【正文】 設(shè)備，以利于減少勞動(dòng)強(qiáng)度，加快施工進(jìn)度，保證工程質(zhì)量和施工安全。5． 美觀一座橋梁，尤其是座落于城市的橋梁應(yīng)具有優(yōu)美的外形，應(yīng)與周圍的景致相協(xié)調(diào)。合理的結(jié)構(gòu)布局和輪廓是美觀的主要因素，決不應(yīng)把美觀片面的理解為豪華的裝飾。應(yīng)根據(jù)上述原則，對橋梁作出綜合評(píng)估。 設(shè)計(jì)方案比選 預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋預(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?。?）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。 斜拉橋斜拉橋的特點(diǎn)是依靠固定與索塔的斜拉索支撐梁跨，梁是多跨彈性支撐梁，梁內(nèi)彎矩與橋梁的跨度基本無關(guān)，而與拉索的間距有關(guān)。他們適用于大跨、特大跨度橋梁，現(xiàn)在還沒有其他類型的橋梁的跨度能超過他們。斜拉橋與懸索橋不同之處是，斜拉橋直接錨于主梁上，稱自錨體系，拉索承受巨大的拉力，拉索的水平分力使主梁受壓，因此塔、梁均為壓彎構(gòu)件。由于斜拉橋的主梁通過拉緊的斜索與塔直接相連，增加了主梁抗彎、抗扭剛度，在動(dòng)力特性上一般遠(yuǎn)勝于懸索橋。懸索橋的主纜為承重索，它通過吊索吊住加勁梁，索兩端錨于地面，稱地錨體系。斜拉橋具有施工方便、橋型美觀、用料省、主梁高度小、梁底直線容易滿足通航和排洪要求、動(dòng)力性能好的優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展非常迅速，跨徑不斷增大。但實(shí)際跨度不大，此橋型不予考慮。 鋼箱拱橋鋼箱拱橋的主要特點(diǎn)是：① 重量輕、省鋼　　 由于箱形梁更能有效地發(fā)揮鋼板的承載能力，因此，采用正交異性鋼橋面板和用薄鋼板作梁肋與底板的箱形梁，比桁梁橋節(jié)省鋼材20％左右，跨徑愈大愈節(jié)約。并由于上部結(jié)構(gòu)的自重減輕，橋梁下部結(jié)構(gòu)造價(jià)一般可降低5％～15％；②抗彎和抗扭剛度大　　 這是由閉合空心截面的特性所決定的，在材料數(shù)量相同時(shí)可較其他截面形式提供更大的抗彎和抗扭剛度，故特別適用于曲線橋和承受較大偏心荷載的直線橋；③安裝迅速，便于養(yǎng)護(hù)　　 箱形梁可以在工廠制成大型安裝單元，從而減少工地連接螺栓數(shù)量。在施工時(shí)便于縱向拖拉或用頂推法架設(shè)。箱形梁結(jié)構(gòu)簡單，油漆方便，且由于內(nèi)部為閉合空間，更容易抗銹蝕；④箱形截面的中性軸大致居中，對于抵抗正負(fù)彎矩具有幾乎相等的能力，能較好的適應(yīng)主拱圈各截面正負(fù)彎矩變化的需要； ⑤結(jié)構(gòu)新穎，外形簡潔、美觀。圖121設(shè)計(jì)方案比選方案比選橋型方案鋼箱拱橋(第一方案)預(yù)應(yīng)力混泥土連續(xù)T梁(第二方案)預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁(第三方案)經(jīng)濟(jì)性箱梁節(jié)段采用預(yù)制，工期及質(zhì)量都容易得到保證，簡易經(jīng)濟(jì)。便于運(yùn)輸和吊裝，施工速度快，易于更換支座,但跨徑較大時(shí)就不經(jīng)濟(jì)了橋梁上下部可以同時(shí)施工,使工期大在縮短,但需要大型的起吊運(yùn)輸設(shè)備,費(fèi)用較高美觀性構(gòu)造簡單，線形簡潔美觀側(cè)面上看線條明晰，與地形配合，顯得美觀大方跨徑一般，線條明晰，但比較單調(diào)，與景觀配合很不協(xié)調(diào)。施工方面由于鋼材具有勻質(zhì)性、構(gòu)件輕的特點(diǎn)，用節(jié)段懸拼法很方便；可以較方便的跨越很大跨度，節(jié)省施工時(shí)間與費(fèi)用。