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公路桥涵设计通用规JTG D60-2004条文说明 1
摘自:龙房川
点击: 13525142次
发布时间:2010/5/21

 

公路桥涵设计通用规JTG D60-2004条文说明       1

1 总 则

1.0.1 本规范系在原《公路桥涵设计通用规范》(JTJ 021-89)(以下简称原规范)的基础上修订而成,但就其内容而言,本规范吸取了多年来研究的新成果和新经验,使规范的面貌发生了很大变化。例如,在公路桥梁荷载方面,恒荷载、汽车荷载、人群荷载、汽车冲击力、风荷载、温度作用等都进行了全国性的调查和测试,取得了大量的较具代表性的数据,运用统计数学的方法寻找各种荷载的统计参数和概率分布类型;对于可变荷载,由于它们随时间变化而变化,以随机过程概率模型来描述,最终求得在设计基准期内最大值的概率分布。在取得各种荷载统计规律的基础上,根据国际通用的原则,选择概率分布的某一分位值,确定各种荷载的标准值。我国公路桥梁荷载自编制规范的近半个世纪以来,从未进行如此众多内容和如此巨大规模的调查、试验和统计、分析,通过这些调查分析得到的荷载标准值,可以更多地反映现有公路上这些荷载的现状。至于本规范的其他作用(或荷载),尽管未作专门研究,但也是根据国内外最新资料并经多次研讨确定的。

本规范表达的作用(或荷载)的分项系数及组合系数,是在明确了公路桥梁总体失效概率(或可靠指标)以后,通过优化原则加以确定的,这比原规范更多地依据经验得到的分项系数和组合系数要科学、先进得多。

本规范除作用(或荷载)以外的其他部分,如桥涵分类标准、桥涵设计洪水频率等这些重要内容也曾作过专题研究,研究成果均被纳入规范。

1.0.2《公路工程结构可靠度设计统一标准》(GB/T 50283)(以下简称《公路统一标准》),是我国惟一作为指导编制各公路工程结构设计规范的国家标准,它与国际标准化组织第98技术委员会主持制定的国际标准《结构可靠性总原则》ISO/DIS2394基本上是衔接的。鉴于此,本规范在作用分类、作用代表值的应用、作用标准值的取值原则、持久状况下承载能力极限状态和正常使用极限状态设计时作用的表达式及表达式中的各项系数等,均按《公路统一标准》确定的原则采用。这将使公路各类材料桥涵结构设计在有关作用(或荷载)方面的分项系数、组合系数等取得统一,且在结构设计原则方面与国际先进标准基本保持一致。

《公路工程技术标准》(JTG B01)是我国公路行业的指导性技术文件,本规范在桥涵布置、孔径、净空;桥上线形及桥头引道;桥涵构造的总体要求等方面,按照该标准编制。

1.0.3 本规范适用于新建和改建公路桥涵整体结构及结构构件施工阶段和使用阶段的设计。对于新建公路桥涵的设计,应按本规范的要求进行;对于改建的公路桥涵,当利用现有桥涵受条件限制时,本规范规定的个别指标,经过经济技术比较后,可作合理的改动。

根据2002年建设部令第81号《实施工程建设强制性标准监督规定》的规定,工程建设中拟采用的新技术、新工艺、新材料不符合现行强制性标准规定的,应当由采用单位提请建设单位组织专题技术论证,上报批准标准的建设行政主管部门或者国务院有关主管部门审定。工程中采用国际标准或外国标准,现行强制性标准未作规定的,建设单位应当向国务院建设行政主管部门或者国务院有关行政主管部门备案。

1.0.4 高速公路和一级公路上的行车速度快,路桥衔接必须顺适才能满足行车要求,因此,要求高速公路、一级公路上的各类桥涵的线形布设都要满足路线总体布设的要求,同时,桥上线形应尽量简化,以方便桥涵结构的设计。二级、三级、四级公路上的中、小桥与涵洞的线形及其与公路的衔接亦应符合路线总体布设的要求。二级、三级、四级公路上的特大桥、大桥桥位,由于可能为控制性的桥位,桥位或路线线形选择的余地较小,故规定原则上应服从路线走向,桥、路综合考虑。

