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云南黄凳水电站三角河桥施工图设计,云南,水电站,三角,施工图,设计
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土木工程（桥梁工程）专业年 月 日审查年 月 日批准毕业设计（论文）任务书土木与建筑 学院 桥土1003班题 目 云南黄凳水电站三角河桥施工图设计任务起止日期： 2014 年 2 月 25 日 2014年 6月 19日学 生 姓 名 颜俊卿 学 号 201025020222指 导 教 师 田仲初、蒋田勇教 研 室 主 任 院 长 一、毕业设计（论文）任务课题内容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，针对吉怀高速朝堰跨铁路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；5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。课题任务要求1.毕业设计文件格式和内容应符合长沙理工大学毕业设计撰写规范要求，做到内容完整、排版工整、数据可靠、结构合理，具体见教务处和桥结学院网站；2.毕业设计工作均需独立、按进度、全面完成；所有文档一律用计算机进行处理；3.计算书内容完整、数据的有效数位合理，图、表、公式、页码有编号，引用的出处有标注，文字通顺，无错别字；4.施工图应符合公路桥梁施工图的要求，图框为条形，字体大小合适，投影正确；5.上交资料齐全，资料包括毕业设计任务书、指导书、计算书、图纸、外文翻译、含计算书与施工图文档的磁盘等；6.设计计算按交通部2004版公路桥涵设计通用规范及相关的技术标准进行；7.设计方案应按毕业设计任务书中所规定的题目及工程背景进行，方案合理，桥宽、桥长等技术指标应满足工程背景要求；8.设计计算前后一致，包括目录与正文一致；计算数据前后一致；设计方案与施工图一致；设计依据与现行规范一致；9.设计计算中，学生应对其所采用的电算手段和软件有相当的熟悉程度，能事先对其所用软件是否能满足设计的需要作出准确的判断；设计计算方法应与目前我国公路桥涵设计通用方法保持一致；计算过程完整，计算理论正确；10.设计过程中可参考相关的文献资料，但不能生搬硬套，尤其应注意目前有部分桥涵资料是依据“85桥规”撰写，在汽车作用计算、作用效应组合等方面与“2004桥规”有一定差别。课题完成后应提交的资料（或图表、设计图纸）一、计算书部分（不少于15000字，打印稿）：1.毕业设计任务书；2.中、英文摘要，关键词；3.目录；4.方案比选及上部结构设计计算书(原始数据文件、计算结果)；5.下部结构设计计算书(原始数据文件、计算结果)；6.程序设计；7.主要材料数量；8.参考文献；9.土木类专业外文（英文）文献的外、中文文本。二、图纸部分：（10张以上A3的CAD图、2张以上A3的手工图）1.桥梁总体布置图（方案一、方案二、方案三）；2.上部结构主要构件的构造图；3.上部结构主要构件的钢筋（普通钢筋和预应力钢筋）布置图；4.下部结构主要构件的布置图；5.下部结构主要构件的钢筋（普通钢筋和预应力钢筋）布置图；6. 支座、伸缩缝、栏杆、人行道、泄水管等构造图。三、英文翻译（4000字以上字符的英文资料翻译）四、含计算书、设计图纸、英文译文等文件的光盘主要参考文献与外文翻译文件(由指导教师选定)1范立础桥梁工程(上、下册)(土木工程专业用)M北京：人民交通出版社，19932姚林森桥梁工程(公路与城市道路工程专业用)M北京：人民交通出版社，19853颜东煌，李学文桥梁电算M北京：湖南大学出版社，19994李传习，夏桂云大跨度桥梁结构计算理论M北京：人民交通出版社，20025周念先桥梁方案比选M北京：人民交通出版社，19976王文涛刚构连续组合梁桥M北京：人民交通出版社，19957范立础预应力混凝土连续梁桥M北京：人民交通出版社，19998林元培斜拉桥M北京：人民交通出版社，19949陈宝春钢管混凝土拱桥设计与施工M北京：人民交通出版社，199910严国敏现代悬索桥M北京：人民交通出版社，200211邵旭东桥梁设计百问M北京：人民交通出版社，200312叶见曙结构设计原理(第二版)M北京：人民交通出版社，200513陈忠延土木工程专业毕业设计指南（桥梁工程专业）M北京：人民交通出版社，200214易建国桥梁计算实例集混凝土简支梁（板）桥M北京：人民交通出版社，199115其他参考书：各类设计手册、施工手册和软件使用手册.同组设计者 无注：1.此任务书由指导教师填写。如不够填写，可另加页。2. 此任务书最迟必须在毕业设计（论文）开始前一周下达给学生。3. 此任务书可从教务处网页表格下载区下载。工 作 进 度 日 程 安 排毕 业 设 计（论 文）工 作 任 务方案必选结构计算（计算软件学习）结构计算（成桥阶段计算）施工方法设计成桥阶段计算分析荷载组合承载能力分析绘 图英语翻译完成设计递交修改完成修改进行答辩周一一一一一一一一一一1一一一一一2一一一3一4一5一6一78910 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20二、毕业设计（论文）工作进度计划表序号次12345678910注：1. 此表由指导教师填写；2. 此表每个学生人手一份，作为毕业设计（论文）检查工作进度之依据；3. 进度安排请用“一”在相应位置画出。第 一 阶 段组织纪律签字 日期 签字 日期 签字 日期第 二 阶 段完成任务情况第 三 阶 段组织纪律完成任务情况组织纪律完成任务情况三、学生完成毕业设计（论文）阶段任务情况检查表时间内容检查记录教师签字 注：1. 此表应由指导教师认真填写。阶段分布由各学院自行决定。2. “组织纪律”一档应按长沙理工大学学生学籍管理实施办法精神，根据学生具体执行情况，如实填写。