橋梁工程畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、1橋梁初步設(shè)計(jì)1.1 設(shè)計(jì)總說明1.1.1工程概況 本橋設(shè)計(jì)綜合考慮通榆河地區(qū)地形、地貌、通航、河床特征、泄洪要求，在滿足使用要求的前提下，力求結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)安全，施工方便。1.1.2設(shè)計(jì)依據(jù)1橋位處橋縱軸線工程地質(zhì)剖面圖；2大橋橋位平面圖。1.1.3主要技術(shù)規(guī)范1公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（jtg b01-2003）；2公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（jtg-2004）；3公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（jtg-2004）；4公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（jtj024-1985）；5公路工程可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（gb/t50283-1999）；6公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（jtj041-2000）；7公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及

2、木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（jtj 026-90）；8公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（jtj 005-96）；9鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（gbj17-88）.1.1.4 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，主要技術(shù)指標(biāo)如下： 1設(shè)計(jì)荷載：高速公路，雙向六車道；2設(shè)計(jì)車速：80km/h；3梁式橋采用雙幅橋面布置，單幅橋面凈寬：凈11.25 m+20.5m（防撞墻）+3m（人行道）+0.75m（左路肩）=16m4橋面坡度: 縱坡1% ，橫坡1.5%；5通航標(biāo)準(zhǔn)：-（3）級(jí)航道（兩個(gè)通航孔）凈高10m，凈寬55m ，通航水位為32.4m；6設(shè)計(jì)洪水頻率: 按百年一遇洪水頻率,設(shè)計(jì)水位為34.54m；7設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期：100年。1.1.5 主要

3、材料及性能1普通鋼筋采用級(jí)鋼筋和級(jí)或級(jí)鋼筋三種，級(jí)鋼筋必須符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（gb1499-98）的有關(guān)規(guī)定，級(jí)、級(jí)鋼筋必須符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（gb1499-98）的有關(guān)規(guī)定。級(jí)鋼筋抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度195mpa，抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度195mpa，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度235mpa，彈性模量 mpa。級(jí)鋼筋抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度280mpa，抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度280mpa，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度335mpa，彈性模量mpa。級(jí)鋼筋抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度330mpa，抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度330mpa，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度400mpa，彈性模量mpa。2普通鋼材采用q235-a,必須符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（gb/t 1591-94）的有規(guī)定，q235-a屈服強(qiáng)度為235mpa，抗拉強(qiáng)度235mpa，彈性模

4、量mpa。3混凝土主梁采用c50混凝土，墩身采用c40混凝土、承臺(tái)采用c30混凝土、樁基礎(chǔ)采用c30水下混凝土、承臺(tái)封底混凝土采用c20水下混凝土，其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)符合交通部部頒標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定。1.1.6 橋位自然條件1地形地貌 本橋工程區(qū)段為k5+000k5+900，橋址位于內(nèi)陸河，環(huán)境類別為類（溫暖或寒冷地區(qū)的大氣環(huán)境、與無侵蝕性的水或土接觸的環(huán)境），橋位與河道兩岸順直。兩堤間距約400m，橋址河床斷面屬寬灘式河床斷面，河槽寬300m左右，河槽左側(cè)是階梯型地貌，右側(cè)則有大量的民居。2工程地質(zhì)條件橋位區(qū)段引橋部分表層為松軟土層，地基容許承載力400kpa，第二層為亞粘土，承載力為400kpa,

5、 第三層土為黃褐色粘土，承載力為400kpa，可作為持力層，但需要驗(yàn)算，第四層為砂卵石，承載力為1200kpa，可作為持力層。砂卵石普遍埋深約為4m。河槽部分表層為砂卵石層，承載力為1200kpa，在橋位為k5+170k5+190、k5+300k5+330、k5+480k5+520、k5+660k5+690處有玄武巖，埋深約為2025m，承載力為4000kpa，可作為持力層，在橋位為k5+480k5+520，玄武巖有斷層。1.2 橋型方案1.2.2 方案 130主跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋1方案構(gòu)思本橋設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為高速公路六車道，通航等級(jí)-（3）級(jí)，單孔雙向通航凈寬要求110m，作為梁橋設(shè)計(jì)可以選擇

6、連續(xù)梁橋或者連續(xù)剛構(gòu)橋。連續(xù)剛構(gòu)橋塔梁墩固結(jié)為一個(gè)整體共同受力。在恒載作用下，采用雙肢薄壁墩的連續(xù)剛構(gòu)橋在于：墩頂處彎矩較同跨徑的連續(xù)梁橋要小，而且由活載引起的跨中彎矩要?。贿B續(xù)剛構(gòu)橋與連續(xù)梁橋相比，它不需要設(shè)置大噸位的支座，而且避免了連續(xù)梁存在的臨時(shí)固結(jié)和體系轉(zhuǎn)換的問題。但是橋位區(qū)段的地形比較平緩，若選用連續(xù)鋼構(gòu)橋型，下部結(jié)構(gòu)特別是高墩與基礎(chǔ)的造價(jià)不菲，而且與道路的接線比較困難。連續(xù)梁橋同樣具有結(jié)構(gòu)剛度大、變形小、伸縮縫少和行車平穩(wěn)舒適的特點(diǎn)。采用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋，不但滿足行車平順性的要求，而且大大減少了施工的難度，減少了下部結(jié)構(gòu)的造價(jià)，在經(jīng)濟(jì)性方面更占優(yōu)。2.橋跨布置根據(jù)連續(xù)梁的受力特

