桥型方案比选报告.doc

增城大桥改造工程桥型方案构思与比选1 项目概况某大桥位于所在城市市中心区东北侧，是该市中心城区东北侧进出城重要通道。目前该大桥宽度仅为双向两车道，而桥两岸的道路均已改建为双向六车道，使得该桥成为所在地区的交通瓶颈，因此其改建迫在眉睫。原大桥无论是桥面宽度、设计荷载等方面均无法满足区域经济和交通发展的要求，也无法满足附近城市居民日常生活起居的正常要求。同时原大桥存在较严重的病害，虽然经过多次维修加固，但由于原桥建造标准太低，难以提高到现行技术标准，对社会经济发展和人民生命财产安全均造成严重威胁。要把该市建设成为生态型、现代化的城市，加快城区交通网络的建设是十分必要而迫切的，本项目的建设符合该市总体发展规划。1.1 桥梁设计主要技术标准：( 1) 道路等级: 公路一级结合城市主干道标准设计；( 2) 计算行车速度:50 km/h； ( 3) 车道及桥宽: 按六车道设计，两侧设非机动车道、人行道，机非车道之间设绿化带；( 4) 桥梁设计荷载标准: 公路-级；( 5) 桥梁设计洪水频率: 1 /100；( 6) 抗震设防标准: 地震动峰值加速度0 1g( 地震基本烈度7 度) ，本桥提高1 度，按8 度设防。1.2 桥位自然条件和工程地质情况气象及水文增城地处南亚热带，其气候属南亚热带典型的季风海洋气候，温暖、多雨、湿润，夏长冬短，夏季长达半年之久。增城年平均气温21.9，历年极端最高气温38.6，极端最低气温-1.9。年平均最高气温31.9，年平均最低气温11.8。雨量充沛，分布不均，年平均降雨量2004.6毫米，其中4-9月降雨量1657.6毫米；占全年降雨量的82.6%。年平均相对湿度78.7%，最小相对湿度7%。无霜期长。年平均风速2.2米/秒，年平均雷暴日数79.5天。按百年一遇洪水位作为设计水位，确定本桥设计水位为11.754米。工程地质根据桥位处钻探揭露，场地内埋藏地层主要有填筑土层（Qme）杂填土；第四系冲积层（Qal）-1粗砂、-2粉质粘土、-3淤泥质中砂、-5砾砂及-6圆砾；第四系残积层（Qel）粉质粘土；下伏基岩为下古生界（Pz1）混合片麻岩-1全风化混合片麻岩、-2强风化混合片麻岩岩、-3中风化混合片麻岩及、-4微风化混合片麻岩。通航条件本桥桥位处航道技术等级为级。其要求双向通航孔净宽不小于40米，净高不低于6米，最高通航水位为5年一遇洪水位，即为8.074米。2 桥型方案构思2.1 桥梁跨径构思根据桥梁所在城市航道局要求，该桥所跨通航等级为级。桥位处河宽260m，路线中心线与水流方向交角为90。桥下通航净高按6m 考虑，单向通航孔净宽40m。考虑一定的防撞设施及安全距离， 满足通航要求最小跨径为60m。引桥跨径布置综合考虑以上因素， 并考虑施工方便、快捷，引桥采用跨径30m 的预制预应力混凝土小箱梁，先简支后桥面连续。2.2 主桥结构形式构思该桥所在城市有着悠久的历史文化和丰富的旅游资源，新建大桥作为城市景观桥梁，应综合考虑美观、经济、后期维护、防撞安全、施工难易、协调难易及地标建筑等因素，经过对其所在桥位地形、地貌和周边既有建筑的考察，并结合该市的规划，同时考虑航道的规划发展，分别提出1个推荐方案和3个比较方案。推荐方案采用了中承式拱桥，本次设计的4个桥梁方案概况见表1。3 桥型方案3.1 中承式拱桥桥梁所跨河流上现有桥梁形式以连续梁、简支梁以及上承式拱桥为主，本方案采用中承式拱桥的造型宛如“展翅腾飞”的姿态，寓意该市的腾飞发展，希望能为旅游资源丰富的该市带来飞跃发展。作为连接中心城区东西向的重要桥梁，大桥主拱圈像两道“彩虹”横卧在河流上（如图1），更增添了整体景观效果。主跨除满足40m 宽的通航要求外，采用128m 的大跨径还能有效减少水中基础的施工。