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桥涵设计基础知识

2022-08-24
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1、基础知识

桥梁的组成:

传统的说法:桥梁主要由桥跨结构、墩台、基础、附属工程等部分组成……。

随着大型桥梁的增多、结构先进性和复杂性的增强、对桥梁使用品质的要求越来越高,传统提法的局限性逐渐显露。

现在的提法:桥梁由"五大部件"与"五小部件"组成。

所谓“五大部件”是指——桥梁承受汽车或其他运输车辆荷载的桥跨上部结构与下部结构,它们必须通过承受荷载的计算与分析,是桥梁结构安全性的保证。


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五大部件:

1)桥跨结构(或称桥孔结构、上部结构)。路线遇到障碍(如江河、山谷或其他路线等)的结构物。

2)支座系统。支承上部结构并传递荷载于桥梁墩台上,它应保证上部结构预计的在荷载、温度变化或其他因素作用下的位移功能。

3)桥墩。是在河中或岸上支承两侧桥跨上部结构的建筑物。

4)桥台。设在桥的两端;一端与路堤相接,并防止路堤滑塌;另一端则支承桥跨上部结构的端部。为保护桥台和路堤填土,桥台两侧常做一些防护工程。

5)墩台基础。是保证桥梁墩台安全并将荷载传到地基的结构。基础工程在整个桥梁工程施工中是比较困难的部分,而且常常需要在水中施工,因而遇到的问题也很复杂。

◎前两个部件是桥跨上部结构,后三个部件是桥跨下部结构。 

所谓“五小部件”——是直接与桥梁服务功能有关的部件,过去总称为桥面构造。

五小部件:

1)桥面铺装(或称行车道铺装)。铺装的平整、耐磨性、不翘曲、不渗水是保证行车舒适的关键。特别是在钢箱梁上铺设沥青路面时,其技术要求甚严。

2)排水防水系统。应能迅速排除桥面积水,并使渗水的可能性降到限度。城市桥梁排水系统应保证桥下无滴水和结构上无漏水现象。

3)栏杆(或防撞栏杆)。它既是保证安全的构造措施,又是有利于观赏的装饰件。

4)伸缩缝。桥跨上部结构之间或桥跨上部结构与桥台端墙之间所设的缝隙,以保证结构在各种因素作用下的变位。为使行车顺适、不颠簸,桥面上要设置伸缩缝构造。

5)灯光照明。现代城市中,大跨桥梁通常是一个城市的标志性建筑,大多装置了灯光照明系统,构成了城市夜景的重要组成部分。

结构图

翼墙:指桥台前墙两端或涵洞口两侧设置的挡土墙,涵洞的翼墙还起导流作用。

耳墙:指埋置式桥台或桩柱式桥台,与台帽梁(盖梁)连结成一体的小型挡土墙。

锥坡:指在桥梁或涵洞与路堤衔接处,为保持路堤稳定而在桥梁两端或洞口两端构筑的锥形填土及其表面的石砌防护体。

护坡:指桥台前面为防止土体滑落而构筑的土体及其表面的石砌防护体。

桥台:是指桥梁两端与路堤衔接的支承上部结构并承受台后土压力的构造物。

基础:扩大基础、桩基础、沉井基础

桥墩:指支承桥梁上部结构而不承受土体侧压力的构造物

基础:扩大基础、桩基础、沉井基础

钻孔灌注桩是指采用不同的钻孔方法,在土中形成一定直径的井孔,达到设计标高后,将钢筋骨架(笼)吊入井孔中,灌注混凝土形成的桩基础。

水下混凝土灌注过程:浇注水下混凝土不能将混凝土直接倾倒于水中。因为当混凝土直接与水接触穿过水层时,骨料和水泥很快将产生分离,骨料很快沉入水底,而水泥在较长时间内呼吁悬浮状态,当其下沉时,已凝结硬化。因此水下混凝土的浇注,必须在与周围环境水隔离的条件下进行。水下混凝土浇筑的方法很多。常用的是导管法。

2、桥涵外业工作

桥涵外业调查记录:

(1)、对于旧路上原有结构物,需要填写以下2个本子。

(2)、对于新建道路,需要填写“小桥涵原始资料记录簿”。

外业资料收集:

原有桥涵调查

目的:原有构造物是否满足设计使用要求。

方法:

  (1)调查旧桥涵过水能力,孔径、高度,基础有无冲刷,冲刷深度。

  (2)对原有结构物进行水文验算,结构安全验算。

  (3)原有桥涵细部测量:中心桩号,角度,桥台背墙前缘桩号,中线左右桥宽,桥净宽,护拦、人行道宽度。桥面标高、基础顶面、墩台盖梁顶面标高。

  (4)如果没有竣工图,还要进行结构细部尺寸测量。

  (5)结构使用状态调查:按《公路桥涵养护规范》JTG H11—2011要求内容进行调查,并进行桥梁使用状态评定。

水文计算

(1)汇水面积:

按规定绘制沿线水系图。核实低洼内涝内、分(滞)洪区的分布及主要水利工程位置和形式。

从地形图上量绘沿线各汇水区面积、长度、宽度、坡度等特征值及主要水利工程控制的汇水面积。

(2)河段调查:

调查河道平面形状及形态,核对与地形图有无出入。

调查支流、分流、滑坡、塌岸等现象。

调查河床冲淤变化,河岸稳定程度。上游泥沙来源,历史上淤积高度和下切深度。

调查水流泛滥宽度、根据河床形态、泥沙组成、植被情况,确定河床、河滩各部分洪水糙率。

(3)洪水位调查:

收集的历史洪水资料,在河段两岸调查洪水发生的时间、洪痕位置、涨落过程、主流方向,调查有无漫流、分流及受人工建筑物的影响,调查河床断面冲淤变化情况。

洪水调查的河段宜选择两岸有较多洪痕点,水流顺直稳定,无回流、分洪及人工建筑物影响,并宜靠近水文断面。



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