《桂林雉山桥重建方案上部结构初步设计》-毕业论文.doc

PAGE w 第一章 桥型方案比选 1.1 概述 本次的毕业设计的题目为桂林雉山桥重建方案上部结构初步设计，全桥为（80+140+80)m预应力混凝土连续刚构桥，桥宽为23m，分为两幅，设计时只考虑单幅的设计。梁体采用单箱单室箱型截面，全梁共分86个单元，单元长度分别有1m、1.2m、2m、2.9m、3m、3.5m、4m、4.5m。由于连续刚构梁桥的受力特点，支点附近承受较大的负弯矩，而跨中则承受正弯矩，因此梁高采用变高度梁，梁底按二次抛物线变化。这样不仅使梁体自重得以减轻，还增加了桥梁的美观效果。 由于预应力混凝土连续梁桥为超静定结构，手算工作量比较大，且准确性难以保证，故本设计采用桥梁博士软件进行计算，这样不仅提高了效率，而且准确度也得以提高。 1.1.1 设计依据 设计任务书 1.1.2 技术标准 ⑴ 设计标准：设计荷载：公路-Ⅰ级，设计车速 80km/h； ⑵ 桥面宽度：0.5m（安全带）+11m（行车道）+1.0m（防撞护栏）+11m（行车道）+0.5m（安全带）； ⑶ 通航要求：无； ⑷ 设计洪水频率：1/100； ⑸ 设计抗震基本烈度：1/100。 1.1.3 地质条件 桥位处地层以水平为主，上层为卵砾石层，且有漂石，夹中粗砂层，厚度3米，极限摩阻力60kpa，基本容许承载力400Kpa；其下为石灰石，弱风化，岩石单轴极限抗压强度。 1.1.4 采用材料 混凝土：C60混凝土 墩混凝土：C40混凝土 桥面铺装材料：沥青混凝土 预应力钢筋：φj15钢绞线 非预应力钢筋：直径≥12mm的用Ⅱ级螺纹钢筋，直径12mm 的用Ⅰ级光圆钢筋； 锚具：OLM锚具 1.1.5 采用规范 JTG B01-2003 《公路工程技术规范》 ； JTG D60-2004 《公路桥涵设计通用规范》 ； JTJ D63-2005《公路砖石及砼桥涵设计规范》 ； JTG D62-2004《公路钢筋砼及预应力砼桥涵设计规范》 ； JTJ D63-2007《公路桥涵地基与基础设计规范》 1.2 桥型方案 1.2.1 构思宗旨 设计方案的评价和比较要全面考虑各项指标，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。 1.2.2 桥型方案设计 在对本桥的方案设计中，所选的桥型分别是： ■ 双肢薄壁连续刚构桥 ■ 中承式钢管混凝土拱桥 ■ 独塔双索面斜拉桥 第一方案：双支薄壁连续刚构桥 连续刚构是墩梁固结的连续结构，它利用高墩的柔度来适应结构由预应力、砼收缩、徐变和温度变化引起的位移，是一种很有竞争潜力的桥型。 ⑴ 结构特点： ① 选用双肢薄壁刚构桥，桥型新颖简洁轻巧，外形美观，桥净空大，桥下视野开阔。 ② 柔性双薄墩减小了主梁支墩净距，能有效消减墩顶弯矩峰值。梁高小，度大，带有横梁的双肢薄壁墩具有一定的联合刚度，要承受较大弯矩，而各壁板内弯矩并不大。 ③ 因墩与上部结构固结，在大跨度连续结构中减少了安装大型支座和养护上的麻烦，减少了桥墩及基础工程的材料用量，适用于较高桥墩。 ④ 施工体系转换方便，伸缩缝少，行车舒服。 ⑤ 顺桥向抗弯刚度和横向抗扭刚度大，受力性能好。 ⑥ 顺桥向抗推刚度小，对温度、砼收缩徐变及地震影响均有利。 ⑦ 由于无支座，省掉了施工中体系转换和墩上的临时固结措施。 ⑧ 此桥型可进一步增大跨径，上部结构不断轻型化且连续长度可增长，此可进一步简化预应力索类型。 第二方案：双塔单索面斜拉桥 斜拉桥依靠固定于索塔的斜拉索或主缆支承梁跨，梁似多跨弹性支承梁内弯矩与桥梁的跨度基本无关，而与拉索或吊索的间距有关，适用于大跨度桥梁，是一种跨越能力极强的桥型。 ⑴ 结构特点 ① 鉴于主梁增加了中间的斜索支承，弯矩显著减小，与其他体系的大跨度桥梁比较，混凝土斜拉桥的钢材和混凝土用量均较节省； ② 借斜索的预压力可以调整主梁的内力，使之分布均匀合理，获得经济效果，并 且能将主梁做成等截面，便于制造和安装； ③ 斜索的水平分力相当于对混凝土梁施加的预压力，借以提高梁的抗裂性能，并充分发挥了高强材料的特性； ④ 结构轻巧，适用性强。利用梁、索、塔三者的组合变化成不同体系，可适用不同的地形和地质条件； ⑤ 建筑高度小，主梁高度一般为跨度的1/40～1/100，能充分满足桥下净空和美观要求，并能降低引道填土高度； ⑥ 竖向刚度及抗扭刚度均较强，抗风稳定性要好的多，用钢量较小以及钢索的锚固装置较简单； ⑦ 便于悬臂法施工和架设，施工安全可靠