内容发布更新时间 : 2024/11/20 0:29:23星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
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方案比选说明书
一、 桥梁设计方案概要
本次方案设计就大西客运专线韩家屯特大桥DK831+103.10~DK831+280.80段进行三个桥型方案的设计研究比较版权文档，请勿用做商业用途 方案一：三跨预应力连续箱梁；方案二：三跨预应力连续刚构桥；方案三：下承式系杆拱桥 三个桥梁方案均可满足跨越大西客专新临潼上行联络线 经综合研究比较后 认为方案一最优
建议作为本工程的实施方案
二、所选桥型各方面比较 方案一：三跨预应力连续箱梁
预应力混凝土连续梁桥以结构受力性能好、变形小、伸缩缝少、行车平顺舒适、造型简洁美观、养护工程量小、抗震能力强等而成为最富有竞争力的主要桥型之一版权文档，请勿用做商业用途
简介其发展：
由于普通钢筋混凝土结构存在不少缺点：如过早地出现裂缝 使其不能有效地采用高强度材料 结构自重必然大 从而使其跨越能力差 并且使得材料利用率低
为了解决这些问题 预应力混凝土结构应运而生 所谓预应力混凝土结构 就是在结构承担荷载之前 预先对混凝土施加压力
这样就可以抵消外荷载作用下混凝土产生的拉应力 自从预应力结构产生之后
很多普通钢筋混凝土结构被预应力结构所代替
预应力混凝土桥梁是在二战前后发展起来的 当时西欧很多国家在战后缺钢的情况下 为节省钢材
各国开始竞相采用预应力结构代替部分的钢结构以尽快修复战争带来的创伤 50年代
预应力混凝土桥梁跨径开始突破了100米 到80年代则达到440米
虽然跨径太大时并不总是用预应力结构比其它结构好 但是
在实际工程中 跨径小于400米时
预应力混凝土桥梁常常为优胜方案
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我国的预应力混凝土结构起步晚 但近年来得到了飞速发展 现在
我国已经有了简支梁、带铰或带挂梁的T构、连续梁、桁架拱、桁架梁和斜拉桥等预应力混凝土结构体系
虽然预应力混凝土桥梁的发展还不到80年 但是
在桥梁结构中
随着预应力理论的不断成熟和实践的不断发展 预应力混凝土桥梁结构的运用必将越来越广泛
虽然连续梁有很多优点
但是刚开始它并不是预应力结构体系中的佼佼者 因为限于当时施工主要采用满堂支架法 采用连续梁费工费时 到后来
由于悬臂施工方法的应用
连续梁在预应力混凝土结构中有了飞速的发展 60年代初期在中等跨预应力混凝土连续梁中 应用了逐跨架设法与顶推法；在较大跨连续梁中 则应用更完善的悬臂施工方法
这就使连续梁方案重新获得了竞争力 并逐步在40-200米范围内占主要地位
无论是城市桥梁、高架道路、山谷高架栈桥 还是跨河大桥
预应力混凝土连续梁都发挥了其优势 成为优胜方案 目前
连续梁结构体系已经成为预应力混凝土桥梁的主要桥型之一
然而 当跨度很大时
连续梁所需的巨型支座无论是在设计制造方面
还是在养护方面都成为一个难题；而T型刚构在这方面具有无支座的优点 因此有人将两种结构结合起来 形成一种连续-刚构体系
这种综合了上述两种体系各自优点的体系是连续梁体系的一个重要发展 也是未来连续梁发展的主要方向
另外
由于连续梁体系的发展
预应力混凝土连续梁在中等跨径范围内形成了很多不同类型
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无论在桥跨布置、梁、墩截面形式 或是在体系上都不断改进 在城市预应力混凝土连续梁中 为充分利用空间 改善交通的分道行驶
甚至已建成不少双层桥面形式
在我国
预应力混凝土连续梁虽然也在不断地发展 然而
想要在本世纪末赶超国际先进水平 就必须解决好下面几个课题： 1、 发展大吨位的锚固张拉体系 避免配束过多而增大箱梁构造尺寸 否则混凝土保护层难以保证
密集的预应力管道与普通钢筋层层迭置又使混凝土质量难以提高
