桥梁工程毕业设计.doc

1桥梁初步设计1.1 设计总说明1.1.1工程概况 本桥设计综合考虑通榆河地区地形、地貌、通航、河床特征、泄洪要求，在满足使用要求的前提下，力求结构经济安全，施工方便。1.1.2设计依据1桥位处桥纵轴线工程地质剖面图；2大桥桥位平面图。1.1.3主要技术规范1公路工程技术标准（jtg b01-2003）；2公路桥涵设计通用规范（jtg-2004）；3公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（jtg-2004）；4公路桥涵地基与基础设计规范（jtj024-1985）；5公路工程可靠度设计统一标准（gb/t50283-1999）；6公路桥涵施工技术规范（jtj041-2000）；7公路桥涵钢结构及木结构设计规范（jtj 026-90）；8公路工程抗震设计规范（jtj 005-96）；9钢结构设计规范（gbj17-88）.1.1.4 主要技术标准 根据设计要求，主要技术指标如下： 1设计荷载：高速公路，双向六车道；2设计车速：80km/h；3梁式桥采用双幅桥面布置，单幅桥面净宽：净11.25 m+20.5m（防撞墙）+3m（人行道）+0.75m（左路肩）=16m4桥面坡度: 纵坡1% ，横坡1.5%；5通航标准：-（3）级航道（两个通航孔）净高10m，净宽55m ，通航水位为32.4m；6设计洪水频率: 按百年一遇洪水频率,设计水位为34.54m；7设计基准期：100年。1.1.5 主要材料及性能1普通钢筋采用级钢筋和级或级钢筋三种，级钢筋必须符合国家标准（gb1499-98）的有关规定，级、级钢筋必须符合国家标准（gb1499-98）的有关规定。级钢筋抗拉设计强度195mpa，抗压设计强度195mpa，标准强度235mpa，弹性模量 mpa。级钢筋抗拉设计强度280mpa，抗压设计强度280mpa，标准强度335mpa，弹性模量mpa。级钢筋抗拉设计强度330mpa，抗压设计强度330mpa，标准强度400mpa，弹性模量mpa。2普通钢材采用q235-a,必须符合国家标准（gb/t 1591-94）的有规定，q235-a屈服强度为235mpa，抗拉强度235mpa，弹性模量mpa。3混凝土主梁采用c50混凝土，墩身采用c40混凝土、承台采用c30混凝土、桩基础采用c30水下混凝土、承台封底混凝土采用c20水下混凝土，其技术标准，应符合交通部部颁标准的有关规定。1.1.6 桥位自然条件1地形地貌 本桥工程区段为k5+000k5+900，桥址位于内陆河，环境类别为类（温暖或寒冷地区的大气环境、与无侵蚀性的水或土接触的环境），桥位与河道两岸顺直。两堤间距约400m，桥址河床断面属宽滩式河床断面，河槽宽300m左右，河槽左侧是阶梯型地貌，右侧则有大量的民居。2工程地质条件桥位区段引桥部分表层为松软土层，地基容许承载力400kpa，第二层为亚粘土，承载力为400kpa, 第三层土为黄褐色粘土，承载力为400kpa，可作为持力层，但需要验算，第四层为砂卵石，承载力为1200kpa，可作为持力层。砂卵石普遍埋深约为4m。河槽部分表层为砂卵石层，承载力为1200kpa，在桥位为k5+170k5+190、k5+300k5+330、k5+480k5+520、k5+660k5+690处有玄武岩，埋深约为2025m，承载力为4000kpa，可作为持力层，在桥位为k5+480k5+520，玄武岩有断层。1.2 桥型方案1.2.2 方案 130主跨预应力混凝土连续梁桥1方案构思本桥设计标准为高速公路六车道，通航等级-（3）级，单孔双向通航净宽要求110m，作为梁桥设计可以选择连续梁桥或者连续刚构桥。