采用預(yù)制T梁,需要大量預(yù)制場地需要大量吊裝設(shè)備，施工工藝復(fù)雜預(yù)制T型構(gòu)件，運(yùn)至施工地點(diǎn)，采用混凝土現(xiàn)澆，將T型梁連接，其特點(diǎn)外型簡單、制造方便，整體性好適用性受力明確，構(gòu)造簡單，行車較為舒適。建橋速度快，工期及質(zhì)量都容易得到保證。適用于跨徑15～50米的橋梁，常用跨徑為20～40米,能為車輛提供較為舒適的行駛條件。受力明確,構(gòu)造簡單,施工方便,適用于中小橋梁。由于鋼材具有強(qiáng)度高、材質(zhì)均勻、塑性及韌性良好和可焊性好等諸多優(yōu)點(diǎn)；因此，用鋼材建造的橋梁——鋼橋具有如下特點(diǎn)：　　 (1)跨越能力大。由于鋼材的強(qiáng)度高，在相同的承載能力條件下；與鋼筋混凝土橋梁相比，鋼橋構(gòu)件的截面較小，所以鋼橋的自重較輕，最適合于建造大跨度的橋梁?！　?(2)最適合于工業(yè)化制造。鋼橋構(gòu)件一般都是在專業(yè)化的工廠由專用設(shè)備加工制作，不受季節(jié)的限制，加工制造速度快、精度高，質(zhì)量容易得到控制，因而工業(yè)化制造程度高?！　?(3)便于運(yùn)輸。由于鋼橋構(gòu)件的自重較輕，特別是在交通不便的山區(qū)便于汽車運(yùn)輸.　　 (4)安裝速度快。鋼橋構(gòu)件便于用懸臂施工法拼裝，有成套的設(shè)備可用，拼裝工藝成熟，橋位區(qū)覆蓋厚度較大,工程地質(zhì)條件復(fù)雜,小斷層及巖溶等不良地質(zhì)現(xiàn)象較發(fā)育,且該橋跨徑較大,有138m,結(jié)合橋梁設(shè)計(jì)原則，經(jīng)比較,鋼箱拱橋更加合適,跨徑上滿足要求，景觀與環(huán)境協(xié)調(diào)，對整個(gè)工程進(jìn)度來說不會(huì)受其影響，所以采用第一方案(鋼箱拱橋) 。 主要材料 混凝土橋面預(yù)制空心板、橋面砼現(xiàn)澆層采用C30砼，承臺(tái)采用C30砼，橋墩采用C30砼；樁基礎(chǔ)采用C30砼，拱座采用C40砼，背墻采用C30砼。拱座內(nèi)的混凝土采用C40的微膨脹混凝土，應(yīng)具有如下的施工性能：a、 流動(dòng)性好、坍落度衰減慢、初凝時(shí)間相對較長、終凝時(shí)間相對較短。b、 、坍落度12cm～18cm,即保證混凝土易性和在硬化過程必須的水份，而不至因水份過多而在封閉箱內(nèi)形成殘留水。c、 干縮小且具有微膨脹性。d、 水化熱低且水化熱高峰值發(fā)生在混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度之后，以承受由于水化熱產(chǎn)生的溫度應(yīng)力。采用水泥、砂、石料和水均應(yīng)符合《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ0412000）的有關(guān)節(jié)規(guī)定，避免應(yīng)發(fā)生堿集料反應(yīng)。 普通鋼筋 鋼筋技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)必須符合GB149998的有關(guān)規(guī)定。 鋼板和鋼構(gòu)件 a、鋼箱主體結(jié)構(gòu)、橫梁、橫撐、縱梁、臨時(shí)匹配件、拱端鋼板、錨具墊板、鋼套筒、銅套筒加勁板、拱座預(yù)埋鋼板、拱段臨時(shí)連接等均采用Q345D鋼材，此鋼材應(yīng)符合GB/T159194的要求。 焊接材料 a、焊絲應(yīng)符合（溶化焊用鋼絲）GB/T1449571994和《氣體保護(hù)焊絲》GB/T149581994的要求。b、焊劑應(yīng)符合GB/529385的要求。c、低碳鋼焊接條應(yīng)符合GB/T511785的要求；低合鋼焊接條應(yīng)符合GB/T511885的要求。d、%。 