城市道路与交通规划第九章

第9章城市桥梁城市道路与交通规划（1）第9章城市桥梁9.1概述我国城市众多，城市化进程发展迅速，在城市规划建设中，必然会有大量桥梁技术和艺术方面的问题需要规划工作者去处理。拓宽专业始业，优化知识结构，是做好今后规划工作的基础。在城市道路、城市铁路及轨道交通建设中，为了跨越各种障碍物(如河流、线路等)必须修建各种类型的桥梁。桥梁是城市交通中的重要组成部分，在日常运营及灾害破坏情况下的紧急救援中，都起着关键性的作用。第9章城市桥梁9.2桥梁的组成和分类桥梁----路线遇到河流或其他线路等障碍物时，为了保持道路的连续性,充分发挥其正常的运输能力,就需要建造专门的人工构造物来跨越各种障碍、建筑物。桥梁在工程上——占公路总造价的10~20%。作用：保证桥上的交通运行、桥下水流的宣泄、船只的通航或车辆、行人等的通行。桥梁在经济、战争中具有非常重要的地位;桥梁是一种空间艺术——立交、高架。。。第9章城市桥梁9.2.1桥梁的基本组成1.桥跨结构(梁)2.支座系统bearing3.桥墩pier4.桥台abutment5.墩台基础foundation6.根据需要可修筑护岸、导流结构物等附属工程。下部结构substructure上部结构superstructure桥面构造(五个小部件)第9章城市桥梁9.2.1桥梁的基本组成主要尺寸和术语名称净跨径(l0)\总跨径(∑l0)\计算跨径(l)桥梁全长\桥梁高度桥下净空高度H\建筑高度\容许建筑高度净矢高f0\计算矢高\矢跨比涵洞设计水位第9章城市桥梁第9章城市桥梁9.2.2桥梁的主要类型按桥梁基本体系、用途、大小规模和建桥材料等进行分类。按用途分：城市桥梁、公路桥、铁路桥、公路铁路两用桥、农桥、人行桥、运水桥(渡槽)及其他专用桥梁(如通过管路、电缆等。按材料分：圬工桥、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥、钢桥和木桥。按跨越障碍性质分：跨河桥、跨线桥、高架桥和栈桥。按行车道位置分：上承式、下承式和中承式桥。第9章城市桥梁9.2.2桥梁的主要类型按桥梁全长和跨径不同，分为特殊大桥、大桥、中桥和小桥。总宽度大于或等于30m的城市桥梁，可在原分类基础上提高一类来考虑。国际标准：单跨跨径小于150m属于中、小桥梁；大于150m为大桥。桥梁分类公路桥桥梁总长/m单孔跨径/m特殊大桥L1≥500L≥100大桥100≤L1≤50040≤l≤100中桥30＜L1＜10020≤l＜40小桥8≤L1≤305≤l＜20涵洞8＜L1l＜5第9章城市桥梁9.2.2桥梁的主要类型特大桥只与桥型有关。混凝土桥案施工方法可分为整体式和装配式。除固定桥外，还可以按特殊的条件，修建开合桥、浮桥、漫水桥等等。9.3城市桥梁的总体规划和设计要点9.3.1城市桥梁的总体规划原则和基本设计资料桥梁应根据所设计桥梁的使用任务、性质和所在线路的远景发展需要，按照适用、经济、安全、美观的原则设计。桥梁类型悬索桥斜拉桥钢拱桥混凝土拱桥跨径l(m)＞1000＞500＞500＞300第9章城市桥梁9.3.1.1城市桥梁设计的基本要求1.使用上的要求：桥上要保证车辆和行人的安全畅通，还要有足够的承载、安全通航或通车以及泄洪能力；既满足当前的要求，又照顾今后的发展，既满足交通运输本身的需要，也要兼顾其它方面的要求。2.经济上的要求：一切桥梁设计应体现经济上的合理性。必须经过详细周密的技术经济比较，应充分考虑桥梁在使用期间的运营条件以及养护、维修等方面的问题。第9章城市桥梁9.3.1.1城市桥梁设计的基本要求3.安全上的要求：保证整个桥梁结构及其各部分构件在制造、运输、安装和使用过程中应具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性。在地震地区还要考虑抵御地震破坏力的要求。此外，还需注意在使用过程中，对航运、车辆、行人的安全。