3. “完成任务情况”一档应按学生是否按进度保质保量完成任务的情况填写。包括优点，存在的问题与建议4. 对违纪和不能按时完成任务者，指导教师可根据情节轻重对该生提出忠告并督促其完成。 四、学生毕业设计（论文）装袋要求：1. 毕业设计（论文）按以下排列顺序印刷与装订成一本（撰写规范见教务处网页）。(1) 封面 (2) 扉 页(3) 毕业设计（论文）任务书 (4) 中文摘要 (5) 英文摘要 (6) 目录 (7) 正文 (8) 参考文献(9) 致谢 (10) 附录（公式的推演、图表、程序等）(11) 附件1：开题报告（文献综述） (12) 附件2：译文及原文影印件2. 需单独装订的图纸（设计类）按顺序装订成一本。3. 修改稿（经、管、文法类专业）按顺序装订成一本。4.毕业设计(论文)成绩评定册一份。5论文电子文档由各学院收集保存。学生送交全部文件日期学生（签名） 指导教师验收（签名） 毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）任务书 土木与建筑 学院 土木工程（桥梁工程）专业 桥土 1003 班 题 目 云南黄凳水电站三角河桥施工图设计 任务起止日期： 2014 年 2 月 25 日 2014 年 6 月 19 日 学 生 姓 名 颜俊卿 学 号 201025020222 指 导 教 师 田仲初、蒋田勇 教研室主任 年 月 日审查 院 长 年 月 日批准 一、一、毕业设计（论文）任务毕业设计（论文）任务 课题内容课题内容 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，针对吉怀高速朝堰跨铁路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； 5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。 课题任务要求课题任务要求 1.毕业设计文件格式和内容应符合长沙理工大学毕业设计撰写规范要求，做到内容完整、排版工整、数据可靠、结构合理，具体见教务处和桥结学院网站； 2.毕业设计工作均需独立、按进度、全面完成；所有文档一律用计算机进行处理； 3.计算书内容完整、数据的有效数位合理，图、表、公式、页码有编号，引用的出处有标注，文字通顺，无错别字； 4.施工图应符合公路桥梁施工图的要求，图框为条形，字体大小合适，投影正确； 5.上交资料齐全，资料包括毕业设计任务书、指导书、计算书、图纸、外文翻译、含计算书与施工图文档的磁盘等； 6.设计计算按交通部 2004 版公路桥涵设计通用规范及相关的技术标准进行； 7.设计方案应按毕业设计任务书中所规定的题目及工程背景进行，方案合理，桥宽、桥长等技术指标应满足工程背景要求； 8.设计计算前后一致， 包括目录与正文一致； 计算数据前后一致； 设计方案与施工图一致；设计依据与现行规范一致； 9.设计计算中，学生应对其所采用的电算手段和软件有相当的熟悉程度，能事先对其所用软件是否能满足设计的需要作出准确的判断； 设计计算方法应与目前我国公路桥涵设计通用方法保持一致；计算过程完整，计算理论正确； 10.设计过程中可参考相关的文献资料，但不能生搬硬套，尤其应注意目前有部分桥涵资料是依据“85 桥规”撰写，在汽车作用计算、作用效应组合等方面与“2004 桥规”有一定差别。 课题完成后应提交的资料（或图表、设计图纸课题完成后应提交的资料（或图表、设计图纸） 一、计算书部分（不少于 15000 字，打印稿） ： 1.毕业设计任务书；2.中、英文摘要，关键词；3.目录；4.方案比选及上部结构设计计算书(原始数据文件、计算结果)；5.下部结构设计计算书(原始数据文件、计算结果)；6.程序设计；7.主要材料数量；8.参考文献；9.土木类专业外文（英文）文献的外、中文文本。 二、图纸部分： （10 张以上 A3 的 CAD 图、2 张以上 A3 的手工图） 1.桥梁总体布置图（方案一、方案二、方案三） ； 2.上部结构主要构件的构造图； 3.上部结构主要构件的钢筋（普通钢筋和预应力钢筋）布置图； 4.下部结构主要构件的布置图； 5.下部结构主要构件的钢筋（普通钢筋和预应力钢筋）布置图； 6. 支座、伸缩缝、栏杆、人行道、泄水管等构造图。 三、英文翻译（4000 字以上字符的英文资料翻译） 四、含计算书、设计图纸、英文译文等文件的光盘 主要参考文献与外文翻译文件主要参考文献与外文翻译文件( (由指导教师选定由指导教师选定) ) 1范立础桥梁工程(上、下册)(土木工程专业用)M北京：人民交通出版社，1993 2姚林森桥梁工程(公路与城市道路工程专业用)M北京：人民交通出版社，1985 3颜东煌，李学文桥梁电算M北京：湖南大学出版社，1999 4李传习，夏桂云大跨度桥梁结构计算理论M北京：人民交通出版社，2002 5周念先桥梁方案比选M北京：人民交通出版社，1997 6王文涛刚构连续组合梁桥M北京：人民交通出版社，1995 7范立础预应力混凝土连续梁桥M北京：人民交通出版社，1999 8林元培斜拉桥M北京：人民交通出版社，1994 9陈宝春钢管混凝土拱桥设计与施工M北京：人民交通出版社，1999 10严国敏现代悬索桥M北京：人民交通出版社，2002 11邵旭东桥梁设计百问M北京：人民交通出版社，2003 12叶见曙结构设计原理(第二版)M北京：人民交通出版社，2005 13 陈忠延 土木工程专业毕业设计指南 （桥梁工程专业）M北京：人民交通出版社，2002 14易建国桥梁计算实例集混凝土简支梁（板）桥M北京：人民交通出版社，1991 15其他参考书：各类设计手册、施工手册和软件使用手册. 同组设计者 无 注：1. 此任务书由指导教师填写。如不够填写，可另加页。 2. 此任务书最迟必须在毕业设计（论文）开始前一周下达给学生。 3. 此任务书可从教务处网页表格下载区下载。 