一、总体布置

几个大原则：桥梁能取直时不宜弯，桥梁能做短时不宜长，桥跨能做小时不宜大，桥梁能做简时不宜繁。

道路桥梁一体设计时应考虑：道路的线型和横断面决定了中小桥梁的布置，对于大桥、特大桥作为控制性工程，道路的选线应充分考虑桥梁的设计要求，桥梁的横断面在满足交通通行的条件下，中央分隔带可以去掉，路桥横断面通过桥头过渡段来顺接。

桥梁纵坡：一般小桥通常做成平坡桥。对于大、中桥梁，考虑到桥面排水和降低引道路堤高度，往往设置从中间向两端倾斜的双向纵坡。桥上纵坡不宜大于4%；桥头引道纵坡不宜大于5%。对于市镇混合交通繁忙处的桥梁（如桥头处为交叉口），桥上纵坡和桥头引道纵坡均不得大于3%。对于厂区桥梁，由于受到地形条件限制，厂区桥梁最大纵坡宜不大于6%。

桥梁横断面布置主要取决于车道数及人行道宽度。为了利于桥面排水，应根据不同类型的桥面铺装，设置从桥面中央倾向两侧1.5%~3%的横向坡度，人行道设1%~2%的反坡。

斜交角：桥轴线与支承线垂线的夹角，如下图所示。斜交角有正负之分，图示方向为正，当桥轴线逆时针旋转φ度时与支承线垂线重合，则斜交角为负。设计的时候切勿搞反。

从桥梁本身的经济性和施工方便性，应尽可能避免桥梁与河流或桥下路线斜交，但对于一般小桥，为了改善路线线型，或城市桥梁受原有街道的制约时，可以修建斜交桥，但从结构安全性和合理性出发，斜交角不宜大于45°。

桥梁应尽量取用标准跨径及通用图。

钢筋混凝土空心板标准跨径为：6m、8m、10m，单板宽1m。

预应力混凝土空心板标准跨径为：10m、13m、16m、20m，单板宽1.25m。（后张法，若必须用先张法时再另行商议。）

预应力混凝土T 梁标准跨径：20m、25m、30m、35m、40m。

预应力混凝土小箱梁标准跨径：20m、25m、30m、35m、40m。

梁型选用基本原则

当跨径小于20m 时，尽量选用空心板；

当跨径在20m~40m 时，可以考虑T 梁和小箱梁，但要结合业主的要求以及当地的施工力量来决定（小箱梁较同等跨径的T 梁吨位要大，对起吊装置要求更高）。

当跨径超过40m 时，可以采用整体现浇箱梁、钢梁及钢混结合梁等。

厂区公路桥梁：厂区公路桥梁往往需要特殊设计，走行超重车辆，因此在跨径及梁型选择的时候原则是：在能躲避管线的条件下尽量选择小跨径、整体性好的现浇箱梁，可以选择预制小箱梁、预制T 梁，不宜采用预制空心板，在桥梁高度受到限制时，可以选用钢箱梁，采用钢箱梁时应控制桥梁的自振频率不小于4.5HZ。

二、桥孔布置

应按照需跨越的道路、铁路、河道、管线（主要指市政及厂区桥梁）等的规划线位及断面，结合现况条件，在满足交通功能的同时，所跨越构筑物的使用和维护，考虑安全性、经济性和适当考虑美观等方面要求的情况下合理布置桥孔。

桥梁孔径布置应尽量简单、统一，优先采用标准跨径，不能采用的尽量往标准跨径上靠，桥涵孔径的确定要充分考虑现况地形、地物、管线、结构的安全性、施工的简易性、结构的统一美观性，对于预制吊装梁，应充分考虑到道路运输条件、现场吊装条件采用合理跨径。

立交桥梁布孔长度，应结合桥梁所处地区的环境布置。一般在市区为考虑街道两侧通透，桥头挡土墙高度可考虑在4m 以下，但不宜小于2.0m；远离市区可考虑6.5m～7.5m；在山区可根据路基形式及需要确定桥长；在软土地基上应考虑路基沉降及稳定性等因素，可适当加长桥孔长度。当为路口转向处及斜桥、弯桥时还应考虑行车视线要求。

