乡村公路培训桥涵设计

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一、桥梁的组成、分类及总体规划设计 二 、梁桥的构造和设计 三 、拱桥的构造和设计 农村公路新建桥梁常用桥型设计 一、桥梁的组成、分类及总体规划设计 1 、桥梁的组成 上部结构 ：承受车辆荷载，并通过支座传给墩台 下部结构：支承桥跨结构的建筑物 支座：传力装置 附属设施：桥面铺装；排水防水系统；栏杆；伸缩缝 农村公路新建桥梁常用桥型设计 农村公路新建桥梁常用桥型设计 设计洪水位：桥梁设计中按规定的设计洪水频率计算所得的高水位 净跨径 ：相邻两个桥墩 ( 或桥台 ) 顶之间的净距 计算跨径 ：桥跨结构相邻两个支座中心之间的距离 标准 跨径：梁桥桥墩中线间或桥墩中线与台背前缘间的距离 总 跨径：多孔桥梁中各孔净跨径的 总和 农村公路新建桥梁常用桥型设计 桥长：桥梁两端两个桥台的侧墙或耳墙后端点之间的距离 桥高：桥面与低水位间的高差，或桥面与桥下线路路面间的距离 桥下净空：通航水位至桥跨结构最下缘之间的距离 桥梁建筑高度：上部结构底缘至桥面顶面的垂直距离 农村公路新建桥梁常用桥型设计 净矢高： 拱桥拱顶 截面下缘至起拱线的水平线间的 垂直距离 矢跨比 ： 拱桥的 矢高与计算跨径之比 农村公路新建桥梁常用桥型设计 2 、 桥梁 的分类 （ 1 ）按 受力体系划分 梁式桥、拱式桥、刚架桥、悬索桥、组合 体系 桥 （ 2 ） 按用途划分 公路桥、铁路桥、公路 铁路两用 桥、人行桥、运 水 桥、其它 专用 农村公路新建桥梁常用桥型设计 农村公路新建桥梁常用桥型设计 梁式桥 - 开封黄河大桥 桥梁全长 4475 米， 108 孔，其中 77 孔为 50 米预应力 T 梁，其余为 20 米预应力空心板 梁式桥 - 新沂河大桥 中国第一座预应力混凝土铁路桥， 1956 年建成， 28 孔，每孔 23.9 米，桥长 691.7 米，简支梁桥 。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 梁式桥 - 平顺桥 预应力混凝土连续弯梁桥，山西平顺县， 3 孔 28+35+28 米， 1990 年建成 。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 拱式桥 - 山西晋城丹河大桥 石拱桥，主跨 146 米，桥梁全长 413.17 米 。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 拱式桥 - 马鸣溪金沙江大桥 钢筋混凝土箱形拱桥，主跨 150 米， 1979 年建成 。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 拱式桥 - 贵州花鱼洞桥 桁架组合拱桥，主跨 150 米， 1991 年建成 。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 刚架桥 - 荷兰 Mass 桥 跨径 80.5m+112.5m+80.5m 农村公路新建桥梁常用桥型设计 刚架桥 - 陕西安康汉江桥 主跨 176 米，桥梁全长 542 米， 1982 年建成 。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 悬索桥 - 金门大桥 美国，跨径 1280 米， 1937 年建成，保持世界记录 27 年 。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 组合体系桥梁 - 海口深湾大桥 系杆拱桥 ， 主跨 80 米， 2001 年建成 。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 组合体系桥梁 - 密西西比河路易斯安娜州桥 斜拉桥 ， 主跨 610 米 。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 组合体系桥梁 - 捷克桥无背索斜拉桥 斜拉桥 ， 1997 年建成 。