桥梁初步设计方案比选.doc
《桥梁初步设计方案比选.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《桥梁初步设计方案比选.doc(23页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、一桥梁初步设计一 工程概况 本册设计为猛河大桥初步设计,猛河位于湖南省境内。大桥的建设对推动该地区的经济发展具有十分重要的意义。本桥设计综合考虑该地区地形、地貌、通航、河床特征、泄洪要求,在满足使用要求的前提下,力求结构经济安全,施工方便。二 设计规范1公路工程技术标准(JTG B01-2003);2公路桥涵设计通用规范(JTG-2004);3公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG-2004);4公路桥涵地基与基础设计规范(JTJ024-1985);5公路工程可靠度设计统一标准(GB/T50283-1999);6公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2000);7公路桥涵钢结构及木结构
2、设计规范(JTJ 026-90);8公路工程抗震设计规范(JTJ 005-96);9钢结构设计规范(GBJ17-88).三 技术标准 根据设计要求,主要技术指标如下: 1设计荷载:一级公路,双向六车道;2设计车速:80km/h;3桥面宽度:双幅分离式,每幅桥宽17.5m:0.5m防撞栏+2m人行道+2.5m右路肩+11.25m行车道+0.75m左路肩+0.5m防撞栏,两幅桥之间间距0.5m.4桥面坡度: 纵坡3%,横坡1.5%;5通航标准:III-(2)级1个航道 ,双向通航孔,净高H为10m,净宽B为150m,上低宽b为131m,侧高h为6m,通航水位为326.473m;航道等级-(2)6设
3、计洪水频率: 按百年一遇洪水频率,设计水位为337.765m;7设计基准期:100年。四 水文地质概况本桥工程区段为K3+700K4+400,桥址位于内陆河,环境类别为类(温暖或寒冷地区的大气环境、与无侵蚀性的水或土接触的环境),桥位与河道两岸顺直。两堤间距约700m,桥址河床断面属宽滩式河床断面。地质勘探结果表明,桥位区地质情况一般,河滩位置依次是低液限黏土,容许应力0=250 KPa;弱风化泥质灰岩,容许应力0=1000 KPa;微弱风化泥质灰岩,容许应力0=1200 KPa;微风化白云质灰岩,容许应力0= 2000 KPa,河槽部分依次是砂砾层,容许应力0=550 KPa,砂卵层,容许应
4、力0=1200 KPa,根据上述地质条件,设置端承桩。五 大桥设计方案5.1 大桥总体方案构思全面贯彻“安全、实用、经济、美观”的技术方针。(1)造价要求。所选桥型力求技术先进, 结构独特有别于附近已建桥梁, 同时满足工程数量省、造价低、投资少、经济合理的原则。(2)施工要求。所选桥型应满足有成熟施工经验、所需施工设备少、工艺简单的要求, 以减小施工难度、加快施工进度、节省投资金额、保证施工质量。(3)通航要求。为减少船舶撞墩的机率, 确保桥梁的安全, 适当增大和合理布置通航孔跨径, 并且抵抗船舶撞击具有足够的安全, 同时所选桥应保证在施工时不能影响船只通行。(4)景观要求。桥梁作为一种功能性
5、的结构物,同时也是一种美学的艺术。所以在满足桥梁实用功能和桥下通航要求的前提下,力求桥梁造型美观,使大桥与周围环境相协调。并应最大限度地减少施工对河水及周围环境的污染。 基于以上原则再结合地质实际情况以及中国现有的常见桥型,本次设计选取了四种桥型:连续刚构桥,独塔双索面斜拉桥,三跨连续下承式钢管混凝土拱桥,自锚式混凝土悬索桥。最后综合各种因素,选取连续刚构桥作为推荐方案。5.2 方案一:连续刚构桥5.2.1 主桥设计(1)总体布置1方案构思随着交通运输特别是一级级公路的迅速发展,对行车平顺舒适提出了更高的要求。而悬臂梁桥和T形刚构桥由于形变比较大的原因均难满足这个要求,超静定结构的连续钢构桥以
6、其结构刚度大、变形小、伸缩缝少和行车平稳舒适等突出优点而得到迅速发展。与连续梁桥相比,连续刚构桥在墩顶处由恒载产生的弯矩要小,所以在特大跨连续梁体系桥中,一般考虑采用连续刚构桥。变截面连续刚构桥立面多采用不等跨布置,边主跨比一般为0.50.692,梁底曲线可采用二次抛物线、折线和介于折线与二次抛物线之间的1.51.8次抛物线,其中抛物线的变化规律应与连续梁的弯矩变化规律接近。本桥河床较为平坦,基岩埋深较浅,可以使用较大跨径以满足通航和泄洪要求。由于是III-(2)级航道,通航净宽为150m,设一个通航孔,考虑到桥墩布置、地质、地形和通航富余等条件,取主跨为160m。连续刚构桥的边主跨比为:0.