吊桿，規(guī)格全部為GJ1519型，鋼絞線整束擠壓錨索，采用鍍鋅鋼絞線，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度1860MPA，保護(hù)罩與預(yù)埋管，防水罩為防腐油脂，吊桿上、下設(shè)減震器，鋼絞線的材料和防護(hù)應(yīng)符合現(xiàn)行的相關(guān)國家規(guī)范要求。吊桿錨具采用擠壓墩頭錨吊桿下端采用可張拉的錨具類型。 密封材料 吊索在拱肋出口處采用聚氨酯密封材料（顏色待定），該材料必須滿足以下技術(shù)指標(biāo)；極限伸長率≥35%，抗拉強(qiáng)度≥5MPA，粘結(jié)強(qiáng)度≥5MPA，固體含量≥90%，低溫柔性≤20℃，耐熱溫度≥150℃，硬度≤50，耐老化、紫外線性能良好固化實(shí)干≤10小時(shí)。 小結(jié) 通過方案比選,確定方案為中承式鋼箱拱橋,并規(guī)定了材料類型。第二章 擬定結(jié)構(gòu)尺寸 橋梁總體布置 橋位布置瀏陽河大橋橋位服從長沙市城市總體規(guī)劃路網(wǎng)規(guī)劃中的火星北路道路中線走向，為保證鋼結(jié)構(gòu)主拱圈施工吊裝安全將橋中線適當(dāng)往東側(cè)偏移。 主橋總體布置主橋?yàn)橐豢邕^河的鋼箱拱肋懸鏈線無鉸拱結(jié)構(gòu)，計(jì)算跨徑138m，矢跨比1/4，拱軸系數(shù)：。由于橫梁較高，橫梁間設(shè)置鋼縱梁，橫梁及縱梁頂面設(shè)置濕接縫，形成鋼—砼組合橋面，增強(qiáng)整個(gè)橋面的整體剛度。 橋型及跨徑布置主橋跨徑為138m，矢跨比1/4的中承式鋼箱拱橋。橋面以上設(shè)置3道鋼結(jié)構(gòu)橫撐；橋面結(jié)構(gòu)采用鋼結(jié)構(gòu)橫梁，預(yù)制吊裝空心板鋼筋砼梁，橋面鋪裝采用9cm厚瀝青砼橋面；橋面底層設(shè)置4道鋼結(jié)構(gòu)縱梁，形成井字型骨架，與橋面結(jié)合形成鋼—砼組合結(jié)構(gòu)。兩側(cè)各伸出5米寬非機(jī)動(dòng)車道、行人通道。圖211 總體布置圖 橋梁寬度及組成橋面寬度:設(shè)計(jì)總寬為:()。橋面橫向布置為:(人行道+欄桿)+(吊桿區(qū))+(間隙+欄桿)+(隔離帶)+(機(jī)動(dòng)車道)+2(機(jī)動(dòng)車道)+2(分隔帶)+ 2(機(jī)動(dòng)車道)+ (機(jī)動(dòng)車道) +(隔離帶) +(間隙+欄桿) +(吊桿區(qū))+ (人行道+欄桿) 圖212 橫截面圖 拱箱構(gòu)造主拱圈采用鋼箱斷面,(拱箱腹板內(nèi)輪廓尺寸,以下同),(拱箱頂?shù)装鍍?nèi)輪廓尺寸,以下同), 高度采用以水平坐標(biāo)X軸的二次拋物線變化,拱圈高度變化方程為:h=10+圖221 主拱圈截面圖拱箱頂板和底板厚度為30毫米,腹板厚度25毫米,頂?shù)装搴透拱迳显O(shè)有縱向加勁板,加勁板采用厚度16毫米的鋼板,高度160毫米,頂、底板縱肋間距500毫米,腹板縱肋間距以450毫米為主,隨著拱箱高度的變化而設(shè)調(diào)整間距。拱箱橫隔板共分三類，第一類為垂直于拱軸線的分布橫隔板，采用厚度16毫米的鋼板；第二類橫隔板對應(yīng)于吊桿，每根吊桿上設(shè)兩片橫隔板，第三類橫隔板對應(yīng)于拱圈永久橫撐，沿用垂直于拱軸結(jié)布置，與橫撐的腹板相對應(yīng)，板厚16毫米，所有橫隔板均根據(jù)高度設(shè)置了人孔。由于懸鏈線的受力情況較好,又有完整的計(jì)算表格可供利用,所以用懸鏈線作為拱軸線,采用“五點(diǎn)重合法”確定其m值。由拱頂彎矩為零及結(jié)構(gòu)自重推力的對稱條件知,拱頂僅有通過截面重心和自重推力Hg,相應(yīng)彎矩Md=0,剪力Qd=0。 圖222空腹式懸鏈線拱軸線計(jì)算圖式如圖，由，得 （1）由得 （2）將（1）式中的Hg代入上式，得 （3）等截面懸鏈線拱主拱圈結(jié)構(gòu)自重對1/4及拱腳截面的彎矩、可由《拱橋》表（III）19查得。