设计说明书(正式稿)

1、1 桥梁初步设计总说明1.1 设计要求1.1.1设计题目桥梁的初步设计1.1.2设计内容和设计成果桥梁初步设计（1）桥型比较方案图（4种以上桥型，梁、拱、斜拉、悬索4种桥型均应包括）（2）桥型方案设计图（从比较方案中选择2种桥型，详绘立面、平面、横断面，应体现上部结构和墩台主要尺寸）（3）编制概算1.1.3设计标准（1）设计荷载：公路级，双向两车道；（2）设计车速：100km/h；（3）桥面净宽：0.5m(防撞墙)+1.25m（硬路肩）+3.75m（行车道）2=11.5m，主桥两侧还有2m宽的人行道；（4）桥面纵坡：纵坡1%-2%，横坡2%；（5）设计水位：H1%=65.44m ，H 最低水位

2、=53.89m；（6）通航水位：H5%=60.13m；（7）通航等级：（1）级2个航道；（8）桥孔净跨：L660m。1.1.4主要技术规范（1）公路工程技术标准JPG B01-2003；（2）公路桥涵设计通用规范JPG D60-2004；（3）公路钢筋混凝土及预应力混凝土设计规范JTG D62-2004；（4）公路桥涵地基及基础设计规范JTJ 024-85；（5）公路桥涵施工技术规范JTJ 041-89。1.2桥型调研1.2.1连续梁桥资料表2.1 连续梁桥部分参数桥名跨径布置边中跨比截面（cm）形式顶板厚腹板厚底板厚南京长江二桥北汊桥90+3165+900.545两单箱室2840-9032-

3、140广湛高速九江大桥50+100+2165+100+500.625两单室箱2840-9032-140云南六库大桥85+154+850.552单室箱18-434430-120荆州三八洲桥100+6150+1000.667两单室箱18-4340-7032-115湖南白沙大桥90+150+900.6单室箱18-4340-7028-100肇庆西江大桥87+4136+870.640单室箱2550 65 7530-100常德沅水大桥84+3120+840.7单室箱3046-6830-85接上表2.1桥名 梁高（cm）高跨比（cm）梁宽（cm）根部跨中根部跨中顶底南京长江二桥北汊桥8.83.21/18.8

4、1/55.615.42广湛高速九江大桥9.03.01/17.81/53.311.911.5云南六库大桥8.532.831/18.11/54.410.05.0荆州三八洲桥8.03.31/18.81/45.512.57.0湖南白沙大桥8.53.51/17.71/42.913肇庆西江大桥8.03.01/17.01/45.322.010.0常德沅水大桥6.23.01/19.41/4017.69.0连续梁桥施工技术成熟可靠，理论成熟，是较早的桥梁形式。梁体连续,行车平顺，墩、梁分离，温度引起的次内力较小。与刚构桥相比，连续梁桥对基础要求较低，适合各种地基。主梁大都采用不等跨变截面布置，以适应内力的变化。

5、主梁底部的线性按等载强比原则选定线形，与变截面连续梁桥相类似。对于多于两跨的连续梁桥的边主跨比一般在0.6-0.8之间，当采用箱型截面的三跨连续梁时，边孔跨径甚至可以减少至中孔的0.5-0.7倍。有时为满足城市桥梁或跨线桥的交通要求而需加大中跨跨径时，也可将边主跨比定在0.5倍以下，此时需注意端支点负反力。主梁一般采用箱形截面，跟部截面的高跨比一般为1/16-1/18，跨中截面一般为1/1.5-1/2.5。表2.1中列取了部分连续梁桥的参数1.2.2斜拉桥资料表2.2 斜拉桥部分参数桥名（双塔斜拉桥）跨径布置边主跨比主梁宽度（m）铜陵长江公路大桥190+432+1900.44023武汉白沙荆州

6、长江公路大桥230+618+2300.37229南京长江二桥南汊桥305+628+3050.48633.6日本多多罗大桥270+890+3200.303 0.36030.6斜拉桥一般有两种布置方式：双塔三跨式和独塔斜拉式。斜拉桥的边主跨比与斜拉桥的整体刚度端锚索的应力变幅有很大关系。就双塔式而言，对于活载比重较小的桥梁，合理的边主跨比一般为0.4-0.45，对于活载比重较大桥梁，边主跨比宜为0.20-0.25，同样道理，钢斜拉桥边跨应比相同跨径混凝土斜拉桥的跨径小。表2.2中列出了部分双塔斜拉桥参数。塔的高度决定着整个桥梁的刚度和经济性。双塔三跨式的高跨比一般为1/4-1/7，独塔双跨式一般为

7、1/2.7-1/4.7。索面位置一般有三种：单索面、竖向双索面、斜向双索面。索面形状一般有：辐射式、竖琴式、扇形。主梁的高跨比的正常范围：对于双索面情形：1/100-1/150；对于单索面情形：1/50-1/100，且宽跨比不宜小于1/10。1.2.3悬索桥资料表2.3 悬索桥部分资料桥名跨径布置及边主跨比垂跨比加劲梁材料彩虹桥114+570+1140.21：10.2钢桁架梁大使桥236+56+2490.441：10.2钢桁架梁大岛桥140+560+1400.251：10.1钢箱梁Throngs-neek169+549+1690.311：10.5钢桁架梁ENERICH152+500+1520.

