经济合理的桥梁孔跨布置及影响因素

桥梁立面（elevation）布置包括确定桥梁总长、桥梁孔跨布置、桥面高程与桥下净空、桥上及桥头的纵坡设置等。

桥梁总长　桥梁总长一般根据桥渡水文计算确定。一方面，桥梁墩台和桥头路堤会侵入并压缩河床，使桥下过水断面减小，水流流速加大，引起河床冲刷（scouring），因此，桥梁总长必须保证桥下有足够的过洪面积，以避免或减小桥梁墩台基础受到过大的冲刷；另一方面，也不能因为冲刷而过度增加桥梁总长，导致工程投资增大。在确定桥梁总长时，既要依据计算结果，也要结合基础类型、埋置深度等因素来考虑。例如，对于深置基础，可允许有较大冲刷，这样，就可适当压缩桥下过洪面积，以缩短桥梁总长。

孔跨布置　在桥梁总长确定后，还需进行孔跨布置。对于一座较大规模的桥梁，其孔跨布置既与经济、技术、结构体系和桥式等有关，也与通航要求、地形地质以及水文情况有关。往往需要反复细致的比较，才能确定出相对合理的方案。

桥梁的孔跨布置与造价有关。通常，跨径越大，孔数和桥墩数量越少，上部结构的造价就越高，施工难度就越大，而下部结构的造价就可适当降低。一般认为，经济的孔跨布置就是使上部结构与下部结构的造价相近，这样的跨径称为经济跨径。通常，在桥墩较高或地质不良，基础工程较复杂而造价较高时，桥梁跨径可选得大一些；反之，跨径就可选得小一些。

在采用某种结构体系（如连续梁、连续刚构、斜拉桥）时，为了结构受力合理和用材经济，分跨时要考虑合理的边跨（side span）与中跨（主跨）的比例。在有些情况下，为避免在河中搭设支架或修建临时墩，可加大跨径，并配合悬臂法施工。在山区或峡谷地区建桥时，多采用大跨径桥梁跨越河流深谷，以避免建造过多的高桥墩。在可能发生泥石流的山区隘口以及在冬季可能产生冰坝、水塞的河湾等处，应使桥梁墩台的布置避开地质险恶区段。

通航河流上的桥梁，当通航净宽大于经济跨径时，通常将通航桥孔的跨径按通航净宽来确定，其余的孔径则可参照经济跨径选用。对于变迁性河流或一个通航桥孔不能满足通航能力或要求的情况，则需要设置若干个通航桥孔。注意在设置通航桥孔的跨度时，需要考虑可能的船舶撞击的影响。

总之，桥梁的孔跨布置较为复杂。实际采用的跨径，应从经济合理和技术可行等方面综合考虑，合理选择出满足通航、泄洪、地质、环境等要求的孔跨布置。由于技术和经济方面的限制，不宜选择过长的跨径（以及过深的基础），这样会导致投资过高、施工困难以及工期过长。那些为追求“第一”而刻意加大跨度的做法，是不可取的。

桥面高程　一般，在线路纵断面（profile）设计中，已初步确定出各桥位处的桥面高程。对大型桥梁，往往可调整线路的局部设计来适应桥梁设计；此时，可根据桥位处的洪水水位、通航净空、结构建筑高度等来确定桥面高程。(www.xing528.com)

桥下净空　非通航桥梁的桥下净空，应根据河流的特征及具体情况确定。其尺寸应能保证洪水、流冰、泥石流、漂流物等顺利通过，避免或减小壅水及冲刷的危害，以及确保桥梁附近路堤稳定。一般情况下，梁底应高出设计洪水水位0.5m 以上，支座底面应高出设计洪水水位0.25m 以上，见图2.1左跨。具体规定可查阅相关桥梁设计规范中的有关条款。

图2.1　桥梁纵断面（单位：m）

对于通航桥梁，通航孔内自设计通航水位至桥跨结构下缘的高差 H 以及两桥墩之间的宽度 B 应满足通航净空（navigation clearance）的要求，见图2.1右跨。桥梁结构的任何部件和附属设备不允许侵入通航净空内。通航净空的尺寸要求与航道等级、驳船吨位、船型尺度、船队尺度以及航道、河流类型等有关，设计时应按国家标准《内河通航标准》（GB50139）和《通航海轮桥梁通航标准》（JTJ311）的规定办理。

对跨越公路或铁路的桥梁，其桥下净空应能满足所跨越线路的通行要求。

纵坡设置　在某些情况下，如桥梁跨越平原地区的通航河流时，需要把桥面抬高，设置在坡道上。对公路桥，其桥面纵坡（grade of deck）不宜大于4%，桥头引道纵坡不宜大于5%；位于市镇混合交通繁忙处的桥梁，其桥面纵坡和桥头引道纵坡均不得大于3%；当桥面线形为曲线（竖曲线或缓和曲线）时，其各项技术指标应符合线路布设的规定。

对明桥面和无砟桥面（见第四章）的铁路桥，一般应设在平道上；对跨度大于40m或桥长大于100m的情况，其纵坡不宜超过4‰；也不应在桥上设置竖向曲线。道砟桥面的桥可设置在线路坡道上，其最大坡度与铁路等级、列车牵引动力类型有关，一般不大于30‰；对高铁区间正线内的桥梁，其纵坡一般不大于20‰。