CJJ 11-2011 城市桥梁设计规范
CJJ 11-2011 城市桥梁设计规范
第一章 总则
1.0.1 为适应城市桥梁建设发展需要，统一城市桥梁设计技术要求，保障城市桥梁结构安全、适用、耐久、环保、经济、美观，制定本规范。
1.0.2 本规范适用于城市新建和改建桥梁的设计。
1.0.3 城市桥梁设计应遵循安全、适用、耐久、环保、经济、美观的原则。
1.0.4 城市桥梁结构的设计基准期为100年，设计使用年限应按表1.0.4的规定采用。
表1.0.4 城市桥梁设计使用年限
| 结构类别 | 设计使用年限（年） |
|---|---|
| 特殊重点桥梁 | 100 |
| 快速路、主干路上的桥梁 | 100 |
| 其他桥梁 | 50 |
1.0.5 城市桥梁设计应综合考虑桥梁与城市景观的协调，注重桥梁的景观设计。
1.0.6 城市桥梁设计除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
第二章 术语和符号
2.1 术语
2.1.1 城市桥梁 urban bridge
位于城市道路上，跨越河流、铁路、道路等障碍物的结构物。
2.1.2 设计洪水频率 design flood frequency
桥梁设计所采用的洪水重现期。
2.1.3 桥下净空 underclearance
桥梁底部至设计水位或路面的垂直距离。
2.1.4 防撞等级 crash rating
桥梁防撞设施抵抗车辆撞击能力的等级划分。
2.1.5 景观设计 landscape design
为提高桥梁美学效果而进行的设计。
2.1.6 城-A级汽车荷载 City-A vehicle load
城市桥梁汽车荷载的高等级，相当于汽车超20级。
2.1.7 城-B级汽车荷载 City-B vehicle load
城市桥梁汽车荷载的较低等级，相当于汽车20级。
2.1.8 桥梁横断面布置 bridge cross-section arrangement
桥面车行道、非机动车道、人行道、防撞护栏等在横断面上的布置形式。
2.2 符号
- Qp：设计流量（m³/s）
- Hp：设计水位（m）
- Hq：桥下净空（m）
- B：桥面宽度（m）
- L：计算跨径（m）
- qk：汽车荷载均布荷载标准值（kN/m）
- Pk：汽车荷载集中荷载标准值（kN）
第三章 基本设计规定
3.1 一般规定
3.1.1 城市桥梁设计应包括下列内容：
- 总体设计；
- 结构设计；
- 附属设施设计；
- 景观设计。
3.1.2 城市桥梁设计荷载应包括永久作用、可变作用和偶然作用。
3.1.3 城市桥梁结构应进行承载能力极限状态设计和正常使用极限状态设计。
3.1.4 城市桥梁结构的安全等级应按下列规定确定：
- 快速路、主干路上的桥梁，安全等级应为一级；
- 次干路上的桥梁，安全等级应为二级；
- 支路上的桥梁，安全等级应为三级。
3.1.5 城市桥梁结构的重要性系数应根据安全等级确定：一级取1.1，二级取1.0，三级取0.9。
3.2 荷载标准
3.2.1 永久作用包括结构自重、预加力、土的重力、混凝土收缩徐变作用、基础变位作用。
3.2.2 可变作用包括汽车荷载、人群荷载、风荷载、温度作用、支座摩阻力、流水压力、冰压力。
3.2.3 偶然作用包括地震作用、船舶撞击作用、汽车撞击作用。
3.2.4 汽车荷载等级应按下列规定采用：
表3.2.4 城市桥梁汽车荷载等级
| 道路等级 | 汽车荷载等级 |
|---|---|
| 快速路、主干路 | 城-A级 |
| 次干路 | 城-B级 |
| 支路 | 城-B级 |