8、3041：11.2钢桁架梁悬索桥跨度比一般受具体桥位地形与地质条件制约，其取值的自由度较小。一般的跨度比为0.2-0.5之间，大部分在0.2-0.4之间。为了增强悬索桥的刚度，减小跨度比是一个最省最有效的方法，这时跨度比大约在0.2-0.32之间。表2.3中列出了部分悬索桥的跨径布置、垂跨比和主梁类型，下表2.4中列明了国内部分悬索桥吊索间距。表2.4 国内一些悬索桥的吊索间距 桥名中间吊索的间距（m）端吊索距塔中心间距（m）广东珠江虎门大桥1218江苏润杨长江大桥1620.5福建厦门海沧大桥1218云南祥临谰沧江大桥12/佛山平胜大桥12/1.2.4钢管混凝土拱桥资料钢管混凝土拱桥是近几年来

9、兴起的一种桥型，它属于钢混凝土组合结构中的一种，以受压为主。它一方面借助内填混凝土增强钢管壁的稳定性，同时又利用钢管对核心混凝土的套箍作用，使核心混凝土处于三向受压状态，从而具有抗压强度和抗变形能力。此外钢管混凝土拱桥还具有整体性能较好、强度高、塑性好、质量轻、耐疲劳、耐冲击等特点。表2.5中列出了国内部分采用钢管混凝土的拱桥。表2.5 部分钢管混凝土参数桥梁名称主跨（m）结构形式矢跨比（f/L）拱轴线形拱肋截面湖南南县茅草街大桥368飞雁式1/5m=1.543悬链线四管桁式四川巫山长江大桥460中承式1/3.8m=1.55悬链线四管桁式（变高）广西南宁永和大桥338中承式1/4.5四次抛物线

10、四管桁式浙江淳安南浦大桥308中承式1/5.5m=1.167悬链线四管桁式上海卢浦大桥（刚桥）550飞雁式1/5-重庆梅溪河大桥288中承式1/5悬链线四管桁式广西三岸浥江大桥256中承式1/5m=1.167悬链线四管桁式广州丫髻沙大桥360飞雁式1/4.5m=2.0悬链线六管桁式（变高）浙江铜瓦门大桥238中承式1/4.82修正二次抛物线四管桁式武汉汉江汉五桥240飞雁式1/5m=1.5悬链线四管桁式连徐高速京杭运河大桥235飞雁式1/4m=1.33悬链线平行四边四管桁式江苏邳州运河桥235飞雁式1/4-宜宾金沙江大桥260中承式1/4.5m=1.5悬链线四管桁式广东南海三山西桥200飞雁式

11、1/4.5-1.3桥型方案1.3.1构思宗旨a) 符合交通发展规划，满足交通功能需要及通航要求；b) 桥梁结构造型简洁，轻巧；c) 设计方案力求结构新颖，尽量采用具有特色的新结构，又要保证结构受力合理，技术可靠，施工方便。桥底标高桥底标高经计算可取以下各值的最大值：流水净空要求： H1=65.44+1.5=66.94m。 通航净空要求： 通航等级为：（1）级，净高为8m，通航水位为60.13m，则有H2= 60.13+8=68.13m。 两岸通车净空要求：桥面纵坡为2%，纵曲线半径为10000m. 则T=200m. E=2m.所以H3=65.5+4.5+3602%=77.2m. 所以采用三者最

12、大值,取为77.2m具体到每部桥型时，桥底标高再在这个基础上提高高度。桥面净宽由前可知，桥面净宽为11.00m+2m2+0.25m2=15.5m1.3.2桥位地质条件桥位处地形地貌较为平陡，河道两岸基本顺直，两堤间距大约700m，河床起伏不大，稍微向左倾斜，左低右高，枯水季节仅右侧部分河床曝露，地处仍有5m水深河床地层平整，无断裂带和岩溶地区，整个断面仅有4-6m的一层软弱层。基岩的承载力不高，泥岩加沙质泥岩承载力为1200KPa。由于由于基岩承载力不是很高，可采用桩基础，也可采用扩大基础，考虑施工方便，拟采用桩基础。1.3.3方案 三跨预应力混凝土连续梁桥1) 总体布置530m125m170

