第三节 桥梁与涵洞

　　一、桥梁的分类

　　根据桥梁跨径总长L和弹孔跨径L 0的不同，桥梁可分为特大桥(L≥500m或L 0≥100m)、大桥(500m>L≥100m或100m> L 0≥40m)、中桥(100m>L≥30m或40m> L 0≥20m)、小桥(30m>L≥8m或20m> L 0≥5m) 二、桥梁上部结构 (一)桥面构造

　　1、桥面铺装及排水、防水系统

　　(1)桥面铺装：分为水泥混凝土或沥青混凝土铺装2种;为了延长桥面铺装层的使用年限，宜在上面铺筑层厚20mm的沥青表面做磨耗层，为使铺装层具有足够的强度和良好的整体性，一般宜在混凝土中铺设4-6mm的钢筋网 (2)桥面纵横坡：桥面纵坡一般都做成双向纵坡，在桥中心设置曲线，纵坡一般不超过3%;桥面横坡一般为1.5%-3% (3)桥面排水和防水设施

　　桥面排水：桥面纵坡大于2%而桥长小于50m，桥上可不设泄水管;桥面纵坡大于2%且桥长大于50m，隔12-15m设置一个泄水管;桥面纵坡小于2%，隔6-8米设置一个泄水管

　　2、伸缩缝(通常在梁梁端之间、梁端与桥台之间或桥梁的铰接位置设置)

　　(1)伸缩缝构造要求：在设置伸缩缝处，栏杆与桥面铺装都要断开

　　(2)伸缩缝类型

　　镀锌薄板伸缩缝：在中小跨径的装配式简支梁桥上，当梁的变形量在20-40mm以内时常用 钢伸缩缝：构造比较复杂，温差较大的地区或跨径较大的桥梁采用，一般用梳形钢板伸缩缝 橡胶伸缩缝：构造简单，使用方便，效果好;在变形量大的大跨度桥上，可采用橡胶和钢板组合的伸缩缝

　　3、人行道、栏杆、灯柱

　　(1)安全带：不设人行道的桥上，两边应设宽度不小于0.25m，高为0.25-0.35的护轮安全带

　　(2)人行道：人行道在桥面断缝处也必须做伸缩缝

　　(3)栏杆、灯柱：栏杆的高度一般为0.8-1.2m，标准设计为1.0m

　　(二)承载结构

　　1、梁式桥(其结构在垂直荷载作用下，其支座仅产生垂直反力，而五水平推力)

　　(1)简支梁桥

　　简支板桥：主要用于小桥梁;跨径4-8m时用钢筋混凝土实心桥板，跨径6-13m时用钢筋混凝土空心倾斜预制桥板，跨径在8-16m时用预应力混凝土空心预制桥板 肋梁式简支梁桥(简支梁桥)：主要用于中等跨度桥梁，我国多使用多片T形梁;跨径8-12m时用钢筋混凝土简支梁桥，跨径在20-50m时用预应力混凝土简支梁桥 箱型简支梁桥：主要用于预应力混凝土桥梁，尤其适用于桥面较宽的预应力混凝土桥梁结构和跨度较大的斜交桥和弯桥

　　(2)连续式梁桥和悬臂式梁桥

　　2、拱式桥

　　桥跨的承载结构以拱圈或拱肋为主;拱式桥在竖向荷载作用下，两拱脚处不仅产生竖向反力，还产生水平反力(推力)

　　由于水平推力的作用使拱中的弯矩和剪力大大降低，设计合理的拱主要承受拱轴压力，拱截面内弯矩剪力均较小，因此可充分利用石料或混凝土等抗压能力强而抗拉能力差的圬工材料;拱式桥是钢筋混凝土桥和圬工桥最合理的结构形式之一，拱式桥是推力结构，其墩台基础必须承受强大的拱脚推力，因此拱式桥对地基要求很高，适建于地质和地基条件良好的桥址

