【文章內(nèi)容簡介】 往往影響工期和造價，施工時的安全與整個橋梁的安全性，因此基礎(chǔ)形式選擇需十分慎重。 基礎(chǔ)形式的選擇主要看地質(zhì)條件、上部構(gòu)造受力要求、水文情況、施工設(shè)備等條件來考慮。本設(shè)計采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ) 。 2）樁基礎(chǔ) 樁基礎(chǔ)是一種使用較廣泛的基礎(chǔ)形式，在有打樁設(shè)備的地區(qū)施工時，具有造價低、施工速度快、使用材料較少等優(yōu)點。有低樁承臺的高樁承臺之分。 鉆孔灌注樁。鉆孔灌注樁適合于缺乏打樁設(shè)備或遇到打入樁困難的地質(zhì)條件時，如 (砂礫、碎石、卵石類土 )以及需嵌入巖石的樁基中采用。它具有施工機械簡單、造價低、便于群眾性施工等優(yōu)點，因而已成為我國橋梁基礎(chǔ)的主要形式。目前公路橋中，鉆孔灌注樁的入土深度已達 107m，最大樁徑已達 4m。 鉆孔樁的直徑在一般中小型橋梁中采用 ～ ，這樣施工設(shè)備簡單，只有在特大型橋梁 與地基具有較大承載能力時，采用大直徑鉆孔樁才是適宜的。樁徑的選擇，由于成孔困難而不宜選得太小，以減少鉆孔數(shù)量，樁徑大小一般根據(jù)當?shù)氐氖┕ぴO(shè)備選取，樁中距不小于成孔樁徑的 2倍。 鉆孔樁的配筋率，主要根據(jù)受力要求配置，一般不需要通長配筋，僅在嵌固于巖石中的樁，有此要求，截面配筋在擬定方案時，可以 %～ %之間選擇。 鋼管混凝土拱橋 圖 鋼管混凝土拱橋 初擬圖 17 該拱橋主拱為中承式鋼管拱，邊拱為板拱，并設(shè)置拱上拱結(jié)構(gòu)， 主拱凈跨徑為 190m，凈矢高為 40m，邊拱凈跨徑為 70m，凈矢高為 。 該拱橋為不等跨拱橋，由于相鄰兩孔的恒載推力不相等，使橋墩和基礎(chǔ)增加了恒載不平衡水平推力。該拱橋采用了不同的矢跨比和不同的拱腳標高來改善橋墩基礎(chǔ)受力狀況。 該橋的拱上建筑為拱式拱上建筑。拱式拱上建筑構(gòu)造簡單，外型美觀。腹孔對稱布置在靠拱腳側(cè)的一定區(qū)段內(nèi)，一般在半跨內(nèi)的范圍以跨徑的 1/31/4 為宜，此時跨中存在一實腹段。 腹孔跨徑的確定主要考慮主拱的受力需要。腹孔跨徑過大時，腹孔墩處的集中力就大 ，對主拱受力不利；腹孔跨徑過小時，對減小拱上結(jié)構(gòu)質(zhì)量不利，構(gòu)造也較復雜。對中小跨徑拱橋一般選用 ，對大跨徑 拱橋則控制在主跨徑的 1/81/15 之間。 腹孔的拱圈，可以采用石砌、混凝土預制或現(xiàn)澆的圓弧形板拱，矢跨比一般為 1/21/5，有時也采用矢跨比 1/101/12 的微彎板或扁殼結(jié)構(gòu)作為腹板拱跨結(jié)構(gòu)。 中、下承式拱橋保持了上承式拱橋的基本力學特征，可以充分發(fā)揮拱圈混凝土材料的抗壓性能。 中、下承式拱橋的橋跨結(jié)構(gòu)一般由拱肋、橫向連接、吊桿和橋面系等組成。拱肋是主要的承重構(gòu)件；橫向聯(lián)系設(shè)置在兩片拱肋之間，以增加兩片分離式拱肋的橫向剛度和穩(wěn)定性；吊桿和橋面系稱為懸掛結(jié)構(gòu)，橋面荷載通過它們將作用力傳 遞到主結(jié)構(gòu)拱肋上。 組成拱肋的材料可以是鋼筋混凝土、鋼管混凝土、勁性骨架混凝土或純鋼材，兩片拱肋一般在兩個互相平行的平面內(nèi)。通常，肋拱矢跨比的取值在 1/41/7 之間。 該拱橋為連續(xù)梁拱組合式橋梁，這種橋型造型美觀，本身剛度大，跨越能力大。中承式主拱矢跨比為 1/，跨徑為 40250m，邊拱跨徑為主拱跨徑的 倍左右 該拱橋采用鋼管拱肋，鋼管混凝土肋拱斷面中鋼管點的根數(shù)、布置型式和直徑等根據(jù)橋梁跨徑、橋?qū)捈笆芰Φ染唧w情況確定。該設(shè)計中采用四肢格構(gòu)型。其肋高與跨徑之比常在 1/451/65 之間 ，鋼管混凝土具有質(zhì)量小、強度高、塑性好 18 等優(yōu)點。 