13、m125m530m720m，中跨与边跨之比为1：0.735。如图3.1。2) 方案构思国外连续梁桥最大跨径达260m,目前国内已建最大跨径已达到165m（南京长江二桥北汊桥）。图3.1 连续梁桥布置图 本方案采用了170m的大跨径，边主跨比设为0.735，可减小主墩偏心弯矩。引桥采用先简支后连续预应力混凝土简支形梁桥，桩基与桥墩顺接，横系梁将横桥向桩基连接。3) 上部结构设计连续梁桥主梁为变截面单室箱梁，墩顶梁高9m，高跨比为1/18.89，跨中梁高3.5m，高跨比为1/48.57，箱梁顶宽15.5m，底板宽8.1m，悬臂4.0m，顶板设置2%的桥面纵坡。顶板厚度统一采用30cm，底板厚度采用

14、变截面，由墩跨中的30cm逐渐过渡至墩顶的100cm，梁高、底板厚度对于中间各段按二次抛物线变化，以满足受力及桥梁线形上的需要。腹板厚度采用同一厚度60cm，如图3.2。引桥为先简支后连续预应力混凝土简支T形梁桥，梁高1.8m，预制梁上翼板宽2.0m，上翼板根部厚0.4m，板翼缘厚0.15m，主梁间距为2.54m，其中湿接缝为0.54m，马蹄宽0.5m，高0.2m，斜坡高0.2m。图3.2 主梁断面图4) 下部结构设计本桥采用方形空心墩，顺桥向3m，横桥向8m，边跨同样采用空心墩，2.4m8m。引桥采用直径为1.5m的实心圆柱墩。5) 基础主墩承台采用10根直径为280cm的钻孔灌注桩，为保证

15、主墩基础具有足够的承载力，钻孔灌注桩长定为40m，打入新鲜基岩中，承台底放置在最低水位线以下，为防止水位较低时，钻孔桩露出睡眠而影响桥梁美观。承台及钻孔灌注桩均采用C30混凝土。边墩基础采用236根D280cm钻孔灌注桩，桩底保持与主墩基础处于同一持力层。引桥每个桥墩采用2根D180cm钻孔灌注桩，桩长20m打入基岩。6) 施工方案基础工程及下部结构施工时，采用打入钢板桩围堰，搭设灌注桩工作平台，采用回旋钻机钻进成孔。待桩基混凝土强度达到80%时，浇注承台混凝土封底，再浇注钢筋混凝土承台大体积混凝土。主墩高度较高，可直接在承台顶面搭支架分节段现浇。完成主墩浇注，待达到设计强度后即可进入主桥上部

16、结构施工，连续刚构主梁采用挂篮悬臂浇注施工方法。1.3.4方案独塔双索面斜拉桥1) 总体布置830m120m180m630m764m，边主跨比为120/1800.67。如图3.3。索塔总高度60m，桥面以上有效高度与跨径之比为1/3。图3.3 斜拉桥布置图2) 方案构思由于河床高差不明显，地质条件良好，岩层较浅，可以考虑采用独塔双索面斜拉桥方案，利用180m的主跨作为通航孔。该方案采用塔梁墩固结体系。本方案采用H形混凝土塔。3) 主梁主梁采用肋板式主梁，梁高为2m，顶宽1.5m，底宽1.92m，桥面板做成2%的双向横坡，全宽18.5m。板厚0.32m。高跨比为1/90。梁上索距边跨为5.5m，

17、中跨为8m，每8m节段设一横梁。如下图3.4。图3.4 主梁断面图4) 斜拉索斜拉索采用直径为7mm的低松弛高强平行镀锌钢丝束。斜拉索外层防护采用热挤双层PE防护套。边跨斜拉索标准间距为5.5m，中跨斜拉索标准间距为8m，横向间距为17m。全桥共设220对斜拉索。主塔两侧斜拉索的设计以避免产生较大的塔身弯矩为原则。斜拉索两端用冷铸分别锚固于索塔和主梁上。5) 塔柱考虑塔柱受力及施工方面的因素，拟定的断面尺寸如下：采用H形塔，总高83.65，锚固区为22.8m，最外侧拉索距塔顶3.2m，桥面以上塔高60m，高跨比0.33，顺桥向塔身宽6m，横桥向塔柱宽为4m。塔截面为空心截面，壁厚顺桥向1.00

18、m，横桥向0.5m，索塔内壁采用10mm厚的钢板护壁。底部实心段高度为2m。上横梁以上为斜拉索锚固区。采用环向预应力混凝土结构。斜拉索在塔上间距均为1.2m，为避免斜拉索产生塔内截面附加弯矩，边中跨斜拉索在塔柱上的锚固点高度按照斜拉索与塔内壁交点对齐的原则确定。上下横梁均为单箱单室断面。上横梁长度为13m，断面尺寸为5m（宽）4m（高），壁厚为0.6m；下横梁长度为18.5m，断面尺寸为5m（宽）4m（高），壁厚0.8m，下横梁设主梁支座。上、下横梁皆为预应力混凝土结构。6) 塔基塔基采用群桩基础，基础底深入基岩中，长度均为40m。7) 引桥引桥沿用连续梁桥方案中的先简支后连续预应力混凝土简支

