2020年一級造價工程師《土建工程》備考講義：第二章第二節(jié)

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第二節(jié)　道路、橋梁、涵洞工程的分類、組成及構造

一、道路工程

(一)道路分類及組成

1.道路的分類

根據《城市道路工程設計規(guī)范》(CJJ37)，按道路所在位置、交通性質及其使用特點，道路可分為：公路、城市道路、廠礦道路及鄉(xiāng)村道路等。它們在技術方面有很多相同之處。

城市道路應按道路在道路網中的地位、交通功能以及對沿線的服務功能等，分為快速路、主干路、次干路和支路四個等級，并應符合下列規(guī)定：

(1)快速路應中央分隔、全部控制出入、控制出入口間距及形式，應實現(xiàn)交通連續(xù)通行，單向設置不應少于兩條車道，并應設有配套的交通安全與管理設施。快速路兩側不應設置吸引大量車流、人流的公共建筑物的出入口。

(2)主干路應連接城市各主要分區(qū)，應以交通功能為主。主干路兩側不宜設置吸引大量車流、人流的公共建筑物的出入口。

(3)次干路應與主干路結合組成干路網，應以集散交通的功能為主，兼有服務功能。次干路兩側可設置公共建筑物的出入口，但相鄰出入口的間距不宜小于 80m，且該出入口位置應在臨近交叉口的功能區(qū)之外。

(4)支路宜與次干路和居住區(qū)、工業(yè)區(qū)、交通設施等內部道路相連接，應以解決局部地區(qū)交通，以服務功能為主。支路兩側公共建筑物的出入口位置宜布置在臨近交叉口的功能區(qū)之外。

道路交通量達到飽和狀態(tài)時的道路設計年限為：快速路、主干路應為 20 年;次干路應為 15 年;支路宜為 10～15 年。

2.公路的分類

根據《公路工程技術標準》(JTG B01)，公路分為高速公路、一級公路、二級公路、三級公路及四級公路等五個技術等級。

(1)高速公路為專供汽車分方向、分車道行駛，全部控制出入的多車道公路。高速公路的年平均日設計交通量宜在 15000 輛小客車以上。

(2)一級公路為供汽車分方向、分車道行駛，可根據需要控制出入的多車道公路。一級公路的年平均日設計交通量宜在 15000 輛小客車以上。

(3)二級公路為供汽車行駛的雙車道公路。二級公路的年平均日設計交通量宜為 5000～15000 輛小客車。

(4)三級公路為供汽車、非汽車交通混合行駛的雙車道公路。三級公路的年平均日設計交通量宜為 2000～6000 輛小客車。

(5)四級公路為供汽車、非汽車交通混合行駛的雙車道或單車道公路。雙車道四級公路年平均日設計交通量宜在 2 000 輛小客車以下;單車道四級公路年平均日設計交通量宜在 400 輛小客車以下。

公路技術等級選用應根據路網規(guī)劃、公路功能，并結合交通量論證確定。主要干線公路應選用高速公路。次要干線公路應選用二級及二級以上公路。主要集散公路宜選用一、二級公路。次要集散公路宜選用二、三級公路。支線公路宜選用三、四級公路。

3.道路的組成

道路組成可以分為幾何(或稱線形)和結構兩部分組成。

(1)線形組成。道路線形是指道路中線的空間幾何形狀和尺寸，這一空間線形投影到平、縱、橫

三個方向而分別繪制成反映其形狀、位置和尺寸的圖形，就是道路的平面圖、縱斷面圖和橫斷面圖。城市道路橫斷面可分為單幅路、兩幅路、三幅路、四幅路及特殊形式的斷面。城市道路橫斷面宜由機動車道、非機動車道、人行道、分車帶、設施帶、綠化帶等組成，特殊斷面還可包括應急車道、路肩和排水溝等。

1)機動車道。機動車道路面寬度應包括車行道寬度及兩側路緣帶寬度，單幅路及三幅路采用中間分隔物或雙黃線分隔對向交通時，機動車道路面寬度還應包括分隔物或雙黃線的寬度。一條機動車道最小寬度應符合表 2.2.1 的規(guī)定。

2)非機動車道。與機動車道合并設置的非機動車道，車道數單向不應小于 2 條，寬度不應小于

2.5m。非機動車專用道路面寬度應包括車道寬度及兩側路緣帶寬度，單向不宜小于 3.5m，雙向不宜小于4.5m。一條非機動車道最小寬度自行車不得小于 1.0m，三輪車不得小于 2.0m。

3)人行道。人行道寬度必須滿足行人安全順暢通過的要求，并應設置無障礙設施。人行道最小寬度應符合表 2.2.2 的規(guī)定。

4)分車帶。分車帶按其在橫斷面中的不同位置及功能，可分為中間分車帶(簡稱中間帶)及兩側分車帶(簡稱兩側帶)，分車帶由分隔帶及兩側路緣帶組成。分隔帶應采用立緣石圍砌，需要考慮防撞要求時，應采用相應等級的防撞護欄。

5)設施帶。設施帶寬度應包括設置護欄、照明燈柱、標志牌、信號燈、城市公共服務設施等的要求，各種設施布局應綜合考慮。設施帶可與綠化帶結合設置，但應避免各種設施與樹木間的干擾。

6)綠化帶。道路綠化是大地綠化的組成部分，也是道路組成不可缺少的部分，無論是道路總體規(guī)劃、詳細設計、修建施工，還是養(yǎng)護管理都是其中的一項重要內容。綠化帶的寬度應符合現(xiàn)行行業(yè)標準的相關要求，最小寬度為 1.5m。

7)應急車道。當快速路單向機動車道數小于 3 條時，應設不小于 3.0m 的應急車道。當連續(xù)設置有困難時，應設置應急停車港灣，間距不應大于 500m，寬度不應小于 3.0m。

8)保護性路肩。采用邊溝排水的道路應在路面外側設置保護性路肩，中間設置排水溝的道路應設置左側保護性路肩?？焖俾凡粦∮?0.75m;其他道路不應小于 0.5m;當有少量行人時，不應小于1.50m。

