一级造价工程师

第二节道路、桥梁、涵洞工程的分类、组成及构造

一、道路工程

(―)路的分类及组成

1.道路的分类

根据现行行业标准《城市道路工程设计规范》CJJ37—2012,按道路所在位置、交通性质及其使用特点，道路可分为：公路、城市道路、厂矿道路及乡村道路等。公路是连接城市、农村、厂矿基地和林区的道路;城市道路是城市内道路;厂矿道路是厂矿区内道路。它们在技术方面有很多相同之处。

城市道路应按道路在道路网中的地位、交通功能以及对沿线的服务功能等，分为快速路、主干路、次干路和支路四个等级，并应符合下列规定：

(1)快速路应中央分隔、全部控制出入、控制出入口间距及形式，应实现交通连续通

行，单向设置不应少于两条车道，并应设有配套的交通安全与管理设施。快速路两侧不应设置吸引大量车流、人流的公共建筑物的出入口。

(2)主干路应连接城市各主要分区，应以交通功能为主。主干路两侧不宜设置吸引大量车流、人流的公共建筑物的出入口。

(3)次干路应与主干路结合组成干路网，应以集散交通的功能为主，兼有服务功能。次干路两侧可设置公共建筑物的出入口，但相邻出入口的间距不宜小于80m,且该出入口位置应在临近交叉口的功能区之外。

(4)支路宜与次干路和居住区、工业区、交通设施等内部道路相连接，应以解决局部地区交通，以服务功能为主。支路两侧公共建筑物的出入口位置宜布置在临近交叉口的功能区之外。

道路交通量达到饱和状态时的道路设计年限为：快速路、主干路应为20年;次干路应为15年;支路宜为10?15年。

2.公路的分类

根据现行行业标准《公路工程技术标准》JTGB01—2014,公路分为高速公路、一级公路、二级公路、三级公路及四级公路等五个技术等级。

(1)高速公路为专供汽车分方向、分车道行驶，全部控制出入的多车道公路。高速公路的年平均日设计交通量宜在15000辆小客车以上。

(2)—级公路为供汽车分方向、分车道行驶，可根据需要控制出入的多车道公路。一级公路的年平均日设;计交通量宜在15000辆小客车以上。

(3)二级公路为供汽车行驶的双车道公路。二级公路的年平均日设计交通量宜为5000?15000辆小客车。

(4)三级公路为供汽车、非汽车交通混合行驶的双车道公路。三级公路的年平均日设计交通量宜为2000?6000辆小客车。

(5)四级公路为供汽车、非汽车交通混合行驶的双车道或单车道公路。双车道四级公路年平均日设计交通量宜在2000辆小客车以下;单车道四级公路年平均日设计交通量宜在400辆小客车以下。

公路技术等级选用应根据路网规划、公路功能，并结合交通量论证确定。主要干线公路应选用高速公路。次要干线公路应选用二级及二级以上公路。主要集散公路宜选用一、

二级公路。次要集散公路宜选用二、三级公路。支线公路宜选用三、四级公路。

3.道路的组成

道路是设置在大地表面供各种车辆行驶的一种带状构筑物。道路组成可以分为几何(或称线形)组成和结构组成两部分。

(1)线形组成。道路线形是指道路中线的空间几何形状和尺寸。这一空间线形投影到平、纵、横三个方向而分别绘制成反映其形状、位置和尺寸的图形，就是道路的平面图、纵断面图和横断面图。城市道路横断面可分为单幅路、两幅路、三幅路、四幅路及特殊形式的断面。城市道路横断面宜由机动车道、非机动车道、人行道、分车带、设施带、绿化带等组成，特殊断面还可包括应急车道、路肩和排水沟等，见图2.2.1。

1)机动车道。机动车道路面宽度应包括车行道宽度及两侧路缘带宽度，单幅路及三幅路采用中间分隔物或双黄线分隔对向交通时，机动车道路面宽度还应包括分隔物或双黄线的宽度。一条机动车道最小宽度应待合表2.2.1的规定。

2)非机动车道。与机动车道合并设置的非机动车道，车道数单向不应小于2条，宽度不应小于2.5m。非机动车专用道路面宽度应包括车道宽度及两侧路缘带宽度，单向不宜小于3_5m，双向不宜小于4.5m。一条非机动车道最小宽度自行车不得小于1.0m，三轮车不得小于2.0m。

3)人行道。人行道宽度必须满足行人安全顺畅通过的要求，并应设置无障碍设施。人行道最小宽度应符合表2.2.2的规定。

4)分车带。分车带按其在横断面中的不同位置及功能，可分为中间分车带(简称中间带)及两侧分车带(简称两侧带)，分车带由分隔带及两侧路缘带组成。分隔带应采用立缘石围砌，需要考虑防撞要求时，应采用相应等级的防撞护栏。

5)设施带。设施带宽度应包括设置护栏、照明灯柱、标志牌、信号灯、城市公共服务设施等的要求，各种设施布局应综合考虑。设施带可与绿化带结合设置，但应避免各种设施与树木间的干扰。

6)绿化带。道路绿化是大地绿化的组成部分，也是道路组成不可缺少的部分。无论是道路总体规划、详细设计、修建施工，还是养护管理都是其中的一项重要内容。绿化带的宽度应符合现行行业标准的相关要求。绿化带最小宽度为1.5m。

7)应急车道。当快速路单向机动车道数小于3条时，应设不小于3.0m的应急车道。当连续设置有困难时，应设置应急停车港湾，间距不应大于500m,宽度不应小于3.0m。

8)保护性路肩。采用边沟排水的道路应在路面外侧设置保护性路肩，中间设置排水沟的道路应设置左侧保护性路肩。保护性路肩宽度自路缘带外侧算起，快速路不应小于0.75m;其他道路不应小于0.50m;当有少量行人时，不应小于1.50m。

(2)结构组成。道路工程结构组成一般分为路基、垫层、基层和面层四个部分。高级道路的结构由路基、垫层、底基层、基层、联结层和面层六部分组成，如图2.2.2所示。

(二)路基

路基是行车部分的基础，它由土、石按照一定尺寸、结构要求建筑成带状土工构筑物。路基必须密实、均匀，应具有足够的强度、稳定性、抗变形能力和耐久性，并应结合当地气候、水文和地质条件，采取防护措施。

1.路基的作用

路基作为道路工程的重要组成部分，是路面的基础，是路面的支撑结构物。同时，与路面共同承受交通荷载的作用。路基质量的好坏，必然反映到路面上来。如图2.2.3所示。

路面损坏往往与路基排水不畅、压实度不够、温度低等因素有关。

高于原地面的填方路基称为路堤，低于原地面的挖方路基称为路堑。路面底面以下80cm范围内的路基部分称为路床。

2.路基的基本要求

路基是道路的基本结构物，它一方面要保证汽车行驶的通畅与安全，另一方面要支持路面承受行车荷载的要求，因此应满足以下要求。

(1)路基结构物的整体必须具有足够的稳定性。在各种不利因素和荷载的作用下，不会产生破坏而导致交通阻塞和行车事故，这是保证行车的首要条件。

(2)路基必须具有足够的强度、刚度和水温稳定性。水温稳定性是指强度和刚度在自然因素的影响下的变化幅度。路基具有足够的强度、刚度和水温稳定性，就可以减轻路面的负担，从而减薄路面的厚度，改善路面使用状况。

3.路基形式

(1)填方路基。

1)填土路基。填土路基宜选用级配较好的粗粒土作填料。用不同填料填筑路基时，应分层填筑，每一水平层均应采用同类填料。

2)填石路基。填石路基是指用不易风化的开山石料填筑的路堤。易风化岩石及软质岩石用作填料时，边坡设计应按土质路堤进行。

3)砌石路基。砌石路基是指用不易风化的开山石料外砌、内填而成的路堤。砌石顶宽采用0.8m，基底面以1:5向内倾斜，砌石高度为2?15m。砌石路基应每隔15?20m设伸缩缝一道。当基础地质条件变化时，应分段砌筑，并设沉降缝。当地基为整体岩石时，可将地基做成台阶形。

4)护肩路基。坚硬岩石地段陡山坡上的半填半挖路基，当填方不大，但边坡伸出较远不易修筑时，可修筑护肩。护肩应采用当地不易风化片石砌筑，高度一般不超过2m,其内外坡均直立，基底面以1:5坡度向内倾斜。

5)护脚路基。当山坡上的填方路基有沿斜坡下滑的倾向或为加固，收回填方坡脚时，可采用护脚路基。护脚由干砌片石砌筑，断面为梯形，顶宽不小于1m，内外侧坡坡度可采用1:0.5?1:0.75,其高度不宜超过5m。

(2)挖方路基。挖方路基分为土质挖方路基和石质挖方路基。

(3)半填半挖路基。在地面自然横坡度陡于1:5的斜坡上修筑路堤时，路堤基底应挖台阶，台阶宽度不得小于1m,台阶底应有2%?4%向内倾斜的坡度。分期修建和改建公路加宽时，新旧路基填方边坡的衔接处，应开挖台阶。高速公路、一级公路，台阶宽度一般为2m。土质路基填挖衔接处应采取超挖回填措施。