3.2.5 城-A级汽车荷载的均布荷载标准值为10.5kN/m²，集中荷载标准值为300kN。计算跨径小于5m时，集中荷载标准值可取150kN。
3.2.6 城-B级汽车荷载的均布荷载标准值为7.875kN/m²，集中荷载标准值为225kN。计算跨径小于5m时，集中荷载标准值可取112.5kN。
3.2.7 汽车荷载的冲击力系数应按下式计算：
表3.2.7 冲击系数μ
| 结构基频f（Hz） | 冲击系数μ |
|---|---|
| f<1.25 | 0.05 |
| 1.25≤f≤2.5 | 0.05+0.007(f-1.25) |
| f>2.5 | 0.05+0.0225(f-1.25)，且μ≤0.45 |
3.2.8 人群荷载标准值应按下列规定采用：
- 人行道板：4.5kN/m²；
- 人行道梁：3.5kN/m²；
- 桥梁栏杆：1.2kN/m。
3.2.9 汽车荷载的制动力标准值应按下列规定计算：
- 制动力的标准值不应小于90kN，且不应大于1650kN；
- 制动力沿桥纵向施加于桥梁支座中心。
3.3 材料
3.3.1 城市桥梁主体结构混凝土强度等级不应低于C30。
3.3.2 城市桥梁预应力混凝土强度等级不应低于C40。
3.3.3 钢筋应采用HRB400、HRB500钢筋。
3.3.4 预应力钢筋应采用钢绞线或消除应力钢丝。
3.3.5 城市桥梁结构的混凝土强度标准值应按下列规定采用：
表3.3.5 混凝土强度标准值（MPa）
| 强度等级 | C30 | C35 | C40 | C45 | C50 |
|---|---|---|---|---|---|
| fck（轴心抗压） | 20.1 | 23.4 | 26.8 | 29.6 | 32.4 |
| ftk（轴心抗拉） | 2.01 | 2.20 | 2.40 | 2.51 | 2.65 |
3.3.6 钢筋的强度标准值应按下列规定采用：
表3.3.6 钢筋强度标准值（MPa）
| 钢筋牌号 | 屈服强度fyk | 极限强度fstk |
|---|---|---|
| HRB400 | 400 | 540 |
| HRB500 | 500 | 630 |
第四章 总体设计
4.1 桥梁选型
4.1.1 桥梁选型应根据道路等级、交通量、通航要求、地质条件、地形条件、景观要求等因素综合考虑。
4.1.2 跨越航道的桥梁应满足航道等级要求，跨径布置应满足通航净空要求。
4.1.3 跨越铁路的桥梁应满足铁路限界要求，并应设置防抛设施。
4.1.4 城市桥梁造型应与城市景观相协调，注重桥梁的线条美和比例美。
4.1.5 桥梁跨径布置应符合下列规定：
- 跨越能力应满足河道泄洪、通航要求；
- 跨径布置应与地形地质条件相适应；
- 跨径布置应考虑经济性要求。
4.1.6 梁式桥的跨径不宜大于30m（简支）或100m（连续）；拱式桥的跨径可根据地形地质条件确定；斜拉桥适用于200～1000m跨径；悬索桥适用于500～2000m跨径。
4.2 桥位选择
4.2.1 桥位选择应遵循下列原则：
- 顺应路线总体走向；
- 满足河道泄洪和通航要求；
- 避开不良地质地段；
- 减少拆迁和占地；
- 便于施工和养护。
4.2.2 桥位与相邻道路的衔接应顺畅平缓。
4.2.3 桥位选择应进行技术经济比较，综合考虑社会效益和经济效益。
4.3 桥面布置
4.3.1 桥面布置应根据道路等级、交通组成、非机动车和行人流量等因素确定。
4.3.2 桥面宽度应包括车行道、非机动车道、人行道和中央分隔带等。
4.3.3 桥梁车行道宽度应与道路路段一致，非机动车道宽度不宜小于3.5m，人行道宽度不宜小于2.0m。
4.3.4 桥梁应设置防撞护栏，防撞等级应根据道路等级和车辆行驶速度确定。