7、點(diǎn)，大、中跨徑的連續(xù)梁橋一般宜采用不等跨布置，但多于三跨的連續(xù)梁橋其中間跨一般采用等跨布置。當(dāng)采用三跨或多跨的連續(xù)梁橋時(shí)，為使邊跨與中跨的最大正彎矩接近相等，達(dá)到經(jīng)濟(jì)的目的，邊跨取中跨的0.8倍為宜，當(dāng)綜合考慮施工和其他因素時(shí)，邊跨一般取中跨的0.50.8倍。對(duì)于預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋宜取偏小值，以增加邊跨剛度，減小活載彎矩的變化幅度，減少預(yù)應(yīng)力筋的數(shù)量。若采用過小的邊跨，會(huì)在邊跨支座上產(chǎn)生拉力，需在橋臺(tái)上設(shè)置拉力支座或壓重。本橋河床較為平坦，基巖埋深較淺，可以使用較大跨徑以滿足通航和泄洪要求。由于是兩個(gè)-（3）級(jí)航道，通航凈寬為55m，設(shè)兩個(gè)通航孔，考慮到橋墩布置、地質(zhì)、地形和通航富余等條件，

8、取主跨為150m，邊跨80m，邊主跨之比為0.53.引橋采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑為40m的連續(xù)箱型截面梁橋，由于引橋橋孔數(shù)較多、橋孔很長(zhǎng)，為了適應(yīng)上部結(jié)構(gòu)因溫度產(chǎn)生的過大變形與次內(nèi)力，可以將橋跨分成若干聯(lián)，一聯(lián)的長(zhǎng)度的劃分視溫度、地形、構(gòu)造和受力情況確定。本橋的一聯(lián)確定為四孔80m,聯(lián)與聯(lián)之間設(shè)置伸縮縫以適應(yīng)溫度變形?？鐝娇傮w布置為：540m（ 等截面連續(xù)箱梁）+80m+150m+80m+940m（ 等截面連續(xù)箱梁），總跨徑870m）3橋面標(biāo)高確定： （1）豎曲線設(shè)計(jì)：根據(jù)公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范，設(shè)計(jì)車速為80km/h時(shí)凸型豎曲線最小半徑一般取值為4500m、極限值為3000m，本方案豎曲線半徑采用r9000m

9、，縱坡采用1。豎曲線基本要素為：豎曲線長(zhǎng)度l=180m、切線長(zhǎng)t90m、豎曲線外距e=0.45m。（2）橋面標(biāo)高：本橋橋面標(biāo)高根據(jù)設(shè)計(jì)水位、橋下通航（通車）凈空、橋兩端引道標(biāo)高的需要，并結(jié)合橋型跨徑等綜合考慮。 按設(shè)計(jì)水位計(jì)算橋面標(biāo)高，計(jì)算公式如下： 式中： 橋面最低高程（m）； 設(shè)計(jì)水位（m）（設(shè)計(jì)水位記入壅水、波浪高度等）；橋下凈空安全（m）；橋梁上部結(jié)構(gòu)建筑高度。 34.54+5+4 =43.54m(主橋跨中橋面標(biāo)高，不含橋面鋪裝) 按通航水位計(jì)算橋面標(biāo)高：+通航水位 32.4+104 46.4m(同上) 按路堤通車處計(jì)算橋面標(biāo)高：按跨線要求，里程k5+200m處橋面下緣的標(biāo)高要求為37

10、.2m，通車凈空4.5m,因此：37.2+4.54+3.4（縱坡） 49.1m(同上)綜合上述標(biāo)高，本方案標(biāo)高取為49.1m（跨中橋面標(biāo)高）。4上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋宜采用變截面箱梁為主。因?yàn)榇罂鐝降臉蛐驮诤爿d和活載的作用下，主墩支點(diǎn)截面的負(fù)彎矩將比跨中截面的正彎矩大得多，采用變截面符合梁的內(nèi)力變化規(guī)律。同時(shí)大跨連續(xù)梁橋宜采用懸臂法施工，變高度梁與施工階段內(nèi)力相適應(yīng)。從美學(xué)觀點(diǎn)看，變高度梁比較有韻律感。因此，本橋的主橋結(jié)構(gòu)采用變截面形式。變截面梁的梁底線形可采用折線、拋物線、圓曲線和正弦曲線等。二次拋物線與連續(xù)梁的彎矩變化相適應(yīng)，最常采用。根據(jù)已建成橋梁的資料分析，支點(diǎn)梁高約

11、為最大跨徑的1/121/15，跨中梁高約為支點(diǎn)梁高的1/1.61/2.5。本橋的主橋上部結(jié)構(gòu)采用變截面箱梁， c50混凝土。采用分離的單箱單室形式，兩單箱室之間間隔2m，這樣設(shè)計(jì)的好處是：第一，如果采用整橋則不得不采用雙室箱截面，邊跨需設(shè)置三個(gè)支座，支座頂面很難保持相同高程，受力很不明確；第二，采用上下行橋的分離單箱單室形式，掛籃數(shù)量雖然增加一倍，但是掛籃的承重量相對(duì)減少，可以采用較長(zhǎng)的節(jié)段，施工快；第三，采用單室箱截面，模板相對(duì)簡(jiǎn)單。單幅橋?qū)?6m，箱梁頂板寬度取16.0m，底板寬取9m。支點(diǎn)梁高取8.5m，高跨比為1/18.75，跨中梁高取4m，為支點(diǎn)梁高的1/2.86，梁高變化采用二次拋

