本科毕业设计-桥梁方案比选案例.pdfVIP

二、方案比选

1、比选原则

本设计根据桥梁所在地区水文地质条件、地形地貌、气象等地质和环境条件，结合现

有施工技术水平、投资规模、建设工期、施工条件、桥面宽度、景观要求等实际情况，在

满足桥梁设计原则的前提下，初步选定适宜的三种桥型为钢箱连续梁桥，预应力混凝土简

支箱梁桥，钢管混凝土拱桥。从安全可靠、耐久适用、经济美观、环境保护以及可持续发

展多方面比选。比选原则：

(1)安全性。桥梁的设计是在安全的基础之上，安全是第一位，设计的桥梁不仅要能承

受施工阶段及运营阶段的荷载，也要能够保证其在特殊地区、特殊荷载下具有一定的稳定

性。即能满足正常的承载，又能满足长期使用对耐久性的需求。

(2)适用性。桥梁造之为民，用之与民。所设计的桥梁必须适用，不仅需要有足够的承

载能力，也需要能保证行车的平稳性、安全性和舒适度。社会在发展，桥梁必须考虑长远

的发展，保证能满足在设计使用年限内的正常使用。在特殊时期，桥梁不但能满足交通运

输的需要，还可以兼顾其他方面，综合利用。

(3)经济性。桥梁设计时，经济性是不得不考虑的重要因素，影响着方案取舍。在施工

时，选择最优施工方法，快速施工，可以缩短工期，降低施工费用，也能使尽早通车运

输，带来经济效益；在运营时，合理养护，降低维修费用。在能够满足桥梁安全可靠，适

用耐久的情况下，需考虑经济性，争取以最少的投入获得最好的效果。

(4)美观性。在桥梁设计中应考虑桥梁的美观性，尤其对于景观桥。在满足其他要求的

前提下，桥梁外形要优美，整体美感要与所处环境相协调，可以增强舒适感。

(5)环保性。桥梁施工时，施工材料、施工场地、施工方法等对环境有一定的影响。在

当今社会，保护环境是全民的责任，也是义务，每个人都必须意识到保护环境的重要性。

对于桥梁建设也一样，在保证顺利施工的前提下，需考虑对环境影响降到最小。

(6)可持续性。桥梁施工需要耗费大量的资源，而对于资源匮乏的地区，有效利用有限

的资源，是非常重要的。而资源的回收利用是最有效的方法，能最大限度节约资源，实现

经济的可持续发展。综合考虑上述原则，对桥梁做出总体评价。

2、方案

（1）钢箱连续梁桥

钢箱连续梁桥，孔跨布置(85+110+85)m，全桥长280m.上部结构为单箱双室变截面钢

箱梁，其主要特点为钢材具有强度高、材质均匀，塑性及韧性良好和可焊性好等诸多优

点，在桥梁建设中广泛应用。钢桥自重较轻，连接能力强，跨越能力强，其计算应力与运

营时的实际应力较接近，可受拉也可受压，在施工时安全可靠，便于运输；大、中、小跨

径的桥梁都可采用钢桥，特别是在大跨度桥梁中经常被采用。钢桥的使用寿命较长，构件

在受到损伤时，方便维修和更换；在施工时可以多部位同时施工，安装速度快，缩短工

期；在桥梁拆除后，钢材还可回收利用。

梁氏桥按力学图示可分为简支梁、连续梁和悬臂梁；梁氏体系桥主要承载结构是主

梁，其结构在垂直荷载作用下，支座只产生竖直的反力，不产生水平推力，为主要承受弯

矩结构。连续梁桥受力明确，在恒活载作用下，在支点产生负弯矩，对跨中的正弯矩有卸

载作用，使内力分布比较均匀，可以有效减小梁高，提高承载能力，增加桥梁跨度；主梁

可考虑采用变截面，节约材料，增大桥下净空，提升通航能力，且连续梁具有整体性好，

刚度大，接缝少，行车平顺等优点，可适用于多种复杂环境。

箱形截面是闭口截面，其顶板和底板是结构提供抗弯能力的主要部位，箱梁腹板主要

承受结构的弯曲剪应力以及扭转剪应力引起的主拉应力；箱形截面的最大优点是具有良好

的抗弯和抗扭特性，抗扭惯性矩大，抵抗弯矩的能力强，其扭惯矩约为相应T梁截面的十

几倍至几十倍。另一优点是截面塑性指标大，横向抗弯刚度大，同截面的实腹梁相比，自

重轻，耗材少，抗弯性好，其预应力、运输、安装阶段单梁的稳定性要优于T梁，所以被

广泛应用于桥梁建设。

图1钢箱连续梁桥方案图(单位：m)

（2）预应力混凝土简支箱梁桥

预应力混凝土简支箱梁桥,跨径组成为(7×40)m，全桥长280m，上部结构为单箱单室

变截面箱形梁，其混凝土材料需要按一定比例拌合，在强度形成后，受压性能好，受拉能

力差，结构破坏时，常常是以拉裂为主；而在混凝土受拉区配置钢筋，使两种材料粘接成

为一个整体，钢筋可以补充混凝土的受拉性能，在荷载作用下混凝土承受压应力，钢筋承

受拉应力，两者互补充分发挥材料性能。但在大跨桥梁中，与钢桥相比，钢筋混凝土桥自

重较重，在承受相同荷载时，需要的梁高较高；钢