桥型方案比选

关于桥型方案的比较和选择(参考实例)(原始设计数据1.地形、地貌、气象、工程地质、水文地质、地震烈度等自然条件(1)气象：天津气候属于暖温带半湿润大陆性季风气候区，部分地区受海洋气候影响。四季分明，冬季寒冷干燥，春季大风频繁，夏季炎热多雨，降雨集中，秋季冷暖变化显著。年平均气温12.20，冷月最高气温为-40，7月平均气温为26.40(2)工程地质：天津地铁1号线穿越的区域位于海河冲积平原。地势平坦，地势低平，地下水位埋深较浅。沿线分布有较多的粉砂、细砂和粉土，均为地震液化层。有些路段有地震液化现象。沿线地层简单，第四纪地层广泛发育。地层自上而下依次为人工堆积层、新沉积层、上部陆相层、第一海相层、中上部陆相层、上部和中上部地层。厚度超过10米的软土被广泛开发和沉积。A.人工填土，5m厚，k=100kpaB.粉质粘土，中密，15m厚，k=150kpaC.粉质粘土，致密，15m厚，k=180kpaD.粉质粘土，致密，10m厚，k=190 kpa。第一章方案比选一、桥梁方案的比选桥梁的形式可分为拱桥、梁桥、梁拱组合桥和斜拉桥。选择三种进行比较，最后从安全性、功能性、经济性、美观性、施工性、占地性和工期等方面确定桥梁形式。桥梁设计原则1.适应性桥梁应确保车辆和人员的安全和畅通，并应满足未来交通增长的需要。桥下应满足泄洪、通航或交通安全的要求。竣工桥梁应有保证的使用寿命，便于检查和维护。2.舒适和安全现代桥梁设计越来越强调舒适。应控制桥梁的垂直和横向振幅，以避免车辆对桥梁的振动和冲击。在制造、运输、安装和使用过程中，整个桥跨结构和各构件应具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性。3.经济设计的经济性通常应该放在首位。经济应该综合发展前景和未来的维护和修理费用。4.先进的桥梁设计应体现现代桥梁建设的新技术。应便于制造和架设，应尽量使用先进的技术和施工机械、设备，以减轻劳动强度，加快施工进度，保证工程质量和施工安全。5.美人一座桥，尤其是一座位于城市中的桥，应该有一个美丽的外观，并与周围的风景相协调。合理的结构布局和轮廓是美的主要因素，美绝不应被理解为奢华的装饰。根据上述原则，应对该桥进行综合评价。梁桥梁桥是指在竖向荷载作用下，结构只产生竖向反力而不产生水平推力的桥梁。预应力混凝土梁桥受力明确，理论计算简单，设计和施工方法日趋完善和成熟。预应力混凝土梁桥具有以下主要特点：1)混凝土材料以砂石为主，可就地取材，成本低；2)结构造型灵活，造型好，可根据使用要求铸造成各种形状的结构；3)结构的耐久性和耐火性较好，竣工后维护费用较少。4)结构整体性好，刚性大，变性小；5)可以采用预制结构来规范桥梁构件，实现工业化生产；6)结构自重大，消耗了材料的大部分强度，从而大大限制了其跨越能力；7)预应力混凝土梁桥可以有效地使用高强度材料，并显著降低自重在所有设计荷载中的比例，拱桥的静力特性是在垂直力的作用下，拱桥两端不仅有垂直反力，还有水平反力。由于水平反作用力，拱的弯矩大大降低。例如，在均布荷载Q的作用下，简支梁的跨中弯矩为qL2/8，整梁的弯矩图为抛物线，而抛物线拱轴线的三铰拱的任意截面弯矩为零，拱只承受轴向压力。设计合理的拱轴主要承受压力，弯矩和剪力较小，拱的跨度比梁的跨度大得多。由于拱是一种主要承受压力的结构，因此可以充分利用抗拉和抗压性能差的石头和混凝土来建造。石头拱门对石头有很高的需求，石头加工、采矿和砖石工程都很昂贵，现在很少使用。具有承受水平推力的墩台的推力拱桥要求支撑拱和基础的墩台必须承受拱端的强大推力，因此建造推力拱桥需要良好的基础。对于多跨连续拱桥，应采取特殊措施防止一跨损坏整桥，或安装单向推力墩承受不平衡推力。天津地铁1号线施工场地地质条件为软土地基，不考虑桥型。梁拱组合桥在软土地基上修建拱桥时，桥台存在抵抗水平推力的薄弱环节。因此，采用大吨位预应力筋来承受拱的水平推力。预应力筋的主体是系梁，即加劲纵梁，根据以梁桥为矩阵的各种梁桥的弯矩包络图，用拱来加固。通过这种方式，可以减轻桥梁结构，同时可以提高这种桥梁的通过能力。这种桥不仅技术经济指标先进，造价低廉，而且造型美观，体现了产出与美观的统一，结构形式与环境的和谐，增加了城市的景观。斜拉桥斜拉桥的特点是通过固定在索塔上的斜拉索支撑梁跨。该梁为多跨弹性支撑梁。梁中的弯矩基本上与桥梁的跨度无关，但与电缆间距有关。适用于大跨度和超大跨度桥梁。目前，还没有其他类型的桥梁能超过它们的跨度。斜拉桥和悬索桥的区别在于，斜拉桥直接锚固在主梁上，这被称为自锚式体系。缆索承受巨大的拉力，缆索的水平分量导致主梁受压，因此塔架和梁都是弯曲构件。