(2)結構組成

路基是行車部分的基礎，它由土、石按照一定尺寸、結構要求建筑成帶狀土工構筑物，路基必須具有一定的力學強度和穩(wěn)定性，又要經濟合理，以保證行車部分的穩(wěn)定和防止自然破壞力的損害。

(二)路基的基本要求

路基是道路的基本結構物，一方面要保證車輛行駛的通暢與安全，另一方面要支持路面承受行車荷載的要求，因此應滿足以下要求：

(1)路基結構物的整體必須具有足夠的穩(wěn)定性。

(2)路基必須具有足夠的強度、剛度和水溫穩(wěn)定性。

路基形式

(1)填方路基

1)填土路基。填土路基宜選用級配較好的粗粒土作填料。用不同填料填筑路基時，應分層填筑，每一水平層均應采用同類填料。

2)填石路基。填石路基是指用不易風化的開山石料填筑的路堤。易風化巖石及軟質巖石用作填料時，邊坡設計應按土質路堤進行。

3)砌石路基。砌石路基是指用不易風化的開山石料外砌、內填而成的路堤。砌石頂寬采用 0.8m，基底面以 1：5 向內傾斜，砌石高度為 2～15m，砌石路基應每隔 15～20m 設伸縮縫一道。當基礎地質條件變化時，應分段砌筑，并設沉降縫。當地基為整體巖石時，可將地基做成臺階形。

4)護肩路基。堅硬巖石地段陡山坡上的半填半挖路基，當填方不大，但邊坡伸出較遠不易修筑時，可修筑護肩。護肩應采用當地不易風化片石砌筑，高度一般不超過 2m，其內外坡均直立，基底面以1：5 坡度向內傾斜。

5)護腳路基。當山坡上的填方路基有沿斜坡下滑的傾向或為加固、收回填方坡腳時，可采用護腳路基。護腳由干砌片石砌筑，斷面為梯形，頂寬不小于 1m，內外側坡坡度可采用 1：0.5～1：0.75，其高度不宜超過 5m。

(2)挖方路基

挖方路基分為土質挖方路基和石質挖掘方路基。

(3)半填半挖路基

在地面自然橫坡度陡于 1：5 的斜坡上修筑路堤時，路堤基底應挖臺階，臺階寬度不得小于 1m，臺階底應有 2%～4%向內傾斜的坡度。分期修建和改建公路加寬時，新舊路基填方邊坡的銜接處，應開挖臺階。高速公路、一級公路，臺階寬度一般為 2m，土質路基填挖銜接處應采取超挖回填措施。

(三)路面

1.路面結構

路面是由各種不同的材料，按一定厚度與寬度分層鋪筑在路基頂面上的層狀構造物。

(1)面層

(2)基層

基層是設置在面層之下，并與面層一起將車輪荷載的反復作用傳遞到底基層、墊層、土基等起主要承重作用的層次。

(3)墊層

面層、基層和墊層是路面結構的基本層次，為了保證車輪荷載的向下擴散和傳遞，下一層應比其上一層的每邊寬出 0.25m。

2.坡度與路面排水

道路橫坡應根據路面寬度、路面類型、縱坡及氣候條件確定，宜采用 1%～2%?？焖俾芳敖涤炅看蟮牡貐^(qū)宜采用 1.5%～2%;嚴寒積雪地區(qū)、透水路面宜采用 1%～1.5%。保護性路肩橫坡度可比路面橫坡度加大 1.0%。路肩橫向坡度一般應較路面橫向坡度大 1%。

高速公路、一級公路的路面排水，一般由路肩排水與中央分隔帶排水組成;二級及二級以下公路的路面排水，一般由路拱坡度、路肩橫坡和邊溝排水組成。

3.路面等級與分類

(1)路面等級

路面等級按面層材料的組成、結構強度、路面所能承擔的交通任務和使用的品質劃分為高級路面、次高級路面、中級路面和低級路面等四個等級。

(2)路面類型

1)路面基層的類型。按照現(xiàn)行規(guī)范，基層(包括底基層)可分為無機結合料穩(wěn)定類和粒料類。無機結合料穩(wěn)定類有：水泥穩(wěn)定土、石灰穩(wěn)定土、石灰工業(yè)廢渣穩(wěn)定土及綜合穩(wěn)定土;粒料類分級配型和嵌鎖型，前者有級配碎石(礫石)，后者有填隙碎石等。

①水泥穩(wěn)定土基層。在粉碎的或原來松散的土中，摻入足量的水泥和水，經拌和得到的混合料在壓實養(yǎng)生后，當其抗壓強度符合規(guī)定要求時，稱為水泥穩(wěn)定土。水泥穩(wěn)定粗粒土、水泥穩(wěn)定中粒土可適用于各種交通類別的基層和底基層，但水泥穩(wěn)定細粒土(水泥土)不能用作二級以上公路高級路面的基層。

②石灰穩(wěn)定土基層。在粉碎或原來松散的土中摻入足量的石灰和水，經拌和、壓實及養(yǎng)生得到的混合料，當其抗壓強度符合規(guī)定要求時，稱為石灰穩(wěn)定土。適用于各級公路路面的底基層，可作二級和二級以下的公路的基層，但不應用作高級路面的基層。

③石灰工業(yè)廢渣穩(wěn)定土基層。一定數量的石灰和粉煤灰或石灰和煤渣與其他集料相配合，加入適量的水，經拌和、壓實及養(yǎng)生后得到的混合料，當其抗壓強度符合規(guī)定要求時，稱為石灰工業(yè)廢渣穩(wěn)定土。適用于各級公路的基層與底基層，但其中的二灰土不應用作高級瀝青路面及高速公路和一級公路上的基層。

④級配碎(礫)石基層。由各種大小不同粒徑碎(礫)石組成的混合料，當其顆粒組成符合技術規(guī)范的密實級配的要求時，稱其為級配碎(礫)石。級配碎石可用于各級公路的基層和底基層，可用作較薄瀝青面層與半剛性基層之間的中間層。級配礫石可用于二級和二級以下公路的基層及各級公路的底基層。