(三)路面

1.路面结构

路面是由各种木同的材料，按一定厚度与宽度分层铺筑在路基顶面上的层状构造物。路面结构层次划分见图2.2.4。

(1)面层。面层是直接承受行车荷载作用、大气降水和温度变化影响的路面结构层次。面层应满足结构强度、高温稳定性、低温抗裂性、抗疲劳、抗水损害及耐磨、平整、抗滑、低噪声等表面特性的要求。沥青路面面层可由一层或数层组成，表面层应根据使用要求设置抗滑耐磨、密实稳定的沥青层;中间层.、下面层应根据公路等级、沥青层厚度、气候条件等选择适当的沥青结构。

(2)基层。基层是设置在面层之下，并与面层一起将车轮荷载的反复作用传递到底基层、垫层、土基等起主要承重作用的层次。基层应满足强度、扩散荷载的能力以及水稳定性和抗冻性的要求。在沥青路面基层下铺筑的次要承重层称为底基层。基层、底基层视公路等级或交通量的需要可设置一层或两层。当基层、底基层较厚需分两层施工时，可分别称为基层、下基层，或上底基层、下底基层。

(3)垫层。在路基土质较差、水温状况不好时，宜在基层(或底基层)之下设置垫层。垫层应满足强度和水稳定性的要求。

面层、基层和垫层是路面结构的基本层次，为了保证车轮荷载的向下扩散和传递，下一层应比其上一层的每边宽出0.25m。

此外对于耐磨性差的面层，为延长其使用年限，改善行车条件，常在其上面用石砾或石屑等材料铺成20?30mm厚的磨耗层。为保证路面的平整度，有时在磨耗层上再用砂土材料铺成厚度不超过10mm的保护层。

2.坡度与路面排水

路拱指路面的横向断面做成中央高于两侧(直线路段)具有一定坡度的拱起形状，其作用是利于排水。路拱的基本形式有抛物线、屋顶线、折线或直线。为便于机械施工，一般采用直线形。道路横坡应根据路面宽度、路面类型、纵坡及气候条件确定，宜采用1.0%?2.0%。快速路及降雨量大的地区宜采用1.5%?2.0%;严寒积雪地区、透水路面宜采用1.0%?1.5%。保护性路肩横坡度可比路面横坡度加大1.0%。路肩横向坡度一般由较路面横向坡度大1%。

各级公路，应根据当地降水与路面的具体情况设置必要的排水设施，及时将降水排出路面，保证行车安全。高速公路、一级公路的路面排水，一般由路肩排水与中央分隔带排水组成;二级及二级以下公路的路面排水，一般由路拱坡度、路肩横坡和边沟排水组成。

3.路面的等级与分类

(1)路面等级。路面等级按面层材料的组成、结构强度、路面所能承担的交通任务和使用的品质划分为高级路面、次高级路面、中级路面和低级路面四个等级。

(2)路面类型。

1)路面基层的类型。按照现行规范，基层(包括底基层)可分为无机结合料稳定类和粒料类。无机结合料稳定类有：水泥稳定土、石灰稳定土、石灰工业废渣稳定土及综合稳定土;粒料类分级配型和嵌锁型，前者有级配碎石(砾石)，后者有填隙碎石等。

①水泥稳定土基层。在粉碎的或原来松散的土中，掺入足量的水泥和水，经拌和得到的混合料压实养生后，当其抗压强度符合规定要求时，称为水泥稳定土。根据被稳定土的粗细程度，可以分为水泥稳定粗粒土、水泥稳定中粒土、水泥稳定细粒土。水泥稳定粗粒土、水泥稳定中粒土可适用于各种交通类别的基层和底基层，但水泥稳定细粒土(水泥土)不能用作二级以上公路高级路面的基层。

②石灰稳定土基层。在粉碎或原来松散的土中掺入足量的石灰和水，经拌和、庄实及.养生后得到的混合料，当其抗压强度符合规定要求时，称为石灰稳定土。适用于各级公路路面的底基层，可作二级和二级以下的公路的基层，但不应用作高级路面的基层。

③石灰工业废渣稳定土基层。一定数量的石灰和粉煤灰或石灰和煤渣与其他集料相配合，加入适量的水，经拌和、压实及养生后得到的混合料，当其抗压强度符合规定要求时，称为石灰工业废渣稳定土。根据被稳定的粗细程度，可以分为石灰工业废渣稳定粗粒土、石灰工业废渣稳定中粒土、石灰工业废渣稳定细粒土。石灰工业废渣稳定土适用于各级公路的基层与底基层，但其中的石灰工业废渣稳定细粒土(二灰土)不应用作高级沥青路面及高速公路和一级公路的基层。

④级配碎(砾)石基层。由各种大小不同粒径碎(砾)石组成的混合料，当其颗粒组成符合技术规范的密实级配的要求时，称其为级配碎(砾)石。级配碎石可用于各级公路的基层和底基层，可用作较薄沥青面层与半刚性基层之间的中间层。级配砾石可用于二级和二级下公路的基层及各级公路的底基层。

⑤填隙碎石基层。用单一尺寸的粗碎石作主骨料，形成嵌锁作用，用石屑填满碎石间的空隙，增加密实度和稳定性，这种结构称为填隙碎石。可用于各级公路的底基层和二级以下公路的基层。

2)路面面层类型。根据路面的力学特性，可把路面分为沥青路面、水泥混凝土路面和其他类型路面。

①沥青路面。沥青路面是指在柔性基层、半刚性基层上，铺筑一定厚度的沥青混合料面层的路面结构。沥青面层分为沥青混合料、乳化沥青碎石、沥青贯入式、沥青表面处治.四种类型。

沥青混合料可分为沥青混凝土混合料和沥青碎石混合料。沥青混凝土混合料是由适当比例的粗、细集料及填料组成的符合规定级配的矿料，与沥青拌和而制成的符合技术标准的沥青混合料，简称沥青混凝土，用其铺筑的路面称为沥青混凝土路面。而沥青碎石路面是由几种不同粒径大小的级配矿料，掺有少量矿粉或不加矿粉，用沥青作结合料，按一定比例配合，均匀拌和，经压实成型的路面。热拌热铺沥青混合料路面是指沥青与矿料在热态下拌和、热态下铺筑施工成型的沥青路面。热拌热铺沥青混合料适用于各种等级公路的沥青面层。高速公路、一级公路沥青面层均应采用沥青混凝土混合料铺筑，沥青碎石混合料仅适用于过渡层及整平层。其他等级公路的沥青面层的上面层，宜采用沥青混凝土混合料铺筑。

当沥青碎石混合料采用乳化沥青作结合料时，即为乳化沥青碎石混合料。乳化沥青碎石混合料适用于三、四级公路的沥青面层、二级公路的罩面层施工以及各级公路沥青路面的联结层或整平层。乳化沥青碎石混合料路面的沥青面层宜采用双层式，单层式只宜在少雨干燥地区或半刚性基层上使用。

沥青贯入式路面是在初步压实的碎石(或乳制砾石)上，分层浇洒沥青、撖布嵌缝料，经压实而成的路面结构，厚度通常为40?80mm;当采用乳化沥青时称为乳化沥青贯入式路面，其厚度为40?50mm。沥青贯入式路面适用于三、四级公路的沥青面层，也可作为沥青混凝土路面的联结层。

沥青表面处治是用沥青和集料按层铺法或拌和方法裹覆矿料，铺筑成厚度一般不大于30mm的一种薄层路面面层。适用于三、.四级公路、城市道路支路、县镇道路、各级公路施工便道的面层以及在旧沥青面层上加铺罩面层或磨耗层。

②水泥混凝土路面。水泥混凝土路面亦称刚性路面，包括普通混凝土(素混凝土)、钢筋混凝土、连续配筋混凝土、预应力混凝土、装配式混凝土、钢纤维混凝土和混凝土小块铺砌等面层板和基(垫)层所组成的路面。、目前，采用最广泛的是就地浇筑的素混凝土路面，简称混凝土路面。

水泥混凝土路面适用于各种等级公路的路面施工。.水泥混凝土路面的优点有：强度高，稳定性好，耐久性好，养护费用少、经济效益高，有利于夜间行车。水泥混凝土路面的缺点有：对水泥和水的需要量大，有接缝，开放交通较迟，修复困难。

③其他类型路面。主要是指在柔性基层上用有一定塑性的细粒土稳定各种集料的中低级路面。

路面还可以按其面层材料分类，如水泥混凝土路面、黑色路面(指沥青与粒料构成的各种路面)、砂石路面、稳定土与工业废渣路面以及新材料路面。这神分类用于路面施工.和养护工作以及定额管理等方面。表2.2.3列出了各级路面所具有的面层_型及其所适用的公路等级。

(四)道路主要公用设施

按道路的性质和道路使用者的各种需要，在道路上需设置相应的公用设施。道路公用设施的种类很多，包括交通安全及管理设施和服务设施等。道路公用设施是保证行车安全、方便人民生活和保护环境的重要措施。

