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桥梁纵断面的设计分析

2015-01-01吉亚祥江苏省交通科学研究院股份有限公司江苏南京210003

江西建材 2015年5期
关键词:墩台跨径坡度

■吉亚祥 ■江苏省交通科学研究院股份有限公司,江苏 南京 210003

1 确定桥梁的总跨径

桥梁总跨径的计算大多数是普通的水文计算。它的计算原则有:规定的桥梁使用年限里,能够做到洪水能顺利进行排水;河流中出现的冰块和船、木筏可以安全通过;不能因为对河床的过度缩小而导致河道、河岸变迁不便,不能淹没农地,屋子及城市和其它公共设施等。对桥来说,要避免过度缩短渠道,为河床带来不好的影响。

有一些特殊情况可以减少建设费用,在不超过规定的冲刷系数情况下,适度的加大桥下的冲刷,这样来减少桥梁的总跨长。比如,有深埋条件的桥梁是可以经受住强度大点的冲刷的,这样可以缩短总跨径;而那些处在地势低平地区的宽阔河流,流动速度缓慢,河流上物品少,在这种地区进行压缩桥梁时需要仔细的测量,并考虑河流周边的田地,建筑群会不会受到影响。

2 桥梁的分孔

当桥的长度过长时,就应该对桥梁结构进行分孔,对于孔的直径大小的确定需要考虑周全,因为它对桥的质量和操作难度都会造成一定的影响,更会对桥的整体造价造成影响。比如,选择大直径的孔,这样孔的数量少了,墩台的成本也就低了,但是桥梁的上部分的成本却会增高;选择小直径的孔,孔的数量就多了,上部分的成本降低了,但是墩台的成本却是增加了。所以,一般哪种方式经济就选择哪种,但是不管是哪一种分孔方式都要满足以下要求:(1)有船只通过的河流在分孔的时候就要考虑到船只能否穿过。在设计通航孔时,要考虑那个流域通行最方便。而变迁性河流,则需要考察实际情况,酌情多分几个孔;(2)地势低平,流域宽广的河流,往往只需要在主河道上设计大一些的通航孔,两边就只需按成本最低方式分孔;(3)那些处在山区,地势险峻,水流湍急的河流,在建造桥梁时需要扩大桥梁的跨径,以减少在桥梁中间设置墩台。最好是桥梁中间不设墩台,直接使用单孔;(4)使用多孔桥连续系统,要考虑结构应力特性,以便侧孔和中孔跨距中弯矩几乎相等,并合理确定相邻跨之间的比例;(5)如果河流中出现了类似溶洞这样的危险地形,在分孔的时候可以考虑避开,加大桥梁的跨径;(6)还需要根据施工队伍的实际能力来选择跨径,一定要具备与之相符的施工技术和设备;(7)建造在城市里的桥梁在施工时,还需要考虑周边环境,综合多方面因素选择最合适的分孔方式。

总的来说,分孔是一件非常繁琐的事,需要考虑的问题有很多,要进行各种分析比较后,选择一个最佳方案。

3 桥面标高的确定

跨河大桥的桥梁道路标高要考虑排水和通航,跨线桥应该保证桥下的交通安全。在平原地区的桥梁,桥路海拔高程大幅提高往往伴随着大桥引道堤土方工程。在城市桥梁的建设过程中,太高的桥会对城市美观造成不利影响,而交叉或高架桥不可避免地会导致成本增加。所以这些因素都要考虑到,来确定最佳的桥高。

(1)为了确保桥下的水间隙,梁桥的底部比相应的设计洪水水位最少高0.5米,最高水位0.75;支持底座应该高于设计洪水位最少0.25米,高于最高洪水位最少0.50米,如果轴承部分有阻隔水的围栏时,就可以不用考虑这些。如果可流里有冰块或其他物品漂浮,那么桥间隙应根据具体实际情况决定。有淤积河床的河流,间隙需要适当提高。不用通航的河流,桥间隙最小值可见表1;没有压力涵洞的设计洪水频率标准水平可见表2。

表1 非通航河流桥下最小净空

表2 无压力式涵洞内顶点至最高流水面的净高

(2)如果河流允许通航及通行木筏,那么桥梁的通航孔就需要考虑桥下的通航安全,这时,孔的高度就要高于规定的通航高度。孔的最小净空应满足《通航海轮桥梁通航标准》(JTJ311-1997)和《内河通航标准》(GB50139-2004)。

(3)桥梁要跨越铁路或公路时,那么高度就要高于规定的车辆净空高度。在这种桥梁的设计过程中,不仅要考虑桥下的通行安全要求,还要考虑桥下车辆在驾驶时的视线有没有被阻挡,能否清晰观察道路信息。

桥梁的高度确定以后,就可以根据桥两端的地形条件来进行下一步设计:纵断面的设计。常见的是设计成有坡度的桥梁,这样的不仅实用美观且利于桥面的排水。

4 纵坡

一般的大型或者中型桥,都会从桥的中间向桥的两端做成坡度,这样子可以方便排水。如果桥面离地较高,那一般会设计成人字形的坡度。大型桥和中型桥的坡度不能大于4%。桥头引道的坡度不能大于5%,桥梁处于交通要道时,桥上纵坡和桥头引道纵坡度都不能大于3%。

5 基础埋置深度

桥基的埋藏深度直接影响到桥的质量与使用安全,深度的选择要根据实际情况来决定,一般受到地质、承受能力、桥梁结构、水流情况、施工队伍等条件的影响。

6 结语

在设计桥梁时需要遵守以下原则:经济、美观实用、安全。在经济方面需要进行严格的分析和比较,选择最经济的方式;在安全方面要考虑更多,桥梁的强度、稳定性、耐用性都要注意,还要考虑到车流量的增长等方面。这样面面俱到,最大限度的体现桥梁的使用价值。

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