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施工图设计石江桥 毕业设计毕业设计 论文论文 开题报告开题报告 题目题目 石江桥施工图设计 课课 题题 类类 别 别 设计设计 论文论文 学学 生生 姓姓 名 名 党岩党岩 学学号 号 201018020304201018020304 班班级 级 桥桥 10 310 3 专业 全称专业 全称 土木工程 桥梁工程 土木工程 桥梁工程 指指 导导 教教 师 师 吕毅刚吕毅刚 2014 年 03 月 施工图设计石江桥 1 一 本课题设计的目的 一 本课题设计的目的 一 本课题设计的目的 一 本课题设计的目的 建立四通八达的现代化交通网 大力发展交通运输事业 对于发展国民经济 加强全国各族人民的团结 促进文化交流和巩固国防等方面 都具有非常重要的 作用 在公路 铁路 城市和农村道路以及水利建设中 为了跨越各种障碍 如 江河 沟谷或其他线路等 必须修建各种类型的桥梁与涵洞 因此桥涵是交通 线中的重要组成部分 而且往往是保证全线早日通车的关键 在经济上 桥梁和 涵洞的造价一般说来平均占公路总造价的 10 20 在国防上 桥梁是交通运输 的咽喉 在需要高度快速 机动的现代战争中 它具有非常重要的地位 为此 为了保证已有公路的正常运营 桥梁的养护与维修工作也十分重要 20 世纪 50 年代以来 由于科学技术的进步 工业水平的提高 社会生产力 的高速发展 人们对桥梁建筑提出了更高的要求 现代高速公路上迂回交叉的立 交桥 高架桥和城市的高架道路 几十公里长的海湾 海峡大桥 新发展的城郊 高速铁路与轻轨运输高架桥等 这些新型桥梁不但是规模巨大的工程实体 而且 有如一长长的地上 彩虹 纵观世界各国的大城市 常以工程雄伟的大桥作为 城市的标志与骄傲 因而 桥梁建筑已不单纯作为交通线上重要的工程实体 而 且常作为一种空间艺术结构物存在于社会之中 我国幅员辽阔 大小山脉和江河湖泊纵横全国 东面临海 海湾 岛屿众多 20 世纪 80 年代后 我国实行改革开放政策以来 国民经济飞速发展 社会主义 工业 农业 商业 国防和科学技术现代化正在逐步实现 全国高速公路 高速 铁路 城市交通网络的建设方兴未艾 作为枢纽工程的桥梁建设的发展则突飞猛 进 目前 我国已建成的各类现代化桥梁在世界跨径排名录上都进入了重要名次 甚至是名列前茅 它从一个侧面反映了我国生产 经济与科学技术的发展高度 回顾过去 展望未来 我国广大桥梁工程技术与科学工作者将不断面临着设计和 建造各类桥梁的光荣而艰巨的任务 因此 整个毕业设计环节的完成应达到使学生熟悉桥梁设计的基本过程 特 点 掌握桥梁的基本概念 加强对桥规的了解和运用 增强综合运用各种所学知 识的能力 提高桥梁结构分析能力和运用电算能力 提高利用计算辅助设计水平 对利用大型商业软件解决工程实际问题有所了解和接触 本设计根据设计使用的原始依据和技术标准 技术规范以及其他参考资料 施工图设计石江桥 2 进行方案比选 进行纵 横断面及平面设计 绘制桥型总体布置图 拟定主要结 构尺寸 选取计算简图 进行结构内力计算 成果汇总 配筋设计 绘制全桥主 要结构施工图 最后给出设计文件中英文摘要 电算流程图计算书 专业文献翻 译 成果汇总 总结 二 各类桥型设计现状和发展趋势二 各类桥型设计现状和发展趋势 第二次世界大战结束后 世界进入了相对和平的建设时期 经过一段时间的 战后恢复 欧美各国于 20 世纪 50 年代陆续开始实施高速公路建设和城市化的计 划 出现了许多作为现代桥梁工程标志的创新技术 其中 预应力技术及有关的 