【正文】 華北平原，地形總體平坦、開闊，村鎮(zhèn)密集，河流和渠道縱橫交織，偶爾有溝豁及小丘出現(xiàn)。 石家莊地處華北平原腹地，北靠京津，東臨渤海，西倚太行山，屬于暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候 ，總的 氣候特點(diǎn)是：春溫夏熱秋涼冬冷，雨量時(shí)空分布不均，干濕期明顯。春季氣候干燥，降水量少，常有 5 級(jí)風(fēng)，可能伴有揚(yáng)沙天氣，但氣溫回升比較快；夏季是一年中降水最多的季節(jié)，溫度較高，一年中最熱的月份和降水最多的月份分 別為 7 月和 8 月，夏季降水量約占全年降水量的 65%左右；秋季晴朗少雨，溫度適中，氣候適宜，是一年中最好的季節(jié)；冬季寒冷干燥，降水較少 。 夏冬季節(jié)長(zhǎng)，分別為 105 天 、 145 天，春秋季短，分別為 55 天 、 60 天。 地質(zhì)地震概況 擬建工程位于華北平原凹陷。華北地塊是一個(gè)具有古老構(gòu)造基底的地臺(tái)，又是中、第 1 章 橋梁設(shè)計(jì)方案比選 2 新生代構(gòu)造活動(dòng)很強(qiáng)烈的地區(qū)，地殼運(yùn)動(dòng)的主要形式為差異性斷塊升降運(yùn)動(dòng)。設(shè)計(jì)地震震烈等級(jí) 7 度；設(shè)計(jì)地震動(dòng)峰值加速度系數(shù)： ；設(shè)防地震動(dòng)峰值加速度系數(shù)：。 勘察部門提供的地質(zhì)資料如下： 表 11 地質(zhì)資料 表 層號(hào) 巖土名稱 層底深度（ m） fa0 (kPa) 樁基設(shè)計(jì)參數(shù) qsik(KPa) （北高莊～霍寨段） ① 雜填土 ～ ② 粉土、粉質(zhì)粘土 ～ 120 45 ③ 細(xì)砂、中砂 ～ 180 60 ④ 粉質(zhì)粘土 ～ 150 50 ⑤ 砂卵石 ～ 350 150 ⑥ 基巖 . 橋型方案的提出及結(jié)構(gòu)介紹 . 預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)箱梁橋 （ 1）橋型介紹 本橋主跨采用預(yù)應(yīng)力混凝土連 續(xù)箱梁橋，邊跨引橋采用預(yù)應(yīng)力混凝土空心板簡(jiǎn)支梁橋。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁是常用的一種橋梁結(jié)構(gòu)形式，屬于超靜定體系。其在恒載、活載作用下，產(chǎn)生的支點(diǎn)負(fù)彎矩對(duì)跨中正彎矩有卸載作用，使其內(nèi)力狀態(tài)比較均勻合理。結(jié)構(gòu)剛度大，變形小，機(jī)動(dòng)性能好，主梁變形撓曲線平緩，有利于高速行車。并且主跨相應(yīng)的跨越能力大大增加，便于跨越不便設(shè)置墩臺(tái)的地方。可采用懸臂施工的方法、頂推法等。預(yù)應(yīng)力混凝土空心板預(yù)制廠預(yù)制，然后吊裝，施工速度快。而且預(yù)應(yīng)力板的跨度相對(duì)較大，這樣就減少了下部結(jié)構(gòu)的工程量。 （ 2）尺寸擬定 1）橋跨布置初步確定橋跨 布置為 9 16 48 60 48 9 16? ? ? ? ? ?（ ）,總長(zhǎng) 444m。布置圖如圖 12 所示： 2）截面尺寸 第 1 章 橋梁設(shè)計(jì)方案比選 3 本橋主梁采用等截面連續(xù)箱梁，根據(jù)資料（ 箱梁頂板需要滿足橫向抗彎以及布置預(yù)應(yīng)力鋼筋的需求。一般地：在腹板間距為 ~ 時(shí)，頂板厚度可采用 ~。 變高度連續(xù)梁底板厚度隨負(fù)彎矩從跨中到支點(diǎn)逐漸加厚。 跨中底板宜采用 ~；支點(diǎn)底板厚度一般取梁高的 1/10。 腹板厚度除滿足受力需求外，還需要滿足通過、連接、錨固預(yù)應(yīng)力鋼筋的構(gòu)造 需求。