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 组合体系桥梁 - 湖南洞口县洞口桥 板带桥 ， 跨径 70 米， 1989 年建成 。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 桥梁分类 多孔跨径总长 L （米） 单孔跨径 L K （米） 特大桥 L ＞ 1000 L K ＞ 150 大 桥 1000 ≥ L ≥ 100 150 ≥ L K ≥ 40 中 桥 100 ＞ L ＞ 30 40 ＞ L K ≥ 20 小 桥 30 ≥ L ≥ 8 20 ＞ L K ≥ 5 涵 洞 —— 5 ＞ L K （ 3 ） 按 跨径 划分 农村公路新建桥梁常用桥型设计 （ 4 ） 按上部结构材料划分 木桥、圬工桥、钢筋混凝土桥、预应力钢筋混凝土桥 （ 5 ） 按 跨越方式 划分 固定式桥梁、开启桥、浮桥、漫水桥 （ 6 ）按桥面位置分 上承式、中承式、下承式 农村公路新建桥梁常用桥型设计 广东高明县高明桥 主跨径 100 米，为 中承式 钢管混凝土拱桥， 其余 为 70 米跨径 上承式 钢筋混凝土肋拱桥， 1991 年建成 。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 包头彩虹大桥 主跨 53 米，为 下承式 钢管拱桥 。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 3 、桥梁总体规划设计 当前，我国的桥梁设计必须遵照的基本原则是： 适用 经济 安全 美观 桥梁设计必须积极采用新结构、新设备、新材料、新工艺，认真学习国外的先进技术，充分利用国际最新科学技术成就，把学习外国和自己独创结合起来。只有这样才能提高我国的桥梁建设水平，赶上和超过世界先进水平。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 (1) 使用上的要求：保证行车畅通、舒适和安全，并满足交通量增长的需要。还应考虑战备，适应国防的要求 (2) 经济上的要求：方案进行经济技术比较，全盘考虑，桥梁的造价低、材料省 (3) 设计上的要求：在制造、运输、安全、使用过程中，有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性 (4) 施工上的要求：式样简单、因地制宜、缩短工期、保证质量 (5) 美观上的要求：具有优美的外形，与周围的景观相协调 (6) 环境保护的要求：生态、 和 谐 农村公路新建桥梁常用桥型设计 农村公路新建桥梁常用桥型设计 破坏环境 农村公路新建桥梁常用桥型设计 1 ）桥梁设计程序 (1) 预可行性研究报告 研究建桥的必要性以及宏观经济上的合理性 (2) 可行性研究报告 研究和制订桥梁的技术标准 (3) 初步设计 进行方案比选，确定设计方案 (4) 技术设计 对重大、复杂的技术问题进行试验研究 (5) 施工图设计 对各构件进行计算，绘制施工详图 农村公路新建桥梁常用桥型设计 2 ）野外勘测与调查 桥梁设计资料调查的具体任务： 调查桥上的交通种类、行车行人的来往密度、实际交通量和增长率等，从而确定线路的作用等级，进而确定桥梁的各种参数。 (1) 选择桥位： 桥位在服从路线总方向的前提下，选在河道顺直、河床稳定、水面较窄、水流平稳的河段。 (2) 桥位测量： 测量桥位附近的地形，制成地形图、布设桥位桩、测量桥梁纵断面，供设计和施工应用。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 (3) 桥位地质钻探： 根据设计人员的初步布孔和桥位桩，探测桥位的地质情况，并将钻探资料绘制成地质剖面图和钻孔柱状图，作为基础设计的依据。 (4) 水文测量： 调查和测量河流的水文情况，为确定桥梁的桥面标高、跨径和基础埋置深度提供依据。 (5) 其 他 调查 ： 当地建筑材料的来源 ； 调查附近旧桥的使用情况；施工场地的情况；当地及附近的运输条件；桥梁施工机械、动力设备与电力供应情况；调查和收集有关气象资料。