连续刚构桥塔梁墩固结为一个整体共同受力。在恒载作用下，采用双肢薄壁墩的连续刚构桥在于：墩顶处弯矩较同跨径的连续梁桥要小，而且由活载引起的跨中弯矩要小；连续刚构桥与连续梁桥相比，它不需要设置大吨位的支座，而且避免了连续梁存在的临时固结和体系转换的问题。但是桥位区段的地形比较平缓，若选用连续钢构桥型，下部结构特别是高墩与基础的造价不菲，而且与道路的接线比较困难。连续梁桥同样具有结构刚度大、变形小、伸缩缝少和行车平稳舒适的特点。采用预应力混凝土连续梁桥，不但满足行车平顺性的要求，而且大大减少了施工的难度，减少了下部结构的造价，在经济性方面更占优。2.桥跨布置根据连续梁的受力特点，大、中跨径的连续梁桥一般宜采用不等跨布置，但多于三跨的连续梁桥其中间跨一般采用等跨布置。当采用三跨或多跨的连续梁桥时，为使边跨与中跨的最大正弯矩接近相等，达到经济的目的，边跨取中跨的0.8倍为宜，当综合考虑施工和其他因素时，边跨一般取中跨的0.50.8倍。对于预应力混凝土连续梁桥宜取偏小值，以增加边跨刚度，减小活载弯矩的变化幅度，减少预应力筋的数量。若采用过小的边跨，会在边跨支座上产生拉力，需在桥台上设置拉力支座或压重。本桥河床较为平坦，基岩埋深较浅，可以使用较大跨径以满足通航和泄洪要求。由于是两个-（3）级航道，通航净宽为55m，设两个通航孔，考虑到桥墩布置、地质、地形和通航富余等条件，取主跨为150m，边跨80m，边主跨之比为0.53.引桥采用标准跨径为40m的连续箱型截面梁桥，由于引桥桥孔数较多、桥孔很长，为了适应上部结构因温度产生的过大变形与次内力，可以将桥跨分成若干联，一联的长度的划分视温度、地形、构造和受力情况确定。本桥的一联确定为四孔80m,联与联之间设置伸缩缝以适应温度变形。跨径总体布置为：540m（ 等截面连续箱梁）+80m+150m+80m+940m（ 等截面连续箱梁），总跨径870m）3桥面标高确定： （1）竖曲线设计：根据公路路线设计规范，设计车速为80km/h时凸型竖曲线最小半径一般取值为4500m、极限值为3000m，本方案竖曲线半径采用r9000m，纵坡采用1。竖曲线基本要素为：竖曲线长度l=180m、切线长t90m、竖曲线外距e=0.45m。（2）桥面标高：本桥桥面标高根据设计水位、桥下通航（通车）净空、桥两端引道标高的需要，并结合桥型跨径等综合考虑。 按设计水位计算桥面标高，计算公式如下： 式中： 桥面最低高程（m）； 设计水位（m）（设计水位记入壅水、波浪高度等）；桥下净空安全（m）；桥梁上部结构建筑高度。 34.54+5+4 =43.54m(主桥跨中桥面标高，不含桥面铺装) 按通航水位计算桥面标高：+通航水位 32.4+104 46.4m(同上) 按路堤通车处计算桥面标高：按跨线要求，里程k5+200m处桥面下缘的标高要求为37.2m，通车净空4.5m,因此：37.2+4.54+3.4（纵坡） 49.1m(同上)综合上述标高，本方案标高取为49.1m（跨中桥面标高）。4上部结构设计：大跨径预应力混凝土连续梁桥宜采用变截面箱梁为主。因为大跨径的桥型在恒载和活载的作用下，主墩支点截面的负弯矩将比跨中截面的正弯矩大得多，采用变截面符合梁的内力变化规律。同时大跨连续梁桥宜采用悬臂法施工，变高度梁与施工阶段内力相适应。从美学观点看，变高度梁比较有韵律感。因此，本桥的主桥结构采用变截面形式。变截面梁的梁底线形可采用折线、抛物线、圆曲线和正弦曲线等。二次抛物线与连续梁的弯矩变化相适应，最常采用。根据已建成桥梁的资料分析，支点梁高约为最大跨径的1/121/15，跨中梁高约为支点梁高的1/1.61/2.5。