桥型专项方案比选

桥型方案比选(参考示例）上(设计原始资料1.地形、地貌、气象、工程地质及水文地质、地震烈度等自然情况（1）气象：天津地域气候属于暖温带亚湿润大陆性季风气候区，部分地域受海洋气候影响。四季分明，冬季严寒干旱，春季大风频繁，夏季炎热多雨，雨量集中，秋季冷暖改变显著。年平均气温12.20C，最冷月平均气温-40（2）工程地质：天津地铁一号线经过地域处于海河冲积平原上，地形平坦，地势低平，地下水位埋深较浅，沿线分布了较多粉砂、细砂、粉土，均为地震可液化层，局部地段含有地震液化现象。沿线地层简单，第四系地层广泛发育，地层分布从上到下依次为人工堆积层、新近沉积层、上部陆相层、第一海相层、中上部陆相层、上部及中上部地层广泛发育沉积有十几米厚软土。a.人工填土层，厚度5m，ƒk=100KPa；b.粉质黏土，中密，厚度15m，ƒk=150KPa；c.粉质黏土，密实，厚度15m，ƒk=180KPa；d.粉质黏土，密实，厚度10m，ƒk=190KPa。第一章方案比选一、桥型方案比选桥梁形式可考虑拱桥、梁桥、梁拱组合桥和斜拉桥。任选三种作比较，从安全、功效、经济、美观、施工、占地和工期多方面比选，最终确定桥梁形式。桥梁设计标准1．适用性桥上应确保车辆和人群安全通畅，并应满足未来交通量增加需要。桥下应满足泄洪、安全通航或通车等要求。建成桥梁应确保使用年限，并便于检验和维修。2．舒适和安全性现代桥梁设计越来越强调舒适度，要控制桥梁竖向和横向振幅，避免车辆在桥上振动和冲击。整个桥跨结构及各部分构件，在制造、运输、安装和使用过程中应含有足够强度、刚度、稳定性和耐久性。3．经济性设计经济性通常应占首位。经济性应综合发展远景及未来养护和维修等费用。4．优异性桥梁设计应表现现代桥梁建设新技术。应便于制造和架设，应尽可能采取优异工艺技术和施工机械、设备，以利于降低劳动强度，加紧施工进度，确保工程质量和施工安全。5．美观一座桥梁，尤其是座落于城市桥梁应含有优美外形，应和周围景致相协调。合理结构布局和轮廓是美观关键原因，决不应把美观片面了解为豪华装饰。应依据上述标准，对桥梁作出综合评定。梁桥梁式桥是指其结构在垂直荷载作用下，其支座仅产生垂直反力，而无水平推力桥梁。预应力混凝土梁式桥受力明确，理论计算较简单，设计和施工方法日臻完善和成熟。预应力混凝土梁式桥含有以下关键特征：1）混凝土材料以砂、石为主，可就地取材，成本较低；2）结结构型灵活，可模型好，可依据使用要求浇铸成多种形状结构；3）结构耐久性和耐火性很好，建成后维修费用较少；4）结构整体性好，刚度较大，变性较小；5）可采取预制方法建造，将桥梁构件标准化，进而实现工业化生产；6）结构自重较大，自重耗掉大部分材料强度，所以大大限制其跨越能力；7）预应力混凝土梁式桥可有效利用高强度材料，并显著降低自重所占全部设计荷载比重，既节省材料、增大其跨越能力，又提升其抗裂和抗疲惫能力；8）预应力混凝土梁式桥所采取预应力技术为桥梁装配式结构提供了最有效拼装手段，经过施加纵向、横向预应力，使装配式结构集成整体，深入扩大了装配式结构应用范围。拱桥拱桥静力特点是，在竖直何在作用下，拱两端不仅有竖直反力，而且还有水平反力。因为水平反力作用，拱弯矩大大降低。如在均布荷载q作用下，简直梁跨中弯矩为qL2/8，全梁弯矩图呈抛物线形，而拱轴为抛物线形三铰拱任何截面弯矩均为零，拱只受轴向压力。