1.0.5 公路桥涵应根据所在公路的使用任务、性质和将来发展的需要,按照"安全、适用、经济、美观和有利环保"的原则进行设计。安全是设计的目的,适用是设计的功能需求,必须首先满足;在满足安全和适用的前提下,应根据具体情况考虑经济和美观的要求。公路工程设计应符合环保要求,保持公路的可持续发展,故提出了"有利环保"的原则。

公路桥涵建设与交通运输、农田水利和人民生活有着密切的关系,因此,公路桥涵设计必须考虑各方面因素,如经济、国防、运营、施工和养护等,综合分析,选取最佳方案。

新建中小桥涵的设计应尽量采用标准化的装配式结构,尽量采用机械化和工厂化施工,节约投资,便于养护和构件的更换。

1.0.6 公路桥涵结构的设计基准期主要是通过可变荷载的统计分析确定的。在桥梁结构可靠性分析中,结构功能函数中有关结构材料的基本变量是按随机变量进行统计拟合的;而有关可变荷载的基本变量则一般按随机过程概率模型来描述,先确定随机过程的样本函数,求得截口概率分布,在此基础上,进一步得到设计基准期(随机过程的时间域一般取设计基准期)内最大值的概率分布和统计参数。汽车荷载和人群荷载的统计分析表明,当设计基准期取为100年时,其所得最大值概率分布函数的0.95分位值,与原规范汽车、人群的标准荷载较为接近,这就避免了公路桥梁的主要荷载的量值出现大起大落的现象。

《公路统一标准》表3.3.3-1给定的公路桥梁结构的目标可靠指标(用于结构设计的可靠度指标),在荷载方面是通过对可变荷载随机过程分析所得统计参数和概率分布类型,再由结构抗力共同参与分析后确定,而结构抗力的调查统计只能对结构主要受力构件进行。因此,这里所说的设计基准期是针对桥梁结构的主要受力(受压、受拉、正截面受弯、斜截面受剪和偏心受压)构件而言的。

1.0.7 按照《公路统一标准》的规定,本规范将桥涵设计分为承载能力和正常使用两类极限状态。结构的稳定和疲劳设计属于承载能力极限状态。

承载能力极限状态设计体现了桥涵的安全性,正常使用极限状态设计体现了桥涵的适用性和耐久性,这两类极限状态概括了结构的可靠性。只有每项设计都符合各有关规范的两类极限状态设计的要求,才能使所设计的桥涵达到其全部的预定功能。

1.0.8 本条根据桥梁在施工和使用过程中面临的不同情况,规定了结构设计的三种状况:持久状况、短暂状况和偶然状况。

持久状况是指桥梁的使用阶段。这个阶段持续的时间很长,要对结构的所有预定功能进行设计,即必须进行承载能力极限状态和正常使用极限状态的计算。

短暂状况所对应的是桥梁的施工阶段。这个阶段的持续时间相对于使用阶段是短暂的,结构体系、结构所承受的荷载等与使用阶段也不同,设计要根据具体情况而定。在这个阶段,一般只进行承载能力极限状态计算,必要时才作正常使用极限状态计算。

偶然状况是指桥梁可能遇到的罕遇地震等状况。这种状况出现的概率极小,且持续的时间极短。按照《公路统一标准》的规定,偶然状况的设计原则是:主要承重结构不致因非主要承重结构发生破坏而导致丧失承载能力;或允许主要承重结构发生局部破坏而剩余部分在一段时间内不发生连续倒塌。显然,偶然状况只需进行承载能力极限状态计算,不必考虑正常使用极限状态。

1.0.9 按照《公路统一标准》的规定,公路桥涵进行持久状况承载能力极限状态设计时,应将其划分为三个设计安全等级,以体现不同情况的桥涵的可靠度差异。安全等级二级的结构,其可靠度相当于原规范"隐含"的可靠度水平;安全等级一级和三级的结构,其可靠度水平相应于在二级的基础上增加或减小一个数量级(其值为0.5)。在计算上,不同的安全等级是用结构重要性系数γ0来表示的。