本桥的主桥上部结构采用变截面箱梁， c50混凝土。采用分离的单箱单室形式，两单箱室之间间隔2m，这样设计的好处是：第一，如果采用整桥则不得不采用双室箱截面，边跨需设置三个支座，支座顶面很难保持相同高程，受力很不明确；第二，采用上下行桥的分离单箱单室形式，挂篮数量虽然增加一倍，但是挂篮的承重量相对减少，可以采用较长的节段，施工快；第三，采用单室箱截面，模板相对简单。单幅桥宽16m，箱梁顶板宽度取16.0m，底板宽取9m。支点梁高取8.5m，高跨比为1/18.75，跨中梁高取4m，为支点梁高的1/2.86，梁高变化采用二次抛物线。本桥的引桥部分采用等截面布置。连续梁桥采用等截面布置，构造简单、预制定型、施工方便。引桥的桥位处于居民区、农作物区，地形较为平缓。为了施工的便利，可采用支架施工或逐孔施工法。对于中等跨径4060m的连续梁桥，若采用预制装配施工或就地浇筑施工，为便于预制安装和模板周转使用，同样应当选用等截面布置。等截面连续梁桥的梁高，在拟定时可参考有关资料选用，可取梁高与最大跨径的关系1/151/30，本桥的引桥梁高采用2.5m.箱形梁由顶板，底板，腹板等各部分组成薄壁截面梁，它的横截面细部尺寸拟定如下：1）.顶板底板箱形截面的顶板和底板是箱梁承受正负弯矩的主要工作部位因此，公路桥涵设计通用规范jt_gd60-2004规定箱梁截面顶板和腹板相接处应设置承托，底板和腹板相接处应设置倒角，必要时可设置承托。箱形截面的顶板和底板中部厚度不应小于板净跨径的1/30，且不应小于200mm.连续梁箱梁中，底板厚度随着箱梁负弯矩的增大而逐渐加厚至墩顶处，以适应受压要求。因此箱梁底部底板厚度一般是墩顶梁高的1/101/12.一般预应力混凝土箱梁中跨中或悬臂端底板厚度主要取决于底板内设置预应力筋的需要。对于预应力混凝土连续梁跨中底板，板内需配置一定数量的预应力束筋与普通钢筋，此时底板的 厚度一般在200250mm。顶板厚度主要取决于板净跨径经验公式为=l/36+100 (mm) (3-1)确定箱形截面顶板厚度除了满足桥面横向弯矩的要求外，还要满足布置纵向预应力钢束的要求。综上所述，取跨中截面顶板厚度为300mm,底板厚度为280mm,取支点处顶板厚度为300mm,底板厚度为1000mm.2）箱梁腹板 腹板主要是承受截面的剪应力，主拉应力。跨中腹板厚度的选定，主要取决于布置预应力筋和浇注混凝土必要的间隙等构造要求。一般情况下可按以下原则选用：腹板内无预应力筋时，可取20cm；腹板内有预应力筋时，可取2530cm；腹板内有预应力筋锚固头时，取35cm。为满足支点较大剪应力要求，墩上或靠近桥墩的箱梁根部腹板需加厚到3060cm，特殊情况可达100cm。大跨度桥腹板应采用变厚度形式，从跨中向支点分段线形逐步加厚，变厚段一般为一个节段。在顶板和腹板接头处须设置梗腋，梗腋的形式一般为1：2、1：1、1：3、1：4等。梗腋的作用是：提高截面的抗扭刚度和抗弯刚度，减少扭转剪应力和畸变应力。此外，梗腋使力线过渡比较平缓，减弱了应力的集中程度。根据以往取值经验，为了满足预应力束筋管道布置及锚固的需要，本设计中，根据箱室的外形设置了宽120mm，高30mm的上部梗腋，而下部采用1：1的梗腋。腹板厚度线性变化一次，由墩顶的60cm在 1/4主跨处以一个梁段的长度过渡到40cm。3）. 横隔梁横隔梁可以增强桥梁的整体性和良好的横向分布，同时还可以限制畸变；支承处的横隔梁还起着承担和分布支承反力的作用。由于箱形截面的抗扭刚度很大，一般可以比其它截面的桥梁少设置横隔梁，甚至不设置中间横隔梁而只在支座处设置支承横隔梁。因此本设计没有加以考虑，而且由于中间横隔梁的尺寸及对内力的影响较小，在内力计算中也可不作考虑。