1.停车场

社会公用停车场主要指设置在商业大街、步行街(区)、大型公建(如影剧院、文化宫等)，以及乡镇出入口、农贸市场附近，供各种社会车辆停放服务的静态交通设施。

停车场宜设在其主要服务对象的同侧，以便使客流上下、货物集散时不穿越主要道路，减少对动态交通的干扰。

大、中型停车场出入口不得少于2个，特大型停车场出入口不得少于3个，并应设置专用人行出入口，且两个机动车出入口之间的净距不小于15m。停车场的出口与入口宜分开设置，单向行驶的出(入)口宽度不得小于5m，双向行驶的出(入)口宽度不小于7m。小型停车场只有一个出入口时，出(入)口宽度不得小于9m。

停车场出入口应有良好的可视条件，视距三角形范围内的障碍物应清除，以便能及时看清前面交通道路上的往来行人和车辆;同时，在道路与通道交汇处设置醒目的交通警告标志。机动车出入口的位置(距离道路交叉口宜大于80m)距离人行过街天桥、地道、桥梁或隧道等引道口应大于50m;距离学校、医院、公交车站等人流集中得地点应大于30m。

停车场内的交通线路必须明确，除注意组织单向行驶，尽可能避免出场车辆左转弯外，尚需借画线标志或用不同色彩漆绘来区分、指示通道与停车场地。

为了保证车辆在停放区内停入时不致发生自重分力引起滑溜，导致交通事故，因而要求停放场的最大纵坡与通道平行方向为1%，与通道垂直方向为3%。出入通道的最大纵坡为7%，一般以小于或等于2%为宜。停放场及通道的最小纵坡以满足雨雪水及时排除及施工可能高程误差水平为原则，一般取0.4%?0.5%。

2.公共交通站点

城市公共交通站点分为终点站、枢纽站和中间停靠站。车站应结合常规公交规划、沿线交通需求及城市轨道交通等其他交通站点设置。城区停靠站间距宜为400?800m,郊区停靠站间距应根据具体情况确定。

车站可为直接式和港湾式，城市主、次干路和交通量较大的支路上的车站，宜采用港湾式。道路交叉口附近的车站宜安排在交叉口出口道一侧，距交叉口出口缘石转弯半径终点宜为80?150m。站台长度最短应按同时停靠两辆车布置，最长不应超过同时停靠4辆车的长度，否则应分开设置。站台高度宜采用0.15?0.20m，站台宽度不宜小于2m;当条件受限时，站台宽度不得小于1.5m。

3.道路照明

道路照明是道路建设的重要内容，影响着道路安全和行驶流畅与舒适。道路照明应采用安全可靠、技术先进、经济合理、节能环保、维修方便的设施。机动车交通道路照明应以路面平均亮度(或路面平均照度)、路面亮度均匀度和纵向均匀度(或路面照度均匀度)、眩光限制、环境比和诱导性为评价指标。人行道路照明应以路面平均照度、路面最小照度和垂直照度为评价指标。曲线路段、平面交叉、立体交叉、铁路道口、广场、停车场、桥梁、坡道等特殊地点应比平直路段连续照明的亮度(照度)高、眩光限制严、诱导性好。

道路照明应根据所在地区的地理位置和季节变化合理确定开关灯时间，并应根据天空亮度变化进行必要修正。宜采用光线控制和时间控制相结合的智能控制方式，有条件时宜采用集中遥控系统。照明光源应选择高光效、长寿命、节能及环保的产品。

光源的选择应符合下列规定：快速路、主干路、次干路和支路应采用高压钠灯;居住区机动车和行人混合交通道路宜采用高压钠灯或小功率金属卤化物灯;市中心、商业中心等对颜色识别要求较高的机动车交通道路可采用金属卤化物灯;商业区步行街、居住区人行道路、机动车交通道路两侧人行道可采用小功率金属商化物灯、细管径荧光灯或紧凑型荧光灯。道路照明不应采用自镇流高压汞灯和白炽灯。

4.人行天桥和人行地道

域市交通除了解决机动车辆的安全快速行驶外，还要解决过街人流、自行车与机动车流的相互干扰问题。尤其是人行交通较集中的交叉路口，修建人行立交桥是人车分离、保护过街行人和车流畅通的最安全措施。

人行天桥宜建在交通量大，行人或自行车需要横过行车带的地段或交叉口上。在城市商业网点集中的地段，建造人行天桥既方便群众也易于诱导人们自觉上桥过街。

在某些城市的旧城区商业街道，虽然人流多，但道路较窄，机动车辆少，在这种情况下，则不一定要建造人行天桥。因为建造人行天桥对改善交通收益不大，而上桥过街往往使行人感到不便。

人行地道作为城市公用设施，在使用和美观上较好，但是，工程和维修费用较高。因此，在下列情况下，可考虑修建人行地道：

(1)重要建筑物及风景区附近，修人行天桥会破坏风景或城市美观。

(2)横跨的行人特别多的站前道路等。

(3)修建人行地道比修人行天桥在工程费用和施工方法上有利。

(4)有障碍物影响，修建人行天桥需显著提高桥下净空时。

总之，选择人行天桥或人行地道时，要充分考虑设置地点的交通状况、道路状况以及建设费用等问题。

5.道路交通管理设施

道路交通管理设施通常包括交通标志、标线和交通信号灯等，广义概念还包括护栏、统一交通规则的其他显示设施。

(1)交通标志。交通标志分为主标志和辅助标志两大类。主标志按其功能可分为警告标志、禁令标志、指示标志、指路标志、旅游区标志、作业区标志、告示标志等。辅助标志系附设在主标志下面，对主标志起补充说明的标志，它不得单独使用。

标志应传递清晰、明确、简洁的信息，以引起道路使用者的注意，并使其具有足够的发现、认读和反应时间。交通标志的设置应以完全不熟悉道路及周围环境、借助使用有效地图的交通参与者为服务对象。

交通标志应设置在驾驶人员和行人易于见到，并能准确判断的醒目位置。一般安设在车辆行进方向道路的右侧或车行道上方。为保证视认性，同一地点需要设置两个以上标志时，可安装在一根立柱上，但最多不应超过四个;标志板在一根支柱上并设时，应按警告、禁令、指示的顺序，先上后下，先左后右地排列。

(2)交通标线。交通标线主要是路面标线，系以文字、图形、画线等在路面上漆绘，以表示车行道中心线，机动车、非机动车分隔线，各类导向线以及人行横道，车道渐变段，停车线等。此外，还有少数立面标记。如设置在立交桥洞侧墙或安全岛等壁面上的标记。

(3)交通信号灯。普通交通信号灯按红、黄、绿，或绿、黄、红自上而下，或自左向右排列。竖向排列常用于路幅较窄的旧城路口。横向排列则可用于路幅较宽的城镇道路。信号灯设在进口端右侧人行道边。.

二、桥梁工程

(一)桥梁的组成与分类

桥梁由能够满足其功能要求的各种不同结构物组成。它有许多类型，不同类型的桥梁，其组成有所不同，但其基本组成大体一致。

1.桥梁的基本组成部分

桥梁是供铁路、道路、渠道、管线、行人等跨越河流、山谷或其他交通线路等各种障碍物时所使用的承载结构物。通常可划分为上部结构和下部结构，见图2.2.5。

(1)上部结构(也称桥跨结构)。上部结构是指桥梁结构中直接承受车辆和其他荷载，并跨越各种障碍物的结构部分。.一般包括桥面构造(行车道、人行道、栏杆等)、桥梁跨越部分的承载结构和桥梁支座。

(2)下部结构。下部结构是指桥梁结构中设置在地基上用以支承桥跨结构，将其荷载传递至地基的结构部分。一般包括桥墩、桥台及墩台基础。

1)桥墩。桥墩是多跨桥梁中处于相邻桥跨之间并支承上部结构的构造物。

2)桥台。桥台是位于桥梁两端与路基相连并支承上部结构的构造物。

3)墩台基础。墩台基础是桥梁墩台底部与地基相接触的结构部分。

2.桥梁的分类

(1)根据桥梁主跨结构所用材料，桥梁可划分为木桥、圬工桥(包括砖、石、混凝土桥)、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥和钢桥。

(2)根据桥梁所跨越的障碍物，桥梁可划分跨河桥、跨海峡桥、立交桥(包括跨线桥)、高架桥等。

(3)根据桥梁的用途，可将其划分为公路桥、铁路桥、公铁两用桥、人行桥、运水.桥、农桥以及管道桥等。

(4)根据桥梁跨径总长L和单孔跨径LK的不同，桥梁可分为特大桥(L>1000m或LK>150m)、大桥(1000m≥L≥100m或150m≥LK≥40m)、中桥(100m>L〉30m或40m〉LK>20m)、小桥(30m≥L≥8m或20m≥LK≥5m)。