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 3 ）桥梁设计方案的比选 （ 1 ）明确各种高程要求 设计水位、通航水位、桥面高程、通航净空和桥涵净空 （ 2 ）拟桥型方案草图 泄洪总跨径、桥梁分孔布置 （ 3 ）详绘桥型方案 拟定主要构件的尺寸 （ 4 ）编制估算或概算 根据相应定额计算全桥总造价 （ 5 ）方案选定和文件汇总 选定最优方案 农村公路新建桥梁常用桥型设计 4 ）桥梁 纵断面设计 (1) 桥梁总跨径 总跨径的长度要保证桥下有足够的过水断面，可以顺利地宣汇洪水，通过流水。根据河床的地质条件，确定允许冲刷深度，以便造当压缩总跨径长度，节省费用。 (2) 桥梁的分孔 分孔数目及跨径大小要考虑桥的通航需要、水深、工程地质和工程造价等因素。 (3) 桥面高程的确定 农村公路新建桥梁常用桥型设计 非通航河流桥下最小净空 桥梁的部位 高出计算水位（米） 高出最高流冰面（米） 梁底 洪水期无大漂流物 0.50 0.75 洪水期有大漂流物 1.50 —— 有泥石流 1.00 —— 支座垫石顶面 0.25 0.50 拱 脚 0.25 0.25 无铰拱的拱脚允许被设计洪水淹没，但不宜超过拱圈高度的 2/3 ，且拱顶底面至计算水位的净高不得小于 1.0 米。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 农村公路新建桥梁常用桥型设计 跨线桥桥下的交通要求：高速公路、一、二级公路 5.0m ；三、四级公路 4.5m ；等外公路：汽车通道 3.5m ，农用汽车通道 3.2m ，畜力车及拖拉机通道 2.7m 。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 (4) 纵坡 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 ％ 。（公路桥涵设计通用规范 3.4.1 ） 公路纵坡不宜小于 0.3% 。横向排水不畅的路段或长路堑路段，采用平坡（ 0% ）或小于 0.3% 的纵坡时，其边沟应作纵向排水设计。 （公路路线设计规范 8.2.3 ） (5) 基础埋置深度 详见 《基础工程》 农村公路新建桥梁常用桥型设计 W—— 行车道宽度 S 1 —— 行车道左侧路缘带宽度 S 2 —— 行车道右侧路缘带宽度 M 1 —— 中间带宽度 M 2 —— 中央分隔带宽度 E—— 桥涵净空顶角宽度 L 1 —— 桥涵右侧路肩宽度 L 2 —— 桥涵左侧路肩宽度 L—— 侧向宽度 5 ）桥梁 横断面设计 农村公路新建桥梁常用桥型设计 (1) 车道宽度 注：高速公路上的八车道桥梁，当设置左侧路肩时，内侧车道宽度可采用 3.50m 。 设计速度（ km/h ） 120 100 80 60 40 30 20 车道宽度（ m ） 3.75 3.75 3.75 3.50 3.50 3.25 3.00 ( 单车道为 3.50m) 农村公路新建桥梁常用桥型设计 一个自行车道的宽度为 1.0m ；单独设置自行车道时，不宜小于两个自行车道的宽度。 人行道的宽度 宜 为 0.75m ～ 1.0m ； 大于 1.0m 时 ， 按 0.5m 的 级差 增加。 当设路缘石时，路缘石高度可取用 0.25 ～ 0.35m 。 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。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 6 ）桥位 平面布置 特大、大、中桥桥位应尽量选择在河道顺直稳定、河床地质良好、河滩较窄较高且河槽能通过大部分设计流量的地段。 桥梁纵轴线 宜 与洪水主流流向正交。对通航河流上的桥梁， 其 墩台沿水流方向的轴线应与 最高 通航水位 时 的主流方向一致 。当 斜交 不能避免 时，交角不宜大于 5 ° ；当交角 不宜大于 5 ° 时，宜增加通航孔净宽。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 二、梁桥的构造和设计 1 、 梁桥的特点 农村公路新建桥梁常用桥型设计 2 、梁桥的概述 普通钢筋混凝土 T 梁桥，适用于跨径 16 米以内，梁高与跨径之比为 1/11 ～ 1/18 。 