腹板厚度一般采用 ~。通常，中大跨徑連續(xù)梁支點(diǎn)處腹板較厚，跨中處較薄，對(duì)于變高度連續(xù)梁折線變化點(diǎn)一般設(shè)置在 L/4 附近，變化段長(zhǎng)度一般取 3~6m。 d. 懸臂板 懸臂板長(zhǎng)度及腹板間距是調(diào)節(jié)橋面板彎矩的主要手段。懸壁板長(zhǎng)度一般為 ~,懸臂端部厚度一般取 ~，懸臂根部厚度一般為 ~。）截面細(xì)部構(gòu)造如圖 13： 引橋空心板梁截面尺寸根據(jù)規(guī)范選取如圖 14 所示： （ 3）下部結(jié)構(gòu) 1 6 0 04 8 0 0 6 0 0 04 8 7 5111 6 0 01 6 0 01 6 0 01 6 0 01 6 0 01 6 0 01 6 0 04 8 0 01 6 0 01 6 0 01 6 0 01 6 0 01 6 0 01 6 0 01 6 0 01 6 0 01 6 0 01917 212018161514131210987654320 122111 6 0 0圖 12 梁橋橋跨布置簡(jiǎn)圖（主跨連續(xù)、邊跨簡(jiǎn)支） 圖 13 箱梁截面細(xì)部尺寸圖（上圖為跨中截面、下圖為支點(diǎn)截面） 第 1 章 橋梁設(shè)計(jì)方案比選 4 橋墩采用柱式橋墩，橋臺(tái)采用 U 型橋臺(tái)。 （ 4）施工方案 本方案中：連續(xù)箱梁采用懸臂澆筑法施工，板梁采用吊裝組拼施工。 （ 5）材料用量估算 箱梁、空心板梁均采用 C50 混凝土等等，具體材料明細(xì)見表 12 方案一材料用量統(tǒng)計(jì)： 表 12 方案一材料用量統(tǒng)計(jì) 方案一材料用量匯總表 混凝土 C30 混凝土 ( ) C40 混凝土 ( ) C50 混凝 土 ( ) 5581 5802 23685 鋼筋（ kg） 預(yù)應(yīng)力鋼絞線 HRB400 HRB335 1 7 標(biāo)準(zhǔn)型 GB/T 52241995 鋼絞線 28 28 25 22 20 16 12 10 8 183579 221050 169750 80985 275772 27484 12556 142392 87149 30245 其他構(gòu)件 支座 (個(gè) ) 波紋管 (m) 錨墊板 錨具 定位鋼板 (kg) 1072+32 6348 120 個(gè) 120 組 6904 橋面鋪裝 瀝青混凝土 ( ) C40 防水混凝土 ( ) 混凝土墊 層 ( ) 10*1010*10圖 14 空心板梁截面尺寸圖（左圖：中間板，右圖：邊板） 第 1 章 橋梁設(shè)計(jì)方案比選 5 （ 1）橋型介紹 鋼管 混凝土拱橋是將鋼管內(nèi)填充混凝土，由于鋼管的徑向約束而限制受壓混凝土的膨脹，使混凝土處于三向受壓狀態(tài)，從而能顯著提高混凝土的抗壓強(qiáng)度由于鋼管的套箍作用，使混凝土處于三向受壓狀態(tài)，從而顯著提高混凝土的抗壓強(qiáng)度。同時(shí)鋼管兼有縱向主筋和橫向套箍的作用，同時(shí)可作為施工模板，方便混凝土澆筑，施工過程中，鋼管可作為勁性承重骨架，其焊接工作簡(jiǎn)單，吊裝重量輕，從而能簡(jiǎn)化施工工藝，縮短施工工期。 本方案具體細(xì)節(jié)介紹如下：1）該方案采用鋼管混凝土拱橋，矢跨比采用 1： 4。 2）本方案根據(jù)渠、堤斷面情況主跨采用五跨拱橋，跨境布置為 +60+60+60+ 米；兩側(cè)邊跨引橋仍然采用 16米跨境的預(yù)應(yīng)力空心板梁橋，每側(cè) 5 跨。 3）主線采用拋物線拱。若單位以 cm 記，以一端為起點(diǎn)則軸線方程為 Y= 6000 +X。 4） 跨，曲線方程：Y= +。 5）材料選定： a、鋼管（拱肋鋼管、聯(lián)系鋼管）均采用 B級(jí) Q345 號(hào)鋼。拱肋鋼管采用卷制焊接管，鋼管拱肋節(jié)段采用對(duì)接焊縫，符合建筑鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范的一級(jí)焊縫標(biāo)準(zhǔn)。 