12、物線。本橋的引橋部分采用等截面布置。連續(xù)梁橋采用等截面布置，構(gòu)造簡(jiǎn)單、預(yù)制定型、施工方便。引橋的橋位處于居民區(qū)、農(nóng)作物區(qū)，地形較為平緩。為了施工的便利，可采用支架施工或逐孔施工法。對(duì)于中等跨徑4060m的連續(xù)梁橋，若采用預(yù)制裝配施工或就地澆筑施工，為便于預(yù)制安裝和模板周轉(zhuǎn)使用，同樣應(yīng)當(dāng)選用等截面布置。等截面連續(xù)梁橋的梁高，在擬定時(shí)可參考有關(guān)資料選用，可取梁高與最大跨徑的關(guān)系1/151/30，本橋的引橋梁高采用2.5m.箱形梁由頂板，底板，腹板等各部分組成薄壁截面梁，它的橫截面細(xì)部尺寸擬定如下：1）.頂板底板箱形截面的頂板和底板是箱梁承受正負(fù)彎矩的主要工作部位因此，公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范jt_gd

13、60-2004規(guī)定箱梁截面頂板和腹板相接處應(yīng)設(shè)置承托，底板和腹板相接處應(yīng)設(shè)置倒角，必要時(shí)可設(shè)置承托。箱形截面的頂板和底板中部厚度不應(yīng)小于板凈跨徑的1/30，且不應(yīng)小于200mm.連續(xù)梁箱梁中，底板厚度隨著箱梁負(fù)彎矩的增大而逐漸加厚至墩頂處，以適應(yīng)受壓要求。因此箱梁底部底板厚度一般是墩頂梁高的1/101/12.一般預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁中跨中或懸臂端底板厚度主要取決于底板內(nèi)設(shè)置預(yù)應(yīng)力筋的需要。對(duì)于預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁跨中底板，板內(nèi)需配置一定數(shù)量的預(yù)應(yīng)力束筋與普通鋼筋，此時(shí)底板的 厚度一般在200250mm。頂板厚度主要取決于板凈跨徑經(jīng)驗(yàn)公式為=l/36+100 (mm) (3-1)確定箱形截面頂板厚度除

14、了滿足橋面橫向彎矩的要求外，還要滿足布置縱向預(yù)應(yīng)力鋼束的要求。綜上所述，取跨中截面頂板厚度為300mm,底板厚度為280mm,取支點(diǎn)處頂板厚度為300mm,底板厚度為1000mm.2）箱梁腹板 腹板主要是承受截面的剪應(yīng)力，主拉應(yīng)力?？缰懈拱搴穸鹊倪x定，主要取決于布置預(yù)應(yīng)力筋和澆注混凝土必要的間隙等構(gòu)造要求。一般情況下可按以下原則選用：腹板內(nèi)無預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，可取20cm；腹板內(nèi)有預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，可取2530cm；腹板內(nèi)有預(yù)應(yīng)力筋錨固頭時(shí)，取35cm。為滿足支點(diǎn)較大剪應(yīng)力要求，墩上或靠近橋墩的箱梁根部腹板需加厚到3060cm，特殊情況可達(dá)100cm。大跨度橋腹板應(yīng)采用變厚度形式，從跨中向支點(diǎn)分段線形逐步

15、加厚，變厚段一般為一個(gè)節(jié)段。在頂板和腹板接頭處須設(shè)置梗腋，梗腋的形式一般為1：2、1：1、1：3、1：4等。梗腋的作用是：提高截面的抗扭剛度和抗彎剛度，減少扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力和畸變應(yīng)力。此外，梗腋使力線過渡比較平緩，減弱了應(yīng)力的集中程度。根據(jù)以往取值經(jīng)驗(yàn)，為了滿足預(yù)應(yīng)力束筋管道布置及錨固的需要，本設(shè)計(jì)中，根據(jù)箱室的外形設(shè)置了寬120mm，高30mm的上部梗腋，而下部采用1：1的梗腋。腹板厚度線性變化一次，由墩頂?shù)?0cm在 1/4主跨處以一個(gè)梁段的長(zhǎng)度過渡到40cm。3）. 橫隔梁橫隔梁可以增強(qiáng)橋梁的整體性和良好的橫向分布，同時(shí)還可以限制畸變；支承處的橫隔梁還起著承擔(dān)和分布支承反力的作用。由于箱形截面

16、的抗扭剛度很大，一般可以比其它截面的橋梁少設(shè)置橫隔梁，甚至不設(shè)置中間橫隔梁而只在支座處設(shè)置支承橫隔梁。因此本設(shè)計(jì)沒有加以考慮，而且由于中間橫隔梁的尺寸及對(duì)內(nèi)力的影響較小，在內(nèi)力計(jì)算中也可不作考慮。4）. 預(yù)應(yīng)力筋的布置主橋箱梁采用三向預(yù)應(yīng)力體系：縱向采用15.2鋼絞線抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值1860mpa，采用夾片式群錨，后張法施工配金屬波紋管成孔，采用qfz型張拉千斤頂兩端同時(shí)張拉；橫向亦采用15.2鋼絞線鋼絞線，扁錨體系配以扁平波紋管成孔；豎向采用精軋螺紋鋼配鋼筋螺紋錨具。5）. 支座本橋支座全部采用成品板式橡膠支座，主橋選用gyzf430054（nr）型天然橡膠支座，引橋采用gjz300400(c

17、r)氯丁橡膠支座。綜上所述，主橋上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力變截面箱梁，頂板厚取30cm ，直腹板及底板采用變截面，腹板厚度線性變化一次，由墩頂?shù)?0cm在 1/4主跨處以一個(gè)梁段的長(zhǎng)度過渡到40cm；底板厚度由墩跨中28cm厚按線性逐漸過渡至墩頂100cm厚；梁高按二次拋物線變化，以滿足受力及橋梁線形上的需要。引橋上部結(jié)構(gòu)為了方便采用龍門吊逐孔吊裝施工，采用40m預(yù)應(yīng)力混凝土t型梁，單幅橋面共有6片t梁，每片梁高2.5m,頂板寬16m，翼緣寬21cm,跨中腹板寬20cm，支點(diǎn)腹板寬40cm。 5 下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：本地段的砂石較多，特別是主橋基礎(chǔ)下的地基承載力較高，有完整的玄武巖和砂質(zhì)板巖。因此主橋和引橋