4.3.5 桥梁横断面布置应符合下列规定：
表4.3.5 桥梁横断面布置基本要求
| 组成部分 | 基本要求 |
|---|---|
| 车行道 | 应与道路路段车道数一致 |
| 非机动车道 | 宽度不宜小于3.5m |
| 人行道 | 宽度不宜小于2.0m |
| 中央分隔带 | 快速路、主干路应设置 |
| 防撞护栏 | 应根据道路等级设置 |
4.4 桥下净空
4.4.1 跨越航道的桥梁桥下净空应满足航道等级要求，净空尺度应符合现行国家标准《内河通航标准》的规定。
4.4.2 跨越河流的桥梁桥下净空应满足设计洪水频率要求，非通航河流的桥下净空应符合表4.4.2的规定。
表4.4.2 非通航河流桥下净空
| 河流类型 | 洪水频率 | 桥下净空（m） |
|---|---|---|
| 山区河流 | 1/100 | 1.5 |
| 丘陵区河流 | 1/50 | 1.0 |
| 平原区河流 | 1/25 | 0.5 |
4.4.3 跨越铁路的桥梁桥下净空应满足铁路限界要求。
4.4.4 跨越道路的桥梁桥下净空应满足道路限界要求。
4.5 设计洪水频率
4.5.1 城市桥梁的设计洪水频率应按表4.5.1的规定采用。
表4.5.1 城市桥梁设计洪水频率
| 桥梁规模 | 道路等级 | 设计洪水频率 |
|---|---|---|
| 特殊重点桥梁 | 快速路、主干路 | 1/300 |
| 大型桥梁 | 快速路、主干路 | 1/100 |
| 中型桥梁 | 次干路、支路 | 1/50 |
| 小型桥梁 | 支路 | 1/25 |
4.5.2 跨越航道的设计洪水频率应与航道等级要求相协调。
第五章 结构设计
5.1 一般规定
5.1.1 城市桥梁结构设计应包括下列内容：
- 结构体系选择；
- 结构计算分析；
- 截面设计；
- 构造设计。
5.1.2 城市桥梁结构分析应进行整体分析和局部分析。
5.1.3 整体分析应包括恒载分析、活载分析、温度作用分析、支座沉降分析等。
5.1.4 局部分析应包括支座分析、锚固区分析、横隔板分析等。
5.1.5 城市桥梁结构应进行承载能力极限状态设计和正常使用极限状态设计。
5.2 梁式桥
5.2.1 梁式桥的跨径布置应根据跨越能力、结构刚度、经济性等因素确定。
5.2.2 简支梁桥的跨径不宜大于30m；连续梁桥的跨径不宜大于100m。
5.2.3 箱形截面梁桥适用于大跨径桥梁，箱梁顶板厚度不宜小于250mm，底板厚度不宜小于200mm。
5.2.4 T形截面梁桥的梁高可按跨度的1/16～1/12确定。
5.2.5 梁式桥的正截面承载力应按下列公式计算：
α₁fcdbx = fyAs - fy'As' + fpAp
5.2.6 梁式桥的斜截面承载力应按下列公式计算：
Vu ≤ Vcs + Vpb
式中：Vcs为混凝土和箍筋的抗剪承载力；Vpb为弯起预应力钢筋的抗剪承载力。
5.2.7 钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度限值应符合下列规定：
表5.2.7 裂缝宽度限值（mm）
| 环境条件 | 限值 |
|---|---|
| 一般环境 | 0.20 |
| 海岸环境 | 0.15 |
| 受融雪剂影响环境 | 0.15 |
5.2.8 受弯构件的挠度限值应符合下列规定：
- 简支梁、连续梁的挠度限值为跨度的1/600；
- 悬臂梁的挠度限值为悬臂长度的1/300。
5.3 拱式桥
5.3.1 拱式桥的跨径布置应根据跨越能力、地形地质条件、景观要求等因素确定。
5.3.2 石拱桥的拱圈厚度可按跨度的1/10～1/6确定。
