桥梁初步设计方案比选..学习资料

1、桥梁初步设计方案比选.学习资料一桥梁初步设计一工程概况本册设计为猛河大桥初步设计，猛河位于湖南省境内。大桥的建立对推动该地区的经济进展具有非常重要的意义。本桥设计综合考虑该地区地形、地貌、通航、河床特征、泄洪要求，在满足用法要求的前提下，力求构造经济平安，施工便利。二设计标准1大路工程技术标准jtg b01-2003；2大路桥涵设计通用标准jtg-2004；3大路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计标准jtg-2004；4大路桥涵地基与根底设计标准jtj024-1985；5大路工程牢靠度设计统一标准gb/t50283-1999；6大路桥涵施工技术标准jtj041-2000；7大路桥涵钢构造及木构造

2、设计标准jtj 026-90；8大路工程抗震设计标准jtj 005-96；9钢构造设计标准gbj17-88.三技术标准依据设计要求，主要技术指标如下：1设计荷载：一级大路，双向六车道；2设计车速：80km/h；3桥面宽度：双幅分别式，每幅桥宽17.5m：0.5m防撞栏+2m人行道+2.5m 右路肩+11.25m行车道+0.75m左路肩+0.5m防撞栏，两幅桥之间间距0.5m.4桥面坡度: 纵坡3%，横坡1.5%；5通航标准：iii-(2)级1个航道 ,双向通航孔，净高h为10m，净宽b为150m，上低宽b为131m，侧高h为6m,通航水位为326.473m；航道等级-26设计洪水频率: 按百年

3、一遇洪水频率,设计水位为337.765m；7设计基准期：100年。四水文地质概况本桥工程区段为k3+700k4+400，桥址位于内陆河，环境类别为类暖和或寒冷地区的大气环境、与无侵蚀性的水或土接触的环境，桥位与河道两岸顺直。两堤间距约700m，桥址河床断面属宽滩式河床断面。地质勘探结果说明，桥位区地质状况一般，河滩位置依次是低液限黏土，容许应力0=250 kpa；弱风化泥质灰岩，容许应力0=1000 kpa；微弱风化泥质灰岩，容许应力0=1200 kpa；微风化白云质灰岩，容许应力0= 2000 kpa，河槽局部依次是砂砾层，容许应力0=550 kpa，砂卵层，容许应力0=1200 kpa，依

4、据上述地质条件，设置端承桩。五大桥设计方案5.1 大桥总体方案构思全面贯彻“平安、有用、经济、美观的技术方针。1造价要求。所选桥型力求技术先进, 构造独特有别于附近已建桥梁, 同时满足工程数量省、造价低、投资少、经济合理的原那么。2施工要求。所选桥型应满足有成熟施工阅历、所需施工设备少、工艺简洁的要求, 以减小施工难度、加快施工进度、节约投资金额、保证施工质量。3通航要求。为削减船舶撞墩的机率, 确保桥梁的平安, 适当增大和合理布置通航孔跨径, 并且抵抗船舶撞击具有足够的平安, 同时所选桥应保证在施工时不能影响船只通行。4景观要求。桥梁作为一种功能性的构造物，同时也是一种美学的艺术。所以在满足

5、桥梁有用功能和桥下通航要求的前提下，力求桥梁造型美观，使大桥与四周环境相协调。并应最大限度地削减施工对河水及四周环境的污染。基于以上原那么再结合地质实际状况以及中国现有的常见桥型，本次设计选取了四种桥型：连续刚构桥，独塔双索面斜拉桥，三跨连续下承式钢管混凝土拱桥，自锚式混凝土悬索桥。最终综合各种因素，选取连续刚构桥作为推举方案。5.2 方案一：连续刚构桥5.2.1 主桥设计1总体布置1方案构思随着交通运输特殊是一级级大路的快速进展，对行车平顺舒适提出了更高的要求。而悬臂梁桥和t形刚构桥由于形变比拟大的缘由均难满足这个要求，超静定构造的连续钢构桥以其构造刚度大、变形小、伸缩缝少和行车平稳舒适等突

