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1、 1第 1 章 设计任务简介1.1 设计资料基本数据及标准1.1.1 基本数据：表 1.1 桥位地形资料 里程桩号（m）地面标高（m）设计标高（m）K11+620.00247.89250.40+650.00238.36250.40+675.78217.52250.40+720.00206.00250.40+760.00220.20250.40+790.00238.32250.40+820.00244.06250.40+835.00252.77250.401.1.2 设计要求1、地面下 3 至 5 米为泥土覆盖层，覆盖层下为砂岩；2、设计荷载标准：公路-II 级；3、桥面宽度：0.15m（栏杆）
2、+2m（人行道）+7m+2m（人行道）+0.15m（栏杆）；4、无水文及通航要求；5、桥面横坡：双向 2%；6、多年平均气温为 17.9，极端最高气温 41.7，极端最低气温-3.5；7、地震烈度为 VI 度。1.1.3 设计依据及参考文献1) 中华人民共和国行业标准公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)22) 中华人民共和国行业标准公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)3) 中华人民共和国交通部行业标准公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000） 4) 中华人民共和国交通部行业标准公路桥涵地基与基础设计规范（JTJ024-85）5) 中华人民共和国交
3、通部行业标准公路桥涵勘测设计规范 (JTJ062-91)6) 中华人民共和国交通部行业标准公路圬工桥涵设计规范（JTG D61-2005）7) 梁桥手册（上、下）、拱桥手册（上、下）等3第 2 章 方案比选桥梁方案比选是初步设计阶段的工作重点，在此阶段先进行六个初步方案的比选，选出三个候选方案，在对比三个候选方案时，贯彻“实用，经济，安全，美观，有利于环保”的原则，最终选出合适的桥型。2.1 初选方案（六个）A.跨径组合为 52m+96m+52m 的连续刚构桥，主梁截面形式为单箱单室，箱梁根部高度为 5.5m，跨中梁高为 2.5m，变高度梁的截面变化规律采用 1.7 次抛物线，桥墩为双薄壁墩。
4、B.全长为 213m、净跨径为 100m，净矢跨比为 1/5 的上承式拱桥.C.5 跨 40m 简支梁桥，采用预制 T 梁，梁高 2.5m。D.独塔斜拉桥E.悬索桥F.双塔斜拉桥2.2 比选方案（三个）方案比选主要依据安全、实用、经济、美观、有利于环保的原则，同时考虑要符合桥梁发展规律，体现出现代新科技的成就。桥型的选择要求在技术上是可靠的，在施工上是切实可行的。综上所述，本次设计的三个比选方案如下：2.2.1 第一种方案上承式拱桥(一)方案布置（如图 2.1 所示）4图 2.1 单位：cm(二)桥孔布置该拱桥全长为 L=213m，主桥为上承式拱桥，净跨径为 l0=100m，净矢高为f0=20
5、m，净矢跨比为 f0/ l0=1/5，梁式拱上建筑为 L1=912.5m=112.5m，左右两岸引桥均为 18m 简支空心板梁。(三)上部结构主桥采用多条闭合箱肋组成的多室箱形截面的箱板拱，拱上建筑用立柱，间距 12.5米，上架设 0.7 米高的简支空心板；拱肋高 2.5 米；单肋箱顶板取 0.2 米，外侧腹板0.1 米，内侧腹板取 0.2 米；边跨同时采用 18 米简支空心板。(四)下部结构桥台基础和拱座基础均采用 C30 明挖扩大基础，主拱台采用齿形，用 C30 钢筋混凝土浇筑，引桥桥墩采用 C30 混凝土浇筑。(五) 施工方案本桥拱上立柱和墩身采用翻模或滑模施工；主拱圈采用缆索吊装施工；
