公路桥涵设计通用规范.docx
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公路桥涵设计通用规范
公路桥涵设计通用规范JTGD60-2015
1总则
1.0.1为规范公路桥涵设计,按照安全、耐久、适用、环保、经济和美观的原则,制定本规范。
1.0.2本规范适用于新建和改建各等级公路桥涵的设计。
1.0.3公路桥涵结构的设计基准期为100年。
1.0.4公路桥涵主体结构和可更换部件的设计使用年限不应低于表1.0.4的规定。
桥逮设计便用年眼
主体絡构
可必换部件
中桥
小擀
伸諭仙丹
—議筈路
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30
20
15
二理公跡
50
30
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50
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1.0.5特大、大、中、小桥及涵洞按单孔跨径或多孔跨径总长
分类规定见表1.0.5。
1L0.5桥契涵洞分类
单孔跨捡R(m)
楸桥
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L>150
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$0<20
涌洞
Lk<5
注:
1.单孔跨径系指标准跨径。
2.梁式桥、板式桥的多孔跨径总长为多孔标准跨径的总长;拱式桥为两端桥台内起拱线间的距离;其他形式桥梁为桥面系行车道长度。
3.管涵及箱涵不论管径或跨径大小、孔数多少,均称为涵洞。
4.标准跨径:
梁式桥、板式桥以两桥墩中线间距离或桥墩中线与台背前缘间距为准;拱式桥和涵洞以净跨径为准。
1.0.6公路桥涵应进行抗风、抗震、抗撞等减灾防灾设计。
1.0.7公路桥涵设计应满足环境保护和资源节约的有关要求。
1.0.8公路桥涵设计除应符合本规范的规定外,尚应符合国家和行业现行有关标准的规定。
2术语和符号
2.1术语
2.1.1设计基准期designreferenceperiod为确定可变作用等
的取值而选用的时间参数。
2.1.2设计使用年限designworking/servicelife在正常设
计、正常施工、正常使用和正常养护条件下,桥涵结构或结构构件不需进行大修或更换,即可按其预定目的使用的年限。
2.1.3极限状态limitstates整个结构或结构的一部分超过某
—特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求,此特定状态为该功能的极限状态。
2.1.4承载能力极限状态ultimatelimitstates对应于结构或结构构件达到最大承载力或不适于继续承载的变形的状态
2.1.5正常使用极限状态serviceabilitylimitstates对应于
结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值的状态。
2.1.6设计状况designsituations代表一定时段内实际情况的一组设计条件,设计时应做到在该组条件下结构不超越有关的极限状态。
2.1.7结构耐久性structuraldurability在设计确定的环境作
用和养护、使用条件下,结构及其构件在设计使用年限内保持其安全性和适用性的能力。
2.1.8作用action施加在结构上的集中力或分布力(直接作用,也称为荷载)和引起结构外加变形或约束变形的原因(间接作用)。
2.1.9永久作用permanentaction在设计基准期内始终存在且其量值变化与平均值相比可以忽略不计的作用,或其变化是单调的并趋于某个限值的作用。
2.1.10可变作用variableaction在设计基准期内其量值随时
间而变化,且变化值与平均值相比不可忽略不计的作用。
2.1.11偶然作用accidentalaction在设计基准期内不一定出
现,而一旦出现其量值很大,且持续时间很短的作用。
2.1.12作用的标准值characteristicvalueofanaction作用的
主要代表值,可根据对观测数据的统计、作用的自然界限或工程经验确定。
2.1.13可变作用的伴随值
accompanyingvalueofavariableaction在作用组合中,伴随主导作
用的可变作用值。
可以是组合值、频遇值或准永久值。
2.1.14作用的代表值representativevalueofanaction极限状