19、梁桥。 8) 施工方案该方案可先施工引桥，两侧引桥预应力混凝土梁可以采用现场预制吊装，。斜拉桥主塔较高，可采用爬模施工方法，在主塔施工的同时可进行主梁施工，首先在主塔横梁浇筑7m的0号块并作临时固结，然后按每节段5m采用挂篮悬臂浇筑对称施工，待主跨混凝土达到12m后开始悬臂吊装混凝土节段，待主桥合拢后对斜拉索重新张拉一遍。1.3.5方案三跨自锚式悬索桥1) 总体布置630m+80m200m80m+630m720m，边主跨比为0.40。主跨垂度19m，矢跨比为1/10.53，主缆成桥后线形接近二次抛物线形。如下图3.5。图3.5 悬索桥布置图2) 方案构思悬索桥具有很大的跨越能力，但因为加劲梁采

20、用全钢结构，因而跨径太大不经济，而混凝土加劲梁自重大，跨越能力有限，因此自锚式悬索桥既体现了固有的美观大方，又能节省成本，常常作为城市桥梁的不错的选择。故本方案采用自锚形式，主塔采用混凝土桥塔，外边侧做成圆弧形，具有良好的抗风性能。3) 主缆及吊索设计全桥共设两根主缆，主缆间距为16m，采用PWS法架设。每根主缆中含有37股钢丝束，每股钢丝束由91根2.1镀锌高强钢丝组成，高强钢丝抗拉强度为1600MPa。成桥后每根主缆直径约为341mm，空隙率控制在20%。竖吊索采用四股骑跨试，由4股钢缆绳骑跨在主缆的带槽索夹上，下端则用铸钢锚头与加劲梁联结，竖吊索沿加劲梁的纵向间距为12m。4) 桥塔设计

21、悬索桥属于柔性结构，外形上显得轻巧而纤柔。但桥塔应尽量做得粗壮，增强悬索桥稳固悬挂的优美效果。该方案的桥塔为混凝土桥塔，桥塔在其横向为具有上下两道横梁的门式刚架，两根塔柱在加劲梁下布置横系梁。塔身高度约为46m。同时为提高建筑美观效果，塔柱塔座及承台的外侧设有2个圆弧角，横梁下缘采用圆曲线，塔顶设有上横梁和主鞍座的装饰罩。5) 加劲梁设计加劲梁采用流线型扁平式钢箱梁。包括人行道在内桥梁全宽为18m，箱梁顶部宽度为16m，高度为 3.0m，梁顶设有2%双向横坡和10 cm厚的沥青铺装层。采用正交异性桥面板钢桥面。桥面板厚14mm，腹板厚25mm，斜底板、底板厚度分别为12mm，10mm。桥面板U

22、行肋尺寸为：上底300 mm，下底170 mm，搞280 mm，中心距600 mm。斜底板和底板设有加劲肋，肋板搞200 mm，板厚10 mm，间距400 mm。采用板式横隔板，标准间距为3.0m，板厚8 mm。如下图3.6。图3.6 主梁断面图6) 施工方案悬索桥施工步骤：1. 施工桥塔和辅助墩，建造施工平台，同时加工制造上部施工所需构件，为上部施工作准备，其中塔和基础的施工方法同斜拉桥； 2. 施工塔柱，其中塔柱采用滑模施工。形成钢箱加劲梁。 3. 采用 PWS 架设主缆（其中包括牵引系统，猫道架设，主缆索股预制、架设、紧缆，索夹、吊索安装）； 5. 桥面铺装，主缆缠丝、防护、伸缩缝安装、

23、桥面构件安装。 1.3.6方案中承式钢管混凝土拱桥1) 总体布置 730m+50m+200m+50m+730m=720m。如下图3.7。图3.7 飞雁式拱桥布置图2) 方案构思拱桥是一种理想的充分发挥材料受压性能的桥型，以往的由于大跨度拱桥施工所需的拱架费用极高，限制了大跨度拱桥的发展，同时大跨度拱桥施工产生的水平推力较大。钢管混凝土的出现解决了大跨度拱桥所需拱架的问题，同时利用预应力技术来平衡拱推力，也为平原地区建造大跨度拱桥创造了有利条件。所要设计拱桥的桥位处河道属于宽浅式河道，做成上承式拱桥桥面标高很大，因而考虑采用中下承式拱桥。本方案采用飞雁式三跨钢管混凝土拱桥，主跨200m。飞雁式拱

24、桥曲线线形优美，给人以遐想的空间。3) 主拱拱肋主拱拱肋采用中承式双肋悬链线无铰拱，计算跨径190.4 m，计算矢高39.14 m，矢跨比1/4.86，每片拱肋由4根750mm钢管（壁厚14mm）组成，内灌C50混凝土，上、下弦横向两根钢管之间在拱脚至桥面处用平联钢板（厚14mm）联接。拱肋为等宽变高度截面，宽3.0 m，高度在拱脚径向为5m，在拱顶为3m。如图3.8中。两肋中心距为12 m，共设2组“I”字横撑和3组“K”字横撑，每道横撑均为空钢管桁架，由上、下弦700（直撑，壁厚14mm）和600（斜撑，壁厚14mm）及腹杆300（壁厚8mm）组成，另外，在拱肋与桥面交接处，设置一道肋间横

