1、 题目：城市出入口桥涵设计规范比较研究

研究目的：

公路作为重要的社会基础设施，已成为衡量一个国家公路交通运输和汽车工业现代化水平的重要标志。改革开放以来我国公路建设迅猛发展，交通运输部及各省开展了大量的科研工作，结合工程实际，编制了公路设计所需的技术规范、规程，对公路工程建设的良好、健康、有序发展起了积极有效的指导意义。城市出入口道路是指为城市承担出入境和少量过境交通的道路。城市对外交通的出入口道路是城市的对外门户，是连接城市交通与区域交通的桥梁，城市出人口道路系统是城市交通系统的有机组成部分，是城市对外交通的重要组成部分。出入口道路介于城市道路与公路之间，而城市道路与公路又是两种性质、功能、任务、特点和环境不同的系统。同时，随着城市用地的向外扩展，出入口道路临近城区的部分也就变成了城市道路。所以，城市出入口不同于市内道路和市外道路，他们各有许多规范，而其中某些规范不尽相同，如何比较市内市外的规范并得出一个更好的的标准，并根据武汉市的实地情况做进一步推广，提出自己合理的建议。

研究意义：

交通是经济的血脉，要想富，先修路，中国近四十年的大发展时期也可以说是基础设施大发展的时期。交通是连接城市的重要纽带，也是为城市发展运送人流、物流的重要通道，作为城市发展的主要动力，交通对生产要素的流动、城镇体系的发展有着决定性的影响。德国人文地理学家F.拉采尔曾指出“交通是城市形成的力”。纵观古今中外城市发展的历史，无数实例都证明了交通对城市发展有着重要的作用，特别是城市交通之外的大交通，与城市发展更是具有深刻的渊源关系。

城市内外交通相辅相成，共同促进了城市以及周围地区的发展，城市内部交通和普通公路桥涵标准规范不尽相同，例如按《公路工程技术标准（JTG B01 2014）》6.0.8第3点规定，对于城镇混合交通繁忙处的桥梁，为方便非机动车行驶，规定桥上纵坡和桥头引道纵坡均不得大于3%，而按《城市道路设计规范（CJJ37-90)》5.2.5条规定有非机动车的路面纵坡则不应大于2.5%，虽然仅仅只有0.5%的区别，但依然会产生较大的区别。城市进出口道路在具体设计时，设计单位只能结合住建部颁布的相关规范、规程进行设计，而市政道路设计规范、规程与公路设计规范、规程在细节上存在一定区别，如：设计水位的界定、路基标准横断面的组成、平纵面指标的选取等。这类问题和细节一定程度上影响了相关设计、审核人员的判断和决策，城市出入口道路设计缺乏有效的规范性指导。因此，对城市出入口道路设计时的规范选取、技术指标的确定等问题结合城市发展的特点做进一步研究，是十分必要的。本篇文章正是对比普通道路和城市道路规范的一些不同之处，对他们在城市出入口处产生的偏差进行阐述并做出自己的分析，得出一个比较简略的可行方案。研究城市出入口桥涵设计规范并提出一些设计要点，比较好的解决了现行的某些规范存在的一些疏漏，图示在桥涵建设与规划方面提出自己的想法，减轻了城市出入口道路情况复杂产生的行车缓慢，道路磨损严重，甚至容易出车祸的弊病，有利于城市的健康和可持续发展，为城市更好的明天奠定基础，具有较好的理论和现实意义。

国内外研究现状：

现今国内外对城市出入口处的规范比较研究不多，以国内来说，最新的标准有《公路工程技术标准（JTG B01-2014）》，《公路路基设计规范（JTG D30-2015）》，《公路钢管混凝土拱桥设计规范（JTG/T-D65-06-2015）》，《公路隧道设计通风细则（JTG/T D70/2-02-2014）》，《城市桥梁设计规范（CJJ11-2011)》，《城市道路照明设计标准CJJ45-2015》等。

在桥涵设计方面，分析城市出入口道路与城市道路在断面组成方面的空间对应关系，从功能、投资、远期改造及交通组织、施工便利性等角度考虑，确定城市出入口道路断面，进一步结合桥梁两端道路的断面形式及车行道的划分来确定桥梁的横断面。随着经济社会以及工程材料的发展，城市桥梁的设计越来越偏向新颖美观，桥梁的上下部结构问题得到了更高的重视，并对城市桥梁设计的汽车荷载也有新的研究。

