连续刚构桥梁方案比选(原创、优秀)(2)

2019-04-21 15:25

土应力紧张,因而现在已有先例采用幂次为1.5~ 1.8 的抛物线, 已开始推广采用。本桥采用的箱梁的高度在0号块以外由14.0m到5.0m按1.8次抛物线变化,其中桥墩顶部中心梁高14m,高跨比1/17.8,跨中中心梁高为5m,高跨比问哦1/50。

4)板厚

对于顶板的厚度,部分已有40cm减小到30cm,但进一步减小的可能性不大。对于底板,底板的最小厚度多数为30cm,梁根部最大处则可达100cm以上,但随着设计经验的丰富,以及采用高强混凝土,有减薄的趋势。对于腹板,腹板的最小厚度一般为40cm , 个别的更小为35 cm , 有的采用50 cm 或更大些, 最大厚度为55~ 80 cm , 其中虎门大桥辅航道桥采用40~ 60 cm , 比门道大桥65~ 75 cm 要小不少。随着技术的发展,箱梁尺寸减小,上部结构轻型化,这是连续刚构桥发展的有一个趋势。但随着腹板的减薄,应特别重视对其预应力的控制,以免出现腹板斜裂缝。

本桥顶板厚度为恒定值28cm,底板厚度从跨中到支点由32cm至130cm按两次抛物线变化,腹板厚度是在某段梁段中由跨中向支点方向由65cm到75cm线性变化。

此外,在墩顶0号块双薄壁对应位置设置4个0.5m与墩壁等厚的横隔板,其余横隔板厚度为1.5m。

5)下部结构

主桥桥墩采用双肢薄壁空心墩,,桥墩单壁厚3m,宽5.0m,墩壁中心距9m,单壁厚为50cm,设置三个横隔板,包括墩顶1m厚横隔板、墩顶以下20m处0.5m厚横隔板,墩底1m厚横隔板。承台尺寸:8.50m(横)×13.0m(纵),厚度为4.0m,基础为9根φ200cm钻孔灌注桩,纵桥向对应薄壁墩中心线布置。

墩和基础均采用C30混凝土

桥台为U型桥台,采用刚性扩大基础。 (四)主要施工方案

1)基础施工

首先用钢管桩架设施工平台,插打钢护筒,然后进行钻孔至设计标高,清孔、下钢筋笼,灌注水下硂成桩。钻孔桩中预留压浆管(兼声测管用),成桩后进行压浆,使桩低硂密实以消除桩底沉渣带来的不利影响,确保桩基的承载力。采用钢套箱或双壁钢围堰浇筑承台混凝土。

2)墩身施工

采用滑模施工分段浇注墩身。 3)混凝土梁端双悬臂施工

在托架上浇注0号梁段,张拉0号块预应力,桥塔两侧主梁同时采取后致电挂篮对称悬臂浇注,达到设计强度张拉预应力。

4)合龙段施工

中跨,边跨合龙段长度均为2m,按照先合龙边跨后合龙中跨顺序对称合龙,边跨合龙采用导梁施工,中跨采用悬臂现浇的挂篮进行合龙。

5)桥面系和其他施工

桥面系施工关键是桥面沥青硂施工工艺,要严格按照沥青硂施工规程执行,以保证沥青硂施工质量和寿命。同时安装伸缩缝、防撞栏、照明等设施。

1.1.5 双塔双索面斜拉桥(140m+250m+140m) (一)桥型布置图

600 100050.003000 5.653985835008350030003000300030003000350035003500140002500014000100050408740704113416242274258426411.34013.344047(二)桥型优势

主桥采用双塔双索面斜拉桥,双索面为伞形式,塔梁固结体系。主塔刚度较大,不设辅助墩。主梁采用预应力混凝土结构,主塔在上塔柱有环向预应力,基础为钢筋混凝土结构。该桥型雄伟、壮观,景观效果好。

相比与其他大跨径桥梁,主梁相当于跨径为索距的弹性支撑梁,弯矩小。梁体尺寸较小,桥梁的跨越能力较大;受桥下净空和桥面标高的限制小;抗风稳定性比悬索桥好;便于悬臂施工等等。比梁式桥的跨越能力更大,是大跨度桥梁的最主要桥型。 (三)桥型劣势