对桥墩的布置、照明、排水、荞面线形、纵横坡、易燃管线过桥等都要注意结构安全和使用安全。第9章城市桥梁9.3.1.1城市桥梁设计的基本要求4.设计上的要求：桥梁设计应根据因地制宜、就地取材、方便施工的原则，合理选用适当的桥型。应积极采用新结构、新设备、新材料、新工艺和新的设计思想。5.施工上的要求：桥梁结构应便于制造和安装，尽量采用先进的工艺技术和施工机械，满足快速施工的要求。6.美观上的要求：在满足上述要求的前提下，桥梁应具有优美的外型，并与周围的景致相协调。通达之美、凌空之美、流畅之美及刚柔之美。第9章城市桥梁9.3.1.2桥位选择与布置桥位选择特大桥、大、中桥的桥位原则上应服从路线总的走向，路与桥需要综合考虑。应尽量选择在河道顺直、水流稳定、河面较窄、地质良好、冲刷较少的河段上，避免桥梁与河流斜交。小桥的位置应完全服从线路走向。大方向上，应服从桥梁所在线路的走向；大范围内，应服从路网规划的要求；小范围内，桥位可作适当挪动以便比较；第9章城市桥梁9.3.1.2桥位选择与布置桥位选择城市桥梁应满足城市总体规划的要求。桥位选择要注意线与桥的辩证关系，重要桥梁应通过路桥综合比较后确定桥位。应从国民经济发展和国防需要出发，考虑铁路、水利、航运和市政等方面的规划，尽可能协调配合；一般应服从线路的总方向，并满足桥头接线的要求；尽量少占用农田；要考虑施工场地、材料运输等要求。第9章城市桥梁9.3.2城市桥梁纵、横断面设计和平面布置9.3.2.1桥梁纵断面设计桥梁纵断面设计主要的任务是确定①桥梁的总跨径；②桥梁的分孔；③桥道标高与桥下净空(流水净空和通航净空)；④桥道纵坡的确定(桥上及桥头引道的纵坡等)。⑴桥梁总跨径的确定桥梁的总跨径一般根据水文计算确定。要求桥梁总跨径必须保证桥下有足够的排洪面积，使河床不致遭受过大的冲刷。第9章城市桥梁9.3.2.1桥梁纵断面设计⑵桥梁分孔：根据通航要求、地形和地质情况、水文情况以及技术、经济和美观的条件加以确定。通航：通航孔按通航净宽来确定，其余的则选用经济跨径；但对于变迁性河流，则需多设几个通航孔；地形地质：为避免过多水下施工和不良地质，可以特别加大跨径；技术：施工技术和机械设备有时极大地限制了经济上合理的较大跨径；第9章城市桥梁9.3.2.1桥梁纵断面设计⑵桥梁分孔：经济：一般说来当上部结构造价与下部结构造价基本一样时，总的造价最低；其他：受力的需要美观的需要战备的需要。第9章城市桥梁9.3.2.1桥梁纵断面设计(3)桥梁各标高第9章城市桥梁9.3.2.1桥梁纵断面设计(4)桥上及桥头引道的纵坡桥上纵坡4%，桥头引道纵坡5%，城市中心的桥梁引道纵坡3%；当桥梁受到两岸地形限制时，允许修建坡桥。9.3.2.2桥梁横断面设计桥梁横断面设计，主要是确定桥面净空和与此相适应的桥跨结构横断面的布置。《公路桥涵设计通用规范》(JTJ021-89)(以下简称《桥规》)规定了公路桥面净空限界及桥面布置的尺寸规定。第9章城市桥梁9.3.2.2桥梁横断面设计桥面构造包括行车道铺装、排水防水系统、人行道(或安全带)、缘石、栏杆、照明灯具和伸缩缝等。桥面构造直接与车辆、行人接触，它对桥梁结构起保护作用，使桥梁能正常使用。同时，桥面构造多属外露部位，其选择是否合理，布置是否恰当，直接影响桥梁的使用功能、布局和美观。第9章城市桥梁9.3.2.2桥梁横断面设计桥上人行道和自行车道的设置，应根据需要而定，并与路线前后布置配合,必要时自行车道和行车道宜设置适当的分隔设施。不设自行车道和人行道时，可设置栏杆和安全带。为了桥面上排水的需要,桥面应根据不同类型的桥面铺装,设置从桥面中央倾向两侧的1.5%～3.0%的横坡,人行道宜设置向行车道倾斜1%的横坡。第9章城市桥梁9.3.2.2桥梁横断面设计桥梁横断面布置桥梁断面布置包括桥面净空、桥面宽度、行车道宽度、机动车道布置和人行道、自行车道布置等。