6、桥面简支空心板均采用预制拼装。(六) 主要工程数量见表 2.1 表 2.1 全桥工程数量表材料结构C40 混凝土（）3mC30 混凝土（）3mC25 混凝 土（）3m钢 筋 （t）型钢 （t）主拱圈及拱上建筑958.9120.24.2主桥桥面板400.863.4预制 15m 梁403.430.147人行道板214.120.95铺装层208.122.8栏杆21.62.2桥墩300.62 32盖梁39.525.8主拱台1139.23.210下部结构桥台5542.45总计1971.22247.4421.6302.0912.2(七) 综合评价该拱桥能充分发挥混凝土的抗压性能，且由于该地区的地形较坦和无
7、水文要求，气候条件良好，施工进度受环境影响较小，施工中无体系转换，抗风能力较强，外形线形美观。但该桥对地基要求较高，施工要求较高，占用施工场地大；虽然从该拱桥工程数量表来看，改拱桥投资造价适中，但养护费用高， 这样增加了工程造价。2.2.2 第二种方案5 跨 40m 简支梁桥(一) 方案布置（如图 2.2 所示）图 2.2 单位：cm(二) 桥孔布置本桥全长为 210.5m，5 跨 40m 等截面连续梁桥。(三) 上部结构6主梁采用 T 梁截面，梁高 2.5m，横向由 5 片 T 梁连接而成，材料采用 C50 混凝土。(四) 下部结构桥墩采用直径双柱式桩柱墩，墩身直径 2.3m，用 C30 混
8、凝土浇筑。(五) 施工方案该桥采用架桥机吊装主梁逐跨架设施工；主梁在预制厂先预制好，然后运到工地吊装安装。桥墩和盖梁以及基础采用在工地现场浇筑施工。(六) 主要工程数量见表 2.2表 2.2 全桥工程数量表材料结构C50 混凝土（）3mC30 混凝土（）3mC25 混凝土（）3m钢 筋 （t）钢绞线 （t）型钢 （t）预制 T 梁1466.4143.358.716.7人行道板234.522.9铺装层208.122.8栏杆21.62.2桥墩墩身540.1 43.3 盖梁244.2 40 桩基540.143.3下部结构 桥台（含基础） 5542.45总计1674.52112.921.6314.95
9、58.716.7(七) 综合评价该桥采用装配式结构，工业化程度高，既提高了工程质量又加快了施工速度；整体性好，结构刚度大，变形小等。同时该桥的不足之处也非常明显：由于受到混凝土裂缝宽度的限制，所以拉应变或应力也将受到相应的制约。另外该桥伸缩缝数目较多，在每个墩台处都需设置伸缩缝，不利于高速行车，行车的舒适性也受到限制。2.2.3 第三种方案连续刚构桥(一) 方案布置（如图 2.3 所示）7图 2.3 单位：cm(二) 桥孔布置本桥全长为 210.3m，无引桥，主桥桥孔布置为 52+96+52m 的不等跨变截面连续梁桥，边跨与中跨比为 0.54。(三) 上部结构主梁采用箱型截面，跨中梁高为 2.
10、5m，支点处梁高为 5.5m，梁底变截面曲线为抛物线，主梁材料采用 C50 混凝土。(四) 下部结构采用双薄壁实心墩，消减了墩顶负弯矩峰值，此外，双薄壁墩在发洪水时，因为截面较小，可以减少洪水对桥墩的冲击，以保证桥墩的使用安全。(五) 施工方案主梁采用平衡悬臂现浇施工，桥墩和盖梁以及桩基采用在工地现场浇筑施工。(六) 主要工程数量见表 2.3表 2.3 全桥工程数量表材料结构C50 混凝土（）3mC30 混凝土（）3mC25 混凝土（）3m钢 筋 （t）钢绞线 （t）型钢 （t）箱梁2048.8199.592.637.8人行道板234.522.9铺装层208.122.8栏杆21.62.2下部结
11、构桥墩墩身1296 127 8桥台（含基础） 5542.45总计2256.92084.521.6376.8592.637.8(七) 综合评价该桥采用连续梁形式可以削减跨中正弯矩，提高桥梁承载能力，并且由于全桥连续，伸缩缝数目较少，只在桥台处设置伸缩缝，使得主梁在通车条件下变形挠曲线平缓，有利于高速行车，增加行车的舒适性。且由于该地区的地形较坦和洪水位较低，采用平衡悬臂现浇施工时，施工进度受环境影响较小。采用不等跨变截面布置形式使得桥梁结构外形线形美观，减轻结构自重，减少预应力筋数量等优点，但由于该地形较坦，同时桥梁跨径小，桥墩较矮，采用不等跨变截面布置时不能充分体现出不等跨变截面连续梁桥的优点
