、铺装材料的性能等综合研究选用。3.6.6桥面伸缩装置应保证能自由伸缩，并使车辆平稳通过。伸缩装置应具有良好的密水性和排水性，并应便于检查和清除沟槽的污物。特大桥和大桥宜使用模数式伸缩装置，其钢梁高度应按计算确定，但不应小于70mm，并应具有强力的锚固系统。3.6.7桥面应设排水设施。跨越公路、铁路、通航河流的桥梁，桥面排水宜通过设在桥梁墩台处的竖向排水管排入地面排水设施中。3.7养护及其他附属设施3.7.1特大、大桥上部构造宜设置检查平台、通道、扶梯、箱内照明、入口井盖等专门供检查和养护用的设施，保证工作人员的正常工作和安全。条件许可时，特大、大桥应设置检修通道。特大桥和大桥的墩台宜根据需要设置测量标志，测量标志的设置应符合有关标准的规定。3.7.2跨越河流或海湾的特大、大、中桥宜设置水尺或标志，较高墩台宜设围栏、扶梯等。3.7.3斜拉桥和悬索桥的桥塔必须设置避雷设施。3.7.4特大、大、中桥视需要设防火、照明和导航设备以及养护工房、库房和守卫房等，必要时可设置紧急电话。4 作用4.1作用分类、代表值和作用效应组合4.1.1公路桥涵设计采用的作用分为永久作用、可变作用和偶然作用三类，规定于表4.1.1。  表4.1.1作用分类编号作用分类作用名称1永久作用结构重力（包括结构附加重力）2预加力3土的重力4土侧压力5混凝土收缩及徐变作用6水的浮力7基础变位作用8可变作用汽车荷载9汽车冲击力10汽车离心力11汽车引起的土侧压力12人群荷载13汽车制动力14风荷载15流水压力16冰压力17温度（均匀温度和梯度温度）作用18支座摩阻力19偶然作用地震作用20船舶或漂流物的撞击作用21汽车撞击作用4.1.2公路桥涵设计时，对不同的作用应采用不同的代表值。1       永久作用应采用标准值作为代表值。2       可变作用应根据不同的极限状态分别采用标准值、频遇值或准永久值作为其代表值。承载能力极限状态设计及按弹性阶段计算结构强度时应采用标准值作为可变作用的代表值。正常使用极限状态按短期效应（频遇）组合设计时，应采用频遇值作为可变作用的代表值；按长期效应（准永久）组合设计时，应采用准永久值作为可变作用的代表值。3       偶然作用取其标准值作为代表值。4.1.3作用的代表值按下列规定取用：1            永久作用的标准值，对结构自重（包括结构附加重力），可按结构构件的设计尺寸与材料的重力密度计算确定。2            可变作用的标准值应按本规范有关章节中的规定采用。可变作用频遇值为可变作用标准值乘以频遇值系数  。可变作用准永久值为可变作用标准值乘以准永久值系数。3            偶然作用应根据调查、试验资料，结合工程经验确定其标准值。4.1.4作用的设计值规定为作用的标准值乘以相应的作用分项系数。4.1.5公路桥涵结构设计应考虑结构上可能同时出现的作用，按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行作用效应组合，取其最不利效应组合进行设计：1   只有在结构上可能同时出现的作用，才进行其效应的组合。当结构或结构构件需做不同受力方向的验算时，则应以不同方向的最不利的作用效应进行组合。2   当可变作用的出现对结构或结构构件产生有利影响时，该作用不应参与组合。实际不可能同时出现的作用或同时参与组合概率很小的作用，按表4.1.5规定不考虑其作用效应的组合。              表4.1.5  可变作用不同时组合表编号作用名称不与该作用同时参与组合的作用编号13汽车制动力15，16，1815流水压力13，1616冰压力13，1518支座摩阻力13 3   施工阶段作用效应的组合，应按计算需要及结构所处条件而定，结构上的施工人员和施工机具设备均应作为临时荷载加以考虑。组合式桥梁，当把底梁作为施工支撑时，作用效应宜分两个阶段组合，底梁受荷为第一个阶段，组合梁受荷为第二个阶段。4   多个偶然作用不同时参与组合。4.1.6公路桥涵结构按承载能力极限状态设计时，应采用以下两种作用效应组合：1  基本组合。永久作用的设计值效应与可变作用设计值效应相结合，其效应组合表达式为：     （4.1.6-1）或          （4.1.6-2）式中     Sud 承载能力极限状态下作用基本组合的效应组合设计值。          结构重要性系数，按本规范表1.0.9规定的结构设计安全等级采用，对应于设计安全等级一级、二级和三级分别取1.1、1.0和0.9； 第i个永久作用效应的分项系数，应按表4.1.6的规定采用；  第i个永久效应的标准值和设计值；汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）的分项系数，取rQ1=1.4。当某个可变作用在效应组合中其值超过汽车荷载效应时，则该作用取代汽车荷载，其分项系数应采用汽车荷载的分项系数；对专为承受某作用而设置的结构或装置，设计时该作用的分项系数取与汽车荷载同值；计算人行道板和人行道栏杆的局部荷载，其分项系数也与汽车荷载取同值。