预应力混凝土 T 梁桥，适应于跨径 20 ～ 40 米，可达 60 米，高跨比在 1/14 ～ 1/25 。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 农村公路新建桥梁常用桥型设计 梁桥的横截面 截面 a ，配筋受限制，跨径不大。 截面 b ，普通钢筋混凝土 T 梁。 截面 c 、 d 、 e ，预应力混凝土 T 梁。 截面 f 、 g ，组合梁，吊装重量轻，截面整体性差。 截面 h 、 i ，箱梁，吊装重量大，可现场浇筑。 装配式板桥中的预制板，其受力实质还是梁，所以也称预制板为板梁。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 横隔梁在装配式 T 梁中起保证主梁相互连接成整体的作用，它的刚度愈大，桥梁的整体性就越好。 端横隔梁是必须要设置的，跨内随跨径增大可以设 1 ～ 3 道横隔梁，间距采用 5 ～ 6m 为宜。 跨中横隔梁的高度通常做成主梁高度的 3 ／ 4 左右；梁肋下部呈马蹄形加宽时，横隔梁延伸至马蹄的加宽处。横隔梁的肋宽常采用 12 ～ 16cm 。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 农村公路新建桥梁常用桥型设计 农村公路新建桥梁常用桥型设计 简支梁承受正弯矩作用，故抵抗拉力的主钢筋设置在梁肋的下缘。随着弯矩向支点处减小，主钢筋可在跨间适当位置处切断或弯起。为保证主筋在梁端有足够的锚固长度和加强支承部分的强度， 《 桥规 》 规定，至少有 2 根，并不小于 20 ％的主钢筋应伸过支承截面 。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 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。两侧之间不向上弯曲的受拉主钢筋伸出支承截面的长度，对带半圆弯钩的光圆钢筋不小于 15d ，对带直角弯钩的螺纹钢筋不小于 lOd 。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 主钢筋与梁底面的净距应不小于 3cm ，不大于 5cm 。主筋与梁侧面净距应不小于 2.5cm 。混凝土表面至箍筋或防裂分布钢筋间的净距应不小于 1.5cm 。 为了使混凝土的粗骨料能填满整个梁体，以免形成灰浆层或空洞，规定各主筋之间的净距主钢筋为三层或三层以下者不小于 3cm ，且不小于钢筋直径；三层以上者不小于 4cm ，且不小于钢筋直径的 1.25 倍。 箍筋的主要作用也是增强主梁的抗剪强度。 《 桥规 》 中规定其间距应不大于梁高的 3 ／ 4 和 50cm ，且梁支点附近的第一个箍筋应设置在距支承边缘 5cm 处 农村公路新建桥梁常用桥型设计 农村公路新建桥梁常用桥型设计 T 梁翼缘板内的受力钢筋沿横向布置在板的上缘，以承受悬臂的负弯矩。在顺主梁跨径方向还应设置少量的分布钢筋。按 《 桥规 》 要求，板内主筋的直径不小于 lOmm ，每米板宽内不应少于 5 根。分布筋的直径不小于 6mm ，间距不大于 25cm ，在单位板宽内分布筋的截面积不少于主筋截面积的 15 ％，在有横隔梁的部位分布筋的截面积应增至主筋的 30 ％，以承受集中轮载作用下的局部负弯矩。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 预应力混凝土梁桥的构造 农村公路新建桥梁常用桥型设计 马蹄宽度约为肋宽的 2 ～ 4 倍，注意马蹄部分 ( 糊 U 是斜坡区 ) 的管道保护层不宜小于 6cm 。马蹄部分不宜过高、过大，否则会降低截面形心，减小偏距 e ，并导致降低抵消自重的能力。在靠近支点时，为适应预应力筋的弯起，可将马蹄逐渐加高。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 a) 全部主筋直线形布置，适用于先张法。缺点是在梁端上缘会产生过高拉应力。