第8章 桥渡勘测与桥位选择 课件-桥涵水文-黄新-主编

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第8章 桥渡勘测与桥位选择 课件-桥涵水文-黄新-主编

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第八章 桥渡勘测与桥位选择
本章内容要览
地形测绘
工程地质勘察
桥位的选择
桥渡勘测的任务
任务在于收集桥渡设计所需的原始资料,内容包括:
1.桥位地区的自然条件:涉及地形、地质、水文、气象、地震诸方面 ;
2.各种使用要求:依线路等级及桥渡重要性的高低决定桥面净空、设计洪水频率和车辆荷载等级;注意了解铁道、城建、水利、航运、军事等相关部门要求;
3.桥位上、下游附近既有桥梁、水工建筑物的设计、施工与使用管养状况;
4.材料供应、投资与工期控制、施工技术条件等。
资料来源
上述资料的来源途径:
1.桥址现场勘测
2.相关技术档案与文史档案
3.向有关部门调查研究
第一节、地形测绘
分类
一、桥位平面图
二、桥址地形图
三、桥址纵断面图
桥位平面图(应包括所有桥位方案) 桥址地形图(针对推荐方案) 桥址纵断面图(针对推荐方案)
用途 1.比选桥位 2.布设形态基线,标注历史洪痕点位 3.施工场地总体布置 满足布置桥孔、引道接线与调治构造物的要求 沿桥位轴线和引道接线中心线进行施测,供绘制总体布置图使用
测区范围 纵向:山区河段——上游2倍洪泛宽度;下游1倍。 平原区宽滩河段——上游3~5倍桥长,下游2~3倍桥长 横向:测至历史洪水位以上2~5m和洪水泛滥线以外50m 纵向:上游2~3倍桥长 横向:历史最高水位(设计水位)以上2m或洪水泛滥线以外50m 应测至两岸历史最高洪水位以上2~5米或路肩设计高程以上,
测图比例 1:2000至1:5000 较大河流1:5000~1:20000 1:500至1:2000 1:5000 1:100至1:1000
测绘内容 平面图、平面控制网、高程控制点、各方案桥轴线与引道接线、水准点、水文基线、洪痕点位、最高洪水泛滥线、河岸线等 地形地貌,绘出桥梁上下部引道接线与调治构造物,标注桥长、桥面净空、桥中心桩号、各墩台桩号和调治构造物的总体尺寸指标 应示出床面形状、地质构造与岩土分层、特征水位如通航水位、常水位、低水位等。
三类测绘图的比较
第二节、工程地质勘察
2.1 任务与方法
工程地质勘察的主要任务为:
1.查明桥址地区的工程地质条件,如地层、岩性、地质构造、地震烈度、不良地质现象(断层、溶洞、滑坡等)和地下水位与水质等。对各桥位作出综合工程地质评价。
2.1 任务与方法
2.通过岩土物理力学性能的原位测试与室内试验,提供设计所需的地基承载力有关数据。
3.天然建筑材料调查,包括料场位置、材料品类、特性、储量与开采方法等。
工程地质条件可分为两类:
1.简单的:指地貌单元少,地形简单;地层结构简单,基岩顶面起伏小,风化浅,无特殊土层;地质构造较简单,无不良地质现象,地下水对基础无不良影响者。
2.复杂的:指地形较复杂,地貌单元多;地层结构复杂,有特殊土层,基岩风化严重,顶面起伏大;地质构造较复杂,有不良地质现象,地下水对基础影响不良者。
工程地质勘察的方法:
首先进行工程地质调查与测绘,以便对桥位地区的工程地质、水文地质情况有较广泛的初步了解;然后采用地球物理勘探(如电探、震探、声测等)进行面上控制,再通过钻探,配合原位测试与室内试验,进一步查明各桥位方案工程地质条件的优劣。
2.2 钻探工作要求
钻孔数量与钻深主要取决于桥位工程地质条件和桥的类别,参考如下:
分类:钻孔分为控制性与一般性,控制性钻孔应占桥位钻孔总数的一半,特大桥应适当增加控制性钻孔。
钻孔深度:覆盖层层次少、厚度大,钻孔深对漂石、卵石层为8~20m,对砂、砾石层为20~35m,对软弱黏土层为35~120m。覆盖层较薄,下伏基岩风化层不厚时,控制性钻孔应钻入新鲜基岩内2~5m。
布置:钻孔应沿桥位轴线布置或在其两侧交错布置,也可结合墩、台位布置。钻孔孔径采取原状土样者,不小于110mm;采取岩芯,对硬质岩和风化破碎岩层,应分别不少于85%与50%。
水质分析:应在河中与钻孔内分别取样进行试验。