二、毕业设计（论文）工作进度计划表二、毕业设计（论文）工作进度计划表 序序号号 毕毕 业业 设设 计（论计（论 文）工文）工 作作 任任 务务 工工 作作 进进 度度 日日 程程 安安 排排 周周次次 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 1010 1111 1212 1313 1414 1515 1616 1717 1818 1919 2020 1 方案必选 一 一 2 结构计算（计算软件学习） 一 一 一 一 一 一 一 3 结构计算（成桥阶段计算） 一 一 一 4 施工方法设计 一 5 成桥阶段计算分析 一 6 荷载组合承载能力分析 一 一 7 绘 图 一 8 英语翻译 一 9 完成设计递交修改 一 10 完成修改进行答辩 一 一 一 注：1. 此表由指导教师填写； 2. 此表每个学生人手一份，作为毕业设计（论文）检查工作进度之依据； 3. 进度安排请用“一”在相应位置画出。 三、学生完成毕业设计（论文）阶段任务情况检查表三、学生完成毕业设计（论文）阶段任务情况检查表 时间 第 一 阶 段 第 二 阶 段 第 三 阶 段 内容 组织纪律 完成任务情况 组织纪律 完成任务情况 组织纪律 完成任务情况 检 查 记 录 教师 签字 签字 日期 签字 日期 签字 日期 注：1. 此表应由指导教师认真填写。阶段分布由各学院自行决定。 2. “组织纪律”一档应按长沙理工大学学生学籍管理实施办法精神，根据学生具体执行情况，如实填写。 3. “完成任务情况”一档应按学生是否按进度保质保量完成任务的情况填写。包括优点，存在的问题与建议 4. 对违纪和不能按时完成任务者，指导教师可根据情节轻重对该生提出忠告并督促其完成。 四、学生毕业设计（论文）装袋要求：四、学生毕业设计（论文）装袋要求： 1. 毕业设计 （论文） 按以下排列顺序印刷与装订成一本 （撰写规范见教务处网页） 。 (1) 封面 (2) 扉 页 (3) 毕业设计（论文）任务书 (4) 中文摘要 (5) 英文摘要 (6) 目录 (7) 正文 (8) 参考文献 (9) 致谢 (10) 附录（公式的推演、图表、程序等） (11) 附件 1：开题报告（文献综述） (12) 附件 2：译文及原文影印件 2. 需单独装订的图纸（设计类）按顺序装订成一本。 3. 修改稿（经、管、文法类专业）按顺序装订成一本。 4.毕业设计(论文)成绩评定册一份。 5论文电子文档由各学院收集保存。 学生送交全部文件日期 学生（签名） 指导教师验收（签名） 附件1毕业设计开题报告题目：云南黄凳水电站三角河桥施工图设计 课 题 类 别： 设计 论文 学 生 姓 名： 颜俊卿学 号： 201025020222班 级： 桥梁10-03班专业（全称）：土木工程专业(桥梁工程方向)指 导 教 师： 田仲初、蒋田勇2014 年 03 月一、本课题设计的目的(1)掌握桥梁的基本概念，增强综合运用各种所学知识的能力；(2)培养分析问题和解决问题的独立工作能力；(3)提高桥梁结构分析能力和运用电算的能力，掌握一到两种商业软件对桥梁的计算方法；(4)通过桥梁毕业设计,熟悉桥梁设计的整个过程，加强对规范手册的了解和应用；(5)提高计算绘图,查阅文献,使用桥梁规范和设计手册,填写技术文件,运用办公软件等基本技能,树立正确的设计思想,逐步掌握设计原则,设计方法,设计步骤；(6)掌握设计的基本原则、设计方法、步骤，提高计算、绘图、查阅文献、使用桥梁规范手册和编写技术文件及计算机辅助设计（CAD）等基本技能，为毕业后从事桥梁技术工作打好基础；(7)培养严肃认真，一丝不苟的学习态度和刻苦钻研、勇于创新的科学精神；(8)学习查阅外文文献并对其进行翻译；(9)熟悉论文的标准格式。二、工程概况云南黄凳水电站三角河桥，地处库区，两岸为山坡，左岸坡度较小，右岸地势较陡，地质情况良好（桥位平面图和地质剖面图如下），但是桥位处峡谷较深，水位较高，搭图2.1 地形平面图1设脚手架费用高，难度大，而且该桥跨度大，在200m以上，不适宜连续和钢构桥的施工，而拱桥，悬索桥最具有竞争力。因而，在本次设计中，以钢管混凝土拱桥悬索桥为首选方案，对其进行初步设计。 图2.2 地质剖面图三、国内发展现状和未来趋势1、悬索桥悬索桥就是指以悬索为主要承重结构的桥。它的历史是古老的，婆罗洲、老挝、爪哇原始藤竹桥，就是最早的悬索桥。其主要构造是：缆，塔，锚，吊索及桥面，一般还有加劲梁。其受力特征是：荷载由吊索传至缆，传力途径简捷，明确。悬索桥有如下特点：构造简单，受力明确；跨径越大，材料耗损越少，造价越低；结构及构件简单、轻便和易于标准化；构件容易运输，便于用悬吊法拼装，不受地形、航道和季节的影响。目前，全世界跨径大于1000m的桥，都是悬索桥，就是这个原因。近代悬索桥的主缆用高强钢丝束制成，这种钢丝束的容许应力很高，对承重结构没有任何削弱；建筑高度小，易于加固和改建。这些特点表明，悬索桥的自重较轻，在刚度满足使用要求的情况下，能充分显示其优越性。迄今为止，世界上已出现三个悬索桥大国，即美国，英国，日本和我国。美国的悬索桥出现较早 ，主要有以下特点：主梁采用AS法假设，加劲梁采用非连续的钢桁梁，适应双层桥面，并在桥塔处设有伸缩缝，桥塔采用铆接或栓接刚结构，吊索采用竖直的4股骑跨式，索夹分为左右两半，在其上下采用水平高强螺栓紧固，鞍座采用大型铸钢件，桥面板采用RC构件。2 图3.1 美国金门大桥英国的悬索桥由于出现晚些，故自成流派：采用流线型扁平钢箱梁作为加劲梁，早期采用铰接斜吊索，经赛文桥、博斯普鲁斯一桥以及恒伯尔桥的实践后，博斯普鲁斯二桥改回到垂直吊索，索夹分为上下两半，在其两侧采用垂直于主缆的高强螺栓紧固，桥塔分为焊接钢结构或钢筋混凝土结构，钢桥面板采用沥青混合料铺装。