4）. 预应力筋的布置主桥箱梁采用三向预应力体系：纵向采用15.2钢绞线抗拉强度标准值1860mpa，采用夹片式群锚，后张法施工配金属波纹管成孔，采用qfz型张拉千斤顶两端同时张拉；横向亦采用15.2钢绞线钢绞线，扁锚体系配以扁平波纹管成孔；竖向采用精轧螺纹钢配钢筋螺纹锚具。5）. 支座本桥支座全部采用成品板式橡胶支座，主桥选用gyzf430054（nr）型天然橡胶支座，引桥采用gjz300400(cr)氯丁橡胶支座。综上所述，主桥上部结构采用预应力变截面箱梁，顶板厚取30cm ，直腹板及底板采用变截面，腹板厚度线性变化一次，由墩顶的60cm在 1/4主跨处以一个梁段的长度过渡到40cm；底板厚度由墩跨中28cm厚按线性逐渐过渡至墩顶100cm厚；梁高按二次抛物线变化，以满足受力及桥梁线形上的需要。引桥上部结构为了方便采用龙门吊逐孔吊装施工，采用40m预应力混凝土t型梁，单幅桥面共有6片t梁，每片梁高2.5m,顶板宽16m，翼缘宽21cm,跨中腹板宽20cm，支点腹板宽40cm。 5 下部结构设计：本地段的砂石较多，特别是主桥基础下的地基承载力较高，有完整的玄武岩和砂质板岩。因此主桥和引桥的墩台设计可以因地制宜的采用重力式墩台。 重力式墩台由墩（台）帽、墩（台）身和基础三个部分组成。这类墩、台的主要特点是靠自身重量来平衡外力而保持其稳定。因此，墩、台身比较厚实，可用天然石材或片石混凝土砌筑，从而节省钢筋。它适用于地基良好的大、中型桥梁或流冰、漂浮物较多的河流中。在砂石料方便的地区，小桥也往往采用重力式墩、台。重力式墩、台的主要缺点是圬工体积较大，因而其自重和阻水面积也较大。主桥下部结构设计：因为主桥的上部结构采用分离的单箱单室形式，故桥墩也采用分离式。在承载力高的玄武岩作为持力层的基础可采用扩大基础，相应的主桥桥墩采用重力式桥墩，截面采用为实心圆端形截面，从而更好的利于漂浮物和水流通过。顺桥向宽5m，横桥向9m(与箱梁底板同宽)，两分离主墩中心间距7m。另一主桥桥墩采用方形柱式桥墩，横桥向宽3m，顺桥向宽5m，基础采用122.0m的钻孔灌注桩，按摩擦桩设计，承台尺寸16m12m2.5m。边墩同样采用方形柱式桥墩，横桥向宽3m，顺桥向宽5m，单幅桥面横桥向设置两根柱式墩，墩身中心间距为8.5m。边墩基础采用62.0m的钻孔灌注桩，按摩擦桩设计，桩顶设钢筋混凝土承台，承台尺12m8m2.5m。引桥下部结构设计：引桥桥墩采用双柱式圆形桥墩，桥墩直径2m，墩顶设盖梁。引桥基础扩大基础,桩顶设钢筋混凝土承台，承台尺寸12m4.5m2.5m。引桥桥台采用重力式u型桥台。具体尺寸见cad图。6 施工方法：基础施工方法及要求对于桩基础来说，水中基础施工首先用钢管桩设置施工平台，插打钢护筒，然后钻孔至设计标高，下钢筋笼，浇筑水下混凝土成桩，钻孔桩中预留压浆管，成桩后进行压浆，实桩底混凝土密室，以消除沉渣带来的不利影响，确保桩基承载力。采用钢套箱或双壁钢围堰浇筑承台混凝土。 对于扩大基础来说， 基础的开挖视工程量的大小、地质水文情况采用人工配合机械开挖。在开挖前，对现场地形及基础位置的平面标高进行校核，并制定可行的施工方案。 基础开挖的位置、深度、平面尺寸符合设计图纸的要求，并采用支护的方法防止坍塌，经检测达到设计要求后方可进行基础混凝土浇筑作业。基础混凝土的浇筑作业按常规方法进行，并确保质量符合设计要求引桥基础施工采用旋转式钻机成孔，泥浆护壁。墩身及主梁施工主墩采用提升模板分段浇筑，在现浇支架上浇筑0号块的混凝土，张拉0号块预应力束。两侧主梁采用悬臂挂篮施工，按3-5m一个节段平衡对称悬臂浇筑，合拢时先合拢边跨再合拢中跨，合拢前用水箱压重平衡施工荷载。