【正文】 推力的推力拱橋，要求支撐拱的墩臺(tái)和地基必須承受拱端的強(qiáng)大推力，因而修建推力拱橋要 求有良好的地基。對(duì)于多跨連續(xù)拱橋，為防止其中一跨破壞而影響全橋，還要采取特殊的措施，或設(shè)置單向推力墩以承受不平衡的推力。 對(duì)于簡(jiǎn)單系圬工拱橋的矢跨比一般為 1/4~1/8，一般小于 1/10，鋼筋混凝土拱橋矢跨比一般為 1/5~1/8。通常情況下矢跨比小于 1/5 的拱橋稱為坦拱，等于及大于 1/5 的稱為陡拱。 分類： 按拱圈 (肋 )結(jié)構(gòu)的材料分：有石拱橋（見石橋）、鋼拱橋、混凝土拱橋、鋼筋混凝土拱橋。按拱圈（肋）的靜力圖式分：有無鉸拱、雙鉸拱、三鉸拱（見拱）。前二者屬超靜定結(jié)構(gòu)，后者為靜定結(jié)構(gòu)。無鉸拱的拱圈兩端 固結(jié)于橋臺(tái)（墩），結(jié)構(gòu)最為剛勁，變形小，比有鉸拱經(jīng)濟(jì)；但橋臺(tái)位移、溫度變化或混凝土收縮等因素對(duì)拱的受力會(huì)產(chǎn)生不利影響，因而修建無鉸拱橋要求有堅(jiān)實(shí)的地基基礎(chǔ)。雙鉸拱是在拱圈兩端設(shè)置可轉(zhuǎn)動(dòng)的鉸支承，鉸可允許拱圈在兩端有少7 量轉(zhuǎn)動(dòng)的可能。結(jié)構(gòu)雖不如無鉸拱剛勁，但可減弱橋臺(tái)位移等因素的不利影響。三鉸拱則是在雙鉸拱頂再增設(shè)一鉸，結(jié)構(gòu)的剛度更差些，但可避免各種因素對(duì)拱圈受力的不利影響。 發(fā)展 ： 20 世紀(jì) 50 年代以來，中國(guó)工業(yè)迅猛發(fā)展，采用不同材料、不同體系的拱橋也得到迅速發(fā)展。在鐵路拱橋建設(shè)中， 1956 年建成包（ 頭）蘭（州）線東崗鎮(zhèn)黃河單線上承式鋼筋混凝土肋拱橋 ,拱跨為 3 孔 53 米。 1959 年建成詹（店）東（觀）線丹河上承式鋼筋混凝土拱橋，拱跨增至 88 米，兩者均為兩片工字形截面拱肋。中國(guó)目前最大跨度的鋼筋混凝土鐵路拱橋?yàn)?1966 年建成的豐(臺(tái) )沙（城）線永定河 7 號(hào)橋，為單線中承式，拱跨 150 米，拱肋為箱形截面，采用鋼拱架拼裝施工。 在公路、城市橋梁建設(shè)中，如 1959 年建成湘潭市湘潭橋，為 8 孔 60 米上承式拱橋 ,橫向布置 6 片高 米的工字形拱肋 ,橋?qū)?21 米。 70 年代后拱橋向更大跨度發(fā)展 ,主要采用預(yù)制拼裝的鋼筋混凝土拱橋 ,如四川省的拱跨150 米的宜賓馬鳴溪橋，即采用無支架纜索吊裝施工。目前，中國(guó)公路上最大跨度的鋼筋混凝土箱形拱橋?yàn)榻ㄓ?1982 年 ,拱跨 170 米的四川渡口寶鼎橋 (圖 3),最大跨度的公路鋼箱形拱橋?yàn)榻ㄓ?1966 年的四川渡口市區(qū)金沙江橋 ,跨度 180 米。1969 年建成的渡口密地栓焊桁架拱橋，跨度也是 180 米。在 60 年代 ,為適應(yīng)廣大農(nóng)村地區(qū)發(fā)展農(nóng)業(yè)的要求 ,曾創(chuàng)建一種采用簡(jiǎn)易機(jī)具施工的雙曲拱橋。該橋型的主要特點(diǎn)是：拱圈結(jié)構(gòu)化整為零，采用分段拼裝式波形拱肋截面，因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，安裝方便，形式輕巧，在公路和城市橋梁中 曾一度得到廣泛使用。如建于 1972 年的湖南長(zhǎng)沙湘江橋 ,為 8 孔 76 米的鋼筋混凝土雙曲拱橋。隨著建橋技術(shù)的進(jìn)步，施工機(jī)具的改進(jìn)，起重能力的提高，為求得拼裝構(gòu)件更好的整體性，必然會(huì)向較大的拼裝單元發(fā)展。