桥梁建设的具体步骤

.桥梁建设的具体步骤是什么？桥梁设计程序： 包括：前期工作、初步设计、技术设计、施工设计。 桥梁的规划设计： 包括：野外勘测与调查研究、纵断面设计、横断面设计、平面布置、桥梁的设计原则。 桥梁体系、造型与美学： 桥梁的体系主要有梁式体系、拱式体系、架刚桥、组合体系； 桥梁的设计一定要满足美学要求。桥梁设计程序 前期工作： 预可行性研究报告与可行性研究报告的编制； 包括：工程必要性论证、工程可行性论证、经济可行性论证。 初步设计： 进一步开展水文、勘测工作；桥式方案比选；科研项目立项；施工组织设计、概算。 技术设计： 进一少深化初步设计：充分勘探、确定细部尺寸、截面配筋、确定施工方法、调整概算。 施工设计： 编制施工图、编制工程预算。 注：中小桥可以简化程序；国外施工设计由施工承包商进行；国内所有设计由设计单位进行。 前期工作 工程必要性论证： 评估桥梁建设在国民经济中的作用。 工程可行性论证: 本阶段工作重点首先是选择好桥位，其次是确定桥梁的建设规模，同时还要解决好桥梁与河道、航运、城市规划以及已有设施(通称“外部条件”)的关系。 经济可行性论证： 包括造价及回报问题、资金来源及偿还问题。工程必要性论证必要性论证是评估桥梁建设在国民经济中的作用。桥梁是交通工程中的一部分，交通工程有铁路、公路、城市交通之分，评估方法也有所不同。铁路桥梁一般从属于路网规划。后者是以沿线工农业生产的需要在近期、远期可能的运量为研究对象。铁路桥梁一般本身不作单独的研究。公路桥梁有的从属于国家规划干线，该不该修建，则是时机问题，有的是属于区域内的桥梁，两者都是以车辆流量为研究对象。为此要对距准备建桥地点最近及附近的渡口车辆流量，包括通过的车数、车型、流向进行调查。在此基础上，从发展的观点以及桥梁修通以后可能引入的车流，进行科学地分析，得出每日车流量，作为立论的依据。超过一定的日流量修建桥梁才是必要的。根据车辆流向研究，桥梁应该修在有利于解决流向最大的地区。城市桥梁则从属于城市规划，也必需确定通过桥梁的可能日流量。无论是铁路运量指标或是公路的车辆流量指标，都是确定桥梁建设标准的重要指标。 工程可行性论证 制定桥梁标准问题: 确定线路等级、是否有特殊荷载(等级以外的荷载)、允许车速、桥梁坡度和曲线半径等。 自然条件及周围环境问题： 地质工作、周围环境调查、水文工作。 桥式方案问题： 在于评估方案的可行性，特别是基础工程的可行性。 桥位问题: 桥位对路网布置是否有利,外部条件的处理能否落实等。制定桥梁标准问题 根据前面调查的运量或流量先要确定线路等级，如铁路是否干线，公路是否高速，一、二级等，并确定车道数、桥面宽及荷载标准。铁路只有一种标准，即中活载。公路有多种等级，并要确定是否有特殊荷载(等级以外的荷载)。其次要确定允许车速、桥梁坡度和曲线半径。还要委托地震研究机构，进行本地区的地震危险性分析，从而确定桥梁抗震标准。此外还要确定航运标准、航运水位、航道净空、船舶吨位以及要求的航道数量及位置等。航运标准影响桥梁的高度和跨度，直接影响桥梁建设规模以及设计时如何满足航运的需要。因此设计部门必须与航运部门充分协商，慎重对待。 自然条件及周围环境问题为调查自然条件及周围环境而进行的勘测工作称为草测。为此要收集万分之一地形图，进行纸上定线，在实地桥位两岸设点，用测距仪测得跨河距加以校正，并进行现场核查。本阶段的地质工作以收集资料为主，辅以在两岸适当布置钻孔进行验证。要探明覆盖层的性质、岩面高低、岩性及构造，有无大的构造，断层。并从地质角度对各桥位作出初步评价。