混凝土箱梁 斜拉橋 圖 混凝土箱梁斜拉橋 初擬圖 該斜拉橋為雙塔三跨式斜拉橋，拉索為雙索面結(jié)構(gòu) ，主塔高 90m，總共 96根拉索 雙塔三跨式是斜拉橋最基本的布置方式，其主孔跨徑大，適用于河床地形為對稱，橋位位于直線河道上的情況。對于公路與城市橋，邊跨與主跨的跨徑比值為 ；對于鐵路橋，邊跨與主跨跨徑比值為 。邊跨應(yīng)設(shè)輔助墩和引跨。 輔助墩的受力特性：限制全跨的撓曲變形，所以它既要抗拉又要抗壓。 引跨的受力特性： 限制主跨的扭轉(zhuǎn)與撓曲的變形，所以它與主跨、邊跨的主梁連為一體。 該斜拉橋采用空間斜向雙索面。橋面視覺效果不是很好，但是拉索對主梁抗風振抗扭的特性明顯，斜面索有效限制了主梁的橫向擺動。適用于橋位在風力大的地區(qū)。 該斜拉橋采用密索布置，使得橋面系具有受力更為合理，便于安裝、錨固和換索等優(yōu)點。 主梁是斜拉橋直接承受荷載的重要構(gòu)件，由于“密索”體系的發(fā)展使主梁變得更為輕薄纖細。主梁縱斷面現(xiàn)行通常采用水平直線，顯得簡潔而明快，同時也呈現(xiàn)出速度感和連續(xù)流暢感。 該斜拉橋索塔的布置方式為菱形。拉索與主塔對整個斜拉橋結(jié)構(gòu)的 剛度經(jīng)濟性都存在影響，一般塔高與中跨之比 約為 1/41/7 比較合適，同時這也是最恰當?shù)木坝^角度。另外，要保證足夠的梁下空間，以使得梁下的凈空與塔柱、主跨維 19 持一種平衡和美感，避免不協(xié)調(diào)的狀況發(fā)生。 該斜拉橋的體系為支承體系。主塔在塔墩處設(shè)置有支座，接近于跨度內(nèi)具有彈性支承的三跨連續(xù)梁。這種體系的主梁內(nèi)力在塔墩支點處產(chǎn)生急劇變化，出現(xiàn)負彎矩尖峰，通常需要加強支承區(qū)段的主梁截面。支承體系的主梁一般均設(shè)置活動支座，這樣可以避免因一側(cè)存在縱向水平約束而導致極不均衡的溫度變位時，使無水平約束一側(cè)的塔柱內(nèi)產(chǎn)生極大的附加彎 矩。 混凝土斜拉橋的截面尺寸直接影響結(jié)構(gòu)的抗彎和抗扭剛度，同時，其梁高對截面的內(nèi)力影響也極大，并與拉索間距大小直接相關(guān)。“密索”梁高約為跨徑的1/701/200,。為了保證橫向抗風穩(wěn)定性，主梁的寬高比應(yīng)大于 他尺寸可依據(jù)預應(yīng)力肋梁式截面梁、箱型截面梁及拉索錨固裝置確定。斜拉橋的梁高與中跨跨徑之比取在 1/801/300 之間比較適宜。 預應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu) 圖 預應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu) 初擬圖 該剛構(gòu)橋為三跨變截面連續(xù)剛構(gòu)，主墩采用雙薄壁墩 。 混凝土 連續(xù)剛構(gòu)橋一般適用于跨徑 100240m范圍，最大跨徑可達 300m；一般采用預應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。 跨徑布置：預應(yīng)力混凝土剛構(gòu)橋一般采用 35 跨布置，如果采用剛構(gòu) 連續(xù)組合體系橋，則跨數(shù)可以更多。邊跨與中跨的跨徑之比一般取 ；當采用懸臂法施工時，在深谷條件下，支架現(xiàn)澆很困難，為了減小邊跨的支架現(xiàn)澆長度，或取消邊跨落地支架采用導梁合攏的方式，往往取邊中跨比為 。 主梁截面形式、梁高及預應(yīng)力筋布置：連續(xù)剛構(gòu)橋的主梁一般采用箱型截面；根部梁高一般?。?1/161/20） l，跨中梁高與根部梁高之比一般取 1/，略小于連續(xù)梁的跨中梁高；連續(xù)剛構(gòu)橋箱梁截面的細部尺寸與連續(xù)箱梁基本相同 ；大跨連續(xù)剛構(gòu)橋一般采用懸臂法施工，箱梁預應(yīng)力筋布置方式與采用懸臂法施工的連續(xù)箱梁相同。 