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1、 第1章 设 计 资 料1.1 基本资料及设计依据1.1.1 基本数据课题内容：一、勘察资料： 1建桥理由 云南普洱市规划的需要，建桥后将大大减少市中区车流量，改善市区交通。该桥位于云南普洱市，跨越小黑江。 2河流及水文情况历史最高水位：1020.8米；通航水位： 995.5米；常年水位： 988.0米；低水位： 979.2米； 3当地建筑材料情况砂石、钢材均可供应。 4气象情况最高温度：41；最低温度：5.1；最大风速：43m/s； 5地质情况基岩以紫红色粉砂质泥岩和泥质砂岩为主，覆盖层512m。二、桥位横断面地形资料桩号 地面标高 桩号 地面标高K1+212.69 1031.60 +328
2、.22 976.02+225.40 1021.40 +342.23 975.22+228.44 1021.36 +346.23 975.02+231.55 1017.87 +369.26 974.52+236.45 1014.43 +372.26 973.02+244.22 1005.68 +393.29 972.52+249.90 1000.42 +414.62 971.52+255.46 995.10 +422.92 979.02+259.39 993.98 +424.90 981.50+271.75 988.88 +426.19 982.08+274.13 984.87 +428.55
3、983.43+277.66 982.60 +432.02 987.12+282.41 979.02 +441.74 994.03+306.21 976.02 +457.50 999.19+310.22 976.02 +465.3 1006.50 +473.50 1012.60 +481.20 1021.30 +489.70 1027.91课题任务要求：对沙塘坝大桥进行设计，其设计标准为： 1设计荷载：公路I级； 2行车道宽：12m+21.5m（人行道）； 3通航标准：内河通航标准四级；主要参考文献（由指导教师选定）：公路桥涵设计通用规范（JTG D602004）公路圬工桥涵设计规范（JTG D
4、612005）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTG D622004）公路桥涵地基与基础设计规范（JTG D632007）公路桥涵设计手册梁桥（上、下册）公路桥涵设计手册拱桥（上、下册）公路桥涵设计手册基本资料公路桥涵设计手册墩台与基础桥梁工程（上册）范立础编桥梁工程（下册）顾安邦编桥梁施工与组织管理（上、下册）黄绳武编12桥梁毕业设计指导书第2章 桥型方案比选2.1方案比选桥型方案比选是初步设计阶段的工作重点，同时也为后续工作做铺垫。在此阶段先根据桥址处的河床断面、水文、地质、通航要求等拟定五个初选方案，将五个初选方案在米格纸上绘制在米格纸上。再对这五个方案进行比较，选出三个推荐
5、方案，再对比三个推荐方案，根据材料用量，施工难易程度、运行养护条件、对通航的影响等最终选出最合适的桥型。2.1.1 初选方案：（5个）1. 主桥为净跨径214.5m的中承式钢管混凝土拱桥，引桥为14.28m+14.88m的简支梁。2.跨径组合为65m+115.6m+65m的三跨连续刚构桥。3.跨径组合为65m+115.6m+65m的三跨连续梁桥。4. 主桥为净跨径214.5m的中承式箱肋拱桥，引桥为14.28m+14.88的简支梁。5.跨径组合为20m+205m+20m的三跨悬索桥。2.1.2 比选方案：（三个）方案比选主要依据施工难易、安全可靠、适用耐久、经济合理的原则，同时根据所在公路的作
6、用、性质和将来发展的要求，按照美观和有利于环保的原则设计。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：方案一：中承式钢管混凝土拱桥（图2.1）（1）桥跨布置：主跨为计算跨径217m的等截面悬链线中承式钢管混凝土拱桥，净矢跨比为1/5，净矢高为43.4m，主跨左边为14.28m的单跨钢筋混凝土简支梁，主跨右边为14.88m的单跨钢筋混凝土简支梁。（2）上部结构：主跨的上部结构采用两片四肢格构形的桁架腹杆拱肋通过K字横撑连成整体。拱肋高为4m，宽为2.5m，弦杆采用100022mm的钢管，内灌中交新C50混凝土，弦平联为50010mm的钢管，内灌中交
7、新C50混凝土，直腹杆和斜腹杆为50010mm的钢管，弦杆、横联管、横撑、直、斜杆都为中交新Q345钢。吊杆横梁为钢筋混凝土横梁，桥面板为钢筋混凝土空心板梁。（3）下部结构：拱座为重力式的台阶式拱座，拱上立柱为钢筋混凝土柱式立柱。简支梁的桥墩为双柱式，与主拱公用拱座作为基础，桥台为重力式桥台。（4）受力特征：拱桥主要承受压力，由于水平推力的作用，使得拱圈中的弯矩大大减小，同时恒载和活载所产生的内力主要由钢和混凝土组合截面承受。钢管对核心混凝土有套箍作用，既能受拉又能受压，同时核心混凝土增强了钢管壁的稳定性，使核心混凝土处于三向受力状态。（5）施工方法：主拱圈采用悬索吊装施工，跨中合拢；横梁采用