该桥为多次超静定结构,设计计算复杂;索与梁或塔的连接构造比较复杂;施工中高空作业较多,且施工控制等技术严格 (四)尺寸拟定

4.634.87.564.373.883.252.922.863.0312-8.369-8.365.56 1-9.35-10.372-10.23-10.634-11.125-11.756-12.087-12.148-11.97-28.3610-28.3611

1)跨径布置

采用140m+250m+140m的分孔布置。双塔三跨式斜拉桥边跨与主跨的比值可取0.25~0.5之间,该桥为0.56,经过参考重庆蔡家嘉陵江大桥,这是可取的。

2)桥塔

塔高约183m,为菱形桥塔,其中桥面以上78m,单肢宽2.8m,纵向6m;下塔柱单肢横向宽2.8m 变化到5.6m,纵向宽6m 变化到7.9m;塔底横向宽12m,。考虑景观效果,塔可做涂装处理。

3)主梁

主桥主梁采用单箱双室等梁高混凝土箱梁,梁宽20.5m,梁高3.5m;标准梁段顶板厚0.3m,腹板厚0.5m,底板厚0.3m;每8m 为一个节段,在拉索处设置拉索横梁,横梁与腹板相接根部高1.5m,两端头高1.2m,厚0.5m,横梁两端设斜拉索锚块。

4)斜拉索

索面采用伞形,清晰美观。全桥共56 对斜拉索,梁上的顺桥向标准间距为8m,塔上的竖向间距为2.2m。斜拉索在梁上锚固于箱梁两侧翼缘板的边缘位置

5)结构

主塔塔梁固结,支承在承台上,基础采用群桩基础。重力式桥台用的是刚性扩大基础。 (五)主要施工方案

1)基础施工

首先用钢管桩架设施工平台,插打钢护筒,然后进行钻孔至设计标高,清孔、下钢筋笼,灌注水下硂成桩。钻孔桩中预留压浆管(兼声测管用),成桩后进行压浆,使桩低硂密实以消除桩底沉渣带来的不利影响,确保桩基的承载力。采用钢套箱或双壁钢围堰浇筑承台混凝土。

2)主梁施工

采用悬臂浇注法施工,利用前支点挂篮,利用待浇梁段斜拉索作为挂篮前支点支撑力,施工过程中讲挂篮后端锚固在已浇梁段上,同时市斜拉索和已浇梁段共同承担待浇节段的硂重量。待主力混凝土达到设计强度后,拆除斜拉索与挂篮的连接,是节段重力转换到斜拉索上,再歉意挂篮

3)主塔施工

采用爬模提升法(自备爬架的提升模版)。

4)桥面系和其他施工

桥面系施工关键是桥面沥青硂施工工艺,要严格按照沥青硂施工规程执行,以保证沥青硂施工质量和寿命。同时安装伸缩缝、防撞栏、照明等设施。

1.1.6 三跨连续自锚中承式钢管混凝土系杆拱桥(80m+370m+80m) (一)桥型布置图 100050.0030003000300030003000300035003500350080003700080001000 3985408740704113416242274258426411.34013.34

1:111:5.654.634.84.377.563.883.252.922.86125.56-9.351-10.372-10.23-10.634-11.125-11.756-12.087-12.148

(二)桥型优势

拱桥是主要承重结构是拱圈或拱肋(拱圈横截面设计成分离式时称为拱肋),拱结构在竖向荷载作用下,桥墩和桥台将承受水平推力。墩台向拱圈或拱肋提供一对水平反力,这种水平反力将大大抵消在拱圈(或拱肋)内由荷载所引起的弯矩。因此,与同跨径的梁相比,拱的弯矩、剪力和变形都要小得多,鉴于拱桥的承重结构以受压为主,通常用抗压能力强的圬工材料和钢筋混泥土等来建造。系杆拱桥由于是无推力结构,对墩台要求,较低,整个桥型结构简便、轻巧,桥面视野开阔,广泛用于公路桥梁。在城市桥梁和平原地区通航河流上,中承拱往往颇受青睐因为它可降低桥高,矢跨比大,可减少推力;桥面建筑高度小,可缩短桥长;造型美观,为城镇增添景色;造价也较低。 (三)桥型劣势

