【正文】 圖 某 大橋地質(zhì)勘測資料 二、 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 設(shè)計(jì)荷載：公路 Ⅱ級(jí)；人群荷載： kN/m2 橋面寬度： 4m179。 2行車道＋ 1m中央分隔帶＋ 179。 2 人行道 設(shè)計(jì)坡度：縱坡 1％，全橋范圍設(shè) 2％雙向橫坡 截面形式： T 梁 橋下凈空： 標(biāo)準(zhǔn)跨徑 LB=20m 計(jì)算跨徑 LP= 該橋所跨河流為不通航河流 三、 地質(zhì)條件 從地質(zhì)剖面圖可以看出，在 某 大 橋附近： — 為粘土 — 為亞粘土粉沙互層 — 為粘土混沙礫 — 為角礫 — 為亞粘土 — 為粘土 以下為圓礫 四、 設(shè)計(jì)規(guī)范 《畢業(yè)設(shè)計(jì)與畢業(yè)答辯指導(dǎo)》（下冊(cè)） 李文剛主編 《橋梁施工及組織管理》（下冊(cè)） 蘇寅申 編著 《公路小橋涵手冊(cè)》 河北省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院 編 《 橋涵設(shè)計(jì)》 白淑毅 主編 《橋涵施工技術(shù)》（第二版） 王常才 主編 13 《市政橋梁工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》 （ CJJ190） 《城市橋梁設(shè)計(jì)總則》（ CJJ1193） 《城市橋梁設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)》（ CJJ7798） 《公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（ JTJ02185） 《市政橋梁工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（ CJJ290） 1《土質(zhì)土力學(xué)》（教材） 1《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》（教材） 五、 材料 混凝土： （ 1）上部結(jié)構(gòu)采用 C50 （ 2）下部結(jié)構(gòu)采用 C25 （ 3）鉸接縫、橋面混凝土鋪裝層為 C40 （ 4）欄桿、人行道為 C25 （ 5）橋面面層為瀝青混凝土 鋼筋： （ 1）主梁采用Ⅱ級(jí)螺紋鋼筋 （ 2）其他部位采用Ⅰ級(jí)鋼筋 第二節(jié) 結(jié)構(gòu)的總體布置和初步方案擬定 由于河床為 U 形斷面，而跨越寬度相對(duì)也較小，因而方案擬定受地形條件影響不大?？紤]到技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、施工、美觀等諸多因素，綜合權(quán)衡之后，橋梁的形式可考慮拱橋、梁橋、梁拱組合橋和斜拉橋等，從安全、功能、經(jīng)濟(jì)、美觀、施工、占地與工期多方面比選。 方案一、連續(xù)剛構(gòu)體系 14 此方案為 20m+20m+20m 三跨連續(xù)剛構(gòu)。大跨高墩的橋型適合當(dāng)?shù)氐匦?，也適合于體系本身。此方案采用雙向薄壁墩和變高度的梁，墩的柔性可適應(yīng)結(jié)構(gòu)由預(yù)應(yīng)力、溫度變化等所引起的位移。下部結(jié)構(gòu)采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，樁的埋深較大，采用鋼板圍堰施工方法，施工方便。橋梁輕巧簡潔，跨越能力比較大，有成熟的經(jīng)驗(yàn)，成橋后較美觀，養(yǎng)護(hù)費(fèi)用較低、造價(jià)低，較經(jīng)濟(jì)。 主梁 三 孔為一聯(lián)，在中間支點(diǎn)上連續(xù)通過，是超靜定結(jié)構(gòu)，最大正彎矩發(fā)生在跨中附近，而最大負(fù)彎矩（絕對(duì)值）發(fā)生在 支點(diǎn)截面上。由于支點(diǎn)負(fù)彎矩的存在?？墒箍缰姓龔澗乇韧绲暮喼Я簻p少很多。以受均布荷載的三等跨連續(xù)梁為例，邊孔最大正彎矩為3q/40，僅為簡支梁橋的 60％，且彎矩分布也比較均勻。當(dāng)跨度較大，恒載對(duì)總荷載的比值稍大時(shí)，采用連續(xù)梁可導(dǎo)致材料用量減少。連續(xù)梁橋更適合采用懸臂拼裝和懸臂灌筑、縱向拖拉或頂推法施工。