(5)根据桥面在桥跨结构中的位置，桥梁可分为上承式、中承式和下承式桥。

(6)根据桥梁的结构形式，桥梁可划分为梁式桥、拱式桥、刚架桥、悬索桥和组合式桥。

(二)桥梁上部结构1.桥面构造

桥面的一般构造如图2.2.6所示。

(1)桥面铺装及排水、防水系统。

1)桥面铺装。桥面铺装即行车道铺装，亦称桥面保护层。桥面铺装的形式有：

①水泥混凝土或沥青混凝土铺装。装配式钢筋混凝土、预应力混凝土桥通常采用水泥混凝土或沥青混凝土铺装;其厚度为60?80mm，强度不低于行车道板混凝土的强度等级。桥上的沥青混凝土铺装可以做成单层式的(50?80mm)或双层式的(底层40?50mm，面层30?40mm)。

②防永混凝土铺装。在需要防水的桥梁上，当‘不设防水层时，可在桥面板上以厚80?100mm且带有横坡的防水混凝土作铺装层，其强度不低于行车道板混凝土强度等级，其上一般可不另设面层而直接承受车轮荷载。但为了延长桥面铺装层的使用年限，宜在上面铺筑厚20mm的沥青表面作磨耗层。为使铺装层具有足够的强度和良好的整体性(亦能起联系各主梁共同受力的作用)，一般宜在混凝土中铺设直径为4?6mm的钢筋网。

2)桥面纵横坡。桥梁及其引道的平、纵、横技术指标应与路线总体布设相协调，各项技术指标应符合路线布设的要求。桥上纵坡机动车道不宜大于4%，非机动车道不宜大于2.5%;桥头引道机动车道纵坡不宜大于5%。高架桥桥面应设不小于0.3%的纵坡。

桥面的横坡，一般采用1.5%?3.0%。通常是在桥面板顶面铺设混凝土三角垫层来构成[见图2.2.7(a)];对于板梁或就地浇筑的肋梁桥，为了节省铺装材料，并减轻重力，可将横坡直接设在墩台顶部而做成倾斜的桥面板[见图2.2.7(b)]，此时不需要设置混凝土三角垫层;在比较宽的桥梁中，用三角垫层设置横坡将使混凝土用量与恒载重量增加过多，在此情况下可直接将行车道板做成双向倾斜的横坡[见图2.2.7(c)]，但这样会使主梁的构造和施工稍趋复杂。

3)桥面排水和防水设施。

①桥面排水。在桥梁设计时要有一个完整的排水系统，在桥面上除设置纵横坡排水外，常常需要设置一定数量的泄水管。桥面排水设施应适应桥梁结构的变形，细部构造布置应保证桥梁结构的任何部分不受排水设施及泄漏水流的侵蚀;应在行车道较低处设排水口，并可通过排水管将桥面水泄入地面排水系统中。

排水管道应采用坚固的、抗腐蚀性能良好的材料制成，管道直径不宜小于150mm。

排水管道的间距可根据桥梁汇水面积和桥面纵坡大小确定：当纵坡大于2%桥面设置排水管的截面积不宜小于60m㎡/㎡;当纵坡小于1%桥面设置排水管的截面积不宜小于100m㎡/㎡;南方潮湿地区和西北干燥地区可根据暴雨强度适当调整。当中桥、小桥的桥面设有不小于3%纵坡时，桥上可不设排水口，但应在桥头引道上两侧设置雨水口。

排水管宜在墩台处接入地面，排水管布置应方便养护，少设连接弯头，且宜采用有清除孔的连接弯头。排水管底部应作散水处理，在除冰盐影响地区应在墩台受水影响区域涂混凝土保护剂。

沥青混凝土铺装在桥跨伸缩缝上坡侧现浇带与沥青混凝土相接处应设置渗水管。高架桥桥面应设置横坡及不小于0.3%的纵坡;当纵断面为凹形竖曲线时，宜在凹形竖曲线最低点及其前后3?5m处分别设置排水口。当条件受到限制，桥面为平坡时，应沿主梁纵向设置排水管，排水管纵坡不应小于3%。

②防水层。桥面铺装应设置防水层。桥面防水层设置在桥面铺装层下面，它将透过铺装层渗下来的雨水汇集到排水设施(泄水管)排出。沥青混凝土铺装底面在水泥混凝土整平层之上应设置柔性防水卷材或涂料，防水材料应具有耐热、冷柔、防渗、耐腐、黏结、抗碾压等性能。材料性能技术要求和设计应符合相关标准的规定。水泥混凝土铺装可在底层采用不影响水泥混凝土铺装受力性能的防水涂料。

圬工桥台台身背墙、拱桥拱圈顶面及侧墙背面应设置防水层。下穿地下通道箱涵等封闭式结构顶板顶面应设置排水横坡，坡度宜为0.5%?1%，箱体防水应采用自防水，也可在顶板顶面、侧墙外侧设置防水层。

(2)伸缩缝。为满足桥面变形的要求，逋常在两梁端之间、梁端与桥台之间或桥梁的铰接位置上设置伸缩缝。

1)伸缩缝的构造要求。要求伸缩缝在平行、垂直于桥梁轴线的两个方向，均能自由伸缩，牢固可靠，车辆行驶过时应平顺、无突跳与噪声;要能防止雨水和垃圾泥土渗入阻塞;安装、检查、养护、消除污物都要简易方便。

在设置伸缩缝处，栏杆与桥面铺装都要断开。

2)伸缩缝的类型。

①镀锌薄钢板伸缩缝。这是一种简易的伸缩缝，目前在中小跨径的装配式简支梁桥上，当梁的变形量在20?40mm以内时常选用。

②钢伸缩缝。钢伸缩缝由钢材制作，它能直接承受车辆荷载，并根据伸缩量的大小调整钢盖板的厚度，钢伸缩缝也宜在斜桥上使用。它的构造比较复杂，只有在温差较大的地区或跨径较大的桥梁上才采用。当跨径很大时，一方面要加厚钢板，另一方面需要采用更完善的梳形钢板伸缩缝。

③橡胶伸缩缝。它是以橡胶带作为跨缝材料。这种伸缩缝的构造简单，使用方便，效果好。在变形量较大的大跨度桥上，可以采用橡胶和钢板组合的伸缩缝。

(3)人行道、栏杆、灯柱。桥梁上的人行道宽度由行人交通量决定，可选用0.75m、1m，大于1m按0.5m倍数递增。行人稀少地区可不设人行道，为保障行车安全改用安全带。

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?0.35m的护轮安全带。安全带可以做成预制件或与桥面铺装层一起现浇。

2)人行道。人行道一般高出行车道0.25?0.35m，在跨径较小的装配式板桥中，可专设人行道板梁或其下用加高墩台梁来抬高人行道板梁，使它高出行车道的桥面。在跨径较大的装配式板桥中，专设人行道板梁不经济，此时常制作一些人行道块件搁于板上。

人行道顶面一般均铺设20mm厚的水泥砂浆或沥青混凝土作为面层，并做成倾向桥面1%的排水横坡。此外，人行道在桥面断缝处也必须做伸缩缝。

3)栏杆、灯柱。栏杆是桥上的安全防护设备，要求坚固;栏杆又是桥梁的表面建筑，又要求有一个美好的艺术造型。栏杆的高度一般为0.8?1.2m，标准设计为1.0m;栏杆间距一般为1.6?2.7m，标准设计为2.5m。

在城市桥梁以及在城郊行人和车辆较多的公路桥上，都要设置照明设备。照明灯柱可以设在栏杆扶手位置上，在较宽的人行道上也可设在靠近缘石处;照明用灯一般高出车道5m左右。

2.承载结构

桥梁的承重结构因其结构形式而异。

(1)梁式桥。梁式桥是指其结构在垂直荷载作用下，其支座仅产生垂直反力，而无水平推力的桥梁。梁式桥的特点是其桥跨的承载结构由梁组成。梁式桥可分为简支梁式桥、连续梁式桥、悬臂梁桥。

1)简支梁式桥。是梁式桥中应用最早、使用最广泛的桥形之一。它受力明确、设计计算较容易，且构造简单、施工方便。简支梁桥是静定结构，其各跨独立受力。如图2.2.8所示。桥梁工程中广泛采用的简支梁桥有三种类型：

①简支板桥。按其施工方式的不同分为整体式简支板桥和装配式简支板桥;按桥梁跨越河流和障碍的方式可分为正交简支板桥和斜交简支板桥。

整体式正交简支板桥的板厚通常取跨径的1/20?1/15,但不宜小于100mm。纵向受力主筋需通过计算确定，且需布置不少于纵向主筋15%?20%的横向分布筋。当车轮荷载作用在板桥两侧边缘的某一侧时，在板边缘的1/6板宽内主筋配量通常增加15%，同时应考虑布置适量边缘构造钢筋。整体式板不需设置弯起钢筋，但通常还是将部分主筋在1/4?1/6跨径处按30°或45°弯起。但通过支点不弯起的钢筋，每米板宽内不少于3根，并不少于主筋面积的1/4。

装配式板桥是目前采用最广泛的板桥形式之一。按其横截面形式主要可分为实心板和空心板。根据我国交通部颁布的装配式板桥标准图，通常每块预制板宽为1.0m，实心板的跨径范围为1.5?8.0m,其板厚为0.16?0.32m，主要采用钢筋混凝土材料;钢筋混凝土空心板的跨径范围为6?13m,_板厚0.4?0.8m;而预应力混凝土空心板.的跨径范围为8?16m，板厚0.4?0.7m。