5.3.3 钢筋混凝土拱桥的拱轴系数应根据恒载分布确定，宜在1.1～2.5之间。
5.3.4 钢管混凝土拱桥的钢管壁厚不宜小于12mm。
5.3.5 拱式桥的主拱圈承载力应按偏心受压构件计算。
5.3.6 拱式桥应进行整体稳定性分析，稳定性安全系数不应小于4。
5.3.7 石拱桥的承载力应按下列公式验算：
N ≤ φ·fcd·A
式中：N为轴向力设计值；φ为纵向稳定系数；fcd为砌体抗压强度设计值；A为截面面积。
5.4 斜拉桥
5.4.1 斜拉桥适用于大跨径桥梁，跨径范围一般为200～1000m。
5.4.2 斜拉桥的索塔可采用A形、H形或倒Y形截面。
5.4.3 斜拉索的间距应根据主梁受力要求确定，一般为6～12m。
5.4.4 斜拉索应采用防腐性能良好的防护形式。
5.4.5 斜拉桥的主梁可采用混凝土梁、钢梁或钢-混凝土组合梁。
5.4.6 斜拉索的破断拉力应按下式计算：
Pbk = Afpk/γs
式中：A为斜拉索钢丝总面积；fpk为钢丝抗拉强度标准值；γs为安全系数，取2.5。
5.5 悬索桥
5.5.1 悬索桥适用于超大跨径桥梁，跨径范围一般为500～2000m。
5.5.2 主缆的垂跨比宜取1/9～1/11。
5.5.3 加劲梁的高度与跨径之比不宜小于1/100。
5.5.4 悬索桥的主缆应采用高强度镀锌钢丝。
5.5.5 主缆的破断拉力应按下式计算：
Pbk = n·A·fpk/γs
式中：n为钢丝根数；A为单根钢丝面积；fpk为钢丝抗拉强度标准值；γs为安全系数，取2.5。
5.5.6 悬索桥的锚碇抗滑移安全系数不应小于2.0，抗倾覆安全系数不应小于1.5。
5.6 下部结构
5.6.1 桥墩设计应满足强度、刚度和稳定性要求，并应考虑防撞要求。
5.6.2 桥墩形式应根据桥梁跨径、通航要求、景观要求等因素选择。
5.6.3 桥台设计应考虑土压力、流水压力和防撞要求。
5.6.4 基础设计应符合现行行业标准《公路桥涵地基与基础设计规范》的规定。
5.6.5 桥墩的混凝土强度等级不应低于C30。
5.6.6 桥墩的纵向钢筋保护层厚度不应小于40mm。
第六章 附属设施设计
6.1 桥面铺装
6.1.1 桥面铺装应采用防水混凝土或沥青混凝土。
6.1.2 防水混凝土强度等级不应低于C40，厚度不宜小于80mm。
6.1.3 沥青混凝土铺装厚度宜为60～100mm，应设置防水层。
6.1.4 桥面排水应通过纵横坡将雨水引向泄水管，泄水管间距宜为4～6m。
6.1.5 泄水管的内径不宜小于150mm。
6.2 伸缩装置
6.2.1 伸缩装置应根据桥梁变形量、温度变化、桥梁跨度等因素选择。
6.2.2 伸缩装置的安装宽度应根据计算变形量确定。
6.2.3 伸缩装置与桥面过渡应平顺，行车舒适度应满足要求。
6.2.4 伸缩装置的变形量应按下列公式计算：
ΔL = α·L·Δt + δs + δc
式中：α为材料线膨胀系数；L为桥梁计算长度；Δt为温度变化幅度；δs为收缩变形；δc为徐变变形。
6.3 护栏
6.3.1 桥梁护栏应具有足够的强度和刚度，能有效阻挡车辆。
6.3.2 防撞护栏的高度不宜低于表6.3.2的规定。
表6.3.2 防撞护栏最小高度（m）
| 防撞等级 | 护栏高度 |
|---|---|
| SB级 | 0.9 |
| SA级 | 1.0 |
| SS级 | 1.1 |
6.3.3 人行道护栏高度不宜低于1.1m。
6.3.4 护栏的防撞等级应根据桥梁所在道路等级、车辆行驶速度等因素确定。
6.4 标志标线
6.4.1 桥梁应设置必要的交通标志和标线。
6.4.2 限高、限重、限速等标志应设置在桥梁两端适当位置。
