桥梁毕业设计方案比选参考

2011届土木工程（桥梁）毕业设计1第1章基本资料1.1基本资料1.1.1设计标准荷载：公路-I级＋人群作用；桥面宽度：双向两车道14+2×2m人行道，单车道宽度为3.5米，自行根据规范设计其它细部构造尺寸；地震荷载：按六度设防；桥面纵坡：2%，对称设置，需采用圆弧线或缓和曲线连接，曲线设置需符合相关规范要求；桥面横坡：1.5%。1.1.2地质情况表1.1里程桩号与地面高程地面线点号里程桩号（m）地面高程（m）地面线点号里程桩号（m）地面高程（m）180.28.611164.0-0.62116.39.412174.01.03131.99.413179.02.64131.97.914188.04.35134.16.415188.66.66136.96.416193.36.67139.14.417193.410.28149.02.118201.110.09154.00.3192.1.19.010159.0-0.720242.97.61.1.3气象情况：年平均气温20~30℃；月平均高温32.5℃；月平均低温10.6℃；最高温度42℃，最低温度3℃。林细弟：黑竹林大桥1.1.4通航要求V级航道，净宽38m，净高5.0m，航道断面为矩形截面。最高通航水位6.94m。1.2设计依据1、《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）2、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）3、《公路工程抗震设计规范》（JTG/TB02-01-2008）4、《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTGD61-2005）5、《公路砖石及混凝土桥涵设计规范》（JTGD63-2005）6、《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG61-2005）2011届土木工程（桥梁）毕业设计3第2章方案比选2.1方案拟定2.1.1设计原则桥梁设计必须遵照“实用、经济、安全和美观”的基本原则。（1）符合当地复杂的地质条件，满足交通功能需要。（2）设计方案力求结构安全可靠，具有特色，又要保证结构受力合理，施工方便，可行，工程总造价经济。（3）桥梁结构造型简单，轻巧，并能体现地域风格，与周围环境协调。2.1.2方案简介根据当地的地形地质条件、水文条件和技术标准，且由于该桥有通航要求，在布跨的时候桥墩的位置不能影响通航，拟选出以下六个初选方案分别为：1、方案一：45m+70m+45m连续梁桥；2、方案二：45m+70m+45mT型刚构；3、方案三：35m+90m（拱桥）+35m下承式钢管混凝土拱桥；4、方案四：50m+80m+30m主跨80m边跨50m的独塔斜拉桥；5、方案五：35m+90m+35m双塔悬索桥；6、方案六：50m+110m单塔悬索桥。从总体布局、环境协调、技术先进性、施工可能、景观要求、技术经济等多方面考虑，且在老师的指导下，选择方案一、二、三来作工程量计算，作进一步比较。2.2方案比较2.2.1预应力混凝土连续箱梁桥方案1、孔径布置此方案的桥孔径布置主桥为45m+70m+45m连续梁桥。该桥跨越河道是V级航道，设计时必须考虑满足通航净空的要求，还要考虑与两岸接线道路的衔接。采用预应力连续梁桥可以很好的满足上述空间限制的要求，而且施工方便，经济实用。2、桥跨结构构造桥跨采用三跨预应力混凝土连续梁，中跨Lmax=70m，边跨与中跨比为0.64，即林细弟：黑竹林大桥L1=45m。主梁采用变截面箱梁，做成单箱单室，根部梁高4m，跨中梁高2m桥面宽18m，两边各悬出3.5m翼缘板，箱梁底宽11m。符合结构及经济要求。3、下部结构边墩采用双柱式；主墩采用空心墩。