装配式板桥一般通过各种横向连接方式将预制板块连接成整体，以便共同承受各种荷载的作用。常用的连接形式有两种企口混凝土铰连接和钢板连接。企口混凝土铰联结有圆形、菱形和漏斗形三种。铰缝内用C25?C30以上的混凝土填实。钢板连接一般采用预制板顶面沿纵向两侧边缘每隔0.8?1.5m预埋一块钢板，连接时将钢盖板与相邻预制板顶面对应的预埋钢板焊接在一起。通常在跨中部分钢板達接布置得较密，而两端支点部分较稀疏。

简支板桥主要用于小跨度桥梁。跨径在4?8m时，采用钢筋混凝土实心板桥;跨径在6?13m时，采用钢筋混凝土空心倾斜预制板桥;跨径在8?16m时，采用预应力混凝土空心预制板桥。

②肋梁式简支梁桥(简称简支梁桥)。简支梁桥主要用于中等跨度的桥梁。中小跨径在8?12m时，采用钢筋混凝土简支梁桥;跨径在20?50m时，多采用预应力混凝土简支梁桥。在我国使用最多的筒支梁桥的横截面形式是由多片T形梁组成的横截面。其特点是外形匍单，制造方便，横向借助横隔梁的连接，使结构整体性较好。但单片主梁在运输和安装过程中不够稳定。

③箱形简支梁桥。箱形简支梁桥主要用于预应力混凝土梁桥。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)连续梁式桥和悬臂梁式桥。连续梁桥相当于多跨简支梁桥在中间支座处相连接贯通，形成一整体的、连续的、多跨的梁结构。连续梁桥是大跨度桥梁广泛采用的结构体系之一，一般采用预应力混凝土结构。

预应力混凝土连续梁按其截面变化可分为等截面连续梁和变截面连续梁;按其各跨的跨长可分为等跨连续梁和不等跨连续梁;按其截面形式可分为板式截面连续梁、肋梁式截面连续梁和箱形截面连续梁。

悬臂梁桥相当于简支梁桥的梁体越过其支点向一端或两端延长所形成的梁式桥结构。其结构特点是悬臂跨与挂孔跨交替布置，通常为奇数跨布置。

T形刚架桥是由桥跨梁体与桥墩(台)刚接形成的具有悬臂受力特点的无支座T形梁式桥结构。通常全桥由两个或多个T形刚架通过铰或挂梁相连所组成。其构造特点为：

①连续梁桥、悬臂梁桥和T形刚架桥的分孔。桥梁的分孔取决于桥位处的地形、地质、水文条件、通航的要求以及技术条件。对于连续梁桥、悬臂梁桥的T形刚架桥，在分孔时还必须考虑桥梁相邻跨径的合理比例。连续梁桥连续孔数很少超过五跨。当需要修建更多孔连续梁时，通常可按2?5孔为一联，分联布置，联与联的衔接处，采用两个支座支承在同一桥墩上的方式。连续梁等跨布置时，各孔布置成对称于中央孔的不等跨径。通常三跨连续梁应用最为广泛，其边跨与中间跨跨径的比值常为0.6?0.8。对于多跨连续梁桥，常取比值为0.65?0.90,其跨度从中孔向两侧逐孔减少。

对于悬臂梁桥和T形刚架桥悬臂主梁间可用挂孔通过剪力铰相连，形成静定结构;也可用剪力铰直接相连，形成超静定结构。悬臂梁通常采用带挂梁的布置，可采用单悬臂，或采用双悬臂。挂梁的跨径与主跨径的比约为0.4?0.6,或与单悬臂锚固跨径的比约为0.6?0.8,悬臂长度与主跨径的比或与锚固跨径的比约为0.3?0.40。边跨径与主跨径的比与连续梁类似。悬臂梁桥的中间支座采用固定铰支座，端支座采用活动支座。T形钢架桥通常采用尽可能相同的T形单元尺寸和尽可能对称的布置，对于带挂梁的T形钢架桥应采用偶数T形单元和奇数挂梁相配合的合理布置。挂梁的跨度一般为主孔跨度的1/4?1/2,并不宜大于35?40m。

②横截面形式及主要尺寸。大跨度的连续梁桥、悬臂梁桥和T形钢架桥多采用变截面形式，其桥跨不同部位的梁高是变化的，梁高沿桥纵向的变化曲线可以是抛物线、正弦曲线、三次曲线、圆弧线以及折线。

主梁的截面通常采用箱形截面。

主梁支点截面的高度约为梁跨的1/26?1/16,变高度主梁的跨中梁高约为支点梁高的1/5?1/2,确定梁高时应适当考虑挂梁的跨度和设铰的需要。对于中等跨度的这类梁桥也可采用T形截面。较经济合理的截面腹板间距为2.5?4m，在大跨度的结构中可达到6m或更大。通常支承处截面的腹板厚度约为其截面高度的1/16?1/12(等高梁)或1/20?1/15(变高梁)，一般为300?600mm;腹板内有竖向预应力钢筋时，取较小值。腹板的厚度从跨中逐步向支点加宽，以便承受支点处较大的剪力。对于腹板的最小厚度一般由构造确定。箱形截面的底板厚度在支点处约为梁高的1/12?1/10,在跨中一般为150?180mm,若板内需布置预应力筋(连续梁)，.其底板厚度一般为200?250mm。普通钢筋混凝土的箱形截面顶板的厚度一般为180?300mm。

③预应力筋的布置要点。预应力筋的布置通常根据正负弯矩沿梁纵向分布的变化来确定，其布置的方法与所采用的施工方法和预应力筋类型有密切的关系。原则上要求预应力筋的数量、分布和每束预加应力的大小要适当合理。

预应力筋宜布置成波浪形曲线，预应力筋的重心应尽可能地距离截面重心远些，但波浪形曲线曲率不宜过大，对于大跨度连续梁桥和悬臂梁桥可利用其变高截面特点较平缓地布置预应力筋曲线。

(2)拱式桥。拱式桥的特点是其桥跨的承载结构以拱圈或拱肋为主。如图2.2.9所示。

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地降低。设计合理的拱主要承受拱轴压力，拱截面内弯矩和剪力均较小，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。由此可见，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。

拱桥按其结构体系分为：

1)简单体系拱桥。在简单体系拱桥中，拱桥的传力结构不与主拱形成整体共同承受荷载。桥上的全部荷载由主拱单独承受，它们是桥跨结构的主要承重构件。拱的水平推力直接由墩台或基础承受。

①主拱构造。石板拱宽跨比不应小于1/20，石料规格一般米用料石、块石、片石等备种类型。根据受力特点，主拱的构造应满足下列要求：拱石受压面应选择较大的平整面，并使拱石的大头向上，小头向下，受压面的砌缝应与拱轴线相垂直;当拱厚较大时，宜采用2?4层砌筑，并应纵横错缝，错缝间距不小于100mm;砂浆砌缝宽度不应大于20?30mm;拱圈与墩台及宽腹式拱墩连接处，应采用特制的五角石，以改善连接处的受力状况。

②拱上建筑构造。拱上建筑按其采用的构造方式，可分为实腹式和空腹式两种。

实腹式拱上建筑由拱腔填料、侧墙、护拱和桥面系等部分组成，一般适用于小跨径拱桥。

空腹式拱上建筑最大的特点在于具有腹孔和腹孔墩。腹孔有拱式腹孔、梁(板)式孔

两种形式。腹孔跨径不宜过大，一般不大于主拱跨径的1/8?1/15。同时腹孔的构造应统一。

③细部构造。为了防止不规则裂缝的出现，需在相对变形较大的位置设置伸缩缝，相

对变形较小的位置设置变形缝。桥面系均应在相应位置设置伸缩缝或变形缝，以适应主拱的变形。

实腹式拱桥的伸缩缝通常设在两拱脚的上方，并需在横桥方向贯?全宽及侧墙的全高。目前多将伸缩缝做成直线形，以使构造简单，施工方便。

对于空腹式拱桥，当采用拱式腹孔时，一般将紧靠墩台的第一个腹拱做成三铰拱，并在靠墩台侧拱铰上方的侧墙内设置伸缩缝，其余拱铰上方可设变形缝。

2)组合体系拱桥。组合体系拱桥一般由拱和梁、桁架或刚架等两种以上的基本结构体系组合而成，拱桥的传力结构与主拱按不同的构造方式形成整体结构，以共同承受荷载。根据构造方式及受力特点，组合体系拱桥可分为桁架拱桥、刚架拱桥、桁式组合拱桥和拱式组合体系桥四大类。

①桁架拱桥又称拱形桁架桥，是由拱和桁架两种结构体系组合而成。

②刚架拱桥也是一种有推力的拱桥。其主结构由拱肋构成主拱，拱上建筑取斜腿刚构的形式，并联结成整体，故名刚架拱桥。刚架拱桥的外形与桁架拱桥相似，但构造比桁架拱桥简单，整个桥跨没有竖杆，只有少量的斜杆(跨径小于30m时，可不设斜杆)。刚架拱桥的上部结构由刚架拱片、横向联结系和桥面系等部分组成。

