行業(yè)資訊
橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計,超多圖文詳解
一、橋涵水文基礎(chǔ)知識
跨水域橋梁,滿足洪水宣泄要求。橋梁基本尺寸,包括橋孔長度、橋面標(biāo)高、基礎(chǔ)埋深等的確定,必須考慮設(shè)計使用年限內(nèi)可能發(fā)生的最大洪水,包括其流量、流速及水位等因素。
設(shè)計流量的推算,要按《 公路工程水文勘測設(shè)計規(guī)范》 的要求,根據(jù)所掌握的資料情況,選擇適當(dāng)?shù)挠嬎惴椒?。對于大、中河流,具有足夠的實測流量資料時,主要采用水文統(tǒng)計法。而缺乏實測流量資料時,則多采用間接方法或經(jīng)驗公式計算。
計算時要注意水文斷面與橋位的關(guān)系,正確推算橋位處的設(shè)計流量和設(shè)計水位。
橋涵一般都缺乏觀測資料。因此相關(guān)部門制定了各種小流域流量計算公式和相應(yīng)的圖表作參考,設(shè)計時,應(yīng)以多種計算方法予以比較。
常用的方法:形態(tài)調(diào)查法、暴雨推理法和直接類比法。
暴雨推理公式是直接根據(jù)設(shè)計規(guī)定頻率P推求出對應(yīng)的洪峰流量Qp,此方法計算出的Qp即是擬建小橋涵處設(shè)計流量。
形態(tài)調(diào)查法和直接類比法僅推出了形態(tài)斷面處或原有小橋涵位處的流量Q‘p故須向擬建小橋涵位處折算成設(shè)計洪峰流量Qp。
在條件許可情況下,宜用幾種方法計算互相核對比較,并通過加強調(diào)查研究、積累資料、進(jìn)行科學(xué)實驗,找出適合本地區(qū)的計算方法,結(jié)合實際情況確定計算公式和有關(guān)的參數(shù)。
(1)調(diào)查和勘測。對復(fù)雜的大橋、特大橋應(yīng)進(jìn)行物探和鉆探;考慮現(xiàn)狀,征求有關(guān)部門的意見,經(jīng)全面分析認(rèn)證,確定推薦方案。
(2)在整體布局上與鐵路、水力、航運、城建等方面規(guī)劃互相協(xié)調(diào)配合;保護(hù)文物、環(huán)境和軍事設(shè)施等;照顧群眾利益,少占良田,少拆遷。
(3)高速公路、一級公路的特大、大、中橋橋位線形應(yīng)符合路線布設(shè)要求。原則上應(yīng)服從路線走向;橋、路綜合考慮;注意位于彎、坡、斜處的橋梁設(shè)計和施工的難度。
(4)對水文、工程地質(zhì)和技術(shù)復(fù)雜的特大橋位、應(yīng)在已定路線大方向的前提下、根據(jù)河流的形態(tài)特征、水文、工程地質(zhì)、通航要求和施工條件以及地方工農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)劃等,在較大范圍內(nèi)作全面的技術(shù)、經(jīng)濟比較確定。
(5)跨河位置、布孔方案等應(yīng)征求水利、航運等部門的意見。
橋孔長度的確定,應(yīng)滿足排洪和輸沙的要求,并從安全和經(jīng)濟兩方面考慮,同時應(yīng)綜合考慮橋孔長度、橋前壅水和橋下沖刷的相互影響。
橋孔布設(shè)應(yīng)與天然河流斷面流量分配相適應(yīng)。
河流中泓線(河道中各橫斷面水流最大流速點的連線)上不宜布設(shè)橋墩。