本方案跨径布置为（130）m 预制小箱梁（3612836）m 中承式拱桥（130）m 预制小箱梁，全长265.04m，引桥采用预应力混凝土预制小箱梁。主桥采用整幅双向六车道， 全幅桥宽41m，左右幅均为12m 车行道+2.5m 拱脚区+5.5m 人行道，中央设1.0m防撞墙。引桥采用分幅设计，左右幅路幅组成相同，设计为5.5m 人行道+12m 防撞墙+0.5m 防撞墙18m。图1 中承式拱桥效果图3.2 地锚式独塔空间扭索面斜拉桥为避免在河道中设置桥墩，主要考虑以斜拉桥一跨通过为主，故决定采用独塔斜拉桥以及空间索面来增强结构的视觉冲击力。本桥建成后，无论是跨度还是索塔在此类桥中均属首次使用，具有较先进的技术水准和景观的独特性； 以“吉祥鸽”为创意的大桥主体造型宛如展翅腾飞的姿态（如图2），寓意城市的的腾飞发展。本方案桥孔布置为（50+160 +50）m， 全长263.56m；上部结构采用钢箱梁，梁身与塔身固结，塔身与锚碇之间通过系梁平衡水平力。上部为三跨等高度连续钢箱梁，梁高2.5m，孔径布置为（50+160+50）m。主桥采用整幅双向六车道，全幅桥宽40m，左右幅均为12m 行车道+0.5m 防撞墙+5.5m人行道，中央设3.0m 锚索区及两侧各0.5m 防撞墙。图2 地锚式空间扭索面斜拉桥效果图3.3 三跨连续刚构桥为满足通航要求，同时减少水下基础数量，采用三跨连续刚构桥。主梁通过二次抛物线形实现截面变高，线性流畅简洁；桥墩采用双薄壁桥墩，能有效减小支点负弯矩，减少结构材料用量，且墩梁固结，成桥后支座数量少，减少后期支座养护，有效降低成本；桥梁整体造型简洁大方，视野开阔，如图3。本方案跨径布置为（130）m 预制小箱梁（3612836）m 中承式拱桥（130）m 预制小箱梁，桥梁全长265.04m。引桥采用预应力混凝土预制小箱梁。主桥采用整幅双向六车道，全幅桥宽41m，左右幅均为12m 车行道+2.5m 拱脚区+5.5m 人行道，中央设1.0m防撞墙。引桥采用分幅设计，左右幅路幅组成相同，设计为5.5m 人行道+12m 防撞墙+0.5m 防撞墙18m。图3 三跨连续刚构桥效果图3.4 四跨连续梁桥根据航道部门的要求，桥位处通航等级为级，双向通航孔净宽40m，主跨采用60m 跨径能满足通航的要求，跨径、梁高相对较小，主梁通过二次抛物线实现截面变高，线性流畅简洁（如图4），且设计、施工技术成熟养护简易，工程造价较低。本方案跨径布置为（130）m 预制小箱梁（40 +60 +60+40）m 连续梁（130）m 预制小箱梁，全长265.04m。主桥采用连续梁，引桥采用预应力混凝土预制小箱梁。主桥及引桥均采用分幅设计， 两幅之间设有2m中央绿化带，左右幅路幅组成相同，设计为5.5m 人行道+12m 车行道+0.5m 防撞墙18m。图4 四跨连续梁桥效果图4 方案对比该大桥四种桥型方案的方案对比见表1。表1 方案综合比较表方案方案一方案二方案三方案四桥型中承式拱桥地锚式独塔空间扭索面斜拉桥三跨连续刚构桥四跨连续梁桥跨径组合30+36+128+36+3050+160+5070+120+7030+40+40+60+60+40+30主桥长12816012060技术难度易较易易易结构耐久性较好好较好较好造价较低较高低低4.1 中承式拱桥桥梁造型美观，构思独特，建成后能够成为地标性建筑物，虽施工工艺较复杂，后期维护工作量大，造价略高，但性价比好，其最大特点是较为突出的先进性。4.2 地锚式独塔空间扭索面斜拉桥桥梁造型美观，构思独特，塔型模仿生态，但施工难度较大，工期较长，造价较高。4.3 连续刚构桥设计、施工技术成熟；变形小，结构刚度好，行车平顺舒服，养护简易，抗风抗震能力强；工程造价相对低。4.4 连续梁桥结构常规，施工、设计技术都很成熟，造价