桁架拱桥和刚架拱桥均属于整体型上承式拱桥。

③桁式组合拱桥是由两端的悬臂桁架梁和中段的桁架拱组成的拱梁组合体系;也是一种有推力结构。主孔桁架一般采用斜杆式，可分为三角形式、斜压杆式和斜拉杆式三种，其中斜拉杆式是大跨径预应力混凝土桁式组合拱桥常用的形式。

桁式组合拱桥主跨是由两端的悬臂桁架、中段的桁架拱片、横向联结系和桥面系等部分组成，主孔下弦杆的曲线一般采用二次抛物线型，矢跨比一般在1/6?1/9，当边孔采用桁式拱时，应根据主跨与边跨水平推力接近的原则来确定矢跨比。桁式组合拱上下弦杆一般采用闭合的箱形截面，较为刚劲，所以拱片间距不宜过小，对于双车道桥梁，一般采用两片桁式拱片。

④拱式组合体系桥是将拱肋和系杆组合起来，共同承受荷载，可充分发挥各构件的材料强度。拱式组合体系桥可做成有推力和无推力两种形式，也可以做成上承式、中承式或下承式三种形式。一般无推力中、下承式的拱式组合体系桥使用较多，无推力的拱式组合体系桥常称为系杆拱桥，一般由拱肋、吊杆(或立柱)、系杆、横向联结系和桥面系等组成，根据拱肋和系杆(梁)相对刚度的大小，可划分为柔性系杆刚性拱、刚性系杆柔性拱和刚性系杆刚性拱三种体系。目前出现的大跨径系杆拱桥大多采用钢筋混凝土或钢管混凝土结构，除单跨外，更多的是三跨飞燕式。

(3)刚架桥。刚架桥是由梁式桥跨结构与墩台(支柱、板墙)整体相连而形成的结构体系，其梁柱结点为刚结。按照其静力结构体系可分为单跨或多跨的刚架桥;也可分为铰支承刚架桥和固端支承刚架桥。

刚架桥的支柱做成直柱式称门形刚架桥，做成斜柱式称斜腿刚架。刚架桥可以全部采用钢筋混凝土或预应力混凝土建造，也可以采用预应力混凝土的主梁和钢筋混凝土的支柱。

刚架桥的主梁截面形式与梁式桥相同。主梁在纵向的变化可采用等截面、变宽截面和变高截面等。有时为了适应内力的变化和施工方便，主梁可分段采用几种不同的截面形式。

刚架桥的支柱有薄壁式和柱式。柱式又分单柱式和多柱式。支柱的横截面可以采用实体矩形、工字形或箱形等。刚架桥支柱与主梁相连接处称为节点。对于板式刚架桥，可在节点内缘加梗胁，并适当配筋，对于采用肋梁式主梁的刚架桥，其端节点可以采取多种方式加梗肋，常用的加梗肋方法有仅桥面板加梗肋，仅梁肋加梗肋，两者均加梗肋。必要时在主梁底缘可加设底板，使节点附近的主梁变为箱形截面。

支柱可采用与主梁相同的方法处理。

(4)悬索桥。

悬索桥又称吊桥，是最简单的一种索结构。其特点是桥梁的主要承载结构由桥塔和悬挂在塔上的高强度柔性缆索及吊索、加劲梁和锚碇结构组成。现代悬索桥一般由桥塔、主缆索、锚碇、吊索、加劲梁及索鞍等主要部分组成。如图2.2.10所示。

1)桥塔。桥塔是悬索桥最重要的构件。桥塔的高度主要由桥面标高和主缆索的垂跨比f/L确定，通常垂跨比f/L为1/9?1/12。大跨度悬索桥的桥塔主要采用钢结构和钢筋混凝土结构。其结构形式可分为桁架式、刚架式和混合式三种。刚架式桥塔通常采用箱形截面。

2)锚碇。锚旋是主缆索的锚固构造。主缆索中的拉力通过锚旋传至基础。通常采用的锚碇有两种形式：重力式和隧洞式。

3)主缆索。主缆索是悬索桥的主要承重构件，可采用钢丝绳钢缆或平行丝束钢缆，大跨度电桥的主缆索多采用后者。

4)吊索。吊索也称吊杆，是将加劲梁等恒载和桥面活载传递到主缆索的主要构件。吊索可布置成垂直形式的直吊索或倾斜形式的斜吊索，其上端通过索夹与主缆索相连，下端与加劲梁连接。吊索与主缆索连接有两种方式：鞍挂式和销接式。吊索与加劲梁连接也有两种方式：锚固式和销接固定式。

5)加劲梁。加劲梁是承受风载和其他横向水平力的主要构件。大跨度悬索桥的加劲梁均为钢结构，通常采用桁架梁和箱形梁。预应力混凝土加劲梁仅适用于跨径5〇〇m以下的悬索桥，大多采用箱形梁。

6)索鞍。索鞍是支撑主缆的重要构件。索鞍可分为塔顶索鞍和锚固索鞍。塔顶索鞍设置在桥塔顶部，将主缆索荷载传至塔上;锚固索鞍(亦称散索鞍)，设置在锚碇的支架处，把主缆索的钢丝绳束在水平及竖直方'向分散开来，并将其引入各自的锚固位置。

(5)组合式桥。组合式桥是由几个不同的基本类型结构所组成的桥。各种各样的组合式桥根据其所组合的基本类型不同，其受力特点也不同，往往是所组合的基本类型结构的受力特点的综合表现。常见的这类桥型有梁与拱组合式桥，如系杆拱、桁架拱及多跨拱梁结构等;悬索结构与梁式结构的组合式桥，如斜拉桥等。

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。如图2.2.11所示。这里仅就混凝土斜拉桥介绍其构造特点。

1)拉索。拉索是斜拉桥的主要承重构件，多采用抗拉强度高、疲劳性能好和弹性受力范围大的优质钢材制成。一般拉索的造价约占全桥的25%?30%。目前采用较多的有平行钢丝束，钢绞线束和封闭式钢索，在某些桥上还有采用高强钢筋和型钢。平行钢丝束目前使用非拉索在桥纵向的布置有许多方式，一般有如下几种：辐射式、竖琴式、扇式、星式。拉索在桥横向布置通常有两种基本形式，即双面索和单面索。双面索一般设置在桥面两侧，可布置为垂直索面或相向倾斜索面。单面索一般设置在桥梁纵轴线上，通常作为桥面分车带。

2)主梁。混凝土斜拉桥常用的主梁结构形式有连续梁、悬臂梁、悬臂和连续刚构等。

'3)索塔。索塔主要承受轴力，有些索塔也承受较大的弯矩。通常索塔可采用钢筋混

凝土、预应力混凝土或钢材建造。其结构有多种类型，主要根据拉索的布置要求、桥面宽度以及主梁跨度等因素选用。常用的索塔形式沿桥纵向布置有单柱形、A形和倒Y形，沿桥横向布置有单柱形、双柱形、门式、斜腿门式、倒V形，倒Y形、A形等。索塔横截面根据设计要求可采用实心截面，当截面尺寸较大时采用工形或箱形截面，对于大跨度斜拉桥采用箱形截面更为合理。索塔的高度通常与桥梁主跨有关，主梁的最大跨度与索塔高度的比一般为3.1?6.3，.平均为5.0左右。

3.桥梁支座

桥梁支座是桥跨结构的支承部分，它将桥跨结构的支承反力传递给墩台，并保证桥跨结构在荷载作用下满足变形要求。

支座按其允许变形的可能性分为固定支座、单向活动支座;按其材料分为钢支座、聚四氟乙烯支座、橡胶支座、铅支座等。.

虽然支座也是桥梁的一个重要组成部分，但它在整个桥梁工程的造价中所占比例很小。

(三)桥梁下部结构

1.桥墩

(1)实体桥墩。实体桥墩是指桥墩是由一个实体结构组成的。按其截面尺寸、桥墩重量的不同可分为实体重力式桥墩和实体薄壁桥墩(墙式桥墩)。

实体桥墩由墩帽、墩身和基础组成。大跨径的墩帽厚度一般不小于〇.4m，中小跨梁桥也不应小于0.3m,并设有50?100mm的檐口。墩帽采用C20号以上的混凝土，加配构造钢筋，小跨径桥的墩帽除严寒地区外，可不设构造钢筋。在墩帽放置支座的部位，应布置一层或多层钢筋网。当桥墩上相邻两孔的支座高度不同时，需加设混凝土垫石予以调整，并在垫石内设置钢筋网。

(2)空心桥墩。空心桥墩有两种形式，一种为上述实体重力型结构。另一种采取薄壁钢筋混凝土的空格形墩身，四周壁厚只有30cm左右。为了墩壁的稳定，应在适当间距设置竖直隔墙及水平隔板。