态设计所采用的作用值。
可以是作用的标准值或可变作用的伴随值。
2.1.15作用的设计值designvalueofanaction作用的代表值与
作用分项系数的乘积。
2.1.16可变作用的组合值
combinationvalueofavariableaction使组合后的作用效应的超越
概率与该作用单独出现时其标准值作用效应的超越概率趋于一致的作用值;或组合后使结构具有规定可靠指标的作用值。
可通过组合值系数对作用标准值的折减来表示。
2.1.17可变作用的频遇值frequentvalueofavariableaction
在设计基准期内被超越的总时间占设计基准期的比率较小的作用值;或被超越的频率限制在规定频率内的作用值。
可通过频遇值系数对作用标准值的折减来表示。
2.1.18可变作用的准永久值quasi-
permanentvalueofavariableaction在设计基准期内被超越的总时
间占设计基准期的比率较大的作用值。
可通过准永久值系数对作用标准值的折减来表示。
2.1.19作用效应effectofaction由作用引起的结构或结构构
件的反应。
2.1.20作用组合(荷载组合)combinationofactions
(loadcombination)在不同作用的同时影响下,为验证某一极限状态的结构可靠度而采用的一组作用设计值。
2.1.21作用基本组合fundamentalcombinationofactions承载
能力极限状态设计时,永久作用设计值与可变作用设计值的组合。
2.1.22作用偶然组合accidentalcombinationofactions承载
能力极限状态设计时,永久作用标准值与可变作用某种代表值、一种偶然作用设计值的组合。
2.1.23作用频遇组合frequentcombinationofactions正常使
用极限状态设计时,永久作用标准值与主导可变作用频遇值、伴随可变作用准永久值的组合。
2.1.24作用准永久组合quasi-permanentcombinationofac
tions正常使用极限状态设计时,永久作用标准值与可变作用准永久值的组合。
2.1.25分项系数partialsafetyfactor用概率极限状态设计法
设计时,为保证所设计的结构具有规定的可靠度,在设计表达式中采用的系数。
分为作用分项系数和抗力分项系数两类。
2.1.26结构重要性系数factorforimportanceofstructure对
不同安全等级的结构,为使其具有规定的可靠度而采用的分项系数。
2.2符
2.2.1材料性能有关符号恵一一冰的抗弯强度标准值;Rk冰的抗压强度标准值;丫一一材料的重度。
222作用和作用效应有关符号E――主动土压力标准值;E——高度H范围内单位宽度的静土压力标准值;Fpe――预加力标准值;G、G――第i个永久作用的标准值和设计值;Q、Qd――第j个可变作用的标准值和设计值;A偶然作用的设计值;Sud——
承载能力极限状态下作用基本组合的效应设计值;Sad――承载能力
极限状态下作用偶然组合的效应设计值;Sfd――作用频遇组合的效
应设计值;Sqd――作用准永久组合的效应设计值;。
pe――预应力钢筋的有效预应力;。
con——预应力钢筋张拉控制应力;0l——预应力钢筋的相应阶段的预应力损失。
2.2.3几何参数有关符号R曲线半径;A――预应力钢筋的截面面积;I——桥梁跨径。
2.2.4计算系数及其他有关符号C冰温系数;f结构基
频;g重力加速度;m桩或墩迎冰面形状系数;E压实
土的静土压力系数;©――土的内摩擦角;入一一侧压系数;卩一—支座的摩擦系数;丫°――结构重要性系数;丫Gi――第i个永久作用的分项系数;丫Qj――第j个可变作用的分项系数;丫l――可变作用的结构设计使用年限荷载调整系数;®c――可变作用的组合值系数;®f——可变作用的频遇值系数;®q——可变作用的准永久值系数。
3设计要求
3.1一般规定
3.1.1公路桥涵应根据公路功能和技术等级,考虑因地制宜、就地取材、便于施工和养护等因素进行总体设计,在设计使用年限内应满足规定的正常交通荷载通行的需要。
3.1.2公路桥涵线形设计应符合下列规定:
1中小桥涵线形设计应符合路线设计的总体要求。
2特大、大桥线形设计应综合考虑路线总体走向、桥区地质、地形、安全通行、通航、已有建筑设施、环境敏感区等因素。
3特大、大桥宜采用较高的平曲线指标,纵断面不宜设计成平坡或凹曲线。
3.1.3公路桥涵结构应按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计。
