公路桥梁毕业设计方案比选

1、桂江大桥设计方案比选1 概述：广西桂林至梧州高速大路马江至梧州段是国家规划西部8条省际大路中阿荣旗至北海公 路南宁至桂林支线的重要组成路段，也是国家重点大路临汾至三亚的规划路段，同时是广西大路骨架的重要组成部分；桂江大桥作为跨过桂江的主要结构物，对保证交通畅通和城镇进展， 起着不行替代的作用，它是路网建设中的关键节点；桂江大桥的设计方案方案挑选也就 显的尤为重要；综合考虑目前的造价掌握以及高速大路施工企业桥梁施工的普遍水平，高速大路上合理桥型的挑选总结起来有以下几点：1桥型方案挑选力求能适应当地的恶劣环境和交通运输条件的限制，合理挑选上部结构形式；2桥型方案挑选应结合桥梁重载车辆多的特点，不但

2、要选用结构受力明确、造型简捷、技术先进、牢靠，工程方案经济、合理，施工便利，质量易 于掌握的桥型，而且仍要充分考虑结构的耐久性和运营期间的养护费用；依据当地实际地势，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，采纳预制安装施工；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，使其内力状态比较匀称合理；结构刚

3、度大， 变形小， 动力性能好， 丰梁变形挠曲线平缓，有利于高速行车；可采纳悬臂施工法、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 桥跨布置当采纳多跨连续梁时，中间跨一般采纳等跨布置，边跨跨径约为中跨的0.5 0.7 倍，按此体会初步确定桥跨布置为：50+2 ×90+50，总长为 280m.布置图如图 1所示；引桥部分截面尺寸图1 桥型布置图（连续梁）超过 60m跨径的桥梁一般采纳变截面梁较实惠，依据已建成的桥梁资料分析，支点截面的梁高 h支约为（ 1/16

4、 1/18 ） ll为中间跨长 ，跨中梁高 h中约为（ 1/1.5 1/2.5 ） h支；据此体会， 支点梁高 h支为5.5m，跨中梁高 h中为2.5m, 梁底依据二次抛物线变化；截面细部构造图如图 2所示；2%2%40x2040x2040x2040x2040x2040x2040x2040x2040x4040x4040x4040x4040x4040x4040x4040x40支点截面跨中截面下部结构图 2 截面细部构造图（连续梁桥、连续钢构）主桥桥面标高较高，墩身采纳圆端型空心墩，桥台采纳柱式桥台，基础采纳钻孔灌注桩基础；其构造图如图3所示；连续梁桥墩连续钢构桥墩图3 桥墩细部构造图（ 4）施工

5、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，本次施工采纳悬臂浇筑法施工；（ 5）工程量估算主梁采纳 c50标号的混凝土，墩身采纳c30标号的混凝土，预应力钢筋为12-75低放松钢绞线，一般钢筋为hrb335钢筋；2主梁混凝土用量：桥梁半幅截面平均面积为115395.8235cm , 就全桥每延米混凝土用量33为23.2m ，总用量为 6496 m .预应力钢筋用量：采纳悬臂浇筑法施工，钢绞线总长大致为23730*2=47460m.一般钢筋用量：依据截面最小配筋率的要求，一般钢筋的截面面积为346cm2全桥总长 280m，就钢材用量为76*2=152t ；橡胶支座：全桥需

6、8个 3000kn的盆式橡胶支座；23墩身混凝土用量：截面面积为42319cm, 桥墩每延米混凝土用量为4.3m .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、施工体系转换便利、伸缩缝少、行车舒服、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样，悬臂挂篮平稳施工技术成熟，操作相对简洁；此外， 墩梁固结也在肯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暂时固结

7、、合龙后再行调整的这一施工环节；（ 2）尺寸拟定 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；引桥部分图4 桥型布置图（连续钢构）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；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；此桥桥墩采纳双薄壁矩形墩，桥台采纳柱式桥台，基础为钻孔灌注桩；其构造图如图3所示；（ 4）施工方法设计连续钢构因敦梁固结，在采纳悬臂浇筑法施工时免去了暂时固结的

8、施工和解除，因此其最佳施工方法为悬臂浇筑法施工，对于本桥采纳此方法施工；（ 5）工程量估算主梁采纳 c50标号的混凝土，墩身采纳c30标号的混凝土，预应力钢筋为12-75低放松钢绞线，一般钢筋为hrb335钢筋；主梁混凝土用量：桥梁半幅截面平均面积为115395.8235cm 2, 就全桥每延米混凝土用量33为23.2m ，总用量为 6496 m .预应力钢筋用量：采纳悬臂浇筑法施工，钢绞线总长大致为23730*2=47460m.2一般钢筋用量：依据截面最小配筋率的要求，一般钢筋的截面面积为346cm 全桥总长280m，就钢材用量为76*2=152t ；墩身混凝土用量：墩身截面面积为21000

