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1、 大桥施工图设计一、本课题设计研究的目的：通过桥梁毕业设计使学生运用所学的课程系统的训练，以便掌握桥梁的基本理论、基本知识和基本计算方法；通过毕业设计的实践，理论联系实践，独立完成设计，不断提高分析问题和解决问题的能力；通过毕业设计，不断提高查阅文献、计算、绘图、使用桥梁规范和设计手册，编写技术文件，运用电脑等基本技能，树立正确的设计思想，逐步掌握设计原则、设计方法和设计步骤；准守纪律，遵守校规、校纪，严谨负责，实事求是，刻苦钻研，相互协作，勇于创新。二、设计研究现状和发展趋势文献综述：一桥梁的现状和发展趋势20世纪各种大跨径桥梁均在国内外的桥梁工程中得以建设和高速发展。无论是结构型式、施工方
2、法，还是新型材料的应用均在不断地完善和进步。从世界上的典型工程实例中可见，大跨径桥梁在世界各地工程建设中有着重要的地位，必将有新的发展前景和开拓方向。按照桥梁主要承重结构的受力体系可以将桥梁分为斜拉桥、梁式桥、拱式桥、刚架桥、悬索桥，以下分别介绍这五种桥梁及其发展现状。1、 斜拉桥斜拉挢或称斜张挢，是指一种由一条或多主塔与钢缆组成来支撑桥面的桥梁。受力状态及特点：受拉斜拉索将主梁多点吊起，并将主梁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。塔柱基本上以受压为主。主梁就象多点弹性支承的连续梁，主梁内的弯矩大大减小。跨径：斜拉桥跨径一般是200M以上，最大跨径现为苏通大桥主跨1088M。
3、类型：斜拉桥主要桥型结构有双塔三跨式（图1），独塔双跨式（图2）和多塔多跨式（图3）。优点：由于受到斜拉索的弹性支承，弯矩较小，使得主梁尺寸大大减小，结构自重显著减轻，大幅度提高了斜拉桥的跨越能力，此外，由于塔柱，主梁和拉索形成稳定的三角形，斜拉桥的结构刚度较大，抗风能力较悬索桥要好得多缺点：当斜拉桥跨度较大时，悬臂施工的斜拉桥应悬臂长度过长，承受压力过大，而风险较大，塔高也过高，外锁过长，索垂度的影响使得索刚度大幅下降。需要进行防锈，此外，斜拉锁的老化和PE套的老化也是目前存在的难题。 图1：双塔三跨式 图2：独塔双跨式 图3：多塔多跨式 适用情况：一般说，斜拉桥跨径3001000m是合适的
4、，在这一跨径范围，斜拉桥与悬索桥相比，斜拉桥有较明显优势。德国著名桥梁专家F.leonhardt认为，即使跨径14O0m的斜拉桥也比同等跨径悬索桥的高强钢丝节省二分之一，其造价低30左右。一般斜拉桥的主跨要跨越河水较深，地质情况较复杂的通航河道。施工工艺及描述：悬臂拼装法：主要用在钢主梁的斜拉桥上，钢主梁在工厂加工制作，再运至桥位吊装就位。钢梁预制节段长度应从起吊能力和方便施工考虑，一般以1-2根斜拉索和2-4根横梁为宜，节段与节段之间的连接分为全断面焊接和全断面高强螺栓连接两种，连接之后必须按照设计精度进行校正。悬臂浇筑法：主要应用在预应力混凝土斜拉桥上，一般采用移动式挂篮作为主要施工设备，