有时为了减小此应力，可根据弯矩的变化，将纵向预应力筋按需要截断。 b) 直线形预应力筋的后张法梁，为了减小梁端负弯矩，节省钢材，可以将主梁在中间截面截断。但锚固处受力与构造较复杂，且预应力筋没有充分发挥抗剪作用。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 c) 将预应力筋全部弯至梁端锚固，可以减少摩擦损失，但梁端受预应力较大。 d) 当梁高受限制时，可以将一部分预应力筋弯出梁顶。此方法摩擦损失增大，但能缩短预应力筋的长度，且能提高梁的抗剪能力。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 农村公路新建桥梁常用桥型设计 钢板连接。它是在横隔梁上、下进行钢板焊接。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 农村公路新建桥梁常用桥型设计 扣环接头。横隔梁在预制时在接缝处伸出钢筋扣环 A ，安装时在相邻构件的扣环两侧再安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 0.20 ～ 0.50m 。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 农村公路新建桥梁常用桥型设计 三、拱桥的构造和设计 1 、主拱 1 ）板拱 板拱 的主拱圈通常做成实体的矩形截面。常用的板拱有等截面圆弧拱和等截面悬链线拱。按照砌筑拱圈的石料规格可以分为料石拱、块石拱和片石拱。 用来砌筑拱圈的石料，其标号不得小于 30 号。砌筑用的砂浆标号，对于大、中跨径拱桥，不得小于 7.5 号；对于小跨径拱桥，不得小于 5 号。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 拱石的规格，片石厚度不得小于 15cm ，砌筑时敲去其尖锐凸出部分。块石厚度 20 ～ 30cm ，宽度为厚度的 1 ～ 1.5 倍，长度为厚度的 1.5 ～ 3.0 倍。粗料石是由岩层或大块石料开劈并经粗略修凿而成，应外形方正，成六面体，厚度 20 ～ 30cm ，宽度为厚度的 1 ～ 1.5 倍，长度为厚度的 2.5 ～ 4 倍，表面凹凸深度不大于 2cm 。作为一般公路的镶面面石。对于城市桥梁，有时为了美观，可以用细料石作为拱桥的镶面。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 主拱圈的构造根据受力特点，应满足下列要求： 1 、拱石受压面的砌缝应是辐射方向，即与拱轴线相垂直。这种辐向砌缝，一般做成通缝，可不错缝。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 2 、当拱圈厚度不大时，可采用单层拱石砌筑；当拱厚较大，可采用多层拱石砌筑，但要求垂直于受压面的顺桥向砌缝错开，其错缝间距不小于 lOcm 。 3 、在拱圈的横截面内，拱石的竖向砌缝应当错开，其错开宽度至少 lOcm 。这样在纵向或横向剪力作用下，可以避免剪力单纯由砌缝的砂浆承担，从而可以增大砌体的抗剪强度和整体性。 4 、砌缝的缝宽不应大于 2cm 。若用小石子混凝土砌块石拱圈，砌缝宽度可≤ 3 ～ 4cm 。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 5 、拱圈与墩台及拱圈与空腹式拱上建筑的腹孔墩相连接处，应采用特别的五角石，以改善连接处的受力状况。五角石不得带有锐角，以免施工时易破坏和被压碎。目前，为了简化施工，也常采用现浇混凝土拱座及腹墩底梁来代替制作复杂的五角石。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 若用块石砌筑拱圈时，应选择较大的平整面与拱轴线垂直，砌缝必须交错，块石的大头应在上，小头应在下。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 2 ）肋拱桥 农村公路新建桥梁常用桥型设计 拱肋的截面，在小跨径的肋拱桥中多采用矩形。