公路桥梁毕业设计方案比选.doc

宝鸡—天水高速公路牛背桥设计方案比选 1 概述： 综合考虑目前的造价控制以及高速公路施工企业桥梁施工的普遍水平，高速公路上合理桥型的选择总结起来有以下几点：1)桥型方案选择力求能适应当地的恶劣环境和交通运输条件的限制，合理选择上部结构形式。2)桥型方案选择应结合桥梁重载车辆多的特点，不但要选用结构受力明确、造型简捷、技术先进、可靠，工程方案经济、合理，施工方便，质量易于控制的桥型，而且还要充分考虑结构的耐久性和运营期间的养护费用。 根据当地实际地形，参考当地地质条件及施工条件，初步拟定引桥部分均为预应力混凝土简支T梁，采用预制安装施工；主桥部分拟定如下4种方案： 预应力混凝土连续梁桥方案 预应力混凝土连续钢构方案 梁拱组合体系桥方案 斜拉桥方案 2 桥型方案的提出及结构介绍 2.1 预应力混凝土连续梁桥 （1）桥型介绍 预应力混凝土连续箱粱是常用的一种桥梁结构形式，属于超静定体系。其在恒载、活载作用下，产生的支点负弯矩对跨中正弯矩有卸载的作用，使其内力状态比较均匀合理。结构刚度大，变形小，动力性能好，主梁变形挠曲线平缓，有利于高速行车。可采用悬臂施工法、顶推法、逐跨施工法施工，充分应用预应力技术的优点使施工设备机械化，生产工厂化；采用预制厂，预制主梁，然后安装就位，张拉负弯矩钢筋，形成连续结构，施工速度快。 （2）尺寸拟定 ① 桥跨布置 当采用多跨连续梁时，中间跨一般采用等跨布置，边跨跨径约为中跨的0.5～0.7倍，按此经验初步确定桥跨布置为：35+50+35，总长为120m.布置图如图1所示。 图1 桥型布置图（连续梁） ②截面尺寸 小于等于50m跨径的桥梁一般采用等截面梁较实惠，根据已建成的桥梁资料分析，梁高 h/Lz=1/15～1/25；一般取用1/20略高一点；。据此经验，梁高H为2.5m。截面细部构造图如图2所示。 图2 截面细部构造图（连续梁桥、连续钢构） （4）施工方案设计 连续梁桥的施工方法有先简支后连续法、顶推施工法、悬臂施工法……，本次施工采用悬臂浇筑法施工。 2.2 预应力混凝土连续刚构桥 （1）桥型介绍 预应力混凝土连续刚构是将连续梁的桥墩与梁部固结，减小了支座处的负弯矩，增强结构的整体性；结构上主墩无支座、施工体系转换方便、伸缩缝少、行车舒适、顺桥向抗弯刚度和横桥向抗扭刚度大、受力性能好，顺桥向抗推刚度小，对温变、混凝士收缩徐变及地震均有利。 从施工上考虑，连续刚构桥施工状态和成桥状态保持一致，悬臂挂篮平衡施工技术成熟，操作相对简单。此外，墩梁固结也在一定程度上克服了大吨位支座设计与制造的困难，也省去了连续梁施工过程中墩梁临时固结、合龙后再行调整的这一施工环节。 （2）尺寸拟定 ① 桥跨布置 预应力混凝土连续钢构与连续梁桥的桥跨布置一样，只是将连续梁的桥墩与梁部固结，使结构形成一个整体。其布置如图4所示。 图4 桥型布置图（连续钢构） ②截面尺寸 连续钢构的细部尺寸大致与连续梁桥相同，其截面细部构造图如图2所示。 ③下部结构 从受力性能上考虑，连续刚构桥利用高墩的柔性来减小主梁跨中弯矩，同时减小桥墩的尺寸；双薄壁墩对主梁支点的负弯矩有明显的削峰作用，结构受力合理、性能优越。此桥桥墩采用双薄壁矩形墩，桥台采用柱式桥台，基础为钻孔灌注桩。 （4）施工方法设计 连续钢构因敦梁固结，在采用悬臂浇筑法施工时免去了临时固结的施工和解除，因此其最佳施工方法为悬臂浇筑法施工，对于本桥采用此方法施工。 2.3 梁拱组合体系桥 （1）桥型介绍 拱桥是我国公路上使用较广泛的一种桥型。拱桥与梁桥的区别，不仅在于外形不同，更重要的是两者的受力性能有较大的差别。由力学知，拱桥结构在竖向荷载作用下，两端将产生水平推力。正是这个水平推力，使拱内产生轴向压力，从而大大减小了拱圈的截面弯矩，使之成为偏心受压构件，截面上的应力分布与受弯梁的应力相比，较为均匀。因此，可以充分发挥主拱截面材料强度，使跨越能力增大。 （2）尺寸拟定 ① 桥跨布置 根据桥涵水文计算，在满足通航要求的前提下，桥跨布置为30+60+30，总长为120m.拱上建筑为3×20的简支梁桥，其布置图如图5所示。 图5 桥型布置图（梁拱组合体系桥） ②截面尺寸 主拱圈采用等截面箱型钢筋混凝土截面，拱上简支梁的跨径为20m，拟定采用T型截面钢筋混凝土截面，根据经验初步拟定其细部构造图，如图6所示。 （4）施工方法设计 对于主拱圈的施工，常见的施工方法有悬臂浇筑法、悬臂拼装法、转体施工法……，对于此桥，考虑到施工环境的影响，采用缆索吊装拼装法。拱上建筑简支T梁采用预制安装法，以缩短工期。 图6 截面细部构造图（拱桥） 2.4 斜拉桥 （1）桥型介绍 斜拉桥主要由主梁、索塔、斜拉索三大部分组成，主梁在斜拉索的各点支撑作用下，像多跨弹性支承的连续梁一样，使得弯矩值得以大大的降