12、，且由于边跨与中跨比例为 0.5，需要在边跨箱梁内设置配重或者在桥台处设置拉力支座，使得局部施工麻烦，造价升高。2.3 方案的技术经济性表 2.4 方案的技术经济比较表 第一方案第二方案第三方案序号方案类比比较项目桥：上承式拱桥（l0=100m，f0=20m）桥长：202.5m桥：简支梁桥（5*40）m桥长：200m桥：连续刚构桥（52+96+52）桥长：200m1总造价一般较低一般2主要工程量C40 砼（m3）：1971.2C30 砼（m3）：2247.44C25 砼（m3）:21.6钢筋（t）：302.09C40 砼（m3）：1674.5C30 砼（m3）：2112.9C25 砼（m3）:
13、21.6C50 砼（m3）：2256.9C30 砼（m3）：2084.5C25 砼（m3）: 21.69钢筋（t）：314.95钢绞线(t): 58.7钢筋（t）：376.85钢绞线(t): 92.63工期一般较短较长4工艺技术要求已有成熟工艺技术经验，需用大量的吊装设备，施工要求较高，占用施工场地大， 已有成熟工艺技术经验，在进行下部结构施工的时候可以预制上部结构，缩短工期。且主跨架设施工简便。已有成熟工艺技术经验，采用通用的施工方法。主桥采用挂篮悬臂浇筑法，有四个施工工作面同时进行施工较易控制。5使用效果腹孔为简支腹孔，使得行车不够舒适，且矢跨比小，主拱受力较差。静定结构，受力较好，但伸缩
14、缝多，行车条件差，养护更换容易。属于超静定结构，全桥桥面连续，伸缩缝少，行车条件好。养护更换容易。2.4 推荐桥型方案经过以上经济技术比较后，可以看出连续刚构的行车舒适性要比另外两者好很多，且造价增多的不是很高，而且后期维护相对容易，故推选连续刚构桥方案作为推荐桥型方案：1）在受力上，其根部负弯矩对跨中正弯矩有卸载作用，双薄壁柔性墩可消减根部负弯矩峰值，减轻桥梁自身重量，提高跨越能力。2）在结构特征上，连续刚构桥结构刚度大，变形小，主梁连续有利于高速行车；墩梁固结可节省大型支座的昂贵费用，并且改善了结构在水平荷载作用下的受力性能。3）在施工方面，采用先进的挂篮悬臂施工，不仅在施工期间不影响桥下
15、通航或行车，同时密切配合设计和施工的要求，加快施工进度。10第 3 章 结构构造3.1 设计资料 3.1.1 材料性能参数1混凝土强度等级 C50，主要强度指标为：强度标准值 fck=32.4 MPa， ftk=2.65 MPa强度设计值 fcd=22.4 MPa, ftd=1.83 MPa弹性模量 Ec=3.45104 MPa强度等级 C30，主要强度指标为：强度标准值 fck=20.1 MPa, ftk=2.01 MPa强度设计值 fcd=13.8 MPa ftd=1.23 MPa弹性模量 Ec=3.00104 MPa2. 预应力钢筋采用 1x7 标准型-15.24-1860-II-GB/
16、T 52241995 钢绞线，其强度指标为：抗拉强度标准值 fpk=1860 MPa抗拉强度设计值 fpd=1260 MPa弹性模量 Ep=1.95105MPa3. 普通钢筋纵向抗拉普通钢筋采用 HRB400 钢筋，其强度指标为：11抗拉强度标准值 fsk=400 MPa抗拉强度设计值 fsd=330 MPa弹性模量 Es=2.0105MPa箍筋及构造钢筋采用 HRB335 钢筋，其强度指标为：抗拉强度标准值 fsk=335 MPa抗拉强度设计值 fsd=280 MPa弹性模量 Es=2.0105MPa3.2 结构尺寸拟定3.2.1 立面布置本桥边跨 52m，中跨 96m，边中跨之比为 0.54，箱梁高按 1.7 次抛物线变化。3.2.2 上部结构本方