9、0cm2 , 桥墩每延米混凝土用量为21m3.2.3 梁拱组合体系桥（ 1）桥型介绍拱桥是我国大路上使用较广泛的一种桥型；拱桥与梁桥的区分，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，较为匀称；因此，可以充分发挥主拱截面材料强度，使跨过才能增大；（ 2）尺寸拟定 桥跨布置依据桥涵水文运算，在满意通航要求的前提下，桥跨布置为 40+100× 2+40，总长为 280m.拱上建筑为 5×

10、; 20的简支梁桥，其布置图如图5所示；引桥部分截面尺寸图5 桥型布置图（梁拱组合体系桥）主拱圈采纳等截面箱型钢筋混凝土截面，拱上简支梁的跨径为20m，拟定采纳 t型截面钢筋混凝土截面，依据体会初步拟定其细部构造图，如图6所示；下部结构拱上建筑的墩身采纳圆柱形墩身加钢筋混凝土盖梁，主拱圈基础采纳群桩基础；（ 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，采纳缆索吊装拼装法；拱上建筑简支 t梁采纳预制安装法，以缩短工期；（ 5）工程量估算主拱圈采纳 c45的钢筋混凝土，拱上建筑墩身采纳c30钢筋混凝土，简支t梁采纳 c30

11、钢筋混凝土；钢筋为hrb335钢筋；23主拱圈混凝土用量：主拱圈截面面积为112400cm , 主拱圈混凝土用量为2248m .32简支 t梁混凝土用量：一片t梁截面面积为8467.5cm ，就总用量为 245m.23墩身混凝土用量：墩身截面面积为31400cm , 墩身每延米混凝土用量为3.14m ；2钢筋用量：由于没进行内力运算，只能依据截面配筋率大致估算，估算平均截面配筋率 为1%，就钢筋用量为（112400+31400+84675 ） *1%=2284.75cm , 就钢筋重量为501t ；20x2020x2020x2020x2020x2020x2020x2020x2020x2020x

12、2020x2020x2020x2020x2020x2020x20主拱圈及拱上建筑细部尺寸图简支t梁 细部尺寸图图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低，这不但可以使主梁尺寸大大减小， 而且由于结构自重显著减轻，既节约了结构材料， 又能大幅度的增大桥梁的跨过才能；此外，斜拉索轴力的水平分力对主梁施加了预压力，从而可以增加主梁的抗裂性能，节约了主梁中的预应力钢材的用量；（ 2）桥跨布置对于主梁支撑于塔敦的支撑体系，为承担支点截面较大的负弯矩，在局部区段可加

13、大梁 高或加厚翼缘板厚度；主梁高度要大于横梁高度，横梁高度取决于横梁的跨度；从横向风力稳固性角度考虑， 采纳双索面， 其搞垮比一般为1/100 1/150 ；混凝土主梁间距取为610m, 多数取8m，拉索布置为扇形；依据主梁的受力要求或为了减小索面，拉索的竖直分力越大越好，考虑到主塔上拉索不能过于密集，主塔上拉索间距一般取1.6 2.2m；桥跨布置此桥采纳单塔双索面斜拉桥，跨度为140+140，主塔上斜拉索间距取2m,主梁上斜拉索间距取 8m,依据塔高跨比为1/4 1/7 ，设其塔高为 35m,其布置图如图 7所示；引桥部分截面尺寸图7 桥型布置图（斜拉桥）依据高跨比的体会值，取梁高为 1.3

14、m, 全桥采纳等截面箱型截面，其细部构造图如图8所示；2%2%15x2015x20主梁截面h型主塔截面一支截面图8 截面细部构造图（斜拉桥）下部结构主塔为整个结构的受力基础，其基础为钻孔灌注桩，承台施工时采纳双壁钢围堰浇筑水下混凝土；（ 4）施工方法设计对于斜拉桥可以采纳现浇施工，也可采纳拼装预制梁的方法施工，仍可采纳转体施工；就施工条件而论，转体施工无法进行，此桥采纳拼装施工可以缩短工期，而且仍可保证量的质量；（ 5）工程量估算23主梁采纳 c30 混凝土，截面面积为134618.0831cm , 主梁混凝土用量为3769m.主塔混凝土用量：主塔采纳c50 号混凝土，截面面积为125500.