图3.2 英国恒比尔大桥日本的悬索桥出现较晚，故也有其相应技术随时代进步的特色，主要特点如下：采用预制平行钢丝索股架设主缆，简称PWS法，加劲梁主要沿袭美国流派的3钢桁梁型式，但近年来对非双层桥面的梁体已转向采用流线型扁平钢箱梁，吊索沿袭美国流派的竖直4股骑跨式，不接受英国流派的斜吊索，桥塔采用钢结构，主要采用焊接方式，鞍座采用铸焊混合方式，采用钢桥面板沥青混合料铺装桥面，主缆索股与锚碇内钢构架采用预应力工艺锚固。图3.3日本明石峡大桥我国进入 20世纪90年代以来，现代悬索桥的建设揭开了新的历史篇章，修建了一批结构复杂、造型美观的大跨悬索桥。进入21世纪，我国又建设了几座各具特色的大跨度现代悬索桥，如舟山西堠门大桥主跨1650m，位居世界第二,世界上最长的钢箱梁悬索桥，2007建成；坝陵河大桥，中国最大的钢桁加劲梁悬索桥，主跨1088m，2009年12月建成通车；矮寨特大悬索桥2012年建成通车，创造了四项世界第一；南京长江四桥，主跨1418m为国内跨径最大的双塔三跨悬索桥，于2012年底建成通车；江苏泰州长江大桥世界首座三塔两跨千米级三塔双跨钢箱梁悬索桥，2012年建成通车。现在在建的悬索桥有马鞍山长江大桥，预计2013年年底可建成通车；河南武西高速公路桃花峪黄河大桥,主跨为406m,为目前世界上最大跨度的钢箱梁自锚式悬索桥，预计2013年10年建成通车；武汉鹦鹉洲长江大桥世界上跨度最大的三塔四跨悬索桥，预计2014年完工；等等这些都表明，我国悬索桥的建设技术已经赶上了世界先进水平。4图3.4 中国矮寨大桥除了以上三个悬索桥大国之外，世界其他各国(包括我国)对加劲梁基本上都接受了英国流派的流线型扁平钢箱梁形式，对吊索仍保持美国流派的竖直形式。但按照各桥具体情况分别采用4 股骑跨式或双股铰接方式；对主缆架设方法我国引用日本的PPWS法，欧洲(特别是英国)仍喜欢用AS；对鞍座与锚碇内的锚固方式都分别偏向采用铸焊混合结构与预应力锚固工艺。目前，跨度最大的悬索桥是1988年4月建成的日本明石海峡大桥，该桥的结构形式为960m+1991m+960m的三跨悬索桥。2、钢管混凝土桥钢管混凝土桥是兴起于上世纪90年代的一种桥型，属于钢混凝土组合结构中的一种，是一种比较年轻的桥型。拱桥的受力主要是受压为主，通过其独特的结构将压力转变为推力，传给墩台。其传力途径如下：恒载和活载作用在主梁上，主梁通过拉杆或者腹孔墩将荷载传至主拱圈，再由主拱圈传至墩台。钢管混凝土拱桥的受力原理是将钢管内填充混凝土，由于钢管的径向约束而限制受压混凝土的膨胀，使混凝土处于三向受压状态，从而显著提高混凝土的抗压强度。同时钢管兼有纵向主筋和横向套箍的作用，同时可作为施工模板，方便混凝土浇筑，施工过程中，钢管可作为劲性承重骨架，其焊接工作简单，吊装重量轻，从而能简化施工工艺，缩短施工工期。中国的钢管混凝土拱桥真正的发展是在20 世纪90 年代。我国第一座钢管混凝土拱桥是1990 年建成的四川旺苍东河大桥，跨径110m，据不完全统计，十多年来我国己建的和在建的钢管混凝土拱桥约有200 多座，其中跨径超过200m 的有30 多座。5图3.5 支架河大桥1995 年，广东三山西大桥是第一座跨径超过 200m 的钢管混凝土拱桥，也是第一座飞燕式拱桥。飞燕式钢管混凝土拱桥通过系杆来平衡主拱所产生的大部分水平推力，大大降低了平原或软基地区拱桥下部与基础的工程量与造价，且造型美观在我国得到了迅速发展，相继建成的有武汉市江汉五桥、江苏徐州京杭运河特大桥、南昌市生米特大图3.6 广州丫髻沙大桥桥等。尤其是建成于 2000 年跨径组合76+360+76 的丫髻沙大桥，把这一桥型，也可以说把钢管混凝土拱桥的跨径推上了一个新的台阶。2006年，我国建成了世界当时最大跨的钢管混凝土拱桥，460m的巫山长江大桥，2007年建成通车的重庆菜园坝大桥，首创了刚箱提篮拱这一桥型；现在在建的合江长江一桥，是主跨530m的中承式钢管混凝土拱桥，预计2013年完工，建成后为世界上同类型结构的跨度最大。6这类桥型的施工常用是分段吊装施工：首先分段吊装钢管后焊接，现将主拱圈架设起来，利用混凝土泵车将混凝土压注到钢管内，待主拱圈完成后，再架设主梁，通过拉杆，将主梁和主拱圈联系起来。在涉及到跨线或是跨越不大河流时，为了不影响交通，也常采用转体施工四、设计方案方案一、单跨悬索桥本方案为单跨简支悬索桥，三级公路标准，设计时速30km,双向单车道。（1）受力特征和传力过程以主缆受拉为主要受力特性，充分发挥了钢材受拉强度高的能力，合理利用了材料。成桥后，车辆的活载和结构的自重通过吊索传递给主缆，主缆和吊索承受很大的拉力，从而为抵抗活载效应提供了刚度，主缆的拉力最终通过隧道锚定传递到地基。主塔承受着主缆在竖向的分力，以受压为主，这也充分发挥了混凝土受压强度高的特点，充分利用材料的特性。钢桁架主梁构造简单，刚度大，一方面减轻了结构的自重，另一方面加强了桥面的刚度，有利于结构的抗风和挠度控制。由于悬索桥为柔性体系，制作和架设误差及温度变化对梁的受力无影响，减少了次内力对结构的影响，悬索桥方案的立面图见下图。图4.1 悬索桥立面图（单位：mm）（2）结构构造桥跨布置：桥总长295m,主跨260m,采用21.5m+260m+13.5m布置，垂跨比为1/10，7宽跨比为1/20（保证有足够的横向刚度）。桥面布置：桥面单边布置为3.5m行车道，1.2m人行道，0.3m防撞栏杆，1.1m锚定区，桥面总宽为2(3.5+1.2+0.3+1.1)=12.2m吊杆布置：在主梁范围内布置49对吊杆，间距为5.2m,双面布置。主梁布置: 主跨主梁为混凝土板梁，梁宽12.2m，梁高边缘0.95m，中间0.6m。主缆:采用镀锌钢丝编制而成，抗拉强度为1670MPa,采用预制平行丝股法(PPWS法)施工。吊索:吊索与主缆的连接方式采用销接式，吊索由抗拉强度为1670MPa的镀锌钢丝捻制而成。左主塔：采用混凝土H式框架结构，桥面以上30.5m，基顶以上为64.5m。右主塔：采用混凝土H式框架结构，桥面以上30.5m，基顶以上为46.5m。图4.2 悬索桥剖面图 (单位：mm)8图4.3 左桥塔三视图(单位：mm)图4.4 右桥塔三视图(单位：mm) 9（3）施工方法先修建主塔基础，基础为直径4m的圆形桩，长12m,采用机械挖桩的方法。