施工方法 斜拉桥的复兴以及流线型扁平钢箱梁悬索桥的问世 是战后现代桥梁 工程的三项最重要的标志性成就 他们分别由法国 德国和英国的著名工程师及 学者所发明和创造 这些成就大大推进了现代桥梁工程的飞速发展 回顾现代桥梁工程发展的 60 年 许多桥梁新体系 新结构 新材料 新工 法以及新的理论和分析方法的创造和发明 使现代桥梁工程呈现出完全不同于近 代桥梁工程的崭新面貌 现代桥梁工程的价值源于创新精神 随着新工法的出现 和相应施工装备的不断升级换代 使桥梁施工也日益精确 轻便 自动控制 更 少依赖人工操作 从而使工程质量更好 更耐久 同时又推动材料不断向高性能 发展 可以说 现代桥梁工程的质量和耐久源于装备的不断创新 桥梁工程师必 须加强质量观念 依靠先进的装备来控制和保证工程质量 大大减少对人力的依 赖 中国现代桥梁在20世纪最后20年通过自主建设取得了令世人惊叹的进步和 成就 正在和发达国家一起 面向 21 世纪建设更加宏伟的跨江跨海大桥工程 经过 20 世纪 80 年代 学习和赶超 和 90 年代 跟踪和提高 两个发展阶段 中国桥梁界应当在 21 世纪初进入一个 创新和超越 的新时期 即通过创新的 设计和施工 实现跨越式发展 以提高中国桥梁的国际竞争力 中国桥梁建设在过去 20 年中确实取得了巨大的进步和成就 但是 面对 21 世纪跨海大桥工程任务以及进入 WTO 以后发达国家同行参与中国市场的竞争形 势 我们必须正视所存在的问题 并尽快克服这些影响竞争力的缺陷 为迎接挑 战做好准备 设计创新问题 工程质量问题 桥梁美学问题和经济性问题一直都 比较突出 最后 在桥梁跨径选择方面也存在问题 除桥位地形地质条件不利必 施工图设计石江桥 3 须一跨过江的特殊工程需求外 国内有很多越江工程盲目追求大跨 甚至在湘江 赣江等长江支流的内河航道上也要建造超千米的大跨桥梁 这是极不经济的 各种桥型的演进是人类对材料的认识不断更新 对结构形式不断拓展和对建 造方法不断发展的过程 现有的桥型主要有拱桥 连续梁和连续刚构桥 斜拉桥 悬索桥 斜拉悬索组合桥 自锚式悬索桥和矮塔斜拉桥等 一 一 拱桥拱桥 拱桥是一种古老的桥型 从历史悠久的石拱桥 如我国的赵州桥 意大利的 奥古斯托斯桥 Pons Augustus 到 1779 年建成的第一座铸铁桥 1867 1874 年修建的钢拱桥 Eads Bridge 1978 年美国采用耐候钢建造的 New River Gorge Bridge 19 世纪早期混凝土拱桥的代表作 法国的 Chatellerault Bridge 直到我国现代的钢管混凝土中乘式拱桥 丫髻沙大桥和全焊钢箱肋拱的卢浦 大桥 施工方法有满堂支架 吊索悬臂施工 转体施工等多种 形成了丰富多彩 的材料应用 桥型体系 施工方法等方面的技术发展史 1997 年建成的重庆万县长江大桥为劲性骨架钢管混凝土上承式拱桥 主跨 420m 矢高 67m 宽 23m 单孔跨江 无水下基础 跨度雄踞世界同类桥梁首位 主拱圈采用钢管与劲性骨架组合的钢筋混凝土箱形截面 采用缆索吊装和悬臂扣 挂的方法施工 桥宽 24m 按正线高速公路四车道设计 该桥的建成 使我国的 施工图设计石江桥 4 拱桥建筑水平处于世界领先地位 2000 年建成的广州丫髻沙大桥 是主跨为 360m 的中承式拱桥 该桥首次选 用 6 管式拱肋截面 每肋由 6 750mm 钢管混凝土组成 由横向平联板 腹板连 接成为钢管混凝土桁架 内 中 外 3 根钢管通过平联板形成能共同受力的类似 肋板式结构 上下排钢管间通过腹杆组成稳定的空间结构 沿拱轴采用变高等宽 截面 