各种桥型桥梁比选.docx
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各种桥型桥梁比选
桥式方案比选
在方案比拟中主要有以下三项任务：
一是拟定桥梁图式，二是编制方案，三是技术经济比拟和最优方案的选定。
编制设计方案,通常是从桥梁分孔和拟定桥粱图式开场。
对一般跨度的桥梁，依据以往的设计经历，主跨与边跨的比值有一个范围，再由此选定可能实现的桥型图式，鼓励新式桥式的大胆采用。
一般选几个（通常2~4个）构思好、各具优点、但一时还难以断定孰优孰差的图式,作为进一步详细研究而进展比拟的方案。
对每一图式可在跨度、高度、矢度等方面大致按比例画在同样大小的桥址断面图上。
编制方案中，主要指标包括：
主要材料（普通钢筋、预应力钢筋、砼）用量、劳动力数量、全桥总造价（分上、下部构造列出）、工期、养护费用、运营条件、有无困难工程、特种机具。
其目的在于为每个桥式提供全面的技术经济指标，以便相互比拟，科学的从中选定最正确方案。
在编制方案中要拟定构造主要尺寸，并计算主要工程量。
有了工程量，采取相应的材料和劳动力定额以扩大单价，就可以确定全桥造价。
并且在每个方案中绘制出河床断面及地质分层的立面图和横断面图。
设计方案的评价和比拟要全面考虑上述各项指标，综合分析每一方案的有缺点，最后选定一个最正确的推荐方案。
按桥梁的设计原那么、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。
所以在比拟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。
在方案比拟中，除了绘制方案比拟图外，还应编写方案比拟说明书。
其中应说明编制方案的主要原那么，拟定方案的理由，方案比拟的综合评述，对于推荐方案的详细说明等。
有关拟定构造主要尺寸所作的各种计算资料，以及为估算三材指标和造价等所依据的文件名称，均以附件的形式载入。
在对本桥的设计中，选定三种桥式名分别是：
●预应力混凝土连续梁桥
●双肢薄壁刚构桥
●斜拉桥
2.2各种设计桥式特点
2.2.1预应力混凝土连续梁桥
一、构思宗旨：
1、在40～200m的跨径范围内，与其它构造体系比拟，常成为最正确的桥型方案。
2、预应力砼充分发挥了高强材料的特性，具有可靠强度、刚度以及抗裂性能。
3、构造在车辆运营中噪音小，维修工作量小。
4、其施工方法已到达相领先进的水平，工期短效益明显。
5、伸缩缝少，行车舒适，满足高速行车的要求。
再用滑动支座时，连续长度可增大。
温度、砼收缩X变产生的附加内力较小。
且全桥有较好的抗震性能。
6、连续梁内力的分布较合理，其刚度搭，对活载产生的动力影响较小。
混凝土收缩X变引起的变形也是最小的。
连续梁超载时有可能发生内力重分布，提高梁部构造的承载力。
7、除动墩外，连续梁的桥墩及根底尺寸都可以做得小些。
二、成桥经历资料
连续梁的边主跨的比值在0.6～0.7之间，较其它两种桥式比值要大，支点梁高与跨中梁高比值要小，在2.0左右。
表2—1国内预应力连续梁桥分析表
桥名
跨组合径
边主跨比
梁高
H中
H中/L
H支
H支/H中
珠江三桥
80＋110＋80
0.73
2.7
1/40.7
5.5
2.04
沙洋汉大桥
62.4＋6×111+62.4
0.56
2.5
1/44.4
6
2.4
华北大桥
70+100+70
0.7
3.3
1/30.3
6
1.82
松花江大桥
59+7×90+59
0.66
3
1月30日
5.4
1.8
三、尺寸拟定
在预应力混凝土连续梁桥的设计中分跨、主梁高度、横截面形式和主要尺寸的拟定是方案
设计中的关键所在。
通过以上资料比照，当主桥采用多跨简支连续梁时，采用等跨布置。
当跨径超过60m时，易采用变高梁高度梁，主梁高度根据统计资料：
变高度梁跨中截面h1=〔1/30~1/50〕L，变高度支点截面h2=〔1/16~1/25〕L，h1/h2=2.0~3.0箱型截面的顶板和底板是构造承受正负弯矩的主要工作部位，箱梁底板厚度随箱梁负弯矩的增大而逐渐加厚直至墩顶，以适应受压要求。
底板厚度约为梁高1/10~1/12。
跨中底板内需要配置一定数量的钢索和钢筋，跨中底板厚度一般在20~25cm。
腹板应考虑最小厚度，假设腹板内有预应力管道布置时，可采用25~30cm。
腹板在支点处的最大厚度约为30~60cm.