18、的墩臺(tái)設(shè)計(jì)可以因地制宜的采用重力式墩臺(tái)。 重力式墩臺(tái)由墩（臺(tái)）帽、墩（臺(tái)）身和基礎(chǔ)三個(gè)部分組成。這類墩、臺(tái)的主要特點(diǎn)是靠自身重量來平衡外力而保持其穩(wěn)定。因此，墩、臺(tái)身比較厚實(shí)，可用天然石材或片石混凝土砌筑，從而節(jié)省鋼筋。它適用于地基良好的大、中型橋梁或流冰、漂浮物較多的河流中。在砂石料方便的地區(qū)，小橋也往往采用重力式墩、臺(tái)。重力式墩、臺(tái)的主要缺點(diǎn)是圬工體積較大，因而其自重和阻水面積也較大。主橋下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：因?yàn)橹鳂虻纳喜拷Y(jié)構(gòu)采用分離的單箱單室形式，故橋墩也采用分離式。在承載力高的玄武巖作為持力層的基礎(chǔ)可采用擴(kuò)大基礎(chǔ)，相應(yīng)的主橋橋墩采用重力式橋墩，截面采用為實(shí)心圓端形截面，從而更好的利于漂浮物和

19、水流通過。順橋向?qū)?m，橫橋向9m(與箱梁底板同寬)，兩分離主墩中心間距7m。另一主橋橋墩采用方形柱式橋墩，橫橋向?qū)?m，順橋向?qū)?m，基礎(chǔ)采用122.0m的鉆孔灌注樁，按摩擦樁設(shè)計(jì)，承臺(tái)尺寸16m12m2.5m。邊墩同樣采用方形柱式橋墩，橫橋向?qū)?m，順橋向?qū)?m，單幅橋面橫橋向設(shè)置兩根柱式墩，墩身中心間距為8.5m。邊墩基礎(chǔ)采用62.0m的鉆孔灌注樁，按摩擦樁設(shè)計(jì)，樁頂設(shè)鋼筋混凝土承臺(tái)，承臺(tái)尺12m8m2.5m。引橋下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：引橋橋墩采用雙柱式圓形橋墩，橋墩直徑2m，墩頂設(shè)蓋梁。引橋基礎(chǔ)擴(kuò)大基礎(chǔ),樁頂設(shè)鋼筋混凝土承臺(tái)，承臺(tái)尺寸12m4.5m2.5m。引橋橋臺(tái)采用重力式u型橋臺(tái)。具體尺寸

20、見cad圖。6 施工方法：基礎(chǔ)施工方法及要求對(duì)于樁基礎(chǔ)來說，水中基礎(chǔ)施工首先用鋼管樁設(shè)置施工平臺(tái)，插打鋼護(hù)筒，然后鉆孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高，下鋼筋籠，澆筑水下混凝土成樁，鉆孔樁中預(yù)留壓漿管，成樁后進(jìn)行壓漿，實(shí)樁底混凝土密室，以消除沉渣帶來的不利影響，確保樁基承載力。采用鋼套箱或雙壁鋼圍堰澆筑承臺(tái)混凝土。 對(duì)于擴(kuò)大基礎(chǔ)來說， 基礎(chǔ)的開挖視工程量的大小、地質(zhì)水文情況采用人工配合機(jī)械開挖。在開挖前，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)地形及基礎(chǔ)位置的平面標(biāo)高進(jìn)行校核，并制定可行的施工方案。 基礎(chǔ)開挖的位置、深度、平面尺寸符合設(shè)計(jì)圖紙的要求，并采用支護(hù)的方法防止坍塌，經(jīng)檢測(cè)達(dá)到設(shè)計(jì)要求后方可進(jìn)行基礎(chǔ)混凝土澆筑作業(yè)?；A(chǔ)混凝土的澆筑作業(yè)按常規(guī)

21、方法進(jìn)行，并確保質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求引橋基礎(chǔ)施工采用旋轉(zhuǎn)式鉆機(jī)成孔，泥漿護(hù)壁。墩身及主梁施工主墩采用提升模板分段澆筑，在現(xiàn)澆支架上澆筑0號(hào)塊的混凝土，張拉0號(hào)塊預(yù)應(yīng)力束。兩側(cè)主梁采用懸臂掛籃施工，按3-5m一個(gè)節(jié)段平衡對(duì)稱懸臂澆筑，合攏時(shí)先合攏邊跨再合攏中跨，合攏前用水箱壓重平衡施工荷載。主橋上部結(jié)構(gòu)主梁采用懸臂澆筑法在施工工程中需要進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換，在懸臂施工中，結(jié)構(gòu)的力學(xué)狀態(tài)經(jīng)歷從懸臂梁到合攏過度成連續(xù)梁變化。因此，要考慮施工過程中的應(yīng)力狀態(tài)，考慮由于體系轉(zhuǎn)換和其他因素引起的結(jié)構(gòu)次內(nèi)力。在施工過程中，由于墩梁鉸接不能承受彎矩，因此施工過程中要將墩梁臨時(shí)固結(jié)，待施工至至少一端合攏后恢復(fù)至原設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)狀