SQ1k、SQ1d汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）的标准值和设计值；在作用效应组合中除汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）、风荷载外的其他第j个可变作用效应的分项系数，取RQj=1.4，但风荷载的分项系数取；=1.1；SQjk、SQJD在作用效应组合中出汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）外的其他第J个可变作用效应的标准值和设计值； 在作用效应组合中除汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）外的其他可变作用效应的组合系数，当永久作用与汽车荷载和人群荷载（或其他一种可变作用）组合时，人群荷载（或其他一种可变作用）的组合系数取=0.80；当除汽车荷载（含汽车冲击力、离心力）外尚有两种其他可变作用参与组合时，其组合系数取 =0.70；尚有三种可变作用参与组合时，其组合系数取=0.60；尚有四种及多于四种的可变作用参与组合时，取=0.50。   设计弯桥时，当离心力与制动力同时参与组合时，制动力标准值或设计值按70%取用。2  偶然组合。永久作用标准值效应与可变作用某种代表值效应、一种偶然作用标准值效应相组合。偶然作用的效应分项系数取1.0；与偶然作用同时出现的可变作用，可根据观测资料和工程经验取用适当的代表值。地震作用标准值及其表达式按现行公路工程抗震设计规范规定采用。            表4.1.6  永久作用效应的分项系数 编号作用类别永久作用分项系数对结构的承载能力不利时对结构的承载能力有利时1混凝土和圬工结构重力（包括结构附加重力）1.21.0钢结构重力（包括结构附加重力）1.1或1.22预加力1.21.03土的重力1.21.04混凝土的收缩及徐变作用1.01.05土侧压力1.41.06水的浮力1.01.07基础变位作用混凝土和圬工结构0.50.5钢结构1.01.0 注：本表编号1中，当钢桥采用钢桥面板时，永久作用效应分项系数取1.1；当采用混凝土桥面板时，取1.2。            4.1.7公路桥涵结构按正常使用极限状态设计时，应根据不同的设计要求，采用以下两种效应组合：1     作用短期效应组合。永久作用标准值效应与可变作用频遇值效应相组合，其效应组合表达式为：               （4.1.7-1）    式中    Ssd作用短期效应组合设计值；          第j个可变作用效应的频遇值系数，汽车荷载（不计冲击力）   =0.7，人群荷载   =1.0，风荷载    =0.75，温度梯度作用=0.8，其他作用 =1.0；          第j个可变作用效应的频遇值。2作用长期效应组合。永久作用标准值效应与可变作用准永久值效应相组合，其效应组合表达式为：             （4.1.7-2）式中   Sld作用长期效应组合设计值；第j个可变作用效应的准永久值系数，汽车荷载（不计冲击力）   =0.4，人群荷载 =0.4，风荷载    =0.75，温度梯度作用=0.8，其他作用 =1.0；第j个可变作用效应的准永久值。            4.1.8结构构件当需进行弹性阶段截面应力计算时，除特别指明外，各作用效应的分项系数及组合系数均取1.0，各项应力限值按各设计规范规定采用。            4.1.9验算结构的抗倾覆、滑动稳定时，稳定系数、各作用的分项系数及摩擦系数，应根据不同结构按各有关桥涵设计规范的规定确定，支座的摩擦系数可按本规范表4.3.11规定采用。            4.1.10构件在吊装、运输时，构件重力应乘以动力系数1.2或0.85，并可视构件具体情况作适当增减。            4.2永久作用4.2.1结构自重及桥面铺装、附属设备等附加重力均属结构重力，结构重力标准值可按表4.2.1所列常用材料的重力密度计算。            表4.2.1    常用材料的重力密度材料种类重力密度（kN/m3）材料种类重力密度（kN/m3）钢、铸钢78.5浆砌片石23.0铸铁72.5干砌块石或片石21.0锌70.5沥青混凝土23.024.0铅114.0沥青碎石22.0黄铜81.1碎（砾石）21.0青铜87.4填土17.018.0钢筋混凝土或预应力混凝土25.026.0填石19.020.0混凝土或片石混凝土24.0石灰三合土、石灰土17.5浆砌块石或料石24.025.0  4.2.2预加力在结构进行正常使用极限状态设计和使用阶段构件应力计算时，应作为永久作用计算其主效应和次效应，并计入相应阶段的预应力损失，但不计由于预加力偏心距增大引起的附加效应。在结构进行承载能力极限状态设计时，预加力不作为作用，而将预应力钢筋作为结构抗力的一部分，但在连续梁等超静定结构中，仍需考虑预加力引起的次效应。