1、上部构造
〔1〕孔径布置
此桥是一座预应力混凝土连续梁桥，它由主桥和引组成，跨径组合为70m+112m+70m，边中跨比值为0.63，桥下为三级通航，纵坡1%，桥总长252m。
〔2〕顺桥尺寸
跨中梁高为3.0m，支点梁高6.0m，为主跨的1/20，梁底按二次抛物线变化。
〔3〕横桥向的尺寸
截面纵向为变截面，桥面宽25m,采用双幅单箱室。
顶板厚30cm,取全桥一致，支点处底板厚60cm，跨中厚为30cm，以方便布置预应力钢筋。
纵向上，梁底按二次抛物线变化，腹板在距支点四分之一跨度处以4m阶段直线变化。
顶部承托采用1：
2的比例，高度分别为30cm×60cm；底部采用1：
1的比例,高度分别为30cm×30cm。
桥面设20％的单向横坡。
图2-1连续梁桥支点处截面单位：
cm
图2-2连续梁桥跨中截面单位：
cm
〔4人行道板
其形式采用搁置式
具体尺寸见下列图：
2、下部构造
主桥桥面标高高，采用矩形截面空心墩，墩较高，为柔性墩，柔性墩有足够的柔度，在减小水平力的作用时很有效。
其它桥墩均为空心墩。
根底工程采用桩基型式，桩基施工虽采用比拟复杂的机具，但可节约不少材料和开挖基坑的土方量，施工过程中也不会遇到像深基坑那样的防水、防漏和防土等复杂问题；此外，它还具有承载力高，沉降量小，且均匀，能承受较大的垂直和水平荷载等特点。
在桥梁根底中，桩基是一种常用的型式。
本根底采用柱桩。
四、施工方案
连续梁最成熟的施工方法是挂蓝悬臂浇注的施工方法，为保证施工过程中构造的稳定可靠，采用0号块梁段与桥墩临时固结。
其具体措施是将0号块梁段临时支撑在扇形或门式托架的二侧。
第一步：
首先从B、C墩临开场对称悬臂施工。
第二步：
两边跨合拢，释放B、C墩临时固结措施，形成单悬臂梁。
第三步：
合拢中跨。
图2—3悬臂施工示意图
施工流程如下：
拼装模板，施工主墩
搭设墩旁托架施工0#
架设挂蓝，安装箱梁底模板，安装钢筋，预留X拉管道称悬臂浇注，养生拆模后X拉预应力钢筋
合拢边跨
合拢中跨
五、工程数量
工程数量是技术经济指标之一，它很直观的反映了一座桥梁建造的水平。
目前我国以每平方米桥面的三材〔混凝土，预应力钢筋，普通钢筋〕用量与每平方米桥面造价来表示预应力混凝土桥梁技术经济指标。
混凝土标号C50，墩身为C25，12－7φ5的低松弛钢绞线，Ⅱ级普通钢筋
预应力钢筋65.7kg/㎡
非预应力钢筋89.5kg/㎡
混凝土0.846m3/㎡
表2—2工程数量表
材料
预应力钢筋
普通钢筋
混凝土
规格
12-7φ5钢绞线
Ⅱ级钢筋
C50
C25
单位
t
t
M3
M3
上部构造
453.33
617.55
5837.4
下部构造
3713.7
2.2.2预应力混凝土双肢薄壁刚构桥
连续刚构是墩梁固结的连续构造，它利用高墩的柔度来适应构造由预应力、砼收缩、X变和温度变化引起的位移，是一种很有竞争潜力的桥型。
一、构思宗旨：
1、沿用桥位旧址处双肢薄壁铁路桥，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，跨度大，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、因墩与上部构造固结，在大跨度连续构造中减少了安装大型支座和养护上的麻烦，减少了桥墩及根底工程的材料用量，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X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，上部构造不断轻型化且连续长度可增长，由此可进一步简化预应力索类型。