22、態(tài)。引橋墩身采用支架現(xiàn)澆施工。由于引橋區(qū)段地形平坦，且都處于陸上，引橋40m連續(xù)梁可采用整孔吊裝逐孔施工法施工。先在現(xiàn)場(chǎng)或工廠預(yù)制整孔梁，再進(jìn)行逐孔架設(shè)施工。在預(yù)制時(shí)進(jìn)行第一次預(yù)應(yīng)力的張拉，拼裝就位后進(jìn)行二次張拉。在逐孔架設(shè)施工過程中，結(jié)構(gòu)也要經(jīng)歷從簡(jiǎn)支梁到連續(xù)梁的體系轉(zhuǎn)換過程。吊裝的設(shè)備可采用龍門起重機(jī)或桁式吊。采用逐孔施工法大大縮短了施工進(jìn)度，主梁可以同時(shí)預(yù)制，既有利于確保構(gòu)件的質(zhì)量和尺寸精確，又大大縮短了工期。1.2.4 方案 中承式鋼管混凝土拱橋1. 方案構(gòu)思拱橋是在我國(guó)公路上廣泛使用的一種橋型。本橋段的拱橋橋型采用鋼管混凝土拱橋。其原因有如下幾點(diǎn)：1.鋼管混凝土材料由于鋼管的套箍作用

23、大大提高了混凝土的塑性性能，使得混凝土特別是高強(qiáng)混凝土的脆性得以克服；2.混凝土內(nèi)填于鋼管內(nèi)，增添了管壁的穩(wěn)定性，整體剛度也遠(yuǎn)大于鋼結(jié)構(gòu)，從而使結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性大大提高；3.圓形鋼管混凝土在抵抗方向不確定的地震作用時(shí)，由于其各個(gè)方向的強(qiáng)度相同，顯示出其有效性；4.鋼管混凝土拱肋具有強(qiáng)度高，質(zhì)量輕，易于吊裝和轉(zhuǎn)體的特點(diǎn)，可以先將空管拱肋合攏，再壓注管內(nèi)混凝土，從而大大降低了大跨徑拱橋的施工難度，省去了支模，拆模等工序；5.鋼管混凝土拱橋相比剛拱橋大大的節(jié)省鋼材，經(jīng)濟(jì)性方面占優(yōu)。簡(jiǎn)而言之，鋼管混凝土材料應(yīng)用于受壓為主的拱肋，相比于鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有著顯著的優(yōu)越性，將鋼管混凝土應(yīng)用于拱橋解決了

24、拱橋材料高強(qiáng)化和拱圈施工輕型化的雙重難題。本橋橋位所在處地質(zhì)條件較好，橋面標(biāo)高較最低水位較大，適合于修建中承式拱橋。美學(xué)上，中承式拱橋曲線線形優(yōu)美，給人以遐想的空間。因此，本橋設(shè)計(jì)為中承式有推力鋼管混凝土拱橋，主墩為重力式墩，采用較大的尺寸，平衡水平推力。參考重慶合川嘉陵江大橋，橋墩與主拱圈的抗推剛度比設(shè)計(jì)成大于37，可以不考慮連供作用。主橋?yàn)槿撞坏瓤缰谐惺戒摴芑炷凉皹颍锌鐦蛎娼Y(jié)構(gòu)采用t型橫梁、縱置型梁；兩岸再配125m鋼管混凝土拱，橋面結(jié)構(gòu)為t型橫梁、縱置型梁。橋臺(tái)橋墩為重力式結(jié)構(gòu)，以平衡兩跨產(chǎn)生的不平衡推力。橋跨總體布置為：440m(簡(jiǎn)支梁)（125m210m+125m）（中承式鋼筋

25、混凝土拱橋）540m（簡(jiǎn)支梁）+20m（墩臺(tái)），共計(jì)840m2 橋面標(biāo)高確定（1）豎曲線設(shè)計(jì)：根據(jù)公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范，設(shè)計(jì)車速為80km/h時(shí)凸型豎曲線最小半徑一般取值為4500m、極限值為3000m，本方案豎曲線半徑采用r9000m，縱坡采用1。豎曲線基本要素為：豎曲線長(zhǎng)度l=180m、切線長(zhǎng)t90m、豎曲線外距e=0.45m。（2）橋面標(biāo)高：本橋橋面標(biāo)高根據(jù)設(shè)計(jì)水位、橋下通航（通車）凈空、橋兩端引道標(biāo)高的需要，并結(jié)合橋型跨徑等綜合考慮。 按設(shè)計(jì)水位計(jì)算橋面標(biāo)高，計(jì)算公式如下： 式中： 橋面最低高程（m）； 設(shè)計(jì)水位（m）（設(shè)計(jì)水位記入壅水、波浪高度等）；橋向凈空安全值（m）；橋梁上部結(jié)構(gòu)建筑

26、高度。 34.54+5+2.8(橫梁與橋面板的高度總和) =42.34m(主橋跨中橋面標(biāo)高，不含橋面鋪裝) 按通航水位計(jì)算橋面標(biāo)高：+通航水位 32.4+102.8 45.2m(同上) 按路堤通車處計(jì)算橋面標(biāo)高：按跨線要求，里程k5+200m處橋面下緣的標(biāo)高要求為37.2m，通車凈空4.5m,因此： 37.2+4.5+2.8+2.94（縱坡） =47.44（同上）綜合上述標(biāo)高，本方案標(biāo)高取為47.44m（跨中橋面標(biāo)高）。3. 主拱拱肋 主跨：拱肋采用懸鏈線，拱軸系數(shù)為1.6.，矢跨比1/4，計(jì)算跨徑210.00m，計(jì)算矢高52.5。主拱拱肋采用鋼管混凝土等高桁架結(jié)構(gòu)，拱肋高4.54m，寬2.5