橋面設(shè)計標(biāo)高和引道路堤設(shè)計標(biāo)高要綜合考慮橋面縱向坡度、排水和兩岸路線接線標(biāo)高等因素后分別確定,要求要高于或等于由水力水文計算所確立的橋面中心最低標(biāo)高和引道路堤最低設(shè)計標(biāo)高。
沖刷計算的目的是確定橋下最大沖刷深度,確定橋梁基礎(chǔ)最淺埋深。
橋梁墩臺沖刷包括河床自然演變沖刷、一般沖刷和局部沖刷三部分。在確定基礎(chǔ)埋深時,應(yīng)根據(jù)橋位河段情況,取其不利組合作為基礎(chǔ)埋深的依據(jù)。
-
板橋
1)實心板
特點:形狀簡單、施工方便、建筑高
度小、結(jié)構(gòu)整體剛度大;
不經(jīng)濟、自重大
適用:小跨度橋梁
跨徑<8m,梁高0.16-0.36m
2)空心板
特點:較實心板復(fù)雜、建筑高
度小、結(jié)構(gòu)整體剛度大;
板內(nèi)需配制鋼筋
適用:小跨度橋梁
跨徑6-13m,梁高0.4-0.8m
預(yù)應(yīng)力:跨徑13-20m,梁高0.4-0.85m
-
肋梁橋
特點:制作簡單,整體性好,接頭方便;
截面形狀不穩(wěn)定,運輸安裝復(fù)雜,
對受力不利
跨徑8-20m,預(yù)應(yīng)力跨徑25-50m
-
箱型梁橋
特點:抗彎慣矩大、抗扭剛度大、受
力比較均勻、施工或者運輸時
穩(wěn)定性好
適用:大跨度橋梁
按靜力體系分
-
簡支梁橋
構(gòu)造簡單:最易設(shè)計為各種標(biāo)準(zhǔn)跨徑的裝配式結(jié)構(gòu);
受力簡單:梁中只有正彎矩,適用T形截面,體系溫度變化、混凝土收縮徐變、張拉預(yù)應(yīng)力等均不會在梁中產(chǎn)生附加內(nèi)力;
靜定結(jié)構(gòu):結(jié)構(gòu)內(nèi)力不受地基變形的影響,對基礎(chǔ)要求低
施工方便:工序少,架設(shè)方便,在多孔簡支梁橋中,由于各跨構(gòu)造和尺寸劃一,因此可簡化施工管理工作,降低施工費用
受力特點:相鄰橋孔各自單獨受力
適用:地基較差的橋址上
-
連續(xù)梁橋
超靜定結(jié)構(gòu):基礎(chǔ)不均勻沉降造成附加應(yīng)力產(chǎn)生,對基礎(chǔ)要求高
受力:節(jié)點負(fù)彎矩的產(chǎn)生,減小跨中正彎矩,減少跨中建筑高度
結(jié)構(gòu):剛度大,變形小,動力性能號,撓度小
適用:地基較好的橋址上
-
懸臂梁橋
靜定結(jié)構(gòu):基礎(chǔ)不均勻沉降不會造成附加應(yīng)力產(chǎn)生
受力:懸臂梁端負(fù)彎矩的產(chǎn)生,減小跨中正彎矩,減少跨中建筑高度
二、簡支板橋的構(gòu)造
整體式簡支板橋一般均采用等厚度板,它具有整體性能好,橫向剛度大,而且易于澆筑各種形狀的優(yōu)點,常用于跨徑4-8m或外形不規(guī)則的橋梁,常采用整體現(xiàn)澆的施工方法。
整體式簡支板橋的跨徑通常與板寬相差不大,在車輛荷載作用下處于雙向受力狀態(tài)。荷載位于橋中線時,板內(nèi)產(chǎn)生正彎矩,荷載位于板兩邊時,板內(nèi)可能產(chǎn)生負(fù)彎矩。針對這些受力特點,除了配置縱向受力鋼筋,板內(nèi)還設(shè)置垂直于主鋼筋的橫向分布鋼筋,在板的頂部配置適當(dāng)?shù)臋M向鋼筋。