25、撑。图3.8 拱肋断面图4) 边拱拱肋结构 边拱拱肋采用上承式双肋悬链线半拱，计算跨径43.1 m，计算矢高11.65 m，矢跨比1/3.7。每片拱肋由等宽度变高度钢筋混凝土单箱单室形截面组成，肋宽3.2 m，拱脚处径向肋高5m，拱顶处肋高2.5 m，两肋设有两组“I”字横撑，连同与边拱端部固结的预应力混凝土端横梁一起，组成一个稳定的空间梁系结构，边拱拱肋与主拱拱肋轴线处于同一直线上，且拱肋宽度一样，便于传递水平力。5) 横梁及桥面板预应力混凝土横梁计算跨径12 m，厚18mm，梁高1.5m。桥面板为预制部分预应力空心板、现浇C50结构层及10cm沥青混凝土铺装层构成。图3.9 横梁断面图6)

26、 系杆及吊杆采用OVMXG15-37钢铰线拉索体系，=1860MPa，系杆外包双层热挤塑护套。为了能快捷施工、方便换索、准确定位及可靠运营，设计了带简易滑动轴承的系杆支承架。吊杆标准间距为6.0m，采用镀锌高强低松驰s7钢丝束，=1860MPa。采用PE防护，采用加装有位移释放装置的OVM-LZM型冷铸镦头锚，分别锚于主拱拱肋的钢管顶部和纵梁的下翼缘。7) 桥墩设计 拱桥边墩：每墩采用两个300cm200cm方柱墩，墩顶通过单向活动盆式橡胶支座与边拱拱肋相连。拱桥拱座：为了承受边拱、主拱产生的巨大支反力，拱座采用了实体式钢筋混凝土墩块，边拱拱肋、主拱拱肋最后均与拱座形成完全固端的关系。拱座为大

27、体积混凝土工程，施工时应采取可靠措施防止水化热的危害，防止拱座块体内外温度差过大。8) 基础设计 大桥边墩桩基础按钻孔灌注嵌岩壮设计，每墩为6根D280cm桩基，拱座采用群桩基础，承台横桥向28 m，顺桥向14 m，13根D280cm桩基。9) 引桥设计 引桥方案同方案，采用先简支后连续预应力混凝土简支T形梁桥。10) 施工方案 拱桥基础工程均采用钻孔灌注桩，施工方法类同前面的桥型方案。主拱肋采用缆索吊装悬臂拼装焊接，主拱肋钢管由工厂预制，试拼合格后通过驳船运至现场缆索吊装，边拱肋设置临时墩及搭设满堂支架现场浇筑。主拱肋合拢后，开始灌注钢管内混凝土，钢管混凝土采用C50 高强混凝土，以顶升泵法

28、自拱脚至拱顶，按照设计的压铸顺序灌注混凝土，并按设计要求张拉系杆以平衡主拱产生的水平推力。主拱合拢后，在不同的施工阶段主拱肋的水平推力各不相同，因而需要逐次张拉水平系杆以平衡不平衡推力。1.4方案比选方案 为大跨度连续梁桥，技术成熟，造价低，视野开阔，且适应性好。大跨度施工周期长。方案造形美观,外形上令人赏心悦目,采用双塔斜拉充分利用了当地地质特点，与周边环境协调一致。主桥边主跨主次分明，与引桥形式搭配合适。 方案采用一跨越江的悬索桥方案, 从航行安全的角度出发, 不失为一个好方案。但钢箱梁的用钢梁太大，导致造价过高，经济上不合理。 方案为大跨径钢管混凝土拱桥,造型美观,气势宏伟,但施工难度大

29、,工期长、造价高。使用期间养护维修工作量大。表4.1 桥型方案比较表目项目方案方案一连续梁桥方案二独塔斜拉桥方案三自锚式悬索桥方案四飞雁式拱桥1分孔530m125m170m125m530m830m+120m+180m+630m630m+80m+200m+80m+630m730m+50m+200m+50m+730m2 桥长720m720m720m720m3接线标高71.9m71.9m71.9m71.9m4纵坡1.5%2%2%1%5施工难易悬臂施工经验足，但工期长，悬臂施工工况时间较长。拉索索力调整复杂，主梁双悬臂施工，安全性能控制复杂。工期难保证。节时为浅滩，无法进行主 施工梁吊装，施工复杂。施

30、工要求高，体系新，缆索吊装需安装大型塔架，施工工序多，施工工期难保证。6特点工艺技术要求技术经济合理，采用悬臂施工，理论成熟。拉索与主梁和索塔的连接构造复杂，混合梁接合部分构造复杂，施工要求高。锚碇费用高，对主缆锚碇要求高，技术要求高。跨越能力大，充分利用材料性能，砼受力性能好，但徐变大，系杆张拉工序复杂。7使用效果1.跨度大，防撞求较低；2.墩台较少，河床压缩少，有利于汛期泄洪；3.视野开阔，结构受力合理。1主跨跨度大，通航适应力强，防撞要求低；2.墩台较少，压缩少，有利于汛期泄洪；3.与河床地形吻合较好；4.属于高次静构，受力较复杂，维修养护较困难。1.主桥跨度大，防撞要求低，通航适应性强