因此 70 年代后期至今，中國(guó)在大跨拱橋中，鋼筋混凝土箱形拱占優(yōu)勢(shì)，而在中、小跨拱橋中，桁架拱橋頗有發(fā)展。桁架拱橋是將拱上結(jié)構(gòu)和拱肋組成桁式結(jié)構(gòu)，常用跨度為 20～ 50 米。目前鋼筋混凝土桁架拱橋已達(dá) 60 米，如蘇州市郊覓渡橋。但預(yù)應(yīng)力混凝土桁架拱橋最大跨度已達(dá) 150米 ,如 1985 年建成的貴州劍河公路橋，系帶懸臂的預(yù)應(yīng)力混凝 土桁架拱橋。 8 梁橋 概述 ： 梁式橋是指其結(jié)構(gòu)在垂直荷載的作用下，其支座僅產(chǎn)生垂直反力，而無水平推力的橋梁。預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋受力明確，理論計(jì)算較簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)和施工的方法日臻完善和成熟。預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋具有以下主要特征： 1）混凝土材料以砂、石為主，可就地取材，成本較低； 2）結(jié)構(gòu)造型靈活，可模型好，可根據(jù)使用要求澆鑄成各種形狀的結(jié)構(gòu)； 3）結(jié)構(gòu)的耐久性和耐火性較好，建成后維修費(fèi)用較少； 4）結(jié)構(gòu) 的整體性好，剛度較大，變性較小； 5）可采用預(yù)制方式建造，將橋梁的構(gòu)件標(biāo) 準(zhǔn)化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)； 6） 結(jié)構(gòu)自重較大，自重耗掉大部分材料的強(qiáng)度， 因而大大限制其跨越能力； 7）預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋可有效利用高強(qiáng)度材料，并明顯降低自重所占全部設(shè)計(jì)荷載的比重，既節(jié)省材料、增大其跨越能力，又提高 其抗裂和抗疲勞的能力； 8）預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋所采用的預(yù)應(yīng)力技術(shù)為橋梁裝 配式結(jié)構(gòu)提供了最有效的拼裝手段，通過施加縱向、橫向預(yù)應(yīng)力，使裝配式結(jié)構(gòu) 集成整體，進(jìn)一步擴(kuò)大了裝配式結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍。 預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁是在二戰(zhàn)前后發(fā)展起來的，當(dāng)時(shí)西歐很多國(guó)家在戰(zhàn)后缺鋼的情況下，為節(jié)省鋼材，各國(guó)開始競(jìng)相采用預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)代替部分的鋼結(jié)構(gòu)以盡快修 復(fù)戰(zhàn)爭(zhēng)帶來的創(chuàng)傷。 50 年代，預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁跨徑開始突破了 100 米，到 80 年代則達(dá)到 440 米。雖然跨徑太大時(shí)并不總是用預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)比其它結(jié)構(gòu)好，但是，在實(shí)際工程中，跨徑小于 400 米時(shí)，預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁常常為優(yōu)勝方案 。 