肋高约为跨径的 1/40 ～ 1/60 ，肋宽约为肋高的 0.5 ～ 2.0 倍。 在较大跨径中，拱肋常做成工字形截面，肋高约为跨径的 1/25 ～ 1/35 ，肋宽约为肋高的 0.4 ～ 0.5 倍。其腹板厚度常采用 0.3 ～ 0.5m 。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 当肋拱桥的跨径大，桥面宽时，拱肋还可以采用箱形截面，这就可以减少更多的圬工体积。 在分离的拱肋间，需设置横系梁，以增加肋拱桥的横向整体稳定性。拱肋的钢筋配置按计算确定。横系梁一般可按构造要求配置钢筋，但不得少于四根 ( 沿四周 ) ，并用箍筋联结。因钢筋混凝土肋拱桥的钢筋用量较多，故也有混凝土或石砌拱肋。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 3 ） 箱形拱桥的构造 大跨径拱桥的主拱圈可以采用箱形截面。为了采用预制装配的施工方法，在横向将拱圈截面划分成一些箱肋，在纵向将箱肋分段，待箱肋拼装成拱后，再浇混凝土把各箱肋连成整体，形成主拱圈的截面。 箱形拱桥的主要特点是： （ 1 ）截面挖空率大，挖空率可达全截面的 50 ％～ 70 ％，因此，与板拱相此，可大量节省圬工体积，减轻重量； （ 2 ）箱形截面的中性轴大致居中，对于抵抗正负弯矩具有几乎相等的能力，能较好地适应主拱各截面正负弯矩变化的情况； 农村公路新建桥梁常用桥型设计 （ 3 ）由于闭合空心截面，抗弯抗扭刚度大，拱圈的整体性好，应力分布比较均匀； （ 4 ）单根箱肋的刚度较大，稳定性较好，能单片成拱，便于无支架吊装； （ 5 ）预制箱肋的宽度较大，施工操作安全，易保证施工质量； （ 6 ）制作要求较高，起吊设备较多。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 结构形式 箱形拱桥的主拱圈截面是由多个空心薄壁箱组成，其形式有槽形截面箱、工字形截面箱和闭合箱。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 4 ）桁架拱桥的构造 农村公路新建桥梁常用桥型设计 农村公路新建桥梁常用桥型设计 花鱼洞桥 农村公路新建桥梁常用桥型设计 浑水河桥 农村公路新建桥梁常用桥型设计 5 ）刚架拱桥的构造 刚架拱桥的上部由刚架拱片、横向联系和桥面系等部分组成。 刚架拱片是刚架拱桥的主要承重结构，一般由跨中实腹段的主梁、空腹段的次梁、主拱腿 ( 主斜撑 ) 、次拱腿 ( 斜撑 ) 等构成。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 6 ）钢管混凝土拱桥的构造 钢管混凝土拱桥，一方面提高了材料的强度，减轻了拱圈的自重；另一方面使主拱圈本身成为自架设体系，劲性骨架便于无支架施工。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 农村公路新建桥梁常用桥型设计 2 、拱上建筑 按拱上建筑的形式，分为实腹式和空腹式两大类。跨径小于 20m 的板拱桥，因空腹的腹孔墩和腹孔的体积一般超过了实腹的侧墙体积，为施工方便，可用实腹式，但填料较多，恒载较重。大、中跨拱桥宜采用空腹式拱上建筑。 （ 1 ）实腹式 农村公路新建桥梁常用桥型设计 实腹式拱上建筑由侧墙、拱腹填料，护拱以及变形缝、防水层、泄水管和桥面等部分组成。 侧墙 承受填料和车辆荷载所产生的侧向压力，一般用块石和片石砌筑。为了美观，可用料石镶面。侧墙厚度由计算决定，通常顶宽为 0.5 ～ 0.75m ，向下逐渐加厚，外坡垂直，内坡为 4:1 或 3:1 。墙脚厚度取用墙高的 0.4 倍 , 墙与墩、台间必须设伸缩缝分开。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 （ 2 ）空腹式拱上建筑的构造 农村公路新建桥梁常用桥型设计 a 、拱形腹孔 腹孔通常对称地布置在主拱圈两侧结构高度所容许的范围内。拱形腹孔 ( 腹拱 ) 跨径一般可选用 2.5 ～ 5.5m ，且在每半跨内不超过主拱跨径的 1/4 ～ 1/3 ，也不宜大于主拱圈跨的 1/8 ～ 1/15 ，比值随主拱圈跨径的增大而减小。