主桥上部结构主梁采用悬臂浇筑法在施工工程中需要进行体系转换，在悬臂施工中，结构的力学状态经历从悬臂梁到合拢过度成连续梁变化。因此，要考虑施工过程中的应力状态，考虑由于体系转换和其他因素引起的结构次内力。在施工过程中，由于墩梁铰接不能承受弯矩，因此施工过程中要将墩梁临时固结，待施工至至少一端合拢后恢复至原设计结构状态。引桥墩身采用支架现浇施工。由于引桥区段地形平坦，且都处于陆上，引桥40m连续梁可采用整孔吊装逐孔施工法施工。先在现场或工厂预制整孔梁，再进行逐孔架设施工。在预制时进行第一次预应力的张拉，拼装就位后进行二次张拉。在逐孔架设施工过程中，结构也要经历从简支梁到连续梁的体系转换过程。吊装的设备可采用龙门起重机或桁式吊。采用逐孔施工法大大缩短了施工进度，主梁可以同时预制，既有利于确保构件的质量和尺寸精确，又大大缩短了工期。1.2.4 方案 中承式钢管混凝土拱桥1. 方案构思拱桥是在我国公路上广泛使用的一种桥型。本桥段的拱桥桥型采用钢管混凝土拱桥。其原因有如下几点：1.钢管混凝土材料由于钢管的套箍作用大大提高了混凝土的塑性性能，使得混凝土特别是高强混凝土的脆性得以克服；2.混凝土内填于钢管内，增添了管壁的稳定性，整体刚度也远大于钢结构，从而使结构的整体稳定性大大提高；3.圆形钢管混凝土在抵抗方向不确定的地震作用时，由于其各个方向的强度相同，显示出其有效性；4.钢管混凝土拱肋具有强度高，质量轻，易于吊装和转体的特点，可以先将空管拱肋合拢，再压注管内混凝土，从而大大降低了大跨径拱桥的施工难度，省去了支模，拆模等工序；5.钢管混凝土拱桥相比刚拱桥大大的节省钢材，经济性方面占优。简而言之，钢管混凝土材料应用于受压为主的拱肋，相比于钢结构和钢筋混凝土结构有着显著的优越性，将钢管混凝土应用于拱桥解决了拱桥材料高强化和拱圈施工轻型化的双重难题。本桥桥位所在处地质条件较好，桥面标高较最低水位较大，适合于修建中承式拱桥。美学上，中承式拱桥曲线线形优美，给人以遐想的空间。因此，本桥设计为中承式有推力钢管混凝土拱桥，主墩为重力式墩，采用较大的尺寸，平衡水平推力。参考重庆合川嘉陵江大桥，桥墩与主拱圈的抗推刚度比设计成大于37，可以不考虑连供作用。主桥为三孔不等跨中承式钢管混凝土拱桥，中跨桥面结构采用t型横梁、纵置型梁；两岸再配125m钢管混凝土拱，桥面结构为t型横梁、纵置型梁。桥台桥墩为重力式结构，以平衡两跨产生的不平衡推力。桥跨总体布置为：440m(简支梁)（125m210m+125m）（中承式钢筋混凝土拱桥）540m（简支梁）+20m（墩台），共计840m2 桥面标高确定（1）竖曲线设计：根据公路路线设计规范，设计车速为80km/h时凸型竖曲线最小半径一般取值为4500m、极限值为3000m，本方案竖曲线半径采用r9000m，纵坡采用1。竖曲线基本要素为：竖曲线长度l=180m、切线长t90m、竖曲线外距e=0.45m。（2）桥面标高：本桥桥面标高根据设计水位、桥下通航（通车）净空、桥两端引道标高的需要，并结合桥型跨径等综合考虑。 按设计水位计算桥面标高，计算公式如下： 式中： 桥面最低高程（m）； 设计水位（m）（设计水位记入壅水、波浪高度等）；桥向净空安全值（m）；桥梁上部结构建筑高度。 34.54+5+2.8(横梁与桥面板的高度总和) =42.34m(主桥跨中桥面标高，不含桥面铺装) 按通航水位计算桥面标高：+通航水位 32.4+102.8 45.2m(同上) 按路堤通车处计算桥面标高：按跨线要求，里程k5+200m处桥面下缘的标高要求为37.2m，通车净空4.5m,因此： 37.2+4.5+2.8+2.94（纵坡） =47.44（同上）综合上述标高，本方案标高取为47.44m（跨中桥面标高）。