6、出优点而得到快速进展。与连续梁桥相比，连续刚构桥在墩顶处由恒载产生的弯矩要小，所以在特大跨连续梁体系桥中，一般考虑采纳连续刚构桥。变截面连续刚构桥立面多采纳不等跨布置，边主跨比一般为0.50.692，梁底曲线可采纳二次抛物线、折线和介于折线与二次抛物线之间的1.51.8次抛物线，其中抛物线的改变规律应与连续梁的弯矩改变规律接近。本桥河床较为平坦，基岩埋深较浅，可以用法较大跨径以满足通航和泄洪要求。由于是iii-(2)级航道，通航净宽为150m，设一个通航孔，考虑到桥墩布置、地质、地形和通航充裕等条件，取主跨为160m。连续刚构桥的边主跨比为：0.50.692之间，本桥考虑取两桥台之间长度为70

7、0m。由于桥位地质条件好，而引桥的标准跨为一般30m、40m 或50m,，故跨径布置为：2×50+40+50预制预应力简支t梁+100+160+100+3×50预制预应力简支t梁=700m，这时边主跨比100/160=0.625满足要求。图1.1 连续刚构桥方案总体布置图单位:cm 2桥面标高确定：1竖曲线设计：依据大路工程技术标准高速大路竖曲线半径一般取值为4500m 、最小值为3000m ，但考虑到避开桥台高度过低，在桥梁竖曲线和纵坡满足标准的前提下，本方案竖曲线半径采纳r 3000m 。竖曲线根本要素为：竖曲线长度l=270m 、切线长t 135m 、竖曲线外距e=3

8、.04m 。2桥面标高：本桥桥面标高依据设计水位、桥下通航通车净空、桥两端引道标高的需要，并结合桥型跨径等综合考虑。 按设计水位计算桥面标高，计算公式如下：min j j o h h h h =+?+?式中： min h 桥面最低高程m ；j h 设计水位m 设计水位记入壅水、波浪高度等；j h ?桥向净空平安值m ；o h ?桥梁上部构造建筑高度。min h =337.765+1.5+3+0.10=342.365m(主桥跨中桥面标高) 按通航水位计算桥面标高：min th m o h h h h =+v式中：min h 桥面最低高程m th h 设计最高通航水位m m h 通航净空高度m o

9、 h v 桥梁上部构造建筑高度，包括桥面铺装层高度m 。 min h =326.473+10+3+0.1=339.573m 主桥跨中桥面标高 按路堤通车处计算桥面标高：路堤通车处通车净空4.5m ，上部构造建筑高度3.0m ，设计跨中桥面标高为：43.352+3+4.5=49.852 m 。综合上述标高，本方案标高取为49.852跨中桥面标高，由路堤通车处跨线标高确定。2 上部构造设计主桥上部构造采纳变截面箱梁， c50混凝土，桥梁宽度17.5m ，箱梁顶板宽度取17.5.0m ，底板宽取10.0m 。依据桥梁工程通常梁性刚柔桥，支点处箱梁截面的高跨比在1/161/20之间，跨中截面梁高约为支

10、点截面梁高的1/2.51/3.5，故本桥支点处梁高取9.5m ，高跨比为1/20，跨中梁高取4m ，跨中截面梁高为支点梁高1/3，高跨比为1/60。箱梁顶板厚取30cm ，腹板及底板采纳变截面，腹板厚度由墩跨中40cm 厚渐渐过渡至墩顶60cm 厚 , 底板厚度由墩跨中35cm 厚渐渐过渡至墩顶80cm 厚。梁高、底板厚度按二次抛物线改变，以满足受力及桥梁线形上的需要，腹板厚度按直线改变。本桥方案由于桥面宽度的要求，考虑采纳单箱单室断面 ，单箱单室断面构造简洁，受力明确，施工便利。图1.2 连续刚构桥方案主梁横截面图单位:cm3下部构造设计本桥地形平坦，通航孔布置范围较广，由钻探资料，本桥主要

11、地层第一层为沙砾层、其次层为砂卵层，采纳端承桩，入岩深度大于三倍桩直径，因此主桥根底采纳端承桩根底。主桥桥墩为双肢薄壁桥墩，主桥设4m厚钢筋混凝土承台。主桥根底采纳钻孔灌注桩，选择在枯水季节钻孔施工，主墩每墩桩数为24根，桩端入持力层厚度亦大于桩直径3倍。图1.3 连续刚构桥方案主桥桥墩大样图单位:cm5.2.2 引桥设计1桥跨布置2×50+40+50m预制预应力简支t梁+主跨局部+3×50m。2上部构造设计引桥上部构造采纳标准跨径为40m的预应力简支t梁，梁高为2m，预制宽度为2m，主梁吊装就位后浇筑0.4m的湿接缝，t梁间距为2m，跨中腹板厚度为0.2m，跨中马蹄宽度为