待基础完工后，修建主塔（2.5m3.5m），预制边跨箱梁，修筑隧道锚定，随后架设猫道，同时架设两边跨箱梁，预制主梁。接着架设主缆，主缆采用分根、分股、成索、紧索的工艺施工。待主缆和边跨建好后，采用跨缆吊机，从桥塔向跨中方向对称架设主梁，跨中合龙。主梁靠近桥塔处每节长7.6m其余每节主梁为标准长4.8m 吊索悬掉点为每节的中点。主梁合龙后，连接各主梁湿接缝，使其成为整体。最后铺设桥面铺装，桥面铺张由中轴线向两边设置2%的横坡，以便于横向排水，最后修筑辅助设施。方案二、单跨上承式钢管混凝土拱桥本方案为单跨上承式钢管混凝土拱桥，三级公路标准，设计时速30km,双向两车道。（1）受力特征和传力过程以钢管混凝土受压为主要受力特征，在竖向荷载作用下产生水平推力。成桥后，车辆的活载传递路径为：桥面板纵梁横梁立柱拱肋地基（竖向和水平），受力明确。由于钢管对混凝土的套箍作用，约束了混凝土的横向变形，加强了混图4.5拱桥立面图（单位：mm）凝土的抗压强度，减少了截面尺寸，从而减轻了结构的自重，充分发挥了结构的特性，10满足了结构抗压的强度要求。另外，钢管的存在，也有利抵抗拱肋可能受到的弯矩。结构的上部结构大部分为钢结构，强度大，自重轻，增大了结构的承载力。结构在竖向荷载作用下会产生较大的水平的推力，而桥位处两岸的山坡和良好的地质能提供良好的水平支撑，充分发挥了地形优势。 （2）结构构造桥跨布置：桥跨采用单跨拱桥，桥总长298m，主跨240m。桥面布置：桥面单边布置为：3.5m机动车道，1.5m人行道，0.5m栏杆，桥面总宽为2（3.5+1.5+0.5）=11m。纵梁:纵梁为贯穿整个桥跨的钢桁架梁，梁高1.2m,梁宽0.8m,沿桥宽方向均匀布置三根纵梁，纵梁固定在横梁上。图 4.6拱桥剖面图(单位：mm)横梁：横梁高1.2m，宽0.8m，长11.5m，两边各悬挑1.2m。横梁固结在立柱上。立柱：立柱在桥跨范围内等间距分布，纵向间距为20m,立柱为刚结构，截面尺寸为0.6m*0.8m，一对立柱间的横向间距为8.5m,立柱根据不同的高度，在中间设置横向梁连11接，以增强立柱的稳定性和刚度。拱肋：全桥由两根主拱肋承担荷载，每根拱肋由四根直径为20cm的钢管混凝土组成的空间结构组成，混凝土等级为C50,拱肋高1.0m,宽0.6m.两拱肋在立柱的支点处设置横向连接，横向连接为米字连接，以保证足够的横向刚度和整体性。（3）施工方法本设计方案施工采用前支点悬挂法，先修筑拱脚处的基础，待其完成后，架设临时塔架，塔架采用钢结构，同时在两岸的山坡上修筑临时锚固点，随后修筑拱肋，拱肋采用组装钢管，现灌混凝土施工，拱肋钢管分节安装，每节的标准长度为4.0m，接口采用现场焊接，每节钢管安装到位后，挂上临时索，调好索力，随后往钢管内灌注混凝土，混凝土采用C50的高强混凝土，为了保证钢管内混凝土的密实度，混凝土要求有很好的流动性和坍落度。拱肋的施工由两边向跨中对称施工，在跨中合龙。待拱肋施工完毕后，拆除临时塔架，同时修筑两边的基础，随后便架设立柱，全桥14根立柱，采用现场组装，对称架设。立柱架设完后，架设横梁，纵梁，铺设桥面板，桥面板现在两岸预制，现场安装，由两岸向跨中对称铺设，桥面统一规格为 11.5m*19.8m,纵向设置湿接缝，最后修筑桥面铺张和附属设施。图4.7 施工立面图五、方案比选根据设计构思宗旨，桥型方案应从安全、适用、经济、美观等的原则出发，考虑多12单跨简支悬索桥拱肋的施工风险大，变化因数太多，一旦主肋施工施工过程较安全，国内经验丰富，富。结构大部分为钢结构，耗钢量大，前期投资较多。量大，对材料要求高，运营阶段维大。高，基础设置在两岸，桥面行车舒主缆和吊索的防腐要求高，后期需维修，耐久性一般感觉，气势磅礴，远看也充满霸气，结构简洁，线形优美，它的曲线给人美的感觉土方开挖量不大，能很好的保护原 基础较多，较大，临时锚固点的设置，土方开挖量有的地形地貌，建成后，可与当地环境组成一道美丽的风景单跨上承受钢管混凝土拱桥完毕，接下来的施工过程都比较安全，成桥后安全性很高，抗风能力强，抗震性差，国内施工经验丰成桥后几乎不用维修，后期费用很少，施工过程临时设施较多，机械动用多，施工费用较高，投资较跨度大，一次跨越峡谷，基础较低，要做防冲刷处理，适用性一般成桥后，几乎不用维修，一劳永逸，耐久性好较大，对原有环境破坏较大，但是成桥后，结构能很好的融入当地环境方面的因素来进行比选。最终所选桥型力求技术先进，安全可靠，适用耐久，同时满足工程数量省、造价低、投资少、经济合理，造型美观，与周边环境相协调等原则；另一方面，所选桥型应满足有成熟施工经验、所需施工设备少、工艺简单的要求，以减小施工难度、加快施工进度、节省投资金额、保证施工质量。结合桥梁设计的原则，对以上两个方案进行必选，并确定最终方案，必选结果如表5-1。表5-1 比选结果方案柔性体系，抗风性差，抗震能力好，安全有可借鉴的工程实例主缆和吊索为主要受力结构，耗钢经济修费用高，投资较大跨度大，一次跨过峡谷，桥下净空适用适，适用性好耐久柔性体系，动感十足，感人漂浮的美观可成为地标结构与环境的协调最终方案确定： 本着安全第一的原则，结合经济性、耐久性、适用性、美观等其他因素，借鉴国内外相关工程经验，经过对比，我推荐使用方案一，即单跨简支悬索桥。从上述表格可以看出这种桥型在各个方面的表现都令人满意的。悬索桥这种现代感极强的桥型将成为未来桥梁发展的趋势，成为未来的主流。13六、设计重点和难点，拟采用的研究手段1、设计重点和难点本设计为单跨简支悬索桥，设计计算复杂，施工工艺要求高。设计的重点和难点在于主缆和吊索的索力计算，主缆的计算分为施工和成桥两阶段，成桥阶段分析包括初始平衡状态分析以及在其它外力作用下的结构效应分析，在成桥阶段分析中采用线性化有限位移法。施工阶段，随着加劲主梁的架设，主缆线形不确定，在不断的变化和转换中，这时的计算更加复杂和重要，因而需进行施工阶段验算，以确保整个施工过程安全可靠。