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1、 XXXX景观桥梁工程设计方案 | 1 u 工程地理位置工程地理位置本桥 本本项项目目位位于于XXXX经经济济技技术术开开发发区区内内的的XXXX国国际际商商务务区区，XXXX比比邻邻黄黄海海之之滨滨，西西临临大大窑窑湾湾保保税税港港区区、东东临临金金石石滩滩国国家家旅旅游游度度假假区区，独独特特的的地地理理位位置置、优优越越的的区区位位优优势势、优优美美的的自自然然风风光光，是是发发展展现现代代产产业业、建建设设新新城城区的理想之地。区的理想之地。 桥桥梁梁位位于于商商务务区区内内5-25-2号号路路上上跨跨卧卧龙龙河河处处，全全长长122122米米。该该桥桥建建成成后后，不不但但是是开开发
2、发区区内内主主要要的的交交通通枢枢纽纽，也也是是城城市市文文化化的聚焦及展示城市形象的窗口。的聚焦及展示城市形象的窗口。 XXXX景观桥梁工程设计方案 | 1 u 区域定位与目标区域定位与目标结合XX总体规划定位，即“生生态态依依托托、智智力力创创新新、文文化化休休闲闲”，以及周边环境和项目特殊的区位因素，我们提出了 “ 开开拓拓创创新新、绿绿色色生生态态、文文化化休休闲闲、和和谐谐包包容容 ” 的的总总体体设设计计主主题题，使桥梁自身在体现“泛国际商务区”理念与精神的同时，更暗合出了XX特有的地域文化特色，最终达到视觉美学与结构力学的完美统一，使本案成为展现国际商务区精神乃至整个XX地区的标
3、志性景观构筑物“继往开来，开拓创新”，“立世界新标，展城市精神” XXXX景观桥梁工程设计方案 | 1 u 设计理念设计理念解构主义解构主义设计方案吸取解构主义的风格进行创作，将磐石“坚忍不拔”的精神与现代解构主义结合，造型风格独特，力争创造出代表XX新城城市精神的标志性景观构筑物。 坚忍不拔，屹立不倒的精神坚忍不拔，屹立不倒的精神“解构主义”设计风格抽象、夸张、现代，在一些“随形”和流动的建筑设计方案之中流露出贴近自然的浪漫品位。 设计大胆运用空间和几何结构。磐石击浪磐石击浪 XXXX景观桥梁工程设计方案 | 1 XXXX景观桥梁工程设计方案 | 3 XXXX景观桥梁工程设计方案 | 2 u
4、 技术标准技术标准l道路设计标准：城市主干道，设计行车速度为道路设计标准：城市主干道，设计行车速度为60km/h60km/hl桥梁设计荷载：公路桥梁设计荷载：公路级，人群荷载根据级，人群荷载根据公路桥涵设计通用规范公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004JTG D60-2004）取值）取值l横断面布置：双向横断面布置：双向8 8车道车道+4m+4m中央分隔带中央分隔带+2x3m+2x3m机非分隔带机非分隔带+2x4m+2x4m人行道人行道l抗震设防：地震基本烈度为抗震设防：地震基本烈度为度，地震动峰值加速度为度，地震动峰值加速度为0.15g0.15g，设计地震分组为第一组，设计地震分组为
5、第一组 ，场地类别为，场地类别为类类 l防洪标准：大桥设计按防洪标准：大桥设计按5050年一遇洪水位设防，其高程为年一遇洪水位设防，其高程为4.03m4.03ml通航标准：无通航要求。通航标准：无通航要求。l除上述要求外除上述要求外, ,还应符合国家各项规划技术规范、标准的有关要求还应符合国家各项规划技术规范、标准的有关要求 XXXX景观桥梁工程设计方案 | 2 u 规划河道规划河道 XXXX景观桥梁工程设计方案 | 2 u 地质剖面地质剖面地层土质主要是地层土质主要是细砂、中砂、卵石、含卵石粘土、强风化页岩、中风化石灰岩，分布较均匀细砂、中砂、卵石、含卵石粘土、强风化页岩、中风化石灰岩，分布