27、m。每肋為上下兩根76015mm、內(nèi)灌c50的鋼管混凝土弦桿。弦桿通過橫向綴板和豎向兩根36010mm腹管連接成鋼管混凝土桁架。邊跨：拱肋采用懸鏈線，拱軸系數(shù)為1.6.，矢跨比1/4，計(jì)算跨徑125m，計(jì)算矢高31.25m。邊拱拱肋采用鋼管混凝土等高桁架結(jié)構(gòu)，拱肋高3m，寬2.0m。每肋為上下兩根61012mm、內(nèi)灌c50的鋼管混凝土弦桿。弦桿通過橫向綴板和豎向兩根2758mm腹管連接成鋼管混凝土桁架。4.橫撐主跨：主拱圈兩肋中心間距34m，每隔21m設(shè)置一道橫撐，兩肋間橋面以上共設(shè)7組“一”字橫撐，橋面下拱腳處設(shè)置一道“米”字橫撐，每道橫撐均為空鋼管桁架。橫撐上、下弦桿采用4根52910mm

28、鋼管，腹桿采用3006mm鋼管。橫撐上下弦鋼管與拱肋采用焊接連接，橫撐上下弦鋼管對(duì)應(yīng)處設(shè)綴板連接內(nèi)外側(cè)弦管。邊跨：兩肋中心間距34m，每隔20m設(shè)置一道橫撐，兩肋間橋面以上共設(shè)4組“一”字橫撐，橋面下拱腳處設(shè)置一道“米”字橫撐，每道橫撐均為空鋼管桁架。橫撐上、下弦桿采用4根52910mm鋼管，腹桿采用3006mm鋼管。橫撐上下弦鋼管與拱肋采用焊接連接，橫撐上下弦鋼管對(duì)應(yīng)處設(shè)綴板連接內(nèi)外側(cè)弦管。全橋拱肋節(jié)點(diǎn)均采用管管直接焊接，均未設(shè)置節(jié)點(diǎn)加強(qiáng)角板，以提高節(jié)點(diǎn)塑性，降低節(jié)點(diǎn)局部應(yīng)力峰值。5. 鋼橫梁及橋面板鋼橫梁采用工字形鋼梁，由工廠預(yù)制，長(zhǎng)約36m,計(jì)算跨徑34m，上下翼緣板寬800mm，上翼板

29、厚20mm，下翼板厚1650mm，腹板厚16mm，梁高17001900mm。橋面板為預(yù)制鋼筋混凝土型板、現(xiàn)澆10cm瀝青混凝土鋪裝層構(gòu)成。在鋼橫梁下設(shè)置鋼縱梁，全橋共設(shè)置4組，用以增強(qiáng)橋面的整體性，縱向采用高強(qiáng)度螺栓與鋼橫梁連接。預(yù)制板通過縱、橫向濕接縫與橋面板鋼縱梁及鋼橫梁連接，預(yù)制板縱向濕接縫寬40cm，橫向濕接縫寬50cm。 6.吊桿與立柱設(shè)計(jì)主跨、邊跨立柱和吊桿標(biāo)準(zhǔn)間距均為7.0m，縱向拱上立柱軸線和吊桿軸線位于同一平面內(nèi)。立柱采用120cm80cm的鋼筋混凝土雙柱式結(jié)構(gòu)，采用立柱主鋼筋和拱肋焊接并澆筑混凝土的連接形式，同一組立柱之間設(shè)置橫系梁。吊桿采用鍍鋅高強(qiáng)低松馳91s7鋼絲束，r

30、by=1670 mpa。兩端有y15-19錨具，下端錨具采用鎖頭器錨固，并設(shè)有可調(diào)節(jié)橫梁高度的螺；上端采用夾片錨，錨頂設(shè)有低應(yīng)力防松裝置扣板。上下端錨具分別錨于主拱拱肋的平聯(lián)連扳頂和鋼橫梁的下翼緣。吊桿采用外套1684mm鋼管，鋼管內(nèi)壓注m40聚丙乙烯纖維水泥砂漿防護(hù)，吊桿與人行道蓋板、橫梁交界處設(shè)有防水裝置。7. 橋墩和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)本地段的砂石較多，特別是主橋基礎(chǔ)下的地基承載力較高，有完整的玄武巖和砂質(zhì)板巖。與前面的連續(xù)梁方案類似，拱橋方案的主橋和引橋的墩臺(tái)設(shè)計(jì)同樣可以因地制宜的采用重力式墩臺(tái)拱橋主墩采用重力式橋墩，采用空心鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，墩空心內(nèi)采用強(qiáng)度較高的卵石填筑，采用m2.5水泥砂漿灌飽

31、滿。由于橋墩下基礎(chǔ)有強(qiáng)度很高的玄武巖和砂質(zhì)板巖夾砂巖，且?guī)r體的整體性較好，故拱橋的基礎(chǔ)采用擴(kuò)大基礎(chǔ)。引橋的設(shè)計(jì)同前面連續(xù)梁橋引橋設(shè)計(jì)基本保持一致。9. 施工方案拱橋基礎(chǔ)工程均采用擴(kuò)大基礎(chǔ)，與拱座混凝土一樣屬于大體積混凝土，尤其注意施工時(shí)混凝土散熱，確?；A(chǔ)和拱座不致因過高的溫度應(yīng)力而導(dǎo)致開裂。主拱肋和邊拱肋均采用纜索吊裝懸臂拼裝焊接，主拱肋鋼管由工廠預(yù)制，試拼合格后運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)纜索吊裝。主跨采用五段，邊跨采用三段纜索吊裝工藝，吊裝順序從拱腳至拱頂。為確保拱肋調(diào)整過程中不再增加次內(nèi)力，拱肋吊裝合攏時(shí)拱腳采用軸鉸，待拱軸線調(diào)整至合攏后再封固拱腳，形成無鉸拱。主拱肋合攏后，開始灌注鋼管內(nèi)混凝土，鋼管混凝

