橋梁初步設(shè)計方案比選

橋梁初步設(shè)計方案比選一．橋梁初步設(shè)計本冊設(shè)計為猛河大橋初步設(shè)計，猛河位于湖南省境內(nèi)。大橋的建設(shè)對推動該地區(qū)的經(jīng)本橋設(shè)計綜合考慮該地區(qū)地形、地貌、通航、河床特征、泄洪要求，在滿足使用要求1．《公路工程技術(shù)標準》(JTGB01-2003)；2．《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》(JTG-2004)；3．《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》(JTG-2004)；4．《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(JTJ024-1985)；5．《公路工程可靠度設(shè)計統(tǒng)一標準》(GB/T50283-1999)；6．《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ041-2000)；7．《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(JTJ026-90)；8．《公路工程抗震設(shè)計規(guī)范》(JTJ005-96)；9．《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GBJ17-88).本橋工程區(qū)段為K3+700~K4+400，橋址位于內(nèi)陸河，環(huán)境類別為Ⅰ類(溫暖或寒冷地區(qū)的大氣環(huán)境、與無侵蝕性的水或土接觸的環(huán)境)，橋位與河道兩岸順直。兩堤間距約KPa；微風(fēng)化白云質(zhì)灰?guī)r，容許應(yīng)力[σ0]=2000KPa，河槽部分依次是]=550KPa，砂卵層，容許應(yīng)力[σ0]=1200KPa，根據(jù)上述地質(zhì)條(1)總體布置(1)造價要求。所選橋型力求技術(shù)先進,結(jié)構(gòu)獨特有別于附近已建橋梁,同時滿足(2)施工要求。所選橋型應(yīng)滿足有成熟施工經(jīng)驗、所需施工設(shè)備少、工藝簡單的要(3)通航要求。為減少船舶撞墩的機率,確保橋梁的安全,適當(dāng)增大和合理布置通擊具有足夠的安全,同時所選橋應(yīng)保證在施工時不能影響船只(4)景觀要求。橋梁作為一種功能性的結(jié)構(gòu)物，同時也是一種美學(xué)的藝術(shù)。所以在協(xié)水及周圍環(huán)境的污染。求。而T較大的原因均難滿足這個要求，超靜定結(jié)構(gòu)的連續(xù)鋼構(gòu)縫少和行車平穩(wěn)舒適等突出優(yōu)點而得到迅速發(fā)展。與連由恒載產(chǎn)生的彎矩要小，所以在特大跨連續(xù)梁體系橋截面連續(xù)剛構(gòu)橋立面多采用不等跨布置，邊主跨比一般為~，梁底曲線可采用二次拋物線、折線和介于折線與二次拋物線之間的~次拋物線，其彎矩變化規(guī)律接近。可以使用較大跨徑以滿足通航和泄洪要求。由于航富余等條件，取主跨為160m。連續(xù)剛構(gòu)橋的邊主跨比為：~之間，本橋考慮取兩橋臺之m地質(zhì)條件好，而引橋的標準跨為一般30m、40m或50m,，故跨徑力簡支T梁)+100+160+100+3×50(預(yù)制預(yù)應(yīng)力簡支Tm。圖連續(xù)剛構(gòu)橋方案總體布置圖(單位:cm)(1)豎曲線設(shè)計：根據(jù)《公路工程技術(shù)規(guī)范》高速公路豎曲線半徑一般取值為4500m、最小值為3000m，但考慮到避免橋臺高度過低，在橋梁豎曲線和縱坡滿足規(guī)范的前方案豎曲線半徑采用R＝3000m。豎曲線基本要素為：豎曲線長度L=270m、切線長Tm外距E=。