设计得合理拱轴，关键承受压力，弯矩、剪力均较小，故拱跨越能力比梁大得多。因为拱是关键承受压力结构，所以能够充足利用抗拉性能较差、抗压性能很好石料，混凝土等来建造。石拱对石料要求较高，石料加工、开采和砌筑费工，现在已极少采取。由墩、台承受水平推力推力拱桥，要求支撑拱墩台和地基必需承受拱端强大推力，所以修建推力拱桥要求有良好地基。对于多跨连续拱桥，为预防其中一跨破坏而影响全桥，还要采取特殊方法，或设置单向推力墩以承受不平衡推力。因为天津地铁一号线所建位置地质情况是软土地基，故不考虑此桥型。梁拱组合桥软土地基上建造拱桥，存在桥台抵御水平推力微弱步骤。为此采取大吨位预应力筋以负担拱水平推力；预应力筋寄体是系梁，即加劲纵梁，从而以梁式桥为基体，按多种梁桥弯矩包络图用拱来加强。这么能够使桥梁结构轻型化，同时能提升这类桥梁跨越能力。这类桥梁不仅技术经济指标优异、造价低廉，同时桥型美观，反应出力和美统一、结构形式和环境友好，增加了城市景观。斜拉桥斜拉桥特点是依靠固定和索塔斜拉索支撑梁跨，梁是多跨弹性支撑梁，梁内弯矩和桥梁跨度基础无关，而和拉索间距相关。她们适适用于大跨、特大跨度桥梁，现在还没有其它类型桥梁跨度能超出她们。斜拉桥和悬索桥不一样之处是，斜拉桥直接锚于主梁上，称自锚体系，拉索承受巨大拉力，拉索水平分力使主梁受压，所以塔、梁均为压弯构件。因为斜拉桥主梁经过拉紧斜索和塔直接相连，增加了主梁抗弯、抗扭刚度，在动力特征上通常远胜于悬索桥。悬索桥主缆为承重索，它经过吊索吊住加劲梁，索两端锚于地面，称地锚体系。斜拉桥含有施工方便、桥型美观、用料省、主梁高度小、梁底直线轻易满足通航和排洪要求、动力性能好优点，发展很快速，跨径不停增大。但实际跨度不大，此桥型不予考虑。现在中国城市轨道交通高架桥结构通常考虑简支梁和连续梁结构形式。简支梁受力明确，受无缝钢轨因温度改变产生附加力、特殊力影响小，设计施工易标准化、简单化；但其梁高较大，景观稍差，行车条件也不如连续梁。连续梁结构和相同跨度简支梁相比，能够降低梁高，节省工程数量，有利于争取桥下净空，并改善景观；其结构刚度大，含有良好动力特征和减震降噪作用，使行车平稳舒适，后期维修养护工作也较少。从城市美学效果来看，连续梁造型轻巧、平整、线路流畅，将给城市争色不少。但连续梁对基础沉降要求严格，尤其是因为联长较大，桥上无缝钢轨因温度改变而产生水平力很大，使得梁体和墩台之间受力十分复杂，加大了设计难度。考虑到天津地铁工程地质条件，综合考虑，采取连续梁结构作为高架区间标准型式。比较项目第一方案第二方案第三方案主桥跨桥型预应力混凝土连续梁预应力混凝土简直梁梁拱组合桥主桥跨结构特点预应力混凝土连续梁桥在垂直荷载作用下，其支座仅产生垂直反力，而无水平推力。结结构型灵活，可模型好，可依据使用要求浇铸成多种形状结构，整体性好，刚度较大，变性较小。受力明确，理论计算较简单，设计和施工方法日臻完善和成熟在垂直荷载作用下，其支座仅产生垂直反力，而无水平推力。结结构型灵活，整体性好，刚度较大，其跨径较小；且简直梁梁高较大，和城市景观不协调软土地基上建造拱桥，存在桥台抵御水平推力微弱步骤。为此采取大吨位预应力筋以负担拱水平推力；预应力筋寄体是系梁，即加劲纵梁，从而以梁式桥为基体，按多种梁桥弯矩包络图用拱来加强。