　　3、悬索桥(桥塔、主缆索、锚碇、吊索、加劲梁及索鞍等组成)

　　4、组合式桥(斜拉桥是典型的悬索结构和梁式结构组合的，由主梁、拉索及索塔组成的组合结构体系)

　　三、桥梁下部结构

　　(一)桥墩

　　空心桥墩按壁厚分为厚壁与薄壁两种，一般有厚壁中面直径(即同一截面的中心线直接或宽度)的比来区分：t/D≥1/10为厚壁，t/D<1/10为薄壁

　　(二)桥台

　　1、重力式桥台

　　2、轻型桥台：适用于小跨径桥梁，桥跨孔数与轻型桥墩配合使用时不宜超过3个，单孔跨径不大于13m，多孔全长不宜大于20m

　　3、框架式桥台：适用于地基承载力较低、台身较高、跨径较大的桥梁

　　(三)墩台基础

　　1、扩大基础

　　2、桩与管柱基础：地基浅层地质较差，持力土层埋藏较深，需要采用深基础才能满足结构物对地基强度、变形和稳定性要求时，可用桩基础 水文地质条件较复杂，特别是深水岩面不平，五覆盖层或覆盖层很厚时，采用管柱基础

　　3、沉井基础

　　四、涵洞(单孔跨径小于5m，多孔跨径总长小于8m统称为涵洞，圆管涵和箱涵无论孔径、孔数都是涵洞)

　　(一)涵洞的分类

　　1、按构造形式不同

　　圆管涵：受力情况和适应基础的性能较好，两端仅需设置端墙，不需设置墩台，故圬工数量少，造价低，但低路堤使用受到限制

　　盖板涵：结构形式方面有利于在低路堤上使用，当填土较小时刻做成明涵

　　拱涵：一般超载潜力较大，砌筑技术容易掌握，便于群众修建，是普遍采用的形式 箱涵：适用于软土地基，且最小填土厚度应大于50cm，适用于高路堤及深沟渠处

　　2、按洞顶填土情况分

　　明涵：洞顶无填土，适用于低路堤及浅沟渠处

　　暗涵：洞顶有填土，且最小填土厚度应大于50cm，适用于高路堤及深沟渠处

　　3、按建筑材料分

　　4、按水力性能分

　　无压力式涵洞：水流在涵洞全部长度上保持自由水面

　　半压力式涵洞：涵洞进口被水淹没，洞内水全部或一部分为自由面 压力式涵洞：涵洞进出口被水淹没，涵洞全长范围内全部断面泄水

　　(二)涵洞的组成(洞身、洞口、基础三部分)

　　(三)涵洞的构造

　　1、洞身

　　洞底应有适当的纵坡，其最小值为0.4%，一般不宜大于5%;当洞底纵坡大于5%时，其基础底部宜每隔3-5m设防滑横墙或将基础做成阶梯形;当洞底纵坡大于10%，涵洞洞身及基础应分段做成阶梯形

　　盖板涵的过水能力较圆管涵大，与同孔径的拱涵相接近，施工期限较拱涵短，但刚才用量比拱涵多，对地基承载力的要求较拱涵低;在要求通过较大的排洪量，地质条件差，路堤高度小的设涵处，采用盖板涵，且为明涵 2、洞口建筑

　　(1)涵洞与路线正交的空口建筑

　　端墙式：适用于流量较小的孔径涵洞、人工渠道或不受冲刷影响的岩石河沟

　　八字式：多用于较大孔径的涵洞

　　井口式：洞身底低于路基边沟(河沟)底时，进口可采用井口式洞口

　　(2)涵洞与路线斜交的洞口建筑

　　斜洞口：能适应水流条件，外形美观，建筑费工较多;常被采用

　　正洞口：只在管涵或斜度较大的拱涵为避免涵洞端部施工困难时才采用

　　3、附属工程：椎体护坡、河床铺砌、路基边坡铺砌及人工水道