该桥采用了竖转加平转的施工技术 2005 年建成的巫峡长江大桥为主跨 460m 的钢管混凝土中承式拱桥 拱肋拱 顶截面高 7m 拱脚截面高 14m 肋宽 4 14m 每肋上下各 2 根 1220mm 22 25 mm 内填 C60 混凝土 钢管混凝土上弦杆 下弦杆通过横梁钢管和竖联钢管连接而成 的钢管混凝土桁架 二 二 连续梁和连续刚构桥连续梁和连续刚构桥 连续梁是一种最古老 最常见的桥型 到工业革命之后 钢材 混凝土等材 料应用技术的成熟以及结构体系研究的深入 现代的连续梁桥在原始概念的基础 上得到了极大的发展 连续刚构桥是由 T 型刚构桥演变而来的 其结构特点是梁体连续 梁墩固结 有很大的顺桥向抗弯刚度和横向抗扭刚度 能满足大跨度桥梁的受力要求 连续梁桥在 20 世纪的发展 主要是预应力混凝土连续梁桥的发展 我国 20 施工图设计石江桥 5 世纪 50 年代中期开始修建预应力混凝土梁桥 比欧洲起步晚 但近二十年来发 展迅速 如 2000 年建成的南京长江二桥北汊桥 跨径为 90m 165m 3 90m 除了预应力混凝土梁桥外 也有用钢梁 结合梁作为连续梁主梁材料的 而 使用高强 轻质混凝土则是连续梁发展的方向之一 1998 年挪威建成的 Stolma 桥中跨 301m 的中部 184m 采用高性能轻集料混凝 土结构 我国重庆石板坡桥是一座钢混组合机构连续刚构桥 跨径组合 86 5m 4 138m 330m 132 5m 主跨中间 103m 为钢箱梁 重约 1400t 施工图设计石江桥 6 三 三 斜拉桥斜拉桥 19 世纪 50 年代 Dischinger 设计了第一座真正意义上的斜拉桥 Stromsund Bridge 该桥位于瑞典 于 1956 年建成 主跨 183m 两边跨均为 74 7m 塔 是 门 形 框 架 拉 索 成 辐 射 形 布 置 加 劲 梁 由 两 片 板 梁 组 成 在同一时期 1966 年德国人 H Homberg 设计了世界上第一座密索斜拉桥 莱茵河上的 Friedrich Ebert Bridge 以后的斜拉桥大都采用的是这种密索 体系 Friedrich Ebert Bridge 才用的斜拉索较细 而在这之前的斜拉索都相 对较粗 施工图设计石江桥 7 由于预应力混凝土的使用 斜拉桥的施工建造技术也得到发展 1978 年 美国的哥伦比亚河上建起第一座预应力混凝土节段拼装而成的斜拉桥 Ed Hendler Memorial Bridge 主 跨 299m 全 长 722m 索 塔 高 72 94m 结合梁斜拉桥经典的例子是主跨为 465m 的加拿大 Annacis Bridge 见下图 全桥主梁采用结合梁体系 由两片纵向的钢主梁与密布的钢横梁及人行道钢悬臂 梁等组成的钢结构框架与梁顶上混凝土桥面板结合而成 索塔为 H 形钢筋混凝土 结构 采用矩形空心截面 施工图设计石江桥 8 混合梁斜拉桥典型的例子就是法国诺曼底桥 诺曼底桥是一座双塔双索面大 跨度混合梁斜拉桥 全长 2141 25m 主跨 865m 边跨和靠近桥塔的部分中跨是 预应力混凝土 采用三室单箱梁 主跨中间 624m 是扁钢箱梁 桥塔采用倒 Y 形 这对抵抗横向风荷载是非常有效的 桥塔高 202 7m 采用了超长悬臂施工控制 新型平行钢绞线拉索及其防雨振的螺旋线表面处理和阻尼器 之后 日本多多罗大桥超越了诺曼底大桥成为了世界第一长度的斜拉桥 多 多罗大桥主跨 890m 也是采用了混合梁 同时多多罗大桥还第一次采用了平行 钢丝热挤防腐索套外的凹点表面处理施工方法 施工图设计石江桥 9 我国苏通长江大桥主航道主跨 1088m 