b、管內(nèi)混過凝土采用 C50。 c、鋼管混凝土拱橋中的立柱，采用鋼管混凝土構(gòu) 件。對(duì)于鋼管混凝土構(gòu)件，立柱下端直接與拱肋鋼管焊接形成固結(jié)，立柱上端周邊應(yīng)有鋼筋分別伸入立柱和蓋梁。鋼筋伸入長(zhǎng)度滿足錨固長(zhǎng)度要求，鋼筋截面積應(yīng)不小于立柱混凝土計(jì)算截面積的 %。 d、鋼管混凝土無鉸拱將拱肋伸入拱座內(nèi)，伸入長(zhǎng)度大于拱肋弦管直徑的 1 倍以上，以確保拱肋與拱座固結(jié)。在拱腳埋置段內(nèi) ,宜在鋼管外緣設(shè)置螺旋箍筋或其它可靠構(gòu)造措施。 拱座內(nèi)拱腳截面下應(yīng)設(shè)置2～ 4 層分布鋼筋網(wǎng)。 e、 吊桿及系桿 ： 考慮吊桿和系桿的防護(hù)措施和耐久性。吊桿及系桿所用防護(hù)材料不得含有對(duì)鋼材有腐蝕作用的成分。吊桿錨具采用冷鑄錨式的拉錨 體系錨具；系桿錨具另采用經(jīng)過耐疲勞及強(qiáng)度試驗(yàn)證明其可靠性的預(yù)應(yīng)力體系常規(guī)錨具。 對(duì)外露的錨具部分應(yīng)設(shè)防護(hù)罩；對(duì)靠邊的短吊桿錨端設(shè)可轉(zhuǎn)動(dòng)球鉸。 f、吊桿采用預(yù)應(yīng)力鋼絲束，直徑 8cm。 g、橫梁采用工字鋼。 h、橫梁間采用 3 道縱向加勁梁，加勁梁使用高 50cm，厚 5cm，翼緣寬 15cm，翼緣厚 厚的工字鋼 i、橋面板采用鋼筋混凝土槽型板。另外邊跨引橋仍采用 16m 預(yù)應(yīng)力空心板橋。 （ 2）尺寸擬定 1）橋跨布置 初步確定橋跨布置為 5 16 17 .5 60 3 17 .5 5 16? ? ? ? ? ? ?（ ）,總長(zhǎng) 375m。布置 如圖 15 所 示： 圖 15 拋物線型拱拱橋 橋跨布置圖（邊跨采用空心板梁橋） 221110 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15第 1 章 橋梁設(shè)計(jì)方案比選 6 2）截面尺寸 主拱截面采用雙啞鈴型鋼管混凝土截面，截面形式及細(xì)部構(gòu)造尺寸如圖 16所示： （ 3）下部結(jié)構(gòu) 引橋橋墩采用柱式墩，單排樁。拱橋邊跨采用單向推力墩，橋臺(tái)采用U 型橋臺(tái)。具體尺寸等參見方案圖。 （ 4）施工方法設(shè)計(jì) 主拱部分采用纜索吊裝拼裝法，引橋板梁仍采用現(xiàn)場(chǎng)吊裝。 （ 5）材料用量估算 材料種類、用量等參見表 13 方案二材料用量統(tǒng)計(jì)： 表 13 方案二材料用量統(tǒng)計(jì) 方案二材料用量匯總 拱肋、連梁、立柱等鋼管用鋼材 （ kg） 556193 混凝土 C50 混凝土（ ） C40 混凝土（ ） C30 混凝土（ ） 2660 9211 6376 橫梁 (kg) 2419763 縱向聯(lián)系梁 (kg) 283542 HRB335 鋼筋 (kg) 28 25 22 20 16 12 10 8 249542 38612 348106 59075 24454 186932 120611 81193 1 7 標(biāo)準(zhǔn)型 GB/T 52241995 鋼絞線 (kg) 55305 預(yù)應(yīng)力吊索 (kg) 51138 其他構(gòu)件 支座 （個(gè)） 錨具 (組 ) 定位板鋼 (kg) 橋面鋪裝 ( ) 624 個(gè) 216 8628 瀝青混凝土 防水混凝土 515 400 與主拱管垂直的連接鋼管采用15 cm 0 .8cm 鋼管；斜撐采用8cm 0 .6 cm 鋼 管。