要对各桥位周围环境进行调查，包括桥头引线附近有无要交叉的公路、铁路、高压线、电话线；附近有无厂房、民房要拆迁，有无不能拆迁的建筑物，有无文物、古迹；桥梁高度是否在机场航空净空范围以内；附近有无码头，过江电缆，航运锚地等。以上均属要调查清楚的外部条件。对涉及的问题都必须妥善加以处理。本阶段的水文工作十分重要。如发现地质有问题时，直到初步设计阶段，桥位尚可作适当调整，但水文方面如存在问题，其影响则不是适当调整桥位可以解决得了的。水文工作一般要求提供设计流量，历史最高、最低水位，百年一遇洪水位，常水位情况及流速资料。在提供这些资料时要考虑上游是否有水库及拟建水库的影响。要通过资料或试验，论证河道是否稳定，主槽的摆动范围，以及桥梁建成后本河段上、下游是否会产生不利影响。譬如建桥后形成的壅水是否影响上游防汛水位；上下游流速减速所形成的淤积，对下游沙洲进退有何影响；对下游分叉河道(有沙州的河道分为左、右二支,称为分叉河道)的分流比有何影响，对河道形状可能产生的改变。还有对船舶在桥梁中轴线上、下游的走行轨迹进行测定。这些问题在预可行性研究报告阶段可以只提供分析成果；而在可行性研究报告阶段则必须通过水工模型试验加以论证。此外还要对一些特殊水文条件进行研究，例如涌潮河段的问题(如杭州钱塘江第二桥)、沿海地区的潮汐问题等。 制定桥梁标准问题 根据前面调查的运量或流量先要确定线路等级，如铁路是否干线，公路是否高速，一、二级等，并确定车道数、桥面宽及荷载标准。铁路只有一种标准，即中活载。公路有多种等级，并要确定是否有特殊荷载(等级以外的荷载)。其次要确定允许车速、桥梁坡度和曲线半径。还要委托地震研究机构，进行本地区的地震危险性分析，从而确定桥梁抗震标准。此外还要确定航运标准、航运水位、航道净空、船舶吨位以及要求的航道数量及位置等。航运标准影响桥梁的高度和跨度，直接影响桥梁建设规模以及设计时如何满足航运的需要。因此设计部门必须与航运部门充分协商，慎重对待。 桥位问题 至少应该选择两个以上的桥位进行比选。遇某些特殊情况时，还需要在大范围内提出多个桥位进行比选。桥位比较的内容可以包括下面一些因素。首先是桥位对路网布置是否有利。过去大型桥梁选择桥位时，总是以桥梁为主体，线路走向服从桥梁。这样线路往往要绕行，甚至导致布置上的不合理。现在由于建桥技术的发展进步，要树立什么地方都能修桥的观念，应该把桥位置于路网内一起考虑，尽量满足选线的需要。比较造价时，要把各桥位桥梁本身的造价与联络线的造价加在一起进行比较。桥梁建在城市范围内时，要重视桥梁建设满足城市规划的要求。还要比较各桥位的航运条件，即航道是否顺直，尤其是桥位上游有无足够长的航道直线段。在进行自然条件的比较时，要考虑到地质条件对基础工程的设计、施工难度以及工程规模有直接的影响。要考虑是否存在难于处理的自然条件，譬如水特别深、覆盖层软弱层特别厚、基岩软、构造发育、基岩破碎、风化严重、溶岩、岩面高差特别大等不利地层存在。另一比较因素是外部条件的处理能否落实，不同桥位时的桥梁对周围设施影响程度如何，以及不能拆迁的设施对桥梁的影响程度如何等等。对环境保护的评估也是必不可少的。 经综合比较，根据每个桥位的不同着眼点，选定一个桥位作为推荐桥位。 经济可行性论证 造价及回报问题： 实际回报率偏低，主要看社会效益。 资金来源及偿还问题： 通过国外贷款、发行债券、民间集资等渠道筹措资金。 造价及回报问题 公路桥梁一般通过收取车辆过桥费取得回报。实际上回报率一般偏低。尤其是特大桥，由于投资大，取得全部回报的时间往往拖得很长。