边墩基础采用摩擦桩，主墩基础采用钻孔灌注桩，桩长10m—20m。4、施工方法该三跨连续梁桥采用悬臂浇筑法施工，可以省去大型起重安装备，而且施工时不受沟道通航和水位变化的影响；边跨现浇段采用满堂支架施工；墩身采用翻模板法施工。图2.1连续箱梁立面图2.2.2T型刚构梁桥设计方案1、孔径布置本方案采用三跨预应力混凝土T型刚构桥，孔径布置为：45m+70m+45m全桥长160m。2、桥跨结构构造主梁采用变高度箱梁，截面形式为单箱单室；梁高：支座根部取H=4m，跨中梁高h=2m，挂梁采用T梁，长度lg=20m。3、边墩采用双柱式；主墩采用空心墩。边礅基础采用摩擦桩，主墩基础采用钻孔灌注桩，桩长10m—20m。4、施工方案本方案T构部分采用悬臂浇筑施工；挂梁采用预制。先进行主梁悬臂浇筑施工的，然后边跨，中跨T梁同吊装合拢。墩台采用钢筋混凝土就地浇筑；基础采用钻孔桩基础。2.2.3下承式钢管混凝土拱桥设计方案1、孔径布置本桥采用主跨为90M下承式钢管混凝土拱桥，边跨采用35m简支梁桥，全长160m。2011届土木工程（桥梁）毕业设计52、主跨结构构造主拱拱肋采用哑铃型截面，肋高1.8m，肋宽0.75m，主跨拱肋矢跨比1/5，矢高18m。加劲纵梁采用200cmX180cm钢筋混凝土工字型截面。拱肋与加劲梁刚接，并在连接处设置强大横梁，横梁采用T型截面，横梁以上浇筑混凝土桥面板。预应力束通过加劲纵梁，使横梁与纵梁形成整体框架。吊杆用预应力钢绞线，外套波纹管钢管，其间灌注混凝土。3、桥墩基础桥墩采用双柱式，基础采用钻孔灌注桩。4、施工方案首先浇筑桥墩和和桥台，同时预制主跨纵梁、横梁；搭设支架，留出通航孔；先安装拱肋和横系梁及纵梁湿接头混凝土；张拉部分纵梁预应力束；安装吊杆，泵送混凝土、张拉吊杆、浇筑桥面板，最终桥面系施工。图2.2下承式钢管混凝土拱桥立面图2.3方案拟定从结构受力的角度来看，梁式桥是一种在竖向荷载作用下无水平反力的结构，由于外力的作用方向与承重结构的轴向接近垂直，因而与同样跨径的其它结构体系相比，梁桥产生的弯矩最大；拱式桥的主要承重结构是拱圈，拱结构在竖向荷载作用下桥墩和桥台将承受水平反力，这种水平反力将大大抵消在拱圈由荷载所引起的弯矩，因而与同跨径的梁相比，拱的弯矩剪力和变形都要小的多。方案一，它有支点负弯矩，使得跨中正弯矩减小，梁的受力较均匀，因而其受力性能好，变形小，行车平顺舒适，造型简洁美观，抗震能力强；方案二，它是一个静定体系受力简单其施工阶段的受力与结构使用状态下的受力一致，但是挂梁连接处容易出现疲劳损伤对桥梁整体的安全性和延续性不好；方案三造型优美，充分利用了地形条件，也是一种很好的方案。1、从材料用量来看：第一方案最少，其次是第二方案，最多的是第三方案，如果林细弟：黑竹林大桥仅从材料费用考虑，第一方案最经济；2、从施工来看：这三个方案的施工，拱桥施工工序较多，周期较长，其次是连续梁桥其施工工序较少施工方便，T型刚构桥施工工序少但是需要大型吊装设备。3、从维修养护来看：连续梁桥、T型刚构桥和拱桥的维修养护都比较容易，基本没有太大的差别。总的来说，这三个方案都符合了安全、适用、美观的要求。T型刚构桥挂梁连接处容易出现疲劳损伤从而影响桥梁寿命并且需要大型吊装设备，不宜选用；预应力钢筋混凝土连续梁桥属于超静定结构，受力较好，主梁桥面连续，无伸缩缝，行车条件好，养护容易，而且箱形截面整体性好，结构刚度大，且箱梁的顶板、底板可提供足够的面积来布设预应力束以承受正负弯矩，同时箱形截面能提供较大的顶板翼缘悬臂，而且箱梁底板宽度相应边窄，可以大幅减少下部结构工程量。拱桥与梁桥外形不同，两者的受力性能也不同，拱桥截面的应力分布较均匀，可以充分利用主拱截面材料强度，使跨越能力增大，其耐久性能好，维修，养护费用少，外形美观，构造简单，但不足处是自重较大，增加了下部结构的工程量，施工较为复杂，成本相应的较高。综合以上特点以及桥梁的设计难度，推荐方案一：预应力钢筋混凝土连续梁桥。