为世界最大跨径斜拉桥 全钢箱梁 塔梁间首次采用阻尼加限位的连接体系 阻尼器对地震和其他振动响应起到减震 作用 限位主要针对极限纵向作用下起到限制塔梁间的纵向位移 同时也可有效 控制索塔内力 四 四 多塔斜拉桥多塔斜拉桥 在双塔斜拉桥和独塔斜拉桥发展的过程中 也衍生和发展了多塔斜拉桥 最 早的多塔斜拉桥是 1963 年建成 由意大利人 Ricardo Morandi 设计的委内瑞拉 Maracaibo Bridge 它是世界上第一座预应力混凝土斜拉桥 其结构概念很明确 一系列的预应力混凝土桁架刚性塔支撑悬臂部分 中间以简支挂梁连接 施工图设计石江桥 10 之后 有许多学者都对多塔斜拉桥进行了研究 现在基本上有刚性塔体系和 加劲索体系两种 有代表性的刚性塔体系有希腊的 Rion antirion Bridge 加 劲索体系有香港的汀九大桥 夷陵长江大桥在索塔未使用刚性塔和加劲索的情况 下 通过合理的结构选配也达到了理想的刚度 施工图设计石江桥 11 五 悬索桥 五 悬索桥 现代悬索桥的发展开始于 1883 年通车的美国 Brooklyn Bridge 其主跨为 486m 两边跨为 286m 由著名的工程师 John A Roebling 设计完成 在 1931 年时建成了跨度第一次超过 1000m 的大桥 George Washington Bridgre 此桥跨度布置为 186m 1067m 186m 该桥具有足够的稳定性 这是由于 桥面采用了混凝土结构 从而恒载很大 同时 8 车道桥面的宽度也较大 另外 长度小于 1 6 主跨的短边跨也在一定程度上补偿了纵梁刚度的不足 增强了缆 索系统的效能 1937年竣工的Golden Gate Bridge主跨为1280m 跨度比George Washington Bridge 大 20 1940 年的 Tacoma Narrows Bridge 主跨为 852m 高跨比为 1 350 这是由 于挠度理论推广到三维受力特性所得到的极限结果 第二次世界大战后 其他西方国家的悬索桥后来居上 形成了不同于美国式 悬索桥的风格特点 英国 1966 年建成主跨 988m 的 Severn Bridge 1982 年建成 主跨 1410m 的 Humber Bridge 都具有代表性 欧式悬索桥是在美式悬索桥建设的 技术和经验积累上的突破所产生的 为了减轻自重的同时又能保持良好的空气动 力特性 欧式悬索桥采用了设置钢横隔梁的单室箱梁 而在加劲梁外形的设计上 施工图设计石江桥 12 也是采用了具有良好空气动力性能的几何外形 在抗震方面 柔性的加劲梁只承 担有限的地震荷载 而全桥只有相对刚性的索塔承受较强的地震动 六 六 斜拉悬索组合桥斜拉悬索组合桥 1938 年 德国著名桥梁设计师 Dischinger 在设计跨易北河的一座主跨为 753m 的铁路悬索桥的时候 提出了不同于 Roebling 的斜拉悬索组合体系 其基 本思想与之前 A Arnodin 的思想接近 斜拉与悬索各司其责 而不像 Roebling 斜拉索只是对悬索加固的思路 Dischinger 提出的体系是真正的相互协作 1997 年 10 月我国的贵州省修建了世界上第一座 Dischinger 体系斜拉悬索 组合桥 乌江大桥 大桥跨径 288m 施工图设计石江桥 13 由于斜拉悬索各具优势 在世界各地筹建的大桥的方案当中 该桥型被频繁 地提出 但这种桥型还不是一种十分成熟的桥型 有自身的不足 七 七 自锚式悬索桥自锚式悬索桥 19 世纪后半叶 奥地利工程师约瑟夫 朗金和美国工程师查理斯 本德分别 独立地构思出自锚式悬索桥的造型 