桥梁设计大纲答案《路桥专业高级专业技术资格考试大纲》

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1、桥梁设计 1第二部分 桥 涵 工 程一、桥梁设计（一） 、 掌握桥涵的构造和分类及桥涵全长、标准跨径和桥梁高度等概念。桥涵的构造：桥跨结构；桥墩、桥台和基础；支座；附属设计。梁式桥分类：简支梁桥、悬臂梁桥、连续梁桥、T 形刚构梁桥、连续刚构桥。净跨径：相邻两个桥墩（或桥台）之间的净距。对于拱式桥是每孔拱跨两个拱脚截面最低点之间的水平距离。标准跨径：50m 以下宜采用标准跨径：0.75m、1.0m、1.25m、1.5m、2.0m、2.5m、3.0m、4.0m、5.0m、6.0m、8.0m、10m、13m、16m、20m、25m、30m、35m、40m、45m、50m桥涵全长：两个桥台侧墙或八字墙

2、尾端的距离称为桥梁全长（无桥台的为桥面系行车道长度） 。桥梁建筑高度：桥面与桥跨结构最低边缘的高度 h。桥下净空高度：设计洪水位、计算通航水位或桥下线路路面至桥跨结构最下缘之间的距离。（二） 、 掌握桥涵设计应遵循的基本原则和应考虑的主要因素；掌握桥涵设计依据、桥涵布置及其与路线的关系。1.设计基本原则：实用、经济、安全、美观。 （技术先进、安全可靠、适用耐久、经济合理、美观、环境保护和可持续发展）2.设计考虑主要因素：1）桥梁任务；2）桥位选择；3）桥位附近地形；4）桥位的地质状况；5）调查何测量河流水文状况，为确定桥梁的桥面标高、跨径基础埋深提供依据；6）对大桥，应调查桥址附近风向、风速及

3、桥址附近的有关地震资料；7）调查了解其他与建桥有关的情况，如当地建筑材料的来源，水泥、钢材的供应情况。3.设计的依据：野外勘测资料（地质，桥梁的任务、桥位）4、桥涵布置：应根据公路功能、等级、通行能力及抗洪防灾要求，结合水文、地质、通航、环境等条件进行综合设计。特大、大桥桥位应选择河道顺直稳定、河床地质良好、河槽能通过大部分设计流量的河段。桥位不宜选择在河汊、沙洲、古河道、急弯、汇合口、港口作业区及易形成流冰、流木阻塞的河段及断层、岩溶、滑坡、泥石流等不良地质的河段。当桥址处有二个及二个以上的稳定河槽，或滩地流量占设计流量比例较大，且水流不易引入同一座桥时，可在各河槽、滩地、河汊上分别设桥，不

4、宜用长大倒流堤强行集中水流。平坦、草原、漫流地区，可按分片泄洪布置桥涵。天然河道不宜改移或裁弯取直。桥梁纵轴线宜与洪水主流流向正交。对通航河流上的桥，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 50；当角大于 50 时，宜增加通航孔净宽。（三） 、 掌握公路桥梁的设计荷载；公路桥梁的设计荷载：公路桥涵设计采用的作用分为：永久作用、可变作用和偶然作用三类 桥梁设计 2（四） 、 掌握公路桥梁设计技术标准，包括环境类别、设计基准期、桥下净高、设计洪水频率、抗震标准等。环境类别：类环境：温暖或寒冷地区的大气环境、与无侵蚀性的水或土接触的环境类环境：严寒地区

5、的大气环境、使用除冰盐环境、滨海环境类环境：海水环境类环境：受侵蚀性物质影响的环境设计基准期：100 年桥下净高：高速公路和一级、二级公路上的桥梁应为 5.0m ，三、四级公路上的桥梁应为 4.5m ；设计洪水频率：见通用规范 P7。抗震标准等：A 类桥梁的抗震设防目标是中震(El 地震作用，重现期约为 475 年)不坏，大震(E2 地震作用，重现期约为 2000 年)可修；B、C 类桥梁的抗震设防目标是小震(El 地震作用，重现期约为 50100 年)不坏，中震(重现期约为 475 年)可修，大震(E2 地震作用，重现期约为 2000 年) 不倒；D 类桥梁的抗震设防目标是小震(重现期约为

6、25 年)不坏。公路桥梁抗震设计细则(JTG/T B02-01-2008)3中桥梁的分类情况如表 1 所示：（五） 、 了解钢筋混凝土和预应力混凝土梁桥的一般特点；了解公路桥涵结构两种设计极限状态和三种状况1、钢筋混凝土和预应力混凝土梁桥的一般特点：钢筋混凝土梁桥通常跨径不大，经济合理跨径 25 米(T 梁)以下；优点材料、理论、技术等简单、成熟，缺点自重大预应力混凝土梁桥：可利用高强材料，减少截面，减少自重，增大跨径；节省钢材；主梁刚度大，建筑高度低，提高耐久性；需要先进、复杂的施工技术；2、两种设计极限状态：承载能力极限状态：对应于桥涵结构或其构件大道最大承载能力或出现不适于继续承载的变形