不过考虑回报一般也不能就桥论桥，要看到桥梁建设对全社会的经济发展和杜会效益的作用是巨大的。铁路干线上的特大桥的经济，社会效益则更是全国性的，其回报很难由直接投资者收回。这也是为什么一些大桥、特大桥的投资只能是国家或地方政府的行为，个人和社会集团较少感兴趣的原因。 资金来源及偿还问题对资金来源，预可行研究报告阶段要有所设想，可行性研究报告阶段则必须予以落实。通过国外贷款、发行债券、民间集资等渠道筹措资金则必须得到有关部门的批准。 初步设计 进一步开展水文、勘测工作: 提供基础设计、施工所需要的水文资料； 建立以桥位中心线为轴线的控制三角网，提供桥址范围内二千分之一地形图。 桥式方案比选：. 一般均要进行多个方案比较；各方案均要求提供桥式布置图。 各类结构都需经过检算并提出可行的施工方案。 科研项目立项： 在初步设计阶段要提出设计、施工中需要进一步通过试验寻求解决的技术难题的科研项目。 施工组织设计： 对推荐桥式方案要编制施工组织设计，包括主要结构的施工方案。 概算： 根据工程量、施工组织设计以及标准定额编列概算。各个桥式方案都要编列相应的概算，以便进行不同方案工程费用这一项目的比较。进一步开展水文、勘测工作在初步设计阶段还要通过进一步的水文工作提供基础设计、施工所需要的水文资料，施工期间各月可能的高、低水位和相应的流速（各个墩位处同一时期流速有所不同），以及河床可能的最大冲刷和施工时可能的冲刷等。本阶段的勘测工作称为“初勘”。在初勘中要求建立以桥位中心线为轴线的控制三角网，提供桥址范围内二千分之一地形图。勘探工作一般在桥轴线上的陆地及水上布置必要的钻孔。必要时还要在桥轴线的上、下游也适当布置一些钻孔，以便能控制住岩层构造情况及其变化。根据钻探取得的资料确定岩性、强度及基岩风化程度，覆盖层的物理、力学指标，以及地下水位情况等。 桥式方案比选桥式方案比选是初步设计阶段的工作重点。一般均要进行多个方案比较。各方案均要求提供桥式布置图。图上必须标明桥跨布置，高程布置，上，下部结构型式及工程数量。对推荐方案，还要提供上、下部结构的结构布置图，以及一些主要的及特殊部位的细节处理图。各类结构都需经过检算并提出可行的施工方案。推荐方案必须是经过比选后得出的，要经得起反复推敲。采用什么桥式和跨度必须建立在科学的基础上，切忌先入为主，搞一窝蜂，赶时髦，或在某种主观意志的支配下，一定要搞个什么桥式或一定要搞个多大跨度。所谓科学性，具体体现在方案比选时要贯彻“实用、经济、美观”的原则。这条原则已在桥梁界贯彻了几十年，直到现在还是正确的。要时刻防止那种反科学的，缺乏全面观点，脱离中国实际，不算经济帐，好大喜功，奢侈浪费，盲目追求规模与速度上的全国第一、世界第一的浮夸作风。努力修建一座造价低，又能处理好各方面的关系，既实用又美观的桥梁，把尽可能节省下来的钱，用于修造更多的桥梁，造福人民，应该是建设主管部门和桥梁设计人员共同追求的目标。前者负有更大的责任。在桥式布置中首先要慎重确定桥梁跨度，特别是主跨的跨度。采用大跨度对通航有利，也可减少费力费时的基础工程量。但是桥长相同时采用大跨度相对小跨度而言造价要高，工期要长（较小的跨度可以采用多点施工，平行作业的措施），故要加以综合比较。桥跨布置必须在掌握充分资料的基础上进行，要研究在高、中、低水位时的航道轨迹。通航桥跨要与航道相适应，要能覆盖各种水位时航道可能出现的变化。一般情况下，桥梁跨度应比航道要求的标准宽度稍大，留有一定富余即可，过大则没有必要。桥梁跨度的大小也受到自然条件及施工条件的限制。如果基础的设计、施工困难，施工时航运繁忙，则要减少桥墩而加大跨度。