6.4.3 桥梁限高标志应设置在桥梁两端入口处，标志高度偏差不应大于0.1m。
6.5 照明设施
6.5.1 城市桥梁应设置照明设施，照明设计应符合现行国家标准《城市道路照明设计标准》的规定。
6.5.2 桥梁灯柱可设置在护栏上或桥墩上。
6.5.3 桥梁照明应满足行车安全要求，照度应满足相关标准规定。
6.6 隔音设施
6.6.1 位于噪声敏感区域的城市桥梁应根据环境评价要求设置隔音设施。
6.6.2 隔音屏的高度、长度和位置应根据桥梁结构形式和降噪要求确定。
6.6.3 隔音设施的结构应牢固可靠，便于维护更换。
第七章 景观设计
7.1 一般规定
7.1.1 城市桥梁景观设计应遵循安全、适用、经济、美观的原则，与城市景观相协调。
7.1.2 景观设计应包括桥梁造型、色彩、灯光、绿化等要素。
7.1.3 城市桥梁景观设计应注重桥梁与城市整体环境的协调。
7.2 桥梁造型
7.2.1 桥梁造型应简洁、明快，体现桥梁的结构美。
7.2.2 桥梁各部分的比例应协调，线条应流畅。
7.2.3 桥墩、桥塔等构件的造型应与桥梁整体风格一致。
7.2.4 桥梁结构形式的选择应综合考虑力学合理性、施工可行性和景观效果。
7.3 桥梁色彩
7.3.1 桥梁色彩应与城市整体色调相协调。
7.3.2 桥梁主体结构的色彩涂装周期不宜少于10年。
7.3.3 桥梁色彩设计应考虑耐久性、耐候性和维护便利性。
7.4 桥梁灯光
7.4.1 桥梁灯光设计应突出桥梁的造型特征，营造城市夜景景观。
7.4.2 桥梁灯光应避免对桥梁结构造成不利影响。
7.4.3 桥梁灯光设计应考虑节能和环保要求。
7.5 桥梁绿化
7.5.1 城市桥梁可根据条件设置桥面绿化或桥下绿化。
7.5.2 桥面绿化应考虑桥梁荷载承受能力。
7.5.3 桥下绿化应考虑养护管理条件和景观效果。
第八章 抗震设计
8.1 一般规定
8.1.1 城市桥梁抗震设计应符合现行国家标准《城市桥梁抗震设计规范》的规定。
8.1.2 抗震设防烈度为6度及以上地区的城市桥梁应进行抗震设计。
8.1.3 城市桥梁的抗震设防标准应根据桥梁重要性确定。
8.1.4 桥梁抗震设计应包括地震作用计算和抗震验算。
8.2 抗震设计要点
8.2.1 桥梁形体应简洁、规则、对称，质量和刚度分布应均匀。
8.2.2 桥梁跨径布置应避免采用不规则形式。
8.2.3 桥梁支座应具有足够的抗震能力，必要时应设置减隔震装置。
8.2.4 桥墩应具有足够的延性，能承受地震作用下的变形。
8.2.5 城市桥梁的抗震构造措施应符合下列规定：
- 桥墩纵向钢筋的搭接长度不应小于40d（d为钢筋直径）；
- 箍筋间距不宜大于100mm；
- 纵筋截面配筋率不应小于0.5%。
8.2.6 抗震设防烈度为7度及以上地区的城市桥梁，应根据需要进行减隔震设计。
第九章 桥梁养护
9.1 一般规定
9.1.1 城市桥梁应进行定期检查和养护，保障桥梁安全运营。
9.1.2 城市桥梁检查应包括日常检查、定期检查和特殊检查。
9.1.3 城市桥梁技术状况评定应符合现行行业标准《公路桥梁技术状况评定标准》的规定。
9.1.4 城市桥梁的检查周期应符合下列规定：
- 日常检查：每月不少于一次；
- 定期检查：每年不少于一次；
- 特殊检查：根据需要确定。
9.2 养护要求
9.2.1 桥面应保持清洁，及时清理积水、积雪和杂物。
9.2.2 伸缩装置应保持正常工作状态，及时清理堵塞物。
9.2.3 排水系统应保持畅通，泄水管损坏时应及时更换。
9.2.4 防撞护栏应保持完好，损坏时应及时修复。
9.2.5 支座应保持清洁，必要时应进行润滑保养。
9.2.6 桥梁结构出现裂缝、破损等病害时，应及时进行分析并采取相应处理措施。