本方案的施工重点和难点则是主缆和主梁的架设，由于主缆是钢结构，受温度变化的影响较，而每根钢丝的位置要求精确无误，这就对施工工艺和施工监控提出了很高的要求。主梁的架设也是重点，由于架设主梁时，采用的是桥面吊机架设，而此时主梁尚未成型，结构柔性大，受侧面风的影响较大，因而需特别注意。2、研究手段由于结构属于多次超静定结构，手算几乎不能，因而只能依靠软件和计算机计算分析，本设计主要借助Midas Civil软件来进行悬索桥的分析，具体步骤如下：(1)正确拟定主缆、索塔、加劲梁、吊杆等构件的材料和截面特性；(2)通过建模助手进行有限元建模，并根据实际情况，对单元、边界条件和荷载进行一些必要的编辑，定义一个一次成桥的施工阶段(3) 运行分析后查看该施工阶段的位移是否接近于0以及一些构件的内力是否与几何刚度初始荷载表格或平衡单元节点内力表格的数据相同(4) 各项结果都满足要求后即可进行成桥阶段的各种分析和倒拆施工阶段分析。七、设计进度计划1、英语翻译：1-2周；2、方案必选：3-4周；3、结构计算（计算软件学习）：1-7周；4、结构计算（成桥阶段计算）：7-9周；5、施工方法设计：10周；6、成桥阶段计算分析：11周；7、荷载组合承载能力分析：12-13周；14-458、绘图：14周；9、完成设计递交修改：15周；10、完成修改进行答辩：16-19周。八、参考文献1范立础桥梁工程(上、下册)(土木工程专业用)M北京：人民交通出版社，19932姚林森桥梁工程(公路与城市道路工程专业用)M北京：人民交通出版社，19853颜东煌，李学文桥梁电算M北京：湖南大学出版社，19994李传习，夏桂云大跨度桥梁结构计算理论M北京：人民交通出版社，20025周念先桥梁方案比选M北京：人民交通出版社，19976王文涛刚构连续组合梁桥M北京：人民交通出版社，19957范立础预应力混凝土连续梁桥M北京：人民交通出版社，19998林元培斜拉桥M北京：人民交通出版社，19949陈宝春钢管混凝土拱桥设计与施工M北京：人民交通出版社，199910严国敏现代悬索桥M北京：人民交通出版社，200211邵旭东桥梁设计百问M北京：人民交通出版社，200312叶见曙结构设计原理(第二版)M北京：人民交通出版社，200513陈忠延土木工程专业毕业设计指南（桥梁工程专业）M北京：人民交通出版社，200214易建国桥梁计算实例集混凝土简支梁（板）桥M北京：人民交通出版社，199115其他参考书：各类设计手册、施工手册和软件使用手册.16. JonHeacock,P.E,Steven starkey,P.E.David Goodyear,P.E.,NormSmit,P.E,S.E.Cliff-HangerJ.Civil -Engineering,2001:January,4117. Prestressed concrete (Third edition), Dr.Edward G.Nawy, P.E. Prentice hall,upper Saddle River, New Jersey 0745815指导教师意见签名： 月 日教研室（学术小组）意见教研室主任（学术小组长）（签章）：月 日16 附件 1 毕业设计开题报告毕业设计开题报告 题目题目：云南黄凳水电站三角河桥施工图设计：云南黄凳水电站三角河桥施工图设计 课课 题题 类类 别：别： 设计设计 论文论文 学学 生生 姓姓 名：名： 颜俊卿颜俊卿 学学 号：号： 201025020222 班班 级：级： 桥梁桥梁 1010- -0303 班班 专业（全称） ：专业（全称） ：土木工程专业土木工程专业( (桥梁工程方向桥梁工程方向) ) 指指 导导 教教 师：师： 田仲初、蒋田勇田仲初、蒋田勇 20142014 年年 03 03 月月 1 一、本课题设计的目的一、本课题设计的目的 (1)掌握桥梁的基本概念，增强综合运用各种所学知识的能力； (2)培养分析问题和解决问题的独立工作能力； (3)提高桥梁结构分析能力和运用电算的能力， 掌握一到两种商业软件对桥梁的计算方法； (4)通过桥梁毕业设计,熟悉桥梁设计的整个过程，加强对规范手册的了解和应用； (5)提高计算绘图,查阅文献,使用桥梁规范和设计手册,填写技术文件,运用办公软件等基本技能,树立正确的设计思想,逐步掌握设计原则,设计方法,设计步骤； (6)掌握设计的基本原则、设计方法、步骤，提高计算、绘图、查阅文献、使用桥梁规范手册和编写技术文件及计算机辅助设计（CAD）等基本技能，为毕业后从事桥梁技术工作打好基础； (7)培养严肃认真，一丝不苟的学习态度和刻苦钻研、勇于创新的科学精神； (8)学习查阅外文文献并对其进行翻译； (9)熟悉论文的标准格式。 二、工程概况二、工程概况 云南黄凳水电站三角河桥，地处库区，两岸为山坡，左岸坡度较小，右岸地势较陡，地质情况良好（桥位平面图和地质剖面图如下），但是桥位处峡谷较深，水位较高，搭 图 2.1 地形平面图 2 设脚手架费用高，难度大，而且该桥跨度大，在 200m 以上，不适宜连续和钢构桥的施工，而拱桥，悬索桥最具有竞争力。因而，在本次设计中，以钢管混凝土拱桥悬索桥为首选方案，对其进行初步设计。 图 2.2 地质剖面图 三、国内发展现状和未来趋势三、国内发展现状和未来趋势 1、悬索桥 悬索桥就是指以悬索为主要承重结构的桥。它的历史是古老的，婆罗洲、老挝、爪哇原始藤竹桥，就是最早的悬索桥。其主要构造是：缆，塔，锚，吊索及桥面，一般还有加劲梁。其受力特征是：荷载由吊索传至缆，传力途径简捷，明确。悬索桥有如下特点：构造简单，受力明确；跨径越大，材料耗损越少，造价越低；结构及构件简单、轻便和易于标准化；构件容易运输，便于用悬吊法拼装，不受地形、航道和季节的影响。目前，全世界跨径大于 1000m 的桥，都是悬索桥，就是这个原因。近代悬索桥的主缆用高强钢丝束制成， 这种钢丝束的容许应力很高， 对承重结构没有任何削弱； 建筑高度小，易于加固和改建。