橋墩：連續(xù)剛構(gòu)橋橋墩，主要有豎直雙薄壁墩、豎直單薄壁墩 及 V形墩三 20 種基本形式。對于連續(xù)剛構(gòu)橋的橋墩設(shè)計，在滿足橋墩抗壓、抗彎剛度的前提下，應(yīng)減小其水平抗推剛度，以適應(yīng)橋梁縱向變形、減小結(jié)構(gòu)次內(nèi)力，可采用水平抗推剛度較小的單肢薄壁墩或雙肢薄壁墩。一般情況下，墩的長細比可取 1620,；雙肢薄壁墩的中距與主跨之比可取 1/201/25。 因壁墩的 防撞能力較弱，在通航河流上建橋時，應(yīng)充分注意橋梁薄壁墩抵抗船舶撞擊的安全度，采取合適的防撞措施；其次，大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋在橫橋的約束也較弱，橋梁在橫向不平衡荷載或風荷載 作用下，易產(chǎn)生扭曲變位，為了增大其橫向穩(wěn)定性，橋墩的橫向剛度應(yīng)設(shè)計得大一些。 預應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋 圖 預應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋 初擬圖 該連續(xù)梁橋為五跨變截面連續(xù)梁橋 力學特點： 隨著跨徑的增大（ l≥ 70m），采用變截面設(shè)計顯得經(jīng)濟合理。由于連續(xù)梁的支點截面負彎矩大于跨中截面正彎矩，因此往往采用支點梁高大于跨中梁高的變截面形式。 并且增加支點截面梁高有利于抵抗支座截面的較大的剪力，減小跨中梁高可減輕自重彎矩，歸納起來有下面三個特點：⑴采用支點梁高大于跨中梁高的變截面形式，使得梁高的變化規(guī)律與連續(xù)梁的彎矩圖變化規(guī)律相一致，可充分發(fā)揮材料性能；⑵減小跨中梁高，有利于減小結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的彎矩、剪力；⑶增大支座截面梁高，還有利于抵抗支座截面較大的剪力。因此，與等截面連續(xù)梁相比，變截面連續(xù)梁可適用于較大的跨徑。 跨徑與梁高布置： ⑴一般采用三跨或者五跨布置，跨數(shù)太多、連續(xù)長度過長，因溫度變化使得橋梁縱橋向水平位移大，給伸縮縫設(shè)置帶來困難。 為了 使邊跨與中跨的最大正彎矩基本相等，一般取邊跨與中跨的跨徑之比等于 ；對于城市橋梁，為了滿足跨線要求，有時 l1/l≤ ，此時需要在邊跨 21 進行壓重，以抵消邊支座可能產(chǎn)生的負反力。 ⑵梁高。支點截面梁高一般取（ 1/161/18） l，不小于 l/20；跨中梁高等于（ 1/） h 支。梁低一般按二次拋物線、折現(xiàn)或者 次拋物線變化。 適用范圍 ① 跨徑范圍： 70120m，大于 120m跨徑，目前較少見。 ② 施工方法：大多采用懸臂澆注或懸臂拼裝施工法。連續(xù)梁橋采用懸臂法施工時，施工過程 中墩梁臨時固結(jié)，待合攏后，拆除臨時固結(jié)措施，進行體系轉(zhuǎn)換。 初擬方案主要數(shù)據(jù)匯總 主橋 表 各橋型主橋數(shù)據(jù)表 橋型 拱橋 斜拉橋 連續(xù)剛構(gòu) 連續(xù)梁橋 主橋厚度 3m 3m 4m12m 5m9m 主橋長度 520m 600m 480m 600m 主橋縱坡 2％ 2％ 1％ 3％ 引橋 表 各橋型引橋數(shù)據(jù)表 橋型 拱橋 斜拉橋 連續(xù)剛構(gòu) 連續(xù)梁橋 引橋厚度 引橋長度 4 30m 2 30m 2 30m 6 30m 引橋縱坡 4％ 0 0 0 橋面主要控制點數(shù)據(jù) 表 各橋型主要控制點數(shù)據(jù)表 橋型 拱橋 斜拉橋 連續(xù)剛構(gòu) 連續(xù)梁橋 起點 高程 里程 K41+ K40+ K40+ K40+ 中點 高程 里程 K41+ K41+ K41+ K41+ 終點 高程 里程 K41+ K41+ K41+ K41+ 22 4 橋型方案比選 比選的標準 比選標準主要根據(jù)安全、功能、經(jīng)濟與美觀。