例如上海南浦、杨浦大桥水上施工时要受黄浦江上航运繁忙的影响，会互相干扰；长江西陵大桥位于三峡大坝前沿，在大坝施工期间，要历经三次河道改造。这三座桥梁均采用了一跨过江的方案是完全正确的。近年来，我国桥梁上部结构，特别是大、中跨度的桥型发展很快，并且基本趋于成熟。所以在编制桥式方案时，可供选择的余地比较大。从使用角度看，预应力混凝土结构与连续体系的桥型应该优先考虑。基础工程在我国发展相对较为迟缓。钻孔桩在设计、施工、检验技术方面已趋成熟，施工简便，质量可靠，陆地或浅水地段使用比较有利。水中基础采用钻孔形式也是可靠的，但在如何选择施工方案方面，还有进一步提高的必要和可能。沉井基础也常常是值得比较的基础类型。桥梁设计应尽量采用新技术、新材料、新工艺。在设计工作中发现问题，提出问题，解决问题，研究要透，解决要细，这样才能把我国的桥梁科学技术不断推向前进。 科研项目立项在初步设计阶段要提出设计、施工中需要进一步通过试验寻求解决的技术难题的科研项目及经费计划，待主管部门审批初步设计文件时一起审批。批准后才能实施。施工组织设计对推荐桥式方案要编制施工组织设计，包括主要结构的施工方案。施工设备清单、砂、石料源、施工安排及工期等。 概算根据工程量、施工组织设计以及标准定额编列概算。各个桥式方案都要编列相应的概算，以便进行不同方案工程费用这一项目的比较。按照规定，初步设计概算不能大于前期工作已批准的“估算”的10，否则方案应重新编制。根据具体情况，对概算适当调整，可以作为招标时的“标底”。在主管部门审批初步设计文件时如对推荐方案提出必需修改的意见时，则需根据审批意见，另外编制“修改初步设计”报送上级审批。 技术设计技术设计阶段要进行补充勘探（简称“技勘”）。在进行补充勘探时，水中基础必须每墩布置必要的钻孔。岸上基础的钻孔也要有一定的密度,基础下到岩层的钻孔应加密,还要通过勘探充分判断土层的变化。技术设计阶段的主要内容是对选定的桥式方案中的各个结构总体的、细部的技术问题作进一步研究解决。在初步设计中批准的科研项目也要在这一阶段中予以实施，得出结果。技术设计阶段要对结构各部分的设计提出详尽的设计图纸，包括结构断面、配筋。细节处理、材料清单及工程量等。技术设计的最后工作是调整概算（修正概算）。 施工设计在施工设计阶段还要进一步根据施工需要进行补充钻探（称“施工钻探”），特别是对于重要的基础。支承在岩层内的基础要探明岩面高程的变化（一般不再布置深钻孔）。根据批准的技术设计绘制让施工人员能按图施工的施工详图提供给施工用。绘制施工详图过程中对断面不宜作大的变动，但对细节处理及配筋，特别是钢筋布置则允许作适当改进性的变动。根据施工设计资料，施工单位编制工程预算。施工设计可以由原编制技术设计的单位继续进行，也可由中标的施工单位进行。施工单位在编制施工设计时，如对技术设计有所变更，则要对变更部分负责，并要得到监理的认可。顾名思义，施工设计文件是为施工需要而编制的，不管是由设计单位还是由施工单位编制施工设计文件，均必须符合施工实际，满足既有施工条件及施工环境，必须是能够直接按图施工的文件。以上介绍的是大型桥梁工程项目的设计程序及其内容。中、小桥梁的设计程序一般没有大型桥梁复杂，视各部门的具体情况而定，但一些精神和原则是一致的。我国实行社会主义市场经济，建设必须考虑它的必要性与可行性，必须严格按建设程序办事，才能避免和减少盲目性。 桥梁的规划设计 野外勘测与调查研究： 桥梁的任务-确定桥梁的规模； 选择桥位-确定路桥的关系等； 测量地形-测绘地形图； 钻探桥位-工程地质报告； 水文调查-确定桥梁跨径和净空； 其它情况-材料、电力、施工道路等。 