本规范表1.0.9列出了不同安全等级对应的桥涵类型。设计工程师也可根据桥涵的具体情况,与业主商定,但不能低于表1.0.9所列等级。

1.0.11 原规范中的桥涵分类标准采用了两个指标:一个是单孔跨径LK,用以反映技术复杂程度,另一个是多孔跨径总长L,用以反映建设规模。符合其中一个指标即可归类。

桥梁跨径的大小是衡量桥梁工程建设综合水平的一个指标,原规范的规定已不能反映我国近20年来公路桥梁的建设水平。为此,本次修订将特大桥的起点跨径由100m调整至150m。跨径150m基本涵盖了所有常规桥梁结构,包括连续梁桥、连续刚构桥、钢筋混凝土拱桥和钢管混凝土拱桥等,超过此值则归属于特大桥。

划分特大、大、中、小桥的另一个指标是多孔跨径总长,即不考虑两岸桥台侧墙长度在内的桥梁标准跨径的总长度。在一般情况下,桥梁总长大致相当于河流的宽度,以此作为划分指标,概念较明确,并有利于勘测工作中对桥梁总长的估算。本次修订将多孔跨径总长大于500m的特大桥的起点指标调整为大于100m,该指标也基本涵盖了随着高速公路、一级公路的修建而出现的高架桥,超过此值则归属于特大桥。

大桥的划分标准随特大桥指标的调整而作了相应的调整,其余指标保持原规范的规定。

1.0.12 公路桥涵设计是保证桥涵质量的重要环节之一,按照《公路统一标准》的规定,必须施行设计质量的管理和控制。所谓质量管理和控制就是建立明确的各级责任制和严格的检查校核制度,层层把关,必要时还可委托有经验的设计单位进行全部审查,尽可能地排除影响设计质量的因素。

除此之外,本条还指出在各类设计文件中,应对涉及工程质量的诸多方面提出要求,其中对结构耐久性的要求以往重视不够;构造设计也不够全面,今后应该加强这些方面的工作,不断改进。

2 术 语

本章仅将本规范出现的、人们比较生疏的术语列出。术语的解释,其中有一部分是国际公认的定义,但大部分则是概括性的涵义,并非国际或国家公认的定义。术语的英文名称不是标准化名称,仅供引用时参考。

3 设计要求

3.1 桥涵布置

3.1.1 桥梁的设置,尤其是特大、大桥的设置应根据公路功能及其等级、通行能力,结合地形、河流水文、河床地质、通航要求、河堤防洪、环境影响等进行综合考虑,并设置完善的防护设施,增强桥梁的抗灾能力。

特大、大桥的桥位应选择在顺直的河道段,避免设在河湾处,以防止冲刷河岸。同时要求河槽稳定,主槽不易变迁,大部分流量能在所布置桥梁的主河槽内通过。桥位的选择要求河床地质条件良好、承载能力高、不易冲刷或冲刷深度小。桥位若处于断层地带,要分析断层的性质,如为非活动断层,宜将墩台基础设置在同一盘上。桥位应尽量避免选择在有溶洞、滑坡和泥石流的地段,否则应采取防护工程措施,确保岸坡稳定。

3.1.3 通航河道的主流宜与桥纵轴线正交,如有困难时,其斜度不宜大于,这是从航行安全考虑的。如斜度超过,应增大通航跨径,计算公式如下:

式中ιa--相应于计算水位的墩()边缘之间的净距(m)

ι--通航要求的有效跨径(m)

b--()的长度(m)

α--垂直于水流方向与桥纵轴线间的交角(°)

3.1.6 调治构造物的设置方案应与桥孔的设计统一考虑,进行多方案技术经济比较,不应片面强调长桥短堤或短桥长堤。

单边河滩流量不超过总流量的15%或双边河滩流量不超过总流量的25%时,表明主槽流量占总流量的大部分,河流压缩不大,一般情况下可不设置调治构造物。

非淹没式的调治构造物的顶面应高于设计洪水位至少0.25m,公路路堤的路肩边缘应高于设计洪水位至少0.5m。这是因为公路路堤没水造成的后果比调治构造物要严重,故给予较高的安全储备。