5、以桥墩为中心，对称向两岸利用挂篮浇筑梁节段的混凝土，待混凝土达到要求强度后，便张拉预应力束，然后移动挂篮，进行下一节段的施工。斜拉桥的发展和展望：早期的斜拉桥主要是钢斜拉桥，直到60年代才开始出现少数的预应力混凝土PC斜拉桥。 进入70年代后，PC斜拉桥大量兴起。斜拉桥是我国大跨径桥梁最流行的桥型之一。目前为止建成或正在施工的斜拉桥共有3O余座，仅次于德国、日本，而居世界第三位。而大跨径混凝土斜拉桥的数量已居世界第一。现代斜拉桥的发展趋势是：桥跨向特大跨度即1000m以上发展；结构形式更为美观，表现为桥塔独特异形，桥面加劲梁更为轻巧。 斜拉桥列表：序号桥名国家主跨m建成年份1苏通大桥中国108
6、820082香港昂船洲大桥中国101820083多多罗大桥日本89019994诺曼底大桥法国85619955南京长江三桥南汊桥中国64820056南京长江二桥南汊桥中国62820017武汉白沙洲长江大桥中国62020088福州青洲闽江大桥中国61820009上海杨浦大桥中国605200110上海徐浦大桥中国60219932、 梁式桥梁式桥是以受弯为主的主梁作为主要承重构件的桥梁。受力状态及特点：梁式桥是一种在竖向荷载作用下无水平反力的结构。由于外力恒载和活载的作用方向与承重结构的轴线接近垂直，故与同样跨径的其他结构体系比，梁内产生的弯矩最大，通常需要抗弯能力强的材料钢、木、钢筋混凝土等来建造。
7、从受力特点梁桥可以分为简支梁桥，连续梁桥和悬臂梁桥。简支梁桥（图4）是以简支梁作为上部结构主要承重构件的梁桥。属于静定结构。优点：其构造简单，架设方便，结构内力不受地基变形，温度改变的影响。缺点： 简支梁桥各孔不连续，车辆在通过断缝时将产生跳跃，影响车速的提高。简支梁桥随着跨径增大，主梁内力将急剧增大，用料便相应增多，大跨径桥一般不用简支梁。适用情况：简支梁桥是中小跨度应用最广的桥型。施工方法：简支梁施工主要有两种方法，即就地浇筑法和预制安装法。就地浇筑法：直接在桥跨下面搭设支架，作为工作平台，然后在其上面立模浇筑梁体结构。预制拼装法：将桥跨结构用纵向竖缝划分为若干个独立的构件，在桥位附近专门
8、的预制场地或者工厂进行成批制作，然后将这些构件适时的运到桥孔处进行安装就位。 图4：简支梁桥 图5：连续梁桥连续梁桥（图5）是两跨或两跨以上连续的梁桥，属于超静定体系。优点：连续梁在恒活载作用下，产生的支点负弯矩对跨中正弯矩有卸载的作用，使内力状态比较均匀合理，因而梁高可以减小，由此可以增大桥下净空，节省材料，且刚度大，整体性好，超载能力大，安全度大，桥面伸缩缝少，并且因为跨中截面的弯矩减小，使得桥跨可以增大。缺点：连续梁桥主梁内有正弯矩和负弯矩，构造比较复杂。此外，连续梁桥的主梁是超静定结构，墩台的不均匀沉降会引起梁体各孔内力发生变化。适用情况：连续梁一般用于地基条件较好、跨径较大的桥梁上。
9、 图6： 悬臂梁桥 悬臂梁桥（图6）是以悬臂梁作为上部结构主要承重构件的梁桥。优点：恒活载下跨中弯矩比简支梁小，恒载弯矩图总面积比简支梁小，属于静定结构，无附加内力。缺点：悬臂端的挠度也较大，行车条件并不比简支梁桥有所改善。悬臂梁一片主梁的长度较同跨简支梁为长，施工安装上相应要困难些。适用情况：L=40 50m时，比简支梁经济合理。悬臂体系与连续体系的施工方法：逐孔法施工：有落地支架施工和移动模架施工两种。节段法施工:将每一跨结构划分为若干个节段，采用悬臂拼装或者悬臂浇筑两种方法逐段接长，然后进行体系转换。顶推法施工：在桥的一案或者两岸开辟预制场地，分节段的预制梁身，并用纵向预应力筋将各节段连