32、土采用c50 高強(qiáng)砼，采用泵送頂升澆灌法澆筑。鋼管混凝土拱橋是借助于先期合攏的空鋼管做為空中勁性支承骨架，他承受后續(xù)泵送澆筑的管內(nèi)重力。合理的施工加載順序能使主拱肋在施工過程中有較均勻的內(nèi)力分布，保證其強(qiáng)度和穩(wěn)定性滿足要求，并盡量使施工階段的荷載不控制設(shè)計(jì)。拱上立柱、吊桿、橫梁、橋面系的吊裝安裝時(shí)對(duì)主拱肋的加載過程，其施工順序主要遵循對(duì)稱平衡的原則。即縱向左右加載相對(duì)于拱頂對(duì)稱，橫向相對(duì)于橋梁中線對(duì)稱。本橋考慮到橋墩單向推力不能過大，加載時(shí)主跨、邊跨和引跨應(yīng)分開進(jìn)行。- 1.2.5 方案 自錨式混凝土懸索橋1 方案構(gòu)思本橋橋位所在處江面寬度不超過500m,修建地錨式懸索橋顯然是很不經(jīng)濟(jì)的，因?yàn)?/p>

33、自錨式懸索橋需要修建強(qiáng)大的錨碇。而在300m以內(nèi)的跨徑修建自錨式懸索橋有較多的優(yōu)勢(shì)采用自錨式結(jié)構(gòu)體系，和地錨式相比可以不考慮地質(zhì)條件的影響，而且由于免去了巨大的錨錠，降低了工程造價(jià)。采用自錨，將主纜錨固于加勁梁之上，相比同等跨徑的其他橋型，更有其特有的曲線線形，外觀優(yōu)雅，而且現(xiàn)代橋梁除了滿足自身的結(jié)構(gòu)要求外，也越來越注重景觀設(shè)計(jì)，其發(fā)展前途很大。自錨式懸索橋采用混凝土加勁梁，雖然增加了體系的自重，但也增加了體系的剛度，在一定的跨度允許范圍內(nèi)，使橋梁的安全性指標(biāo)、適用性指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)、美觀性指標(biāo)得到了完美的統(tǒng)一。對(duì)結(jié)構(gòu)受力而言，由于采用了自錨體系，將索錨固于主梁上，利用主梁來抵抗水平軸力，對(duì)于

34、混凝土這種抗壓性能好的材料來說無疑是相當(dāng)于提供了免費(fèi)的預(yù)應(yīng)力。因此采用的是普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，節(jié)省了大量的預(yù)應(yīng)力器具，而且又由于混凝土材料相對(duì)于鋼材料的經(jīng)濟(jì)性，工程造價(jià)大大減少。本橋設(shè)計(jì)為自錨式懸索橋，由于主跨跨度較小，可以適當(dāng)減小其垂跨比，使混凝土主梁內(nèi)的預(yù)壓力適當(dāng)提高。由于主纜在塔頂錨固，為了盡量減少主塔承受的水平力，必須保證邊跨主纜內(nèi)的水平力與中跨主纜產(chǎn)生的水平力基本相等，這可以通過合理的跨度比來調(diào)節(jié)，也可以通過改變主纜的線形來調(diào)節(jié)。本橋設(shè)為主跨240m，邊跨130m,邊主跨比約為0.5，主跨垂跨比18，主跨垂度為30m.由于主纜錨固在主梁上，錨固區(qū)承受很大的水平壓力以及向上拉力。故邊跨

35、的橋墩采用重力式橋墩，利用墩的重力平衡向上的拉力。懸索橋總體布置為：440m（預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁）130m+240m+130m+540m（預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁），共計(jì)860m。2 橋面標(biāo)高確定 （1）豎曲線設(shè)計(jì)：根據(jù)公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范，設(shè)計(jì)車速為80km/h時(shí)凸型豎曲線最小半徑一般取值為4500m、極限值為3000m，本方案豎曲線半徑采用r9000m，縱坡采用1。豎曲線基本要素為：豎曲線長(zhǎng)度l=180m、切線長(zhǎng)t90m、豎曲線外距e=0.45m。（2）橋面標(biāo)高：本橋橋面標(biāo)高根據(jù)設(shè)計(jì)水位、橋下通航（通車）凈空、橋兩端引道標(biāo)高的需要，并結(jié)合橋型跨徑等綜合考慮。 按設(shè)計(jì)水位計(jì)算橋面標(biāo)高，計(jì)算公式如下： 式中：

36、橋面最低高程（m）； 設(shè)計(jì)水位（m）（設(shè)計(jì)水位記入壅水、波浪高度等）；橋下凈空安全值（m）；橋梁上部結(jié)構(gòu)建筑高度。 34.54+5+3（梁與橋面板的高度總和) =42.4m(主橋跨中橋面標(biāo)高，不含橋面鋪裝) 按通航水位計(jì)算橋面標(biāo)高：+通航水位 32.4+103 45.m(同上) 按路堤通車處計(jì)算橋面標(biāo)高：按跨線要求，里程k5+200m處橋面下緣的標(biāo)高要求為37.2m，通車凈空4.5m,因此： 37.2+4.5+3+3.47 =48.17（橋面標(biāo)高）綜合上述標(biāo)高，本方案標(biāo)高取為48.17m（跨中橋面標(biāo)高）。3 主梁本橋的主跨240m,橋面寬度34.5m,參考已建的自錨式懸索橋，本橋采用單箱五室混