其中以安全與經(jīng)濟為重。至于橋梁美觀，要視經(jīng)濟于環(huán)境條件而定。 1. 安全 安全標準可從行車安全、通航安全、基礎(chǔ)地質(zhì)條件的安全與施工安全等幾方面考慮。行車安全主要通過橋面設(shè)施的布置來實現(xiàn)。如根據(jù)公路等級和車流具體情況決定是否需設(shè)置中央分隔帶、分車帶或護攔以保證行車安全。通航安全雖然有通航凈空保證，但應(yīng)注意是 否有拖船組成的船隊通過，另外橋下水流方向是否與橋梁垂直，如遇到這些情況均應(yīng)適當加大橋梁跨徑?；A(chǔ)的安全一方面應(yīng)該滿足規(guī)范中規(guī)定的基礎(chǔ)埋深與河流的沖刷深度和水凍深度的關(guān)系，另一方面應(yīng)檢查基礎(chǔ)附近是否有裂縫、斷層、溶洞等不良地質(zhì)現(xiàn)象存在，由此檢查橋梁分孔是否合理。施工期間結(jié)構(gòu)的安全也是應(yīng)考慮的重要因素，如果設(shè)計要求編制施工組織計劃，則要注意洪水和颶風對橋梁施工的不利影響，一般要求在洪水來臨之前 橋墩的施工面要超出設(shè)計的洪水位。 2. 功能 橋梁的功能無非是兩方面：一是跨越障礙（河流、山谷或線路），二是承受荷載。 在具備這兩種功能的 2~3 個比選方案中，應(yīng)選擇傳力路線直接、簡捷的結(jié)構(gòu)形式，以保證結(jié)構(gòu)受力的合理性。此外，還應(yīng)考慮非正常運營條件下（如地震、風載）能保證結(jié)構(gòu)功能的實施。如在地震區(qū)修建橋梁要考慮抗震性能好的橋型。梁式體系比拱式體系好，無鉸拱比有鉸拱好，整體式的比組合式的好，擴大基礎(chǔ)比樁基礎(chǔ)好，低樁比高樁好等。同時方案中需要考慮軍事或自然因素破壞后的修復難易。軍事?lián)屝揸P(guān)系戰(zhàn)爭勝負，自然災害修復關(guān)系人民的生命財產(chǎn)。一般來說，梁式體系較拱式體系容易修復。從這一意義上講，小跨能滿足功能要求的就不做大跨：能用標準設(shè)計或通 用設(shè)計的宜優(yōu)先考慮。 3. 經(jīng)濟 評價一座橋的經(jīng)濟性可從以下幾個方面進行：造價、工期及養(yǎng)護維修。造價它包括材料費、人工費、機具設(shè)備費。 23 材料費的估價由于目前缺乏經(jīng)濟指標的資料，而且各地區(qū)計算方法又不一致，可暫按材料用量來衡量。 估算材料用量的方法有： ①采用標準設(shè)計與通用設(shè)計時，可按所附材料表查用。 ②參考同類體系、同荷載標準、相近跨度的已建橋梁的工程數(shù)量，如每平方米的材料用量等?？蓞⒖加嘘P(guān)橋梁設(shè)計總結(jié)資料求得；如缺乏這類統(tǒng)計數(shù)字時，可參考接個設(shè)計圖紙的主要尺寸進行估算。 ③根據(jù)材料或參考書中提出的構(gòu) 造尺寸以及經(jīng)驗尺寸，定出總體設(shè)計的輪廓尺寸，然后對主要結(jié)構(gòu)的少數(shù)控制截面進行粗略的驗算。驗算時可僅按主力組合進行。 各橋型截面設(shè)計及結(jié)構(gòu)受力特點 赫山大橋混凝土箱型斜拉橋橋型方案（一） 圖 箱型斜拉橋縱斷面和平面圖 24 圖 箱型斜拉橋Ⅱ Ⅱ截面圖 圖 箱型斜拉橋 Ⅲ Ⅲ 截面圖 25 橋型結(jié)構(gòu)受力特點：跨越能力大，符合橋型發(fā)展趨勢，荷載傳遞路徑明確，拉索只承受拉力，主梁為多跨彈性支承的連續(xù)梁，索塔主要承受彎壓內(nèi)力，箱型截面抗彎、抗扭大，便于懸臂施工。 赫山大橋鋼管 混凝土拱橋橋型方案（二） 縱斷面和平面圖 圖 鋼管 拱橋的縱斷面和平面圖 26 圖 鋼管 拱橋Ⅱ Ⅱ截面圖 27 圖 鋼管拱橋Ⅲ Ⅲ截面 橋型結(jié)構(gòu)受力特點：拱橋在豎向荷載作用下，兩端支承處除有豎向反力外還產(chǎn)生水平推力，使拱內(nèi)產(chǎn)生軸向壓力，并大大減小了跨中彎矩，使之成為偏心受