这些特点表明，悬索桥的自重较轻，在刚度满足使用要求的情况下，能充分显示其优越性。迄今为止，世界上已出现三个悬索桥大国，即美国，英国，日本和我国。 美国的悬索桥出现较早 ，主要有以下特点：主梁采用 AS 法假设，加劲梁采用非连续的钢桁梁，适应双层桥面，并在桥塔处设有伸缩缝，桥塔采用铆接或栓接刚结构，吊索采用竖直的 4 股骑跨式，索夹分为左右两半，在其上下采用水平高强螺栓紧固，鞍座采用大型铸钢件，桥面板采用 RC 构件。 3 图 3.1 美国金门大桥 英国的悬索桥由于出现晚些，故自成流派：采用流线型扁平钢箱梁作为加劲梁，早期采用铰接斜吊索，经赛文桥、博斯普鲁斯一桥以及恒伯尔桥的实践后，博斯普鲁斯二桥改回到垂直吊索，索夹分为上下两半，在其两侧采用垂直于主缆的高强螺栓紧固，桥塔分为焊接钢结构或钢筋混凝土结构，钢桥面板采用沥青混合料铺装。 图 3.2 英国恒比尔大桥 日本的悬索桥出现较晚，故也有其相应技术随时代进步的特色，主要特点如下：采用预制平行钢丝索股架设主缆，简称 PWS 法，加劲梁主要沿袭美国流派的 4 钢桁梁型式，但近年来对非双层桥面的梁体已转向采用流线型扁平钢箱梁，吊索沿袭美国流派的竖直 4 股骑跨式，不接受英国流派的斜吊索，桥塔采用钢结构，主要采用焊接方式，鞍座采用铸焊混合方式，采用钢桥面板沥青混合料铺装桥面，主缆索股与锚碇内钢构架采用预应力工艺锚固。 图 3.3 日本明石峡大桥 我国进入 20 世纪 90 年代以来，现代悬索桥的建设揭开了新的历史篇章，修建了一批结构复杂、造型美观的大跨悬索桥。进入 21 世纪，我国又建设了几座各具特色的大跨度现代悬索桥，如舟山西堠门大桥主跨 1650m，位居世界第二,世界上最长的钢箱梁悬索桥，2007 建成；坝陵河大桥，中国最大的钢桁加劲梁悬索桥，主跨 1088m，2009 年 12 月建成通车；矮寨特大悬索桥 2012 年建成通车，创造了四项世界第一；南京长江四桥，主跨 1418m 为国内跨径最大的双塔三跨悬索桥，于 2012 年底建成通车；江苏泰州长江大桥世界首座三塔两跨千米级三塔双跨钢箱梁悬索桥，2012 年建成通车。现在在建的悬索桥有马鞍山长江大桥，预计 2013年年底可建成通车；河南武西高速公路桃花峪黄河大桥,主跨为 406m,为目前世界上最大跨度的钢箱梁自锚式悬索桥，预计 2013 年 10 年建成通车；武汉鹦鹉洲长江大桥世界上跨度最大的三塔四跨悬索桥， 预计 2014 年完工； 等等这些都表明，我国悬索桥的建设技术已经赶上了世界先进水平。 5 图 3.4 中国矮寨大桥 除了以上三个悬索桥大国之外，世界其他各国(包括我国)对加劲梁基本上都接受了英国流派的流线型扁平钢箱梁形式，对吊索仍保持美国流派的竖直形式。但按照各桥具体情况分别采用 4 股骑跨式或双股铰接方式；对主缆架设方法我国引用日本的 PPWS 法，欧洲(特别是英国)仍喜欢用 AS；对鞍座与锚碇内的锚固方式都分别偏向采用铸焊混合结构与预应力锚固工艺。 目前， 跨度最大的悬索桥是 1988年 4 月建成的日本明石海峡大桥， 该桥的结构形式为 960m+1991m+960m 的三跨悬索桥。 2、钢管混凝土桥 钢管混凝土桥是兴起于上世纪 90 年代的一种桥型，属于钢混凝土组合结构中的一种，是一种比较年轻的桥型。拱桥的受力主要是受压为主，通过其独特的结构将压力转变为推力，传给墩台。其传力途径如下：恒载和活载作用在主梁上，主梁通过拉杆或者腹孔墩将荷载传至主拱圈，再由主拱圈传至墩台。钢管混凝土拱桥的受力原理是将钢管内填充混凝土，由于钢管的径向约束而限制受压混凝土的膨胀，使混凝土处于三向受压状态，从而显著提高混凝土的抗压强度。同时钢管兼有纵向主筋和横向套箍的作用，同时可作为施工模板，方便混凝土浇筑，施工过程中，钢管可作为劲性承重骨架，其焊接工作简单，吊装重量轻，从而能简化施工工艺，缩短施工工期。 中国的钢管混凝土拱桥真正的发展是在 20 世纪 90 年代。我国第一座钢管混凝土拱桥是 1990 年建成的四川旺苍东河大桥，跨径 110m，据不完全统计，十多年来我国己建的和在建的钢管混凝土拱桥约有 200 多座，其中跨径超过 200m 的有 30 多座。 6 图 3.5 支架河大桥 1995 年，广东三山西大桥是第一座跨径超过 200m 的钢管混凝土拱桥，也是第一座飞燕式拱桥。飞燕式钢管混凝土拱桥通过系杆来平衡主拱所产生的大部分水平推力，大大降低了平原或软基地区拱桥下部与基础的工程量与造价，且造型美观在我国得到了迅速发展，相继建成的有武汉市江汉五桥、江苏徐州京杭运河特大桥、南昌市生米特大 图 3.6 广州丫髻沙大桥 桥等。尤其是建成于 2000 年跨径组合 76+360+76 的丫髻沙大桥，把这一桥型，也可以说把钢管混凝土拱桥的跨径推上了一个新的台阶。 2006 年， 我国建成了世界当时最大跨的钢管混凝土拱桥，460m 的巫山长江大桥，2007 年建成通车的重庆菜园坝大桥，首创了刚箱提篮拱这一桥型；现在在建的合江长江一桥，是主跨 530m 的中承式钢管混凝土拱桥，预计 2013 年完工，建成后为世界上同类型结构的跨度最大。 7 这类桥型的施工常用是分段吊装施工：首先分段吊装钢管后焊接，现将主拱圈架设起来，利用混凝土泵车将混凝土压注到钢管内，待主拱圈完成后，再架设主梁，通过拉杆，将主梁和主拱圈联系起来。在涉及到跨线或是跨越不大河流时，为了不影响交通，也常采用转体施工 四、设计方案四、设计方案 方案一、单跨悬索桥方案一、单跨悬索桥 本方案为单跨简支悬索桥，三级公路标准，设计时速 30km,双向单车道。 （1）受力特征和传力过程 以主缆受拉为主要受力特性， 充分发挥了钢材受拉强度高的能力， 合理利用了材料。成桥后，车辆的活载和结构的自重通过吊索传递给主缆，主缆和吊索承受很大的拉力，从而为抵抗活载效应提供了刚度，主缆的拉力最终通过隧道锚定传递到地基。主塔承受着主缆在竖向的分力，以受压为主，这也充分发挥了混凝土受压强度高的特点，充分利用材料的特性。