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1、-1结构设计1.1方案比选1.1.1设计标准和规*设计标准 1、线路等级：公路一级 2、设计车速：60km/h3、桥面设计宽度：双向四车道，两侧各设2.0m人行道，2m（人行道）+7m（车行道）+2m（分隔带）+7m（车行道）+2m（人行道）=20m。4、桥面坡度：桥面横向坡度1.5%，桥面纵坡0.7%。5、设计荷载：公路I级；人群荷载：3.0KN/m2。6、地震基本烈度：7度，设计基本地震加速值为0.10g。设计规*1、公路钢筋混凝土与预应力混凝土桥涵设计规* JTG D62-20042、公路桥涵设计通用规* JTG D60-20041.1.2方案比选概述赫章大桥处于云贵高原乌蒙山脉北段。地
2、势北高南低，属构造侵蚀剥蚀型河谷地貌。大桥跨越赫章后河。桥区植被不发育，主要为荒地。桥区附近海拔1490m-1810m，相对最大高差320m。现对桥梁的形式进行方案比选，比选原则如下：（1）安全与舒适性整个桥跨结构及各部分构件，在制造、运输、安装和使用过程中应具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性，以满足桥梁安全性的要求。现代桥梁设计越来越强调舒适度，要控制桥梁的竖向与横向振幅，避免车辆在桥上振动与冲击，以满足桥梁舒适性的要求。（2）适用性桥上应保证车辆和人群的安全畅通，并应满足将来交通量增长的需要。桥下应满足泄洪等要求。建成的桥梁应保证使用年限，并便于检查和维修。（3）经济性设计的经济性应占较
3、重要的位置。经济性除建桥费用，还应考虑未来综合发展及养护和维修等费用。（4）美观一座桥梁，应与周围的景致相协调。有合理的结构布局和优美的轮廓是美观的主要因素，不应把美观片面地理解为豪华装饰。在安全、适应和经济前提下，尽可能使桥梁具有美观性。根据该桥的桥位地质、实际地形和水文资料，综合各备选方案上部结构形式及安全性、经济性、施工条件等因素，最后比选出三种桥型方案。拟定备选方案如下：方案一：连续梁桥，布跨形式为：103m+150m+103m；方案二：单塔斜拉桥，布跨形式为：200m+200m；方案三：T型刚构桥，布跨形式为：88m+140m+140m+88m。三个桥梁方案均可满足条件，具体方案比较
4、如下：1.1.3三跨预应力混凝土连续梁桥（103m+150m+103m）（1）桥型介绍预应力混凝土连续箱梁是常用的一种桥梁结构形式，属于超静定体系。其在恒载、活载作用下，产生的支点负弯矩对跨中正弯矩有卸载的作用，使其内力状态比较均匀合理。结构刚度大，变形小，动力性能好，主梁变形挠曲线平缓，有利于高速行车。可采用悬臂施工法、顶推法、逐跨施工法施工，充分应用预应力技术的优点使施工设备机械化，生产工厂化。预应力结构通过高强钢筋对混凝土预压，不仅充分发挥了高强材料的特性，而且提高了混凝土的抗裂性，促使结构轻型化，因而预应力混凝土结构具有比钢筋混凝土结构大得多的跨越能力。（2）尺寸拟定桥跨布置预应力混凝
5、土连续梁、连续刚构桥主跨一般不宜大于200m，主跨大于200m时应与其他桥型进行充分比选论证；一般情况下边中跨比不小于0.55，在过渡墩较高、边跨现浇段难以采用落地支架现浇时，边中跨比最小可采用0.53，以保证结构在最不利荷载作用下边墩支座有一定压力。边跨跨径约为中跨的0.60.8倍，按此经验初步确定桥跨布置为：103m+150m+103m，总长为356m.布置图如下图所示。截面尺寸为提高箱梁的承载能力，改善主梁的应力状况，箱梁应有足够的高度。箱梁根部梁高宜控制在主跨跨度的1/161/20，跨中梁高宜控制在主跨跨度的1/301/50，考虑到新的公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规*（JTG