15cm X 0.8cm寬36 cm 厚 1 cm30 cm X 1c m圖 16 拱肋橫斷面尺寸圖 第 1 章 橋梁設(shè)計(jì)方案比選 7 （ 1）橋型介紹 鋼管混凝土拱橋的特點(diǎn)在上一方案中已經(jīng)介紹，此處不在重復(fù)，重點(diǎn)介紹本方案細(xì)節(jié)，如下： 1）該方案采用鋼管混凝土拱橋，矢跨比采用 1： 5 。 2）本方案根據(jù)渠、堤斷面情況主跨采用 單 跨拱橋，跨境為 150 米；兩側(cè)邊跨引橋仍然采用 16 米跨境的預(yù)應(yīng)力空心板梁橋 ，每側(cè) 6 跨。 3）軸線采用圓形拱半徑為： 。 ⑤ 材料選定：（拱肋鋼管、聯(lián)系鋼管）均采用 B 級(jí) Q345 號(hào)鋼。拱肋鋼管采用卷制焊接管，鋼管拱肋節(jié)段采用對(duì)接焊縫，符合建筑鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范的一級(jí)焊縫標(biāo)準(zhǔn)。 采用 C50。 ，采用鋼管混凝土構(gòu)件。對(duì)于鋼管混凝土構(gòu)件，立柱下端直接與拱肋鋼管焊接形成固結(jié)，立柱上端周邊應(yīng)有鋼筋分別伸入立柱和蓋梁。鋼筋伸入長(zhǎng)度滿足錨固長(zhǎng)度要求，鋼筋截面積應(yīng)不小于立柱混凝土計(jì)算截面積的%。 伸入拱座內(nèi)，伸入長(zhǎng)度大于拱肋弦管直徑的 1 倍以上，以確保拱肋與拱座固結(jié)。在拱腳埋置段內(nèi) ,宜在鋼管外緣設(shè)置螺旋箍筋或其它可靠構(gòu)造措施。 拱座內(nèi)拱腳截面下應(yīng)設(shè)置 2～ 4 層分布鋼筋網(wǎng)。 ： 考慮吊桿和系桿的防護(hù)措施和耐久性。吊桿及系桿所用防護(hù)材料不得含有對(duì)鋼材有腐蝕作用的成分。吊桿錨具采用冷鑄錨式的拉錨體系錨具；系桿錨具另采用經(jīng)過耐疲勞及強(qiáng)度試驗(yàn)證明其可靠性的預(yù)應(yīng)力體系常規(guī)錨具。 對(duì)外露的錨具部分應(yīng)設(shè)防護(hù)罩；對(duì)靠邊的短吊桿錨端設(shè)可轉(zhuǎn)動(dòng)球鉸。 ，直徑 8cm。 I型鋼。 間采用 3 道縱向加勁梁，加勁梁使用高 50cm，厚 5cm，翼緣寬 15cm，翼緣厚 厚的工字鋼 。 （ 2）尺寸擬定 1）橋跨布置 初步確定橋跨布置為 16 6+150+16 6,總長(zhǎng) 342m。布置圖如圖 17 所示。 2）截面尺寸 主拱截面采用雙啞鈴型鋼管混凝土截面，截面形式及細(xì)部構(gòu)造尺寸如圖 18所示： （ 3）下部結(jié)構(gòu) 22119 10 11 12 1310 2 3 4 5 6 7 8圖 17 圓弧型拱拱橋橋跨布置圖（邊跨采用空心板梁橋） 第 1 章 橋梁設(shè)計(jì)方案比選 8 引橋橋墩采用柱式墩，單排樁。拱橋邊跨采用單向推力墩，橋臺(tái)采用 U 型橋臺(tái)。具體尺寸等參見方案圖。 （ 4）施工方法設(shè)計(jì) 主拱部分采用纜索吊裝拼裝法，引橋板梁仍采用現(xiàn)場(chǎng)吊裝。 （ 5）材料用量估算 材料種類、用量等參見表 14 方案三材料用量統(tǒng)計(jì) ： 表 14 方案三材料用量統(tǒng)計(jì) 方案三材料用量匯總 拱肋、連梁、立柱等鋼管用鋼 材 (kg) 713251 混凝土（ ） C50 混凝 土 C40 混凝 土 C30 混凝 土 3469 7339 3427 橫 梁 (kg) 1716324 縱向聯(lián)系 梁 (kg) 202058 鋼 筋 (kg) 28 25 22 20 16 12 10 8 135858 52849 216500 20457 12473 164262 110147 50236 預(yù)應(yīng)力吊 索 (kg) 51138 1 7 標(biāo)準(zhǔn)型 GB/T 52241995 鋼絞線 (kg) 66366 其他構(gòu) 件 支 座 (個(gè) ) 錨具 (組 ) 定位板鋼 (kg) 橋面鋪 裝 ( ) 728 個(gè) 212 4396 瀝青混凝 土 防水混凝 土