4.2.3土的重力及土侧压力按下列规定计算：1静土压力的标准值可按下列公式计算：                           （4.2.3-1）                      （4.2.3-2）                     （4.2.3-3）式中任一高度h处的静土压力强度（kn/m2）；压实土的静土压力系数；土的重力密度（KN/m3）；土的内摩擦角（°  ）h填土顶面至任一点的高度（m）；H填土顶面至基底高度（m）；Ej高度H范围内单位宽度的静土压力标准值（KN/m）；在计算倾覆和滑动稳定时，墩、台、挡土墙地面以下不受冲刷部分土的侧压力可按静土压力计算。2主动土压力的标准值可按下列公式计算（图4.2.3-1）；1）        当土层特性无变化且无汽车荷载时，作用在桥台、挡土墙前后的主动土压力标准值可按下式计算：                                                 （4.2.3-4）                    （4.2.3-5） 式中   E主动土压力标准值（KN）；土的重力密度（KN/m3）；B桥台的计算宽度或挡土墙的计算长度（m）；H计算土层高度（m）；填土表面与水平面的夹角，当计算台后或墙后的主动土压力时，按图4.2.3-1（a）取正值；当计算台前或墙前主动土压力时， 按图4.2.3-1（b）取负值；桥台或挡土墙背与竖直面的夹角，俯墙背（如图4.2.3-1）时为正值，反之为负值；台背或墙背与填土间的摩擦角，可取=。  主动土压力的着力点自计算土层底面算起，C=H/3。2）        当土层特性无变化但有汽车荷载作用时，作用在桥台、挡土墙后的主动土压力标准值在 时可按下式计算：                （4.2.3-6）式中h汽车荷载的等代均布土层厚度（m）。主动土压力的着力点自计算土层底面算起，。3）        当时，破坏棱体破裂面与竖直线间夹角的正切值可按下式计算：   （4.2.3-7）式中 。3       当土层特性有变化或受水位影响时，宜分层计算土的侧压力。4       土的重力密度和内摩擦角应根据调查或试验确定，当无实际资料时，可按照本规范表4.2.1和现行的公路桥涵地基与基础设计规范采用。5       承受土侧压力的柱式墩台，作用在柱上的土压力计算宽度，按下列规定采用（图4.2.3-2）：（1）              当LID时，作用在每根柱上的土压力计算宽度按下式计算：                      （4.2.3-8）  式中   b土压力计算宽度（m）；         D柱的直径或宽度（m）；         柱间净距（m）；          n柱数。2）当LID时，应根据柱的直径或宽度来考虑柱间空隙的折减。当D1.0m时，作用在每一柱上的土压力计算宽度可按下式计算：                                 （4.2.3-9）当D1.0m时，作用在每一柱上的土压力计算宽度可按下式计算：                       （4.2.3-10）6       压实填土重力的竖向和水平压力强度标准值，可按下式计算：竖向压力强度                                        （4.2.3-11）      水平压力强度                 (4.2.3-12)                             （4.2.3-13）式中     土的重力密度（kN/m3）；         h计算截面至路面顶的高度（m）；         侧压系数。4.2.4       水的浮力可按下列规定采用：1  基础底面位于透水性地基上的桥梁墩台，当验算稳定时，应考虑设计水位的浮力；当验算地基应力时，可仅考虑低水位的浮力，或不考虑水的浮力。2  基础嵌入不透水性地基的桥梁墩台不考虑水的浮力。3  作用在桩基承台底面的浮力，应考虑全部底面积。对桩嵌入不透水地基并灌注混凝土封闭者，不应考虑桩的浮力，在计算承台底面浮力时应扣除桩的截面面积。4  当不能确定地基是否透水时，应以透水或不透水两种情况与其他作用组合，取其最不利者。             4.2.5混凝土收缩及徐变作用可按下述规定取用：1       外部超静定的混凝土结构、钢和混凝土的组合结构等应考虑混凝土收缩及徐变的作用。2       混凝土的收缩应变和徐变系数可按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62）的规定计算。3       混凝土徐变的计算，可假定徐变与混凝土应力呈线性关系。4       计算圬工拱圈的收缩作用效应时，如考虑徐变影响，作用效应可乘以0.45折减系数。            4.2.6超静定结构当考虑由于地基压密等引起的长期变形影响时，应根据最终位移量计算构件的效应。