37、凝土箱型截面，梁跨中高度3m,支點(diǎn)高為4.5m，置1.5%的橫坡。寬跨比16.96,高跨比180。頂板厚25cm，底板厚20cm,邊腹板厚48cm,中間腹板厚40cm,梁內(nèi)每隔5m設(shè)一道橫梁，橫梁中間厚度40cm，端部加厚為95cm，以便設(shè)置吊桿孔和錨固橫梁預(yù)應(yīng)力筋，橫梁內(nèi)配置鋼絞線預(yù)應(yīng)力束。4 主纜主纜直徑49.4cm，由61束1275.1mm的平行鋼絲組成，強(qiáng)度為1670 mpa。每束股索采用冷鑄錨，錨固于主梁兩端的錨固塊。61束索股分別架設(shè)，錨固，架設(shè)完畢后將全部股索擠成圓形，用鍍鋅鋼絲纏繞，然后用膩?zhàn)庸纯p，表面涂油漆防護(hù)。主纜分散錨固在錨固跨主梁上。5 橋塔及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)本橋索塔塔高45m

38、，由于用于小跨徑吊橋的傳統(tǒng)門式索塔顯得矮小，令人壓抑，本橋采用鋼筋混凝土h型橋塔，塔柱采用矩形實(shí)心截面，橋面以上尺寸為3m3m，橋面以下采用變截面，根部尺寸4m3m，橫橋向兩柱斜置，以增強(qiáng)索塔的橫向穩(wěn)定性。橋塔基礎(chǔ)采用擴(kuò)大基礎(chǔ)。6施工方案：1）、主塔施工懸索橋一般主塔較高，塔身大多采用翻模法分段澆筑，在主塔連結(jié)板的部位要注意預(yù)留鋼筋及模板支撐預(yù)埋件。對(duì)于索鞍孔道頂部的混凝土要在主纜架設(shè)完成后澆筑，以方便索鞍及纜索的施工。主塔的施工控制主要是垂直度監(jiān)控，每段混凝土施工完畢后，在第二天早晨8：00至9：00間溫度相對(duì)穩(wěn)定時(shí)，利用全站儀對(duì)塔身垂直度進(jìn)行監(jiān)控，以便調(diào)整塔身混凝土施工，應(yīng)避免在溫度變化劇

39、烈時(shí)段進(jìn)行測(cè)試，同時(shí)隨時(shí)觀測(cè)混凝土質(zhì)量，及時(shí)對(duì)混凝土配比進(jìn)行調(diào)整。2）、鞍部施工檢查鋼板頂面標(biāo)高，符合設(shè)計(jì)要求后清理表面和四周的銷孔，吊裝就位，對(duì)齊銷孔使底座與鋼板銷接。在底座表面進(jìn)行涂油處理，安裝索鞍主體。索鞍由索座、底板、索蓋部分組成，索鞍整體吊裝和就位困難；可用吊車或卷揚(yáng)設(shè)備分塊吊運(yùn)組裝。索鞍安裝誤差控制在橫向軸線誤差最大值3mm標(biāo)高誤差最大值3mm.吊裝入座后，穿入銷釘定位，要求鞍體底面與底座密貼，四周縫隙用黃油填實(shí)。3）、主梁澆筑主梁混凝土的澆筑同普通橋一樣，首先梁體標(biāo)高的控制必須準(zhǔn)確，要通過精確的計(jì)算預(yù)留支架的沉降變形；其次，梁體預(yù)埋件的預(yù)埋要求有較高的精度，特別是拉桿的預(yù)留孔道要

40、有準(zhǔn)確的位置及良好的垂直度，以保證在正常的張拉過程中拉桿始終位于孔道的正中心。主梁澆筑順序應(yīng)從兩端對(duì)稱向中間施工，防止偏載產(chǎn)生的支架偏移，施工時(shí)以水準(zhǔn)儀觀測(cè)支架沉降值，并詳細(xì)記錄。待成型后立即復(fù)測(cè)梁體線型，將實(shí)際線型與設(shè)計(jì)線型進(jìn)行比較，及時(shí)反饋信息，以調(diào)整下一步施工。4）、主纜的施工采用預(yù)制平行鋼絲束法架設(shè)主纜。主纜架設(shè)可以采取在已澆筑橋面外側(cè)直接展開，用卷揚(yáng)機(jī)配合長(zhǎng)臂汽車吊從主梁的側(cè)面起吊安裝就位。7. 引橋設(shè)計(jì) 引橋設(shè)計(jì)同連續(xù)梁橋。1.2.6 方案 獨(dú)塔不等跨混凝土斜拉橋1 方案構(gòu)思當(dāng)河床地形、地質(zhì)條件比較均勻一致時(shí)，獨(dú)塔斜拉橋與雙塔斜拉橋相比，具有下列優(yōu)點(diǎn)：可以省掉一個(gè)基礎(chǔ)，獨(dú)塔斜拉橋比

41、較經(jīng)濟(jì)；獨(dú)塔斜拉橋受力性能比較有利，且活載撓度較雙塔為小，最大撓度發(fā)生在拉索區(qū)內(nèi)，對(duì)受力有利，雙塔斜拉索最大撓度發(fā)生在無索區(qū)，會(huì)形成拉彎區(qū)；對(duì)于收縮徐變以及溫度梯度的影響，無論是梁的撓度和塔頂?shù)乃阶兾唬?dú)塔斜拉橋均比雙塔為??；獨(dú)塔斜拉橋布置上較為靈活，塔梁墩固結(jié)時(shí)，梁可采用變高，更適合斜拉橋的受力。綜合以上因素，斜拉橋方案選用獨(dú)塔雙跨式混凝土斜拉橋，兩跨不對(duì)稱，主跨240米，邊跨45+85米，采用塔梁墩固結(jié)體系。邊跨設(shè)置一個(gè)中間輔助墩，輔助墩的設(shè)置對(duì)改善結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)，增加施工期安全均是十分有利，同時(shí)輔助墩受壓時(shí)減少邊跨主梁彎矩，受拉時(shí)減少中跨主梁彎矩及撓度，大大提高了全橋結(jié)構(gòu)的剛度。通過反復(fù)計(jì)萍，輔助墩設(shè)在45米處，全橋剛度值最大。橋跨總體布置