导流堤和丁坝的布设及冲刷计算可参照《公路工程水文勘测设计规范》(JTG C30)执行。

3.1.7 桥涵的设计洪水频率标准,仍采用原规范的规定。

本次修订时,对洪水频率标准的使用进行了重点调研。为此,专门列题开展了"高速公路和一级公路特大桥洪水频率标准研究"。研究认为,原规范中桥涵设计洪水频率标准的规定总体上是合理的,与水工、铁路、城市等的防洪标准是协调的。经综合分析比较,本次规范修订维持了原规范的规定。

本次规范修订,提高了公路桥涵分类标准中的特大桥的分类标准,即单孔跨径由LK100m提高到LK150m,多孔跨径总长由LK500m提高到LK1000m。经此调整后,实际上将原规范中单孔跨径100150m、多孔跨径总长5001000m的特大桥划归为大桥,所采用的桥梁设计洪水频率标准间接地下调了,即由1/300调至1/100。但其调整后的设计洪水频率标准仍高于堤防的防洪标准,是能够保证桥梁的安全的。

鉴于桥梁水毁的原因之一是基础埋置深度不够,因此规定在水势猛急、河床易冲刷的情况下,对于二级公路上的特殊大桥和三、四级公路上的工程艰巨、修复困难的大桥,必要时可选用高一等级的设计洪水频率(即分别为1/3001/100)验算基础冲刷深度。

三级公路上的小桥和涵洞及四级公路上涵洞的设计洪水频率与路基相同,大、中桥采用了适当高一些的安全度,规定为1/50,四级公路上的小桥规定为1/25

四级公路主要是沟通县、乡、村并直接为农业服务的支线公路,涵洞及其他排水构造物的设计洪水频率应密切结合当地的农业排灌等具体情况确定,不作硬性规定。

漫水桥虽易阻断交通,但具有造价低和易修复的优点,在容许有限度中断交通的三、四级公路上,可以修建漫水桥。漫水桥的设计洪水频率,应根据容许阻断交通的程度与时间长短、桥梁结构形式、水文情况、引道条件和对上、下游农田、村镇的影响等具体条件决定。按照《公路工程水文勘测设计规范》(JTG C30),三级公路上的漫水桥涵应满足在1/25洪水频率时,车辆能安全通过。车辆通行的桥面水深不应大于0.3m

设计洪水是指符合本规范表3.1.7规定频率的年最大洪水流量及相应的流量过程线。桥梁设计洪水位应为符合与本规范表3.1.7规定频率的流量相应的最高洪水位。当以暴雨径流计算设计流量时,其频率应符合本规范表3.1.7规定。

3.2 桥涵孔径

3.2.2《公路工程水文勘测设计规范》(JTG C30)对桥涵的孔径设计作了规定。

小桥、涵洞的孔径应以设计洪水流量来确定。当缺少水文资料时,可根据现场调查的多年洪水痕迹、泛滥范围和既有小桥涵来验算小桥涵的孔径。

对暴雨径流,允许在小桥涵的上游有短时间的积水,以压缩小桥涵的孔径。小桥涵的积水深度及范围,可根据桥涵上游地形确定,但必须保证积水壅高不会危害上游村镇和农田的安全。本条规定因积水而减少的流量,不宜大于总流量的1/4,也是从小桥涵本身的安全考虑的。

3.2.5 本次规范修订,为了增强各种桥梁构件的互换性,以术语"标准化跨径"取代原规范的"标准跨径",并定义梁式桥和板式桥以两桥墩中线间距离或桥墩中线与台背前缘间的距离为标准化跨径。拱式桥和拱涵、箱涵、盖板涵、圆管涵等以净跨径为标准化跨径。

标准化跨径的上限,原规范定为60m,本次修订将上限调整至50m,超过50m跨径的桥梁,可不受标准化跨径规定的限制。

3.3 桥涵净空

3.3.1 本条对桥涵净空的建筑限界作出了规定,作如下几点说明:

1 本条净空限界取自《公路工程技术标准》(JTG B01)的公路建筑限界。把公路上的行车道、路缘带、硬路肩、中间带等按不同公路等级和设计速度分别引入桥涵净空内,这样,可以使桥涵与公路更好地衔接,公路上的车辆可维持原速通过桥涵。车辆在公路上无障碍地行驶,尤其在高速公路和一级公路上,这是现代交通的最基本的要求。

