橋式方案比選畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　橋式方案比選</b></p><p><b>　　1.目的與意義 </b></p><p>　　隨著社會經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步和人民生活水平的提高，人們對橋梁的實(shí)用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀以及環(huán)保都提出了更高的要求。根據(jù)建設(shè)單位的不同側(cè)重點(diǎn)則可能有多種不同設(shè)計(jì)方案。因此，我們必須通過各方面權(quán)衡的綜合比較分析才可能得到最科學(xué)最合理的設(shè)

2、計(jì)方案。</p><p><b>　　基本內(nèi)容和方法</b></p><p>　　首先根據(jù)其地質(zhì)情況及周圍環(huán)境選擇可以發(fā)揮承載能力的橋型和橋孔布置，要滿足漢鄂高速線路的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性的需求。符合安全性和適用性要求。</p><p>　　應(yīng)與其和諧協(xié)調(diào)建設(shè)，既要發(fā)揮交通功能，也要講究景觀效應(yīng)。同時結(jié)合地區(qū)的條件，合理選擇橋梁的造型，讓

3、橋梁的結(jié)構(gòu)與周圍環(huán)境和諧統(tǒng)一。符合美學(xué)要求。</p><p>　　橋梁建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性也是必須考慮的因素，既要滿足美觀實(shí)用也要滿足預(yù)算要求，盡量做到施工方便經(jīng)濟(jì)。</p><p>　　要滿足建設(shè)單位的要求前提下來在經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、美觀間取得最適合的權(quán)衡，同時不能偏廢任何一方面。</p><p>　　在西江橋的設(shè)計(jì)中，針對其主要功能以及橋梁的實(shí)用性，選定四種備選橋型：<

4、/p><p><b>　　方案一：斜拉橋；</b></p><p>　　方案二：混凝土拱橋；</p><p><b>　　方案三：剛架橋；</b></p><p>　　方案四：預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋。</p><p>　　橋梁的橋型是根據(jù)經(jīng)濟(jì)、合理、安全的原則來篩選的，根據(jù)公路等級

5、、通航要求、地質(zhì)條件、施工技術(shù)選擇2-4個橋型方案，擬定各方案的尺寸、上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)，根據(jù)擬定的尺寸估算混凝土和鋼筋的用量，方便之后的比選，根據(jù)橋梁比選原則，適用、經(jīng)濟(jì)、安全、美觀最終選擇一個方案。</p><p>　　根據(jù)所給地質(zhì)條件分析及施工技術(shù)的要求，選擇連續(xù)鋼構(gòu)形式、拱橋及斜拉橋三種設(shè)計(jì)形式進(jìn)行設(shè)計(jì)與計(jì)算，并進(jìn)行設(shè)計(jì)的比選。</p><p><b>　　2.1 斜拉橋

6、</b></p><p><b>　　斜拉橋的主要特點(diǎn)：</b></p><p>　　斜拉橋是將主梁用許多拉索直接拉在橋塔上的一種橋梁，是由承壓的塔、受拉的索和承彎的梁體組合起來的一種結(jié)構(gòu)體系。其可看作是拉索代替支墩的多跨彈性支承連續(xù)梁。其可使梁體內(nèi)彎矩減小，降低建筑高度，減輕了結(jié)構(gòu)重量，節(jié)省了材料。斜拉橋由索塔主梁、斜拉索組成。 </p>

7、<p>　　斜拉橋由索塔、主梁、斜拉索組成。索塔型式有A型、倒Y型、H型、獨(dú)柱，材料有鋼和混凝土的。斜拉索布置有單索面、平行雙索面、斜索面等。如武漢長江二橋、白沙洲大橋均為鋼筋混凝土雙塔雙索面斜拉橋?，F(xiàn)代斜拉橋可以追溯到1956年瑞典建成的斯特倫松德橋，主跨182．6米。歷經(jīng)半個世紀(jì)，斜拉橋技術(shù)得到空前發(fā)展，世界上已建成的主跨在200米以上的斜拉橋有200余座，其中跨徑大于400米的有40余座。尤其20世紀(jì)90年代后，世界上建

8、成的著名斜拉橋有：法國諾曼底斜拉橋，南京長江二橋南汊橋鋼箱梁斜拉橋，以及1999年日本建成的世界最大跨度的多多羅大橋。</p><p>　　與其他體系的大跨度橋梁比較，混凝土斜拉橋優(yōu)點(diǎn)：可使梁體內(nèi)彎矩減小，降低建筑高度，減輕了結(jié)構(gòu)重量，節(jié)省了材料，橋梁跨度較大，橋梁基礎(chǔ)較少、有利于跨越很寬的障礙物，橋梁造型美觀。一般說，斜拉橋跨徑300～1000m是合適的，在這一跨徑范圍，斜拉橋與懸索橋相比，斜拉橋有較明顯優(yōu)勢。