7、或变位的状态。正常使用极限状态：对应于桥涵结构或其构件达到正常使用或耐久性的某项限值的状态。3、三种设计状况：持久状况：桥涵建成后承受自重、汽车荷载等持续时间很长的状况，该状况下应进行承载能力极限状态和桥梁设计 3正常使用极限状态的设计。短暂状况：桥涵施工过程中承受临时性作用的状况，该状况下的桥涵仅做承载能力极限状态设计，必要时才作正常使用极限状态设计。偶然状况：在桥涵使用过程中可能偶然出现的状况，该状况下的桥涵仅作承载能力极限状态设计。（六） 、 了解桥上线形和桥头引道与路线的衔接关系。桥上及桥头引道的线形应与路线布设相互协调，各项技术指标应符合路线布设的规定。桥上纵坡不宜大于4，桥头引道纵

8、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。桥头两端引道线形应与桥上线形相配合。洪水泛滥区域以内，特大、大、中桥桥头引道的路肩高程应高出桥梁设计洪水频率的水位加壅水高、波浪爬高、河湾超高、河床淤积等影响 0.5m 以上。小桥涵引道路肩高程，宜高出桥涵前壅水水位(不计浪高)0.5m 以上。（七） 、 掌握桥涵净空规定及要求。桥下净空至设计水位或计算通航水位至桥墩结构最下缘之间的距离。（八） 、 了解位处于不同环境条件的桥涵结构耐久性设计基本要求。（九） 、 了解桥涵结构计算所采用的作用分类，可变作用中汽车荷载等级及组成形式；公路桥涵设计采用的作用分为：永久作用、

9、可变作用和偶然作用三类， 汽车荷载分为公路级、公路级别两个等级汽车荷载由车道荷载和车辆荷载组成，车道荷载由均布荷载和集中荷载组成，桥梁整体计算采用车道荷载；结构局部加载、涵洞、桥台、挡土墙压力等采用车辆荷载，车辆荷载与车道荷载不得叠加。（十） 、 熟悉桥涵受力构件的混凝土、普通钢筋及预应力钢筋强度的设计值和标准值。桥梁设计 4（十一） 、熟悉板桥的类型和特点；掌握简支板桥的构造。1、板桥的分类 （一）简支板桥 1.整体式简支板桥： 适用范围常用在 48m 跨径，不规则桥梁； 截面形式实心板、矮肋板、空心板； 施工方法整体现浇（二）悬臂板桥（三）连续板桥2、板桥的特点：外形简单、制作方便、建筑高

10、度小、可成批生产 、施工方便等优点，但是 跨径不宜过大。 一般做成等厚度。适用于小跨径桥梁。3、整体式简支板桥的构造 a）.截面形式： 主要是整体式矩形实心板、矮肋板。1）整体式矩形实心板： 具有形状简单、施工方便、建筑高度小、结构整体刚度大等优点；但施工时需现浇混凝 土，受季节气候影响，又需模板与支架。从受力要求看，截面材料不经济、自重大，所以只 在小跨板桥使用。 2）矮肋板： 有时为了减轻自重，也可将截面受拉区稍加挖空做成矮肋式的板截面。 b）.配筋特点： 主要配置纵向主钢筋； 在垂直于主钢筋的方向，还要布置一定数量的分布钢筋； 板内主拉应力较小，抗剪不控制，一般只设箍筋； 很少采用整体式

11、预应力混凝土板桥。 1）主钢筋： 即纵向受力钢筋，一般布置在截面受拉区， 主要作用是承受荷载引起的拉应力。 在整体式钢筋混凝土简支板中，靠两侧边 缘约 1/6 板宽的范围内的主钢筋， 通常要比中 间板带部分密一些，一般增加 15%。这是因为 当车辆荷载偏近板边时，参与受力的板宽（荷载有效分布宽度）要小一些，板边受力要比中 间板带受力不利一些。 根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范规定，钢筋混凝土板的主筋直径不 应小于 10mm，主筋间距不大于 20cm。 2）横向钢筋： 对于承受重荷的宽桥。当荷载作用在板的两侧边缘时，板中部将产生负弯矩，因此还必须 在板的顶部配置适量的横向钢筋。 3）