由于它是超靜定結(jié)構(gòu)，當(dāng)一孔受 到破壞時(shí)，鄰孔可給予支持而不墜落，對(duì)修復(fù)與加固有利，而且剛度較大，抗震性 15 能良好。為使連續(xù)梁橋的平面位置得到固定，且能將縱向水平力傳給墩臺(tái)，每一聯(lián)必須設(shè)立一固定支座，其余為活動(dòng) 支座?，F(xiàn)在公路橋?yàn)闈M足高速平穩(wěn)行車的要求，常采用多孔一聯(lián)，用以減少橋面伸縮縫的數(shù)目，而將伸縮量集中在橋的活動(dòng)端，并設(shè)置完善的具有大變形量的伸縮縫裝置。連續(xù)梁橋的缺點(diǎn)是，當(dāng)?shù)鼗l(fā)生差異沉降時(shí)，梁內(nèi)要產(chǎn)生額外的附加內(nèi)力，為此在設(shè)計(jì)中必須考慮在支座處設(shè)置頂梁與調(diào)整支座標(biāo)高的裝置。 方案二、簡支梁橋 此方案為 20m+20m+20m 三跨的簡支梁橋。橋的基礎(chǔ)為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。全橋整體美觀，跨越能力較小，與環(huán)境協(xié)調(diào)，但是下部結(jié)構(gòu)施工工期較長，危險(xiǎn)性大，技術(shù)要求較高，需要大量的鋼材，成橋后的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用較低。 主梁以孔為單 元，兩端設(shè)有支座，是靜定結(jié)構(gòu)，最大彎矩發(fā)生在跨中央，當(dāng)跨度為 L、承受均布荷載 q 時(shí)，其值為 q/8，支點(diǎn)彎矩為零，無助于跨中卸載，一般適用于中、小跨度。若遇地基不均勻沉降時(shí)，上部結(jié)構(gòu)內(nèi)力不受影響，若一孔遭破壞，鄰孔不受牽連。它可以分片（段）預(yù)先制造，分孔架設(shè)和修復(fù)。這種橋結(jié)構(gòu)簡單，制造運(yùn)輸和架設(shè)均比較方便，因此各國多做成標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，以便于構(gòu)件生產(chǎn)工藝工業(yè)化、施工機(jī)械化，贏得工期，提高質(zhì)量，并降低造價(jià)。 16 簡支梁橋的支座，一端為固定支座，用以固定主梁位置，使橋端在平面內(nèi)不得發(fā)生移動(dòng)，但可豎向轉(zhuǎn) 動(dòng)；另一端為活動(dòng)支座，用以保證主梁在荷載、溫度、鋼筋混凝收縮和徐變作用下能自由伸縮和轉(zhuǎn)動(dòng)，以免梁內(nèi)產(chǎn)生額外附加內(nèi)力。此外，公路橋在活動(dòng)端的橋面處要求設(shè)置橋面伸縮縫，以保證行車平穩(wěn)； 方案三、斜拉橋 斜拉橋是組合體系橋，結(jié)構(gòu)輕巧，適用性強(qiáng)，可將梁、索、塔的組合變化做成不同體系，適用于不同的地質(zhì)和地形情況；主梁增加了中間的的斜拉索支撐，彎矩顯著減小，與其他體系的的啊跨徑相比，其鋼材和混凝土的用量比較節(jié)?。唤栊崩鞯念A(yù)拉力可以調(diào)整主梁的內(nèi)力，使之分布均勻合理，獲得教好的經(jīng)濟(jì)效果，并能將主梁做成等截 面梁，便于制造和安裝；斜拉的水平分力相當(dāng)于對(duì)主梁施加的預(yù)壓力，提高了梁的抗裂性能（特別是混凝土梁），并充分發(fā)揮了高強(qiáng)材料的性能；建筑高度小，受橋下凈空和橋面標(biāo)高的限制少，并能降低引道填土高度；但是，由于斜拉橋是多次超靜定結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)計(jì)算復(fù)雜，橋施工控制復(fù)雜，調(diào)索工序技術(shù)要求嚴(yán)格，索、梁、塔的連接構(gòu)造復(fù)雜，而且造價(jià)很高。 方案四、懸臂橋 17 在連續(xù)梁橋彎矩圖中的零值彎矩點(diǎn)（反彎點(diǎn)）處設(shè)鉸，從構(gòu)造設(shè)計(jì)上使此處彎矩為零（鉸只能承受剪力而不能受彎矩），當(dāng)設(shè)鉸的數(shù)目等于連續(xù)梁的超靜定次數(shù)時(shí)，這就將超靜定的連續(xù)梁橋變 成靜定的懸臂梁橋。其內(nèi)力不因地基不均勻沉陷而變，故可適用于地質(zhì)不良的地區(qū)，但仍具有支點(diǎn)負(fù)彎矩卸載的優(yōu)點(diǎn)（減少跨中的正彎矩）。