(2)橋面標高：本橋橋面標高根據(jù)設(shè)計水位、橋下通航(通車)凈空、橋兩端引道標式中：Hmin——橋面最低高程(m)；——設(shè)計水位(——設(shè)計水位(m)(設(shè)計水位記入壅水、波浪高度等)；jhj——橋向凈空安全值(m)；oh——橋梁上部結(jié)構(gòu)建筑高度。oHmin=++3+Hmin——橋面最低高程(m)HHth——設(shè)計最高通航水位(m)HHM——通航凈空高度(m)Hoh——橋梁上部結(jié)構(gòu)建筑高度，包括橋面鋪裝層高度(m)。oHmin=+10+3++=(主橋跨中橋面標高)綜合上述標高，本方案標高取為(跨中橋面標高)，由路堤通車處跨線標高確定。(2)上部結(jié)構(gòu)設(shè)計寬取。根據(jù)《橋梁工程》通常梁性剛?cè)針?，支點處箱梁截面的高跨比在1/16~1/20之間，跨中截面梁高約為支點截面梁高的1/~1/，故本橋支點處梁高取，高跨比為1/20，跨中梁m比為1/60。箱梁頂板厚取30cm，腹板及底板腹板厚度由墩跨中40cm厚逐漸過渡至墩頂60cm厚,底板厚度由墩跨中35cm厚逐漸過渡至墩頂80cm厚。梁高、底板厚度按二次拋物線變化，以滿足受力及橋梁線形上的需要，腹板厚度按直線變化。本橋方案由于橋面寬度的要求，考慮采用單箱單室斷圖連續(xù)剛構(gòu)橋方案主梁橫截面圖(單位:cm)(3)下部結(jié)構(gòu)設(shè)計本橋地形平坦，通航孔布置范圍較廣，由鉆探資料，本橋主要地層第一層為沙礫層、第二層為砂卵層，采用端承樁，入巖深度大于三倍樁直徑，因此主橋基礎(chǔ)采用端承樁基礎(chǔ)。主橋橋墩為雙肢薄壁橋墩，主橋設(shè)4m厚鋼筋混凝土承臺。主橋基礎(chǔ)采用鉆孔灌注圖連續(xù)剛構(gòu)橋方案主橋橋墩大樣圖(單位:cm)(1)橋跨布置m預(yù)應(yīng)力簡支T梁)+主跨部分+3×50m。(2)上部結(jié)構(gòu)設(shè)計圖連續(xù)剛構(gòu)橋方案引橋主梁截面圖(單位:cm)(3)下部結(jié)構(gòu)設(shè)計引橋橋墩采用圓柱式橋墩，橋墩直徑為，每一橫截面共設(shè)有四個橋墩，每一個橋墩下m設(shè)置橫系梁。。(4)橋臺設(shè)計本方案中，橋下地基良好，橋臺接線處填土高度大約為10m左右，采用構(gòu)造簡單，費用較低的重力時橋臺是比較合理的選擇。具體橋臺的尺寸請參照相關(guān)圖紙。方案二：獨塔雙索面斜拉橋(1)總體布置:m混凝土簡支T梁＋160m＋180m(雙塔雙索面斜拉橋)＋50m+30m預(yù)應(yīng)力混T750m。獨塔斜拉橋在河床地質(zhì)、地形條件較好時，經(jīng)濟性比較好，可以省去一個橋塔，無索區(qū)比雙塔斜拉橋長，拉索用量少；其次，其活載最大撓度發(fā)生在拉索區(qū)，對受力有利，受收縮徐變及溫度梯度的影響較?。辉俅?，其結(jié)構(gòu)布置靈活，施工也比較方便，可采用懸臂鑒于這些優(yōu)點，并結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件，橋位處基巖埋深較淺，且均勻一致，承載力高，河槽偏于西岸，屬于不對稱情形，同時河面寬度約400m，在其經(jīng)濟跨徑的范圍內(nèi)，另外，橋位處視野開闊，高聳的橋塔進一步增加了大橋雄偉的氣勢，因此獨塔斜拉橋是一個2．橋面標高確定：(1)豎曲線設(shè)計：根據(jù)《公路工程技術(shù)規(guī)范》高速公路豎曲線半徑一般取值為10000m、最小值為6500m，但考慮到避免橋臺高度過高，在橋梁豎曲線和縱坡滿足規(guī)范的線長T＝200m、豎曲線外距E=2m。((2)上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(2)橋面標高：本橋橋面標高根據(jù)設(shè)計水位、橋下通航(通車)凈空、橋兩端引道式中：Hmin——橋面最低高程(m)；——設(shè)計水位(——設(shè)計水位(m)(設(shè)計水位記入壅水、波浪高度等)；jjh——橋向凈空安全值(m)；joh——橋梁上部結(jié)構(gòu)建筑高度。