桥梁工程毕业设计开题报告.pdf

新风大桥施工图设计 一、本课题设计（研究）的目的： 桥梁是一种功能性的结构物，从古至今，人类从未停止过对桥梁美学的追求，很多桥 梁被建成为令人赏心悦目的艺术品，具有鲜明的时代特征，至今仍被人们所赞颂。 随着经济的迅猛发展， 四通八达的交通网络变得越来越迫切。 这样各种跨河、 跨峡谷、 跨海峡以及城市立交桥亟待修建。 为了能够迅速地熟悉设计及施工的各项流程， 快速地适 应外部设计环境，需要我们具备较好的设计能力，同时在掌握前人技术的基础上，做到有 所创新。毕业设计就能够较好的达到这样的目的。 此外，通过设计，还能够提高我们的综合能力： 1）培养分析和解决问题的独立工作能力； 2）提高计算、绘图、查阅文献、使用规范手册和编写技术及计算机辅助设计计算等 基本技能，使学生了解生产设计的主要内容和要求； 3）掌握大、中桥型的设计原则、设计方法和步骤； 4）树立正确设计思想以及严谨负责、实事求是、刻苦钻研、勇于创新的作风，为桥 梁建设事业服务。 二、设计（研究）现状和发展趋势（文献综述） ： 2.1 跨河桥的发展概况 2.1.1 跨河大桥的作用 建跨河桥最主要的目的， 就是为了解决跨水的交通， 以便于运输工具或行人在桥上畅 通无阻。 此外， 它可以促进地区经济的发展， 完善当地的交通网络， 加快新开发区的建设， 促进城市的繁荣。 2.1.2 跨河桥的基本形式 跨河桥的形式多种多样，有梁桥：如南京长江第二大桥北汊桥; 有拱桥：长沙的黑石铺大桥，广州丫髻沙大桥,重庆万县长江大桥等等; 有斜拉桥：长沙的银盆岭大桥，江苏苏通长江公路大桥等等; 有悬索桥：长沙的三汊矶大桥，江阴长江大桥等等； 2.1.3 各种桥型的特点 梁桥： 梁桥是一种在竖向荷载作用下无水平反力的结构， 由于外力的作用方向与承重 结构的轴线接近垂直，因而与同样跨径的其他结构体系相比，梁桥内产生的弯矩最大。 新风大桥施工图设计 拱桥：拱桥的主要承重构件是拱圈或拱肋，其在竖向荷载作用下，桥墩和桥台将承受 水平推力。 刚构桥： 刚构桥的主要承重构件是梁与立柱结合在一起的刚架结构， 梁和柱的连接处 具有很大的刚性，以承受负弯矩的作用。 斜拉桥：斜拉桥由塔柱、主梁和斜拉索组成。其基本受力特点是：受拉的斜索将主梁 多点吊起，并将主梁的恒载和车辆等其他荷载传给塔柱，再通过塔柱基础传至地基。塔柱 基本上以受压为主。 跨度较大的主梁就像一座多点弹性支撑的连续梁一样工作， 从而使主 梁内的弯矩大大减小。 悬索桥：悬索桥是用悬挂在塔架上的强大缆索作为主要承重结构。其承载系统包括： 缆索、塔柱、锚碇。其结构自重较轻，能够跨越任何其他桥型无法达到的特大跨度。此外， 其受力简单明了，成卷的钢缆易于运输，在将缆索架设完成后，便形成了一个强大稳定的 结构支撑体系，施工过程中的风险较小。 2.1.4 跨河桥的景观要求 跨河桥本身应具有优美的线形， 应与周围环境相协调， 设计巧妙的桥梁不仅不会破坏 原有的生态自然环境，而且会美化周围的环境，甚至成为一座城市的标志性建筑。 2.2 梁桥的发展概况 2.2.1国外梁桥的发展 （1）国外梁桥的发展历史 19 世纪 20 年代以前，木梁桥。在公元前 2000 多年前，巴比伦曾在幼发拉底河上建 石墩木梁桥,其木梁可以在夜间撤除,以防敌人偷袭。在罗马,g.j.恺撒曾因行军需要,于公元 前 55 年在莱茵河上修建一座长达 300 多米的木排架桥。