橋梁設計比選按方案

1、橋梁設計前期方案比選重要性淺析1、平安是橋梁結(jié)構(gòu)設計的前提隨著改革開放的力度加大,城市車輛的飛速開展,城市交通運輸十分繁忙,車速也在不斷提升,橋梁結(jié)構(gòu)不光要求結(jié)構(gòu)自身的受力平安,而且要求橋梁構(gòu)造的平安.在作樂山市大渡河龔嘴電站大橋設計中,我們設計組也進行了許多方案比選,有河中設墩的連續(xù)箱梁,有連續(xù)剛構(gòu),有上承式拱橋等橋梁結(jié)構(gòu)形式.根據(jù)實際的地形、地質(zhì)、地物,最后綜合比擬選擇了中承式拱橋,一跨135米跨過,保證了急流的大渡河流水斷面和橋梁結(jié)構(gòu)自身平安該橋驗算荷載為特種荷載-300,已于1999年10月通車,并進行了動、靜載實驗,運行良好c又如在大營坡立交橋設計中,橋墩是采用圓柱還是方柱問題上,我

2、們設計組也進行了結(jié)構(gòu)分析和討論,最終一致選擇用方柱,保證橋墩的結(jié)構(gòu)剛度因上部結(jié)構(gòu)傳下的偏心彎矩較大,方柱的四角采用了R15cm的圓角,以盡量減少橋下車輛對橋墩摩擦引起橋梁結(jié)構(gòu)的不平安和增強橋梁建筑的美觀.2、經(jīng)濟是橋梁結(jié)構(gòu)設計的保證一座橋梁建筑設計的再如何漂亮,假設它的造價比看上去一般化的橋梁高出許多,這座漂亮的橋梁設計也是失敗的.在樂山市大渡河龔嘴電站大橋設計中,定下采用中承式拱橋后,拱圈是用鋼筋碎呢,還是鋼管碎經(jīng)過比選,我們設計組采用了變截面鋼筋碎拱圈.由于本橋地處偏遠大山之中的大渡河上,當?shù)氐纳?、石料比擬豐富,可就地取材,而鋼管拱不僅昂貴,且鋼管運距也相當遠.故在橋梁設計中,在滿足結(jié)構(gòu)平

3、安的前提下,應盡量地考慮經(jīng)濟.3、功能在橋梁結(jié)構(gòu)設計中也不應無視城市橋梁不同于公路橋梁,在城市交通日益劇增的情況下,橋梁方案設計中,交通組織功能也要擺在重要的地位上,尤其是立交橋,不光橋上有車輛,橋下車輛也川流不息.如果不綜合考慮交通功能,下行車輛撞擊橋墩或有關橋梁局部,導致橋梁坍塌,這種事故在國內(nèi)外都有發(fā)生.作為橋梁設計人員必須注意這一點來進行橋梁方案比選,乃至方案確定后的橋梁分跨.在貴陽市都司路高架橋跨越中華路的大南門交叉口位置,設計者在地面設置了交通導流環(huán)島,一跨20米跨徑的橋梁正好處于環(huán)島內(nèi).橋梁建成后,隨著城市的開展,車輛的增多,該交叉口經(jīng)常塞車,不得已取消了地面環(huán)島.由于該交叉口的

4、橋梁跨徑較小,導致左轉(zhuǎn)車輛的行車軌跡不順暢,司機抱怨連天,這無疑是橋梁設計敗筆.4、美觀是橋梁設計必須考慮的一局部城市橋梁建筑不僅是交通工程中的重點建筑物,而且也是美化環(huán)境的點綴品,所以設計必須精心方案比選、精心設計、精心施工,以期求得在增加投資不多的條件下,取得橋梁美觀的效果.比方在城區(qū)建一座二、三十米跨度的立交橋,不管用鋼還是預應力碎,通常的做法是用一根等截面梁跨越,但由于人們的視覺有錯覺,所以往往把這根梁看成是帶下垂撓度的彎梁,看起來很不舒服,甚至有怕它掉下來的危險.我們在貴陽市中央環(huán)南線朝陽洞路一玉廠路立交橋方案設計中,有意把梁底線作成反拱線,在橋墩支點處稍微增加一點材料,但給橋下車輛

5、和行人一種平安美的感覺.實際上呈反拱的下弦就等于是一根弧形托梁,這是一種最簡單的支承,它融合在梁體內(nèi),變得看不出,可它能起到美化橋梁的作用.綜合考慮以上四項標準來進行橋梁方案比選,最后的設計、施工將會變得容易,建成后的橋梁才是平安美、經(jīng)濟美、功能美與環(huán)境、視角美.橋型方案的提由及結(jié)構(gòu)介紹1.1預應力混凝土連續(xù)梁橋(1)橋型介紹預應力混凝土連續(xù)箱粱是常用的一種橋梁結(jié)構(gòu)形式,屬于超靜定體系.其在恒載、活載作用下,產(chǎn)生的支點負彎矩對跨中正彎矩有卸載的作用,使其內(nèi)力狀態(tài)比擬均勻合理.結(jié)構(gòu)剛度大,變形小,動力性能好,豐梁變形撓曲線平緩,有利于高速行車.可采用懸臂施工法、頂推法、逐跨施工法施工,充分應用預