9.2.7 桥梁钢结构应定期进行防锈涂装维护。
9.3 档案管理
9.3.1 城市桥梁应建立完整的档案管理制度。
9.3.2 桥梁档案应包括下列内容：
- 设计文件及图纸；
- 竣工资料；
- 检查记录；
- 养护维修记录；
- 技术状况评定资料。
第十章 构造要求
10.1 钢筋保护层
10.1.1 钢筋混凝土结构的主筋保护层厚度不应小于表10.1.1的规定。
表10.1.1 钢筋保护层最小厚度（mm）
| 环境条件 | 主筋保护层厚度 |
|---|---|
| 一般环境 | 30 |
| 海岸环境 | 50 |
| 受融雪剂影响环境 | 50 |
10.1.2 箍筋和构造钢筋的保护层厚度可比主筋减少5mm。
10.1.3 混凝土强度等级不低于C25时，主筋保护层厚度不应小于30mm。
10.2 裂缝控制
10.2.1 钢筋混凝土结构的最大裂缝宽度限值应符合表10.2.1的规定。
表10.2.1 裂缝宽度限值（mm）
| 环境条件 | 限值 |
|---|---|
| 一般环境 | 0.20 |
| 海岸环境 | 0.15 |
| 受融雪剂影响环境 | 0.15 |
10.2.2 预应力混凝土结构应进行抗裂验算：
- 一级裂缝控制等级：荷载标准组合下，混凝土不出现拉应力；
- 二级裂缝控制等级：荷载标准组合下，混凝土拉应力不超过0.7fck；
- 三级裂缝控制等级：荷载标准组合下，混凝土拉应力不超过1.05fck。
10.3 预应力筋锚固
10.3.1 预应力筋的锚固长度不应小于钢筋直径的35倍。
10.3.2 锚具应具有良好的防腐性能，必要时应采用封锚混凝土保护。
10.3.3 预应力筋的张拉控制应力宜取0.70～0.75fpk。
10.3.4 预应力损失包括下列类型：
- 锚具变形和钢筋滑移引起的损失；
- 加热养护时的温差损失；
- 钢筋松弛引起的损失；
- 混凝土收缩徐变引起的损失。
10.4 支座
10.4.1 支座类型应根据桥梁结构形式、跨径、支反力等因素选择。
10.4.2 支座垫石混凝土强度等级不应低于C40。
10.4.3 支座安装位置偏差不应大于±5mm。
10.4.4 板式橡胶支座适用于中小跨径桥梁；盆式支座适用于大跨径桥梁；球形支座适用于多向转角较大的桥梁。
10.4.5 支座的承载力应满足Rk ≥ Pmax，式中Rk为支座额定承载力，Pmax为最大支反力。
10.5 桥梁限高设施
10.5.1 跨越铁路、城市道路的桥梁应在两端设置限高设施。
10.5.2 限高设施的高度应比桥梁设计净高低0.2m以上。
10.5.3 限高设施应设置明显的限高标志和防撞设施。
附录A 混凝土收缩应变和徐变系数终极值
A.0.1 混凝土收缩应变终极值εcs(∞)可按下列公式计算：
εcs(∞) = εs0·βs
式中：εs0为收缩应变基础值；βs为与时间相关的系数。
A.0.2 混凝土徐变系数终极值φ(∞,t₀)可按下列公式计算：
φ(∞,t₀) = φ0·βc(∞,t₀)
式中：φ0为徐变系数基础值；βc(∞,t₀)为与时间、加载龄期相关的系数。
A.0.3 收缩应变和徐变系数的计算参数应根据环境条件确定。
附录B 梯度温度作用
B.0.1 混凝土箱梁的梯度温度模式应按下列规定采用：
- 竖向温度梯度：沿梁高方向按指数曲线分布；
- 温度基数应根据桥梁所在地区的气候条件确定；
- 温差标准值可取15℃～20℃。
B.0.2 钢结构桥梁的梯度温度模式应按下列规定采用：
- 沿梁高方向可按线性分布；
- 温差标准值可根据桥梁所在地区的气候条件确定。
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