本德在 1867 年申请了专利 朗金则在 1870 年在波兰建造了一座小型的铁路自锚式悬索桥 到 20 世纪 自锚式悬索桥已经 在德国兴起 国内自锚式悬索桥建设刚刚起步 历史还不到 10 年 但发展迅猛 主要是 为了满足城市景观要求而建设的 2007 年建成的佛山平胜大桥主桥为具有世界 水平和难度的独塔单跨四索面自锚式悬索桥 跨越东平水道 主桥的孔跨布置为 由北往南 29 6m 30m 350m 30m 5 40m 39 6m 主桥长 680 2m 加劲梁采 用刚和混凝土的混合结构 桥塔为三柱式门式塔 和斜拉桥相比 自锚式悬索桥虽然同样不需要锚定 但必须在主缆安装之前 先在支架上安装好桥面主梁 而不能像斜拉桥那样进行悬臂拼装 在结构刚度方 面 悬索桥也不如斜拉桥 当跨度较小时刚度问题更为突出 有时要用斜吊杆代 替传统的直吊杆以提高刚度 还要指出的是 自锚式悬索桥的结构冗余度小 一 旦主梁失效将会带来整体破坏的灾难性后果 所以 自锚式悬索桥不是一种性能 施工图设计石江桥 14 优良 经济和便于施工的体系 八 八 矮塔斜拉桥矮塔斜拉桥 矮塔斜拉桥是近些年兴起的一种新兴桥梁结构形式 这种桥型的设计思想由 法国工程师 J Mathivate 在设计位于法国西南的阿勒持 达雷高架桥的替代方案 时提出 该方案的设计包括与桥梁上部结构固结的低塔 跨度为 100m 的预应力 混凝土等截面箱梁穿过矮塔上鞍座的索更像预应力混凝土体外索而不像斜拉索 1980 年由 Christian Menn 设计的著名的甘特大桥 堪称是矮塔斜拉桥 板 拉 的先驱 该桥的混凝土箱形梁由预应力混凝土斜拉板 悬挂 在非常矮的塔 上 矮塔斜拉桥的发展方向有高塔型矮塔斜拉桥 钢 混凝土复合主梁以及波形 钢腹板 PC 主梁矮塔斜拉桥 我国在这种桥型上起步稍晚 2000 年芜湖长江大桥建成 它是我国首座矮 塔斜拉桥 2001 年建成的福州漳州战备桥为三跨连续预应力混凝土箱梁矮塔斜 拉桥 它是我国第一座公路与城市道路上的矮塔斜拉桥 由于这种桥型具有良好 的性价比 在跨度处于梁式桥与斜拉桥之间的桥梁 对于对刚度要求较高的铁路 桥均有很强的竞争力 同时对于修建斜拉桥塔高受到限制 多塔斜拉桥刚度较难 满足要求时 矮塔斜拉桥也是一种很好的选择 施工图设计石江桥 15 纵观桥梁技术发展历史 可以看出 桥梁技术进步的动力来自于人类文明发 展的需求 桥梁技术进步的实现又有赖于人类社会科学技术的发展 包括材料科 学 计算技术 结构理论 施工技术等领域的发展 使得桥梁技术进步得以实现 所以桥梁技术的进步完全融入在人类社会科学技术的发展中 三 三 主要设计内容主要设计内容 1 按适用 经济 安全 美观的原则 至少选择 2 个可比性桥型方案 主要从 工程材料数量 工程概算 施工方法 养护难易程度和施工力量等方面综合分析 比较 推荐一种桥型方案 2 对推荐方案进行结构设计 合理选择建筑材料 拟定结构和构件的几何尺寸 并做出配筋计算 3 对主要承重构件进行受力分析 计算各种荷载作用所产生的内力 并进行荷 载组合 4 验算主要承重构件的强度 刚度与稳定性 5 选择合理可行的施工方案与方法 以及主要的施工程序 四 四 桥型方案比选桥型方案比选 1 1 设计依据设计依据 1 设计荷载 公路 I 级 2 桥面宽度 12 0m 9 0m 行车道 1 0m 2 人行道 0 5m 2 护栏 3 桥面坡度 2 纵坡坡度 1 5 横坡坡度 4 通航要求 无通航要求 2 2 初选方案初选方案 参考国内外相似跨径的桥梁修建的现状及发展趋势 再结合本桥具体的方案 选择原则和技术标准 