2 原规范按不同地形(平原、微丘、重丘、山岭)分别规定不同的桥宽,由于地形是可以改造的,设计时不便于掌握。本规范改用按设计速度确定桥宽,这样更符合实际需要,因为快速行车比慢速行车更需要保持较大的间隙和桥宽。本规范的桥梁净高仍沿用原规范的规定。

3 本条表3.3.1-2、表3.3.1-3、表3.3.1-4列出了中央分隔带、中间带和路缘带的宽度,桥涵设计在选择上述各项宽度及其一般值和最小值时,应首先考虑与桥涵相连的公路路段的路基宽度,保持桥面净宽与路肩同宽。

4 特殊大桥是指技术特别复杂或建设条件特别复杂的桥梁。

3.3.2 不通航和无流筏河流的桥下净空,应根据设计洪水位、壅水高、浪高或最高流冰水位确定,必要时尚应考虑局部股流涌高、桥墩冲高等,并给予一定的安全储备。桥墩冲高仅在确定墩顶支座垫石()标高时考虑。对河床今后可能出现的淤高、水上漂流物及流冰阻塞等危险,也应作适当考虑。

有流冰、流木的河流的桥梁跨径,尚应考虑流冰、流木从河槽桥孔通过。

通航河流的桥下净空,应符合《内河通航标准》(GB 50139)的规定。桥下净高应从最高通航水位算起,桥下净宽应根据最低通航水位时墩台间的净距确定。不受潮汐影响和潮汐影响不明显的天然河段的设计最高通航水位的洪水重现期,一至三级航道为20年,四至五级航道为10年,六至七级航道为5年。对于出现高于设计通航水位历时很短的山区性河流,如经论证后,三级航道洪水重现期可采用10年,四至五级航道可采用53年,六至七级航道可采用32年;设计最低通航水位可采用综合历时曲线法计算确定,其多年历时保证率为:一至二级航道为大于98%;三至四级航道为98%~95%;五至七级航道为95%~90%。设计最低通航水位也可采用保证率频率法计算确定,详见《内河通航标准》(GB 50139)规定。潮汐影响明显的感潮天然河段,设计最高通航水位应采用年最高潮位累积频率为5%的潮位,按极值I型分布律计算确定;设计最低通航水位应采用低潮位累积频率为90%的潮位。

有国防要求和其他特殊要求(如石油钻探船只)的航道,其通航标准须与有关部门具体研究确定。

关于河流中漂流物在水面上突出的高度,根据几十个调查资料,一般高出水面1m左右,最高可达2m。国外资料也有高出34m的。设计时应按实地调查资料确定。

3.3.3 当矩形涵洞进口净高大于3m时,其顶面至最高水面的净高不应小于0.5m,这与不通航河流上的梁底净空规定是一致的;净高等于或小于3m的涵洞,其净空不应小于净高的0.5/31/6。圆管涵或拱涵的进口净高大于3m时,因其顶部泄水面积减少,其净空不小于0.75m;圆管涵或拱涵的进口净高等于或小于3m时,其净空不应小于净高的0.75/31/4

3.3.43.3.5 根据《公路工程技术标准》(JTG B01)的规定,对互通和分离立交,除应满足功能要求外,补充了应满足桥下公路的视距和前方信息识别的要求。

考虑到农村道路的实际情况,增加了农用汽车通道及其相关的净空要求。增加并明确了车行天桥及其净宽和荷载标准。

3.4 桥上线形及桥头引道

3.4.1 高速公路和一级公路上行车速度快,桥路衔接必须舒顺才能满足行车要求,因此,高速公路、一级公路上的各类桥梁除特殊大桥外,其布设应满足路线总体布设的要求,而特殊大桥应尽量顺直,以方便桥梁结构的设计。当二级、三级、四级公路的特大桥、大桥桥位选择余地较小,成为路线控制点时,路线线位应兼顾桥位。应避免在小桥涵处出现急剧的驼峰式和"V"形纵坡。