人為設(shè)鉸能調(diào)整恒載內(nèi)力沿跨長作有利的分布，鉸的位置選在跨長 ～ 處，設(shè)跨度及荷載均和簡支梁相同時(shí)，邊孔的最大正彎矩僅q/12～ q/14，也比簡支梁小得多，這對(duì)恒載占主要比例的公路橋和大跨橋梁是有利的。 懸臂梁橋的上部結(jié)構(gòu)由錨固孔、懸臂和懸掛孔（簡稱掛孔）組成，懸掛孔支承在懸臂上，用鉸相聯(lián)。常采用單懸臂梁橋和雙懸臂梁橋兩種型式。前者由三跨構(gòu)成，中跨較大以滿足通航（車）要 求；后者可構(gòu)成多跨的長大梁式橋。其中的錨固孔起平衡穩(wěn)定作用，防止橋身繞懸臂的支點(diǎn)傾覆。在單懸臂梁橋中，如錨固孔過小而懸臂鉸長時(shí)，則邊孔的端支座將受到上拔力，此時(shí)需設(shè)置受拉力的支座或加平衡重，這往往要增加構(gòu)造和施工的復(fù)雜性。懸臂梁橋也適合采用懸臂拼裝或懸臂灌筑法施工 ，便于維修。 其缺點(diǎn)是：錨固孔一旦破壞，將株連懸掛孔和懸臂的倒塌；結(jié)構(gòu)剛度不如連續(xù)梁大，而且橋面伸縮縫多，不利于高速平穩(wěn)行車。 18 第三節(jié) 方案比選 橋梁設(shè)計(jì)原則 ：根據(jù)安全、經(jīng)濟(jì)、美觀、功能等因素綜合考慮，從總體布局、環(huán)境協(xié)調(diào)、技術(shù)先進(jìn)性、施工水平、景觀 要求等多方面考慮后，選出方案來編制橋型比選方案。 1． 適用性 橋上應(yīng)保證車輛和人群的安全暢通，并應(yīng)滿足將來交通量增長的需要。橋下應(yīng)滿足泄洪、安全通航或行車等要求。建成的橋梁應(yīng)保證使用年限，并便于檢查和維修。 2． 舒適與安全性 現(xiàn)代橋梁設(shè)計(jì)越來越強(qiáng)調(diào)舒適度，要控制橋梁的豎向與橫向振幅，避免車輛在橋上振動(dòng)與沖擊。整個(gè)橋跨結(jié)構(gòu)及各部分構(gòu)件，在制造、運(yùn)輸、安裝和使用過程中應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性。 3． 經(jīng)濟(jì)性 設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性一般應(yīng)占首位。經(jīng)濟(jì)性應(yīng)綜合發(fā)展遠(yuǎn)景及將來的養(yǎng)護(hù)和維修等費(fèi) 用。 4． 先進(jìn)性 橋梁設(shè)計(jì)應(yīng)體現(xiàn)現(xiàn)代橋梁建設(shè)的新技術(shù)。應(yīng)便于制造和架設(shè)，應(yīng)盡量采用先進(jìn)工藝技術(shù)和施工機(jī)械、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 由于在城市內(nèi)部，在允許的情況下應(yīng)考慮其美觀和協(xié)調(diào)效果。 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 方案比選表 懸臂橋 T形剛構(gòu)橋 預(yù)應(yīng)力混凝土簡支 T 形梁橋 斜拉橋 19 適用性 1．橋墩上為單排支座，可以減小橋 墩尺寸 2．主梁高度可較小，降低結(jié)構(gòu)自重，恒載內(nèi)力減小 超靜定結(jié)構(gòu)容易受溫度、混凝土收縮徐變作用、基礎(chǔ)不均勻沉降等影響，容易造成行車不順 1．施工方便。2．適合中小跨徑。 3．結(jié)構(gòu)尺寸標(biāo)準(zhǔn)化。 跨越能力大 安全性 1．在懸臂端與掛梁銜接處的撓曲線折點(diǎn)不利行車。 2．梁翼緣受拉，容易出現(xiàn)裂縫，雨水浸入梁體成為安全隱患 建國初期大量采用 目前國內(nèi)大量采用，安全，行車方便。 1．行車平穩(wěn) 2．索力調(diào)整工序比較繁復(fù)，施工技術(shù)要求高 美觀性 做成變截面梁較漂亮 結(jié)構(gòu)美觀 結(jié)構(gòu)美觀 具有現(xiàn)代氣息，結(jié)構(gòu)輕盈美觀。 經(jīng)濟(jì)性 支架昂貴，維修費(fèi)用高 造價(jià)較低，工期較短 造價(jià)第二，用鋼量大 造價(jià)最高 根據(jù)安全、經(jīng)濟(jì)、美觀、功能等因素綜合考慮，從總體布局、環(huán)境協(xié)調(diào)、技術(shù)先進(jìn)性、施工水平、景觀要求等多方面考慮后，選出方案來編制橋型比選方案。 