⑤填隙碎石基層。用單一尺寸的粗碎石作主骨料，形成嵌鎖作用，用石屑填滿碎石間的空隙，增加密實度和穩(wěn)定性，這種結構稱為填隙碎石?？捎糜诟骷壒返牡谆鶎雍投壱韵鹿返幕鶎?。

2)路面面層類型。根據路面的力學特性，可把路面分為瀝青路面、水泥混凝土路面和其他類型路面。

①瀝青路面。瀝青面層分為瀝青混合料、乳化瀝青碎石、瀝青貫入式、瀝青表面處治等四種類型。瀝青混合料可分為瀝青混凝土混合料和瀝青碎石混合料。熱拌熱鋪瀝青混合料適用于各種等級公路的瀝青面層。高速公路、一級公路瀝青面層均應采用瀝青混凝土混合料鋪筑，瀝青碎石混合料僅適用于過渡層及整平層。其他等級公路的瀝青面層的上面層，宜采用瀝青混凝土混合料鋪筑。

瀝青貫入式路面是在初步壓實的碎石(或軋制礫石)上，分層澆灑瀝青、撒布嵌縫料，經壓實而成的路面結構，厚度通常為 40～80mm;當采用乳化瀝青時稱為乳化瀝青貫入式路面，其厚度為40～50mm。瀝青貫入式路面適用于三、四級公路的瀝青面層，也可作為瀝青混凝土路面的聯(lián)結層。

瀝青表面處治是用瀝青和集料按層鋪法或拌和方法裹覆礦料，鋪筑成厚度一般不大于 30mm 的一種薄層路面面層。適用于三級、四級公路、城市道路支路、縣鎮(zhèn)道路、各級公路施工便道以及在舊瀝青面層上加鋪罩面層或磨耗層。

②水泥混凝土路面。水泥混凝土路面亦稱剛性路面，包括普通混凝土(素混凝土)、鋼筋混凝土、連續(xù)配筋混凝土、預應力混凝土、裝配式混凝土、鋼纖維混凝土和混凝土小塊鋪砌等面層板和基(墊)層所組成的路面。目前采用最廣泛的是就地澆筑的素混凝土路面，簡稱混凝土路面。

水泥混凝土路面適用于各種等級公路的路面施工。水泥混凝土路面的優(yōu)點有：強度高;穩(wěn)定性好;耐久性好;養(yǎng)護費用少、經濟效益高;有利于夜間行車。水泥混凝土路面的缺點有：對水泥和水的需要量大;有接縫;開放交通較遲;修復困難。

③其他類型路面。主要是指在柔性基層上用有一定塑性的細粒土穩(wěn)定各種集料的中低級路面。

(四)道路主要公用設施

1.停車場

大、中型停車場出入口不得少于 2 個，特大型停車場出入口不得少于 3 個，并應設置專用人行出入口，且兩個機動車出入口之間的凈距不小于 15m。停車場的出口與入口宜分開設置，單向行駛的出(入)口寬度不得小于 5m，雙向行駛的出(入)口寬度不得小于 7m。小型停車場只有一個出入口時，出(入)口寬度不得小于 9m。

為了保證車輛在停放區(qū)內停入時不致發(fā)生自重分力引起滑溜，導致交通事故，因而要求停放場的最大縱坡與通道平行方向為 1%，與通道垂直方向為 3%。出入通道的最大縱坡為 7%，一般以小于等于 2%為宜。

2.公共交通站點

車站可為直接式和港灣式，城市主、次干路和交通量較大的支路上的車站，宜采用港灣式。道路交叉口附近的車站宜安排在交叉口出口道一側，距交叉口出口緣石轉彎半徑終點宜為 80m～150m。站臺長度最短應按同時?？績奢v車布置，最長不應超過同時?？?4 輛車的長度，否則應分開設置。站臺高度宜采用 0.15m～0.20m，站臺寬度不宜小于 2m;當條件受限時，站臺寬度不得小于 1.5m。

3.道路照明

4.人行天橋和人行地道

人行天橋宜建在交通量大，行人或自行車需要橫過行車帶的地段或交叉口上。在城市商業(yè)網點集中的地段，建造人行天橋既方便群眾也易誘導人們自覺上橋。

在某些城市的舊城區(qū)商業(yè)街道，雖然人流多，但道路較窄，機動車輛少，在這種情況下，則不一定要建造人行天橋。

在下列情況下，可考慮修建人行地道：

(1)重要建筑物及風景區(qū)附近，修人行天橋會破壞風景或城市美觀。

(2)橫跨的行人特別多的站前道路等。

(3)修建人行地道比修人行天橋在工程費用和施工方法上有利。

(4)有障礙物影響，修建人行天橋需顯著提高橋下凈空時。

5.道路交通管理設施

道路交通管理設施通常包括交通標志、標線和交通信號燈等，廣義概念還包括護欄、統(tǒng)一交通規(guī)則的其他顯示設施。

(1)交通標志。交通標志分為主標志和輔助標志兩大類。主標志按其功能可分為警告標志、禁令標志、指示標志、指路標志、旅游區(qū)標志、作業(yè)區(qū)標志、告示標志等。輔助標志系附設在主標志下面，對主標志起補充說明的標志，它不得單獨使用。

標志應傳遞清晰、明確、簡潔的信息，以引起道路使用者的注意，并使其具有足夠的發(fā)現(xiàn)、認讀和反應時間。交通標志的設置應以完全不熟悉道路及周圍環(huán)境、借助使用有效地圖的交通參與者為服務對象。

交通標志應設置在駕駛人員和行人易于見到，并能準確判斷的醒目位置。一般安設在車輛行進方向道路的右側或車行道上方。為保證視認性，同一地點需要設置兩個以上標志時，可安裝在一根立柱上，但最多不應超過四個;標志板在一根支柱上并設時，應按警告、禁令、指示的順序，先上后下，先左后右地排列。