6、D62-2004）的实施和荷载标准的调整，在净空不受限制的条件下可适当增加梁高，梁高宜按二次抛物线变化。截面尺寸拟订中，单箱单室顶板宽度一般小于20 米，单箱双室顶板宽度约为25米，双箱单室可达40米左右。支点截面的梁高H约为（1/16-1/20）L（L为中间跨跨长），跨中梁高H约为（1/1.5 -1/2.5）H。底板厚度与主跨之比宜为1/140-1/170，跨中区域底板厚度可按构造要求设计。截面细部构造图如下图所示。（3）施工方案设计连续梁桥的施工方法有先简支后连续法、顶推施工法、悬臂施工法等等，本次施工采用悬臂浇筑法施工。1.1.4单塔斜拉桥（200m+200m）（1）桥型介绍斜拉桥主要由
7、主梁、索塔、斜拉索三大部分组成，斜拉桥的基本受力特点是：受拉的斜索将主梁多点吊起，并将主梁的恒载和车辆等其它荷载传至塔柱，再通过塔柱基础传至地基。主梁在斜拉索的各点支撑作用下，像多跨弹性支承的连续梁一样，使得弯矩值得以大大的降低，这不但可以使主梁尺寸大大减小，而且由于结构自重显著减轻，既节省了结构材料，又能大幅度的增大桥梁的跨越能力。此外，斜拉索轴力的水平分力对主梁施加了预压力，从而可以增加主梁的抗裂性能，节约了主梁中的预应力钢材的用量。（2）桥跨布置对于主梁支撑于塔墩的支撑体系，为承受支点截面较大的负弯矩，在局部区段可加大梁高或加厚翼缘板厚度。从横向风力稳定性角度考虑，采用双索面，拉索布置为
8、扇形，混凝土主梁拉索间距多数为610m,取为8m，。根据主梁的受力要求或为了减小索面，拉索的竖直分力越大越好，考虑到主塔上拉索不能过于密集，主塔上拉索间距一般取1.62.2m。 桥跨布置此桥采用单塔双索面斜拉桥，跨度为200m+200m，主梁上斜拉索间距顺桥向取8m，主塔上斜拉索间距竖向取2m，设其塔高为90m,其布置图如下图所示。 截面尺寸根据高跨比的经验值，取梁高为3m,全桥采用等截面箱型截面，其细部构造图如下图所示。（3）施工方法设计对于斜拉桥可以采用现浇施工，也可采用拼装预制梁的方法施工，还可采用转体施工。就施工条件而论，转体施工无法进行，此桥采用拼装施工可以缩短工期，而且还可保证质量
9、。1.1.5T型刚构桥（88m+140m+140m+88m）（1） 桥型介绍 T刚构，是预应力混凝土梁桥常见形式之一。因其自身具有的结构轻巧、跨度大、施工机械化和装配化程度高等特点，而被广泛应用。T型刚构桥是在简支预应力桥和大跨钢筋土箱梁桥的基础上，在悬臂施工的影响下产生的。其上部结构可为箱梁、桁架或桁拱，与墩固结形成整体，桥型美观 、宏伟、轻型，适用于大跨悬臂平衡施工，可无支架跨越深水急流，避免下部施工困难或中断航运，也不需要体系转换，施工简便。（2） 尺寸拟定桥跨布置 桥梁全长共4跨。在桥垮布置时从结构上应使每个T构的悬臂长度相等，全桥挂梁等长。本方案拟定T构的悬臂长度为52m，挂梁的计算
10、跨径取用36m，其布置如下图所示。截面尺寸 T构横截面全宽21m采用双箱单室，箱宽5.48m，箱梁间顶板长4.84m，外侧悬臂板1.6m，人行道悬臂长度1.0m。其细部构造如下图所示。（3） 施工方法设计 T构采用分箱分段悬臂浇筑施工。T构悬臂长52m，分13个节段，每一节质量不超过180t。两个单箱分别悬浇施工，箱间用0.5m现浇带相连，再用横向预应力降两箱组成整体截面。使用箱梁内滑模板施工 ，特别用在薄腹板的高大截面以及钢筋和管道密集的箱梁，能够提高工效，减轻施工荷载，缩短工期，改善劳动强度和提高施工质量。 1.1.6方案比选总结最终方案的确定应遵循安全、适用、经济、美观”的原则，综合考虑