这么能够使桥梁结构轻型化，同时能提升这类桥梁跨越能力建筑造型侧面上看线条明晰，和当地地形配合，显得美观大方跨径通常，线条明晰，但比较单调，和景观配合很不协调。跨径较大，线条很美，和环境友好，增加了城市景观养护维修量小小较大设计技术水平经验较丰富，中国优异水平经验丰富，中国优异水平经验通常，中国通常水平施工技术满堂支架法：结构不发生体系转换，不引发恒载徐变二次矩，预应力筋能够一次部署，集中张拉等优点。施工难度通常预制T型构件，运至施工地点，采取混凝土现浇，将T型梁连接，其特点外型简单、制造方便，整体性好转体施工法：对周围影响较小，将结构分开建造，再最终合拢，可加紧工期，是近十年来新兴施工方法，施工难度较大工期较短较短较长方案比选由上表可知，依据天津地铁一号线情况，结合桥梁设计标准，选择第一方案经济上比第三方案好；跨径上满足要求，景观和环境协调，比第二方案好；工期上较短，对整个工程进度来说不会受其影响；施工难度较小，针对当地地质情况，采取桩基，加强基础强度。所以选择第一方案作为首选。二、梁部截面形式梁部截面形式考虑了箱形梁、组合箱梁、槽型梁、T型梁等可采取梁型。连续单箱梁方案该方案结构整体性强，抗扭刚度大，适应性强。景观效果好。该方案需采取就地浇筑，现场浇筑砼及张拉预应力工作量大，但可全线同时施工，施工期间工期不受控制,对桥下道路交通影响较其它方案稍大。简直组合箱梁结构整体性强，抗扭刚度大，适应性强。双箱梁预制吊装，铺预制板，重量轻。但从桥下看,景观效果稍差。从预制厂到工地运输要求相对较低，运输费用较低。但桥面板需现浇施工,增加现场作业量，工期也对应延长。但美观较差，而且徐变变形大，对于无缝线路整体道床轨道结构形式来说，存在着后期维修养护工作量大缺点。槽型梁为下承式结构，其关键优点是造型轻巧美观，线路建筑高度最低,且两侧主梁可起到部分隔声屏障作用，但下承式混凝土结构受力不很合理，受拉区混凝土即车道板圬工量大，受压区混凝土圬工量小，梁体多以受压区(上翼缘)压溃为关键特征，不能充足发挥钢及混凝土材料性能。同时，因为结构为开口截面，结构刚度及抗扭性较差，而且需要较大技术贮备才能实现。T型梁结构受力明确，设计及施工经验成熟,跨越能力大,施工可采取预制吊装方法，施工进度较快。该方案建筑结构高度最高，因为梁底部呈网状,景观效果差。同时，其帽梁虽较槽型梁方案短些，但较其它梁型长，设计时其帽梁也须设计成预应力钢筋混凝土帽梁，另外预制和吊装实施过程也存在着和其它预制梁一样问题。相比之下，箱型梁抗扭刚度大，整体受力和动力稳定性能好，外观简练，适应性强，在直线、曲线、折返线及过渡线等区间段均可采取，且施工技术成熟，造价适中。所以，结合工程特点和施工条件，选择连续箱型梁。箱型梁截面图以下：三、桥墩方案比选桥墩类型有重力式实体桥墩、空心桥墩、柱式桥墩、轻型桥墩和拼装式桥墩。重力式实体桥墩关键依靠本身重力来平衡外力确保桥墩稳定，适适用于地基良好桥梁。重力式桥墩通常见混凝土或片石混凝土砌筑，街面尺寸及体积较大，外形粗壮，极少应用于城市桥梁。空心桥墩适适用于桥长而谷深桥梁，这么可降低很大圬工。柱式桥墩是现在公路桥梁、桥宽较大城市桥梁和立交桥及中小跨度铁路旱桥中广泛采取桥墩形式。这种桥墩既能够减轻墩身重量、节省圬工材料，又比较美观、结构轻巧