(2)交通標線。交通標線主要是路面標線，系以文字、圖形、劃線等在路面上漆繪，以表示車行道中心線，機動車、非機動車分隔線，各類導向線以及人行橫道，車道漸變段，停車線等。此外，還有少數立面標記。如設置在立交橋洞側墻或安全島等壁面上的標記。

(3)交通信號燈。普通交通信號燈按紅、黃、綠，或綠、黃、紅自上而下，或自左向右排列。豎向排列常用于路幅較窄的舊城路口。橫向排列則可用于路幅較寬的城鎮(zhèn)道路。信號燈設在進口端右側人行道邊。

二、橋梁工程

(一)橋梁組成與分類

1.橋梁的基本組成部分

橋梁是供鐵路、道路、渠道、管線、行人等跨越河流、山谷或其他交通線路等各種障礙物時所使用的承載結構物。通?？蓜澐譃樯喜拷Y構和下部結構

(1)上部結構(也稱橋跨結構)

上部結構是指橋梁結構中直接承受車輛和其他荷載，并跨越各種障礙物的結構部分。一般包括橋面構造(行車道、人行道、欄桿等)、橋梁跨越部分的承載結構和橋梁支座。

(2)下部結構

下部結構是指橋梁結構中設置在地基上用以支承橋跨結構，將其荷載傳遞至地基的結構部分。一般包括橋墩、橋臺及墩臺基礎。

2.橋梁的分類

(1)根據橋梁主跨結構所用材料，橋梁可劃分為木橋、圬工橋(包括磚、石、混凝土橋)、鋼筋混凝土橋、預應力混凝土橋和鋼橋。

(2)根據橋梁所跨越的障礙物，橋梁可劃分跨河橋、跨海峽橋、立交橋(包括跨線橋)、高架橋等。

(3)根據橋梁的用途，可將其劃分為公路橋、鐵路橋、公鐵兩用橋、人行橋、運水橋、農橋以及管道橋等。

(4)根據橋梁跨徑總長 L 和單孔跨徑 LK 的不同

(5)根據橋面在橋跨結構中的位置，橋梁可分為上承式、中承式和下承式橋。

(6)根據橋梁的結構形式，橋梁可劃分為梁式橋、拱式橋、剛架橋、懸索橋和組合式橋。

(二)橋梁上部結構

1.橋面構造

(1)橋面鋪裝及排水、防水系統(tǒng)

1)橋面鋪裝。橋面鋪裝即行車道鋪裝，亦稱橋面保護層。橋面鋪裝的形式有：

①水泥混凝土或瀝青混凝土鋪裝。橋上的瀝青混凝土鋪裝可以做成單層式的或雙層式的。

②防水混凝土鋪裝。為了延長橋面鋪裝層的使用年限，宜在上面鋪筑厚 20mm 的瀝青表面做磨耗層。

為使鋪裝層具有足夠的強度和良好的整體性(亦能起聯(lián)系各主梁共同受力的作用)，一般宜在混凝土中鋪設直徑為 4～6mm 的鋼筋網。

2)橋面縱橫坡

橋上縱坡機動車道不宜大于 4.0%，非機動車道不宜大于 2.5%;橋頭引道機動車道縱坡不宜大于 5.0%。高架橋橋面應設不小于 0.3%。

橋面的橫坡，一般采用 1.5%～3%。通常是在橋面板頂面鋪設混凝土三角墊層來構成;對于板梁或就　地澆筑的肋梁橋，為了節(jié)省鋪裝材料，并減輕重力，可將橫坡直接設在墩臺頂部而做成傾斜的橋面板，此時不需要設置混凝土三角墊層;在比較寬的橋梁中，用三角墊層設置橫坡將使混凝土用量與恒載重量增加過多，在此情況下可直接將行車道板做成雙向傾斜的橫坡，但這樣會使主梁的構造和施工稍趨復雜。

3)橋面排水和防水設施

①橋面排水

排水管道應采用堅固的、抗腐蝕性能良好的材料制成，管道直徑不宜小于 150mm。排水管道的間距可根據橋梁匯水面積和橋面縱坡大小確定：縱坡大于 2%的橋面設置排水管的截面積不宜小于 60mm2/m2;縱坡小于 1%的橋面設置排水管的截面積不宜小于 100mm2/m2;南方潮濕地區(qū)和西北干燥地區(qū)可根據暴雨強度適當調整。當中橋、小橋的橋面設有不小于 3%的縱坡時，橋上可不設排水口，但應在橋頭引道上兩側設置雨水口。

瀝青混凝土鋪裝在橋跨伸縮縫上坡側現(xiàn)澆帶與瀝青混凝土相接處應設置滲水管。高架橋橋面應設置橫坡及不小于 0.3%的縱坡。

②防水層。

橋面鋪裝應設置防水層，橋面防水層設置在橋面鋪裝層下面。

圬工橋臺臺身背墻、拱橋拱圈頂面及側墻背面應設置防水層。

(2)伸縮縫

為滿足橋面變形的要求，通常在兩梁端之間、梁端與橋臺之間或橋梁的鉸接位置上設置伸縮縫。

1)伸縮縫的構造要求。要求伸縮縫在平行、垂直于橋梁軸線的兩個方向，均能自由伸縮，牢固可靠，車輛行駛過時應平順、無突跳與噪聲;要能防止雨水和垃圾泥土滲入造成阻塞;安裝、檢查、養(yǎng)護、消除污物都要簡易方便。在設置伸縮縫處，欄桿與橋面鋪裝都要斷開。

2)伸縮縫的類型。

①鍍鋅薄鋼板伸縮縫。這是一種簡易的伸縮縫，目前在中小跨徑的裝配式簡支梁橋上，當梁的變形量在 20～40mm 以內時常選用。

②鋼伸縮縫。鋼伸縮縫由鋼材制作，它能直接承受車輛荷載，并根據伸縮量的大小調整鋼蓋板的厚度，鋼伸縮縫也宜于在斜橋上使用。它的構造比較復雜，只有在溫差較大的地區(qū)或跨徑較大的橋梁上才采用。當跨徑很大時，一方面要加厚鋼板，另一方面需要采用更完善的梳形鋼板伸縮縫。

