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桥梁附属工程初步设计包含哪些内容?
桥梁由上部结构、下部结构、支座系统和附属设施四个基本部分组成。桥梁附属工程(附属设施)虽体量相对较小,但对整体工程的安全性、耐久性和使用性能具有重要影响。在初步设计阶段,附属工程内容一般包括:桥面铺装、桥面防水与排水、支座、伸缩装置、栏杆与防撞护栏、桥头搭板、锥形护坡、人行道、照明与景观亮化、过桥管线布置、防撞设施、检查与养护设施等。
一、桥面铺装与防水
铺装结构组合:一般由沥青混凝土面层 + 水泥混凝土调平层(现浇层)组合形成。组合梁板结构宜采用水泥混凝土调平层加沥青混凝土的桥面铺装结构。
铺装厚度要求(JTG D60-2015):
- 高速公路和一、二级公路桥梁的沥青混凝土桥面铺装层厚度不宜小于70mm
- 二级以下公路桥梁的沥青混凝土桥面铺装层厚度不宜小于50mm
- 水泥混凝土桥面铺装面层(不含整平层和垫层)厚度不宜小于80mm
防水层设置:桥面铺装应设防水层;水泥混凝土调平层顶面(或整体式箱梁顶面)应设置防水层。常用材料如溶剂反应型防水粘结材料、二阶反应型防水层等。
实际初设案例:车行道桥面铺装10cm沥青混凝土(4cm SMA-13 + 6cm AC-20);或9cm沥青混凝土(4cm AC-13C + 5cm AC-20C)+ 8cm厚C50防水混凝土现浇层。
二、桥面排水系统
排水方式:桥面集水通过竖向排水管直排,或经纵向排水管收集后沿桥墩排出。桥面设置横坡(如2%)便于雨水流动排放。
泄水管(DB34/T 4097-2022):
- 应采用铸铁或型钢材料,水平向排水管宜采用矩形断面
- 泄水孔间距应根据桥面宽度、纵坡、横坡及降雨强度综合考虑,可取4~5m(部分工程实例取5m或10m)
特殊要求:跨越敏感水域时需设桥面径流收集系统及应急处理池,控制危化品倾泄、初期降雨径流排放。
三、支座与支座垫石
支座类型选择(JTG D60-2015):
- 可按跨径、结构形式、反力值、支承处位移及转角变形值选取
- 可选用板式橡胶支座、四氟滑板橡胶支座、盆式橡胶支座、球型钢支座;不宜采用带球冠或坡形板式橡胶支座
- 30m及以上跨径预应力混凝土梁宜选用盆式支座或球型支座
布置要求:
- 纵桥向单个支承点宜设置一排竖向支座;横桥向应考虑支座脱空影响
- 支座上、下传力面应保持水平
- 墩台应预留安装、维护、更换支座的工作空间和操作安全防护设施
支座垫石(DB34/T 4097-2022):
- 支座底部应设置支座垫石,垫石高度以使梁底与墩台顶净空大于15cm为宜
- 垫石应按局部承压构件进行验算;厚度大于80mm可设置两层及以上水平钢筋网
- 斜桥、弯桥在有离心力作用时应采取防止支座横移的措施(如设置横向挡块或挡板)
四、伸缩装置(伸缩缝)
功能要求(JTG D60-2015):应保证能自由伸缩,满足承载和变形要求,使车辆平稳通过;应具有良好的密水性和排水性,并易于检查和养护。
规格与布置(DB34/T 4097-2022):
- 跨径10m及以下单跨桥梁可在两桥台处均设桥面连续
- 跨径13~20m单跨桥梁可设一道80型伸缩缝,另一端设桥面连续
- 三跨及以上应根据计算确定伸缩缝数量及规格
- 宜选用模数式伸缩装置,全宽范围内通长布置,在护栏处留槽
变形量计算:应考虑温度、混凝土收缩徐变和制动力引起的支座剪切变形计算变形量,据此选择伸缩缝规格。实例:桥台采用80型、桥墩采用160型单元式多向变位梳形板伸缩装置。
五、栏杆与防撞护栏
栏杆(JTG D60-2015):设置栏杆的桥梁,其设计除应满足受力要求外,尚应注意美观,栏杆高度不应小于1.1m。人行栏杆造型选择在保证安全基础上应充分考虑景观效果。
防撞护栏:护栏与桥面板应进行可靠连接,根据护栏形式可采用直接埋入式、地脚螺栓和预埋钢筋的连接方式。实例:人行道外侧采用三横梁护栏、防撞等级SB级。