oHmin=+++式中：Hmin——橋面最低高程(m)Hth——設(shè)計最高通航水位(m)HHM——通航凈空高度(m)ho——橋梁上部結(jié)構(gòu)建筑高度，包括橋面鋪裝層高度(m)。Hmin=+10++=(主橋跨中橋面標高)mm橋向厚度為4m。橋塔凝土形mm松弛高強平行鍍鋅鋼絲束。斜拉索外層防護采用熱擠雙層PE邊跨斜拉索布置14m+17×8m+10m，主跨斜拉索布置15m+17×8m+29m，索橫向間距為。全橋共設(shè)2×18對斜拉索。主塔兩側(cè)斜拉索的設(shè)計以避免產(chǎn)生較大的塔身彎矩為原則。斜拉索兩端用冷鑄錨分別錨固于索塔和主梁上。斜拉索與主梁上的耳板采用銷鉸式連接，通過耳板用高強螺栓與主梁連接，斜拉索中板平面內(nèi)擺動。(3)下部結(jié)構(gòu)設(shè)計主橋基礎(chǔ)采用端承群樁基礎(chǔ)?？紤]到美觀性，枯水期樁不外露，承臺位置盡可能靠近最低水位，本設(shè)計取承臺中心面與最低水位平齊。承臺尺寸取為(橫橋向)×(縱橋度大于三倍樁勁。(1)橋跨布置m制預(yù)應(yīng)力簡支T梁)+主跨部分+50m+40m。(2)上部結(jié)構(gòu)設(shè)計圖連續(xù)剛構(gòu)橋方案引橋主梁截面圖(單位:cm)(3)下部結(jié)構(gòu)設(shè)計引橋橋墩采用圓柱式橋墩，橋墩直徑為，每一橫截面共設(shè)有四個橋墩，每一個橋墩下m布置參考圖紙。(4)橋臺設(shè)計本方案中，橋下地基良好，橋臺接線處填土高度大約為10m左右，采用構(gòu)造簡單，費用較低的重力時橋臺是比較合理的選擇。具體橋臺的尺寸請參照相關(guān)圖紙。方案三：三跨連續(xù)下承式鋼管混凝土拱橋(1)總體布置中承式鋼管混凝土拱橋。主橋長700m，主跨長300m，采用對稱布拱橋是我國公路上使用廣泛的一種橋型，在豎向荷載作用下，兩端產(chǎn)生水平推力，使拱內(nèi)產(chǎn)生軸向壓力，大大減小了拱圈的彎矩，應(yīng)力分布均勻，跨越能力較大，拱圈的弧形使結(jié)構(gòu)擺脫了單純的直線組合，形式鮮活美觀。下承式拱橋不僅保持了拱橋一般的力學(xué)特點，特別是橋梁標高受限時，采用下承式拱橋可以降低橋面標高，方便兩端的接線，更重要的是下承式拱橋的拱圈中的巨大水平推力可以由系桿來承受，從而減小拱橋?qū)Φ鼗囊?，使基礎(chǔ)造價降低(1)豎曲線設(shè)計：根據(jù)《公路工程技術(shù)規(guī)范》高速公路豎曲線半徑一般取值為4500m、最小值為3000m，但考慮到避免橋臺高度過高，在橋梁豎曲線和縱坡滿足規(guī)范的前Lm(2)橋面標高：本橋橋面標高根據(jù)設(shè)計水位、橋下通航(通車)凈空、橋兩端引道①按設(shè)計水位計算橋面標高，計算公式如下：————設(shè)計水位(m)(設(shè)計水位記入壅水、波浪高度等)；jhj——橋向凈空安全值(m)；ho——橋梁上部結(jié)構(gòu)建筑高度。Hmin=++2+Hmin——橋面最低高程(m)HHth——設(shè)計最高通航水位(m)HHM——通航凈空高度(m)o——橋梁上部結(jié)構(gòu)建筑高度，包括橋面鋪裝層高度(m)。Hmin橋面標高)H綜合上述標高，本方案標高取為(跨中橋面標高)，由路堤通車處跨線標高確定。(2)上部結(jié)構(gòu)設(shè)計引橋上部主跨采用中承式懸鏈線無鉸拱，結(jié)構(gòu)采用鋼管混凝土桁架，六支桁式斷面，沿拱軸拱肋采用變高度(拱腳鋼管中心距8m,拱頂鋼管中心距4m)，預(yù)制寬度為4m，邊拱拱肋懸鏈線半拱，計算跨徑為75m，矢高為35m，矢跨比為1/,每肋由高4m,寬4m鋼筋混凝土箱梁組成，兩肋間設(shè)有一組“K”字和一組“米”字鋼管桁式架橫撐，它們與邊拱端部固結(jié)的預(yù)應(yīng)力混凝土端橫梁一起，組成一個穩(wěn)定的空間梁系結(jié)構(gòu)系桿與拱肋的連接，保證系桿能很要考慮系桿與行車道之間的相互作用，避免橋面因阻礙置箱梁的中間室內(nèi)，兩端錨固于邊跨混凝土箱梁梁段橫混凝土結(jié)構(gòu)，采用C50混凝土，錨體及拱座處埋設(shè)系桿預(yù)埋鋼橋共設(shè)37對吊桿。