③橡膠伸縮縫。它是以橡膠帶作為跨縫材料。這種伸縮縫的構造簡單，使用方便，效果好。在變形量較大的大跨度橋上，可以采用橡膠和鋼板組合的伸縮縫。

(3)人行道、欄桿、燈柱

橋梁上的人行道寬度由行人交通量決定，可選用 0.75m、1m，大于 1m 按 0.5m 倍數遞增。行人稀少地區(qū)可不設人行道，為保障行車安全改用安全帶。

1)安全帶。不設人行道的橋上，兩邊應設寬度不小于 0.25m，高為 0.25～0.35m 的護輪安全帶。安全帶可以做成預制件或與橋面鋪裝層一起現(xiàn)澆。

2)人行道。人行道一般高出行車道 0.25～0.35m。

3)欄桿、燈柱。欄桿的高度一般為 0.8～1.2m，標準設計為 1.0m;欄桿間距一般為 1.6～2.7m，標準設計為 2.5m。

2.承載結構

橋梁的承重結構因其結構形式而異。

(1)梁式橋

梁式橋是指其結構在垂直荷載作用下，其支座僅產生垂直反力，而無水平推力的橋梁。梁式橋的特點是其橋跨的承載結構由梁組成。梁式橋可分為簡支梁式橋、連續(xù)梁式橋、懸臂梁橋。

1)簡支梁式橋。是梁式橋中應用最早，使用最廣泛的橋形之一。它受力明確、設計計算較容易，且構造簡單，施工方便。簡支梁橋是靜定結構，其各跨獨立受力。橋梁工程中廣泛采用的簡支梁橋有三種類型：

①簡支板橋。簡支板橋主要用于小跨度橋梁?？鐝皆?4～8m 時，采用鋼筋混凝土實心板橋;跨徑在6～13m 時，采用鋼筋混凝土空心傾斜預制板橋;跨徑在 8～16m 時，采用預應力混凝土空心預制板橋。

②肋梁式簡支梁橋(簡稱簡支梁橋)。簡支梁橋主要用于中等跨度的橋梁。

③箱形簡支梁橋。箱形簡支梁橋主要用于預應力混凝土梁橋。尤其適用于橋面較寬的預應力混凝土橋梁結構和跨度較大的斜交橋和彎橋。

2)連續(xù)梁式橋和懸臂梁式橋。連續(xù)梁橋是大跨度橋梁廣泛采用的結構體系之一，一般采用預應力混凝土結構。

預應力混凝土連續(xù)梁按其截面變化可分為等截面連續(xù)梁和變截面連續(xù)梁;按其各跨的跨長可分為等跨連續(xù)梁和不等跨連續(xù)梁;按其截面形式可分為板式截面連續(xù)梁、肋梁式截面連續(xù)梁和箱形截面連續(xù)梁。

懸臂梁橋相當于簡支梁橋的梁體越過其支點向一端或兩端延長所形成的梁式橋結構。其結構特點是懸臂跨與掛孔跨交替布置，通常為奇數跨布置。

T 形剛架橋是由橋跨梁體與橋墩(臺)剛接形成的具有懸臂受力特點的無支座 T 形梁式橋結構。通常全橋由兩個或多個 T 形剛架通過鉸或掛梁相連所組成。

(2)拱式橋

拱式橋的特點是其橋跨的承載結構以拱圈或拱肋為主。

拱式橋在豎向荷載作用下。兩拱腳處不僅產生豎向反力，還產生水平反力(推力)。

設計合理的拱主要承受拱軸壓力，拱截面內彎矩和剪力均較小，因此可充分利用石料或混凝土等抗壓能力強而抗拉能力差的圬工材料。

拱式橋對地基要求很高，適建于地質和地基條件良好的橋址。

拱橋按其結構體系分為：

1)簡單體系拱橋

在簡單體系拱橋中，拱橋的傳力結構不與主拱形成整體共同承受荷載。橋上的全部荷載由主拱單獨承受，它們是橋跨結構的主要承重構件。拱的水平推力直接由墩臺或基礎承受。

2)組合體系拱橋。根據構造方式及受力特點，組合體系拱橋可分為桁架拱橋、剛架拱橋、桁式組合拱橋和拱式組合體系橋等四大類。

(3)剛架橋

剛架橋是由梁式橋跨結構與墩臺(支柱、板墻)整體相連而形成的結構體系。

(4)懸索橋

懸索橋又稱吊橋，是最簡單的一種索結構?，F(xiàn)代懸索橋一般由橋塔、主纜索、錨碇、吊索、加勁梁

及索鞍等主要部分組成。

1)橋塔。橋塔是懸索橋最重要的構件。橋塔的高度主要由橋面標高和主纜索的垂跨比 f/L 確定，

通常垂跨比 f/L 為 1/9～1/12。大跨度懸索橋的橋塔主要采用鋼結構和鋼筋混凝土結構。其結構形式可分為桁架式、剛架式和混合式三種。剛架式橋塔通常采用箱形截面。

橋塔標高=橋面標高+(f/L×主跨徑+最短吊索的長度)

2)錨碇

3)主纜索。主纜索是懸索橋的主要承重構件，可采用鋼絲繩鋼纜或平行絲束鋼纜，大跨度吊橋的主纜索多采用后者。

4)吊索。吊索也稱吊桿，是將加勁梁等恒載和橋面活載傳遞到主纜索的主要構件。吊索可布置成垂直形式的直吊索或傾斜形式的斜吊索，其上端通過索夾與主纜索相連，下端與加勁梁連接。吊索與主纜索連接有兩種方式：鞍掛式和銷接式。吊索與加勁梁連接也有兩種方式：錨固式和銷接固定式。

5)加勁梁。加勁梁是承受風載和其他橫向水平力的主要構件。大跨度懸索橋的加勁梁均為鋼結構，通常采用桁架梁和箱形梁。預應力混凝土加勁梁僅適用于跨徑 500mm 以下的懸索橋，大多采用箱形梁。