2.3 成果整理
工程地质勘察报告,主要内容:
1)目的、任务与工作概况;
2)桥位地区地形、地貌、地层岩性、地质构造、不良地质现象等工程地质条件说明;
3)地震基本烈度和地震动参数的鉴定结论;
4)综合评价各桥位的工程地质条件,提出推荐桥位方案;
5)天然建筑材料的种类、质量、储量、位置与开采条件说明。
1)桥位工程地质平面图;
2)桥位工程地质纵断面图,如有几个比较桥位,应分别提供;
3)钻孔地质柱状图;
4)原位测试、岩土物理力学试验与水质分析报告;
5)物探成果资料;
6)天然建筑材料试验成果与料场分布示意图;
7)其它(如照片、原始记录、岩芯装箱登记表等)。
有关图表资料
桥位地质纵断面图示例
第三节、桥位的选择
3.1 水文方面要求
1.河道顺直,水流通畅,避开河汊、洲岛、支流汇合口、流冰流木阻塞处。
2.选河槽宽而河滩较窄处,因河槽可通过全断面流量的大部分(≥70%),有利于缩短桥长。
3.桥位轴线宜与洪水流向正交,便于汛期顺利排洪,减少桥墩阻水与冲刷。
4.河滩路堤不宜向下游偏转,以免形成水袋回流而威胁路堤安全,如下图所示,不可避免时应采取相应措施。
水袋封闭示意图
5.尽量适应不同河段型性特点
1)山区峡谷河段,因水深流急,应避免在深谷急流中建墩,桥位宜选在可单孔跨越处。
2)宽滩性河段宜选择河槽稳定居中、河滩流量较小且地势较高处。
3)变迁性河段宜选两岸有约束、河槽相对较稳定的束窄段;漫流性河段应尽量躲开冲积扇,在扇顶上游或下游收缩段跨越。
4)游荡性河段,宜选在两岸有固定依托(如岩坎、建筑物或抗冲能力较强的土质等)处,桥轴线应与洪水总趋势正交。
5)平原顺直河段,宜选在河槽与河床总走向一致处;而平原弯曲河段,当河弯发展已临近河床岸边时,宜选在比较稳定的弯顶中部处,如下图所示。
平原弯曲河段桥位图
1)在河槽弯曲段的桥位
2)未来河床可能的极限位置
3)在河槽直线段的桥位
4)桥位定线
3.2 地形、地物、地貌方面的要求
1.桥位宜选在河岸稳固(如有山嘴、高地)处。
2.两岸有便于布置引道接线的开阔地形,这对山区桥位尤为重要。
3.尽量避开地面、地下既有重要设施如高压线、光缆、油气管道、重大建筑物等。
4.适当考虑施工场地布置,材料运输等要求。
3.3 地质方面的要求
1.地质构造稳定,避开不良地质现象如活动性断层、溶洞、泥沼、滑坡、泥石流的不利影响。如避开有困难,可采取避重就轻处理,如下图所示,桥位Ⅱ使断层处于较次要、易处理的引道接线范围,比桥位Ⅰ方案优。
不良地质的避重就轻处理示例
2.宜选在基岩外露或地基持力层埋深较浅地段。
3.4 经济、环保要求
1.经济性应从桥梁上、下部结构、引道路堤与调治结构物所组成的桥渡总体进行分析比较。
2.经济性应从工程造价E和使用费D(包括管养、维修、运输费等)两者综合评价。
显然,E和D都低的桥位方案是应优先选用的。但实际情况往往是:A方案EA低,但使用费DA高,而B方案EB高,但使用费DB低,这时应计算补偿年限。
3.应考虑桥位方案因工期缩短,提早投入营运所带来的经济效益和方便群众治河造田、防洪、加强交通安全等产生的社会效益。
4.从环境保护要求出发,要求桥位方案尽量少破坏当地生态环境,注意建桥与绿化(植树种草)的配合,保护文物,降低噪声与空气污染等。
3.5 其他方面的要求
1.通航河流上的桥位轴线应与航道主流尽量正交,斜交角小于5°,桥位应选在航道稳定的顺直河段,码头、锚泊区与排筏集散场上游有一定距离。
2.城镇附近桥位应适应城镇规划的要求,注意相邻桥面交通流的合理分配。应尽量遵循近城不进城原则以减少运输干扰与交通安全隐患。有防洪要求城镇,桥位宜选在上游。
3.水库地区桥位宜尽量采用桥、坝合一方案,否则应选在蓄洪区上游水面较窄、岸坡稳定、泥砂淤积较少地段或在下游溢洪区清水冲刷影响范围以外。
4.有国防军事要求的桥位应注意位置的隐蔽性和便于防卫,应选用抢修简易快捷的桥型与之配合。与既有旧桥之间应留有足够安全距,以防止同时炸毁破坏的可能。
地震地区的桥位选择,应按《公路工程抗震设计规范》(JTG B02—2013)规定进行。

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