分類： 按照主梁的靜力體系，分為簡(jiǎn)支梁橋、連續(xù)梁橋和懸臂梁橋。 簡(jiǎn)支梁橋：由一根兩端分別支撐在一個(gè)活動(dòng)支座和一個(gè)鉸支座上的梁作為主要承重結(jié)構(gòu)的梁橋。屬于靜定結(jié)構(gòu)。是梁式橋中應(yīng)用最早、使用最廣泛的一種橋形。其構(gòu)造簡(jiǎn)單，架設(shè)方便，結(jié)構(gòu)內(nèi)力不受地基變形，溫度改變的影響。 連續(xù)梁橋：兩跨或兩跨以 上連續(xù)的梁橋，屬于超靜定體系。連續(xù)梁在恒活載作用下，產(chǎn)生的支點(diǎn)負(fù)彎矩對(duì)跨中正彎矩有卸載的作用，使內(nèi)力狀態(tài)比較均勻合理，因而梁高可以減小，由此可以增大橋下凈空，節(jié)省材料，且剛度大，整體性好，超載能力大，安全度大，橋面伸縮縫少，并且因?yàn)榭缰薪孛娴膹澗販p小，使得橋跨可以增大 懸臂梁橋 ： 指的是以一端或兩端向外自由懸出的簡(jiǎn)支梁作為上部結(jié)構(gòu)主要承重構(gòu)件的梁橋。 發(fā)展： 1957 年 ， 一座長(zhǎng)江大橋 —— 武漢長(zhǎng)江大橋勝利建成 ， 既結(jié)束了我國(guó)萬里長(zhǎng)江無橋的狀況 ， 又標(biāo)志我國(guó)的現(xiàn)代化橋梁技術(shù)水平提高到了新的起點(diǎn)。真正實(shí)現(xiàn)了“ 一橋飛架南北 天塹變通途?！? 1969 年我國(guó)又勝利建成了舉世矚目的南京長(zhǎng)江大橋 ， 這是我國(guó)自行設(shè)計(jì)、制造、施工 ， 并使用國(guó)產(chǎn)高強(qiáng)鋼材的現(xiàn)代化大型橋梁。 1993 年建成的楊浦大橋是世界上跨度最大的結(jié)合梁斜拉橋 ，主跨達(dá) 602m。而 1999 建成的鋼箱梁懸索橋 —— 江陰長(zhǎng)江大橋 ， 主跨已達(dá) 1385m。 國(guó)外澳大利亞修建了兩座跨徑 200m 以上的連續(xù)剛構(gòu)橋 ，其中最著名的是 1985年建成的門道（ Gateway）橋。該橋跨徑 145+260+145m，保持世界第一達(dá) 12 年之久。該橋墩高 ，雙壁墩身為三室箱，寬 ，壁厚縱 向 ，橫向中9 壁厚 ，外壁厚 1m。主梁為單室箱，箱高跨中 ，根部 ，箱頂寬，底寬 12m。頂板厚 ，底板厚跨中 ，根部 。腹板厚 ～，用 C40 圓柱體抗壓強(qiáng)度混凝土（折合 C50 混凝土）。連續(xù)剛構(gòu)邊跨懸臂與引橋懸出部分（ 16m）之間，以不約束水平變位的鋼箱裝置連接。該裝置不能傳遞軸向力，而能承受剪力與彎矩 。 南寧壅江大橋位于廣西南寧， 1964 年建成。是我國(guó)最早采用箱梁薄壁桿件理論（箱梁）設(shè)計(jì)的懸臂式鋼筋砼薄壁箱梁橋。該橋兩端是單懸薄梁， 45m，中間 5孔是雙懸臂梁，其間設(shè)掛梁。這種橋型，由于橋梁接縫較多，懸臂端設(shè)伸縮縫，易破壞，所以已很少采用。 10 第二章項(xiàng)目背景及設(shè)計(jì)資料 項(xiàng)目概況： 南京市環(huán)島路 2 號(hào)橋位于 灣頭休閑商務(wù)區(qū)配套道路項(xiàng)目工程樁號(hào) AK0+597處 。由于橋梁寬度較大，為避免不均勻沉降，將其分為兩幅，單幅 橫向布置為：3m人行道 + 車行道 +。 橋位為軟土地基地區(qū)，為避免由于路基沉降引起路橋銜接處的錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象發(fā)生，本設(shè)計(jì)在橋頭兩側(cè)各設(shè) 二 級(jí) 6+8 米搭板，作為道路和橋梁的過渡。 設(shè)計(jì)基本資料： 主要技術(shù)指 標(biāo)： 1）設(shè)計(jì)荷載：公路 II 級(jí)， 人群荷載按《公路橋涵通用設(shè)計(jì)規(guī)范》 取值。 