由于斜拉桥主梁通过张拉斜拉索直接与塔相连，主梁的抗弯和抗扭刚度有所提高，在动力特性上一般比悬索桥好得多。悬索桥的主缆索是承重缆索，它通过吊索悬挂加劲梁。缆绳的两端都锚定在地面上，这被称为地面锚定系统。斜拉桥施工方便，桥型美观，材料消耗少，主梁高度小，梁底直线容易满足通航和泄洪要求，动力性能好。它的发展非常迅速，跨度不断增加。然而，实际跨度不大，这种桥型将不予考虑。目前，我国城市轨道交通高架桥结构一般考虑简支梁和连续梁的结构形式。简支梁受力明确，受无缝钢轨温度变化产生的附加力和特殊力影响较小。设计和构造易于标准化和简化。然而，其梁高较大，景观稍差，行车条件不如连续梁。与相同跨度的简支梁相比，连续梁结构可以降低梁的高度，节省工程数量，有助于争取桥下净空，改善景观。它的结构在竖向荷载的作用下，预应力混凝土连续梁桥的支座只产生竖向反力，不产生水平推力。该结构造型灵活，造型好，可根据使用要求铸造成各种形状的结构，整体性好，刚性较大，变性较小。应力清晰，理论计算简单，设计和施工方法日趋完善和成熟。在垂直载荷的作用下，它的支撑只产生垂直反作用力，而不产生水平推力。该结构造型灵活，整体性好，刚度大。它的跨度很小；此外，横梁的高度相当高，与城市景观不协调。在软土地基上修建拱桥时，桥台存在抵抗水平推力的薄弱环节。因此，采用大吨位预应力筋来承受拱的水平推力。预应力筋的主体是系梁，即加劲纵梁，根据以梁桥为矩阵的各种梁桥的弯矩包络图，用拱来加固。通过这种方式，可以减轻桥梁结构，同时可以提高这种桥梁的通过能力。建筑造型另一方面，线条清晰，与当地地形相匹配，看起来美观大方。跨度一般，线条清晰，但单调，与景观不协调。长跨度、美丽的线条和与环境的和谐增加了城市的景观。维护数量小小更大的设计的技术水平在中国有经验和先进经验丰富，国内先进水平经验是平均的，家庭水平是平均的。建筑技术全框架法：该结构不经历体系转换，不引起恒载徐变次弯矩，具有预应力筋一次布置、集中张拉等优点。施工通常很困难。预制T形构件运输至施工现场，用现浇混凝土连接T形梁。其特点是外形简单，制造方便，整体性好。转体施工方法：对周边地区影响不大。结构的单独施工和最终封闭可以加快施工周期。这是近十年来出现的一种新的施工方法，施工难度很大。工作周期更短更短更长的方案比较和选择从上表可以看出，根据天津地铁1号线的情况和桥梁设计原则，第一种方案在经济上优于第三种方案。跨度满足要求，景观与环境协调，优于第二方案。工期短，不会影响整个项目的进度。施工不那么困难。根据当地地质条件，采用桩基础来加强地基强度。因此，选择第一个方案作为第一选择。二、梁截面形式梁截面考虑了可采用的梁类型，如箱形梁、组合箱形梁、槽形梁、丁字梁等。连续单箱梁方案结构整体性强，抗扭刚度大，适应性强。景观效果好。该计划要求现场浇筑混凝土和张拉预应力需要大量的工作，但全线可以同时施工。施工期间施工工期不受控制，对桥下道路交通的影响略大于其他方案。简支组合箱梁结构整体性强，抗扭刚度大，适应性强。双箱梁预制吊装，预制板铺设，重量轻。然而，从桥下看，景观效果稍差。预制厂到施工现场的运输要求相对较低，运输成本相对较低。但是，桥面需要现浇施工，因此增加了现场作业量，并相应延长了施工工期。然而，外观差，蠕变变形大。无缝线路整体道床的结构形式存在后期维护工作量大的缺点。槽形梁是一种下承式结构。它的主要优点是重量轻，外形美观，建筑高度最低，两边的主梁可以作为一部分T梁结构受力明确，设计和施工经验成熟，跨越能力大。施工可采用预制吊装法，施工进度快。该方案中建筑结构的高度最高，梁底呈网状，景观效果较差。同时，尽管盖梁比槽梁方案短，但它比其他梁类型长。在设计过程中，盖梁还必须设计成预应力钢筋混凝土盖梁。此外，预制和吊装的实施过程也存在与其他预制梁相同的问题。相比之下，箱梁抗扭刚度大，整体力学和动力稳定性好，外形简单，适应性强。可用于直线、曲线、折返线和缓和曲线等。施工技术成熟，成本适中。因此，结合工程特点和施工条件，选择连续箱梁。箱形梁的截面图如下：三、桥墩方案比较桥墩类型包括重力实心墩、空心墩、柱式墩、轻型墩和装配式墩。重力式实心桥墩主要依靠自身重力来平衡外力，保证桥墩的稳定性，适用于基础良好的桥梁。重力墩通常由混凝土或碎石混凝土建造，具有较大的街道尺寸和体积以及较厚的外观，很少用于城市桥梁。空心墩适用于长度长、河谷深的桥梁，可以减少大量的砌体。柱式桥墩广泛应用于公路桥梁、城市桥梁、立交桥和中小跨度铁路干桥。这种桥墩不仅可以减轻墩身重量，节省砌筑材料，而且外形美观，结构轻巧，桥下能见度好。轻型墩适用于小跨径、低墩、三孔