31、；2.河床压缩少，有利于汛期泄洪。1.主桥大，通航适应性强；2.河床压缩较大，不利于汛期泄洪；3.结构受力合理，但养护量也较大。8外形美观外型朴素大方，线形流畅。外型美观，令人耳目一新，与周围环境协调好。线形顺畅，桥型美观，气势宏伟。飞雁式外观优美，顺滑曲线令人遐想无限。9选材造价耗用人力，水泥较多，造价高造价比较高钢材用量大造价最高耗用钢材较大造价高从方案比较表4.1中我们可以看到，第一和第二方案在造价、施工和维护等方面占优势，另外两桥型在技术，外观等方面都占据大优势，但是施工相对困难多了，造价也相对过高。经技术经济比较和详细的概算之后，最终确定推荐方案为：方案I预应力混凝土连续梁桥和方案I

32、I双塔双索面斜拉桥。2 预应力混凝土连续刚构结构设计2.1 结构总体布置本部分结构设计所取的计算模型为三跨变截面连续刚构桥，根据设计要求确定桥梁的分孔，主跨长度为60m+3图号（7）=81m，取边跨为45.5m，边主跨之比为0.562。设计该桥为一联三跨的预应力混凝土连续刚（45.5m+81m+45.5m），桥梁全长为172m。大桥桥面宽15.5m，23.75m行车道+21.25m 路肩+22m 人行道+20.5m 防撞护栏+20.25m栏杆）。按二级公路进行设计，行车速度100km/h。 图2.1 连续刚构桥计算模型简图（单位:m）2.2 上部结构设计2.2.1 截面特性图2.2 箱梁支点和

33、跨中截面（单位:cm）主桥箱梁设计为单箱单室断面，箱梁顶板宽15.5m，底板宽8m。支点处梁高为h支=（1/161/20）L中=5.064.05m，取h支=4.5m，高跨比为1/18，跨中梁高为h中=（1/2.53.5）=1.81.29m，箱梁梁高应大于2m，所以取2.2m，其间梁底下缘按二次抛物线曲线变化。箱梁顶板厚为28cm，底板厚根部为60cm，跨中为28cm，其间分段按直线变化，边跨支点处为60cm，腹板厚度为50cm，变化规律请见有关图纸。2.2.2 主桥梁段划分与计算模型连续刚构在双肢薄壁墩施工完成后由托架现浇墩顶0号梁段、然后由在两个主墩上用挂篮分段对称悬臂浇筑的梁段、吊架上浇筑

34、的跨中合拢梁段及落地支架上浇筑的边跨现浇梁段组成，墩顶0号梁段长9m（双肢薄壁墩外侧距离为8m），两个悬臂各分为10对梁段，其梁段数及梁段长度从根部至跨中各为：53.0m+54m，累计悬臂总长35m，悬臂浇筑梁段最大控制重量约为980kN。全桥共有一个2m 长的主跨跨中合拢梁段和两个2m 长的边跨合拢梁段。两个边跨现浇梁段各长4m，梁高相同。主墩墩顶箱梁综合考虑受力和变形情况箱梁内各设柔性横隔板2道，边墩顶各设横隔板一道。为了满足施工和管理需要在每道横隔板处均设置了过人洞。同时为保持箱内干燥，在箱梁根部区段底板上设有排水孔。计算模型中全桥共划分为86个节点，85个单元。确定计算模型时主要根据主

35、桥梁段划分情况来确定，每一悬浇段为一个单元，每一片墩均划分成83.5m的单元。计算模型中现浇段外侧设置一个横向支撑模拟连续梁施工过程中的临时固结，挂篮荷载按现行施工水平控制为0.4倍最大梁段自重。施工阶段的分析考虑挂篮移动，混凝土浇注，预应力钢筋张拉以及施工临时荷载的变化等。2.2.3 预应力体系纵向预应力钢束共设置了顶、底板束和腹板束，腹板束均采用15.24-19的钢绞线,设计张拉吨位3684kN,前期顶板束采用15.24-7，设计张拉吨位1357kN，后期顶板束和底板束均采用15.24-9，张拉吨位1745kN。每个T顶板共设有25对束,腹板共设有10对束，中跨底板共设有15对束,两侧边跨

