05级道路与桥梁专业毕业设计桥梁方案比选.doc

第二章 桥式方案比选 2.1概述 随着桥梁理论的不断成熟，在桥梁设计中要求桥的适用性强、舒适安全、建桥费用经济、科技含量高。对建在城市中的桥梁还特别注重美观大方。由此，对于一定的建桥条件，根据侧重点的不同可能会作出基于基本要求的多种不同设计方案，只有通过技术经济等方面的综合比较才能科学的得出完美的设计方案。 在方案比较中主要任务：一是拟定桥梁图式，二是编制方案，三是技术经济比较和最优方案的选定。编制设计方案,通常是从桥梁分孔和拟定桥粱图式开始。对一般的大跨度桥梁，依据以往的设计经验，主跨与边跨的比值有一个范围，再由此选定可能实现的桥型图式。编制方案中，主要指标包括：主要材料(普通钢筋、预应力钢筋、砼)用量、劳动力数量、全桥总造价(分上、下部结构列出)、工期、养护费用、运营条件、有无困难工程、特种机具。其目的在于为每个桥式提供全面的技术经济指标，以便相互比较，科学的从中选定最佳方案。 在编制方案中要拟定结构主要尺寸，并计算主要工程量。有了工程量，采取相应的材料和劳动力定额以扩大单价，就可以确定全桥造价。设计方案的评价和比较要全面考虑上述各项指标，综合分析每一方案的有缺点，最后选定一个最佳的推荐方案。 按桥梁的设计原则、造价低、材料省、劳动力少和桥型美观的应是优秀方案。但当技术因素或是使用性质候特殊要求时就另当别论，注重考虑设计的侧重点。技术高，造价必然会高，个个因素是相互制约的。所以在比较时必须从任务书提出的要求以及地形资料和施工条件，找出所面临的问题的关键所在，分清主次。 在对本桥的设计中，该桥的主要功能是跨越外环线，增加道路通行能力，此外该桥还将跨越外环河以及大沽排污河，针对其主要功能以及桥梁的实用性，将主要对跨越外环线进行方案斟酌，选定三种桥式分别是： 预应力混凝土连续梁桥 预应力混凝土刚构桥 斜拉桥 2.2 各种设计桥式特点 方案1 预应力混凝土连续梁桥 桥型优势： 在40～200m的跨径范围内，与其它结构体系比较，常成为最佳的桥型方案；预应力砼充分发挥了高强材料的特性，具有可靠强度、刚度以及抗裂性能；结构在车辆运营中噪音小，维修工作量小；其施工方法已达到相当先进的水平，工期短效益明显；伸缩缝少，行车舒适，满足高速行车的要求；再用滑动支座时，连续长度可增大；温度、砼收缩徐变产生的附加内力较小，且全桥有较好的抗震性能；连续梁内力的分布较合理，其刚度搭，对活载产生的动力影响较小；混凝土收缩徐变引起的变形也是最小的，连续梁超载时有可能发生内力重分布，提高梁部结构的承载力；此外除动墩外，连续梁的桥墩及基础尺寸都可以做得小些。 有关资料 查阅有关连续梁的资料，其边主跨的比值在0.6～0.7之间，较其它两种桥式比值要大，支点梁高与跨中梁高比值要小，在2.0左右。 表1 国内预应力连续梁桥资料 桥名 跨径组合 边主跨比 梁高 H中 H中/L H支 H支/ H中 珠江三桥 80＋110＋80 0.73 2.7 1 /40.7 5.5 2.04 常德大桥 84.7＋3×120＋84.7 0.7 3 1/30 6.8 2.27 沙洋汉大桥 62.4＋6×111+62.4 0.56 2.5 1/44.4 6 2.4 华北大桥 70+100+70 0.7 3.3 1/30.3 6 1.82 松花江大桥 59+7×90+59 0.66 3 1/30 5.4 1.8 尺寸拟定 在预应力混凝土连续梁桥的设计中分跨、主梁高度、横截面形式和主要尺寸的拟定是方案设计中的关键所在。通过以上资料对比，当主桥采用多跨连续梁时，中间部分采用等跨布置，边跨跨径约为中跨跨径的0.65～0.7倍。当边跨采用主跨径的0.5倍或更小时，则在桥台上要设置拉力支座。底板厚度约为梁高1/10~1/12。跨中底板内需要配置一定数量的钢索和钢筋，跨中底板厚度一般在20~25cm。腹板应考虑最小厚度，若腹板内有预应力管道布置时，可采用25~30cm。腹板在支点处的最大厚度约为30~60cm . 上部结构 （1）孔径布置 此跨设置为预应力混凝土连续梁桥，跨径组合为35m+3×60m+35m，边中跨比值为0.66，纵坡3.8%，总长250m。 （2）顺桥尺寸 跨中梁高为1.5m，支点梁高3.0m，为主跨的1/17，梁底按二次抛物线变化。 （3）横断面尺寸 截面纵向为变截面，桥面宽13m,采用双幅单箱室。顶板厚20cm ,取全桥一致，支点处底板厚30cm，跨中厚为20cm，以方便布置预应力钢筋。纵向上，梁底按二次抛物线变化，腹板在距支点四分之一跨度处以4m阶段直线变化。顶部承托采用1：2的比例，高度分别为15cm×30cm；底部采用1：1的比例,高度分别为15cm×15cm。桥面设1.5％的单向横坡。