桥梁横断面布置的一般要求流水净空的确定桥面横坡桥面布置第9章城市桥梁9.3.2.2桥梁横断面设计桥梁横断面布置-公路桥宽需要考虑行车道宽度、路缘带宽度、分隔带宽度、路肩（或紧急停车带）宽度、非机动车道宽度等。-一般与线路等级有关，根据规范确定。-公路桥行车道宽度等于车道宽度与车道数的乘积。-高速公路桥梁不设人行道，设置检修道。-一般公路桥梁人行道宽度0.75或1.0m，大于1.0m时按0.5m级差递增第9章城市桥梁9.3.2.2桥梁横断面设计1．桥面铺装桥面铺装即行车道铺装，亦称桥面保护层，它是车轮直接作用的部分。桥面铺装的作用是防止车辆轮胎或履带直接磨耗行车道板，保护主梁免受雨水侵蚀；并对车辆轮重的集中荷载起一定的分布作用。因此，行车道铺装要求有一定强度，防止开裂，并保证耐磨。2．桥面纵横坡桥面设置纵横坡有利于雨水迅速排除，防止或减少雨水对铺装层的渗透，保护行车道板，延长桥梁使用寿命。3．桥面排水和防水设施桥面的积水渗入结构会导致钢筋或金属构件的锈蚀；在北方冬季会结冰引起混凝土破坏，影响桥梁的耐久性降低其使用寿命。第9章城市桥梁9.3.2.2桥梁横断面设计桥梁横断面布置桥梁横断面布置的一般要求流水净空的确定桥面横坡桥面布置桥面净空尺寸的确定第9章城市桥梁9.3.2.3桥梁平面布置桥梁纵跨径的确定桥梁的分孔桥梁标高的确定流水净空的确定通航净空的确定桥道纵坡的确定第9章城市桥梁9.4.1梁式体系桥9.4.1.1按承重结构的截面形式划分板桥----承重结构是矩形钢筋混凝土板预应力混凝土板。肋梁桥----横截面内形成明显肋形结构。箱形梁桥----截面呈一个或几个封闭的箱形。9.4.1.2按承重结构的静力体系划分简支梁桥----最广泛、最简单的静定结构。连续梁桥----承重结构不间断的连续跨越机构桥孔。悬臂梁桥----主体是长度超出跨径的悬臂结构。第9章城市桥梁9.4.2拱式体系桥9.4.2.1拱桥的特点承重结构是拱圈、拱肋(拱箱)。优点：跨越能力大，就地取材，耐久性好，养护维修少，外形美观，构造简单。缺点：水平推力大。9.4.2.2拱桥的组成和分类拱桥的主要组成上部结构：拱圈和拱上建筑。桥面：行车道、人行道及两侧的栏杆或砌筑。第9章城市桥梁9.4.2.2拱桥的组成和分类拱桥的主要组成上部结构：拱圈和拱上建筑。桥面：行车道、人行道及两侧的栏杆或砌筑。下部结构：桥墩、桥台及基础。拱桥的主要类型：按建材分：圬工/钢筋混凝土/钢拱桥。按拱上结构分：实腹/空腹。第9章城市桥梁9.4.3钢架体系桥9.4.3.1刚架桥主要承重结构是梁，或板和墩台(支柱)整体结合在一起的钢架结构。同样跨径，建筑高度小，可单跨或双跨。9.4.3.2T形刚架桥结合了刚架桥和多孔静定悬臂梁桥的特点。上部形成T字形悬臂结构。9.4.3.3连续刚构桥T形钢构与连续梁结合，将T形钢构桥墩减薄，形成柔性桥墩，是墩梁固结而形成连续钢构桥。第9章城市桥梁9.4.4悬索桥用悬挂在两边塔架上的缆索作为主要承重结构，通常需要在两岸桥台后方修筑锚碇结构。自重轻，能以较小建筑高度跨越特大跨度。9.4.5组合体系桥由几个不同体系的结构组合而成的桥梁。一般可用钢筋混凝土建造，大跨径桥以预应力混凝土或钢材为宜。第9章城市桥梁9.4.5.1梁拱组合体系桥有系杆拱桥、桁架桥、多跨拱梁结构等。9.4.5.2斜拉桥由承压的塔、承弯的梁体与受拉的斜缆相结合的一种组合体系。自重减轻，跨度增加。索面跨越选择单索面和双索面。一般为三孔桥，中孔为主孔。第9章城市桥梁9.5城市桥梁墩、台和基础9.5.1概述9.5.2桥墩的类型与构造9.5.3桥台的类型与构造9.5.4城市桥梁基础9.5.4.1浅基础9.5.4.2桩基础9.5.4.3沉井基础第9章城市桥梁9.5城市桥梁墩、台和基础9.5.1概述组成墩台帽墩台身基础承受荷载上部结构竖向力水平力弯矩地震力风力流水压力等构造实体墩空心墩柱式墩框架墩等受力刚性墩柔性墩按截面形式分矩形圆形园端形尖端形第9章城市桥梁9.5.2桥墩的类型与构造类型重力式桥台轻型桥台框式桥台组合式桥台承拉式桥台第9章城市桥梁9