原规范关于桥上及其引道的纵坡的规定,从多年来的应用情况看是适宜的,本标准维持原规定。

3.4.2 在洪水泛滥范围内的大、中桥桥头引道,经常受到洪水的威胁,必须与桥梁具有相同的抵御洪水的能力,其路肩标高应至少高出桥梁设计洪水位0.5m

当小桥或涵洞的流量超过其设计流量时,多数情况是溢流首先冲毁路堤,进而导致桥涵破坏,故小桥涵引道路堤的顶高须在桥()前计算水位以上至少0.5m

压力式或半压力式涵洞限制在一定条件下使用。规范未对路肩高程高出涵前壅水水位作出具体规定,但一般情况下,不应小于1.0m

3.4.3 桥头锥坡填土或实体式桥台背面的一段引道填土,宜用砂性土或其他透水性土,这对于台背排水和防止台背填土冻胀是十分必要的。在非严寒和无冻胀地区,桥头填土也可以就地取材,利用桥涵附近的土填筑。

锥坡坡面一般要用片石铺砌,且填土须经夯实,其边坡的稳定性好于一般路基边坡,故可以采用较陡的边坡坡度。高填土路堤因本身自重影响其下层边坡的稳定,且锥坡在淹水部分因浸水而减小了土体的安息角,故均应根据实践经验采用较缓的边坡坡角,以保证其稳定。

本条规定的铺砌层高度,仅适用于一般情况,如有逆风、冰冻或漂流物等影响,应适当提高或采用全坡面铺砌。

对于埋置式桥台、钢筋混凝土桩、柱式桥台,其台前锥坡体既起保护桥台的作用,又可平衡台背侧压力,故应采用较缓的边坡坡度,以保证稳定。

3.4.4 桥台侧墙后端和悬臂梁的悬臂端要伸入桥头锥坡0.75m,这是为了保证桥台或悬臂端与引道路堤的密切衔接。悬臂端搭板以下填土必须夯实。

桥头搭板在许多情况下为简单实用且有效的治理桥头跳车的办法。

3.5 构造要求

3.5.1在桥涵设计中,设计人员一般对结构物的强度和刚度方面考虑较多,而对如何方便制造、简化施工以及在运输、安装和使用过程中如何防止变形和裂缝的研究则较少,设计中往往为节省钢材而使构件类型增多、形式复杂,给制造和施工带来困难和浪费。设计人员应对各种因素综合考虑,以确定最好的结构设计方案。

3.5.8 在梁设置板式橡胶支座的单个支承点上,顺桥向因梁纵向挠曲只能设置一个支座,否则受力易不匀;横向因梁刚度较大,但也不应设置多于两个支座。斜桥、弯桥及多向变位的桥梁宜选用圆形板式橡胶支座。板式橡胶支座无论在桥梁纵向或横向均允许直接设于坡上,但有坡度限制,且应按有关标准的规定验算因支座倾斜而产生的剪切变形和不均匀压缩。若上述计算不满足相关标准的要求时必须采取措施,如梁下设楔形块等,保持支座上下面的水平放置。

板式橡胶支座的使用寿命一般为2030年,低于主体结构的使用寿命,因此,在进行桥梁结构的设计时,必须留有检查和更换橡胶支座的构造措施。

3.6 桥面铺装、排水和防水层

3.6.1 桥面铺装宜采用沥青混凝土或水泥混凝土。公路桥梁桥面铺装的结构形式宜与所在位置的公路路面相协调。除特大桥外,桥面铺装的结构形式宜与该路段的面层结构保持一致。桥面铺装应与桥梁的上部结构综合考虑、协调设计。桥面铺装应有完善的桥面防水、排水系统,防水层的设置应保证层间结合密实牢固。特大桥、大桥的桥面铺装宜采用沥青混凝土桥面铺装。

