当前位置: 首页 > 一级造价工程师 > 一级造价工程师备考资料 > 2020年一级造价工程师《土建工程》备考讲义:第二章第二节

2020年一级造价工程师《土建工程》备考讲义:第二章第二节

更新时间:2019-11-13 16:09:56 来源:环球网校 浏览128收藏51

一级造价工程师报名、考试、查分时间 免费短信提醒

地区

获取验证 立即预约

请填写图片验证码后获取短信验证码

看不清楚,换张图片

免费获取短信验证码

摘要 2019年一级造价工程师考试落下帷幕,2020年新一轮的考试备考也要开始了,环球网校为考生整理分享了“2020年一级造价工程师《土建工程》备考讲义:第二章第二节”,以供大家参考。

2019年一级造价工程师考试落下帷幕,2020年一级造价工程师考试备考也正式拉开帷幕。环球网校为广大考生提供“ 免费预约短信提醒”服务,可以免费预约2020年一级造价工程师考试时间、报名时间等考试相关时间节点。

相关推荐:2020年一级造价工程师《土建工程》备考讲义汇总(一)

第二节 道路、桥梁、涵洞工程的分类、组成及构造

一、道路工程

(一)道路分类及组成

1.道路的分类

根据《城市道路工程设计规范》(CJJ37),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。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《公路工程技术标准》(JTG B01),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)一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 2 000 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

道路组成可以分为几何(或称线形)和结构两部分组成。

(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。

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符合表 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,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。快速路不应小于 0.75m;其他道路不应小于 0.5m;当有少量行人时,不应小于1.50m。

(2)结构组成

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,路基必须具有一定的力学强度和稳定性,又要经济合理,以保证行车部分的稳定和防止自然破坏力的损害。

(二)路基的基本要求

路基是道路的基本结构物,一方面要保证车辆行驶的通畅与安全,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。

(2)路基必须具有足够的强度、刚度和水温稳定性。

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掘方路基。

(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

路面是由各种不同的材料,按一定厚度与宽度分层铺筑在路基顶面上的层状构造物。

(1)面层

(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。

(3)垫层

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。

2.坡度与路面排水

道路橫坡应根据路面宽度、路面类型、纵坡及气候条件确定,宜采用 1%~2%。快速路及降雨量大的地区宜采用 1.5%~2%;严寒积雪地区、透水路面宜采用 1%~1.5%。保护性路肩横坡度可比路面横坡度加大 1.0%。路肩横向坡度一般应较路面横向坡度大 1%。

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等四个等级。

(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在压实养生后,当其抗压强度符合规定要求时,称为水泥稳定土。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、压实及养生得到的混合料,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。适用于各级公路的基层与底基层,但其中的二灰土不应用作高级沥青路面及高速公路和一级公路上的基层。

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以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、沥青表面处治等四种类型。沥青混合料可分为沥青混凝土混合料和沥青碎石混合料。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。

沥青贯入式路面是在初步压实的碎石(或轧制砾石)上,分层浇洒沥青、撒布嵌缝料,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。适用于三级、四级公路、城市道路支路、县镇道路、各级公路施工便道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。

(四)道路主要公用设施

1.停车场

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)口宽度不得小于 7m。小型停车场只有一个出入口时,出(入)口宽度不得小于 9m。

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%,一般以小于等于 2%为宜。

2.公共交通站点

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 80m~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 0.15m~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

4.人行天桥和人行地道

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诱导人们自觉上桥。

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。

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)橫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。

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、划线等在路面上漆绘,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)桥梁组成与分类

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

(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。

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

(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

(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。桥上的沥青混凝土铺装可以做成单层式的或双层式的。

②防水混凝土铺装。为了延长桥面铺装层的使用年限,宜在上面铺筑厚 20mm 的沥青表面做磨耗层。

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

桥上纵坡机动车道不宜大于 4.0%,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 5.0%。高架桥桥面应设不小于 0.3%。

桥面的横坡,一般采用 1.5%~3%。通常是在桥面板顶面铺设混凝土三角垫层来构成;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,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,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

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:纵坡大于 2%的桥面设置排水管的截面积不宜小于 60mm2/m2;纵坡小于 1%的桥面设置排水管的截面积不宜小于 100mm2/m2;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%的纵坡时,桥上可不设排水口,但应在桥头引道上两侧设置雨水口。

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。

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。

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。

(2)伸缩缝

为满足桥面变形的要求,通常在两梁端之间、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造成阻塞;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,钢伸缩缝也宜于在斜桥上使用。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。

3)栏杆、灯柱。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。

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。桥梁工程中广泛采用的简支梁桥有三种类型:

①简支板桥。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。

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。

(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。

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)。

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。

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。

2)组合体系拱桥。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等四大类。

(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。

(4)悬索桥

悬索桥又称吊桥,是最简单的一种索结构。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。

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。

桥塔标高=桥面标高+(f/L×主跨径+最短吊索的长度)

2)锚碇

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,大跨度吊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 500mm 以下的悬索桥,大多采用箱形梁。

6)索鞍

(5)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。

拉索是斜拉桥的主要承重构件。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。

(三)桥梁下部结构

1.桥墩

(1)实体桥墩

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 0.4m,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 300mm,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 40m 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 200mm;墩顶实体段以下应设置带门的进入洞或相应的检查设备。薄壁空心墩按计算配筋,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面横向布置,通常由1~4 根立柱组成,柱身为 0.6~1.5m 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。

(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。

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桩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。

(5)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。

2.桥台

按照桥台的形式,可分为:重力式桥台、轻型桥台、框架式桥台、组合式桥台。

(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。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。

2)台身

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,高度为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。

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。为满足桥台与路堤的连接,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。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。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《公路工程技术标准》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《公路涵洞设计细则》(JTG TD65-04),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、拱涵、盖板涵、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。

3 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。

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,并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。

(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,而且可以采用纯混凝土来建造。

(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。跨径在 1m 以下的涵洞,可用石盖板;跨径较大时应采用钢筋混凝土盖板。

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洞轴线的矮墙,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、人工渠道或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时才采用。

3.涵洞的基础

涵洞的基础一般采用浅基防护办法,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旋涡,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

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。

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。

以上就是小编整理预测的“2020年一级造价工程师《土建工程》备考讲义:第二章第二节”,供广大考生参考。点击下方“免费下载”按钮,免费领取2019年一造考试真题及答案解析、历年真题、以及环球网校免费课程和复习资料。

一级造价工程师备考资料全部免费下载

  • 考试大纲
  • 备考计划   
  • 真题答案与解析
  • 易错练习
  • 精讲知识点
  • 考前冲刺提分   
点击领取资料

分享到: 编辑:环球网校

资料下载 精选课程 老师直播 真题练习

一级造价工程师资格查询

一级造价工程师历年真题下载 更多

一级造价工程师每日一练 打卡日历

0
累计打卡
0
打卡人数
去打卡

预计用时3分钟

一级造价工程师各地入口
环球网校移动课堂APP 直播、听课。职达未来!

安卓版

下载

iPhone版

下载

返回顶部