9、其缺點(diǎn)在于它是多次超靜定結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)計(jì)算復(fù)雜，施工中高空作業(yè)較多，且施工控制等技術(shù)要求嚴(yán)格。且它屬于柔性結(jié)構(gòu)，變形較大，后期維護(hù)工作量大，造價(jià)高。</p><p><b>　　2）斜拉橋施工：</b></p><p>　　斜拉橋施工分為主梁施工、索塔施工和拉鎖施工。</p><p>　　主梁施工又有兩種方法：一種是懸臂拼裝法，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是鋼主

10、梁和索塔可以同時在不同是場地進(jìn)行施工，具有施工快捷和方便的特點(diǎn)；二是懸臂澆注法，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)的整體性好，其不足之處在于整個施工過程中必須嚴(yán)格控制掛藍(lán)的變形和混凝土的收縮、徐變的影響，相當(dāng)于懸臂拼裝法而言其施工周期較長。因此我們選擇用懸臂拼裝法施工。</p><p><b>　　3）橋跨：</b></p><p>　　西江橋依據(jù)其地形資料大概可以擬定其主梁橋跨約

11、為350米，橋梁全長450米。</p><p><b>　　2.2 混凝土拱橋</b></p><p><b>　　1）拱橋的主要特點(diǎn)</b></p><p>　　拱橋是在豎直平面內(nèi)以拱作為上部結(jié)構(gòu)主要承重構(gòu)件的橋梁。拱橋是向上凸起的曲面，其最大主應(yīng)力沿拱橋曲面作用，沿拱橋垂直方向的最小主應(yīng)力為零。</p>

12、<p>　　拱橋的主要優(yōu)點(diǎn)是：跨越能力強(qiáng)，能充分的就地取材，與混凝土梁式橋相比，可以節(jié)省大量的鋼材和水泥；耐久性能好，維修養(yǎng)護(hù)費(fèi)用少；且其外形美觀。</p><p>　　拱橋的主要缺點(diǎn)是：一般拱橋上部結(jié)構(gòu)的紫紅比較大，且存在水平推力，下部結(jié)構(gòu)工程量增加，地質(zhì)要求條件高，施工工序較多，建橋時間也較長，一般情況下未能采用高度機(jī)械化和工業(yè)化的建造方法，輔助設(shè)備和勞動力用量較多；在連續(xù)多跨的大、中型結(jié)構(gòu)中，為防

13、止一跨破壞而影響全橋安全，需采取較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)措施，或應(yīng)設(shè)置抵抗單向水平推力的橋墩，增加了造價(jià)，而在滿足橋下凈空是，上承式拱的曲線地面將增加橋面高程，考慮到胡傘橋是為連接高速公路路線的橋梁，其接線工程量的增加貨橋面縱坡又會造成不利。</p><p><b>　　橋跨：</b></p><p>　　西江橋依據(jù)其地形資料大概可以擬定其主跨約為350米。</p>

14、<p><b>　　2.3.剛架橋</b></p><p><b>　　剛架橋的主要特點(diǎn)：</b></p><p>　　上其部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)連成整體的框架結(jié)構(gòu)。根據(jù)基礎(chǔ)連結(jié)條件不同，分為有鉸與無鉸兩種。這種結(jié)構(gòu)是超靜定體系，在垂直荷載作用下，框架底部除了產(chǎn)生豎向反力外，還產(chǎn)生力矩和水平反力。常見的剛架橋有門式剛架橋和斜腿剛架橋等。&l

15、t;/p><p>　　剛架橋在豎向荷載作用下，梁部主要受灣，而在柱腳處也具有水平反力，其受力狀態(tài)介于梁橋與拱橋之間。剛架橋跨中的建筑高度就可以做得較小。當(dāng)遇到線路立體交叉或許要跨越通航江河時，采用這種橋型能盡量降低線路高程，以改善縱坡并能減少路堤土方量。但是普通鋼筋混凝土修建的剛架橋施工比較困難，梁柱剛接處較易裂縫。</p><p>　　門式剛架橋，其腿和梁垂直相交呈門架形。腿所受的彎矩將隨腿

16、和梁的剛度比率的提高而增大。用鋼或鋼筋混凝土制造的門架橋,多用于跨線橋。至于T形剛構(gòu)橋(特點(diǎn)是在跨中有鉸)，及將腿做成V形兩撐桿與梁剛性相連的連續(xù)梁橋，其外形均與多跨的門架橋相近，但內(nèi)力分布規(guī)律則不同。門架橋可分：①單跨門架橋。用鋼制造時,腿腳常設(shè)鉸,形成兩鉸門架。用鋼筋混凝土制造時,腿腳可設(shè)鉸;也可和基礎(chǔ)固結(jié),形成固端單跨門架橋,主要用于地質(zhì)良好處。②雙懸臂單跨門架橋。將梁的兩端懸伸至門腿之外,在懸伸端加平衡重或在懸伸端和腿腳間設(shè)置預(yù)