山区桥梁布孔应充分考虑在桥宽及坡脚范围内地形变化对布孔及基础的影响。

桥梁孔径应有主孔、边孔及主桥、引桥之分，一般情况下主桥的主孔跨径应大于边孔。对于立交桥主孔一般宜设在被交路部分；在同一座桥中，如果没有特殊情况，大跨与小跨不应交替出现，跨径变化也不宜太多。为达到桥梁跨度的均衡、合理，可在道路分隔带上设墩柱，墩柱外表面应满足建筑限界要求，可参见《公路桥涵设计通用规范》。当桥墩与桥下行车道紧邻时，桥墩外表面应设防撞设施，可在墩柱外表面包裹橡胶缓冲垫层后再加设钢套箍，并在外表面涂刷醒目的红白相间警示线。

对于跨越河道或沟渠的桥梁宜布置为奇数孔。主孔应布置在河道的主槽。河道中桥跨布置及墩柱布设情况应征得河道管理部门的同意。一般情况下，墩柱不应布置在河道防护提的迎水面上。对于跨越较深河道的桥梁，桥台宜采用墙式，且应考虑桥台前墙与河道挡墙的顺接。

上跨或下穿铁路的桥梁，桥孔布置及结构方案应征得铁路有关部门的同意。

桥梁跨越铁路时，应满足铁路建筑限界要求，桥梁不得侵入建筑限界以内。铁路建筑限界请参照《标准轨距铁路建筑限界》。单线铁路线路中心线

至建筑限界最外缘不得小于2.44m，双线铁路线路中心线至建筑限界最外缘距离不得小于2.44m+0.5*铁路线路线间距。厂区超宽超限列车应根据实际机车车辆情况而定。（桥下净空：电力牵引，应大于6.55m 建筑限界高+0.5m 安全距离+梁体下挠影响值。内燃机车，应大于5.5m 建筑限界高+0.5m 安全距离+梁体下挠影响值。）

桥梁下穿现况铁路时，桥孔布置应考虑对铁路运营的影响最小，同时应注意铁路相关管线、杆塔对布孔的影响。

对于纵坡较大的桥梁，特别是独柱支承的匝道桥梁，应注意桥梁向下坡位移的潜在危险，总体设计时独柱墩连续梁的分联长度不宜过长，中墩支座不得采用板式橡胶支座，保证墩柱有适宜的刚度。

三、桥梁结构形式的确定

桥梁结构形式的确定应根据桥位所处条件，从孔径、主体结构、横断面及建筑高度、支承条件、地基地质条件及施工方法诸方面综合考虑，确定一个各方面较为合理的形式。厂区桥梁应优先考虑整体性好的箱梁结构。

对于中、小跨径的混凝土桥梁，为降低造价、方便施工、缩短工期，可采用装配式简支梁、板结构和先简支后连续结构。跨径在20～40m 范围的桥梁宜采用预应力简支Ｔ梁或小箱梁形式，构件重量应考虑当地起吊条件，一般不宜超过700kN，同时应考虑预制梁的运输问题。当采用架桥机架设时，还应验算架设过程对桥梁上、下部结构的影响。

当场地条件允许现场浇筑或桥梁建筑高度受限制时，可采用现浇预应力混凝土连续梁结构或闭合框架结构。结构横断面可为箱形也可为开口截面，视受力情况而定。一般开口截面材料指标低于箱形截面，而箱形截面的抗扭性能大大高于开口截面。

在施工不能中断交通的地段，当现浇连续梁有困难，又不宜采用装配式混凝土简支梁时，可采用钢混结合梁或钢梁。

对于桥跨路口受交通控制或建筑高度受限制的异型桥，可采用点支承异型板结构形式，可参照已有项目的异形结构进行设计，对于把握性较小的应召开技术会议确定结构形式、计算方法。

同一座桥梁中的断面形式、梁高及悬臂板长度要尽可能一致，同一工程梁型断面不应过多。

下部结构形式应与上部结构在桥宽、梁高、跨径、外观尺寸、受力条件等方面相适应。墩柱可考虑圆形、矩形或其它断面，但同一座桥梁宜采用同一种断面形式。加宽桥梁还应考虑与原结构形式的协调。

