桥梁的方案比选

第二章桥式方案比选

2.1概述

随着桥梁理论的不断成熟，在桥梁设计中要求桥的适用性强、舒适安全、建桥费用经济、科技含量高。对建在城市中的桥梁还特别注重美观大方。由此，对于一定的建桥条件，根据侧重点的不同可能会作出基于基本要求的多种不同设计方案，只有通过技术经济等方面的综合比较才能科学的得出完美的设计方案。

在方案比较中主要有以下三项任务：一是拟定桥梁图式，二是编制方案，三是技术经济比较和最优方案的选定。编制设计方案,通常是从桥梁分孔和拟定桥粱图式开始。对一般的大跨度桥梁，依据以往的设计经验，主跨与边跨的比值有一个范围，再由此选定可能实现的桥型图式，鼓励新式桥式的大胆采用。一般选几个(通常2~4个)构思好、各具优点、但一时还难以断定孰优孰差的图式,作为进一步详细研究而进行比较的方案。对每一图式可在跨度、高度、矢度等方面大致按比例画在同样大小的桥址断面图上。编制方案中，主要指标包括：主要材料(普通钢筋、

预应力钢筋、砼)用量、劳动力数量、全桥总造价(分上、下部结构列出)、工期、养护费用、运营条件、有无困难工程、特种机具。其目的在于为每个桥式提供全面的技术经济指标，以便相互比较，科学的从中选定最佳方案。在编制方案中要拟定结构主要尺寸，并计算主要工程量。有了工程量，采取相应的材料和劳动力定额以扩大单价，就可以确定全桥造价。并且在每个方案中绘制出河床断面及地质分层的立面图和横断面图。

设计方案的评价和比较要全面考虑上述各项指标，综合分析每一方案的有缺点，最后选定一个最佳的推荐方案。按桥梁的设计原则、造价低、材料省、劳动力少和桥型美观的应是优秀方案。但当技术因素或是使用性质候特殊要求时就另当别论，注重考虑设计的侧重点。技术高，造价必然会高，个个因素是相互制约的。所以在比较时必须从任务书提出的要求以及地形资料和施工条件，找出所面临的问题的关键所在，分清主次。

在方案比较中，除了绘制方案比较图外，还应编写方案比较说明书。其中应阐明编制方案的主要原则，拟定方案的理由，方案比较的综合评述，对于推荐方案的详细说明等。有关拟定结构主要尺寸所作的各种计算资料，以及为估算三材指标和造价等所依据的文件名称，均以附件的形式载入。

在对本桥的设计中，选定三种桥式名分别是：

预应力混凝土连续刚构桥

斜拉桥

拱桥

2.2 各种设计桥式特点

2.2.1 预应力混凝土连续梁桥

一、构思宗旨：

1、在40～200m的跨径范围内，与其它结构体系比较，常成为最佳的桥型方案。

2、预应力砼充分发挥了高强材料的特性，具有可靠强度、刚度以及抗裂性能。

3、结构在车辆运营中噪音小，维修工作量小。

4、其施工方法已达到相当先进的水平，工期短效益明显。

5、伸缩缝少，行车舒适，满足高速行车的要求。再用滑动支座时，连续长度可增大。温

度、砼收缩徐变产生的附加内力较小。且全桥有较好的抗震性能。

6、连续梁内力的分布较合理，其刚度搭，对活载产生的动力影响较小。混凝土收缩徐变引起的变形也是最小的。连续梁超载时有可能发生内力重分布，提高梁部结构的承载力。

7、除动墩外，连续梁的桥墩及基础尺寸都可以做得小些。

二、成桥经验资料

连续梁的边主跨的比值在0.6～0.7之间，较其它两种桥式比值要大，支点梁高与跨中梁高比值要小，在2.0左右。

表2—1 国内预应力连续梁桥分析表

三、尺寸拟定

在预应力混凝土连续梁桥的设计中分跨、主梁高度、横截面形式和主要尺寸的拟定是方案设计中的关键所在。通过以上资料对比，当主桥采用多跨连续梁时，中间部分采用等跨布置，边跨跨径约为中跨跨径的0.65～0.7倍。当边跨采用主跨径的0.5倍或更小时，则在桥台上要设置拉力支座。当跨径超过60m时，易采用变高梁高度梁，主梁高度根据统计资料：

变高度梁跨中截面h1=（1/30~1/50）L

变高度支点截面公路桥h2=（1/16~1/25）L

h1/h2=2.0~3.0箱型截面的顶板和底板是结构承受正负弯矩的主要工作部位，箱梁底板厚度随箱梁负弯矩的增大而逐渐加厚直至墩顶，以适应受压要求。底板厚度约为梁高1/10~1/12。跨中底板内需要配置一定数量的钢索和钢筋，跨中底板厚度一般在20~25cm。腹板应考虑最小厚度，若腹板内有预应力管道布置时，可采用25~30cm。腹板在支点处的最大厚度约为

30~60cm .

1、上部结构

（1）孔径布置

此桥是一座预应力混凝土连续梁桥，它由主桥和引组成，跨径组合为70m+112m+70m，边中跨比值为0.63，桥下为三级通航，纵坡1%，桥总长252m。

（2）顺桥尺寸

跨中梁高为3.0m，支点梁高6.0m，为主跨的1/20，梁底按二次抛物线变化。

（3）横桥向的尺寸

截面纵向为变截面，桥面宽25m,采用双幅单箱室。顶板厚30cm ,取全桥一致，支点处底板厚60cm，跨中厚为30cm，以方便布置预应力钢筋。纵向上，梁底按二次抛物线变化，腹板在距支点四分之一跨度处以4m阶段直线变化。顶部承托采用1：2的比例，高度分别为30cm ×60cm；底部采用1：1的比例,高度分别为30cm×30cm。桥面设20％的单向横坡。

图2-1 连续梁桥支点处截面单位：cm

图2-2 连续梁桥跨中截面单位：cm

（4人行道板

其形式采用搁置式

具体尺寸见下图：

2、下部结构

主桥桥面标高高，采用矩形截面空心墩，墩较高，为柔性墩，柔性墩有足够的柔度，在减小水平力的作用时很有效。其它桥墩均为空心墩。基础工程采用桩基型式，桩基施工虽采用比较复杂的机具，但可节约不少材料和开挖基坑的土方量，施工过程中也不会遇到像深基坑那样的防水、防漏和防土等复杂问题；此外，它还具有承载力高，沉降量小，且均匀，能承受较大的垂直和水平荷载等特点。在桥梁基础中，桩基是一种常用的型式。本基础采用柱桩。

四、施工方案

连续梁最成熟的施工方法是挂蓝悬臂浇注的施工方法，为保证施工过程中结构的稳定可