3. 主拱拱肋 主跨：拱肋采用悬链线，拱轴系数为1.6.，矢跨比1/4，计算跨径210.00m，计算矢高52.5。主拱拱肋采用钢管混凝土等高桁架结构，拱肋高4.54m，宽2.5m。每肋为上下两根76015mm、内灌c50的钢管混凝土弦杆。弦杆通过横向缀板和竖向两根36010mm腹管连接成钢管混凝土桁架。边跨：拱肋采用悬链线，拱轴系数为1.6.，矢跨比1/4，计算跨径125m，计算矢高31.25m。边拱拱肋采用钢管混凝土等高桁架结构，拱肋高3m，宽2.0m。每肋为上下两根61012mm、内灌c50的钢管混凝土弦杆。弦杆通过横向缀板和竖向两根2758mm腹管连接成钢管混凝土桁架。4.横撑主跨：主拱圈两肋中心间距34m，每隔21m设置一道横撑，两肋间桥面以上共设7组“一”字横撑，桥面下拱脚处设置一道“米”字横撑，每道横撑均为空钢管桁架。横撑上、下弦杆采用4根52910mm钢管，腹杆采用3006mm钢管。横撑上下弦钢管与拱肋采用焊接连接，横撑上下弦钢管对应处设缀板连接内外侧弦管。边跨：两肋中心间距34m，每隔20m设置一道横撑，两肋间桥面以上共设4组“一”字横撑，桥面下拱脚处设置一道“米”字横撑，每道横撑均为空钢管桁架。横撑上、下弦杆采用4根52910mm钢管，腹杆采用3006mm钢管。横撑上下弦钢管与拱肋采用焊接连接，横撑上下弦钢管对应处设缀板连接内外侧弦管。全桥拱肋节点均采用管管直接焊接，均未设置节点加强角板，以提高节点塑性，降低节点局部应力峰值。5. 钢横梁及桥面板钢横梁采用工字形钢梁，由工厂预制，长约36m,计算跨径34m，上下翼缘板宽800mm，上翼板厚20mm，下翼板厚1650mm，腹板厚16mm，梁高17001900mm。桥面板为预制钢筋混凝土型板、现浇10cm沥青混凝土铺装层构成。在钢横梁下设置钢纵梁，全桥共设置4组，用以增强桥面的整体性，纵向采用高强度螺栓与钢横梁连接。预制板通过纵、横向湿接缝与桥面板钢纵梁及钢横梁连接，预制板纵向湿接缝宽40cm，横向湿接缝宽50cm。 6.吊杆与立柱设计主跨、边跨立柱和吊杆标准间距均为7.0m，纵向拱上立柱轴线和吊杆轴线位于同一平面内。立柱采用120cm80cm的钢筋混凝土双柱式结构，采用立柱主钢筋和拱肋焊接并浇筑混凝土的连接形式，同一组立柱之间设置横系梁。吊杆采用镀锌高强低松驰91s7钢丝束，rby=1670 mpa。两端有y15-19锚具，下端锚具采用锁头器锚固，并设有可调节横梁高度的螺；上端采用夹片锚，锚顶设有低应力防松装置扣板。上下端锚具分别锚于主拱拱肋的平联连扳顶和钢横梁的下翼缘。吊杆采用外套1684mm钢管，钢管内压注m40聚丙乙烯纤维水泥砂浆防护，吊杆与人行道盖板、横梁交界处设有防水装置。7. 桥墩和基础设计本地段的砂石较多，特别是主桥基础下的地基承载力较高，有完整的玄武岩和砂质板岩。与前面的连续梁方案类似，拱桥方案的主桥和引桥的墩台设计同样可以因地制宜的采用重力式墩台拱桥主墩采用重力式桥墩，采用空心钢筋混凝土结构，墩空心内采用强度较高的卵石填筑，采用m2.5水泥砂浆灌饱满。由于桥墩下基础有强度很高的玄武岩和砂质板岩夹砂岩，且岩体的整体性较好，故拱桥的基础采用扩大基础。引桥的设计同前面连续梁桥引桥设计基本保持一致。9. 施工方案拱桥基础工程均采用扩大基础，与拱座混凝土一样属于大体积混凝土，尤其注意施工时混凝土散热，确保基础和拱座不致因过高的温度应力而导致开裂。主拱肋和边拱肋均采用缆索吊装悬臂拼装焊接，主拱肋钢管由工厂预制，试拼合格后运至现场缆索吊装。主跨采用五段，边跨采用三段缆索吊装工艺，吊装顺序从拱脚至拱顶。