基于对本设计的桥位及设计要求的分析发现 初步考虑可 以采用预应力混凝土变截面连续梁桥 两跨中承式混凝土系杆拱桥和独塔双跨式 斜拉桥三种桥型加以比较 我们综合考虑桥梁结构的经济性 适用性 安全性 美观性和施工难易程度等因素 全面考虑各设计方案的优缺点 从三个合理的方 案中比选一个最优方案 作为此次的设计方案 施工图设计石江桥 16 1 1 方案一 预应力混凝土变截面连续梁桥 方案一 预应力混凝土变截面连续梁桥 连续梁是一种最古老 最常见的桥型 到工业革命之后 钢材 混凝土等材 料应用技术的成熟以及结构体系研究的深入 现代的连续梁桥在原始概念的基础 上得到了极大的发展 连续梁跨径的布置一般采用不等跨的形式 从结构受力性能看 等跨连续梁 要比不等跨连续梁差一些 但在某些条件下 如当桥梁总长度很大 设计者采用 顶推或者先简支后连续的施工方法时 则等跨结构受力性能较差所带来的欠缺完 全可以从施工经济效益的提高而得到补偿 所以跨湖过海湾的长桥多采用中 小 跨径的等跨连续梁的布置 从预应力混凝土连续梁桥的受力特点来分析 连续梁的立面应采取变高度的 布置为宜 变高度梁的截面变化规律通常采用二次抛物线 因为二次抛物线的变 化规律与连续梁的弯矩变化规律基本相近 1 上部结构 主桥上部为 60m 110m 110m 60m 四跨变截面预应力连续梁桥 箱 梁根部梁高 6 0m 跨中梁高 3 0m 从 1 号块到跨中按二次抛物线变化 采用三 向预应力体系 主梁的横断面如下图所示 2 下部结构 柱墩采用钢筋混凝土薄壁空心墩 钻孔灌注桩基础 3 施工方案 主桥连续箱梁采用挂篮悬臂现浇法施工 对称平衡悬臂逐段浇筑 主桥箱梁按先边跨 再中跨的顺序进行合龙施工及拆除相应的临时支座 完成体 系转换 形成四跨连续梁 施工图设计石江桥 17 2 2 方案二 两跨中承式混凝土系杆拱桥 方案二 两跨中承式混凝土系杆拱桥 在目前的桥梁方案设计中 中 下承式拱桥已成为优先选择的桥型之一 它 们不仅保持了上承式拱桥的基本力学特征 而且构件简洁明快 特别是多孔连续 的中 下承式拱桥 以其波浪起伏 构件轻巧给人以美感 具有广泛的适用场合 当桥梁的建筑高度受到严格限制 采用上承式拱桥有困难或矢跨比过小时 采用 中 下承式拱桥可满足桥下净空要求 1 孔径布置 30m 140m 140m 30m 全长 340m 2 结构构造 两跨中乘式混凝土系杆飞燕式拱桥 3 主墩基础 边墩采用钻孔灌注桩 拱座墩采用实体式钢筋混凝土墩块 4 施工方式 缆索吊装 5 拱肋与横撑 主拱肋采用中承式双肋悬链线无铰拱 计算跨径 140m 2 矢 跨比 1 5 拱肋为钢管混凝土桁式结构 6 吊杆与系杆 吊杆间距 4 0m 主桥采用柔性系杆以平衡拱的绝大部分推力 7 桥面系 钢 混凝土组合截面 桥面板由钢纵梁 预制钢筋混凝土 形板 现浇铣削钢纤维混凝土及细粒式沥青混凝土铺装层 8 示意图 桥型布置图如下 施工图设计石江桥 18 3 3 方案三 独塔双跨式斜拉桥 方案三 独塔双跨式斜拉桥 随着计算机技术的发展 斜拉桥以其独特的魅力掀起了建设狂潮 其中独塔 双跨式斜拉桥又以其简洁的传力途径和美感在众多方案比选中受到青睐 它特别 适用于跨越中小河流 谷地及作为跨线桥 或用于跨越较大河流的主航部分 也 可用主跨跨越河流 索塔及边跨布置在河流一岸的方式 独塔双跨式斜拉桥可以采用两跨跨径相等的对称布置或两跨跨径不等的非 对称布置 及分为主跨与边跨 但两跨对称布置 由于一般没有端锚索 不能有 效约束塔顶位移 故在受力与变形方面不能充分发挥斜拉桥的优势 如果用增大 桥塔的刚度来减少塔顶变位则不经济 而跨径不对称布置 