在瑞士卢塞恩至今保存着两座中 世纪式样的木桥：一是 1333 年始建的教堂桥,一是 1408 年始建的托滕坦茨(totentanz)桥， 这两座桥都有桥屋，顶棚有绘画。 19 世纪 20 年代以后，钢梁桥。19 世纪 50 年代以后，静定钢桁架梁的内力分析方法 逐步被工程界所掌握。1867 年，德国的 h.格贝尔在哈斯富特建成了一座静定悬臂桁架梁 桥 （这种梁因此也称格贝尔梁） 。 18801890 年,英国采用该桥式,建成了跨度空前 （达 521.2 米）的福斯湾铁路桥,总长 1620 米,支承处的桁架高度达 110 米。这座桥杆件粗大，结构高 大，刚度和承载能力都可满足铁路桥要求，外观则不如拱桥和悬索桥。 20 世纪初至中叶，钢筋混凝土梁桥。1900 年前后钢筋混凝土逐渐受到桥梁界重视, 新风大桥施工图设计 被用在拱桥和梁式桥中。钢筋混凝土实腹梁桥进展缓慢,跨度记录只达到 78 米(1939 年建 成的法国跨越塞纳河的老维勒讷沃-圣乔治桥)。苏联于 1937 年在列宁格勒修建沃洛达尔 斯基桥时,用浮运法架设两跨各 101 米的无推力钢筋混凝土拱、梁组合体系桥。 20 世纪中叶至今，预应力混凝土梁桥。早在 1936 年，德国曾在奥厄修建一座采用无 粘结钢筋的预应力混凝土桥，主跨 69 米，但未取得预期成效。法国 e.弗雷西内在深入研 究预应力混凝土性能和张拉、 锚固工艺的基础上， 在第二次世界大战后缺乏木材和钢筋 的条件下，于 1946 年在吕藏西(luzancy) 用预应力钢筋将预制的混凝土梁段串连成整体， 不用支架，只用临时塔索，在马恩河上建成跨度 55 米的双铰刚架桥；在 19461950 年， 又按同样做法，在埃斯布利等地建成跨度 74 米的桥 5 座。联邦德国于 1950 年在巴尔杜 因施泰因(balduinstein)的兰河修建主跨为 62 米的预应力混凝土桥，使用巴西在 1930 年未 取得成效的悬臂灌筑法取得成功。 在 1952 年及 1964 年， 联邦德国又采用此法建成沃尔姆 斯和本多夫桥，其主跨分别达到 114.2 及 208.0 米。19621964 年，法国在塞纳河上用悬 臂拼装法建成分跨为 34.8+61.4+34.8 米的预应力混凝土桥并取得压缩工期的效果。1979 年，联邦德国要在 1948 年所复建的科隆多伊茨莱茵河桥钢实腹梁旁边原预留复线桥位 处,增建同样分跨和同样主要尺寸的连续梁,经方案比较,预应力混凝土梁的造价比钢梁造 价低 15%。 (2)国外规范历史 美国州公路协会于 1931 年发表了公路桥梁标准规范(standard specifications for highway bridges） ，容许应力法(allowable stress design) 被运用这规范中； 上世纪 70 年代，荷载系数设计方法（load factor design) 被加入的这个规范中， 该规范出版以来共有 17 个版本，一直到 2002 年停止更新； 上个世纪 80 年代，荷载和抗力系数设计方法被越来越多国家采用。 1990 年， 第一版 aashto 荷载和抗力系数桥梁设计规范 发表 （aashto lrfd bridge design specification） 。 2.2.2 国内梁桥的发展 （1）国内梁桥的发展历史 古代木梁桥。桥梁最早文献记载见于公元前 13 世纪，但均不详细。 