下部结构边墩应依据路基形式、高度、地质条件等因素，综合考虑经济合理的结构形式。当路基为边坡形式时，宜优先采用埋置式桥台。

应根据地质、水文水力情况、结构形式等条件合理确定基础形式。在没有管线干扰且地基承载力满足要求时，可采用扩大基础，但对于超静定结构应考虑不均匀沉降因素。当采用桩基时应合理确定桩径及根数，必要时进行经济比较后确定。桩基础宜选用直径1.0～1.8 m 的桩，应优先采用二桩承台或桩接柱形式。同一工程中，桩基直径宜统一，不能统一时，桩径种类不宜过多。桩基成孔可考虑钻机成孔，在条件允许时可考虑人工挖孔成孔（有地下水时禁止采用），设计挖孔桩时应在文件中提出按施工规范采取护壁措施的要求。

勘察报告提出的施工注意事项必须反应到设计文件之中。

四、桥梁横断面布置

桥梁横断面布置应根据道路规划、实施方案，布置为单幅、双幅或多幅桥梁。

为加强桥梁的整体性及整体使用效果，一般宽度在35m 以下的桥梁，上部结构宜连为整体，如确属需要分为两幅桥时，应在分隔带处分开，当两幅桥间仅设纵缝时应做好纵缝防水。

当桥梁采用分期实施方案时，桥梁横断面及梁格布置应考虑远近期实施的可能性，设计图纸上应给出相应的构造措施。

设置纵缝的两幅桥，不宜均采用独柱结构。当采用此种结构形式时，应注意考虑横向位移及横向抗震的构造及措施。

五、耐久性设计

桥梁设计时应注意桥梁所处的使用环境是否属腐蚀环境（海水环境、地下水具有腐蚀性、大气中含有腐蚀性气体的厂区），以便收集基础资料和相关规范，采取相应措施（材料要求：混凝土有最低强度要求，最大水灰比、最小水泥用量、最大氯离子及碱含量的要求。钢材注意涂装体系的不同。钢筋混凝土或预应力混凝土结构应注意保护层厚度的要求。）

混凝土桥梁在桥面沥青混凝土铺装层下均应设防水层，其性能应满足防水及受

力两方面的要求。对于可能采用除冰盐除雪地区的桥梁，应在主体结构与防水层之间设混凝土铺装层，以延长主体结构的使用寿命。

桥梁上部结构悬臂端部均应设滴水槽，其直径可取1.5cm 或2.0cm。距悬臂端10～15cm。

北京地区混凝土桥梁耐久性要求：

1）对于桥梁承台以上的钢筋混凝土及预应力混凝土结构，混凝土的抗渗标号不得小于W6。有特殊抗渗要求的混凝土应在图纸中特别注明。抗渗等级的确定可参见《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》。

2）对应桥梁伸缩缝位置的盖梁及帽梁混凝土、墩柱混凝土应采用钢筋阻锈剂或其它有效措施，防止除冰盐腐蚀钢筋。

3）防撞护栏宜采用现浇混凝土，为防止除冰盐腐蚀钢筋，可在表面涂刷隔水防腐层，也可以采取在混凝土中添加阻锈剂等措施。

4）桥梁承台以上（不含承台）的、暴露在大气中的混凝土及钢筋混凝土结构（不含预应力混凝土），应满足抗冻标号F200；对于伸缩缝对应处的混凝土、钢筋混凝土结构及河道中的墩柱应满足抗冻标号F250。有抗冻标号要求的混凝土，不得采用50°C 以上的蒸汽养护。抗冻等级的确定可参见《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》。

5）为控制混凝土碱集料反应，桥梁结构混凝土用材料应满足CECS:93 及北京市建委及规委颁发的《预防混凝土工程碱集料反应技术管理规定》的要求。

6）附有桥面泄水管的墩柱应在柱周围1.5m 范围内设5%散水，泄水管出口应设弯头弯向柱外或接入排水系统，避免排出的水腐蚀结构。墩柱根部地面下0.3m、地面上0.5m 范围涂以混凝土表面保护液。