通过端锚索减少塔顶 变位比增大索塔刚度更有效 因此独塔双跨式采用不对称布置较合理 实践中采 用较多 独塔两侧跨径不对称布置时 边跨域主跨的比值更多的是依据桥位处地基条 件和地形情况及跨越能力来选择 各种比例都可能出现 一般取 0 5 1 0 采用 施工图设计石江桥 19 不对称布置时 应注意悬臂端部的压重和锚固 1 孔径布置 20m 120m 180m 20m 全长 340m 2 结构构造 两跨独塔不等跨布置 单索面 混凝土箱梁 3 主塔基础 主塔直接支承在风化的花岗岩上 采用钻孔灌注桩 4 斜拉索 呈扇形索面布置 斜拉索在塔上 塔中心线处 竖向间距 2 5m 在梁上纵桥向索距为 6m 和 9m 全桥共有 38 根斜拉索 5 施工方案 悬臂浇筑 采用挂篮对称悬浇 6 桥型布置图如下 通过综合比较三个方案的适用性 安全性 经济性和美观性选出最优方案进 行桥梁的施工图设计 施工图设计石江桥 20 方案比较表方案比较表 待选方案一二三 桥型变截面连续梁中承式拱桥单塔斜拉桥 适用性 桥面连续 行车平 顺 整体性好 结 构刚度大 变形 小 施工技术相对 成熟 桥面连续 行车平 顺 施工 养护均 比较复杂 桥面连续 行车平 顺 变形小 对施 工技术 机具要求 均较高 安全性 悬臂挂篮浇筑技 术成熟 能安全建 成 后期营运养 护 维修方便 缆索吊装技术要 求高 风险较大 后期营运不如连 续梁养护 维修方 便 悬臂挂篮浇筑技 术成熟 但施工中 须严格控制变形 和混凝土收缩 徐 变 难度较大 经济性 施工经验成熟 质 量和工期能够控 制 养护工作量 小 养护费用低 施工质量不易控 制 养护难度大 吊杆需定期检查 养护费用较高 施工难度较大 质 量不易控制 施工 精度要求高 斜拉 索需定期更换 后 期营运养护费用 较高 美观性 连续梁形式简洁 线型美观 富有动 感 景观效果较 好 拱圈优美的曲线 之美 犹如即将起 飞的大雁 富有运 动之美 景观效果 好 充满张力的斜拉 索彰显了力的传 递之美 扇形布置 的斜拉索紧凑而 不失韵律 景观效 果好 五 五 推荐方案推荐方案 通过上表仔细对比分析和本人设计能力之限 在适用 安全 经济 美观和 施工难易程度等综合考虑下 最终选定一个最优方案 方案一预应力混凝土变截 施工图设计石江桥 21 面连续梁桥 六 六 设计的重点与难点 拟采用的途径设计的重点与难点 拟采用的途径 重点重点 1 合理成桥状态下的结构分析计算 2 各个关键截面的钢筋布置 3 各施工阶段结构的内力 变形和位移的分析计算 难点难点 1 结构尺寸的合理拟定 2 预应力钢筋的计算与布置 3 桥梁计算软件 Midas 的使用 4 施工阶段结构受力状态的正确模拟 拟采用途径拟采用途径 1 正确使用桥梁计算软件 以 Midas 为主 2 正确使用各种规范和手册 3 手算结合结构概念分析与电算结果对比 七 设计进度计划七 设计进度计划 1 文献翻译 方案比选 推荐最优方案 第 3 4 周 2 拟定结构尺寸 选取计算简图 第 5 周 3 上部结构设计计算 第 6 8 周 4 配筋计算 第 9 10 周 5 强度 刚度 稳定性验算 第 11 周 6 下部结构设计计算 第 12 13 周 7 施工图绘制 第 14 15 周 8 编写设计说明书 英文摘要 第 16 周 9 整理 修改及交稿 准备毕业答辩 第 17 周 八 八 参考文献参考文献 1 JTJ01 97 公路工程技术标准 S 北京 人民交通出版社 1997 施工图设计石江桥 22 2 JTGD62 2004 公路钢筋砼及预应力砼桥涵设计规范 S 北京 人民交通出 版社 2