为确保拱肋调整过程中不再增加次内力，拱肋吊装合拢时拱脚采用轴铰，待拱轴线调整至合拢后再封固拱脚，形成无铰拱。主拱肋合拢后，开始灌注钢管内混凝土，钢管混凝土采用c50 高强砼，采用泵送顶升浇灌法浇筑。钢管混凝土拱桥是借助于先期合拢的空钢管做为空中劲性支承骨架，他承受后续泵送浇筑的管内重力。合理的施工加载顺序能使主拱肋在施工过程中有较均匀的内力分布，保证其强度和稳定性满足要求，并尽量使施工阶段的荷载不控制设计。拱上立柱、吊杆、横梁、桥面系的吊装安装时对主拱肋的加载过程，其施工顺序主要遵循对称平衡的原则。即纵向左右加载相对于拱顶对称，横向相对于桥梁中线对称。本桥考虑到桥墩单向推力不能过大，加载时主跨、边跨和引跨应分开进行。- 1.2.5 方案 自锚式混凝土悬索桥1 方案构思本桥桥位所在处江面宽度不超过500m,修建地锚式悬索桥显然是很不经济的，因为自锚式悬索桥需要修建强大的锚碇。而在300m以内的跨径修建自锚式悬索桥有较多的优势采用自锚式结构体系，和地锚式相比可以不考虑地质条件的影响，而且由于免去了巨大的锚锭，降低了工程造价。采用自锚，将主缆锚固于加劲梁之上，相比同等跨径的其他桥型，更有其特有的曲线线形，外观优雅，而且现代桥梁除了满足自身的结构要求外，也越来越注重景观设计，其发展前途很大。自锚式悬索桥采用混凝土加劲梁，虽然增加了体系的自重，但也增加了体系的刚度，在一定的跨度允许范围内，使桥梁的安全性指标、适用性指标、经济性指标、美观性指标得到了完美的统一。对结构受力而言，由于采用了自锚体系，将索锚固于主梁上，利用主梁来抵抗水平轴力，对于混凝土这种抗压性能好的材料来说无疑是相当于提供了免费的预应力。因此采用的是普通钢筋混凝土结构，节省了大量的预应力器具，而且又由于混凝土材料相对于钢材料的经济性，工程造价大大减少。本桥设计为自锚式悬索桥，由于主跨跨度较小，可以适当减小其垂跨比，使混凝土主梁内的预压力适当提高。由于主缆在塔顶锚固，为了尽量减少主塔承受的水平力，必须保证边跨主缆内的水平力与中跨主缆产生的水平力基本相等，这可以通过合理的跨度比来调节，也可以通过改变主缆的线形来调节。本桥设为主跨240m，边跨130m,边主跨比约为0.5，主跨垂跨比18，主跨垂度为30m.由于主缆锚固在主梁上，锚固区承受很大的水平压力以及向上拉力。故边跨的桥墩采用重力式桥墩，利用墩的重力平衡向上的拉力。悬索桥总体布置为：440m（预应力连续箱梁）130m+240m+130m+540m（预应力连续箱梁），共计860m。2 桥面标高确定 （1）竖曲线设计：根据公路路线设计规范，设计车速为80km/h时凸型竖曲线最小半径一般取值为4500m、极限值为3000m，本方案竖曲线半径采用r9000m，纵坡采用1。竖曲线基本要素为：竖曲线长度l=180m、切线长t90m、竖曲线外距e=0.45m。（2）桥面标高：本桥桥面标高根据设计水位、桥下通航（通车）净空、桥两端引道标高的需要，并结合桥型跨径等综合考虑。 按设计水位计算桥面标高，计算公式如下： 式中： 桥面最低高程（m）； 设计水位（m）（设计水位记入壅水、波浪高度等）；桥下净空安全值（m）；桥梁上部结构建筑高度。 34.54+5+3（梁与桥面板的高度总和) =42.4m(主桥跨中桥面标高，不含桥面铺装) 按通航水位计算桥面标高：+通航水位 32.4+103 45.m(同上) 按路堤通车处计算桥面标高：按跨线要求，里程k5+200m处桥面下缘的标高要求为37.2m，通车净空4.5m,因此： 37.2+4.5+3+3.47 =48.17（桥面标高）综合上述标高，本方案标高取为48.17m（跨中桥面标高）。