2）梁底標(biāo)高：中跨梁底控制標(biāo)高≥ 米。 3）橋梁坡度：雙向橫坡 %；西 側(cè)縱坡 %， 東 側(cè)縱坡 %。 4）設(shè)計(jì)安全等級(jí)：二級(jí)，橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期： 100 年。 設(shè)計(jì)采用規(guī)范： 《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》 ； 《公路橋涵通用設(shè)計(jì)規(guī)范》 ； 《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》 ； 《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》 。 地形、地質(zhì)、地貌： 南京地區(qū)的大地構(gòu)造位于揚(yáng)子斷塊區(qū)的下?lián)P子斷塊 ， 基底由上元古界淺變質(zhì)巖 系組成 ， 覆蓋層由華南型古生界及中生界、新生界組成。本地區(qū)地貌屬于丘陵地區(qū) ， 系屬老山山脈余脈向東北延伸的低丘地帶。 具體地質(zhì)條件如下圖： 11 氣象氣候： 南京屬北亞熱帶季風(fēng)氣候 ， 氣候溫和 ， 四季分明 ， 雨量適中。降雨量四季分配不均。冬半年受寒冷的極地大陸氣團(tuán)影響 ， 盛行偏北風(fēng) ， 降雨較少 ； 夏半年 ， 受熱帶或副熱帶海洋性氣團(tuán)影響 ， 盛行偏南風(fēng) ， 降水豐富。尤其在春夏之交的 5 月底至 6 月 ， 由于“極峰”移至長(zhǎng)江流域一線而多“梅雨”。夏末秋初受沿西北向移動(dòng)的臺(tái)風(fēng)影響而多臺(tái)風(fēng)雨 ， 全年無霜期 222 至 224天 ， 年日照時(shí)數(shù) 1987 至 2170 小時(shí) 。 12 第三章方案比選 設(shè)計(jì)資料： 全長(zhǎng) 60m。 公路 II 級(jí)， 人群荷載按《公路橋涵通用設(shè)計(jì)規(guī)范》 取值。 布置為： + + ： 西 側(cè)縱坡 %， 東 側(cè)縱坡 % ： 雙向橫坡 % ：二級(jí)，橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期： 100 年。 13 橋型選擇 方案一拱橋： 本方案為懸鏈線箱形拱橋，主拱凈跨徑 60m，根據(jù)規(guī)范 箱拱凈矢跨比 一般為 1/8，即矢高為 ，其平面布置如圖所示： 橫向布置 為 + +， 橋面橫坡 %。 主拱： 采用箱形截面 ， 截面高 。 橫隔板：在腹孔墩柱下面設(shè)置，板厚 。 橋面板：采用裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支空心板，厚度 40cm。 施工方法及優(yōu)缺點(diǎn) ： 主拱肋采用無支架門柱式纜索吊裝，每個(gè)主拱肋縱向分為 3段進(jìn)行吊裝 .箱間現(xiàn)澆鋼筋混凝土橫隔板組成整體箱，箱間橫向用鋼管作臨時(shí)連接，本方案主拱箱施工比較復(fù)雜，組裝難度高，但構(gòu)件預(yù)制比較多，控制好可加快施工進(jìn)度。優(yōu)點(diǎn)：具有 較大的跨越能力，充分發(fā)揮圬工材料及其它抗壓材料的性能、構(gòu)造較簡(jiǎn)單，受力明確簡(jiǎn)潔；缺點(diǎn)：有水平推力的拱橋，對(duì)地基基礎(chǔ)要求較高、跨徑較大時(shí)，自重較大，對(duì)施工工藝等要求較高、建筑高度較高，對(duì)穩(wěn)定不利， 由于位于軟土地基地區(qū)，基礎(chǔ)成本較高 。 