六、桥头搭板
功能:改善桥头跳车问题,桥头均设置搭板。
尺寸要求(JTG D60-2015):
- 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
- 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
- 实例:桥头填土高度≥5m时,搭板长度取8m、厚度40cm
七、其他附属内容
人行道:可采用装配式钢筋混凝土人行道板,支撑于栏杆底座基础和枕梁上;人行道铺装按《无障碍设计规范》要求做好盲道布设。
照明与景观亮化:路灯形式与道路一致,横向设置位置为人行道内侧基座上方;景观亮化以线条灯、轮廓灯、投光灯、洗墙灯为主,采用高光效、长寿命的节能型LED灯。含防雷及接地系统设计。
过桥管线布置:管线规格及数量按道路设计文件确定。不得在桥上敷设污水管、压力大于0.4MPa的燃气管和其它可燃、有毒或腐蚀性液、气体管;条件许可时敷设的电信电缆、热力管、给水管、电压不高于10kV配电光缆、压力不大于0.4MPa燃气管必须采取有效安全防护措施,满足《城市桥梁设计规范》相关规定。
防撞设施:根据桥墩抗撞能力、位置、外形、水流速度、水位变化、通航船舶类型及碰撞速度等因素设计,需满足消能缓冲、不影响通航、经济方便、经久耐用等要求。
锥形护坡与检查养护设施:桥台两侧常做锥形护坡、挡土墙等防护工程;日常检查和养护设施(如检查通道、检查车)也应纳入附属工程设计。
涵洞(如涉及):桥梁附近的小型排水构造物,常见类型有圆管涵、盖板涵、箱涵和拱涵等。
初设阶段附属工程内容清单
| 序号 | 附属工程内容 | 主要设计要求/依据 |
|---|---|---|
| 1 | 桥面铺装 | 沥青层≥70mm(高速、一二级);水泥层≥80mm[JTG D60-2015] |
| 2 | 桥面防水层 | 铺装层间必须设置防水层 |
| 3 | 桥面排水 | 泄水管间距4~5m;铸铁/HDPE管 |
| 4 | 支座 | 板式/四氟滑板/盆式/球型;上下传力面水平 |
| 5 | 支座垫石 | 局部承压验算;梁底净空>15cm |
| 6 | 伸缩装置 | 按变形量选规格;模数式 |
| 7 | 栏杆 | 高度≥1.1m;兼顾美观 |
| 8 | 防撞护栏 | 与桥面板可靠连接 |
| 9 | 桥头搭板 | 厚≥0.25m;长≥6m时厚≥0.30m |
| 10 | 人行道 | 装配式板;盲道布设 |
| 11 | 照明与亮化 | 与道路一致;节能LED |
| 12 | 过桥管线 | 禁设污水管、>0.4MPa燃气管 |
| 13 | 防撞设施 | 按通航条件设计 |
| 14 | 锥形护坡 | 保护桥台及路堤填土 |
| 15 | 检查养护设施 | 检查通道、检查车等 |
核心规范依据:
- 《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2015)——支座、伸缩装置、桥面铺装防水排水、栏杆、搭板等构造要求
- 《市政公用工程设计文件编制深度规定》(2013年版)——初设阶段设计文件编制深度要求
- 地方标准(如DB34/T 4097-2022)——泄水管、支座垫石、伸缩装置、搭板等细化规定
核心结论:桥梁附属工程初设的核心是——"铺装防水、排水顺畅、支座可靠、伸缩自由、栏杆安全、搭板过渡、管线合规、亮化协调"。其中桥面铺装与防水、支座选型与垫石、伸缩装置规格、桥头搭板尺寸是初设阶段必须明确的关键构造参数,应以现行《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2015)为主要依据,并在初设文件中形成推荐方案的附属工程说明。
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