3.1.4公路桥涵应根据不同种类的作用及其对桥涵的影响、桥涵所处的环境条件,考虑以下四种设计状况,进行极限状态设计:
1持久状况应进行承载能力极限状态和正常使用极限状态设计。
2短暂状况应作承载能力极限状态设计,可根据需要进行正常使用极限状态设计。
3偶然状况应作承载能力极限状态设计。
4地震状况应作承载能力极限状态设计。
3.1.5公路桥梁钢结构部分应根据需要进行抗疲劳设计。
3.1.6公路桥梁应按相关规定进行设计阶段风险评估
3.1.7公路桥涵应按照设计使用年限和环境条件进行耐久性设计。
3.1.8公路桥涵应考虑养护需要,按照可到达、可检查、可维修和可更换的要求进行设计。
3.1.9公路桥涵应与自然环境和景观相协调;特殊大桥宜进行景观设计。
3.2桥涵布置
3.2.1桥梁应根据公路功能、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,并应符合下列规定:
1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。
桥位应避开断层、岩溶、滑坡、泥石流等不良地质的河段,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。
2高速公路、一级公路上的桥梁宜设计为上、下行分离的独立桥梁。
3.2.2当桥址处有两个及两个以上的稳定河槽,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,不宜用长大导流堤强行集中水流。
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。
323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°;当交角大于5°且斜桥
正做时,墩(台)边缘净距宜按式(323)计算,其计算简图如3.2.3
式中:
la相应于计算水位的墩(台)边缘之间的净距(m);
l通航要求的有效跨径(m);b墩(台)的长度(m);a垂直于水流方向与桥纵轴线间的交角(°)。
3.2.4桥涵水文、水力的计算应符合现行《公路工程地质勘察
规范》(JTCC20)和《公路工程水文勘测设计规范》(JTCC30)的规
3.2.5通航海轮的桥梁布置应满足现行《通航海轮桥梁通航标
准》(JTJ311)的规定,通航内河桥梁的布置应满足现行《内河通航标准》(GB50139)的规定,并应充分考虑河床演变和不同通航水位航迹线的变化。
326位于通航水域中的桥梁宜减少在通航水域中设置桥墩,并宜设置于浅水区。
可能遭受船舶或漂流物撞击的桥墩,应考虑船舶或漂流物的撞击作用,并应设置警示标志和必要的防撞设施。
327桥梁跨越有中央分隔带的多车道公路时,不宜在中央分隔带内设置桥墩。
需要设置桥墩时,桥墩结构应考虑汽车的撞击作用,并应在桥墩附近设置必要的防撞设施及警示标志、标线。
跨线桥的桥墩设置在桥下公路的路侧时,不得侵入公路建筑限界。
桥墩宜设置在公路路侧净区以外;不能满足时,应设置桥下公路路侧护栏和桥墩保护设施。
328为保证桥位附近水流顺畅,河槽、河岸不发生严重变形,必要时可在桥梁上、下游修建调治构造物,并应符合下列规
疋:
1调治构造物的形式及其布置应根据河流性质、地形、地质、河滩水流情况以及通航要求、桥头引道、水利设施等因素综合考虑确定。
2非淹没式调治构造物的顶面,应高出桥涵设计洪水频率的水位至少0.25m,必要时尚应考虑壅水咼、波浪爬咼、斜水流局部冲高、河床淤积等影响。
3允许淹没的调治构造物的顶面应高出常水位
4单边河滩流量不超过总流量的15%或双边河滩流量不超过25%时,可不设导流堤。
329公路桥涵的设计洪水频率应符合表329的规定,并应符合下列规定:
1二级公路上的特大桥及三、四级公路上的大桥,在河床比降大、易于冲刷的情况下,宜提高一级洪水频率验算基础冲刷深度。
2沿河纵向高架桥和桥头引道的设计洪水频率应符合现行《公路工程技术标准》(JTCB01)中路基设计洪水频率的有关规定。
3对由多孔中小跨径桥梁组成的特大桥,其设计洪水频率可采用大桥标准。
4三、四级公路,在交通容许有限度的中断时,可修建漫水桥和过水路面。
漫水桥和过水路面的设计洪水频率,应根据容许阻断交通的时间长短和对上下游农田、城镇、村庄的影响以及泥沙淤塞桥孔、上游河床的淤高等因素确定。
3.2.9拼涵设计淇水颊率
特
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3.3桥涵孔径
3.3.1桥涵孔径的设计必须保证设计洪水以内的各级洪水及流冰、泥石流、漂流物等安全通过,并应考虑壅水、冲刷对上下游的影响,确保桥涵附近路堤的稳定。