8、工厂预制，现场吊装，纵梁现场浇注；拱座采用明挖扩大基础的重力式拱座；引桥简支梁采用现场浇注，；桥台采用明挖扩大基础的重力式桥台。表2.1主要工程数量表 项目材料上部结构下部结构合计拱肋+横撑吊杆横梁纵梁拱座桥台+立柱+交接墩C50（m）2020636.39947.7925738.8686.629430C40（m）994.59994.59钢筋（T）445.48 663.456886.63754.748086.86钢绞线(T)52.4 52.4钢板(T)943 934（6） 综合评价：中承式钢管混凝土造型独特，线形明晰，与当地地形很协调，同时此处有很高的通航要求，所以采用缆索吊装施工方法时，不会影
9、响通航要求。还有采用钢管混凝土，可大幅节省材料：纵梁和横梁都在工厂预制，节约了施工时间；基础和拱座都采用明挖基础，节省了工程费用；同时在施工中钢管本身是耐侧压的模板，省去了支模、拆模等工序，也节约了时间。但是对于钢管混凝土拱桥的设计与施工都没有具体的规范指导，所以设计和施工中都存在一定的问题，譬如管内混凝土脱空，钢管焊接的问题，钢管的养护、管内混凝土开裂不易查不易补，组合截面受力分析存在误差等。 图2.1中承式钢管混凝土拱桥（尺寸单位：mm）方案二：预应力混凝土连续刚构桥（图2.2）（1） 桥跨布置：此方案的桥跨布置为65m+115.6m+65m的三跨连续型刚构桥。（2）上部结构：此桥采用二次
10、曲线，主梁采用单箱单室变高度箱梁，箱梁顶板宽15.5m，底板宽7.45m；根部梁高为7.3m，跨中梁高为2.66m；全桥箱梁顶板厚度不变，都为0.245m，腹板不等厚，跨中到根部从0.5m过渡到0.7m；底板为不等厚，由跨中向根部处随二次曲线y=ax2变化，逐渐变厚，从0.25m渐增加到0.5m；悬出部分长度相同，均为4.04m；人行道净宽1.5m，高0.2m，人行道护栏采用1.2m*0.25m。（3）下部结构：本方案下部结构采用双薄壁墩。横桥向墩总宽为7.455m, 纵桥向墩总宽为7.5m,单个宽2m,承台厚2m，9.479m9.45m，桩基础为柱式群桩基础，四支，单直径2.5m。桥台采用重
11、力式U型桥台，基础全部采用钻孔灌注桩基础。（4）受力特征：，它是一种墩梁固结，采用双薄壁墩使得顺桥向抗弯刚度和横桥向抗扭刚度大；顺桥向抗推刚度小， 对基础沉降，温度、收缩徐变及地震影响有利。（5）施工方法：对于主梁施工是采用挂篮悬臂浇筑法，在中间现浇合拢。桥基础施工采用钻孔灌注桩基础施工，墩身采用滑模施工，桥台采用明挖扩大基础施工。表2.2 主要工程数量表 项 目材料上部结构下部结构合计主梁横隔板桥面板及铺装墩桥台 基础承台C50（m）11000.1649.33204189.457 1374.45359.117882.87C40（m）5992.752 5992.752钢筋（T）2090.031
12、0.65 819.307419.596.225.13450.8钢绞线(T) 208.260 208.260预应力钢筋(T)132.0132.0钢板(T) 267 267沥青混凝土（m）320320（6）综合评价：1）连续刚构桥无伸缩缝。行车比较平顺、舒适。2）由于墩梁固结节省了昂贵的支座费用；3）采用双薄壁墩使得顺桥向抗弯刚度和横桥向抗扭刚度大；顺桥向抗推刚度小， 对基础沉降，温度、收缩徐变及地震影响有利；4）施工中采用悬臂浇筑不会影响通航要求。除了上述优点，还有很多缺点: 3）结构刚度、变形、动力性能不好，混凝土和钢材用量都很多，不经济。4)悬臂施工时，左右不对称，当靠近端部时边跨要配重来平
13、衡，所以增加了施工难度，同时基础施工在水下施工，也增加了施工费用和难度。5）抗撞击能力较弱，承受事故能力不好。图2.2 预应力混凝土 连续刚刚构桥（尺寸单位：mm）方案三：预应力混凝土连续梁桥（图2.3）（1） 桥跨布置：此方案的桥跨布置为65m+115.6m+65m的三跨连续型梁桥。（2）上部结构：此桥采用二次曲线，主梁采用单箱单室变高度箱梁，箱梁顶板宽15.5m，底板宽7.45m；根部梁高为7.3m，跨中梁高为2.66m；全桥箱梁顶板厚度不变，都为0.245m，腹板不等厚，跨中到根部从0.5m过渡到0.7m；底板为不等厚，由跨中向根部处随二次曲线y=ax2变化，逐渐变厚，从0.25m渐增加到0.5m；悬出部分长度相同，均为4.04m；人行道净宽1.5m，高0.2m，人行道护栏采用1.2m*0.25m。 （3）下部结构：本方案下部结构采用双柱式墩，直径2.5m,承台厚2m，4m4m，桩基础为双柱式基础，直径2.5m。桥台采用重力式U型桥台，基础全部采用钻孔灌注桩基础。（4）受力特征：，它是一种墩梁分离，主梁连续的桥梁由于采用连续体系