36、各设有8对束，腹板竖向预应力筋每隔0.5m一道。2.3 施工阶段模拟主桥箱梁按两个“T”对称悬臂浇注施工，0号梁段采用搭设托架现场浇注完成，其余梁段采用挂篮悬臂浇注，两边跨各4m现浇梁段采用搭设支架现浇，边跨合拢段长为2m，中跨合拢段长为2m。全桥共分为30个施工阶段，具体施工顺序为：Stage No1：双肢薄壁墩施工阶段：1结构离散图Stage No2：0#块施工阶段：2结构离散图Stage No3：上悬臂施工挂蓝阶段：3结构离散图Stage No4：1#块施工阶段：4结构离散图Stage No5：挂蓝前移阶段：5结构离散图Stage No5Stage No21 （重复4、5 过程）Stag

37、e No22：10#块施工以及边垮4m长现浇段施工阶段：22结构离散图Stage No23：拆悬浇挂蓝，换合龙支架阶段：23结构离散图Stage No24：合龙边跨，张拉部分边跨底板束阶段：24结构离散图Stage No25：拆除挂蓝以及边跨支架，完成体系转换阶段：25结构离散图Stage No26：中跨合龙阶段：26结构离散图Stage No27：张拉全部预应力束阶段：27结构离散图Stage No28：拆除合龙支架阶段：28结构离散图Stage No29：作用二期恒载阶段：29结构离散图Stage No30：计算徐变至3年阶段：30结构离散图2.4 结构计算分析结构计算分析按施工阶段和成桥

38、使用阶段进行。施工阶段分析模拟施工中每一个安装过程进行计算分析,即将块件离散成单元杆件从桥墩施工箱梁悬臂浇筑全桥合拢桥面二期恒载施工成桥混凝土徐变完成的整个过程。2.4.1 计算参数1材料技术指标C50混凝土：抗压强度标准值f ck =32.4MPa ,抗拉强度标准值f t k =2.65MPa；抗压强度设计值fcd = 22.4MPa，抗拉强度设计值ftd = 1.83MPa；线膨胀系数s =1.0，弹性模量E C =3.45MPa，容重c =26.5kN/ 。考虑混凝土收缩徐变影响，瞬时徐变终极值取为0.8，徐变弹性终极值为0.4，徐变塑性终极值为2.0，砼收缩终极值为0.00026，砼构

39、件养护龄期取为7天。预应力筋：纵向预应力束采用OVM15-7钢绞线，OVM15-9和OVM15-19钢绞线，腹板采用1915.24钢绞线，单束孔道直径，张拉控制应力为0.75 f pk =1395MPa。底板采用915.24钢绞线，单束孔道直径90mm,张拉控制应力为0.75 f pk =1395MPa。顶板束采用715.24钢绞线，单束孔道直径90mm，张拉控制应力为0.75 f pk =1395MPa，考虑顶板预应力束平弯后预应力损失，因而计算中预应力张拉控制应力修正为使1335MPa。纵向预应力束考虑应力损失，松弛系数取为0.045，孔道摩擦系数为0.19，偏差系数0.0015，锚具变形

40、和钢束回缩值0.006m，钢束弹性模量E p =1.95MPa。竖向预应力筋采用32 精轧螺纹粗钢筋，间距为0.5m,每侧腹板张拉两根竖向预应力筋。竖向预应力筋张拉控制应力f con = 0.9 f sk =0.9900= 810MPa，根据规范要求，计算截面主应力时考虑预应力折减，最终有效预应力取为0.6 f con =486MPa。2施工阶段参数全桥施工共分36个施工阶段，最后一个阶段计算徐变至3年，二期恒载集度取为55kN/m，挂篮重量取最大梁段自重的0.4倍，采用杆元荷载形式加载，作用位置位于距每个梁端0.5m处，每10天完成一个悬臂梁段的施工。计算分析模型完全模拟施工过程中的受力情况

41、。3活荷载信息可变作用主要考虑汽车荷载，人群荷载，非线性温度作用，支座沉降等作用。汽车荷载为公路二级，2车道布置,不考虑横向折减,但是考虑偏载对箱梁的扭转影响取增大系数为1.15,冲击系数为1.05。人群荷载集度取为1.1522.5kN/m2=11.5kN/m。温度作用考虑四种工况，体系温升25,体系温降-25,日照正温差，日照反温差。体系日照正温差按顶底板温升14, 日照反温差值取正温差负值的一半，两者温度均呈非线性变化。4荷载组合正常使用极限状态下，各种荷载组合系数均取为1.0（偏安全设计）。承载能力极限状态下，结构重要性系数为1.1，恒载组合系数1.2，汽车荷载组合系数1.4，温度组合系

42、数0.8。2.4.2 计算结果运用BRCAD对结构进行计算算得各项结果。1 有限元计算模型阶段：30结构离散图2 恒载各阶段结构内力包络图恒载各阶段弯矩包络图（kN.m）恒载各阶段轴力包络图（kN）3 永久作用下结构内力图重力作用下的末阶段弯矩图(KN.M)重力作用下的末阶段轴力图(KN)预应力荷载作用下的末阶段弯矩图(KN.M)预应力荷载作用下的末阶段轴力图(KN)砼收缩徐变作用下的末阶段弯矩图(KN.M)砼收缩徐变作用下的末阶段轴力图(KN)阶段29（作用二期恒载）结构弯矩图(KN.M)阶段30（成桥阶段）结构弯矩图(KN.M)4可变作用下结构内力图所有活载作用下的弯矩包络图(KN.M)温

