桥梁的形式可考虑拱桥、梁桥梁拱组合桥、斜拉桥与悬索桥。任选三种作比较,从安全、功能、经济、美观、施工、占地与工期多方面比选,最终确定桥梁形式。
1.桥梁设计原则 (1)适用性
桥上应保证车辆与人群的安全畅通,并应满足将来交通量增长的需要。桥下应满足泄洪、安全通航、通行等要求。建成的桥梁应保证使用年限,并便于检查与维修。
(2)安全性
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。整个桥跨结构及各部分构件,在制造、运输、安装与使用过程中应具有足够的强度、刚度、稳定性与耐久性。
(3)经济性
设计的经济性一般应占首位。经济性应综合发展远景及将来的养护与维修等费用。
(4)先进性
桥梁设计应表达现代桥梁建设的新技术。应便于制造与架设,应尽量采用先进工艺技术与施工机械、设备,以利于减少劳动强度,加快施工进度,保证工程质量与施工安全。
(5)美观
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一座桥梁,尤其是座落于城市的桥梁应具有优美的外形,应与周围的景致相协调。合理的结构布局与轮廓是美观的主要因素,决不应把美观片面的理解为豪华的装饰。
应根据上述原则,对桥梁作出综合评估。 2、工程概况
西河大桥位于四川省南充市西山风景开发区。本桥跨越过西河,连接西山与市区。全桥桥长70m。 3、设计技术标准
(1).设计荷载:公路—I级
(2).桥面净空:2×8m行车道,2×3m人行道,分隔带宽2m,两边各设0.5m防撞护栏。桥面全宽25m。
(3).设计水位:本桥桥面标高由桥两端规划道路确定。西河防护工程设计水
位273.5m,设计洪水频率1/20
(4).地震基本烈度:桥址处地震烈度小于VI度,按VI度设防 4、有关设计资料
1、地质情况;见指导教师提供地址勘查报告
2、地区气侯:工程所在地属典型的中亚热带湿润季风气候区,具有四川盆地共同的气候特征:四季分明,冬暖、春早、夏热、秋雨、多云雾。冬夏季风更替明显,冬季气流来自北部高纬地区,气温较低,降水少,但因北有秦巴山地阻滞冷空气南下而较温暖。夏季多吹偏南风,气候炎热,降水集中。工程所在地气温差别不
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大。霜雪少见,无霜期长达290--320天。年降水量在980--1150毫米之间,大致由西南向东北递减,降水季节分配不均。进入盛夏后,常有旱情发生,秋季受盆地地形影响,多秋雨绵绵天气,云量大,日照少,加之冬季多雾,属于日照较少的地区。
3、材料:钢材,木材,水泥均能满足供应,砂砾石可以就地取材,块片料石运距10公里。 第一方案:先简支后连续箱梁桥
本方案设计为(23+24+23)m预应力混凝土等截面先简支后连续箱梁桥,桥宽为24.5m。主梁采用单箱单室箱型截面。桥墩为实体式桥墩,基础采用钻孔灌注桩。
先简支后连续箱梁桥具有以下特点:
(1) 优良的力学特性,结构简单,受力明确。 (2) 具有较大的刚度与强大的抗扭性能。 (3) 架设安装方便,节省材料。 (4) 跨越能力较大,桥下视觉效果好。
图1-1 方案一箱梁横断面图
第二方案:连续刚构桥
本方案为(23+24+23)m的连续刚构桥,跨越能力大,结构受力性能好,免去了支座,后期维修养护费用少,伸缩缝较少,行车平顺,适用于高桥墩的情况,对桥墩的要求较高。梁墩联结处应力复杂。若地基发生过大不均匀沉降,连续梁可通过调整墩顶支座的高程来补救,连续刚构则无法做
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到。施工技术成熟,无需设支座,避免了连续梁桥施工时存在的临时固结、体系转换等问题。施工稳固性好。但是在施工难度相对连续梁桥较大,要求较高。 主桥的布置图如图所示:
图1-2 方案二钢构桥立面图
第三方案:连续T梁桥
本方案设计为(23+24+23)m预应力混凝土等截面连续梁桥,桥宽为25m。主梁采用单箱双室箱型截面。主梁采用高强度混凝土以及大吨位预应力体系来实现主梁的轻型化,采用钻孔灌注桩基础。
图1-3 方案三立面图
方案比选
桥型方案比选表
表1-1
桥型第一方案:先第二方案:连第三方案:连续T梁桥 方案 简支后连续箱续刚构桥 梁桥 使用建筑高度较行车平顺,后行车平顺舒;抗震能力性能 低,易保养与期维护少 维护,桥下视觉效果好。 受力受力明确 受力性能好,目前的预应力混凝土T第 4 页
强。建筑高度较高,易开裂 性能 墩梁固结 形梁采用预应力结构,预应力张拉后上拱偏大,影响桥面线形,带来桥面铺装加厚。 经济等截面形式,相对费用最T型梁一般做成上大下性 可大量节省模高,后期维护小,并充分利用了混凝土板,加快建桥费少 进度,简易经济。 的抗压强度大与钢筋的高抗拉强度进而比矩形梁桥节省了材料,减轻了自重。但其不适于荷载作用会产生较大负弯矩的情况且抗扭刚度稳定性皆箱型梁桥低 美观线条明晰,与构造简单,线跨径一般,线条明晰,但性 当地的地形配形简洁美观 合,显得美观大方 施工桥梁的上、下桥梁的上、下预制T型构件,运至施工方面 部可平行施部可平行施地点,采用混凝土现浇,工,使工期大工,使工期大将T型梁连接,其特点外大缩短;无需大缩短;无需型简单、制造方便,整体在高空进行构在高空进行构性好 第 5 页
比较单调,与景观配合很不协调 件制作,质量件制作,质量以控制,可在以控制,可在一处成批生一处成批生产,从而降低产,从而降低成本。 成本。 适用适用于对桥下适用于各种地对通航无过高要求的工性 视觉有要求的质情况;用于程;对抗震无过高要求的工程,适用于对工期紧的工工程;对整体性有要求的各种地质情程;对通航无工程。 况;用于对工过高要求的工期紧的工程;程。 对通航无过高要求的工程。 综合经济技术、美观舒适、安全耐久等方面考虑,选择(23+24+23)m的等截面先简支后连续箱型梁桥为设计方案。
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