在板中間的2/3范圍內(nèi)按計算需要量進(jìn)行配筋,在兩側(cè)各1/6的范圍內(nèi)應(yīng)比中間的計算需要量增加15%。
主筋直徑>10mm,間距<20cm,在整體式板的主拉應(yīng)力下,按計算不需要設(shè)置彎起鋼筋,但習(xí)慣上仍然將一部分主鋼筋彎起。通過支點的不彎起鋼筋,每米板寬內(nèi)不少于3根,截面積不少于主筋的1/4,彎起鋼筋的彎起角度為30°或45°,彎起的位置為1/6-1/4跨徑處。與板邊緣間的凈距應(yīng)小于3cm。
分布鋼筋,直徑>8mm,間距<20cm,同時在單位長度板寬內(nèi)的截面積應(yīng)不小于板的截面面積的0.1%。與板邊緣間的凈距應(yīng)小于15mm。
如圖所示標(biāo)準(zhǔn)跨徑6m的鋼筋混凝土整體式簡支板橋構(gòu)造。行車道寬7m,兩邊設(shè)0.25m的安全帶,計算跨徑為5.69m,凈跨徑為5.40m,板厚為36m,縱向主鋼筋用直徑18mm的HRB335鋼筋,分布鋼筋用直徑,10mm的R235鋼筋。橋跨結(jié)構(gòu)的混凝土強度等級為C20。
-
實心板橋
特點:形狀簡單、施工方便、建筑高度小、施工質(zhì)量易于保證。
尺寸:跨徑通常<8m,標(biāo)準(zhǔn)圖的跨徑為1.5m,2.0m,3.0m,4.0m,5.0m, 6.0m,8.0m,板高為0.16-3.0m。
-
空心板橋
特點:質(zhì)量輕、運輸安裝方便、而建筑
高度又較同跨徑的T梁小
尺寸:跨徑通常6-13m,板厚為40-80cm;
預(yù)應(yīng)力跨徑8-20m,板厚40-70cm。
-
裝配式橫向連接
-
受力特點
-
構(gòu)造
1)整體式斜交板橋
(a)圖按主彎矩方向的變化配置主筋,其分布鋼筋則與支承邊平行,根據(jù)鈍角處有較大的反力和負(fù)彎矩的特性,在鈍角處約1/5跨徑的范圍內(nèi)應(yīng)配置加強鋼筋。
(b)在兩鈍角角點之間的范圍內(nèi),主鋼筋方向與支承邊垂直,在靠近自由邊處主鋼筋則沿斜跨徑方向布置,直至與中間部分主鋼筋完全銜接為止,其橫向分布鋼筋與支承邊平行。其余鋼筋的配置仍與第一種方案相同。
2)裝配式斜交板橋
主鋼筋沿斜跨徑方向配置,分布鋼筋在鈍角角點之間的范圍內(nèi)與主鋼筋垂直,在靠近支承邊附近,其布置方向則與支承邊平行。
裝配式鋼筋混凝土斜板上部構(gòu)造標(biāo)準(zhǔn)圖中,斜跨跨徑為3m、4m、5m、6m。斜交角分 25°、30°、35°、40°、45°、50°、55°、60°等,預(yù)制板在垂直于行車方向的板寬為99cm,板厚20-48cm。
鋼筋布置方式
第一種方案:當(dāng)斜交角為25-35° 時,主鋼筋沿斜跨方向布置,分布鋼筋按平行于支承邊方向布置。
第二種方案:鋼筋布置同前頁方案。
三、簡支梁橋構(gòu)造
1)裝配式鋼筋混凝土簡支T梁橋
-
構(gòu)造布置及尺寸
梁:梁距通常在1.5-2.2m之間,梁高一般為跨徑的1/18-1/11。
梁肋寬度15-18cm。
翼緣板:承受全部橋面荷載的,板端厚度一般為8cm,承受本身自重或臨時荷載的,板端厚度6cm。
橫隔梁:間距5-6m,布置于跨中及四分點處,高度為主梁高3/4,梁肋寬度為12-16cm。
-
鋼筋構(gòu)造
主梁