17、應(yīng)力拉桿，可使梁的支承截面產(chǎn)生較大的負(fù)彎矩，以降低梁的跨中正彎矩，相應(yīng)地降低梁高，有利于修建跨線橋。③多跨門架橋。多用于跨度不大的跨線橋。④三跨兩腿門架橋。這種橋在兩端設(shè)橋臺，采用預(yù)應(yīng)力混凝土?xí)r，可將跨度做得較大。例如,美國1981年在休斯敦航道上修建的公路橋,分跨為114.3+228.7+114.3米。 </p><p>　　斜腿剛架橋，剛架腿是斜置的，兩腿和梁中部的軸線大致呈拱形，這樣，腿和梁所受的彎矩比同跨

18、度的門式剛架顯著減小，而軸向壓力有所增加。同上承式拱相比，這種橋不需要拱上結(jié)構(gòu)，構(gòu)件數(shù)目較少；當(dāng)橋面較窄（如單線鐵路橋）而跨度較大時，可將其斜腿在橋的橫向放坡，以保證橋的橫向穩(wěn)定。著名的預(yù)應(yīng)力混凝土斜腿剛架橋有：聯(lián)邦德國霍雷姆鐵路橋(1953年，腿鉸跨度85.5米)，中國邯(鄲)長(治)鐵路濁漳河橋(1981年，腳鉸跨度82.0米)，法國圣米歇爾公路橋（1957年,按墩的中心距計(jì)的分跨為1×60+5×65.2米）等。

19、著名的鋼斜腿剛架橋有：盧森堡阿爾澤特公路橋（1965年，腳鉸跨度234.1米）,南斯拉夫內(nèi)雷特瓦鐵路橋(1966年,100米),法國馬蒂格公路橋（1972年，210米）,意大利斯法拉沙(Sfalasha)公路橋（1972年，376米）,及中國安康漢江鐵路橋（1982年,176米）等。。其主要缺點(diǎn)在于適用范圍較窄，對土質(zhì)要求比較高。</p><p><b>　　橋跨。</b></p>

20、;<p>　　如采用這里考慮用一座斜腿剛架橋架設(shè)。</p><p>　　2.3.4預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋</p><p>　　（1）預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的主要特點(diǎn)</p><p>　　主梁是連續(xù)支承在幾個橋墩上。在荷載作用時，主梁的不同截面上有的有正彎矩，有的有負(fù)彎矩，而彎矩的絕對值均較同跨徑橋的簡支梁小。這樣，可節(jié)省主梁材料用量。連續(xù)梁橋通常是將3～5

21、孔做成一聯(lián)，在一聯(lián)內(nèi)沒有橋面接縫，行車較為順適。連續(xù)梁橋施工時，可以先將主梁逐孔架設(shè)成簡支梁然后互相連接成為連續(xù)梁。或者從墩臺上逐段懸伸加長最后連接成為連續(xù)梁。連續(xù)梁橋主梁內(nèi)有正彎矩和負(fù)彎矩，構(gòu)造比較復(fù)雜。此外，連續(xù)梁橋的主梁是超靜定結(jié)構(gòu)，墩臺的不均勻沉降會引起梁體各孔內(nèi)力發(fā)生變化。因此，連續(xù)梁一般用于地基條件較好、跨徑較大的橋梁上。1966年建成的美國亞斯托利亞橋，是目前跨徑最大的鋼桁架連續(xù)梁橋，它的跨徑為376米。 </p&g

22、t;<p>　　預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋造價(jià)低且養(yǎng)護(hù)工程量?。皇┕げ捎脩冶凼┕し?、頂推法、逐跨施工法，可充分應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)使施工設(shè)備機(jī)械化，生產(chǎn)工廠化，從而提高了施工質(zhì)量，降低了施工費(fèi)用、施工難度小，工期也相對縮短。但也存在著景觀性差、橋墩較多影響行洪。所以其一般用于小跨度橋梁，景觀要求低的橋梁，同一項(xiàng)目橋梁較多的工程，地質(zhì)情況復(fù)雜多變的地區(qū)。</p><p>　　連續(xù)梁是一種外部超靜定結(jié)構(gòu)，相比

23、于簡支梁橋和懸臂梁橋，其具有結(jié)構(gòu)剛度大、橋面變形小、動力性能好、變形曲線平順、有利于高速行車等突出優(yōu)點(diǎn)。</p><p><b>　　3. 方案比選。</b></p><p>　　通過比較橋型選擇預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋。</p><p>　　原因主要考慮以下幾點(diǎn)：</p><p>　　從適用性和安全性上來看，4種方案對比，

24、預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋使用較更普遍，施工難度較小，且西江橋所在地質(zhì)條件及其它環(huán)境條件都能夠滿足其建設(shè)要求，其橋面變形小、動力性能好。</p><p>　　從美觀性上來看,4種方案中斜拉橋比較美觀,但是設(shè)計(jì)計(jì)算復(fù)雜,且此僅為次線上眾多高速公路橋梁之一,不適宜采用這種施工中高空作業(yè)較多，且施工控制等技術(shù)要求嚴(yán)格，工期較長的橋型。拱橋橋型也比較美觀，但是對道路接線有較高要求，對橋兩端地質(zhì)要求也較高且施工過程中支架施工多、