3 主梁本桥的主跨240m,桥面宽度34.5m,参考已建的自锚式悬索桥，本桥采用单箱五室混凝土箱型截面，梁跨中高度3m,支点高为4.5m，置1.5%的横坡。宽跨比16.96,高跨比180。顶板厚25cm，底板厚20cm,边腹板厚48cm,中间腹板厚40cm,梁内每隔5m设一道横梁，横梁中间厚度40cm，端部加厚为95cm，以便设置吊杆孔和锚固横梁预应力筋，横梁内配置钢绞线预应力束。4 主缆主缆直径49.4cm，由61束1275.1mm的平行钢丝组成，强度为1670 mpa。每束股索采用冷铸锚，锚固于主梁两端的锚固块。61束索股分别架设，锚固，架设完毕后将全部股索挤成圆形，用镀锌钢丝缠绕，然后用腻子勾缝，表面涂油漆防护。主缆分散锚固在锚固跨主梁上。5 桥塔及基础设计本桥索塔塔高45m，由于用于小跨径吊桥的传统门式索塔显得矮小，令人压抑，本桥采用钢筋混凝土h型桥塔，塔柱采用矩形实心截面，桥面以上尺寸为3m3m，桥面以下采用变截面，根部尺寸4m3m，横桥向两柱斜置，以增强索塔的横向稳定性。桥塔基础采用扩大基础。6施工方案：1）、主塔施工悬索桥一般主塔较高，塔身大多采用翻模法分段浇筑，在主塔连结板的部位要注意预留钢筋及模板支撑预埋件。对于索鞍孔道顶部的混凝土要在主缆架设完成后浇筑，以方便索鞍及缆索的施工。主塔的施工控制主要是垂直度监控，每段混凝土施工完毕后，在第二天早晨8：00至9：00间温度相对稳定时，利用全站仪对塔身垂直度进行监控，以便调整塔身混凝土施工，应避免在温度变化剧烈时段进行测试，同时随时观测混凝土质量，及时对混凝土配比进行调整。2）、鞍部施工检查钢板顶面标高，符合设计要求后清理表面和四周的销孔，吊装就位，对齐销孔使底座与钢板销接。在底座表面进行涂油处理，安装索鞍主体。索鞍由索座、底板、索盖部分组成，索鞍整体吊装和就位困难；可用吊车或卷扬设备分块吊运组装。索鞍安装误差控制在横向轴线误差最大值3mm标高误差最大值3mm.吊装入座后，穿入销钉定位，要求鞍体底面与底座密贴，四周缝隙用黄油填实。3）、主梁浇筑主梁混凝土的浇筑同普通桥一样，首先梁体标高的控制必须准确，要通过精确的计算预留支架的沉降变形；其次，梁体预埋件的预埋要求有较高的精度，特别是拉杆的预留孔道要有准确的位置及良好的垂直度，以保证在正常的张拉过程中拉杆始终位于孔道的正中心。主梁浇筑顺序应从两端对称向中间施工，防止偏载产生的支架偏移，施工时以水准仪观测支架沉降值，并详细记录。待成型后立即复测梁体线型，将实际线型与设计线型进行比较，及时反馈信息，以调整下一步施工。4）、主缆的施工采用预制平行钢丝束法架设主缆。主缆架设可以采取在已浇筑桥面外侧直接展开，用卷扬机配合长臂汽车吊从主梁的侧面起吊安装就位。7. 引桥设计 引桥设计同连续梁桥。1.2.6 方案 独塔不等跨混凝土斜拉桥1 方案构思当河床地形、地质条件比较均匀一致时，独塔斜拉桥与双塔斜拉桥相比，具有下列优点：可以省掉一个基础，独塔斜拉桥比较经济；独塔斜拉桥受力性能比较有利，且活载挠度较双塔为小，最大挠度发生在拉索区内，对受力有利，双塔斜拉索最大挠度发生在无索区，会形成拉弯区；对于收缩徐变以及温度梯度的影响，无论是梁的挠度和塔顶的水平变位，独塔斜拉桥均比双塔为小；独塔斜拉桥布置上较为灵活，塔梁墩固结时，梁可采用变高，更适合斜拉桥的受力。综合以上因素，斜拉桥方案选用独塔双跨式混凝土斜拉桥，两跨不对称，主跨240米，边跨45+85米，采用塔梁墩固结体系。边跨设置一个中间辅助墩，辅助墩的设置对改善结构受力状态，增加施工期安全均是十分有利，同时辅助墩受压时减少边跨主梁弯矩，受拉时减少中跨主梁弯矩及挠度，大大提高了全桥结构的刚度。通过反复计萍，辅助墩设在45米处，全桥刚度值最大。桥跨总体布置