镇原县茹河四号大桥方案比选.doc

镇原县茹河四号大桥方案比选1、 背景 茹河由西向东纵贯镇原县城关镇等7个乡镇，流域两岸有川台地2.6万余亩，水土自然资源丰富，发展瓜果疏菜产业具有得天独厚的优势，但受茹河限制，项目区群众生产劳动要涉水过河，每到汛期，无法通行，需绕道10公里才能过河，生产生活极为不便。拟建桥址处为当地交通枢纽中心，桥梁南岸通过镇北路可与省道303线和318线相接，经省道303线向东可达屯子镇、肖金镇、长庆桥、宁县等地，沿省道318线向西经平泉镇、新城镇等乡镇后与国道312线相连；北岸与省道318线相接，可达寇家庙、太平乡、西峰区等县、乡。该项目的建设对改善当地群众通行条件，促进农业种植结构调整，推动项目区经济社会发展具有重要作用。对镇原县茹河四号大桥在满足交通组织、反映地区特色的前提下提出三种初步设计方案。2、 主要技术指标 （1）荷载等级：公路-I级 （2）桥面宽度：0.25m（栏杆）+1.5m(人)+9m(车)+1.5m(人)+0.25m（栏杆） （3）设计洪水频率：1/100 （4）地震烈度：7级 （5）跨径组成：9*20m预应力混凝土空心板梁 （6）桥面纵坡：0.5% （7）桥面横坡：2% （8）最大冻土深度：0.82m （9）通航标准：不考虑通航要求 三、水文地质情况 1、水文 该桥位于甘肃省庆阳市镇原县茹河上，茹河发源于宁夏固原，途经镇原县 武沟、开边、城关镇、屯子、彭阳等乡东流注入蒲河，全长171.4km，流域面积3377km 2、地质该桥处根据地质特征，将图层自上而下划分为3个工程地质层，4个工程地质亚层，分述如下：第1层：人工填土（耕植土）第2层：圆砾第3-1层：强风化岩第3-2层：弱风化基岩3、地下水拟建场地内地下水主要为第2层中孔隙水。该地下水与茹河水联系密切，且成互补关系。据经验值，圆砾层的渗透系数为150-500m/d。基岩仅有少量裂隙水。在本次勘探期内岸上钻孔成孔后孔内稳定水位埋深约0.60-3.10米。4、 桥型布置在上述水文和地质情况下，综合考虑安全、适用、经济、美观等因素提出以下三种方案：方案一：预应力混凝土简支空心板梁桥（9*20m）预应力混凝土简支桥梁以其独有的外形简单、质量较轻、制作和架设方便等优点，在桥梁工程中被广泛运用，并成为中小跨径桥梁的首选桥型。而预应力混凝土空心板梁桥建筑高度小、自重轻、结构断面受力合理，钢束分散布置，避免了锚下混凝土应力集中，节省钢筋，经济效益好等优点在现代交通工程中有着较为广泛的应用。该方案的优点在于桥面系连续，桥梁造型简洁流畅，施工快捷方便，工期短，成本较低；缺点在于缺点是桥型普通，不能很好体现桥梁造型美观、新颖，富有时代特点的功能，并且下部桥墩较多，阻水面积较大，不利于行洪。 方案二：预应力混凝土变截面连续梁桥（52m+76m+52m） 连续梁桥在结构重力和汽车荷载等恒、活载作用下，主梁受弯，跨中截面承受正弯矩，中间支点截面承受负弯矩，通常支点截面负弯矩比跨中截面正弯矩大。作为超静定结构，温度变化、混凝土收缩徐变、基础变位以及预加力等会使桥梁结构产生次内力。由于预应力结构可以有效地避免混凝土开裂，能充分发挥高强材料的特性，促使结构轻型化，预应力混凝土连续梁桥具有比钢筋混凝土连续梁桥较大的跨越能力，加之它具有变形和缓、伸缩缝少、刚度大、行车平稳、超载能力大、养护简便等优点，所以在近代桥梁建筑中已得到越来越多的应用。该方案主桥桥面连续，无伸缩缝，行车平顺舒适，养护费用少，桥型线条简洁明快。采用悬臂拼装法施工。施工速度快，桥梁上部结构与下部结构可平行作业，但施工精度要求比较高。 方案三：下承式预应力桁架系杆拱桥这是一种拱式组合体系结构，由拱肋、系杆、弦杆、横梁、行车道梁（板）、桥面系等组合而成，其力学性能和材料指标往往优于同等设计条件的单一结构体系。其特点是将主要承受压力的拱肋和主要承受弯矩的行车道梁组合起来共同承受荷载，充分发挥被组合起来的各种单体结构的特长，以达到节省材料和降低对地基要求的设计构想。该方案采用的是外部静定的无推力拱式组合体系，兼有拱桥的较大跨越能力和和简支梁桥对地基适应能力强的两大特点。5、 方案点评 对于多跨中小跨度(1650 m)的桥梁，简支梁桥都是应用最为普遍的桥型。这种桥型一般用预制安装施工工艺，具有标准化程度高，适用于高精度制造和高精度安装，行车平顺，造型简洁流畅，而且上下部可以平行施工因而工期较短，桥梁的刚度及动力特性好等优点，各种桥梁的一期桥型。目前，简支梁桥在中小跨径桥梁中具有最为强劲的竞争力，这得益于上世纪80年代初期发展起来的“桥面连续构造”。桥面连续构造的成熟使得多跨简支梁桥不必每道梁缝设置伸缩缝，而是若干跨一联集中设置大位移伸缩缝，彻底解决了以往多跨简支梁桥伸缩缝多，养护维修困难，行车不顺甚至跳车等影响桥梁服务水平的致命弱点。 该桥位于甘肃省镇原县金龙自然村村部北侧,无通航要求，对建筑高度要求不高，所需承担