该桥拱肋在横向的稳定性以及杆件的稳定性均要很好保证,而且施工精度要高,施工较麻烦。 (四)尺寸拟定

1)主拱肋截面形式和主要尺寸

主拱拱肋采用中承式双肋悬链线无绞拱,计算跨径358.00m,计算矢高71.60m,矢跨比1/5,拱轴系数m=1.543,每片拱肋由4 根φ1000×20mm 的Q345qc 钢管组成(其中局部加强段钢管壁厚加厚至22mm、28mm),内灌C50 砼作为弦杆,上弦和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,在桥面以上用φ650×10mm 平联钢管联接(其中吊杆处平联钢管采用φ650x16mm),在平联板内及吊杆处平联管内灌注C50 砼,上、下弦之间用φ550×10(12)mm

钢管作为腹杆,组成桁式拱肋。拱肋为等宽变高度截面,宽3.20m,高度在拱脚为8.00m,在拱顶为4.00m。两肋中心距为23.90m,共设6组“米”字横撑,每道横撑均为空钢管桁架,由上、下弦φ700×14mm(直撑)和φ600×14mm(斜撑)及腹杆φ299×8mm 组成,另外在拱肋与桥面交接处,设置一道肋间横撑,主拱肋共设横撑14 道。它们与同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,以便于传递水平力。

2)主梁

主梁为并排工字型连续梁,工500×400×40×30 3)墩台设计

主拱墩及承台为两个分离式实体钢筋混凝土结构,其间用横墙连接。墩基为钻孔灌注桩。主桥台为U型桥台,明挖扩大基础。 (五)主要施工方案

1)基础施工

首先用钢管桩架设施工平台,插打钢护筒,然后进行钻孔至设计标高,清孔、下钢筋笼,灌注水下硂成桩。钻孔桩中预留压浆管(兼声测管用),成桩后进行压浆,使桩低硂密实以消除桩底沉渣带来的不利影响,确保桩基的承载力。采用钢套箱或双壁钢围堰浇筑承台混凝土。

2)主拱肋施工

该桥主桥主拱肋采用分段缆索吊装方法施工,每条拱肋分17段由工厂预制。 3)墩身施工

墩身采用翻模或滑模施工 3)桥面系和其他施工

桥面系施工关键是桥面沥青硂施工工艺,要严格按照沥青硂施工规程执行,以保证沥青硂施工质量和寿命。同时安装伸缩缝、防撞栏、照明等设施。 1.1.7方案技术经济的比较和最优方案的确定

设计方案的评价和比选要全面考虑各项经济技术指标,主要从工艺技术要求、使用效果、造价及用材等几个方面进行比较,综合分析每一个方案的优缺点,找出关键所在,分清主次,探索出适合具体情况的最佳方案。按桥梁的设计原则,造价低、材料省、劳动力少和桥型美观的方案应是优秀方案。

以上三个方案的主要优缺点比较,如下表所示:

方案 比较 项目 主桥总跨径 经济性 造价较低 造价较高 250m主跨跨越主航道,与通航适应性好;通航净空大,防撞要求低;河床压缩一般,对于汛期 泄洪一般满足。 主体采用箱梁断面,刚度大,施工安全,采用悬臂浇筑发施工,技术成熟,工期有保障,质量可靠,主桥跨度适,中采用分段缆索吊装方法施工,施工方便,安全;引桥采用预制T梁,可工厂化预制施造价一般 主孔200m跨越主航道,与通航适应性好;防撞要求较高;河床压缩较多,有利于汛期泄洪。 530m 530m 方案三 预应力混凝土连续刚构桥 139+252+139m 方案四 双塔双索面斜拉桥 140+250+140 方案一 中承式钢管混凝土系杆拱桥 80+370+80 530m 适用性 250m主跨跨越主航道,与通航适应性好;通航净空大,防撞要求低;河床压缩较小,汛期泄洪能力较好。伸缩缝少。 安全性 全桥跨度适中,用技术先进的悬臂浇筑法施工能安全的建成,且在施工过程中不需大量施工支架和临时设备,故施工方便,质量可靠,工期较短;全桥后期营运养护费用最多;行车平顺舒适。 主桥后期营运养护费用较 工,质量可靠,工期有保高,行车平顺舒适。 障;需采用大型的吊装 设备。后期营运养护费用较高。行车平顺舒适。 美观性 全桥线条简洁明快,但因其高跨比例不 很协调,影响桥型美观。 桥型美观,气势宏伟, 桥型美观犹如跨江飞雁,与环境协调性好。 气势宏伟,与 周围环境协调好 通过对上述四个方案的总体设计,施工方案,结构分析和设计特点的概

括行陈述,再综合比较各方案在经济性、适用性、安全性、美观性等诸多方面的优缺点。决定采用方案——预应力混凝土连续刚构桥。


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