空心桥墩墩身立面形状可分为直坡式、台坡式、斜坡式，斜坡率通常为50:1?43:1。

空心墩按壁厚分为厚壁与薄壁两种，一般用壁厚与中面直径(即同一截面的中心线直径或宽度)的比来区分：t/D≥1/10为厚壁，t/D<1/10为薄壁。

空心桥墩在构造尺寸上应符合下列规定：

1)墩身最小壁厚，对于钢筋混凝土不宜小于300.mm，对于素混凝土不宜小于500mm。

2)墩身内应设横隔板或纵、横隔板，通常的做法是：对4〇m以上的高墩，不论壁厚如何，均按6?10m,的间距设置横隔板。

3)墩身周围应设置适当的通风孔与泄水孔，孔的直径不宜小于2〇〇mm;墩顶实体段以下应设置带门的进入洞或相应的检查设备。薄壁空心墩按计箅配筋，一般配筋率在0.5%左右，也有只按构造要求配筋的。

(3)柱式桥墩。柱式桥墩一般由基础之上的承台、柱式墩身和盖梁组成。柱式桥墩的墩身沿桥横向布置，通常由1?4根立柱组成，柱身为〇.6?1.5m的大直径圆柱或方形、六角形等，使墩身具有较大的强度和刚度，当墩身高度大于6?7m时，可设横系梁加强柱身横向联系。墩柱配筋的一般要求为：纵向受力钢筋的直径应不小于12mm;纵向受力钢筋截面积应不小于混凝土计算截面的0.4%;纵向受力钢筋净距应不小于5〇mm，净保护层不小于25mm;箍筋直径应不小于6mm;在受力钢筋的接头处，箍筋间距应不大于纵向钢筋直径的.10倍或构件横截面的较小尺寸，亦不大于400mm。

当用横系梁加强桩柱的整体性时，横系梁高度可取为粧(柱)径的0.8?1.0倍，宽度可取为桩(柱)径0.6?1.0倍。横系梁一般按横截面积的0.1.%配置构造钢筋即可。构造筋伸入桩内与桩内主筋连接。

盖梁横截面形状一般为矩形或T形(或倒T形)，底面形状有直线形和曲线形两种。

(4)柔性墩。柔性墩是桥墩轻型化的途径之一，它是在多跨桥的两端设置刚性较大的桥台，中墩均为柔性墩。同时，在全桥除在一个中墩上设置活动支座外，其余墩台均采用固定支座。

典型的柔性墩为柔性排架桩墩，是由成排的预制钢筋混凝土沉入粧或钻孔灌注桩顶端连以钢筋混凝土盖梁组成。多用在墩台高度5?7m，跨径一般不宜超过13m的中、小型桥梁上。

柔性排架桩墩分单排架和双排架墩。单排架墩一般适用于高度不超过4?5m。桩墩高度大于5.0m时，为避免行车时可能发生的纵向晃动，宜设置双排架墩;当受桩上荷载或支座布置等条件限制不能采用单排架墩时，也可采用双排架墩。盖梁与梁的接触面之间垫10mm的油毛毡。为使全桥形成框架体系，可用锚栓将上、下部构造连接起来，锚栓的直径用25?28mm，预埋在盖梁内。两孔的接缝处用水泥砂浆填实，最好设置桥面连续装置。桥台背墙与梁端接缝亦填以水泥砂浆，不设伸缩缝。

&)框架墩。框架墩采用压挠和挠曲构件，组成平面框架代替墩身，支承上部结构，必要时可做成双层或更多层的框架支承上部结构。这类空心墩为轻型结构，是以钢筋混凝土或预应力混凝土构件组成。

除以上所述类型外，尚有弹性墩、拼装式桥墩、预应力桥墩等。

2.桥台

按照桥台的形式，可分为以下几种

(1)重力式桥台。重力式桥台主要靠自重来平衡台后的土压力，桥台本身多数由石砌、片石混凝土或混凝土等圬工材料建造，并用就地浇筑的方法施工。重力式桥台依据桥梁跨径、桥台高度及地形条件的不同有多种形式，常用的类型有U形桥台、埋置式桥台、八字式和耳墙式桥台等。如图2.2.12所示。埋置式桥台将台身埋置于台前溜坡内，不需要另设翼墙，仅由台帽两端耳墙与路堤衔接。

1)台帽与背墙。桥台顶帽由台帽和背墙两部分组成。台帽采用C20素混凝土或钢筋混凝土，其中钢筋的布置和支座边缘到台身的最小距离与桥墩相同。实体式桥台背墙一般不设钢筋，悬臂式桥台顶帽采用钢筋混凝土，并按计算布置受力钢筋。

2)台身。实体式桥台台身前后设置斜坡呈梯形截面，外表面斜坡可取用10:1，内侧斜坡取8:1?6:1。台身顶的长度与宽度应配合台帽，当台身为圬工结构时，并要求台身任一水平截面的纵向宽度不小于该截面到台顶高度的0.4倍。埋置式桥台，由于作用在桥台上的水平力较U形桥台小些，在拟定尺寸时，台身底部可略大于顶部尺寸。

3)翼墙及耳墙。U形桥台的翼墙，外侧呈直立，内侧为3:1?5:1的斜坡。八字式和一字式的翼墙，根据近年的设计经验，墙顶宽取0.4m,外侧用10:1斜坡，内侧可用8:1?10:1，翼墙的长度根据实地地形确定，尾端应保持一个相当高度。埋置式桥台的挡土采用耳墙，耳墙长度不宜太长，一般不超过3?4m。厚度为0.15?0.3m，度高为0.5?2.5m，耳墙应将主筋伸入台帽或背墙借以锚固。

(2)轻型桥台。轻型桥台一般由钢筋混凝土材料建造，其特点是用这种结构的抗弯能力来减少圬工体积而使桥台轻型化。常用的轻型桥台有薄壁轻,型桥台和支撑梁轻型桥台。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。为了保持桥台的稳定，除构造物牢固地埋入土中外，还必须保证铰接处有可靠的支撑，故锚固上部块件之栓钉孔、上部构造与台背间及上部构造各块件间的连接缝，均需用与上部构造间强度等级的小石子混凝土填实。

(3)框架式桥台。框架式桥台是一种在横桥向呈框架式结构的桩基础轻型桥台，它所承受的土压力较小，适用于地基承载力较低、台身较高、跨径较大的梁桥。其构造形式有柱式、肋墙式、半重力式和双排架式、板凳式等。

框架式桥台均采用埋置式，台前设置溜坡。为满足桥合与路堤的连接，在台帽上部设置耳墙，必要时在台帽前方两侧设置挡板，以防溜坡土进入支座部位。

(4)组合式桥台。为使桥台轻型化，桥台本身主要承受桥跨结构传来的竖向力和水平力，而台后的土压力由其他结构来承受，形成组合式的桥台。常见的有锚定板式、过梁式、框架式以及桥台与挡土墙的组合等形式。

3.墩台基础

(1)扩大基础。这是桥涵墩台常用的基础形式。它属于直接基础，是将基础底板设在直接承载地基上，来自上部结构的荷载通过基础底板直接传递给承载地基。其平面常为矩形，平面尺寸一般较墩台底面要大一些。基础较厚时，可在纵横两个剖面上都砌筑成台阶形。

(2)桩基础。当地基浅层地质较差，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。

(3)管柱基础。管柱基础是由管柱群和钢筋混凝土承台组成的基础结构，也有由单根

大型管柱构成基础的。它是一种深基础，埋入土层一定深度，柱底尽可能落在坚实土层或锚固于岩层中，作用在承台的全部荷载，通过管柱传递到深层的密实土或岩层上。管柱基础因其施工方法和工艺较为复杂，所需机械设备较多，所以较少采用。但当桥址处的地质水文条件十分复杂，如大型的深水或海中基础，特别是深水岩面不平、流速大或有潮汐影响等自然条件下，不宜修建其他类型基础时，可采用管柱基础。管柱基础主要适用于岩层、紧密黏土等各类紧密土质的基底，并能穿过溶洞、孤石支承在紧密的土层或新鲜岩层上，不适用于有严重地质缺陷的地区，如断层挤压破碎带或严重的松散区域。管柱按材料分类有由钢筋混凝土管柱、预应力混凝土管柱及钢管柱三种。

(4)沉井基础。桥梁工程常用沉井作为墩台的梁基础。沉井是一种井筒状结构物，依靠自身重量克服井壁摩擦阻力下沉至设计标高而形成基础。通常用混凝土或钢筋混凝土制成。它既是基础，又是施工时的挡土和挡土围堰结构物。当桥梁结构上部荷载较大，而表层地基土的容许承载力不足，但在一定深度下有好的持力层，扩大基础开挖工作量大，施工围堰支撑有困难，或采用桩基础受水文地质条件限制时，此时采用沉井基础与其他深基础相比，经济上较为合理。

此外，还有地下连续墙基础、组合式基础等。

三、涵洞工程

涵洞是修建在路基、堤坝或塘堰当中，由洞身及洞口建筑组成的排水构造物。一般用来宣泄小量水流，作排洪，灌溉之用;少数用作交通，供行人、车辆通过。

涵洞和桥的区别，按现行行业标准《公路工程技术标准》JTGB01—2014规定，单孔跨径小于5m,多孔跨径总长小于8m的统称为涵洞;而圆管涵及箱涵则不论孔径大小、孔数多少，都称作涵洞。