10、成整体，然后用水平液压千斤顶施力，将梁端向对岸顶推。梁桥的发展与展望： 简支T型梁桥我国公路上修建最多，早在50、60年代，我国就建造了许多T型梁桥，这种桥型对改善我国公路交通起到了重要作用。其发展趋势为：采用高强、低松弛钢绞线群锚：混凝土标号4060号；T形梁的翼缘板加宽，25m是合适的；吊装重量增加；为了减少接缝，改善行车，采用工型梁，现浇梁端横梁湿接头和桥面，在桥面现浇混凝土中布置负弯矩钢束，形成比桥面连续更进一步的“准连续”结构。70年代我国公路上开始修建连续箱梁桥，到目前为止我国已建成了多座连续箱梁桥。由于连续箱梁在构造、施工和使用上的优点，近年来建成预应力混凝土连续箱梁桥较多。其发
11、展趋势为：减轻结构自重，采用高标号混凝土4060号；随着建筑材料和预应力技术发展，其跨径增大，葡萄牙已建成250m的连续箱梁桥，超过这一跨径，也不是太经济的。我国公路系统从80年中期开始设计、建造连续刚构桥，至今方兴未艾。梁桥列表：序号桥名主跨跨径建成时间所在地1石板坡长江大桥330m2006年中国重庆2斯道玛大桥301m1998年挪威3拉大森德大桥298m1998年挪威4虎门大桥辅航道桥270m1997年中国广东5巴拉圭河桥270m1979年巴拉圭6苏通长江大桥专用航道桥268m2008年中国江苏7红河大桥265m2003年中国云南8门道桥260m1985年澳大利亚9瓦洛德二号桥260m19
12、94年挪威10泸州长江大桥252m2000年中国四川3、 拱式桥拱桥是指以拱作为主要承重结构的桥梁。按照拱上建筑的形式可以分为：实腹式拱桥及空腹式拱桥、组合体系式拱桥。按照拱轴线的型式可分为：圆弧拱桥、抛物线拱桥、悬链线拱桥。按照桥面的位置可分为：上承式拱桥、下承式拱桥、中承式拱桥。按照有无水平推力可分为：有推力拱桥、无推力拱桥。按照建筑材料的不同可分为：石拱桥、混凝土拱桥、钢拱桥。按照铰的多少可分为：两铰、三铰、无铰。实腹式拱桥（图7）是指拱上建筑作成实体结构，拱圈和主梁之间用石料或砌块填充的拱桥形式。优点：刚度比较大，构造简单，施工方便。缺点：随着桥梁跨径的增大，拱桥的自重迅速加大，无法作
13、成较大跨径的拱桥。适用情况：一般用在跨径较小的拱桥中，常用跨径为2030m。 图7:实腹式拱桥空腹式拱桥（图8）：是指拱圈和主梁之间用立柱支撑。优点：较实腹式拱桥轻巧，节省材料，外形美观，还有助于泄洪。缺点：施工比较麻烦，受力较复杂。适用情况：一般用在大跨径的桥梁中。 图8:空腹式拱桥组合体系式拱桥（图9）：由拱和梁组成主要承重结构的拱桥。通常用钢筋混凝土或钢结构建造。特点：兼有实腹式拱桥和空腹式拱桥的优点，跨越能力较大。适用情况：一般用在大、中跨度的桥梁中。 图9：组合体系式拱桥上承式拱桥（图10） ：桥面系设置在拱圈之上的拱桥。 优点：桥面系构造简单，拱圈与墩台的宽度较小，桥上视野开阔，施工方便。缺点：桥梁的建筑高度大，纵坡大和引桥长。适用情况：一般用在跨度较大的桥梁。 图10：上承式拱桥下承式拱桥（图11）：桥面系设置在拱圈之下的拱桥。优点：桥梁建筑高度很小，纵坡小，可节省引道长度。缺点：构造复杂，拱肋施工麻烦。适用情况：一般用于地基差的桥位上。 图11：下承式拱桥 中承式拱桥（图12）：桥面系设置在拱肋中部的拱桥。优点：建筑高度较小，引道较短。缺点：桥梁宽度大，构造较复杂，施工也较麻烦。 图12：中承式拱桥 三铰拱（图13）：在拱冠与拱端处均设铰的拱桥，属于静定结构。优点：对混凝土收缩、徐变、温度变化，以及墩台位移不受影响，适用于地质