桥涵孔径的设计应考虑桥位上下游已建或拟建桥涵和水工建筑物的状况及其对河床演变的影响。
桥涵孔径设计尚应注意河床地形,不宜过分压缩河道、改变水流的天然状态。
332小桥、涵洞的孔径,应根据设计洪水流量、河床地质、河床和锥坡加固形式等条件确定,并应符合下列规定:
1当缺少水文资料时,可根据现场调查的多年洪水痕迹、泛滥范围和既有桥涵验算小桥、涵洞的孔径。
2当小桥、涵洞的上游条件许可积水时,依暴雨径流计算的流量可考虑减少,但减少的流量不宜大于总流量的1/4。
3.3.3特大、大、中桥的孔径布置应按设计洪水流量和桥位河段的特性进行设计计算,并对孔径大小、结构形式、墩台基础埋置深度、桥头引道及调治构造物的布置等进行综合比较。
3.3.4计算桥下冲刷时,应考虑桥孔压缩后设计洪水过水断面所产生的桥下一般冲刷、墩台阻水引起的局部冲刷、河床自然演变冲刷以及调治构造物和桥位其他冲刷因素的影响。
3.3.5桥梁全长应按下列规定计算:
1有桥台的桥梁为两岸桥台侧墙或八字墙尾端间的距离
2无桥台的桥梁为桥面系长度。
3.3.6桥涵跨径在50m及以下时,宜采用标准化跨径。
采用标准化跨径的桥涵宜采用装配式结构及机械化、工厂化施工。
桥涵标准化跨径规定如下:
0.75m、1.0m、1.25m、1.5m、2.0m、2.5m、3.0m、4.0m、5.0m、6.0m、8.0m、10m13m16m20m25m30m35m40m45m50nn
3.4桥涵净空
3.4.1桥涵净空应符合现行《公路工程技术标准》(JTGB01)中
的公路建筑限界规定,并应符合下列规定:
1确定桥面净宽时,应首先考虑与桥梁相连的公路路段的路基宽度,保持桥面净宽与路基宽度相同。
2多车道公路上的特大桥为整体式上部结构时,中央分隔带宽度应根据所采用的护栏形式确定,路肩宽度经论证后可采用现行
《公路工程技术标准》(JTGB01)有关规定的“最小值”。
3高速公路和作为干线功能的一级公路上特大桥的右侧路肩宽度小于2.50m且桥长超过1000m时,宜设置紧急停车带和过渡段,紧急停车带宽度包括路肩在内应为3.50m,有效长度不应小于40m间距不宜大于500m
4桥上设置的各种安全设施及标志等不得侵入桥涵净空限界。
3.4.2桥面人行道、自行车道和拦护设施的布置应符合下列规
定:
1高速公路上的桥梁不宜设人行道。
一、二、三、四级公路上桥梁的桥上人行道和自行车道的设置,应根据需要而定,并应与前后路线布置协调。
人行道、自行车道与行车道之间,应设护栏或路缘石等分隔设施。
一个自行车道的宽度应为1.0m;当单独设置自行
车道时,不宜小于两个自行车道的宽度。
人行道的宽度宜为1.0m;大于1.0m时,按0.5m的级差增加。
漫水桥和过水路面可不设人行道。
2通行拖拉机或畜力车为主的慢行道,其宽度应根据当地行驶拖拉机或畜力车车型及交通量而定;当沿桥梁一侧设置时,不应小于双向行驶要求的宽度。
3桥梁护栏设置应符合现行《公路交通安全设施设计规范》(JTGD81)的相关规定。
4路缘石高度可取用0.25〜0.35m。
当跨越急流、大河、深谷、重要道路、铁路、主要航道,或桥面常有积雪、结冰时,其路缘石高度宜取用较大值。
3.4.3桥下净空应根据计算水位(设计水位计入壅水、浪高等)或最高流冰水位加安全高度确定,并应符合下列规定:
1当河流有形成流冰阻塞的危险或有漂浮物通过时,应按实际调查的数据,在计算水位的基础上,结合当地具体情况酌留一定富余量,作为确定桥下净空的依据。
对于有淤积的河流,桥下净空应适当增加。
2通航或流放木筏的河流,桥下净空应符合通航标准或流放木筏的要求。
有国防要求和其他特殊要求(如石油钻探船只)的航道,其通航标准应与有关部门具体研究确定。
3在不通航或无流放木筏河流上及通航河流的不通航桥孔内,
桥下净空不应小于表3.4.3的规定
衷艮43非通航河磴桥下最小净空
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离岀Cm)
Kma高廉冰直(m)
洪水胡无大溝流协
050
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支承垂石頂面
0.25
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|有技拱拱即
025
0.15
4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1.0m。
5在不通航和无流筏的水库区域内,梁底面或无铰拱拱顶底面
离开水面的高度不应小于计算浪高的0.75倍加上0.25m。