水经注记有春 秋时晋国公平年间 （公元前 556前 532 年） 曾在汾水上建木梁木柱桥。 秦代 （公元前 221 前 200 年）建都咸阳,西汉（公元前 206公元 24 年）建都长安（今陕西西安） ，那时所修 新风大桥施工图设计 建的渭河桥、灞河桥等，在水经注 、 三辅黄图中都有确凿记载。这些桥屡毁屡建， 多采用木梁木柱或木梁石柱桥式， 当桥的跨度大于木材长度时， 曾使用悬臂梁式桥及拱桥。 按南北朝宋代 沙州记 记载,在安西到吐鲁番之间,羌人曾修建单跨悬臂梁桥， 称为“河厉”。 其法是“两岸垒石作基陛，节节相次，大木纵横更相镇压，两边俱平，相去三丈。并大材 以板横次之，施钩栏甚严饰”。如是多跨桥，则是在各桥墩上用大木纵横相叠，各向跨中 伸出， 再在伸出端之间用纵梁相连； 为保持稳定， 一般需在桥墩台纵横大木之上修建楼阁， 用其重量压住悬臂的固端，如始建于南宋理宗宝祐六年（1258 年）的湖南醴陵渌江桥。 现代梁桥技术中，钢板梁桥和钢桁架梁桥出现得最早，以后，混凝土桥梁以其经济性 和便于维护的优势， 得到了长足的发展。 中国的预应力混凝土简支梁桥和连续梁桥在八十 年代以后得到广泛采用， 成为长桥和大跨径桥梁的主要桥型。 浙江省瑞安飞云江桥最大跨 径 62 米，桥长 1722 米，是中国当时最大跨径的预应力混凝土简支梁公路桥。八十年代以 来，预应力混凝土连续梁桥成为中国公路桥梁的重要桥型。1984 年建成的湖北省沙洋汉 江桥是首座跨径超过100米的连续梁桥， 跨径100米以上的连续梁桥还有广东省广州大桥、 江门外海桥、惠州东江桥、湖南省常德沅江桥、贵州省思南乌江桥、天津市永定新河华北 桥、湖北省宜城汉江桥、宜昌乐天溪桥、江苏省南京长江第二大桥北汊桥等，其中南京长 江第二大桥北汊桥的最大跨径达到 165 米，江门外海桥的连续长度达到 880 米。 作为现代梁桥的分支连续刚构、斜腿刚构等新桥型在八十年代取得了突破性进 展。1981 年中国跨径最大的预应力混凝土斜腿刚构桥浊漳河桥建成，此桥是邯（郸） 长 （治） 铁路上的一座大型桥梁， 位于山西省黎城和潞城交界处， 跨越两岸陡峭的浊漳河， 主跨达到 82 米。 1982 年底，另一座更大的钢箱型斜腿刚构桥落成。 这就是位于陕西省安康水电站铁 路专用线上的安康汉江桥，主跨达 176 米，是当时世界跨径最大的钢斜腿刚构铁路桥。 1988 年在广东省广州市郊建成了中国第一座大跨径连续刚构桥洛溪大桥。大桥 位于广州市番禺区洛溪渡口，跨珠江后航道，全长 1916.04 米，为 4 孔一联三向预应力混 凝土连续刚构桥，最大跨径 180 米，桥面净宽 15 米，该桥建设既吸取了中国修建数十座 t 形刚构的经验，又研究了国外同类桥梁的成熟技术，最大跨径 180 米，在当时已居亚州 同类桥型首位。 洛溪大桥为九十年代连续刚构桥的建设奠定了基础， 并成就了虎门大桥辅航道桥跨径 纪录。1997 年 4 月建成通车的虎门大桥位于广东省珠江三角洲中部虎门古炮台，连接广 新风大桥施工图设计 深、广珠两条高速公路，是珠江三角洲高速公路网的重要组成部分。辅航道桥是主桥的组 成部分， 桥型为三跨预应力混凝土连续刚构箱型梁， 其主航道桥以 888 米的跨度在当时居 全国悬索桥之首，辅航道桥则更以 270 米的跨径一举夺得连续刚构桥当时的世界纪录。 （2）国内规范历史（表 2-1） 表表 2-12-12-12-1国内规范发布国内规范发布 序 号 颁布年度规范或标准名称备注 11936 年公路桥梁涵洞工程设计暂行准则 由当时全国经济委员 会公路处制订颁布 21940 年交通部公路桥梁涵洞工程设计暂行准则（草案） 由当时交通部公路总 管理处制订颁布 31941 年公路桥梁涵洞设计准则 由当时交通部公路总 管理处制订颁布 41967 年公路桥涵车辆荷载及净空标准暂行规定交通部 51985 年公路桥涵设计通用规范（jtj 021-85）交通部 61985 年公路桥涵地基与基础设计规范（jtj024-85）交通部 71986 年公路桥涵钢结构及木结构设计规范（jtj 025-86）交通部 81989 年公路桥涵设计通用规范（jtj 021-89）交通部 92004 年公路桥涵设计通用规范（jtg d60-2004）交通部 102004 年 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁设计规范 （jtg d62-2004） 交通部 112005 年公路圬工桥涵设计规范（jtg d61-2005）交通部 122007 年公路桥涵地基与基础设计规范（jtg d63-2007）交通部 132007 年公路斜拉桥设计细则（jtg/t d65-01-2007）交通部 2.2.3 桥梁设计技术 2.2.3.1 桥梁结构分析专用软件和 cad 技术 目前桥梁结构分析专用软件有：sap 2000、midas、ansys、我国的桥梁博士等等。 sap2000 能自动进行桥梁活荷载的分析和设计，进行桥梁基础隔震和桥梁施工 顺序分析，进行大变形悬索桥分析和 pushover 推倒分析。 新风大桥施工图设计 midas/civil 是针对土木结构，特别是分析像预应力箱型桥梁、悬索桥、斜拉 桥等特殊的桥梁结构形式，同时可以做非线性边界分析、水化热分析、材料非线性 分析、静力弹性分析、动力弹塑性分析。 ansys 有限元软件包是一个多用途的有限元法计算机设计程序， 可以用来求解 结构、流体、电力、电磁场及碰撞等问题。因此它可应用于以下工业领域： 航空航 天、汽车工业、生物医学、桥梁、建筑、电子产品、重型机械、微机电系统、运动 器械等。 桥梁博士系统是一个集可视化数据处理、数据库管理、结构分析、打印与帮助 为一体的综合性桥梁结构设计与施工计算系统。主要用于施工监控。 cad 是一款便利的绘图软件，功能强大，通过 cad，工程师能够将自己的设 计想法表达出来，达到鲜明的可视化效果。 2.2.3.2预应力混凝土连续箱梁设计理论 (1) 截面尺寸拟订中，单箱单室顶板宽度一般小于 20 米，单箱双室顶板宽度约为 25 米，双箱单室可达 40 米左右。支点截面的梁高 h支约为（1/16-1/18）l(l 位中间跨跨长)， 跨中梁高 h中约为（1/1.5 -1/2.5）h支。底板厚度与主跨之比宜为 1/140-1/170，跨中区域 底板厚度可按构造要求设计，一般为 0.22-0.28m。 （2）悬臂浇筑施工时连续梁的恒载内力计算：共分五个阶段。阶段一：在主墩上悬浇 混凝土，受力同悬臂梁；阶段二：边跨合拢，结构由静定体系转化为超静定体系；阶段三： 中跨合拢；阶段四：拆除合拢段挂篮；阶段五：上二期恒载。 （3）活载内力计算：内力影响线法。 （4）预应力效应计算：等效荷载法。 （5）混凝土徐变次内力计算：换算弹性模量法。 （6）混凝土收缩次内力计算：等效温降值计算法。 （7）基础沉降次内力计算：力法或位移法。 