43、变荷载工况1（+25）-结构弯矩图(KN.M)温变荷载工况2（-25）-结构弯矩图(KN.M)温变荷载工况3（+14/+7）-结构弯矩图(KN.M)温变荷载工况4（-7/-2.75）-结构弯矩图(KN.M)支座位移工况1-结构弯矩图(KN.M)支座位移工况2-结构弯矩图(KN.M)5. 内力组合结果承载能力极限状态弯矩包络图(KN.M)承载能力极限状态轴力包络图(KN)承载能力极限状态剪力包络图(KN)正常使用极限状态弯矩包络图(KN.M)正常使用极限状态轴力包络图(KN)正常使用极限状态剪力包络图(KN)6挠度及应力计算结果阶段29（作用二期恒载）:结构各截面最大最小正应力图(MPa)阶段3

44、0（成桥阶段）:结构各截面最大最小正应力图(MPa)使用阶段结构各截面正应力包络图(MPa)汽车荷载(不计冲击)位移包络图(MM)2.4.3 挠度及应力分析由以上计算结果可以得到，主梁在汽车荷载（不计冲击力）作用下最大位移0.0063m0.7=0.70.9(-2.65)=-1.67MPa，满足规范要求。（详细应力结果见附录B,C）使用阶段结构梁单元的最大正截面应力为13.6MPa0.5 f ck =0.532.4=16.2MPa，最小正截面应力为3.0MPa；截面最大主压应力为15.8MPa0.6 f ck =0.632.4=19.44MPa，最大主拉应力为-0.1MPa0.4 tk f =0

45、.4(-2.65)=-1.06 MPa，均满足规范要求。（详细应力数值见附录D）2.5 连续梁施工方法设计该预应力连续梁桥的施工方法采用悬臂浇筑施工方法，采用后支点挂篮作为主要施工设备，以桥墩为中心，对称地向两岸利用挂篮浇筑梁节段的混凝土，待混凝土达到要求强度后，便张拉预应力束，然后移动挂篮，进行下一节段的施工。挂篮重量系数为0.4，即挂篮荷载取最大梁段自重的0.4倍。设计总结通过毕业设计，较为集中和专一地培养了综合运用所学的基础理论知识和基本技能，分析和解决实际问题的能力，对各种桥型设计有了一个比较清晰的概念，对桥梁设计的全过程有了更深刻的认识，能正确运用BRCAD进行桥梁电算，为进一步学习

46、和工作打下良好基础。当然设计过程中，我也发现了一些不足，总结如下：1. 对知识的综合运用能力不强，思考问题欠全面。2. 缺乏实际工作经验，现场认识实际桥例少，在设计过程中，对一些细部尺寸缺乏概念，设计比较盲目。3. 对桥梁知识了解不够，尤其对于施工知识缺乏亲身体验，因此施工方法设计尚有许多不足之处。4. 对资料查阅以及实际资料的运用能力还有待提高。在设计过程中，我做到了认真仔细，对于每个环节我都尽最大努力做到自己最好。同时，各位辅导老师也给予了我悉心的指导，尤其李立峰老师在设计中给予我莫大的帮助。在此，我谨向各位老师表示最衷心的感谢！秦 志 2007年5月 参考文献:1 交通部.公路工程技术标

47、准(JTG B01-2003).北京：人民交通出版社，20032 交通部.公路桥涵设计通用规范（JTG D602004）. 北京：人民交通出版社 20043 交通部.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004). 北京：人民交通出版社，20044 交通部.公路桥涵地基与基础设计规范(JTJ 02485). 北京：人民交通出版社，19855 邵旭东.桥梁工程 .北京：人民交通出版社，20046 严国敏. 现代悬索桥.北京：人民交通出版社，20027 陈宝春. 钢管混凝土拱桥实例集.北京：人民交通出版社，20028 雷俊卿. 桥梁悬臂施工与设计.北京：人民交通出版社，2000

48、 年9 交通部. 公路污工桥涵设计规范（JTG D612005）.北京：人民交通出版社，200510 钱冬生. 大跨度悬索桥的设计与施工.北京: 人民交通出版社, 199911 雷俊卿. 悬索桥设计.北京: 人民交通出版社, 200212 徐升桥,尹浩辉. 丫髻沙大桥的设计与施工.铁道标准设计. 2000，05期13 张继尧，王昌将. 悬臂浇筑预应力混凝土连续梁桥.北京：人民交通出版社，2003年3月 14 陈开利. 独塔斜拉桥的建设与展望. 桥梁建设，1998，03期15 戴竞. 虎门大桥设计与施工. 土木工程学报, 1997，08 期16 王福敏.张长青. 重庆菜园坝长江大桥桥位比选与桥型

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