6)索鞍

(5)組合式橋

斜拉橋是典型的懸索結構和梁式結構組合的，由主梁、拉索及索塔組成的組合結構體系。

拉索是斜拉橋的主要承重構件。目前采用較多的有平行鋼絲束，鋼絞線束和封閉式鋼索，在某些橋

上還有采用高強鋼筋和型鋼。

(三)橋梁下部結構

1.橋墩

(1)實體橋墩

實體橋墩由墩帽、墩身和基礎組成。大跨徑的墩帽厚度一般不小于 0.4m，中小跨梁橋也不應小于0.3m，并設有 50～100mm 的檐口。墩帽采用 C20 號以上的混凝土，加配構造鋼筋，小跨徑橋的墩帽除嚴寒地區(qū)外，可不設構造鋼筋。在墩帽放置支座的部位，應布置一層或多層鋼筋網。當橋墩上相鄰兩孔的支座高度不同時，需加設混凝土墊石予以調整，并在墊石內設置鋼筋網。

(2)空心橋墩

空心橋墩按壁厚分為厚壁與薄壁兩種，一般用壁厚與中面直徑(即同一截面的中心線直徑或寬度)的比來區(qū)分：t/D≥1/10 為厚壁，t/D<1/10 為薄壁。

空心橋墩在構造尺寸上應符合下列規(guī)定：

1)墩身最小壁厚，對于鋼筋混凝土不宜小于 300mm，對于素混凝土不宜小于 500mm。

2)墩身內應設橫隔板或縱、橫隔板，通常的做法是：對 40m 以上的高墩，不論壁厚如何，均按6～10m 的間距設置橫隔板。

3)墩身周圍應設置適當的通風孔與泄水孔，孔的直徑不宜小于 200mm;墩頂實體段以下應設置帶門的進入洞或相應的檢查設備。薄壁空心墩按計算配筋，一般配筋率在 0.5%左右，也有只按構造要求配筋的。

(3)柱式橋墩

柱式橋墩一般由基礎之上的承臺、柱式墩身和蓋梁組成。柱式橋墩的墩身沿橋面橫向布置，通常由1～4 根立柱組成，柱身為 0.6～1.5m 的大直徑圓柱或方形、六角形等，使墩身具有較大的強度和剛度。

當墩身高度大于 6～7m 時，可設橫系梁加強柱身橫向聯(lián)系。

(4)柔性墩

柔性墩是橋墩輕型化的途徑之一，它是在多跨橋的兩端設置剛性較大的橋臺，中墩均為柔性墩。

典型的柔性墩為柔性排架樁墩，是由成排的預制鋼筋混凝土沉入樁或鉆孔灌注樁頂端連以鋼筋混凝土蓋梁組成。多用在墩臺高度 5～7m，跨徑一般不宜超過 13m 的中、小型橋梁上。

柔性排架樁墩分單排架和雙排架墩。單排架墩一般適用于高度不超過 4～5m。樁墩高度大于 5.0m 時，為避免行車時可能發(fā)生的縱向晃動，宜設置雙排架墩;當受樁上荷載或支座布置等條件限制不能采用單排架墩時，也可采用雙排架墩。

(5)框架墩

框架墩采用壓撓和撓曲構件，組成平面框架代替墩身，支承上部結構，必要時可做成雙層或更多層的框架支承上部結構。

2.橋臺

按照橋臺的形式，可分為：重力式橋臺、輕型橋臺、框架式橋臺、組合式橋臺。

(1)重力式橋臺

重力式橋臺主要靠自重來平衡臺后的土壓力，橋臺本身多數由石砌、片石混凝土或混凝土等圬工材料建造，并用就地澆筑的方法施工。重力式橋臺依據橋梁跨徑、橋臺高度及地形條件的不同有多種形式，常用的類型有 U 形橋臺、埋置式橋臺、八字式和耳墻式橋臺。埋置式橋臺將臺身埋置于臺前溜坡內，不需要另設翼墻，僅由臺帽兩端耳墻與路堤銜接。

1)臺帽與背墻。橋臺頂帽由臺帽和背墻兩部分組成。臺帽采用 C20 素混凝土或鋼筋混凝土，其中鋼筋的布置和支座邊緣到臺身的最小距離與橋墩相同。

2)臺身

3)翼墻及耳墻。

U 形橋臺的翼墻，外側呈直立，內側為 3：1～5：1 的斜坡。八字式和一字式的翼墻，根據近年的設計經驗，墻頂寬取 0.4m，外側用 10：1 斜坡，內側可用 8：1～10：1，翼墻的長度根據實地地形確定，尾端應保持一個相當高度。

埋置式橋臺的擋土采用耳墻，耳墻長度不宜太長，一般不超過 3～4m。厚度為 0.15～0.3m，高度為0.5～2.5m，耳墻應將主筋伸入臺帽或背墻借以錨固。

(2)輕型橋臺

輕型橋臺一般由鋼筋混凝土材料建造，其特點是用這種結構的抗彎能力來減少圬工體積而使橋臺輕型化。

輕型橋臺適用于小跨徑橋梁，橋跨孔數與輕型橋墩配合使用時不宜超過 3 個，單孔跨徑不大于13m，多孔全長不宜大于 20m。

(3)框架式橋臺

適用于地基承載力較低、臺身較高、跨徑較大的梁橋。其構造形式有柱式、肋墻式、半重力式和雙排架式、板凳式等。

框架式橋臺均采用埋置式，臺前設置溜坡。為滿足橋臺與路堤的連接，在臺帽上部設置耳墻，必要時在臺帽前方兩側設置擋板，以防溜坡土進入支座部位。

(4)組合式橋臺

為使橋臺輕型化，橋臺本身主要承受橋跨結構傳來的豎向力和水平力，而臺后的土壓力由其他結構來承受，形成組合式的橋臺。常見的有錨定板式、過梁式、框架式以及橋臺與擋土墻的組合等形式。