平面圖如圖所示： 14 拱橋拱圈采用箱梁結(jié)構(gòu)，為單箱單室箱梁，箱梁高 3 米，頂面寬 米，底面寬 米，具體結(jié)構(gòu)如下圖所示： 15 方案二懸臂梁橋： 本橋型方案為 鋼筋混凝土三跨雙懸臂懸臂梁橋 。 全橋總長(zhǎng) 60m，中跨跨徑 30m，兩側(cè)懸臂長(zhǎng)度根據(jù)規(guī)范取中跨跨徑的 倍，即 15m。 橫向布置 為 + +， 橋面橫坡 %。 主梁采用箱型截面，中跨中點(diǎn)梁高 h 根據(jù)規(guī)范一般為中跨跨徑的 1/20~1/30，在此取 h=1m支點(diǎn)處，梁高 H 一般為 h 的 2~3 倍，取 H=3m。 平面布置見下圖： 施工方法與優(yōu)缺點(diǎn)：主梁采用懸臂拼裝發(fā)施工，在工廠將梁體沿軸線劃分成適當(dāng)?shù)目旒?jīng)行預(yù)支，然后運(yùn)到架設(shè)地點(diǎn)，并利用活動(dòng)吊機(jī)起吊后向墩柱兩側(cè)對(duì)稱拼裝就位，重復(fù)以上工序，直至拼裝全部快件為止。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)內(nèi)力不受地基變形影響，對(duì)地基要求較低。墩上只需設(shè)置一個(gè)支座，減小了 橋墩尺寸，節(jié)省了基礎(chǔ)工程量。缺點(diǎn)：懸臂梁的某些區(qū)段同時(shí)存在正負(fù)彎矩，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，而且跨徑增大后，梁體重量快速增加，不易采用裝配施工。 16 本懸臂梁橋采用單箱雙室混凝土梁，梁高 3m，頂面寬 ，其具體布置圖如： 17 方案三簡(jiǎn)支梁橋： 本方案為三跨簡(jiǎn)支梁橋，橋長(zhǎng) 60m， 根據(jù)規(guī)范，選用標(biāo)準(zhǔn)跨徑， 跨徑 20m，縱坡%， 橫向布置為 + +，平面圖如下： 孔徑布置 ： 20m+20m+20m 橋長(zhǎng) 60 米 橋?qū)?15m。 橋面設(shè)有 %的橫坡 ， %縱坡 ， 每跨之間留有 4cm的伸縮縫。 結(jié)構(gòu)構(gòu)造 ： 全橋采用等跨等截面預(yù)應(yīng)力 T 形梁 ，根據(jù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，取標(biāo)準(zhǔn) T 梁，主梁間距 。預(yù)制 T 梁寬 ， 每跨共設(shè) 8 片 T 梁 。 下部構(gòu)造 ： 橋墩均采用雙柱式橋墩 。 施工方法 與優(yōu)缺點(diǎn)： 主梁采用預(yù)制裝配式施工方法 ， 基礎(chǔ)為鉆孔灌注樁基礎(chǔ) 施工方法 。優(yōu)點(diǎn)： 設(shè)計(jì)、施工簡(jiǎn)單，造價(jià)便宜 。缺點(diǎn)： 由于受結(jié)構(gòu)、材料的影響，不能做到大跨徑 。 平面圖如圖所示： 18 該簡(jiǎn)支梁橋采用 T 梁結(jié)構(gòu)，梁高 ， 主梁間距為 ，由八片 T 梁構(gòu)成，具體布置圖如下： 19 方案比選： 項(xiàng)目 方 案一 方案二 方案三 橋型方案 60m單跨拱橋 60m三跨懸臂梁橋 60m三跨簡(jiǎn)支梁橋 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 具有較大的跨越能力，充分發(fā)揮圬工及其它抗壓材料的性能，構(gòu)造較簡(jiǎn)單。 懸出支點(diǎn)以外的延伸，使支點(diǎn)產(chǎn)生的負(fù)彎矩對(duì)錨跨之中正彎矩產(chǎn)生有利卸載作用。 以孔為單元，相鄰橋孔各自單獨(dú)受力，受力簡(jiǎn)單，屬靜定結(jié)構(gòu)，適用于中小跨度