縱觀橋梁的發(fā)展，懸臂橋已經(jīng)基本不采用，由于是跨線橋，跨度不大，斜拉橋一般用于大跨度的跨海、跨河大橋， T 形鋼構(gòu)橋容易造成行車不順，而目前國內(nèi)大量采用 T 形梁橋，且安全，行車方便。簡支梁式橋是指其結(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 較簡單，設(shè)計(jì)和施工的方法 日益 完善和成熟。 20 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??； （ 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。 經(jīng)過上述方案的比較，決定采用預(yù)應(yīng)力混凝土 T 形梁橋 本橋與河道交角為 90176。，根據(jù)橋位 平面圖預(yù)估河道寬度為 50m，橋梁全長（包括橋梁三個(gè)標(biāo)跨和 60m 和橋兩頭的橋臺(tái)頂部長度 6m）為 66m，下部結(jié)構(gòu)采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，橋臺(tái)形式采用重力式橋臺(tái)。 由于該橋梁位于城市內(nèi)部，使用大型機(jī)械設(shè)備可能性較小，且地處平坦的河段，跨度不大可以直接使用施工方便、造價(jià)較低、外型美觀的簡支梁橋。 總體布置和結(jié)構(gòu)體系：此方案的橋跨布置為 20m+20m+20m 三跨的簡支梁橋。 結(jié)構(gòu)構(gòu)造尺寸：主橋跨為 20m鋼筋混凝土梁，上部結(jié)構(gòu)簡便。 墩臺(tái)形式：下部結(jié)構(gòu)為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，橋臺(tái)為重力式橋臺(tái) 21 第 二 部 分 方案計(jì)算 第二章、橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算 一．設(shè)計(jì)資料與結(jié)構(gòu)布置 （一） .設(shè)計(jì)資料 標(biāo)準(zhǔn)跨徑：該橋?yàn)?XX 河 上的一座簡支梁橋，根據(jù)橋下凈空和方案的經(jīng)濟(jì)比較，確定主梁采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑為 20m的裝配式鋼筋混凝土簡支梁橋。 22 主梁全長：根據(jù)當(dāng)?shù)販囟冉y(tǒng)計(jì)資料，并參考以往設(shè)計(jì)值，確定本橋 主梁預(yù)制長度為 . 簡支梁 計(jì)算跨徑：根據(jù)梁式橋計(jì)算跨徑的取值方法，計(jì)算跨徑取相鄰支座中心間距為 . 橋面寬度： 凈 9+2179。 橫向布置為 4m179。 2（ 行車道 ） ＋ 1m（ 中央分隔帶 ）＋ 179。 2（ 人行道 ） 橋下凈空 : 汽車荷載：公路 Ⅱ級(jí)； 人群荷載： 1）、混凝土： （ 1）橋梁上部結(jié)構(gòu)采用 C50 （ 2）橋梁下部結(jié)構(gòu)采用 C25 （ 3）橋梁鉸接縫、橋面混凝土鋪裝層為 C40 （ 4）橋梁欄桿、人行道為 C25 （ 5）橋面面層為瀝青混凝土 2）、鋼筋： （ 1）橋梁主梁采用Ⅱ級(jí)螺紋鋼筋 （ 2）橋梁其他部位采用Ⅰ級(jí)鋼筋 1） 、《畢業(yè)設(shè)計(jì)與畢業(yè)答 辯指導(dǎo)》（下冊(cè)） 李文剛主編 2） 、《橋梁施工及組織管理》（下冊(cè)） 蘇寅申 編著 3） 、《公路小橋涵手冊(cè)》 河北省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院 編 4） 、《橋涵設(shè)計(jì)》 白淑毅 主編 5） 、《橋涵施工技術(shù)》（第二版） 王常才 主編 6） 、《市政橋梁工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》 （ CJJ190） 7） 、《城市橋梁設(shè)計(jì)總則》（ CJJ1193） 8） 、《城市橋梁設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)》（ CJJ7798） 23 9） 、《公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（ JTJ02185） 10） 、《