腹拱宜做成等跨的，以利于腹拱墩的受力和施工。 腹拱的拱圈，可以采用石砌、混凝土预制或现浇的圆弧板拱，矢跨比一般为 1/2 ～ 1/6 。为了减轻重量，也可以采用双曲拱、微弯板和扁壳等各种形式的轻型腹拱。通常，双曲拱的矢跨比采用 1/4 ～ 1/8( 无支架施工的拱桥，腹拱的矢跨比宜用小者 ) ，微弯板的矢跨比用 1/10 ～ 1/12 。腹拱的拱轴线多用圆弧线。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 b 、梁式腹孔 采用梁式腹孔的拱上建筑，可以使桥梁造型轻巧美观，减轻拱上重量与地基的承压力，以便获得更好的经济效果。大跨径的钢筋混凝土拱桥绝大多数采用梁式腹孔。梁式腹孔的桥道梁体系可以做成简支的、连续的、连续刚架式的等形式。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 c 、腹孔墩 腹孔墩可分为横墙 ( 立墙 ) 式和立柱式两种。横墙式通常用石料、混凝土预制块砌筑，或现浇混凝土做成实体墙。这种横墙式腹孔墩自重大，但可以不用钢材，故多用于砖、石拱桥中。腹孔墩的厚度，用浆砌片石、块石时，不宜小于 0.60m ，用混凝土浇筑时，一般应大于腹拱圈厚度的一倍。 立柱式腹拱墩如图，是由立柱和盖梁组成的钢筋混凝土排架结构。为了使立柱传递给主拱圈的压力不至于过分集中，通常在立柱下面还设置了底梁 农村公路新建桥梁常用桥型设计 3 、拱上填料、桥面及人行道 拱上建筑中的填料，在能起到扩大车辆荷载分布面积的作用的同时，还能减少车辆荷载的冲击作用，一般情况下，无论是实腹式拱桥还是空腹式拱桥，主拱圈及腹拱圈的拱顶处填料厚度 ( 包括路面厚度 ) ，对石拱桥不小于 50cm ；对双曲拱桥不小于 30cm 。当填土厚度超过上述数 值时，可不计汽车荷载对拱圈的冲击力。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 在大跨径钢筋混凝土拱桥或地基条件很差的情况下，为了进一步减轻拱上建筑重量，可以减薄填料厚度，甚至可以不用填料，直接在拱顶上修建混凝土路面。这时，除要采取措施保证主拱圈的横向整体性外，计算时还应计入汽车荷载的冲击力。 拱桥行车道和人行道的桥面铺装要求与梁桥的基本相同。目前一般公路拱桥行车道采用较多的是碎 ( 砾 ) 石路面或沥青混凝土路面，钢筋混凝土轻型拱桥多采用混凝土路面。人行道的铺装视具体情况选用，常用混凝土预制块铺砌。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 4 、伸缝缩与变形缝 主拱圈在材料收缩及温度变化作用下、在荷载作用下将产生变形，而拱上建筑也随主拱圈的变形而变形。因此拱上建筑的构造必须适应主拱圈的变形，所以用设置伸缩缝使拱上建筑与墩台分离，并使拱上建筑和主拱圈一起自由的变形，避免引起腹拱、腹拱墩及侧墙的开裂。通常是在相对变形 ( 位移或转角 ) 较大的位置设置伸缩缝，在相对变形较小的位置设置变形缝。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 伸缩缝的宽度一般为 0.02 ～ 0.03m ，通常是在施工时用锯木屑与沥青按 1:1 比例配合压制而成的预制板嵌入砌体或埋人现浇混凝土中即可。上缘一般做成活动而不透水的覆盖层。伸缩缝内的填充料，亦可采用沥青砂或其它适当材料。变形缝则不留缝宽，可用干砌或油毛毡隔开或用低标号砂浆砌筑，以适应主拱圈的变形。实腹式拱桥的伸缩缝通常设在两拱脚的上方，并需在横桥方向贯通全宽和侧墙的全高及至人行道构造。目前多将伸缩缝做成直线形，以使构造简单，施工方便。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 空腹式拱桥，一般将紧靠桥墩 ( 台 ) 的第一个腹拱圈做成三铰拱，并在靠墩台的拱铰上方的侧墙上，也相应地设置伸缩缝，在其余两铰上方的侧墙，可设变形缝。在大跨径拱桥中，根据温度变化情况和跨径长度，必要时还需将靠近拱顶的腹拱圈或其它腹拱也做成两铰或三铰拱。