六、关于桥梁计算

桥梁设计应进行计算。一般需要计算的项目有：梁整体计算，行车道板计算，横梁计算，锚下局部承压计算，支座的选用，伸缩缝宽度的确定，盖梁计算，墩柱计算，桩长的计算，桩身弯矩的计算，桥台的相关计算等。方案阶段的计算可以粗略的估算。

荷载的组合。

承载能力极限状态：基本组合、偶然组合。基本组合是所有公路桥涵结构都应该考虑的，偶然组合用于结构在特殊情况下（如地震和撞击等）设计。承载能力极限状态用于查看力和弯矩，力的作用效应较抗力大时应增大结构截面尺寸或者增大预应力。预应力作为抗力来考虑，可变作用计入冲击。

正常使用极限状态：短期组合、长期组合。主要用于查看混凝土拉应力、主拉应力、裂缝、挠度（短期组合的长期效应影响且刚度应折减）。预应力作为外力来考虑，可变作用不计入冲击。

标准值组合（使结构处于弹性阶段的组合）：主要用于查看压应力、主压应力、预应力钢筋拉应力、支座反力。对于钢结构桥梁，因采用容许应力法，保证结构处于弹性阶段，因此，查看所有应力、位移以及内力时均采用标准值组合。

偏载系数：经验取值为1.15。

对于具有一定厚度且有横隔板加劲的箱形梁，忽略歪扭变形的畸变应力；将活载偏心作用引起的约束扭转正应力和剪应力分别估计为活载对称作用下平面弯矩正应力的15%和剪应力的5%。因此当恒载对称作用时箱型梁任意截面计及扭转影响的总荷载内力近似估计为：弯矩M=Mg+1.15Mp，剪力Q=Qg+1.05Qp。（Mg、Qg—恒载引起的弯矩和剪力；Mp、Qp—全部活载对称于桥中线作用时引起的弯矩和剪力。）

横向分布系数、横向折减系数、纵向折减系数

横向分布系数：用于空心板、T 梁、小箱梁。桥梁设计中通常用一个表征荷载

分布程度的系数m 与轴重的乘积作用在一片梁上进行简化计算，这个m 值就是横向分布系数。汽车横向分布系数经验取值（可用于估算）：空心板可取0.35~0.5，T 梁可取0.6~0.8，小箱梁可取0.8~1.2，具体取值还需计算决定。

横向折减系数：多车道桥梁上的汽车荷载应考虑多车道折减，但折减后不得小于两设计车道的荷载效应。（3 车道：0.78，4 车道：0.67，5 车道：0.60，6 车道：0.55，7 车道：0.52，8 车道：0.50）

纵向折减系数：当计算跨径大于150m 时，应考虑纵向折减系数。具体取值可参见《公路桥涵设计通用规范》。

汽车荷载作用 = 车道荷载×横向分布系数×横向折减系数×纵向折减系数。

公路I 级与城—A 级（公路II 级与城—B 级）

公路I 级、城—A 级车道荷载相同，均布值：10.5kN/m，集中值：180~360kN。

公路II 级、城—B 级车道荷载相同，取公路I 级的0.75 倍。

标准车辆：公路I 级、公路II 级、城—B 级如下：

标准车辆：城—A 级如下：

桥梁的整体计算（通常指桥梁的主梁、主拱和主桁等计算）采用车道荷载，桥梁结构的局部加载（通常指桥梁的横梁、行车道板）采用车辆荷载，桥台或挡土墙后土压力计算采用车辆荷载。

厂区桥梁荷载通常应与业主商定后决定，一般为特殊车辆荷载，采取车列布置形式进行计算。

温度、收缩徐变、支座不均匀沉降影响

温度考虑整体升、降温以及正、负温度梯度的影响。

收缩徐变：模拟计算时一般设一个施工阶段，该阶段只有时间因子，一般取3650天，无其他荷载。

支座不均匀沉降：可按经验取用，可取计算跨径的1/6000。

斜交角不足15°的按正交计算，超过15°的应采取梁格或者空间模型进行分析。宽跨比小于0.5 的窄桥用单梁模型进行分析，超过0.5 的应用梁格或者空间模型进行复核。

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桥梁结构总体设计原则及设计方案

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知识点：桥梁总体设计审核要点