6、應力技術(shù)的優(yōu)點使施工設備機械化,生產(chǎn)工廠化；采用預制廠,預制主梁,然后安裝就位,張拉負彎矩鋼筋,形成連續(xù)結(jié)構(gòu),施工速度快.(2)尺寸擬定橋跨布置當采用多跨連續(xù)梁時,中間跨一般采用等跨布置,邊跨跨徑約為中跨的0.50.7倍,按此經(jīng)驗初步確定橋跨布置為：50+80+50,總長為180m.布置圖如圖1所示.圖1橋型布置圖(連續(xù)梁)截面尺寸超過60m跨徑的橋梁一般采用變截面梁較實惠,根據(jù)已建成的橋梁資料分析,支點截面的梁高H支約為(1/161/18)1(1為中間跨長),跨中梁高H中約為(1/1.51/2.5)H支.據(jù)此經(jīng)驗,支點梁高H支為5m,跨中梁高H中為3m,梁底根據(jù)二次拋物線變化.截面細部構(gòu)造圖

7、如圖2所示.圖2截面細部構(gòu)造圖1.2斜拉橋(1)橋型介紹斜拉橋主要由主梁、索塔、斜拉索三大局部組成,主梁在斜拉索的各點支撐作用下,像多跨彈性支承的連續(xù)梁一樣,使得彎矩值得以大大的降低,這不但可以使主梁尺寸大大減小,而且由于結(jié)構(gòu)自重顯著減輕,既節(jié)省了結(jié)構(gòu)材料,又能大幅度的增大橋梁的跨越水平.此外,斜拉索軸力的水平分力對主梁施加了預壓力,從而可以增加主梁的抗裂性能,節(jié)約了主梁中的預應力鋼材的用量.(2)橋跨布置對于主梁支撐于塔敦的支撐體系,為承受支點截面較大的負彎矩,在局部區(qū)段可加大梁高或加厚翼緣板厚度.主梁高度要大于橫梁高度,橫梁高度取決于橫梁的跨度.從橫向風力穩(wěn)定性角度考慮,采用雙索面,其搞垮

8、比一般為1/1001/150.混凝土主梁間距取為610m,多數(shù)取8m,拉索布置為扇形.根據(jù)主梁的受力要求或為了減小索面,拉索的豎直分力越大越好,考慮到主塔上拉索不能過于密集,主塔上拉索間距一般取1.62.2m.橋跨布置此橋采用單塔雙索面斜拉橋,跨度為140+140,主塔上斜拉索間距取2m,主梁上斜拉索間距取8m,根據(jù)塔高跨比為1/41/7,設其塔高為35m,其布置圖如圖3所示.圖3橋型布置圖(斜拉橋)截面尺寸根據(jù)高跨比的經(jīng)驗值,取梁高為1.3m,全橋采用等截面箱型截面.下部結(jié)構(gòu)主塔為整個結(jié)構(gòu)的受力根底,其根底為鉆孔灌注樁,承臺施工時采用雙壁鋼圍堰澆筑水下混凝土.2.3梁拱組合體系橋(1)橋型介

9、紹拱橋是我國公路上使用較廣泛的一種橋型.拱橋與梁橋的區(qū)別,不僅在于外形不同,更重要的是兩者的受力性能有較大的差異.由力學知,拱橋結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下,兩端將產(chǎn)生水平推力.正是這個水平推力,使拱內(nèi)產(chǎn)生軸向壓力,從而大大減小了拱圈的截面彎矩,使之成為偏心受壓構(gòu)件,截面上的應力分布與受彎梁的應力相比,較為均勻.因此,可以充分發(fā)揮主拱截面材料強度,使跨越水平增大.(2)尺寸擬定橋跨布置根據(jù)橋涵水文計算,在滿足通航要求的前提下,橋跨布置為40+100+40,總長為180m.拱上建筑為5X20的簡支梁橋,其布置圖如圖4所示.圖5橋型布置圖梁拱組合體系橋截面尺寸主拱圈采用等截面箱型鋼筋混凝土截面,拱上簡支梁的跨徑為20m,擬定采用T型截面鋼筋混凝土截面,根據(jù)經(jīng)驗初步擬定其細部構(gòu)造圖.下部結(jié)構(gòu)拱上建筑的墩身采用圓柱形墩身加鋼筋混凝土蓋梁,主拱圈根底采用群樁根底.2.方案比選各方案各指標如表1所示.表1方案比選指標內(nèi)橋I連續(xù)梁橋田梁拱橋IV斜拉橋橋跨布置50+80+5050+80+5090+90支點梁高5.0m2.0m1.3m跨中梁高3.0m2.0m1.3m特點結(jié)構(gòu)剛度人,義形小,動力性能好,豐梁及形撓曲線平緩,有利于高速行車.采用懸臂澆筑法施工時有臨時固結(jié).線形美觀,能充分發(fā)揮材料的性能,