每根吊桿采用Φ7的低松弛鋼絞線，采用雙層HDPEHDPE設(shè)一隔離層，錨具采用OVM-LZM冷鑄墩頭錨，分別錨固與拱肋(1)橋跨布置m(預(yù)制預(yù)應(yīng)力簡支T梁)+主跨部分+30m+30m。(2)上部結(jié)構(gòu)設(shè)計mTmm梁圖連續(xù)剛構(gòu)橋方案引橋主梁截面圖(單位:cm)(3)下部結(jié)構(gòu)設(shè)計引橋橋墩采用圓柱式橋墩，橋墩直徑為，每一橫截面共設(shè)有四個橋墩，每一個橋墩下m布置參考圖紙。(4)橋臺設(shè)計本方案中，橋下地基良好，橋臺接線處填土高度大約為10m左右，采用構(gòu)造簡單，費用較低的重力時橋臺是比較合理的選擇。具體橋臺的尺寸請參照相關(guān)圖紙。方案四：自錨式混凝土懸索橋(1)總體布置(即錨跨)，因而可以利用加勁梁的水平支承能力來平衡主纜水平分力；利用錨跨自重來平衡主纜拉力的豎向分力，可節(jié)省龐大的錨碇工程。其二，可利用主纜水平分力為加勁梁提供壓應(yīng)力，因而加勁梁可采用普通混凝土結(jié)構(gòu)，節(jié)省了預(yù)應(yīng)力費用。自錨式懸索橋具有傳統(tǒng)懸索橋的主要審美特征，又能夠給我們一種格外的厚重、敦實、雄偉的感受?，F(xiàn)代橋梁除了滿足自身的結(jié)構(gòu)要求外，也越來越注重景觀設(shè)計，因此，自錨式懸索橋應(yīng)用前景是國內(nèi)外自錨式懸索橋參數(shù)：韓國永宗大橋125+300+125鋼梁韓國7×40m(預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土T形梁)＋75m+230m+75m(自錨式混凝土懸索橋)+50m+40：cm)本橋橋面標高根據(jù)設(shè)計水位、橋下通航(通車)凈空、橋兩端引道標高的需要，并結(jié)式中：Hmin——橋面最低高程(m)；——設(shè)計水位(——設(shè)計水位(m)(設(shè)計水位記入壅水、波浪高度等)；jhj——橋向凈空安全值(m)；oh——橋梁上部結(jié)構(gòu)建筑高度。oHmin=+++式中：Hmin——橋面最低高程(m)Hth——設(shè)計最高通航水位(m)HHM——通航凈空高度(m)o——橋梁上部結(jié)構(gòu)建筑高度，包括橋面鋪裝層高度(m)。Hmin橋面標高)H綜合上述標高，本方案標高取為(跨中橋面標高)。(2)上部結(jié)構(gòu)設(shè)計承受，所以主梁必須有一定的抗彎剛度，主梁的形式以采用具有一定抗彎剛度的箱形斷面較為合適。本方案選用鋼箱梁，減輕了體系的自重，在一定的跨度允許范圍內(nèi)，使橋梁的安全性指標、適用性指標、經(jīng)濟性指標、美觀性指標得到了完美的統(tǒng)一。對結(jié)構(gòu)受力而言，由于采用了自錨體軸力。圖圖梁斷面圖(單位：cm)本橋索塔塔高42m(主梁底部以上)，采用鋼筋混凝土門式橋塔，由兩根塔柱及一道，塔柱在縱向、橫向均為等寬度。塔柱底面高程，塔頂高程為。索塔包括塔柱、橫梁以及索塔附屬設(shè)施(索塔內(nèi)爬梯、除濕系統(tǒng))。為加強索塔橫向連系，提高索塔橫向(3)下部結(jié)構(gòu)設(shè)計塔基采用鉆孔群樁基礎(chǔ)，塔基采用21根直徑的鉆孔樁，樁底嵌入基巖層倍樁徑；樁案比選中，要注意下列四項主要標準：安全、功能、經(jīng)濟與美觀，其中自然橋型方案比較表:1分孔2橋長3縱坡4施工難易0m+100m++50m+40m易160m+180m+50m+40m技術(shù)+95+110m+95m+40m+50m+40m墩架設(shè)拱建臨時m+230m+75m+50m+40m，需要567高觀觀比較優(yōu)美，但施工相對困難，造價相對過高。根據(jù)則，綜合考慮地形、地質(zhì)、水文、河床特征、環(huán)境協(xié)混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋。連續(xù)剛構(gòu)橋受力均勻線條簡潔明sdsd