主筋:至少有2根,且不小于20%的主鋼筋應(yīng)伸過支承截面,簡支梁兩側(cè)的受拉主鋼筋應(yīng)伸出支點截面以外,并彎成直角順梁端延伸至頂部。
分布鋼筋:直徑6-10mm,間距不大于腹板厚度和200mm,受壓區(qū)不大于300mm,剪力大的區(qū)域,間距100-150mm。
箍筋:直徑不小于8mm切不小于主筋直徑1/4,間距不大于梁高的1/2和40cm,支座附近一倍梁高范圍內(nèi)間距不大于10cm,第一個箍筋距梁端3cm。
架立鋼筋:10-14mm直徑的鋼筋。
保護(hù)層:主鋼筋與梁底的凈距在3-5cm,主筋與側(cè)面凈距不小于2.5cm,混凝土與箍筋或分布鋼筋凈距不小于1.5cm。
翼緣板
主筋:直徑不小于10mm,每米板寬內(nèi)不少于5根。
分布鋼筋:直徑不小于6mm,間距不大于25cm,單位板寬內(nèi)截面積不少于主筋的15%,橫隔梁處不少于30%。
橫隔梁
橫隔梁的箍筋是抗剪的,在橫隔梁頂部翼板內(nèi)和靠近下部邊緣的兩側(cè)均埋有焊接鋼板A和B,焊接鋼板則與橫隔梁的受力鋼筋焊接在一起做成安裝骨架,當(dāng)T梁安裝就位后,即在橫隔梁的預(yù)埋鋼板上再加焊接鋼板使連成整體。
-
橫向聯(lián)結(jié)
鋼板式連接
上緣接頭鋼板設(shè)在T梁翼板上,下緣接頭鋼板設(shè)在橫梁梁肋的兩側(cè),焊接鋼板預(yù)先與橫隔梁的受力鋼筋焊接在一起做成安裝骨架,當(dāng)T梁安裝就位后,即可在橫隔梁的預(yù)埋鋼板上再加焊接鋼蓋板使連成整體。
扣環(huán)式接頭
橫隔梁在預(yù)制時在接縫處伸出鋼筋扣環(huán)A,在相鄰構(gòu)件的扣環(huán)兩側(cè)再安裝上腰圓形的接頭扣環(huán)B,在形成的圓環(huán)內(nèi)插入短分布筋后就現(xiàn)澆混凝土封閉接縫,接縫寬度為0.2-0.5m。
企口鉸接式接頭
主翼板內(nèi)伸出連接鋼筋,交叉彎制后在接縫處再放局部的鋼筋網(wǎng),并將它們澆筑在橋面混凝土鋪裝層內(nèi),或者可將翼板的頂層鋼筋伸出,并彎轉(zhuǎn)套在一根長的鋼筋上,以形成縱向鉸。
更多相關(guān)信息 還可關(guān)注中鐵城際公眾號矩陣 掃一掃下方二維碼即可關(guān)注
文章推薦
- 焦點關(guān)注 | 八起地方政府隱性債務(wù)問責(zé)典型案例
- 2025年重點流域水環(huán)境綜合治理中央預(yù)算內(nèi)項目申報指南
- 焦點關(guān)注 | 自然資源部關(guān)于探索推進(jìn)城市地下空間開發(fā)利用的指導(dǎo)意見
- 焦點關(guān)注 | 2025年中央預(yù)算內(nèi)民政領(lǐng)域項目儲備及申報即將開始!
- 焦點關(guān)注 | 國務(wù)院關(guān)于2023年度政府債務(wù)管理情況的報告
- 公路初步設(shè)計安全性評價報告編制幾點技巧
- 中鐵城際分享市政基本設(shè)計原則和管線排布原則
- 市政綜合管廊設(shè)計規(guī)范要求及施工質(zhì)量控制要點
- “實景三維+”賦能危巖地災(zāi)風(fēng)險管控高質(zhì)量發(fā)展創(chuàng)新應(yīng)用
- 城市地下空間怎么用?《關(guān)于探索推進(jìn)城市地下空間開發(fā)利用的指導(dǎo)意見》來了→