二、成桥经历资料表
由以下统计质料可以总结如下规律：
连续刚构的边主跨径比在0.5～0.6之间，支点梁高为跨中梁高的3倍左右，顶板厚在25cm左右，腹板和底板是沿全桥变化底，腹板跨中为40cm左右，支点处为60~100cm之间。
表2—3国内局部连续刚构桥分析表
桥名
跨径组合
边主跨比
梁高
板厚
跨中
根部
数值
（m）
与中
跨比
数值
（m）
与跨
中比
顶板
（cm）
底板
（cm）
腹板
（cm）
江津长江大桥
162＋3×245＋162
0.663
4.2
1/53
13.5
3.2
25
32~120
50~80
XX跨海大桥
122＋221＋122
0.552
3
1/73
11
3.6
25
32~120
40~60
华南大桥
110＋190＋110
0.57
3
1/63
9.5
2.8
28
32~120
35~55
三、尺寸拟定
刚构桥底主要尺寸包括主梁跨度、墩柱高度、桥梁横向宽度。
这些尺寸要取决于主梁和支柱底刚度或两者的比例，主梁与支柱底刚度比决定了刚构桥的内力分布。
刚度比很大，受力趋于简支梁，刚度比拟小趋向于固端梁受力情况。
刚架桥两端悬出长度为中跨跨度的0.2～0.5两者之间。
假设悬臂加长，端支柱弯矩可以减小，跨中正弯矩也可以减小，但主梁变形较大，中跨主梁弯矩变化也较大。
对于主梁弯矩较大的三跨连续刚架桥，边跨一般为中跨的0.7倍。
主梁高度约为中跨跨度的1/30～1/40左右。
当采用变高度梁时，端部梁高可为跨中梁高的1.2～2.5倍，适当加大端部的主梁高度，可以减小截面正弯矩，这样可使大多数预应力钢筋布置在主梁的顶部，使其构造简单且施工简单。
1、上部构造
〔1〕孔径布置
主桥为三跨预应力连续刚构桥，引桥为预应力混凝土简支梁主桥桥孔布置为70m+112m+70m。
边跨与中跨的比值为0.63。
〔2〕纵桥向梁的尺寸
梁高采用变截面形式，梁底按二次抛物线变化，跨中梁高为3.0m，约为跨
度的1/37.3，支点梁高为6m，为跨中梁高的2倍。
〔3〕横截面尺寸
图2-4刚构桥支点处横截面图单位：
cm
顶板厚30cm,取全桥一致，支点处底板厚60cm，跨中厚为30cm，以方便布置预应力钢筋。
底板顶面按二次抛物线变化，腹板在距支点四分之一跨度处以4m阶段直线变化。
顶部承托采用1：
2的比例，高度分别为30cm×60cm；底部采用1：
1的比例,高度分别为30cm×30cm。
桥面设20％的单向横坡。
2、下部构造
主桥采用有两个横联的双肢薄壁墩，承当纵向水平力的作用，顶部与梁固结，中间设两个箱型横联。
主墩的根底采用桩基，大量减少根底工程量。
桥台为钢筋混凝土重力式U型桥台，其它桥墩均为混凝土空心墩，根底为桩型根底。
四、施工方案
本桥上部构造施工采用挂蓝悬臂浇注法施工。
合拢的顺序是先边跨后中跨，边跨和
中跨的合拢均采用支架法，且边跨合拢段与边跨同时浇注施工。
两个箱梁分开浇注，分别合拢后，再浇注横梁和桥面板。
在墩柱两侧设墩旁托架浇注0号块，挂蓝的施工阶段最长为4m，其它为3.5m、3.0m长，由于是墩梁固结的形式，如此就省去了临时固结的措施。
施工挂篮为斜拉式，其主要特点为自重轻，构造受力明确，拼装方便。
施工流程如下：
拼装模板，施工主墩
搭
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