钢桁架主梁构造简单，刚度大，一方面减轻了结构的自重，另一方面加强了桥面的刚度，有利于结构的抗风和挠度控制。由于悬索桥为柔性体系，制作和架设误差及温度变化对梁的受力无影响，减少了次内力对结构的影响，悬索桥方案的立面图见下图。 图 4.1 悬索桥立面图（单位：mm） （2）结构构造 桥跨布置：桥总长 295m,主跨 260m,采用 21.5m+260m+13.5m 布置，垂跨比为 1/10， 8 宽跨比为 1/20（保证有足够的横向刚度） 。 桥面布置：桥面单边布置为 3.5m 行车道，1.2m 人行道，0.3m 防撞栏杆，1.1m 锚定区，桥面总宽为 2(3.5+1.2+0.3+1.1)=12.2m 吊杆布置：在主梁范围内布置 49 对吊杆，间距为 5.2m,双面布置。 主梁布置: 主跨主梁为混凝土板梁，梁宽 12.2m，梁高边缘 0.95m，中间 0.6m。 主缆:采用镀锌钢丝编制而成，抗拉强度为 1670MPa,采用预制平行丝股法(PPWS 法)施工。 吊索:吊索与主缆的连接方式采用销接式，吊索由抗拉强度为 1670MPa 的镀锌钢丝捻制而成。 左主塔：采用混凝土 H 式框架结构，桥面以上 30.5m，基顶以上为 64.5m。 右主塔：采用混凝土 H 式框架结构，桥面以上 30.5m，基顶以上为 46.5m。 图 4.2 悬索桥剖面图 (单位：mm) 9 图 4.3 左桥塔三视图(单位：mm) 图 4.4 右桥塔三视图(单位：mm) 10 （3）施工方法 先修建主塔基础，基础为直径 4m 的圆形桩，长 12m,采用机械挖桩的方法。待基础完工后，修建主塔（2.5m3.5m） ，预制边跨箱梁，修筑隧道锚定，随后架设猫道，同时架设两边跨箱梁，预制主梁。接着架设主缆，主缆采用分根、分股、成索、紧索的工艺施工。待主缆和边跨建好后，采用跨缆吊机，从桥塔向跨中方向对称架设主梁，跨中合龙。主梁靠近桥塔处每节长 7.6m 其余每节主梁为标准长 4.8m 吊索悬掉点为每节的中点。主梁合龙后，连接各主梁湿接缝，使其成为整体。最后铺设桥面铺装，桥面铺张由中轴线向两边设置 2%的横坡，以便于横向排水，最后修筑辅助设施。 方案二、单跨上承式钢管混凝土拱桥方案二、单跨上承式钢管混凝土拱桥 本方案为单跨上承式钢管混凝土拱桥， 三级公路标准， 设计时速 30km,双向两车道。 （1）受力特征和传力过程 以钢管混凝土受压为主要受力特征，在竖向荷载作用下产生水平推力。成桥后，车辆的活载传递路径为：桥面板纵梁横梁立柱拱肋地基（竖向和水平） ，受力明确。由于钢管对混凝土的套箍作用，约束了混凝土的横向变形，加强了混 图 4.5 拱桥立面图（单位：mm） 凝土的抗压强度，减少了截面尺寸，从而减轻了结构的自重，充分发挥了结构的特性， 11 满足了结构抗压的强度要求。另外，钢管的存在，也有利抵抗拱肋可能受到的弯矩。结构的上部结构大部分为钢结构，强度大，自重轻，增大了结构的承载力。结构在竖向荷载作用下会产生较大的水平的推力，而桥位处两岸的山坡和良好的地质能提供良好的水平支撑，充分发挥了地形优势。 （2）结构构造 桥跨布置：桥跨采用单跨拱桥，桥总长 298m，主跨 240m。 桥面布置：桥面单边布置为：3.5m 机动车道，1.5m 人行道，0.5m 栏杆，桥面总宽为 2（3.5+1.5+0.5）=11m。 纵梁:纵梁为贯穿整个桥跨的钢桁架梁，梁高 1.2m,梁宽 0.8m,沿桥宽方向均匀布置三根纵梁，纵梁固定在横梁上。 图 4.6 拱桥剖面图(单位：mm) 横梁：横梁高 1.2m，宽 0.8m，长 11.5m，两边各悬挑 1.2m。横梁固结在立柱上。 立柱：立柱在桥跨范围内等间距分布，纵向间距为 20m,立柱为刚结构，截面尺寸为0.6m*0.8m， 一对立柱间的横向间距为 8.5m,立柱根据不同的高度， 在中间设置横向梁连 12 接，以增强立柱的稳定性和刚度。 拱肋：全桥由两根主拱肋承担荷载，每根拱肋由四根直径为 20cm 的钢管混凝土组成的空间结构组成，混凝土等级为 C50,拱肋高 1.0m,宽 0.6m.两拱肋在立柱的支点处设置横向连接，横向连接为米字连接，以保证足够的横向刚度和整体性。 （3）施工方法 本设计方案施工采用前支点悬挂法，先修筑拱脚处的基础，待其完成后，架设临时塔架，塔架采用钢结构，同时在两岸的山坡上修筑临时锚固点，随后修筑拱肋，拱肋采用组装钢管，现灌混凝土施工，拱肋钢管分节安装，每节的标准长度为 4.0m，接口采用现场焊接，每节钢管安装到位后，挂上临时索，调好索力，随后往钢管内灌注混凝土，混凝土采用 C50 的高强混凝土，为了保证钢管内混凝土的密实度，混凝土要求有很好的流动性和坍落度。 拱肋的施工由两边向跨中对称施工， 在跨中合龙。 待拱肋施工完毕后，拆除临时塔架，同时修筑两边的基础，随后便架设立柱，全桥 14 根立柱，采用现场组装，对称架设。立柱架设完后，架设横梁，纵梁，铺设桥面板，桥面板现在两岸预制，现场安装，由两岸向跨中对称铺设，桥面统一规格为 11.5m*19.8m,纵向设置湿接缝，最后修筑桥面铺张和附属设施。 图 4.7 施工立面图 五、方案比选五、方案比选 根据设计构思宗旨，桥型方案应从安全、适用、经济、美观等的原则出发，考虑多 13 方面的因素来进行比选。最终所选桥型力求技术先进，安全可靠，适用耐久，同时满足工程数量省、造价低、投资少、经济合理，造型美观，与周边环境相协调等原则；另一方面，所选桥型应满足有成熟施工经验、所需施工设备少、工艺简单的要求，以减小施工难度、加快施工进度、节省投资金额、保证施工质量。结合桥梁设计的原则，对以上两个方案进行必选，并确定最终方案，必选结果如表 5-1。 表表 5 5- -1 1 比选结果比选结果 方案 单跨简支悬索桥 单跨上承受钢管混凝土拱桥 安全 柔性体系，抗风性差，抗震能力好，施工过程较安全，国内经验丰富，有可借鉴的工程实例 拱肋的施工风险大，变化因数太多，一旦
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