拱铰上面的侧墙也需相应地设置变形缝，以便使拱上建筑更好地适应主拱圈的变形。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 5 、桥面排水和防水设施 大、中桥面应设横坡，并每隔适当距离设置泄水管，将桥面雨水排出。对于混凝土和沥青桥面的横坡，一般为 1.5 ％～ 2.0 ％，对碎石桥面不宜大于 3 ％。 人行道设置与行车道反向的横坡，一般为 1 ％～ 2 ％。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 泄水管可以采用铸铁管、混凝土管或陶瓷管。泄水管的内径一般为 6 ～ lOcm 。在严寒地区需适当加大，但不宜大于 15cm 。管顶应做成喇叭形并加罩铁筛盖，在筛盖周围堆放碎、砾石，雨水通过碎、砾石过滤后经泄水管排出。施工时，将泄水管四周用水泥砂浆填筑密实，并将防水层伸人喇叭口内少许，以防止渗漏。管节伸出拱圈 10 ～ 15cm ，但不宜太长，以免被漂浮物碰坏。排水管避免采用长管和弯管，并尽可能减少管节数量。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 空腹式拱桥，防水层沿腹拱上方和主拱圈实腹段的拱背铺设。泄水管宜布置在 1 ／ 4 跨径附近。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 6 、拱 铰 拱桥中有三种情况设铰。一是主拱圈按两铰拱或三铰拱设计时；二是空腹式拱上建筑，其腹拱圈按构造要求需采用两铰或三铰拱，或高度较小的腹孔墩上、下端与顶梁、底梁连接处需设铰时；三是在施工过程中，为消除或减小主拱圈的部分附加内力，以及对主拱圈内力作适当调整时，往往在拱脚或拱顶设临时铰。 前两种永久性铰由于必须满足设计计算的要求，并能保证长时期的正常使用，因此要求较高，构造较复杂，造价高。临时铰在施工结束时或基础变形趋于稳定时即将其封固，所以构造较简单。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 (1) 弧形铰 可用钢筋混凝土、混凝土、石料做成。它是由两个不同半径的弧形表面块件合成。一个为凹面 ( 曲率半径为 R2) ，一个为凸面 ( 曲率半径为 R1) ， R2 与 R1 之比值在 1.2 ～ 1.5 之间取用。铰的宽度等于拱圈 ( 肋 ) 的宽度，沿拱轴线方向的长度，取为拱厚的 1.15 ～ 1.20 倍。由于石铰加工困难，目前已用得不多 , 多采用现浇混凝土铰代替石铰。当跨径较大，要求承压强度更高时，可采用钢筋混凝土拱铰。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 (2) 铅垫铰 对于中、小跨径的板拱或肋拱，可以采用铅垫铰。铅垫铰用厚度 1.5 ～ 2.Ocm 铅垫板，外部包以锌、铜 (1.0 ～ 2.Ocm) 薄片做成。垫板宽度为拱圈厚度的 1/4 ～ 1/3, 故设置穿过垫板中心而又不妨碍铰转动的锚杆。为了承受局部压力，在墩、台帽内以及邻近铰的拱段，需要用螺旋钢筋或钢筋网加强。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 (3) 平铰 由于弧形铰的构造较复杂，铰面的加工既费工又难以保证质量，因此，对于空腹式拱上建筑的腹拱圈，由于跨径较小，也可以采用构造简单的平铰。平铰是平面相连，直接抵承。平铰的接缝间可用低标号的砂浆砌筑，也可垫衬油毛毡或直接干砌接头。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 (4) 不完全铰 采用钢筋混凝土预制吊装的腹拱圈，为了便于整体安装，可采用图所示的不完全铰。此铰可使拱圈在施工时不断开，而在使用时又起到拱铰的作用，构造简单。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 在钢筋混凝土空腹式拱桥腹孔墩上、下端设置柱铰，也是一种不完全铰，此铰可以保证支撑截面的转动。 农村公路新建桥梁常用桥型设计 农村公路新建桥梁常用桥型设计 谢 谢 ！