6、较均匀 。 XXXX景观桥梁工程设计方案 | 3 u 桥型布置图桥型布置图平面平面 XXXX景观桥梁工程设计方案 | 3 u 桥型布置图桥型布置图立面立面 XXXX景观桥梁工程设计方案 | 3 u 桥型布置图桥型布置图横断面横断面 XXXX景观桥梁工程设计方案 | 3 u 桥型布置图桥型布置图横断面横断面 XXXX景观桥梁工程设计方案 | 3 u 桥型布置图桥型布置图横断面横断面 XXXX景观桥梁工程设计方案 | 3 u 结构体系选定结构体系选定 根据本桥立面线型分析，塔柱前顶处转角较小，拱顶线形平坦，因此采用拱轴系数以及拱肋跨度较小的内侧拱轴线作为主受力迹线，外侧拱肋设计为主拱圈拉杆的受力模
7、式，以改善塔柱前顶点处的受力状态，并对结构整体稳定提供有利的支持。 根据本桥拱塔组合体系的受力特点，针对塔、梁以及拱肋的连接方式拟定下列三种较为适合本桥结构的体系进行比选。漂浮体系：主梁呈多点支承的连续梁受力模式，无明显的负弯矩峰值；塔柱仅承受吊杆力作用，受力明确。但由于主梁无索区范围较大（40m），边吊杆受力安全难以保证，因此本桥不宜采用此种结构体系。固结体系：前后塔柱分别与主梁固结，大大减小了主梁的计算跨度，提高了结构的整体刚度。缺点是在使用荷载作用下结构会产生较大的温度内力，难以克服，因此本桥不宜采用这种结构体系。前固结后支承体系：这种结构体系将主梁的受力模式调整为三跨连续梁受力模式，减
8、小了主梁的计算跨度，同时塔柱后支点与主梁仅发生竖向支承关系，释放了结构的转动约束，满足了塔柱温度内力的要求，适合本桥结构的受力要求。 通过上述三种结构体系的比较，确定本桥采用前固结通过上述三种结构体系的比较，确定本桥采用前固结后支承的结构体系。后支承的结构体系。 XXXX景观桥梁工程设计方案 | 3 u 主梁设计主梁设计 设计原则：1.主梁的横断面布置应满足道路通行的要求（通行宽度及净空）。 2.主梁的外形应在保证结构受力的前提下尽量与景观效果图接近。 3.主梁材料的选择应保证主梁自身及塔柱受力的需求。 由于结构采用前固结后支承的体系受力模式，塔柱跨中区段的受力主要受由吊杆传递的桥面重量决定，
9、因此在主梁设计时应尽量减轻桥面重量，同时桥面较宽，主梁横向抗弯刚度要求较高，因此针对本桥的受力特点，初步拟定下列断面形式进行比选。断面形式净空要求截面刚度（纵向）截面刚度（横向）主梁重量（t/m）结 论117主梁重量较大，吊索设计困难，不宜选用。38主梁重量及刚度可满足要求，但吊索锚点置于机非分隔带间，行车道净空不能保证，不宜选用。44吊索锚点置于人行道外，保证道路通行净空，但增加主梁横桥向计算跨度，横梁设计困难，同时需将后塔柱移置主梁外侧，景观效果差。47拆分原四车道成三车道与单车道分置吊索锚固区两侧，满足通行净空要求，适当增加桥面宽度，但减小了主梁横向计算跨度，改善了横梁受力，主梁外形与景
10、观设计相符，推荐采用。注：表中表示满足， 表示不满足 XXXX景观桥梁工程设计方案 | 3 u 塔柱设计塔柱设计 拱塔结合的塔柱造型是本桥结构最大的亮点，曲线变化的塔柱轴线，造型新颖，立体感强，因此在结构设计中未对塔柱及拱肋线形进行优化，通过结构受力分析确定该线形可满足结构整体受力的需求。在延续原景观设计的桥梁线形基础上，对塔柱、拱肋的断面设计及材料的选型进行比选。 塔柱、拱肋设计控制因素： 1.主塔断面尺寸应与塔柱整体线形协调，且应与景观设计提供的效果图相近； 2.主塔的断面设计应考虑施工的难易程度，塔柱外形的放样尽量做到简便、可行； 3.塔柱断面的布置及材料的选定的应满足结构受力的要求。
11、特别是：塔顶跨中区段直接承受吊杆作用，局部受力状态以受弯为主，受压为辅，而此处正是塔柱外形设计中最纤细的部分，因此截面材料的选择应具有较高的强度，断面形式的布置也应具有一定的刚度。 综合上述因素，本桥塔柱及拱肋采用能较好适应外形变化的薄壁钢箱断面，标准段钢板壁厚30mm，在塔柱前顶处及拱肋跨中区段局部顶、底板加厚至35mm，外侧拱肋受力较小，钢板壁厚降至20mm。 塔柱外形示意图（单位：m）说明：塔柱及拱肋实际外形复杂，右图中所用截面为简化后实际受力截面。 XXXX景观桥梁工程设计方案 | 3 u 钢混结合段设计钢混结合段设计 结合段设计是钢-混组合结构的关键部位，要求设计对各种荷载产生的轴力