纵断面设计： 包括总跨径、桥梁分孔、桥面标高、桥下净空、纵坡。 横断面设计： 桥梁宽度-各级公路的行车道宽度、中间带宽度、路肩宽度。 桥面净空-满足公路工程技术标准中的建筑界限规定。 平面布置： 确定路、桥、水流的关系。 桥梁设计原则： 适用、经济、安全、美观。野外勘测与调查研究对于跨越河流的桥梁一般包括下列几方面的内容：1、调查研究桥梁的具体任务；桥上的交通种类和它的要求，如车辆的荷载等级、实际交通量和增长率、需要的车道数目或行车道的宽度以及人行道的要求等等。2、选择桥位：一般地说，大、中桥桥位的选择原则上应服从路线的总方向，路桥综合考虑。一方面从整个路线或路线网的观点上来看，既要力求降低桥梁的建筑和养护费用，也要避免或减少因车辆绕道而增加的运输费用。另一方面从桥梁本身的经济性和稳定性出发，应尽量选择在河道顺直、水流稳定、河面较窄、地质良好、冲刷较少的河段上，以降低造价和养护费用，并防止因冲刷过大而发生桥梁倒塌的危险。此外，一般应尽量避免桥梁与河流斜交，以免增加桥梁长度而提高造价。对于小桥涵的位置则应服从路线走向，当遇到不利的地形，地质和水文条件时，应采取适当技术措施，不应因此而改变线路。大、中桥一般选择25个桥位，进行各方面的综合比较，然后选择出最合理的桥位。3、测量桥位附近的地形，并绘制地形图，供设计和施工应用。4、通过钻探调查桥位的地质情况，并将钻探资料制成地质剖面图，作为基础设计的重要依据。为使地质资料更接近实际，可以根据初步拟定的桥梁分孔方案将钻孔布置在墩台附近。5、调查和测量河流的水文情况，为确定桥梁的桥面标高、跨径和基础埋置深度提供依据，其内容包括：（1）河道性质，了解河道是静水河还是流水河，有无潮水，河床及两岸的冲刷和淤积，以及河道的自然变迁和人工规划的情况。北方地区还要了解季节河的具体性质；（2）测量桥位处河床断面；（3）调查了解洪水位的多年历史资料，通过分析推算设计洪水位；（4）测量河床比降，调查河槽各部分的形态标高和粗糙率等，计算流速、流量等有关的资料，通过计算确定设计水位下的平均流速和流量，结合河道性质可以确定桥梁所需要的最小总跨径。选择通航孔的位置和墩台基础型式及埋置深度；（5）向航运部门了解和协商确定设计通航水位和通航净空，根据通航要求与设计洪水位，确定桥梁的分孔跨径与桥跨底缘设计标高。6、对大桥工程,应调查桥址附近风向、风速，以及桥址附近有关地震的资料。7、调查了解其它与建桥有关的情况，例如，当地建筑材料（砂、石料等）的来源；水泥、钢材的供应情况。调查附近旧桥的使用情况，有关部门和当地群众对新桥有无特殊要求，例如：桥上是否需要铺设电缆或输水、输气管道等。施工场地的情况，是否需要占用农田，桥头有无需拆除或迁移的建筑物。这些都要尽可能注意避免或减少损失至最低限度。当时及附近的运输条件，这些情况对施工起着重要的作用。桥梁施工机械、动力设备与电力供应的了解，这些还影响设计与施工方案的确定。上述各项野外勘测与调查研究工作，有的可同时进行，有的则需相互交错，例如：为进行桥位地形测量、地质钻探和水文调查需要先有桥位或比较桥位；为选择桥位又必需一定的地形、地质和水文资料等。因此各项工作必须互相渗透，交错进行。根据调查，勘测所得的资料，可以拟出几个不同的桥梁比较方案。方案比较可以包括不同的桥位、不同的材料、不同的结构体系和构造、不同的跨径和分孔、不同的墩台和基础型式等。从中选出最合理的方案。 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