3.4.4涵洞宜设计为无压力式的。
无压力式涵洞内顶点至洞内
设计洪水频率标准水位的净高应符合表3.4.4的规定。
»3.4t4无压力或涵侗肉顶点至露髙流水面的净矗
廊词进a押恋(戊内杼)h(mJ
g
合(175m
>0.3m
3.4.5立体交叉跨线桥桥下净空应符合下列规定:
1公路与公路立体交叉的跨线桥桥下净空及布孔除应符合本规
范第3.4.1条桥涵净空的规定外,尚应满足桥下公路的视距和前方信息识别的要求,其结构形式应与周围环境相协调。
2铁路从公路上跨越通过时,其跨线桥桥下净空及布孔除应符合本规范第3.4.1条桥涵净空的规定外,尚应满足桥下公路的视距和前方信息识别的要求。
3农村道路与公路立体交叉的跨线桥桥下净空为:
1)当农村道路从公路上面跨越时,跨线桥桥下净空应符合本规范第3.4.1条建筑限界的规定;
2)当农村道路从公路下面穿过时,其净空可根据当地通行的车
辆和交叉情况而定,人行通道的净高应大于或等于2.2m,净宽应大
于或等于4.0m;
3)畜力车及拖拉机通道的净高应大于或等于2.7m,净宽应大于
或等于4.0m;
4)农用汽车通道的净高应大于或等于3.2m,净宽应根据交通量
和通行农业机械的类型选用,且应大于或等于4.0m;
5)汽车通道的净高应大于或等于3.5m,净宽应大于或等于
6.0m。
3.4.6车行天桥桥面净宽按交通量和通行农业机械类型可选用4.5m或7.0m,其汽车荷载应符合本规范第4.3.1条有关四级公路汽车荷载的规定。
人行天桥桥面净宽应大于或等于3.0m,其人群荷载
应符合本规范第4.3.6条的规定。
3.4.7管线设施的布置应符合下列规定:
1电信线、电力线、电缆、管道等的设置不得侵入公路桥涵净空限界,不得妨害桥涵交通安全,并不得损害桥涵的构造和设施。
2严禁易燃、易爆、高压等管线设施利用或通过公路桥梁。
天
然气输送管道离开特大、大、中桥的安全距离不应小于100m离开
小桥的安全距离不应小于50m
3高压线跨河塔架的轴线与桥梁的最小间距,不得小于一倍塔
高。
高压线与公路桥涵的交叉应符合现行《公路路线设计规范》
(JTGD20)的规定。
3.5桥上线形及桥头引道
3.5.1桥梁纵坡设计应符合下列规定:
1桥上纵坡不宜大于4%,桥头引道纵坡不宜大于5%;桥头两端引道的线形应与桥梁的线形相匹配。
2位于城镇混合交通繁忙处的桥梁,桥上纵坡及桥头引道纵坡均不得大于3%。
3对易结冰、积雪的桥梁,桥上纵坡不宜大于3%。
3.5.2在洪水泛滥区域以内,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、河弯超高、河床淤积等影响0.5m以上;小桥涵引道的路肩高程宜高出桥涵前壅水水位(不计浪高)0.5m以上;压力式或半压力式涵洞的路肩高程宜高出涵前雍水水位1.0m以上。
3.5.3桥头锥体及引道应符合下列规定:
1桥头锥体及桥台台后5~10m长度内的引道,可用砂性土等材料填筑。
在非严寒地区,当无透水性土时,可就地取土经处理后填筑。
2锥坡与桥台两侧正交线的坡度,当有铺砌时,路肩边缘下的第一个8m高度内不宜陡于1:
1;在8〜12m高度内不宜陡于1:
1.25;高于12m的路基,其12m以下的边坡坡度应由计算确定,但不应陡于1:
1.5,变坡处台前宜设宽0.5〜2.0m的锥坡平台;不受洪水冲刷的锥坡可采用不陡于1:
1.25的坡度;经常受水淹没部分的边坡坡度不应陡于1:
2。
3埋置式桥台和钢筋混凝土灌注桩式或排架桩式桥台,其锥坡
坡度不应陡于1:
1.5;对不受洪水冲刷的锥坡,加强防护时可采用不陡于1:
1.25的坡度。
4洪水泛滥范围以内的锥坡和引道的边坡坡面,应根据设计流速设置铺砌层。
铺砌层的高度应为:
特大、大、中桥应高出计算水位0.5m以上;小桥涵应高出设计水位加壅水水位(不计浪高)0.25m以上;当有逆风、冰冻或漂流物等影响时,应适当提高。
3.5.4桥台侧墙后端和悬臂梁桥的悬臂端深入桥头锥坡顶点以内的长度,均不应小于0.75m(按路基和锥坡沉实后计)。
3.5.5高速公路、一级公路、二级公路和三级公路的桥头宜设
置搭板,搭板设置应符合下列规定:
1搭板长度不宜小于5m;桥台
咼度不小于5m时,搭板长度不宜小于
8m2搭板宽度宜与桥台侧墙
内缘相齐,并用柔性材料隔离,最小宽度不应小于行车道宽度。
3
搭板厚度不宜小于0.25m;长度不小于6m的搭板,其厚度不宜小于0.30m。
3.6构造要求
3.6.1桥涵结构应符合下列规定:
1桥涵结构
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- 公路 桥涵 设计 通用 规范