2、 在一切适宜的桥址
设计与修建墩梁固结的连续-刚构体系 尽可能不采用养护调换不易的大吨位支座
3、 充分发挥三向预应力的优点 采用长悬臂顶板的单箱截面 既可节约材料减轻结构自重
又可充分利用悬臂施工方法的特点加快施工进度
另外
在设计预应力连续梁桥时
技术经济指针也是一个很关键的因素 它是设计方案合理性与经济性的标志 目前
各国都以每平方米桥面的三材（混凝土、预应力钢筋、普通钢筋）用量与每平方米桥面造价来表示预应力混凝土桥梁的技术经济指针版权文档，请勿用做商业用途 但是
桥梁的技术经济指针的研究与分析是一项非常复杂的工作 三材指标和造价指标与很多因素有关
例如：桥址、水文地质、能源供给、材料供应、运输、通航、规划、建筑等地点条件；施工现代化、制品工业化、劳动力和材料价格、机械工业基础等全国基建条件版权文档，请勿用做商业用途 同时
一座桥的设计方案完成后
造价指针不能仅仅反应了投资额的大小
而是还应该包括整个使用期限内的养护、维修等运营费用在内
通过连续梁、T型刚构、连续-刚构等箱形截面上部结构的比较可见：连续-刚构体系的技术
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经济指针较高 因此
从这个角度来看
连续-刚构也是未来连续体系的发展方向
总而言之
一座桥的设计包含许多考虑因素 在具体设计中
要求设计人员综合各种因素 作分析、判断
得出可行的最佳方案
本次设计为(48+80+48)m预应力砼连续梁 桥宽为12m
梁体采用单箱单室箱型截面 全桥共设45个梁段
中支点0号梁段长度12m
一般梁段长度分成2.7m、3.1m和3.5m 合拢段2.0m
边跨直线段及合拢段共长8.0m 最大悬臂浇筑块重136.882t 由于多跨连续梁桥的受力特点
靠近中间支点附近承受较大的负弯矩 而跨中则承受正弯矩 则梁高采用变高度梁 按二次抛物线变化
这样不仅使梁体自重得以减轻 还增加了桥梁的美观效果
梁体各控制截面梁高分别为：端支座处边跨直线段和跨中3.85m 中支点处梁高6.65m
梁高按二次抛物线变化；箱梁截面为单箱单室直腹板；全桥箱梁顶宽12.0m 底宽6.7m 顶板厚40cm
腹板厚分别为48cm至60cm、60cm至90cm 按折线变化
底板厚由跨中的40cm按直线变化至中支点梁根部的100cm；全桥共设5道横隔梁 分别设于中支点、端支点和中间跨跨中截面
由于预应力混凝土连续梁桥为超静定结构 手算工作量比较大 且准确性难以保证
所以采用有限元分析软件-MIDAS进行 这样不仅提高了效率
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而且准确度也得以提高
本次设计的预应力混凝土连续梁采用悬臂现浇法施工
图2.1 三跨连续梁简图
方案二：三跨预应力连续刚构桥 1、 概况及受力特点
刚构桥将桥跨结构(主梁)与墩台刚性固结 连接成整体
则主梁的弯矩可传递至墩台 使墩台也同时弯曲而产生弯矩 同时又受压力作用
刚构桥的外形近似梁式桥 但与梁式桥不同的是 它的墩台是压弯杆件 受力情况又接近拱桥
因此其结构体系介乎梁式桥与拱式桥二者之间 在跨内荷载作用下刚构桥主梁两端产生负弯矩 能抵消跨中一部分正弯矩 跨中截面尺寸相应得以减小
连续刚构是在T形刚构桥和连续梁的基础上发展起来的 T形刚构不需大吨位支座 但伸缩缝多
影响了行车的舒适性
而且挂梁处或铰接处存在转角不连续 因此不适合 高速交通的发展 连续梁桥桥面平顺 行车舒适
但需体系转换和大吨位支座 连续刚构则吸取了两者的优点 采用双薄壁墩来减小温度应力 连续刚构桥外型尺寸小 桥下净空大 桥上视野开阔
钢筋混凝土刚构桥混凝土用量少 但钢
筋用量较大 基础的造价也高
所以目前常用于中小跨度；预应力混凝土刚构桥则常用于高墩大跨桥梁 且具有较好的技术经济性 其桥型方案主要采用连续刚构
2、预应力混凝土连续刚构桥具有如下优点：
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