7、50.692之间,本桥考虑取两桥台之间长度为700m。由于桥位地质条件好,而引桥的标准跨为一般30m、40m 或50m,,故跨径布置为:250+40+50( 预制预应力简支T梁 )+100+160+100+350( 预制预应力简支T梁 )=700m,这时边主跨比100/160=0.625满足要求。图1.1 连续刚构桥方案总体布置图(单位:cm)2桥面标高确定:(1)竖曲线设计:根据公路工程技术规范高速公路竖曲线半径一般取值为4500m、最小值为3000m,但考虑到避免桥台高度过低,在桥梁竖曲线和纵坡满足规范的前提下,本方案竖曲线半径采用R3000m。竖曲线基本要素为:竖曲线长度L=270m、切
8、线长T135m、竖曲线外距E=3.04m。(2)桥面标高:本桥桥面标高根据设计水位、桥下通航(通车)净空、桥两端引道标高的需要,并结合桥型跨径等综合考虑。 按设计水位计算桥面标高,计算公式如下: 式中: 桥面最低高程(m); 设计水位(m)(设计水位记入壅水、波浪高度等);桥向净空安全值(m);桥梁上部结构建筑高度。 337.765+1.5+3+0.10 =342.365m(主桥跨中桥面标高) 按通航水位计算桥面标高:式中:桥面最低高程(m) 设计最高通航水位(m) 通航净空高度(m) 桥梁上部结构建筑高度,包括桥面铺装层高度(m)。=326.473+10+3+0.1=339.573m(主桥跨
9、中桥面标高) 按路堤通车处计算桥面标高:路堤通车处通车净空4.5m,上部结构建筑高度3.0m,设计跨中桥面标高为:43.352+3+4.5=49.852 m。综合上述标高,本方案标高取为49.852(跨中桥面标高),由路堤通车处跨线标高确定。(2) 上部结构设计主桥上部结构采用变截面箱梁, C50混凝土,桥梁宽度17.5m,箱梁顶板宽度取17.5.0m,底板宽取10.0m。根据桥梁工程通常梁性刚柔桥,支点处箱梁截面的高跨比在1/161/20之间,跨中截面梁高约为支点截面梁高的1/2.51/3.5,故本桥支点处梁高取9.5m,高跨比为1/20,跨中梁高取4m,跨中截面梁高为支点梁高1/3,高跨比
10、为1/60。箱梁顶板厚取30cm,腹板及底板采用变截面,腹板厚度由墩跨中40cm厚逐渐过渡至墩顶60cm厚 , 底板厚度由墩跨中35cm厚逐渐过渡至墩顶80cm厚。梁高、底板厚度按二次抛物线变化,以满足受力及桥梁线形上的需要,腹板厚度按直线变化。本桥方案由于桥面宽度的要求,考虑采用单箱单室断面 ,单箱单室断面构造简单,受力明确,施工方便。图1.2 连续刚构桥方案主梁横截面图(单位:cm)(3) 下部结构设计 本桥地形平坦,通航孔布置范围较广,由钻探资料,本桥主要地层第一层为沙砾层、第二层为砂卵层,采用端承桩,入岩深度大于三倍桩直径,因此主桥基础采用端承桩基础。主桥桥墩为双肢薄壁桥墩,主桥设4m
11、厚钢筋混凝土承台。主桥基础采用钻孔灌注桩,选择在枯水季节钻孔施工,主墩每墩桩数为24根,桩端入持力层厚度亦大于桩直径3倍。图1.3 连续刚构桥方案主桥桥墩大样图(单位:cm)5.2.2 引桥设计(1) 桥跨布置250+40+50m( 预制预应力简支T梁 )+主跨部分+350m。(2) 上部结构设计引桥上部结构采用标准跨径为40m的预应力简支T梁,梁高为2m,预制宽度为2m,主梁吊装就位后浇筑0.4m的湿接缝,T梁间距为2m,跨中腹板厚度为0.2m,跨中马蹄宽度为0.5m,高度为0.25m,斜坡高度0.15m,支点截面腹板厚度变为0.5m。图1.4 连续刚构桥方案引桥主梁截面图(单位:cm)(3