2.2.4 桥梁施工技术 对于简支梁，常用的施工方法有：支架现浇、预制吊装； 对于连续梁，常用的施工方法有：膺架法、先简支后连续法、移动支架法、模 架逐孔施工法、顶推法、悬臂法等。 膺架法就是在支架上就地建造预应力混凝土梁，适用于膺架不高、地基承载力 新风大桥施工图设计 较好的情况。 先简支后连续法，是先将简支梁安装就位后，再通过张拉支座处上翼缘的负弯 矩钢束，形成连续梁体系。该法的桥梁造价低、材料省、施工简便快捷。 移动支架、模架逐孔施工法，是使用一套支架就地拼装梁段，或使用一套模架 就地浇筑混凝土，从桥的一端逐孔施工，直至全桥建成。 顶推法施工是在沿桥纵轴方向，采用无支架施工的方法将桥跨顶推就位。 悬臂施工法建造预应力混凝土连续梁桥，是先从墩顶开始立模，灌注一段梁体， 待混凝土达到要求强度后，再从墩的两侧平衡悬臂灌筑或拼装梁段，直到跨中合拢。 2.2.5 成果与工程实例 （1）成果（表 2-2） 表表 2-22-22-22-2桥梁成就表桥梁成就表 1991 年云南六库怒江大桥85m+154m+85m预应力砼连续梁 2001 年南京长江第二大桥北汊桥90m+3*165m+90m预应力砼连续梁 1988 年广东番禺洛溪大桥65m+125m+180m+110m连续刚构 1996 年湖北黄石长江大桥162.5m+3*245m+162.5m连续刚构 1997 年广东虎门辅航道桥150m+270m+150m连续刚构 2003 年宁德下白石大桥145m+2*260m+145m连续刚构 2003 年云南元江大桥主跨 265m连续刚构 2006 年石板坡长江大桥87.75m+4*138m+330m+133.75m连续刚构 2008 年苏通大桥辅航道桥140m+268m+140m连续刚构 （2）工程实例： 图 1云南元江大桥图 2云南六库怒江大桥 新风大桥施工图设计 元江大桥（图 1）于 8 月 15 日被交通部科学信息研究所和中国公路桥梁与结构学会 认定为混凝土连续钢构世界第一高桥。 橫跨元江的该桥为昆明至磨黑高速公路上的一座特 大公路桥，距昆明 200 公里。大桥中桥墩高 123.5 米，桥长 801 米，桥面宽 22.5 米。 六库大桥 （图2） 位于六库镇， 是一座横跨怒江的变截面预应力连续箱梁桥。 全长337.52 米，是全国同类型桥梁之冠，其单空跨度居亚洲第二。 重庆石板坡长江大桥复线桥（图 3） ，全长 1103.5 米，宽 19 米，为单向四车道， 设计日通行能力 8 万辆。采用连续刚构连续梁混合梁结构。 其中，5 号和 7 号桥墩 的跨度达到了 330 米，成为了当时世界第一跨径梁桥。 湖北黄石长江大桥 （图 4） 全长 2580.08 米， 主桥长 1060 米， 分跨为 162.5+3*245+162.5 （米） ，系一 5 跨预应力混凝土连续-刚构桥，跨度与联孔长度均很大。桥宽 20 米，其中 机动车道宽 15 米，非机动车道各宽 2.5 米设于两侧。黄石岸引桥长 840.7 米，由连续箱梁 和桥面连续简之 t 型梁桥组成； 浠水岸引桥长 679.21 米， 由桥面连续简支 t 型梁桥组成。 主桥墩采用 28 米直径双臂钢围堰加 16 根3 米钻 4 孔灌注桩基础，具有较高的船舶撞击 能力。通航净空 200*24 米，可容纳 5000t 单体轮船或 32000t 大型船队上下通航。 