3.墩臺基礎

(1)擴大基礎

這是橋涵墩臺常用的基礎形式。它屬于直接基礎，是將基礎底板設在直接承載地基上，來自上部結構的荷載通過基礎底板直接傳遞給承載地基。其平面常為矩形，平面尺寸一般較墩臺底面要大一些?；A較厚時，可在縱橫兩個剖面上都砌筑成臺階形。

(2)樁基礎。當地基淺層地質較差，持力土層埋藏較深，需要采用深基礎才能滿足結構物對地基強度、變形和穩(wěn)定性要求時，可用樁基礎。

(3)管柱基礎。是一種深基礎，埋入土層一定深度，柱底盡可能落在堅實土層或錨固于巖層中，

作用在承臺的全部荷載，通過管柱傳遞到深層的密實土或巖層上。

管柱基礎因其施工方法和工藝較為復雜，所需機械設備較多，所以較少采用。但當橋址處的地質水文條件十分復雜，如大型的深水或海中基礎，特別是深水巖面不平、流速大或有潮汐影響等自然條件下，不宜修建其他類型基礎時，可采用管柱基礎。

管柱基礎主要適用于巖層、緊密黏土等各類緊密土質的基底，并能穿過溶洞、孤石支承在緊密的土層或新鮮巖層上，不適用于有嚴重地質缺陷的地區(qū)，如斷層擠壓破碎帶或嚴重的松散區(qū)域。

管柱按材料分類有由鋼筋混凝土管柱、預應力混凝土管柱及鋼管柱三種。

(4)沉井基礎。橋梁工程常用沉井作為墩臺的梁基礎。通常用混凝土或鋼筋混凝土制成。它既是基礎，又是施工時的擋土和擋土圍堰結構物。

當橋梁結構上部荷載較大，而表層地基土的容許承載力不足，但在一定深度下有好的持力層，擴大基礎開挖工作量大，施工圍堰支撐有困難，或采用樁基礎受水文地質條件限制時，此時采用沉井基礎與其他深基礎相比，經濟上較為合理。

此外，還有地下連續(xù)墻基礎、組合式基礎等。

三、涵洞工程

涵洞是修建在路基、堤壩或塘堰當中，由洞身及洞口建筑組成的排水構造物。一般用來宣泄小量水流，作排洪、灌溉之用;少數用作交通，供行人、車輛通過。

涵洞和橋的區(qū)別，按《公路工程技術標準》規(guī)定，單孔跨徑小于 5m，多孔跨徑總長小于 8m 的統(tǒng)稱為涵洞;而圓管涵及箱涵則不論孔徑大小、孔數多少，都稱作涵洞。

(一)涵洞的分類

根據《公路涵洞設計細則》(JTG TD65-04)，涵洞的分類如下：

1.按建筑材料不同分類

涵洞可分為石涵、混凝土涵及鋼筋混凝土涵、鋼波紋管涵等。

2.按構造形式不同分類

涵洞可分為圓管涵、拱涵、蓋板涵、箱涵等。

(1)圓管涵。圓管涵的直徑一般為 0.75～2m。圓管涵受力情況和適應基礎的性能較好，兩端僅需設置端墻，不需設置墩臺，故圬工數量少，造價低，但低路堤使用受到限制。

鋼筋混凝土管涵適用于缺少石料地區(qū)有足夠填土高度的小跨徑暗涵，一般采用單孔，多孔時不宜超過 3 孔。倒虹吸管涵適用于路塹挖方高度不能滿足設置渡槽的凈空要求時的灌溉渠道，不適用于排洪河溝。鋼波紋管涵適用于地基承載力較低，或有較大沉降與變形的路基。

(2)蓋板涵。蓋板涵在結構形式方面有利于在低路堤上使用，當填土較小時可做成明涵。鋼筋混凝土蓋板涵適用于無石料地區(qū)且過水面積較大的明涵或暗涵。石蓋板涵適用于石料豐富且過水流量較小的小型涵洞。

(3)拱涵。拱涵適用于跨越深溝或高路堤。一般超載潛力較大，砌筑技術容易掌握，是一種普遍采用的涵洞形式。

(4)箱涵。鋼筋混凝土箱涵適用于軟土地基，但施工困難且造價較高，較少采用。

3 按洞頂填土情況不同分類

涵洞可分為明涵和暗涵。

(1)明涵。洞頂無填土，適用于低路堤及淺溝渠處。

(2)暗涵。洞頂有填土，且最小填土厚度應大于等于 0.5m，適用于高路堤及深溝渠處。

4.按水力性能不同分類

涵洞可分為無壓力式涵洞、半壓力式涵洞、壓力式涵洞。

(1)無壓力式涵洞。水流在涵洞全部長度上保持自由水面。

(2)半壓力式涵洞。涵洞進口被水淹沒，洞內水全部或一部分為自由面。

(3)壓力式涵洞。涵洞進出口被水淹沒，涵洞全長范圍內以全部斷面泄水。

新建涵洞應采用無壓力式涵洞;當涵前允許積水時，可采用壓力式或半壓力式涵洞;當路基頂面高程低于橫穿溝渠的水面高程時，也可設置倒虹吸管涵。

(二)涵洞的組成

涵洞由洞身、洞口、基礎和附屬工程組成，如圖 2.2.13 所示。在地面以下，防止沉陷和沖刷的部分稱作基礎;建筑在基礎之上，擋住路基填土，以形成流水孔道的部分稱為洞身;設在洞身兩端，用以集散水流，保護洞身和路基使之不被水流破壞的建筑物稱為洞口，它包括端墻、翼墻、護坡等。

(三)涵洞的構造

1.洞身

洞身是涵洞的主要部分，它的截面形式有圓形、拱形、矩形(箱形)三大類。

一般情況同一涵洞的洞身截面不變，但為充分發(fā)揮洞身截面的泄水能力，有時在涵洞進口處采用提高節(jié)，如圖 2.2.14 所示。交通涵、灌溉涵和涵前不允許有過高積水時，不采用提高節(jié)。圓形截面不便設置提高節(jié)，所以圓形管涵不采用提高節(jié)。