3.6.2 桥梁上部结构应设置防水层,但其形式和方法应根据当地的气候条件、雨量情况和桥梁具体结构形式等确定。

沥青混凝土和水泥混凝土都是不能完全防水的。防水层的设置可避免或减少钢筋的锈蚀,保证桥梁结构的质量。

为保护圬工桥台和拱圈不受水侵蚀,在台后和护拱上应设防水层,并设置盲沟使土中水分排出。

3.6.3 沥青混凝土铺装宜由粘层、防水层、保护层及沥青面层组成。长安大学承担的"跨越构造物路面结构设计与施工技术研究"中推荐的沥青混凝土桥面铺装层的典型结构为:

1 单层式:50mm中粒式沥青混凝土。

2 双层式:上面层30mm(40mm)细粒式或中粒式沥青混凝土;下面层40mm(50mm60mm70mm)中粒式沥青混凝土。

3 三层式:上面层30mm(40mm)细粒式或中粒式沥青混凝土;中面层40mm(50mm)中粒式沥青混凝土;下面层50mm(60mm70mm)粗粒式沥青碎石。

高速公路、一级公路上桥梁的沥青混凝土桥面铺装层宜使用性能良好的改性沥青混凝土。沥青混合料的级配类型宜与相邻桥头引道上沥青表面层的混合料的级配相同,以便与桥头引道部分连续施工。

沥青铺装的质量好坏与施工工艺和水平直接相关。铺装前的桥面应平整、粗糙、干燥、整洁,不得有尘土、杂物或油污。施工宜采用轮胎压路机复压、轻型钢筒式压路机终压。

桥面铺装采用的沥青、集料及混合料的技术要求应符合现行《公路沥青路面设计规范》的规定。

3.6.4 混凝土桥面铺装层直接承受车辆轮压的作用,既是保护层,又是受力层,因此必须具有足够的强度、良好的整体性以及抗冲击与耐疲劳特性,同时还应具有防水性及其对温度变化的适应性。

要减少和消除桥面铺装层在预定的设计使用期内的早期破坏、满足行车荷载和环境因素作用下的使用功能,必须强化铺装层结构的抗裂性能和耐疲劳特性。

长安大学在承担的"跨越构造物路面结构设计与施工技术研究"中采用有限元计算方法,分析了桥面铺装层结构在车辆荷载作用下的受力特性,计算涉及了简支结构、悬臂结构和连续结构。研究认为,水泥混凝土桥面铺装层的厚度不宜小于80mm。高速公路和一级公路的桥面铺装层还应适当增加,有条件时,可采用钢纤维混凝土。水泥混凝土桥面铺装内应布设钢筋网,并根据受力需要合理设置胀缩缝。桥面板上宜设置锚固钢筋和抗剪钢筋,这可提高铺装层的抗裂性和抗冲击性,保证铺装层与桥面板的良好结合,也方便铺装层内钢筋的定位。铺装层内钢筋网的钢筋直径宜为Ø8Ø12,间距100mm×100 mm150mm×150mm,提倡使用带肋钢筋,有条件时,可采用工厂化生产的焊接钢筋网。与此同时,水泥混凝土桥面铺装的厚度不宜大于120mm

3.6.5 钢桥面铺装一般采用沥青混凝土体系,其涉及到对正交异性钢桥面板的结构受力状态、桥梁纵面线形、当地气象与环境条件、铺装材料的基本强度、变形性能、抗腐蚀性、水稳性、高温稳定性、低温抗裂性、粘结性、抗滑性、施工工艺等。

目前,钢桥面铺装主要有以德国、日本为代表的高温拌和浇筑式沥青混凝土(Gussasphalt)、以英国为代表的沥青玛蹄脂混合料(Masticasphalt)、德国和日本等国近期采用的改性沥青SMA(Stone Mastic Asphalt),和以美国为代表的环氧树脂沥青混凝土(Epoxy Asphalt)等几类。

江苏省的江阴公路长江大桥和香港的青马大桥采用的是沥青玛蹄脂混合料桥面铺装,厚度为4050mm。广东虎门大桥、广东汕头海湾大桥、福建厦门海沧大桥、重庆鹅公岩大桥、武汉白沙洲长江大桥等采用的是改性沥青双层SMA桥面铺装,厚度为7090mm。江苏南京长江第二大桥采用的是双层环氧树脂沥青混凝土铺装,厚度各为25mm