12、0.5m，高度为0.25m，斜坡高度0.15m，支点截面腹板厚度变为0.5m。图1.4 连续刚构桥方案引桥主梁截面图单位:cm3下部构造设计引桥桥墩采纳圆柱式桥墩，桥墩直径为1.5m，每一横截面共设有四个桥墩，每一个桥墩下面设置1.0 m直径的圆柱桩，中心距为2.5倍桩径，圆柱桩之间设置横系梁。4桥台设计本方案中，桥下地基良好，桥台接线处填土高度大约为10m左右，采纳构造简洁，费用较低的重力时桥台是比拟合理的选择。详细桥台的尺寸请参照相关图纸。5.3 方案二：独塔双索面斜拉桥5.3.1 主桥设计1总体布置:8×40m预应力混凝土简支t梁160m180m双塔双索面斜拉桥50m+30m

13、预应力混凝土简支t梁750m。图1.5 斜拉桥型总体布置图单位：cm1方案构思：独塔斜拉桥在河床地质、地形条件较好时，经济性比拟好，可以省去一个桥塔，无索区比双塔斜拉桥长，拉索用量少；其次，其活载最大挠度发生在拉索区，对受力有利，受收缩徐变及温度梯度的影响较小；再次，其构造布置敏捷，施工也比拟便利，可采纳悬臂浇筑、转体施工等方法。鉴于这些优点，并结合当地的地质条件，桥位处基岩埋深较浅，且匀称全都，承载力高，河槽偏于西岸，属于不对称情形，同时河面宽度约400m ，在其经济跨径的范围内，另外，桥位处视野开阔，高耸的桥塔进一步增加了大桥宏伟的气概，因此独塔斜拉桥是一个很具有竞争力的方案。2桥面标高确

14、定：1竖曲线设计：依据大路工程技术标准高速大路竖曲线半径一般取值为10000m 、最小值为6500m ，但考虑到避开桥台高度过高，在桥梁竖曲线和纵坡满足标准的前提下，本方案竖曲线半径采纳r 10000m 。竖曲线根本要素为：竖曲线长度l=400m 、切线长t 200m 、竖曲线外距e=2m 。( 2桥面标高：本桥桥面标高依据设计水位、桥下通航通车净空、桥两端引道标高的需要，并结合桥型跨径等综合考虑。 按设计水位计算桥面标高，计算公式如下：min j j o h h h h =+?+?式中： min h 桥面最低高程m ；j h 设计水位m 设计水位记入壅水、波浪高度等；j h ?桥向净空平安值

15、m ；o h ?桥梁上部构造建筑高度。min h =337.765+1.5+2.5+0.10=341.865m(主桥跨中桥面标高) 按通航水位计算桥面标高：min th m o h h h h =+vh桥面最低高程m式中：minh设计最高通航水位mthh通航净空高度mmh v桥梁上部构造建筑高度，包括桥面铺装层高度m。oh=326.473+10+2.5+0.1=339.073m主桥跨中桥面标高min2上部构造设计1. 主塔：桥面以上主塔顺桥向宽7m，桥面以下至承台渐渐过渡到10m。横桥向厚度为4m。桥塔总高度为108.8m，桥面以上高为89.50m。2. 主梁：主梁梁高为2.5m，桥面板行车道

16、做成1的双向横坡，桥面全宽26.5m。主梁截面采纳混凝土形式，其截面形式见图：图1.6 主梁截面形式单位：cm3 斜拉索：斜拉索采纳直径8mm的低松弛高强平行镀锌钢丝束。斜拉索外层防护采纳热挤双层pe防护套，外层防护套的颜色可依据景观要求选用。边跨斜拉索布置14m+17×8m+10m，主跨斜拉索布置15m+17×8m+29m，索横向间距为25.50m。全桥共设2×18对斜拉索。主塔两侧斜拉索的设计以避开产生较大的塔身弯矩为原那么。斜拉索两端用冷铸锚分别锚固于索塔和主梁上。斜拉索与主梁上的耳板采纳销铰式连接，通过耳板用高强螺栓与主梁连接，斜拉索中心线在耳板平面内摇摆。3下部构造设计主桥根底采纳端承群桩根底。考虑到美观性，枯水期桩不外露，承台位置尽可能靠近最低水位，本设计取承台中心面与最低水位平齐。承台尺寸取为36.00m 横桥向&#