洞底應有適當的縱坡，其最小值為 0.4%，一般不宜大于 5%，特別是圓涵的縱坡不宜過大，以免管壁受急流沖刷。當洞底縱坡大于 5%時，其基礎底部宜每隔 3～5m 設防滑橫墻，或將基礎做成階梯形;當洞底縱坡大于 10%時，涵洞洞身及基礎應分段做成階梯形，并且前后兩段涵洞蓋板或拱圈的搭接高度不得小于其厚度的 1/4。

(1)圓管涵。圓管涵以鋼筋混凝土及混凝土管涵最為常見。

鋼筋混凝土圓管涵在土壤的垂直及水平壓力作用下，靜力工作性能良好。這種涵洞不僅混凝土的用量小，而且具有制造上的優(yōu)點，即鋼筋骨架和涵管本身制造簡單，圓形管節(jié)在移動時也很方便。一般可分為剛性管涵和四鉸式管涵。

①剛性管涵。剛性管涵在橫截面上構成一個剛性環(huán)，圓環(huán)厚度隨直徑大小和填土高度而變。

②四鉸式管涵。采用四鉸式管涵的目的是為了降低圓管的應力，以節(jié)約材料。鉸分別布置在最大彎矩處，即涵洞的兩側及涵洞的頂部和底部。

由于四鉸式管較剛性管應力減小很多，所以它不僅可以縮小截面尺寸，減少配筋數量，而且可以采用純混凝土來建造。

(2)拱涵。拱涵的洞身由拱圈、側墻(墻臺)和基礎組成。拱圈形狀普遍采用圓弧拱。側墻(涵臺)的斷面形狀，采用內壁垂直的梯形斷面。

(3)矩形涵洞。蓋板涵是常用的矩形涵洞，由基礎側墻(涵臺)和蓋板組成?？鐝皆?1m 以下的涵洞，可用石蓋板;跨徑較大時應采用鋼筋混凝土蓋板。

蓋板涵的過水能力較圓管涵大，與同孔徑的拱涵相接近，施工期限較拱涵短，但鋼材用量比拱涵多，對地基承載力的要求較拱涵低。因此，在要求通過較大的排洪量，地質條件較差，路堤高度較小的設涵處，常采用蓋板涵，且常采用明涵。

2.洞口建筑

涵洞洞口建筑在洞身兩端，連接洞身與路基邊坡。

(1)涵洞與路線正交的洞口建筑。涵洞與路線正交時，常用的洞口建筑形式有端墻式、八字式、井口式。

①端墻式。端墻式洞口建筑為垂直涵洞軸線的矮墻，用以擋住路堤邊坡填土。墻前洞口兩側砌筑片石錐體護坡，構造簡單，但泄水能力較小，適用于流量較小的孔徑涵洞、人工渠道或不受沖刷影響的巖石河溝上。

②八字式。八字式洞口除有端墻外，端墻前洞口兩側還有張開成八字形的翼墻。八字翼墻泄水能力較端墻式洞口好，多用于較大孔徑的涵洞。

③井口式。當洞身底低于路基邊溝(河溝)底時，進口可采用井口式洞口。水流匯入井內后，再經涵洞排走。

(2)涵洞與路線斜交的洞口建筑。涵洞與路線斜交時，洞口建筑仍可采用正交涵洞的洞口形式，根據洞口與路基邊坡相連的情況不同，有斜洞口和正洞口之分。

①斜洞口。涵洞端部與線路中線平行，而與涵洞軸線相交。斜洞口能適應水流條件，且外形較美觀，雖建筑費工較多，但常被采用。

②正洞口。涵洞端部與涵洞軸線互相垂直。正洞口只在管涵或斜度較大的拱涵為避免涵洞端部施工困難時才采用。

3.涵洞的基礎

涵洞的基礎一般采用淺基防護辦法，即不允許水流沖刷，只考慮天然地基的承載力。除石拱涵外，一般將涵洞的基礎埋在允許承壓應力為 200kPa 以上的天然地基上。

(1)洞身基礎

①圓管涵基礎。圓管涵基礎根據土壤性質、地下水位及冰凍深度等情況，設計為有基及無基兩種。有基涵洞采用混凝土管座。出入口端墻、翼墻及出入口管節(jié)一般都為有基。

有下列情況之一者，不得采用無基：巖石地基外，洞頂填土高度超過 5m;最大流量時，涵前積水深度超過 2.5m 者;經常有水的河溝;沼澤地區(qū);溝底縱坡大于 5%。

②拱涵基礎。拱涵基礎有整體基礎與非整體基礎兩種。整體式基礎適用于小孔徑涵洞;非整體式基礎適用于涵洞孔徑在 2m 以上，地基土壤的允許承載力在 300kPa 及以上、壓縮性小的良好土壤(包括密實中砂、粗砂、礫石、堅硬狀態(tài)的黏土、堅硬砂黏土等)。不能滿足要求時，可采用整體式基礎，以便分布壓力，也可加深基礎或采用樁基。

③蓋板涵基礎。蓋板涵基礎一般都采用整體式基礎，當基巖表面接近于涵洞流水槽面標高時，孔徑大于或等于 2m 的蓋板涵，可采用分離式基礎。

(2)洞口建筑基礎。一般來說，涵洞出入口附近的河床，特別是下游，水流流速大并易出現(xiàn)旋渦，為防止洞口基底被水淘空而引起涵洞毀壞，進出口應設置洞口鋪砌以加固，并在鋪砌層末端設置漿砌片石截水墻(垂裙)來保護鋪砌部分。

4.沉降縫

凡地基土質發(fā)生變化，基礎埋置深度不一，基礎對地基的壓力發(fā)生較大變化，基礎填挖交界處，及采用填石抬高基礎的涵洞，都應設置沉降縫。置于巖石地基上的涵洞可以不設沉降縫。

5.附屬工程

涵洞的附屬工程包括：錐體護坡、河床鋪砌、路基邊坡鋪砌及人工水道等。

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