橋式方案比選畢業(yè)設(shè)計

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)濟的進步和人民生活水平的提高，人們對橋梁的實用、安全、經(jīng)濟、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)重點則可能有多種不同設(shè)計方案。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)濟性也是必須考慮的因素，既要滿足美觀實用也要滿足預(yù)算要求，盡量做到施工方便經(jīng)濟。</p><p>　　要滿足建設(shè)單位的要求前提下來在經(jīng)濟、實用、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)計中，針對其主要功能以及橋梁的實用性，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、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、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)計形式進行設(shè)計與計算，并進行設(shè)計的比選。</p><p><b>　　2.1 斜拉橋

6、</b></p><p><b>　　斜拉橋的主要特點：</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，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：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、其缺點在于它是多次超靜定結(jié)構(gòu)，設(shè)計計算復(fù)雜，施工中高空作業(yè)較多，且施工控制等技術(shù)要求嚴格。且它屬于柔性結(jié)構(gòu)，變形較大，后期維護工作量大，造價高。</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)點是鋼主

10、梁和索塔可以同時在不同是場地進行施工，具有施工快捷和方便的特點；二是懸臂澆注法，這種方法的優(yōu)點是結(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格控制掛藍的變形和混凝土的收縮、徐變的影響，相當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</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)點是：跨越能力強，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)護費用少；且其外形美觀。</p><p>　　拱橋的主要缺點是：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，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：</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>　?。?）預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的主要特點</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?；蛘邚亩张_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)梁橋造價低且養(yǎng)護工程量??；施工采用懸臂施工法、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)點使施工設(shè)備機械化，生產(chǎn)工廠化，從而提高了施工質(zhì)量，降低了施工費用、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。</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：</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)計計算復(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、