桥梁设计方案比选

第一部分东青高速公路小清河桥设计

1.1 概述

桥梁方案比选应综合考虑梁的受力特点，建桥材料，适应跨度，施工条件，经济安全等方面来综合比较，最终选定一种构造合理造价经济的优美适用的桥型。

（1）认真贯彻国家的各项政策,法规及国家和部门颁布的标准，规范和办法；

（2）适用安全耐久，保养维修方便，行车舒适；

（3）技术先进可靠，施工方便，快捷，便于工厂化生产，标准化施工，确保施工周期；

（4）经济上合理适度，上，下部工程投资适当，节省投资；（5）充分考虑提防要求，满足江堤要求防线和跨度的净空需求；（6）尽量减拆迁，改线的工程量少，降低投资；

1.3考虑因素

桥址位于位于野外一般区，Ⅰ类环境条件时，年平均相对湿度为80％，桥位属斜坡浅丘及河流阶地。拟建场地的地层主要为志留系粉砂页岩，的陡坡为全新堆积地层。该桥为双向两车道公路桥，桥梁为直线桥梁，规划桥梁净宽为9米。

1.4比选方案简介

根据桥位区水文，气象，地质，防洪等建设条件，结合桥梁建设工期，施工条件，桥面宽度，景观要求等实际情况。适宜的桥型为预应力混凝土T型简支梁桥，预应力空心板桥，钢筋混凝土拱桥。

方案一：预应力混凝土T 型简支梁桥

该桥采用单跨30米预应力混凝土简支梁桥，桥面净宽为-11+2x0.5米。桥梁上部结构采用6片梁，主梁间距2.0米，其中预制梁宽为1.6米，翼缘板中间接缝宽度为0.4米，根据一般中等跨径的预应力混凝土T 型梁，高跨比可取为161—18

1，则跨径为30米时，设计所采用梁高为2.5米，梁肋宽度为20cm ，梁肋下部呈马蹄形，加宽时，横隔梁延伸延伸至马蹄加宽处，横隔梁的宽度为12—16米，并做成是上宽下窄和外宽内窄的楔形，上宽为16厘米，下宽为14厘米，翼板的厚度应满足强度和构造的最小尺寸要求。翼缘和梁肋衔接处的厚度应不小于主梁高度的101

,则梁的高度为2.5米，根据预应力T 梁的尺寸，翼缘

根部的厚度取其为21厘米，端部一般不小于10厘米，取其为15厘米。马蹄宽度取为梁肋宽度的2—4倍，根据T 型梁基本尺寸，取其马蹄宽度为42厘米，且保护层厚度不小于6厘米。马蹄全宽部分高度加2

1

斜坡区高度约为（0.15—0.20），且斜坡宜陡于45度，所以当斜坡的坡脚取为60度是，马蹄全宽部分高度41厘米，斜坡区高度为18厘米，横隔梁的高度应延伸至马蹄加宽处，则根据计算取其高度为2.1米，横隔梁间距为7.828.桥面设有1.5％的双向横坡，由改良做成斜面坡找平来实现。预应力简支梁桥的特点：

1.简支梁桥属于单孔静定结构，它受力明确，结构简单，施工方便，结构内力系受外力影响，能适应在地质条件差的桥位上建桥。

2.在多孔简支梁桥中，由于各跨径结构尺寸相近，其结构尺寸易于设计成系列化，标准化。有利于组织大规模的工厂预制生产并用现代

化起重设备，进行安装，简化施工管理工作，降低施工费用。

3.装配式的施工方法可以节省大量模板，并且上下结构可随时施工，显著加快了建桥速度，缩短了工期。

4.在简支梁桥中，应相邻构件单独受力，桥墩上常设置相邻简直梁桥的支座，相应可以增加墩的宽度。

图示为预应力混凝土T型简支梁桥

方案二：预应力混凝土空心板桥

本方案采用预应力混凝土空心板桥作为桥型设计方案，该方案有三方面的优点：①建筑高度小，适用于桥下净空受限的桥梁，与其它类型的桥梁相比，可以降低桥头引道路堤高度和缩短引道长度。②外形简单，制作方便，即便采用土模技术，又便采用工业化大规模成批量生产。③做成装配式桥板的预制构件时，自重不大，建设方便。该方案中预应力混凝土空心板桥的标准跨径是20m，板厚是85cm，板全长时1998cm，计算跨径为1957cm，版面较宽为10.5m，由7块宽159cm 的空心板组成，板与板之间的空隙为1cm，两侧的边板宽为25.5cm的

小悬臂，板用C50混凝土，采用后张法施工，桥面设双向横坡为1.5％。由三角垫层实现。预应力混凝土板桥的主要的缺点是：预应力混凝土板桥跨径一般不宜过大，以不超过30m为宜，跨径超过一定限制时，截面便要显著加高，从而导致自重增大，截面材料使用不经济，所以建筑高度小的优点也被抵消，板桥适用于建筑小跨径桥梁。

图示为预应力混凝土空心板桥

方案三：钢筋混凝土拱桥

该方案采用上承式肋拱桥，在竖向荷载作用下，拱的两端不仅有竖向反力。由于水平力的作用，功德弯矩大大减小。如在均布荷载q的

作用下，简支梁的跨中弯矩为82

ql

，全梁的弯矩图呈抛物线，而拱的轴线为抛物线形的三角拱的任何截面上弯矩均为零，拱只受轴向压力。设计合理的拱轴，主要承受压力，弯矩，剪力均较小，故拱的跨越能力比梁的跨越能力大得多。由于拱是主要承受压力的结构，因而可以充分利用抗拉性能较差，抗压性能较好的石料，混凝土来建筑，由墩

台承受水平推力的推力拱桥，要求支撑拱的墩台和地基必须承受拱端很强大的推力，因而修建推力拱桥要求有良好地基。

综上三种方案，方案一的预应力混凝土T型简支梁桥在垂直荷载作用下，其支座仅产生垂直反力，而无水平剪力，并且预应力混凝土T 型简支梁桥受力明确，理论计算较简单，设计和施工的方法日趋完善和成熟，并适用于中小跨径桥梁。方案二的预应力混凝土的空心板桥，算然外形简单，制作方便，做成装配式板桥在预制构件时，自重不大，建设方便，但当跨径较大时，截面尺寸便要显著加高，导致自重较大，截面材料使用不经济，不适合本设计要求。方案三的钢筋混凝土拱桥虽然手里简单，造价较低，但是对墩台和地基的承载力较高，对于本设计所给的地质条件，不适合修建拱桥。所以本设计采用预应力混凝土T型简直梁桥作为设计方案。