2、基本内容和技术方案

论文的主要内容有：

2.1设计原则

城市桥梁的设计基准是100年。城市桥梁设计的基本原则， ( 1)应服务于城市发展，以 人为本的原则。 ( 2)应是以城市防灾，减灾的重要组成部分 为指 导。 ( 3)应满足城市交通发展和居 民出行要求的指南 。

城市出入口桥涵在满足城市桥梁设计基本原则下，根据城市出入口道路沿线规划与城市远期发展前景，结合桥址处水文、通航、地形、地质、环境及对邻近建筑物和公用设施的影响进行全面分析、综合比较。根据城乡规划、城市环境、市容特点,进行绿化、美化市容和保护环境设计。对特大型和大型桥梁、高架道路桥、大型立交桥梁在工程建设前期应作环境影响评价, 工程设计中应作相应的环境保护设计。

2.2技术标准

根据城市出入口道路的规划，结合已有的技术标准以及项目的实际情况，提出桥梁设计技术标准。桥梁的抗震标准，防洪标准，净空等皆要满足城市桥梁设计规范。

2.3桥位选择和桥孔方案布设

2.3.1 桥位选择应根据城乡规划, 近远期交通流向和流量的需要，结合水文、航运、地形、地质、环境及对邻近建筑物和公用设施的影响进行全面分析、 综合比较后确定。

2.3.2当桥梁经过河流时，应选择在河道顺直、河床稳定、河滩较窄、河槽能通过大部分设计流量且地质良好的河段。

2.3.3通航河流上的桥梁应符合相应通航标准。

2.3.4如若穿过城市道路，桥孔宜在3个以下。

对于兼顾市政功能的道路桥梁，应明确桥梁的相关要求。对于桥梁与市政管网（燃气、电力等）存在干扰的，应取得相关职能部门的书面意见。

2.4桥梁上部结构

2.4.1桥梁平面纵断面

（1） 桥梁在平面上宜做成直桥, 当特殊情况时可做成弯桥, 其线形布置应符合现行行业标准laquo;城市道路设计规范raquo; CJJ37 的规定。

（2）对下承式和中承式桥的主梁、主桁或拱肋,悬索桥、斜拉桥的索面及索塔,可设置在人行道或车行道的分隔带上, 但必须采取防止车辆直接撞击的防护措施。悬索桥、斜拉桥的索面及索塔亦可设置在人行道或检修道栏杆外側。

（3）桥面车行道路幅宽度宜与所衔接道路的车行道路幅宽度一致。

（4）桥面最小纵坡不宜小于0.3%。桥面最大纵坡、坡度长度与竖曲线布设应符合现行行业标准laquo;城市道路设计规范raquo; CJJ37的规定。

（5）桥梁纵断面设计时, 应考虑到长期荷载作用下的构件挠曲和 墩台沉降的影响 。

（6）其他规范详见城市桥梁规范CJJ11-2011

2.4.2桥梁横断面

分析城市出入口道路与城市道路在断面组成方面的空间对应关系，从功能、投资、远期改造及交通组织、施工便利性等角度考虑，确定城市出入口道路断面，进一步结合桥梁两端道路的断面形式及车行道的划分来确定桥梁的横断面。

横断面规划时，要留有足够的发展余地。随着城市的向外扩展，出入口道路有可能变成城市道路，因此道路红线宽度应当适当加宽。根据武汉市的实践情况，城市出入口道路两侧的永久性建筑物至少退离道路红线20~25米。有以下几点可以作为参考：（1）桥面车行道路幅宽度宜与所衔接的车行道路幅宽度一致，（2）桥面宽度参考《城市道路设计规范》CJJ37，（3）桥梁横断面布置要符合净空高度，（4）对于快速路应设置防撞墙等。

