浅谈桥梁纵断面设计

徐 闯

(黑龙江省公路勘察设计院)

浅谈桥梁纵断面设计

徐 闯

(黑龙江省公路勘察设计院)

摘 要:介绍桥梁纵断面设计。包括总跨径确定、桥梁的分孔、桥面标高、桥上和桥头引道的纵坡以及基础的埋置深度的确定。

关键词:桥梁;纵断面;设计

1 桥梁总跨径的确定

桥涵孔径的设计必须保证设计洪水以内的各级洪水及泥石流、漂流物等安全通过，并应考虑壅水、冲刷对上下游的影响，确保桥涵附近路堤的稳定。桥梁的总跨径一般根据水文计算确定。由于桥梁墩台和桥头路堤压缩了河床，使桥下过水断面减少，流速加大，引起河床冲刷，因此桥梁总跨径必须保证桥下有足够的排洪面积，使河床不致产生过大的冲刷。但为了不致因总跨径过大而增加桥梁的总长度，同时又要允许有一定的冲刷，因此桥梁的总跨径不能机械地根据计算和规定的冲刷系数来确定，而必须按具体情况分别对待。如当桥梁墩台基础埋置较浅时，桥梁的总跨径应大一些，可接近于洪水泛滥宽度，以避免河床过多的冲刷而引起桥梁破坏;对于深基础，允许较大冲刷，可适当压缩河床。

2 桥梁的分孔

桥梁的分孔关系到桥梁的造价。跨径和孔数不同时，上部结构和墩台的总造价是不同的。跨径愈大，孔数愈少，上部结构的造价就愈大，而墩台的造价就愈小。最经济的跨径就是要使上部结构和墩台的总造价最低，因此当桥墩较高或地质不良，基础工程较复杂而造价较高时，桥梁跨径就选得大一些;反之，当桥墩较矮或地基较好时，跨径就可选得小一些。

在通航的河流上，首先应以桥下通航的要求来确定孔径，当通航跨径大于经济跨径时，通航孔按照通航要求确定孔径，其余的桥孔应根据上下部结构总造价最低的经济原则来决定跨径。当通航的跨径小于经济跨径时，按经济跨径布置桥孔。

在布置桥孔时，遇到不良的地质地段，如岩石破碎带、裂隙、溶洞等，应将桥基位置移开，或适当加大跨径。在山区河谷或水深流急的江河上，宜减少中间桥墩，应加大跨径或采用特大跨径单孔跨越。

在有些体系中，为了结构受力合理和用材经济，分跨布置时要考虑合理的跨径比例。

跨径选择还与施工能力有关，有时选用较大的跨径虽然在技术上和经济上是合理的，但由于缺乏足够的施工技术能力和机械设备，也不得不放弃而改用较小跨径。

3 桥面标高的确定

桥面的标高根据路线的纵断面设计和计算水位(设计洪水位计人壅水、浪高等)或最高流冰水位、桥下通航需要的净空来确定。

对于非通航河流，桥下净空最小值见表1。

对于无铰拱桥，拱脚允许被设计洪水位淹没，但一般不超过拱圈矢高的2/3，且拱顶底面至计算水位的净高不得小于1.0 m。

在不通航和无流筏的水库区域内，梁底面或拱顶底面离开水面的高度不应小于计算浪高的0.75倍加上0.25 m。

表1 非通航河流桥下最小净空

无压力式涵洞内顶点至洞内设计洪水频率标准水位的净高见表2。

表2 无压力式涵洞内顶点至最高流水面的净高

在通航和流放木筏的河流上，桥下净空应符合通航标准及流放木筏的要求。必须设置一孔或几孔能保证桥下有足够通航净空的通航孔。通航孔的最小净空应根据不同航道等级所规定的桥下净空尺寸确定，且应满足《通航海轮桥梁通航标准》(JTJ 311-1997)和《内河通航标准》(GB 50139-2004)。在设计跨越路线(铁路或公路)的立体交叉桥时，应保证桥下通行车辆的净空高度，并应满足视距和前方信息识别的要求。梁桥桥下净空如图1所示。

图1 梁桥桥下净空图(单位:m)

4 纵坡

大、中桥梁，为了利于桥面排水，常把桥面做成从桥中央向桥头两端纵坡为1%～2%的双面纵坡。当桥面由于通航要求而建得比较高时，为了缩短引桥和降低桥头引道路堤的高度，通常也设置人字形纵向坡度。大、中桥桥上的纵坡不宜大于4%，桥头引道的纵坡不宜大于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%。

5 基础埋置深度

桥梁基础埋置深度关系到桥梁的质量与安全，选择基础埋置深度应从实际出发，主要由桥位地质条件、荷载作用情况、上部结构的形式、水流的冲刷、地层的冻结深度、最小埋置深度和施工条件等因素综合确定。

中图分类号:U442

C

1008-3383(2011)06-0181-01

收稿日期:2011-04-18