12、) 下部结构设计 引桥桥墩采用圆柱式桥墩,桥墩直径为1.5m,每一横截面共设有四个桥墩,每一个桥墩下面设置1.0 m直径的圆柱桩,中心距为2.5倍桩径,圆柱桩之间设置横系梁。(4) 桥台设计 本方案中,桥下地基良好,桥台接线处填土高度大约为10m左右,采用构造简单,费用较低的重力时桥台是比较合理的选择。具体桥台的尺寸请参照相关图纸。 5.3 方案二:独塔双索面斜拉桥5.3.1 主桥设计(1)总体布置: 840m预应力混凝土简支T梁160m180m(双塔双索面斜拉桥)50m+30m预应力混凝土简支T梁750m。 图1.5 斜拉桥型总体布置图(单位:cm)1方案构思 :独塔斜拉桥在河床地质、地形条
13、件较好时,经济性比较好,可以省去一个桥塔,无索区比双塔斜拉桥长,拉索用量少;其次,其活载最大挠度发生在拉索区,对受力有利,受收缩徐变及温度梯度的影响较小;再次,其结构布置灵活,施工也比较方便,可采用悬臂浇筑、转体施工等方法。鉴于这些优点,并结合当地的地质条件,桥位处基岩埋深较浅,且均匀一致,承载力高,河槽偏于西岸,属于不对称情形,同时河面宽度约400m,在其经济跨径的范围内,另外,桥位处视野开阔,高耸的桥塔进一步增加了大桥雄伟的气势,因此独塔斜拉桥是一个很具有竞争力的方案。2桥面标高确定: (1)竖曲线设计:根据公路工程技术规范高速公路竖曲线半径一般取值为10000m、最小值为6500m,但考
14、虑到避免桥台高度过高,在桥梁竖曲线和纵坡满足规范的前提下,本方案竖曲线半径采用R10000m。竖曲线基本要素为:竖曲线长度L=400m、切线长T200m、竖曲线外距E=2m。(( 2)桥面标高:本桥桥面标高根据设计水位、桥下通航(通车)净空、桥两端引道标高的需要,并结合桥型跨径等综合考虑。 按设计水位计算桥面标高,计算公式如下: 式中: 桥面最低高程(m); 设计水位(m)(设计水位记入壅水、波浪高度等);桥向净空安全值(m);桥梁上部结构建筑高度。 337.765+1.5+2.5+0.10 =341.865m(主桥跨中桥面标高) 按通航水位计算桥面标高:式中:桥面最低高程(m) 设计最高通航
15、水位(m) 通航净空高度(m) 桥梁上部结构建筑高度,包括桥面铺装层高度(m)。=326.473+10+2.5+0.1=339.073m(主桥跨中桥面标高)(2)上部结构设计1. 主 塔:桥面以上主塔顺桥向宽7m,桥面以下至承台逐渐过渡到10m。横桥向厚度为4m。桥塔总高度为108.8m,桥面以上高为89.50m。2. 主 梁 :主梁梁高为2.5m,桥面板行车道做成1的双向横坡,桥面全宽26.5m。主梁截面采用混凝土形式,其截面形式见图:图1.6 主梁截面形式(单位:cm)3 斜拉索:斜拉索采用直径8mm的低松弛高强平行镀锌钢丝束。斜拉索外层防护采用热挤双层PE防护套,外层防护套的颜色可根据景
16、观要求选用。边跨斜拉索布置14m+178m+10m,主跨斜拉索布置15m+178m+29m,索横向间距为25.50m。全桥共设218对斜拉索。主塔两侧斜拉索的设计以避免产生较大的塔身弯矩为原则。斜拉索两端用冷铸锚分别锚固于索塔和主梁上。斜拉索与主梁上的耳板采用销铰式连接,通过耳板用高强螺栓与主梁连接,斜拉索中心线在耳板平面内摆动。(3)下部结构设计主桥基础采用端承群桩基础。考虑到美观性,枯水期桩不外露,承台位置尽可能靠近最低水位,本设计取承台中心面与最低水位平齐。承台尺寸取为36.00m(横桥向)12.00m(纵桥向)4.0m(高)。基础由21根直径为2.0m的桩组成,纵向3排,间距4m,横向
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 桥梁 初步设计 方案

链接地址:https://www.31ppt.com/p-2652715.html