2.4.3伸缩装置

桥面伸缩装置,应满足梁端自由伸缩、转角变形及使车辆平稳通过的要求。 伸缩装置应根据桥梁长度、结构形式采用经久耐用、.防渗、防滑等性能良好,且易于清洁、检修、更换的材料和构造形式 。 材料及其成品的技术要求应符合国家现行相美标准的规定。

2.5桥梁下部构造

（1）合理确定桥墩的墩高，针对不同的桥墩高度，明确各种形式桥墩的适用范围，，高度较小时，可采用实心墩，较大时采用空心墩，当超过15m时，可采用柱式墩，对于跨越通航河道、被交道路的桥梁，应提出合理的景观形式以及桥下绿化。

（2）合理确定桥路分界高度，当填高较小时，宜用重力式桥台，当填高较大时，宜采用轻型桥台和组合式桥台。

2.6桥梁结构计算

根据原有公路桥梁设计荷载标准，完成：

（1）确定汽车荷载等级，如公路一级和二级

（2）加载方式

（3）适用范围

（4）车道荷载的计算图示

（5）车辆荷载标准车的主要技术指标

（6）汽车荷载的横向布置

（7）折减系数

（8）冲击系数

（9）制动力

（10）荷载组合

（11）其他

由于城市出入口处会存在货车等待集中夜行的情况，故可以提出一种特殊荷载工况，具体车型、轴距、轮重、车间距按照实际调查情况结合可靠度度理论设置，并提供计算方法和图示，将在正文中详细说明。

2.7桥梁附属设施

桥面铺装：桥面铺装是车轮直接作用的地方，要求平整防滑有利排水，在城市桥梁中宜采用沥青混凝土或水泥混凝土铺装，钢桥一般采用沥青混凝土铺装。

桥面排水：由于桥梁在车辆、温度等荷载反复作用下桥面板的应力、变形、裂缝也随着周期性的变化,为适应这种情况,沥青混凝土桥面必须采用柔性防水层,而刚性防水层易造成开裂、脱落,最终起不到防水效果。 水泥混凝土由于构造的限制, 目前尚无一种完善的防水层形式。 而桥面防水又是一个涉及铺装材料、 设计、施工综合性的系统工程,还必须和桥面排水等配合，做到“防排结合”。 桥面应有完善的排水设施, 必须设排水管将水排到地面排水系统中,不能直接将水排到桥下。过去对跨河桥梁不受限制,现在应重视环保净化水源,对跨河桥、跨铁桥也不能直接将水排入河中或铁路区段上。排水管直径不仅以排水量控制,还应考虑防止杂物堵塞。根据以往经验,最小直径为150mm。

伸缩装置：桥面伸缩装置,应满足梁端自由伸缩、转角变形及使车辆平稳通过的要求。 伸缩装置应根据桥梁长度、结构形式采用经久耐用、.防渗、防滑等性能良好,且易于清洁、检修、更换的材料和构造形式 。 材料及其成品的技术要求应符合国家现行相美标准的规定。

支座：桥梁支座可按其跨径、结构形式、反力力值、支承处的位移及转角变形值选取不同的支座 。 桥梁可选用板式橡胶支座或四氟滑板橡胶支座、盆式橡胶支座和球形钢支座。不宜采用带球冠的板式橡胶支座或坡形板式橡胶支座。 支座的材料、成品等技术要求应符合国家现行相美标准的规定。

照明装置：桥上照明及地下通道照明不应低于两端道路的照明标准。道路照明标准应符合现行行业标准 laquo;城市道路设计规范raquo; CJJ37、 laquo;城市道路照明设计标准raquo; CJJ45的规定。大型桥梁及长度较长的地下通道照明应进行专门设计。桥梁与地下通道照明应满足节能、环保、防眩等要求。灯具宜采用黄色高光通量、无光污染的节能光源 。