(一)涵洞的分类

根据现行行业标准《公路涵洞设计细则》JTG/TD65—04—2007,涵洞的分类如下：

1.按建筑材料不同分类

涵洞可分为石涵、混凝土涵及钢筋混凝土涵、钢波纹管涵等。

2.按构造形式不同分类

涵洞可分为圆管涵、盖板涵、拱涵、箱涵等。

(1)圆管涵。圆管涵的直径一般为0.75?2m。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。钢筋混凝土管涵适用于缺少石料地区有足够填土高度的小跨径暗涵，一般采用单孔，多孔时不宜超过3孔。倒虹吸管涵适用于路堑挖方高度不能满足设置渡槽的净空要求时的灌溉渠道，不适用于排洪河沟。钢波纹管涵适用于地基承载力较低，或有较大沉降与变形的路基。

(2)盖板涵。盖板涵在结构形式方面有利于在低路堤上使用，当填土较小时可做成明

涵。钢筋混凝土盖板涵适用于无石料地区且过水面积较大的明涵或暗涵。石盖板涵适用于石料丰富且过水流量较小的小型涵洞。

(3).拱涵。拱涵适用于跨越深沟或高路堤。一般超载潜力较大，砌筑技术容易掌握，是一种普遍采用的涵洞形式。

(4)箱涵。钢筋混凝土箱涵适用于软土地基，但施工困难且造价较高，较少采用。

2.按洞顶填土情况不同分类

涵洞可分为明涵和暗涵。

(1)明涵。洞顶无填土，适用于低路堤及浅沟渠处。.

(2)暗涵。洞顶有填土，且最小填土厚度应大于或等于0.5m，适用于高路堤及深沟渠处。

4.按水力性能不同分类

涵洞可分为无压力式涵洞、半压力式涵洞、压力式涵洞。

(1)无压力式涵洞。水流在涵洞全部长度上保持自由水面。

(2)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。

(3)压力式涵洞。涵洞进出口被水淹没，涵洞全长范围内以全部断面泄水。

新建涵洞应采用无压力式涵洞;当涵前允许积水时，可采用压力式或半压力式涵洞;当路基顶面高程低于横穿沟渠的水面高程时，也可设置倒虹吸管涵。

(二)涵洞的组成

涵洞由洞身、洞口、基础和附属工程组成，如图2.2.13所示。在地面以下，防止沉陷和冲刷的部分称作基础;建筑在基础之上，挡住路基填土，以形成流水孔道的部分称为洞身;设在洞身两端，用以集散水流，保护洞身和路基使之不被水流破坏的建筑物称为洞口，它包括端墙、翼墙、护坡等。

(三)涵洞的构造1.洞身

洞身是涵洞的主要部分，它的截面形式有圆形、拱形、矩形(箱形)三大类。涵洞的孔径，应根据设计洪水流量、河沟断面形态、地质和进出水口沟床加固形式等条件，经水力验算确定。新建涵洞应米用标准跨径0.75m、1.0m、1.25m、1.5m、2.0m、2.5m、3.0m、4.0m、5.0m，其中0.75m的孔径只适用于无淤积地区的灌溉渠。排洪涵洞跨径不宜小于1.0m。

一般情况同一涵洞的洞身截面不变，但为充分发挥洞身截面的泄水能力，有时在涵洞如拱涵、箱涵进口处采用提高节，如图2.2.14所示。交通涵、灌溉涵和涵前不允许有过高积水时，不采用提高节。圆形截面不便设置提高节，所以圆形管涵不采用提高节

洞底应有适当的纵坡，其最小值为0.4%，一般不宜大于5%，特别是圆管涵的纵坡不宜过大，以免管壁受急流冲刷。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%时，涵洞洞身及基础应分段做成阶梯形，而且前后两段涵洞盖板或拱圈的搭接高度不得小于其厚度的1/4,如图2.2.15所示。

(1)圆管涵。圆管涵以钢筋混凝土及混凝土管涵最为常见。

钢筋混凝土圆管涵在土壤的垂直及水平压力作用下，静力工作性能良好。这种涵洞不仅混凝土的用量小，而且具有制造上的优点，即钢筋骨架和涵管本身制造简单，圆形管节在移动时也很方便。一般可分为刚性管涵和四铰式管涵。

1)刚性管涵。刚性管涵在横截面上构成一个刚性环，圆环厚度随直径大小和填土高度而变。

2)四铰式管涵。采用四铰式管涵的目的是为了降低圆管的应力，以节约材料。铰分别布置在最大弯矩处，即涵洞的两侧及涵洞的顶部和底部。

由于四铰式管较刚性管应力减小很多，所以它不仅可以缩小截面尺寸，减少配筋数量，而且可以采用纬混凝土来建造。

(2)拱涵。拱涵的洞身由拱圈、侧墙(墙台)和基础组成。拱圈形状普遍采用圆弧

拱。.侧墙(涵台)的断面形状，采用内壁垂直的梯形断面。

(3)矩形涵洞。盖板涵是常用的矩形涵洞，由基础侧墙(涵台)和盖板组成。

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，但钢材用量比拱涵多，对地基承载力的要求较拱涵低。因此，在要求通过较大的排洪量、地质条件较差、路堤高度较小的设涵处，常采用盖板涵，且常采用明涵。

2.洞口建筑，

涵洞洞口建筑在洞身两端，连接洞身与路基边坡。

(1)涵洞与路线正交的洞口建筑。涵洞与路线正交时，常用的洞口建筑形式有端墙式、八字式、井口式。

1)端墙式。端墙式洞口建筑为垂直涵桐轴线的矮墙，用以挡住路堤边坡填土。墙前洞口两侧砌筑片石锥体护坡，构造简单，但泄水能力较小，适用于流量较小的孔径涵洞或人工渠道及不受冲刷影响的岩石河沟上。

2)八字式。八字式洞口除有端墙外，端墙前洞口两侧还有张开成八字形的翼墙。八字翼墙泄水能力较端墙式洞口好，多用于较大孔径的涵洞。

3)井口式。当洞身底低于路基边沟(河沟)底时，进口，可采用井口式洞口。水流汇入井内后，再经涵洞排走。

(2)涵洞与路线斜交的洞口建筑。涵洞与路线斜交时，洞口建筑仍可采用正交涵洞的洞口形式，根据洞口与路基边坡相连的情况不同，有斜洞口和正洞口之分。

1)斜洞口。涵洞端部与线路中线平行，而与涵洞轴线相交。斜洞口能适应水流条件，且外形较美观，虽建筑费工较多，但常被采用。

2)正洞口。涵洞端部与涵洞轴线互相垂直。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才米用。

3.涵洞的基础

涵洞的基础一般米用浅基防护办法，即不允许水流冲刷，只考虑天然地基的承载力。除石拱涵外，一般将涵洞的基础埋在允许承压应力为200kPa以上的天然地基上。

(1)洞身基础。

1)圆管涵基础。圆管涵基础根据土壤性质、地下水位及冰冻深度等情况，设计为有基及无基两种。有基涵洞采用混凝土管座。出入口端墙、翼墙及出入口管节一般都为有基。有下列情况之一者，不得采用无基;岩石地基外，洞顶填土高度超过5m;最大流量时，涵前积水深度超过2.5m者;经常有水的河沟;沼泽地区;沟底纵坡大于5%。

2)拱涵基础。拱涵基础有整体基础与非整体基础两种。整体式基础适用于小孔径涵洞;非整体式基础适用于涵洞孔径在2m以上，地基土壤的允许承载力在300kPa及以上、压缩性小的良好土壤(包括密实中砂、粗砂、砾石、坚硬状态的黏土、坚硬砂黏土等)。不能满足要求时，可采用整体式基础，以便分布压力，也可加深基础或采用桩基。

3)盖板涵基础。盖板涵基础一般都采用整体式基础，当基岩表面接近于涵洞流水槽面标高时，孔径大于或等于2m的盖板涵，可采用分离式基础。

(2)洞口建筑基础。一般来说，涵洞出入口附近的河床，特别是下游，水流流速大并易出现漩涡，为防止洞口基底被水淘空而引起涵洞毁坏，进出口应设置洞口铺砌以加固，并在铺砌层末端设置浆砌片石截水墙(垂裙)来保护铺砌部分。

4.沉降缝

为防止由于荷载分布不均及基底土壤性质不同引起的不均勻沉陷而导致涵洞不规则的断裂，将涵洞全长分为若干段，每段之间以及洞身与端墙之间设置沉降缝，使各段可以独自沉落而互不影响。凡地基土质发生变化，基础埋置深度不一，基础对地基的压力发生较大变化，基础填挖交界处，及采用填石抬高基础的涵洞，都应设置沉降缝。置于岩石地基上的涵洞可以不设沉降缝。

涵身一般每隔4?6m设沉降缝一道，具体设置需视地基土的情况及路堤填土高度而定。沉降缝必须贯穿整个断面(包括基础)，缝宽约20?30mm。沉降缝端面应整齐、方正，不得交错。沉降缝应以有弹性和不透水的材料填塞，并应紧密填实。

5.附属工程

涵洞的附属工程包括：锥体护坡、河床铺砌、路基边坡铺砌及人工水道等。

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