12、、弯矩、扭矩和剪力的传递顺畅可靠，在荷载作用下具有一定的承载安全贮备，刚度过渡良好，耐久性好，抗疲劳性能好，力求减小应力集中，因此本桥塔柱钢混结合段的设计充分考虑以下控制因素：l 为保证结合段两种材料顺畅衔接，结构内力良好过渡，钢混结合段应尽量布置于塔柱弯矩较小的区域，以传递轴力为主。l 为保证钢结构的耐久性，钢混结合段构造应避免置于水中，最低应布置于常水位之上并留有50cm的安全净空。l 由于塔、梁固结处主梁悬臂跨度较大，固结处构造需要具备较大的刚度和稳定性，避免悬臂在活载作用下出现较大的位移。l 主塔钢混结合段的布置及塔梁固结处构造设计应充分考虑当地的建桥条件及施工特点，最大限度地方便施工
13、，节省造价。 综合上述因素，对钢混结合段分别布置于主梁上、中、下三个位置进行比选。 布置方式优 点缺 点结 论结合段置于主梁下方塔、梁固结处与塔柱钢混结合段分离，两构件受力明确塔梁固结处梁底距常水位高差较小（除去安全净空仅3.29m），结合段局部构造处理复杂。不宜采用结合段置于主梁中部1.避免钢混结合段遇水的问题；2.增大塔梁固结处刚度，改善了横梁的受力状态；3.两个构件结合点合并，简化施工步序。两个构件结合点合并，局部受力复杂，对施工工艺要求较高。推荐采用结合段置于主梁上方塔、梁固结处与塔柱钢混结合段分离，两构件受力明确两个构件结合点分离，增加了施工步序及砼材料量。不宜采用 XXXX景观桥梁
14、工程设计方案 | 3 主梁结合段构造布置图（单位：主梁结合段构造布置图（单位：cmcm） XXXX景观桥梁工程设计方案 | 3 u 吊索主梁锚固设计吊索主梁锚固设计 苏通大桥锚箱构造示意 锚箱构造复杂，承载能力大；锚板构造简单，施工方便，但对于大吨位拉索的锚固设计较难以及锚固点横向刚度较小。 吊索主梁锚固构造是主梁设计的关键环节，锚固方式的选择首先要确保连接可靠，能简捷地把索力传递至主梁全截面；其次，对于本桥吊索需在主梁侧张拉，锚固区应留有足够的张拉空间，并便于拉索更换和养护；第三是对于本桥横梁在吊索外仍具有较宽的承载空间，因此，应保证吊索区具备一定的横向刚度。通常情况下，对于主梁采用钢梁的桥
15、梁主梁吊索锚固方式分为锚箱及锚板。杭州湾大桥锚板构造示意 本桥吊索主梁锚固选择横向锚固刚度较大的锚箱构造，在满本桥吊索主梁锚固选择横向锚固刚度较大的锚箱构造，在满足锚点传力需求的同时，在锚固区设置双层加强横联实现锚箱两足锚点传力需求的同时，在锚固区设置双层加强横联实现锚箱两侧隔板刚度过渡，并提高锚固区刚度。侧隔板刚度过渡，并提高锚固区刚度。 XXXX景观桥梁工程设计方案 | 4 u 计算参数计算参数 自 重 ：钢材容重取78.5 KN/m3,混凝土容重26KN/m3。 二期恒载： 桥面铺装：0.124+0.08264.48 KN/m2 人行道 ： 0.2153 KN/m2 人行道地袱栏杆2 K
16、N/m，拉索区分隔带栏杆4 KN/m，中央防撞墩按10KN/m。 温 度 ：结构整体升温30度，整体降温35度 索、梁温差 10度 主塔日照温差 5度 钢梁日照温差 10度 车道荷载：公路级 车道折减系数：8车道加载，计入0.55车道折减系数 汽车冲击系数：f1.5，u0.05； 偏载系数：1.1 人群荷载：4 KN/m2 基础沉降：梁端及各个拱肋下部桩基不均匀沉降5mm XXXX景观桥梁工程设计方案 | 4 u 计算结果计算结果 验算构件验算项目荷载工况计算结果规范限值塔柱前顶处应力1+1标准组合拉应力111MPa 压应力172MPa201Mpa位移车道荷载前倾：0mm 后倾：3mm拱肋跨中
17、处应力1+1标准组合拉应力132MPa 压应力151MPa201Mpa位移车道荷载上拱：0mm 下挠：3mm150mm主梁纵向应力1+1标准组合拉应力68MPa 压应力73MPa210MPa位移车道荷载上挠：6mm 下挠：18mm150mm主梁横向应力1+1标准组合拉应力148MPa 压应力151MPa210MPa位移车道荷载上挠：0mm 下挠：17mm125mm斜拉索吊杆应力幅1+1标准组合129MPa210Mpa说明：1.1+1标准组合：恒载、活载、人群荷载、系统升、降温、主塔、主梁日照、索梁温差及基础沉降荷载按系数为1组合而成。2.拱肋前顶处及跨中位置局部采用35mm厚钢板，容许应力折减为201MPa。