15、1953cm2, 就混凝土用量3为 451 m ；斜拉索用量：斜拉索总长为2640m；2钢筋用量：设截面配筋率为1%，就钢筋截面积为260118 cm , 钢筋总重为57t.3. 方案比选各方案各指标如表1 所示；表 1 方案比选指标内桥容型连续梁桥连续钢构梁拱桥斜拉桥指标单箱双室单箱双室2+50单箱双室单箱三室5.5m5.5m2.0m1.3m3.0m3.0m2.0m1.3m桥跨40+90× 2+4040+90×2+4050+100×布置截面形式支点梁高跨中梁高结构上主墩无支座、施工体系转140+140结构刚度大，变形小，动力性能好，丰梁变形挠曲线平缓，有利特点于

16、高速行车；采用悬臂浇筑法施工时有暂时固结；换便利、伸缩缝 少、行车舒服、 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；线形美观， 能充分发挥材 料的性能， 跨过才能大；桥型新奇，主梁高度较小，通航条件好；缺点经济型采纳悬臂浇筑法施工时存在暂时固结和拆除，需承载才能较大的支座；钢绞线用量3347460m,钢筋用 量为 152t ，c50 混凝土用量 6496m, 八个盆式橡胶支座，墩身 每延米 4.3m c30 混凝土；敦梁固结，在基础发生变位时不能修复；c50混凝土用量为 6496m3, 钢绞线为47460m，墩身每延米 21m

17、3 c30混凝土, 钢筋用量为 152t在两侧桥墩 处产生较大 的水平推力，对基础的要 求较高；3c45混凝土2248m,c30混凝土290m3, 钢筋用量为 501t ；斜拉索的张拉及调整较为困难，技术要求较高；鞍座设计受力复杂；c30 混凝土3769m3,c50 混凝土 451m3 , 斜拉索总长为2640m，钢筋用量为 57t ；结论举荐方案比选方案比选方案比选方案经过比较，我们挑选连续梁桥方案作为桂江大桥的设计方案；桥梁设计前期方案比选重要性浅析2021-03-08 14:18:18来源： 土木工程网收集整理rss 打印 复制链接 |大中小1、安全是桥梁结构设计的前提随着改革开放的力度

18、加大，城市车辆的飞速进展，城市交通运输特别繁忙，车速也在不断提高，桥梁结构不光要求结构自身的受力安全，而且要求桥梁构造的安全；在作乐山市大渡河龚嘴电站大桥设计中，我们设计组也进行了很多方案比选，有河中设墩的连续箱梁，有连续刚构，有上承式拱桥等桥梁结构形式；依据实际的地势、地质、地物，最终综合比较挑选了中承式拱桥，一跨 135 米跨过， 保证了急流的大渡河流水断面和桥梁结构自身安全（该桥验算荷载为特种荷载-300，已于 1999 年 10 月通车，并进行了动、静载试验，运行良好）；又如在大营坡立交桥设计中，桥墩是采纳圆柱仍是方柱问题上，我们设计组也进行了结构分析和争论，最终一样挑选用方柱，保证桥

19、墩的结构刚度（因上部结构传下的偏心弯矩较大），方柱的四角采纳了r15cm 的圆角， 以尽量削减桥下车辆对桥墩摩擦引起桥梁结构 的担心全和增强桥梁建筑的美观；2、经济是桥梁结构设计的保证一座桥梁建筑设计的再如何美丽，如它的造价比看上去一般化的桥梁高出很多，这座美丽的桥梁设计也是失败的；在乐山市大渡河龚嘴电站大桥设计中，定下采纳中承式拱桥后，拱圈是用钢筋砼呢，仍是钢管砼？经过比选，我们设计组采纳了变截面钢筋砼拱圈；由于本桥地处偏远大山之中的大渡河上，当地的砂、石料比较丰富，可就地取材，而钢管拱不仅昂贵，且钢管运距也相当远；故在桥梁设计中，在满意结构安全的前提下，应尽量地考虑经济；3、功能在桥梁结构

20、设计中也不应忽视城市桥梁不同于大路桥梁，在城市交通日益剧增的情形下，桥梁方案设计中，交通组织功能也要摆在重要的位置上，特别是立交桥， 不光桥上有车辆， 桥下车辆也川流不息；假如不综合考虑交通功能，下行车辆撞击桥墩或有关桥梁部分，导致桥梁坍塌， 这种事故在国内外都有发生；作为桥梁设计人员必需留意这一点来进行桥梁方案比选，乃至方案确定后的桥梁分跨； 在贵阳市都司路高架桥跨过中华路的大南门交叉口位置，设计者在地面设置了交通导流环岛，一跨20 米跨径的桥梁正好处于环岛内；桥梁建成后，随着城市的进展，车辆的增多，该交叉口常常塞车，不得已取消了地面环岛；由于该交叉口的桥梁跨径较小，导致左转车辆的行车轨迹不