求得之后可由式求得m值。假定m=,相應(yīng)的，因，查《拱橋》（上冊）表III得半拱懸臂自重對截面和拱腳截面彎矩為： 故： 圖223懸鏈線拱軸計(jì)算圖示半拱懸臂集中力荷載對截面和拱腳截面彎矩為： =與之差小于半級(jí)，因此取拱軸系數(shù)m= 拱軸線型主拱圈為懸鏈無鉸拱橋面，計(jì)算跨徑L=，計(jì)算矢高f=，拱軸系數(shù)m=，拱軸線方程為：式中 橫向聯(lián)系為保證拱的橫向穩(wěn)定，在橋范圍內(nèi)共設(shè)7道永久橫撐，在橋面以下兩道橫撐之間增設(shè)A撐形成框架，除肋間橫梁腹板沿垂直設(shè)置外，其余橫撐腹板均垂直拱軸線。橫撐采用鋼箱斷面，腹板采用16毫米鋼板，頂、底板采用12（16）毫米鋼板，內(nèi)設(shè)縱向加勁板和橫隔板。 吊桿本橋共設(shè)16排吊桿，，吊桿位于拱面內(nèi)，短吊桿采用帶鉸的形式，每個(gè)吊桿均由GJ1519鋼鉸線組成，采用平行鋼鉸線成品拉索，外包熱擠PE護(hù)套。吊桿上、下端錨具均采用擠壓墩頭錨具，由于拱圈內(nèi)空間狹小，設(shè)計(jì)中考慮調(diào)整吊桿長度時(shí)，在下端橫梁內(nèi)張拉。 橫梁 主橋橫梁共兩種結(jié)構(gòu)，分為吊桿橫梁和肋間橫梁。 1）、吊桿橫梁吊桿橫梁全部采用全焊式變截面鋼板梁，橫梁高度隨橋面縱坡的變化而變化，采用箱形斷面，頂板厚度24mm，底板厚度28mm，腹板厚度16mm，橫向加勁板常規(guī)間距150cm，加勁板厚度12mm,橫梁頂板上設(shè)置剪力釘與橋面板現(xiàn)澆段連接。2）、肋間橫梁、橫撐整個(gè)主拱圈設(shè)兩道肋間橫梁，五道橫撐，肋間橫梁與橫撐均通過焊接與主拱圈固結(jié)。在肋間橫梁安裝處，拱圈外側(cè)設(shè)懸臂梁用于支撐人行道肋板梁，懸臂梁采用工字形截面，梁根部高80cm，上翼板厚20mm，腹板及下翼板厚16mm，人行道面板為8mm，厚帶加勁肋鋼板。 縱梁全橋共設(shè)4道鋼縱梁，以增強(qiáng)全橋總體剛度，縱梁為箱形斷面形式，中縱梁為724760mm,中縱梁頂?shù)装搴?6mm，腹板厚12mm。邊縱梁為12576cm，邊縱梁頂?shù)装搴?6mm，腹板厚16mm，人行道的挑梁，在橫梁位置焊接于橫梁腹板上，截面形式為箱形，其余位置焊接在邊縱梁的腹板上，截面形式為工字形，共同承受人行道荷載?？v梁最后一段做成可伸縮式結(jié)構(gòu)，協(xié)調(diào)結(jié)構(gòu)變形。 橋面板1）、道橋面板主橋行車道橋面板全部采用先簡支后連續(xù)的鋼筋混凝土空心板梁，兩跨之間設(shè)順橋向60cm寬度的濕接縫，與橫梁固結(jié)，橋面板橫向之間聯(lián)系采用鉸縫連接。橋面空心板高度40cm,行車道橫向共設(shè)19塊板。兩道中縱梁頂面設(shè)63cm寬濕接縫，與橫梁頂面濕接縫形成井字框架，共同組成鋼—砼組合橋面。圖224空心板構(gòu)造圖2）、人行道面板人行道采用懸挑鋼梁，在橫梁梁處為工字形，懸臂根部高80cm，端部30cm，懸挑梁間距為130cm，其間以縱梁連接，間距120cm,梁高30cm,，+。 橋面系為滿足雙肋板的結(jié)構(gòu)連續(xù)主橋橋面采用12cm鋼纖砼+9cm瀝青橋面鋪裝層，內(nèi)設(shè)連續(xù)段負(fù)彎矩鋼筋和防裂鋼筋網(wǎng)。主橋設(shè)2道伸縮縫，在主橋即肋間橫梁位置各設(shè)一道160型型鋼伸縮縫。 小結(jié)擬定了橋梁的各個(gè)截面，通過計(jì)算確定了拱軸系數(shù)，并確定了拱軸線型。第三章 斜拉扣掛施工方法介紹和仿真計(jì)算鋼箱提籃拱橋就是將通常的中(下)承式鋼箱拱橋的拱肋繞拱腳連線向橋軸線方向旋轉(zhuǎn)傾斜,甚至在拱頂合龍,形成空間的拱式結(jié)構(gòu)(也稱X形拱)。此類橋型能改善平行拱的靜力圖式,增強(qiáng)橫向穩(wěn)定性,能有效解決施工中面外的穩(wěn)定性,同時(shí)提籃拱形極富美學(xué)價(jià)值。鋼箱提籃拱橋的施工控制實(shí)施是此類橋型