图 3石板坡长江大桥 新风大桥施工图设计 图 4湖北黄石长江大桥 三、设计（研究）的重点与难点，拟采用的途径（研究手段） ： 3.1 技术标准： 设计荷载：公路 i 级，人群 3.5kn/m ； 设计速度：100km/h; 桥面宽度：主桥总宽 37m。 通航标准：-（3）级； 设计洪水频率：1/300 地震烈度：地震动峰值加速度小于 0.05g,地震动反应谱特征周期 0.35s。 3.2 设计主要内容 1根据毕业设计所提供的工程背景和原始资料（见工程图纸） 、2004 年版公路桥涵 技术标准、 技术规范及其它参考资料， 针对陈家洲大桥工程背景进行调研， 完成开题报告。 2在充分调研与资料收集的基础上，对该桥进行方案拟定和方案比选（至少推荐二 种以上桥型方案比较，含材料用量,施工方法,经济性等比较) 3完成上、下部结构的受力计算及配筋设计、绘制施工图纸、最后撰写中、英文摘 要，整理计算书文档。 4翻译土木类英文文献(文献来源于 asce 主办的 bridge engineering、engineering mechanics、structural engineering 三种期刊)一篇。 新风大桥施工图设计 5在设计过程中，可以通过自行编制计算程序，完成一项或多项结构辅助设计工作。 6在设计过程中，通过使用商业软件或其他计算程序，熟悉桥梁结构电算的一般方 法 3.3 设计的重点： （一） 方案一：预应力混凝土连续梁桥（70m+100m+70m） 预应力混凝土连续梁桥是一种以受弯为主，在竖向荷载作用下无水平反力的结构。 它 在荷载作用下，支点截面产生负弯矩，从而大大减小了跨中的正弯矩，跨越能力大，适用 于桥基良好的场合。 预应力结构通过高强钢筋对混凝土预压， 不仅充分发挥了高强材料的特性， 而且提高 了混凝土的抗裂性， 促使结构轻型化， 因而预应力混凝土结构具有比钢筋混凝土结构大得 多的跨越能力。 新风大桥采用三跨一联的变截面预应力混凝土连续梁桥（70m+100m+70m） 。横截面 布置采用 c55 双悬臂矩形单箱双室的箱形截面（双幅） ，箱梁顶宽 17.75 米，底板宽 12.25 米，支点处梁高 6.0 米，跨中梁高 3.0 米。箱梁顶板厚度采用 30-60 厘米，腹板厚度从桥 墩到跨中由 80 厘米渐变到 40 厘米，底板厚度从桥墩到跨中由 80 厘米渐变到 28 厘米。 各 跨箱梁在支点、l/4 截面、跨中截面各设一道横隔板以抗畸变变形。 据钻探揭示，桥址处底层从上到下依次为:卵石，强分化粉砂岩，中分化粉砂岩，微 分化粉砂岩，桥趾处地基稳定，无不良地质现象。全桥桥墩基础均采用钻孔灌注摩擦桩， 桩顶设一承台。每墩桩基为两排共 4 根 d250cm 钻孔灌注桩；桥墩为 d300cm 圆柱形实体 墩。 新风大桥主梁，以双柱墩为中心，采用悬臂挂篮施工。 以上具体尺寸，请见方案比选图纸。 （二） 方案二：预应力混凝土连续刚构桥(60m+120m+60m) 预应力混凝土连续刚构桥是连续梁桥与 t 形刚构桥的组合体系，也称墩梁固结的连 续梁桥。 大跨径连续刚构桥结构的受力特点主要为：梁体连续，墩、梁、基础三者固结为一个 整体共同受力。在恒载作用下，连续刚构桥与连续梁桥的跨中弯矩和竖向位移基本一致； 其次，由于墩梁固结共同参与工作，连续刚构桥由活载引起的跨中正弯矩较连续梁要小， 因而可以降低跨中区域的梁高，并使恒载内力进一步降低。因此，连续刚构桥的主跨径可 新风大桥施工图设计 以比连续梁桥设计大一些。