3.6.6 桥梁用伸缩装置为桥梁的组成部分之一。常用的伸缩装置有填塞嵌固对接型、钢制支承型、板式橡胶型、模数式、无缝(暗缝)型等类型。伸缩装置的设置应保证桥梁接缝处的变形自由、协调,车辆能够平稳、安全地通过,并适应接缝周围可能出现的少量的错位,不致因此而引起伸缩装置部件的受损或脱落。

模数式伸缩装置由吸震性能较好又容易做到密封的橡胶材料和强度高刚性好的异型钢材组合而成,并有加强的锚固系统,特别适用于大变位和承受大交通量的高速公路和一级公路上的桥梁。目前高速公路和一级公路上的沥青面层厚度一般不小于50mm,而主梁高度不足50mm的伸缩装置仅依靠浅层的锚固措施是难以抵抗大交通量下汽车荷载长期的冲击和疲劳作用的,故本规范规定,对于特大桥和大桥,其安装的伸缩装置的钢梁高度不应小于70mm

3.6.7 桥梁及其引道的设计应保证桥面上的径流迅速地排走,保证行车安全。排水设施主要为设置桥面纵坡、横坡包括超高排水并设置排水管外泄。特大桥和大桥不宜做成纵向平坡桥。

桥面排水管的数量应根据径流面积计算确定。1961年版《公路桥涵设计规范》(草案)1041条的规定:每平方米桥面宜设300mm2的排水管面积;排水管直径不宜小于100mm,相当于30m跨净-7桥面的桥梁,设8个直径为100mm的泄水孔,每侧4个,或直径为150mm的泄水孔,每侧2个。前苏联1984年版《公路、铁路、城市道路桥涵设计规范》第1.76条规定:对于公路桥,当桥梁纵坡不大于5‰时,排水管直径不得小于150mm,顺桥跨的间距不大于6m;当桥梁纵坡为5‰10‰时,排水管直径不得小于150mm,顺桥跨的间距不大于12m1994年版《美国公路桥梁设计规范》规定,泄水孔的最小内径一般不宜小于150mm

对于高速公路和一级公路,一般采用直径为150mm的排水管,间距在45m之间。

跨越公路、铁路、通航河流的桥梁以及城市高架桥,落在桥面上的降水应通过桥面横坡和纵坡排流人排水管后,汇集到纵向排水管或排水槽,并通过设在墩台处的竖向排水管(落水管)流人地面排水设施中。

桥面排水、桥台和支挡构造物的排水还可参考《公路排水设计规范》(JTJ 018)的有关规定执行。

桥面排水管的设置应满足环境和安全的要求。

4 作 用

4.1 作用分类、代表值和作用效应组合

4.1.1 长期以来,我们一般习惯地称所有引起结构反应的原因为"荷载",这种叫法实际并不科学和确切。引起结构反应的原因可以按其作用的性质分为截然不同的两类,一类是施加于结构上的外力,如车辆、人群、结构自重等,它们是直接施加于结构上的,可用"荷载"这一术语来概括。另一类不是以外力形式施加于结构,它们产生的效应与结构本身的特性、结构所处环境等有关,如地震、基础变位、混凝土收缩和徐变、温度变化等,它们是间接作用于结构的,如果也称"荷载",容易引起人们的误解。因此,目前国际上普遍地将所有引起结构反应的原因统称为"作用",而"荷载"仅限于表达施加于结构上的直接作用。

本次修订,作用的分类基本维持原规范的规定。作用按随时间的变异分为永久作用、可变作用和偶然作用。这种分类是结构上作用的基本分类。永久作用是经常作用的其数值不随时间变化或变化微小的作用;可变作用的数值是随时间变化的;偶然作用的作用时间短暂,且发生的机率很小。

本次规范修订将原规范的温度影响明确分为均匀温度和梯度温度两类,增加了汽车撞击作用的规定,全面修改了汽车标准荷载的模式,改标准车队荷载模式为标准车道荷载与标准车辆荷载相结合的模式,前者用于结构的整体计算,后者主要用于结构的局部计算,取消了汽车-15级和汽车-10级标准汽车荷载,将验算荷载的作用影响隐含在标准车道荷载内。

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