桥梁防撞栏杆：防撞护栏的设计可按现行行业标准laquo;公路交通安全设施设计规范raquo; JTGD81的有关规定进行。

兼顾市政功能的道路桥梁附属设施还应包括人行道栏杆、照明、节能环保，市政管线，消防等设施。

2.8涵洞

（1）做好实地勘察工作，根据项目的水文、地形、地质情况，结合道路排水的设计明确涵洞位置及交角的选用。

（2）涵洞的孔径,应根据设计洪水流量、河床地质、河床和锥坡加固形式等条件常定，城市的涵洞还需结合市政排水设施综合考虑。

（3）涵洞宜设计为无压力式的。无压力式涵洞内顶点至洞内设计洪水频率标准水位的净高应结合城市排水详细分析确定。

（4）按净跨径进行标准化取值，明确盖板涵、箱涵、圆管涵等结构类型的选择依据。

（6）电讯线、电力线、电缆、管道等的设置不得进入涵洞。

2.9通道

（1） 宜按规划一次兴建，分期建设时应考虑后期的实施条件；

（2） 应減少工程占用的土地，房屋拆迁及重要公共设施的搬迁；

（3） 充分考虑与街区间交通的相互关系；

（4） 结构形式及建筑造型应与城市景观协调，桥下空间利用应防止可能产生的对交通的干扰,，墩台的布置应考虑桥下空间的净空利用，以及转向交通视距等要求；

（5） 应密切结合地形、地物、地质、地下水情况以及地下工程设施等因素。

2.10桥涵改扩建

（按《公路工程技术标准》JTG B01-2014 第6.0.10条执行）

2.11其它

（1）桥台塔板的设计

由于路基存在沉降，桥梁的沉降微小，桥头跳车是桥梁的通病，明确采取何种措施可以有效降低桥头跳车，提高行车舒适性。

（2）桥梁排水设计

桥梁排水方式是采用直排还是集中收集处理应根据区域发展、道路规划综合考虑。

（3）桥梁亮化设计

城市出入口路段桥梁是司机及乘客视眼的第一印象，桥梁的亮化设计也代表一个城市、一个区域的形象。明确应重视城市出入口路段桥梁的亮化设计。

（4）安全设施

城市出入口路段是车辆转换频繁、行车速度较慢、行车事故频发路段，桥梁设置何种安全设施、标志标线，可有效减低安全事故，提高车辆通行能力。

（5）环保设计

城市出入口路段是将来地块重点开发的区域，桥梁设计应结合周边居民住宅、商场规划等，综合考虑设计声屏障等隔音设施，以减少对周边居民的影响。

流程图如下：

1 前三周：阅读文献，翻译文章，撰写开题报告；

2 第六周前：完成国内外相关规范的比较与分析

3 第十三周前：完成城市出入口桥梁设计建议

4 第十四周前：完成桥涵设计综述

5 第十六周前：完成论文撰写

[1].JTG B01 2014,公路工程技术标准[S].北京：人民交通出版社,2014.

[2].CJJ37-90.城市道路设计规范[S].北京：中华人民共和国建设部,1991.

[3].CJJ 11-2011.城市桥梁设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社,2012.

[4].JTG D63-2007. 公路桥涵路基与基础设设计规范[S].北京：人民交通出版社,2007.

[5].JTG/T D70-2010.公路隧道设计细则[S].北京：人民交通出版社，2010.

[6].JTG/T L11-2014,高速公路改扩建设计细则[S].北京：人民交通出版社，2010.

[7].JTG D60-2002,公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].北京：人民交通出版社，2004.

[8].JTG/T D70/2-01-2014,公路隧道设计照明细则[S].北京:人民交通出版社,2014.

[9].吴福泉,王国华,廖碧海,黄远亮.公路交通桥头跳车成因探讨[J].工业安全与环保，2014.

[10].郝志强.重载交通路段桥梁荷载效应的分析与研究[J].公路,2015.

[11].游励晖.市政工程桥梁设计要点研究[J].铁道工程学报（工学版）,2013,P45-49.

[12].Oh-Sung Kwon; Eungsoo Kim; Sarah Orton.Erratum for 'Calibration of Live-Load Factor in LRFD Bridge Design Specifications Based on State-Specific Traffic Environments' [J]. Journal of bridge engineering,2013.

[13]. Fernando Rebouccedil;as Stucchi; Lorenzo Augusto Ruschi e Luchi. Real road load compared to standard load for Brazilian bridges [J].Proceedings of the ICE - Bridge Engineering.2014.

[14].ASTM D5977-03(2012),Standard Specification for High Load Rotational Spherical Bearings for Bridges and Structures [S].USA:ASTM,2012.