它常用于大跨、高墩的结构中，桥墩纵向刚度较小，在竖向荷 载作用下，基本上属于一种无推力的结构。 新风大桥采用三跨一联的预应力混凝土连续刚构桥（60m+120m+60m） 。横截面布置 采用 c40 双悬臂矩形单箱单室的箱形截面（双幅） ，箱梁顶宽 18.25 米，底板宽 9.25 米， 支点处梁高 6.7 米，跨中梁高 2.3 米，梁底缘曲线均按二次抛物线变化。箱梁顶板厚度采 用 30 厘米，腹板厚度从双肢薄壁桥墩到跨中由 90 厘米渐变到 50 厘米，底板厚度从双肢 薄壁桥墩到跨中由 80 厘米渐变到 28 厘米。各跨箱梁在支点、l/4 截面、跨中截面各设一 道横隔板以抗畸变变形。 据钻探揭示，桥址处底层从上到下依次为:卵石，强分化粉砂岩，中分化粉砂岩，微 分化粉砂岩，桥趾处地基稳定，无不良地质现象。全桥桥墩基础均采用钻孔灌注摩擦桩， 桩顶设一承台。 每墩桩基为 2 排共 4 根 d250cm 钻孔灌注桩；桥墩采用竖直双肢薄壁实心 墩，其中每一肢薄壁墩的横桥向宽度为 9.25 米，顺桥向宽度为 2 米，两肢薄壁墩之间的 净距为 6.0 米。竖直双肢薄壁墩直接伸入主梁，且与主梁顶板固结（在主梁内发挥横膈板 的作用） 。 新风大桥主粱，以双肢薄壁桥墩为中心，采用对称悬臂浇筑施工。0 号、1 号梁段采 用搭设托架浇筑完成， 其余梁段采用后支点挂篮悬浇， 直到和两岸桥台处的支架现浇梁段 合龙，最后中跨合龙。 以上具体尺寸，请见方案比选图纸。 （三）方案三：独塔斜拉桥(145m+95m) 斜拉桥的基本受力特点是： 受拉的斜索将主梁多点吊起， 并将主梁的恒载和车辆等其 它荷载传至塔柱，再通过塔柱基础传至地基。因而主梁在斜拉索的各点支承作用下，像多 跨弹性支承的连续梁一样， 使弯矩值得以大大地降低， 这不但可以使主梁尺寸大大地减小， 而且由于结构自重显著减轻，既节省了结构材料，又能大幅度地增大桥梁的跨越能力。 此 外，斜拉索轴力产生的水平分力对主梁施加了预压力，从而可以增强主梁的抗裂性能， 节 约主梁中预应力钢材的用量。 独塔斜拉桥的主孔跨径一般比双塔三跨式的主孔跨径小， 适用于跨越中小河流和城市 通道。 新风大桥采用塔、梁、墩相互固结的独塔扇形单索面双跨预应力混凝土斜拉桥（主跨 145 米，边跨 95 米） 。主梁采用单箱三室截面，梁高 2.5 米，顶宽 37 米，底宽 24 米，顶 新风大桥施工图设计 板厚 30 厘米，底板厚 28 厘米，腹板厚 32cm。梁上索距为 8 米，每 8 米节段设一横隔梁。 索塔采用“1”字形塔，桥面以上塔高 45 米，横桥向宽为 2 米，顺桥向塔底宽度为 8.8 米， 塔顶宽度为 2 米，塔柱采用 h 形截面，塔上索距为 2 米，拉索直接锚固于塔壁上，锚固 壁厚 2.02.87 米。塔顶设锥形管避雷针和航标指示灯。主塔基础采用钻孔灌注桩，主塔 下的桩基础为 3 排共 30 根直径 2.0 米钻孔灌注桩，承台矩形，厚 4 米。 新风大桥主塔采用爬升模板浇筑的施工方法； 主梁以主塔为中心， 采用对称悬臂浇筑 法施工（支架现浇 0 号及 1 号块并挂索，再拼装前支点挂篮、对称悬浇梁段，然后挂篮前 移、依次悬浇梁段，直到最后和两岸桥台处的支架现浇梁段合龙） 。 以上具体尺寸，请见方案比选图纸。 3.4设计难点： 1截面几何特性计算 (1)计算方法：手算时可以用分块面积法；电算时既可用分块面积法，也可以用节线 法。 (2）计算内容：毛截面的面积、重心轴的位置、毛截面对重心轴的惯性矩。 2主梁内力计算 (1)依据桥梁电算程序(按是否考虑施工选定相宜的程序)，确定桥梁计算图式，计算网 络图， 分析结构几何特性， 分别对自重作用、 墩台沉降 （连续梁桥采用不均匀沉降 20mm）、 温度影响（桥位处的年平均气温）方面进行内力计算。a.正确划分节点和单元，在综合考 虑设计、施工等因素的前提下，为了计算的方便，将实际结构离散成若干节点和单元， 在 节点连接方式和边界条件上一定要注意与原结构的保持一致， 这是保证计算图式能够真实 模拟实际结构的重要条件之一。 b.确定主梁梁高， 顶、 底板的厚度及腹板厚度的变化规律， 计算各截面的几何特性。c.确定结构在成桥阶段的各项荷载。d.按设计规范分别计算 在各种不同荷载组合下的结构内力。 在设计计算过程需要参照规范和不同的计算方法进行 理论计算，计算量比较繁琐庞大，必须仔细准确得去理解计算。 (2)荷载横向分布系数计算:在横向分布影响线上用规范规定的车轮横向最不得位置加 载， 计算主梁的最大影响量， 得到主梁的横向分布系数。 有了主梁的荷载横向分布影响线， 就可以在桥的横截面上布置最不利的车辆位置， 计算主梁的最大影响量， 即该主梁受荷载 的最大值。 (3)恒载内力计算:各期荷载集度：可看做均布荷载;恒载内力：用荷载集度与内力影响 新风大桥施工图设计 线面积相乘即得。 (4)活载内力计算:汽车轮载在求主梁内力时均作为集中力，用影响线加载计算。 (5)内力组合:按规定进行荷载组合。 3预应力混凝土结构的配筋计算 根据桥涵设计规范规定，预应力梁应满足截面应力的要求和承载力的要求。可以 根据这些要求估算截面上预应力筋的数量。一般以荷载作用下截面的应力条件进行配筋。 4荷载横向分布 3.5方案比选 表表 3-13-13-13-1 桥型优缺点比较桥型优缺点比较 桥 型 连续梁桥连续刚构斜拉桥 适 用 性 伸缩缝少，结构刚度大，变形 小， 动力性能好， 主梁性能好， 主梁变形挠曲线平缓， 行车平 顺，通畅，安全，可满足交通 运输要求，施工简单，但工期 长 行车平顺，通畅，安全，可满 足交通要求，施工技术成熟， 易保证施工质量，桥下净空 大，可满足通航要求，属于有 推力体系， 对地基要求比连续 梁高 跨度大，行车性能好，不用作 大量基础工程，由于拉索多点 支撑作用，梁高小，可采用悬 臂施工，不影响通航，梁可以 预制，可加快施工进度 安 全 性 技术成熟，计算简单，施工方 法简单，质量好，整体性好， 刚度大，可保证工程本身安 全，同时行车性能良好，可保 证司机正常行车， 满足交通运 输安全要求 一般做成薄壁墩，墩的刚度 小，难以承受船舶撞击，但梁 高可做薄， 基础沉降对结构影 响大 拉索是柔性体系，风力作用下 会震动，会影响桥上行车，横 向刚度小，变形大 经 济 性 施工技术成熟，方法简单， 易 掌握，需要的机具少，无需大 型设备，可充分降低施工成 本，所用材料普通，价格低， 成桥后养护费用少， 需要大型 支座，需较多预应力钢筋 无需支座，节省大型支座费 用，其他与连续梁基本相同 需大量拉索钢丝，预应力束， 主塔构造复杂，高空作业多， 成桥后养护费用多，基础施工 复杂，还需减震装置 美 观 性 形式简单，造型单一 墩梁固结作用可降低梁高， 使 梁看起来更轻巧 现感强，可通过索塔与拉索布 置形式获得满意的造型，塔较 高，使桥往纵向与横向延伸， 比例协调，均匀 经以上比较