21、顺畅，司机埋怨连天，这无疑是桥梁设计败笔；4、美观是桥梁设计必需考虑的一部分城市桥梁建筑不仅是交通工程中的重点建筑物，而且也是美化环境的点缀品，所以设计必需细心方案比选、细心设计、细心施工，以期求得在增加投资不多的条件下，取得桥梁美观的成效；比如在城区建一座二、三十米跨度的立交桥，不管用钢仍是预应力砼，通常的做法是用一根等截面梁跨过，但由于人们的视觉有错觉，所以往往把这根梁看成是带下垂挠度的弯梁，看起来很不舒服，甚至有怕它掉下来的危急；我们在贵阳市中心环南线朝阳洞路玉厂路立交桥方案设计中，有意把梁底线作成反拱线，在桥墩支点处略微增加一点材料，但给桥下车辆和行人一种安全美的感觉；实际上呈反拱的下

22、弦就等于是一根弧形托梁，这是一种最简洁的支承，它融合在梁体内，变得看不出，可它能起到美化桥梁的作用；综合考虑以上四项标准来进行桥梁方案比选，最终的设计、施工将会变得简洁，建成后的桥梁才是安全美、经济美、功能美与环境、视角美；设计原始资料1.地势、地貌、气象、工程地质及水文地质、地震烈度等自然情形（1） ）气象：天津地区气候属于暖温带亚潮湿大陆性季风气候区，部分地区受海洋气候影响； 四季分明， 冬季冰冷干旱， 春季大风频繁， 夏季酷热多雨， 雨量集中， 秋季冷暖变化显著； 年平均气温 12.20c，最冷月平均气温 -40c， 七月平均气温 26.40c；（2） ）工程地质：天津地铁一号线经过地区

23、处于海河冲积平原上，地势平整， 地势低平，地下水位埋深较浅，沿线分布了较多的粉砂、细砂、粉土，均为地震可液化层， 局部地段具有地震液化现象；沿线地层简洁，第四系地层广泛发育， 地层分布从上到下依次为人工积累层、新近沉积层、上部陆相层、第一海相层、中上部陆相层、上部及中上部地层广泛发育沉积有十几米厚的软土；a. 人工填土层，厚度5m，.k=100kpa；b. 粉质黏土，中密，厚度15m，.k=150 kpa；c. 粉质黏土，密实，厚度15m，.k=180kpa ；d. 粉质黏土，密实，厚度10m，.k=190kpa；第一章 方案比选一、桥型方案比选桥梁的形式可考虑拱桥、梁桥、梁拱组合桥和斜拉桥；

24、任选三种作比较，从安全、功能、经济、美观、施工、占地与工期多方面比选，最终确定桥梁形式；桥梁设计原就1适用性桥上应保证车辆和人群的安全畅通， 并应满意将来交通量增长的需要； 桥下应满意泄洪、安全通航或通车等要求； 建成的桥梁应保证使用年限， 并便于检查和修理；2舒服与安全性现代桥梁设计越来越强调舒服度，要掌握桥梁的竖向与横向振幅，防止车辆在桥上振动与冲击；整个桥跨结构及各部分构件，在制造、运输、安装和使用过程中应具有足够的强度、刚度、稳固性和耐久性；3经济性设计的经济性一般应占首位； 经济性应综合进展远景及将来的养护和修理等费用；4先进性桥梁设计应表达现代桥梁建设的新技术；应便于制造和架设，应

25、尽量采纳先进工艺技术和施工机械、设备，以利于削减劳动强度，加快施工进度，保证工程质量和施工安全；5美观一座桥梁， 特别是座落于城市的桥梁应具有美丽的外形，应与四周的景致相和谐；合理的结构布局和轮廓是美观的主要因素，决不应把美观片面的懂得为豪华的装饰；应依据上述原就，对桥梁作出综合评估；梁桥梁式桥是指其结构在垂直荷载的作用下，其支座仅产生垂直反力，而无水平 推力的桥梁；预应力混凝土梁式桥受力明确，理论运算较简洁， 设计和施工的方法日臻完善和成熟；预应力混凝土梁式桥具有以下主要特点：1）混凝土材料以砂、石为主，可 就地取材，成本较低； 2）结构造型敏捷，可模型好，可依据使用要求浇铸成各种外形的结构

26、； 3）结构的耐久性和耐火性较好，建成后修理费用较少；4）结构的整体性好，刚度较大，变性较小；5）可采纳预制方式建造，将桥梁的构件标 准化，进而实现工业化生产；6）结构自重较大，自重耗掉大部分材料的强度， 因而大大限制其跨过才能；7）预应力混凝土梁式桥可有效利用高强度材料，并 明显降低自重所占全部设计荷载的比重，既节约材料、增大其跨过才能，又提高其抗裂和抗疲惫的才能；8）预应力混凝土梁式桥所采纳的预应力技术为桥梁装 配式结构供应了最有效的拼装手段，通过施加纵向、横向预应力，使装配式结构集成整体，进一步扩大了装配式结构的应用范畴；拱桥拱桥的静力特点是，在竖直何在作用下，拱的两端不仅有竖直反力，而且仍有水平反力；由