12、分布钢筋： 在垂直于主筋方向，还布置有一定数量的分布钢筋。这是因为板在车辆荷载作用下垂直主 跨方向将产生弯曲（双向受力） 。 主筋与分布钢筋构成的纵横钢筋网尚可防止由于混凝土收缩、温度变化等引起的裂纹。 对于分布钢筋，应采用直径不小于 6mm，且间距不大于 25cm，同时分布钢筋在单位长度板 内的截面积应不少于主筋截面积的 15%。 4）弯起钢筋： 板内主筋一部分可以弯起外，通过支点的主筋每米板宽内不少于 3 根，截面积不少于主筋 截面积的 1/4。 整体式板内主拉应力较小，按计算不须设置弯起的斜钢筋，但习惯上还是将一部分主筋按 30或 45方向，在跨径 1/41/6 处弯起(十二)、熟悉装配

13、式简支梁桥的分类；掌握装配式简支梁桥的构造。1、 装配式简支板桥： 适用范围20m 跨径以下桥梁； 截面形式实心板、空心板（单孔、双孔） ； 施工方法先张法（长线预制） 、后张法（扁锚） 。桥梁设计 52、简支板桥的构造装配式简支板桥的构造： 按截面形式分为实心板和空心板 1.构造布置： 板厚 采用低预应力钢筋或钢铰线的装配式板桥，板厚可取(1/161/22) l ； 梁高与跨径比值随结构类型、截面形式的不同而不同。 2.立面布置尺寸： 装配式板桥梁高与跨径比值 结 构 类 型 钢筋混凝土 空 实 预应力混凝土 空 3.截面形式： 1）装配式实心板截面（如右图 a)： 为了避免现场浇筑混凝土的

14、缺点，我国交通部制定的跨 径从 1.58.0m 八种跨径的钢筋混凝土板桥标准图中，采 用装配式实心板截面，每块预制板的宽度为 1m，板厚为 0.160.36m。 2）装配式空心板截面（如右图 b)： 为减轻自重，在跨径 6 13m 三种钢筋混凝土板桥标准图中，采用空心板截面，相应板厚 为 0.40.8m 。在跨径 816m 四种预应力混凝土板桥（先张法）标准图中，也采用空心板截 面，相应板厚为 0.40.7m。 装配式预制空心板截面中间挖空型式很多， 挖成单个较宽的孔洞， 其挖空体积最大，块件重量也最轻，但在顶板内要布置一 定数量的横向受力钢筋。4. 配筋特点： 1）装配式钢筋混凝土简支板桥：

15、 主要配置纵向抗弯钢筋； 抗剪不控制，一般只设箍筋； 钢筋混凝土梁可设弯起钢筋。 2）装配式预应力混凝土简支板桥： 预应力筋在底板直线布置； 梁端顶板设抗拉钢筋。 支点附近剪力较大，箍筋须加密加粗。 5.横向联接：是薄弱环节，必须设置强度足够的横向联结。 1）企口混凝土铰联结: 两种铰形式圆形、棱形； 现场浇筑混凝土，进度慢。 2）钢板焊接联结： 用钢盖板焊在相邻两块板的预埋钢板上。 可加快工程进度。 13、了解斜拉桥、悬索桥等新型桥梁的构造；熟悉连续梁桥、连续刚构桥与组合结构桥梁的类型和特点；斜拉桥主要由：主梁、索塔、和斜拉索三大部分组成。分为漂浮体系、半漂浮体系、塔梁固结体系、刚构体系。悬

16、索桥组成：桥塔：支承主缆，上部荷载通过主缆传递给桥塔；桥塔还要经受风力和地震力锚锭：是主缆的锚固体，将主缆拉力传递给地基基础主缆：主要承重构件，承受上部荷载吊索：将活载和加劲梁恒载传递到主缆的构件加劲梁：提供桥面和防止桥面发生大的局部挠曲和扭曲 鞍座：支承主缆，通过鞍座可使主缆拉力传递到塔顶或锚锭的支架处，可设置再桥塔顶部的塔顶鞍座和设置再锚锭支架前方的散索鞍座连续梁：将简支梁在支点上连接，优点平顺；为超静定结构。连续梁在恒活载作用下，产生的支点负弯矩对跨中正弯矩有卸载的作用，使内力状态比较均匀合理，因而梁高可以减小，由此可以增大桥下净空，节省材料，且刚度大，整体性好，超载能力大，安全度大，桥面伸缩缝少，并且因为跨中截面的弯矩减小，使得桥跨可以增大。连续刚构：连续刚构体系从结构上又可分为连续刚构一铰接体系和连续刚构一连续体系两种类型。均采用预应力混凝土结构，有两个以上主墩采用墩梁固结，具有T 形刚构桥的优点。但与同类桥（如连续梁桥、T 形刚