11、各个方案结构合理性、方案的造价、施工难度和外观等方面的优缺点，确定最终方案。本桥为跨越水库的公路桥，而非城市桥梁，对桥梁美观需求不高。斜拉桥虽然跨越能力大，但是其造价很高，而且维护费用高，需定期进行换索工作。并且拉索的*拉控制麻烦，索力调整对桥梁的线形及受力影响很大，施工工艺及精度要求很高。同时拉索是柔性体系，风力作用下会震动，需采用相应的措施，不然会影响桥上行车舒适及安全，再者斜拉桥横向刚度小，变形大。故在此公路桥设计中不推荐采用。当采用T型刚构桥时，为三向预应力体系，纵向预应力筋采用高强钢丝组成的钢束，锚头采用钢制锥形锚具，纵向钢束分有直束、竖弯束和平竖弯束，布置在箱梁的顶板和腹板内。每孔
12、挂梁的施工周期约为11d，工期太长，故不宜采用。预应力混凝土连续梁桥是预应力桥梁中的一种，其线条明快流畅，与周围景观搭配协调，具有整体性能好、结构刚度大、变形小、抗震性能好，特别是主梁变形挠曲线平缓，桥面伸缩缝少，行车舒适等优点且施工简单。在造价方面，成本低，在公路桥设计中采用得较多，有很多可以参照的工程实例。同时设计计算简单，故在本次设计中采用。各方案各指标如下表所示。指标容内型桥连续梁桥单塔斜拉桥T型刚构桥桥跨布置103m+150m+103m150m+150m456m截面形式双幅单箱单室单箱双室单箱双室支点梁高8.0m3.0m3.0m跨中梁高4.0m3.0m3.0m特点结构刚度大，变形小，
13、动力性能好，主梁变形挠曲线平缓，有利于高速行车。桥型新颖，桥梁美观，主梁高度较小，跨越能力大。能充分发挥材料的性能，承载能力大，跨越能力大。缺点采用悬臂浇筑法施工时存在临时固结和拆除，需承载能力较大的支座。斜拉索的*拉及调整较为困难，技术要求较高。鞍座设计受力复杂。对挂梁施工的技术要求很高，需求劳动力多，工期长。工艺技术要求技术先进，工艺要求严格。所需设备较少，占用施工场地少。施工过程复杂，斜拉桥索塔施工、主梁施工，斜拉索施工过程复杂。已有成熟的工艺技术经验，需用大量的吊装设备，占用施工场地大，需用劳动力多。工期短较长长养护养护需求少养护需求多养护需求多结论推荐方案比选方案比选方案综上所述,经
14、过前面的比较，本次设计选择三跨预应力混凝土连续梁桥方案作为赫章大桥的设计方案。1.2初步设计1.2.1设计基本资料赫章大桥位于毕威高速公路上,是毕威高速上的一座特大桥。大桥位于*省赫章县境内,地质复杂、地势险峻。赫章大桥的建设，对保障交通畅通和城镇发展起着不可替换的作用。大桥的起点桩号为K99+634.0，终点桩号为K100+090.0，桥梁全长为456m。设计标准 1、线路等级：公路一级 2、设计车速：60km/h3、桥面设计宽度：双向四车道，两侧各设2.0m人行道，2m（人行道）+7m（车行道）+2m（分隔带）+7m（车行道）+2m（人行道）=20m。4、桥面坡度：桥面横向坡度1.5%，桥
15、面纵坡0.7%。5、设计荷载：公路I级；人群荷载：3.0KN/m2。6、地震基本烈度：7度，设计基本地震加速值为0.10g。设计规*1、公路钢筋混凝土与预应力混凝土桥涵设计规* JTG D62-20042、公路桥涵设计通用规* JTG D60-20041.2.2主梁截面尺寸的拟定为提高箱梁的承载能力，改善主梁的应力状况，箱梁应有足够的高度。箱梁根部梁高宜控制在主跨跨度的1/161/18，跨中梁高宜控制在主跨跨度的1/301/55，考虑到新的公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规*（JTG D62-2004）的实施和荷载标准的调整，在净空不受限制的条件下可适当增加梁高，梁高宜按二次抛物线变化。截面尺寸拟订中，单箱单室顶板宽度一般小于20 米，单箱双室顶板宽度约为25米，双箱单室可达40米左右。支点截面的梁高H支约为（1/16-1/18）L（L为中间跨跨长），跨中梁高H约为（1/1.5 -1/2.5）H支。底板厚度与主跨之比宜为1/140-1/170，跨中区域底板厚度可按构造要求设计。主梁尺寸：主梁采用变截面箱梁，支点梁高为7.5m，与中跨孔径的比值为1/18
