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    单跨桥梁方案比选分析

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      单跨桥梁方案比选分析

          1.1 概述 

          桥梁方案比选应综合考虑梁的受力特点,建桥材料,适应跨度,施工条件,经济安全等方面来综合比较,最终选定一种构造合理造价经济的优美适用的桥型。 

          (1)认真贯彻国家的各项政策,法规及国家和部门颁布的标准,规范和办法; 

          (2)适用安全耐久,保养维修方便,行车舒适;

          (3)技术先进可靠,施工方便,快捷,便于工厂化生产,标准化施工,确保施工周期; 

          (4)经济上合理适度,上,下部工程投资适当,节省投资; 

          (5)充分考虑提防要求,满足江堤要求防线和跨度的净空需求; 

          (6)尽量减拆迁,改线的工程量少,降低投资; 

          1.3考虑因素 

          桥址位于位于野外一般区,ⅰ类环境条件时,年平均相对湿度为80%,桥位属斜坡浅丘及河流阶地。拟建场地的地层主要为志留系粉砂页岩,的陡坡为全新堆积地层。该桥为双向两车道公路桥,桥梁为直线桥梁,规划桥梁净宽为9米。 

          1.4比选方案简介 

          根据桥位区水文,气象,地质,防洪等建设条件,结合桥梁建设工期,施工条件,桥面宽度,景观要求等实际情况。适宜的桥型为预应力混凝土t型简支梁桥,预应力空心板桥,钢筋混凝土拱桥。

          方案一:预应力混凝土T型简支梁桥 

          该桥采用单跨30米预应力混凝土简支梁桥,桥面净宽为-11+2×0.5米。桥梁上部结构采用6片梁,主梁间距2.0米,其中预制梁宽为1.6米,翼缘板中间接缝宽度为0.4米,根据一般中等跨径的预应力混凝土t型梁,高跨比可取为11—,则跨径为30米时,设计所采用梁1618 

          高为2.5米,梁肋宽度为20cm,梁肋下部呈马蹄形,加宽时,横隔梁延伸延伸至马蹄加宽处,横隔梁的宽度为12—16米,并做成是上宽下窄和外宽内窄的楔形,上宽为16厘米,下宽为14厘米,翼板的厚度应满足强度和构造的最小尺寸要求。翼缘和梁肋衔接处的厚度应不小于主梁高度的110,则梁的高度为2.5米,根据预应力t梁的尺寸,翼缘 

          根部的厚度取其为21厘米,端部一般不小于10厘米,取其为15厘米。马蹄宽度取为梁肋宽度的2—4倍,根据t型梁基本尺寸,取其马蹄宽度为42厘米,且保护层厚度不小于6厘米。马蹄全宽部分高度加1

          斜坡区高度约为(0.15—0.20),且斜坡宜陡于45度,所以当斜坡的坡脚取为60度是,马蹄全宽部分高度41厘米,斜坡区高度为18厘米,横隔梁的高度应延伸至马蹄加宽处,则根据计算取其高度为2.1米,横隔梁间距为7.828.桥面设有1.5%的双向横坡,由改良做成斜面坡找平来实现。

      预应力简支梁桥的特点: 

          1.简支梁桥属于单孔静定结构,它受力明确,结构简单,施工方便,结构内力系受外力影响,能适应在地质条件差的桥位上建桥。 

          2.在多孔简支梁桥中,由于各跨径结构尺寸相近,其结构尺寸易于设计成系列化,标准化。有利于组织大规模的工厂预制生产并用现代

          化起重设备,进行安装,简化施工管理工作,降低施工费用。 

          3.装配式的施工方法可以节省大量模板,并且上下结构可随时施工,显著加快了建桥速度,缩短了工期。 

          4.在简支梁桥中,应相邻构件单独受力,桥墩上常设置相邻简直梁桥的支座,相应可以增加墩的宽度。 

          单跨桥梁方案比选分析

          方案二:预应力混凝土空心板桥 

          本方案采用预应力混凝土空心板桥作为桥型设计方案,该方案有三方面的优点:

      1.建筑高度小,适用于桥下净空受限的桥梁,与其它类型的桥梁相比,可以降低桥头引道路堤高度和缩短引道长度。

      2.外形简单,制作方便,即便采用土模技术,又便采用工业化大规模成批量生产。

      3.做成装配式桥板的预制构件时,自重不大,建设方便。该方案中预应力混凝土空心板桥的标准跨径是20m,板厚是85cm,板全长时1998cm,计算跨径为1957cm,版面较宽为10.5m,由7块宽159cm的空心板组成,板与板之间的空隙为1cm,两侧的边板宽为25.5cm的小悬臂,板用c50混凝土,采用后张法施工,桥面设双向横坡为1.5%由三角垫层实现。

      预应力混凝土板桥的主要的缺点是:预应力混凝土板桥跨径一般不宜过大,以不超过30m为宜,跨径超过一定限制时,截面便要显著加高,从而导致自重增大,截面材料使用不经济,所以建筑高度小的优点也被抵消,板桥适用于建筑小跨径桥梁。 

       单跨桥梁方案比选分析

          方案三:钢筋混凝土拱桥 

          该方案采用上承式肋拱桥,在竖向荷载作用下,拱的两端不仅有竖向反力。由于水平力的作用,功德弯矩大大减小。如在均布荷载q的ql2作用下,简支梁的跨中弯矩为8,全梁的弯矩图呈抛物线,而拱的轴线为抛物线形的三角拱的任何截面上弯矩均为零,拱只受轴向压力。设计合理的拱轴,主要承受压力,弯矩,剪力均较小,故拱的跨越能力比梁的跨越能力大得多。由于拱是主要承受压力的结构,因而可以充分利用抗拉性能较差,抗压性能较好的石料,混凝土来建筑,由墩台承受水平推力的推力拱桥,要求支撑拱的墩台和地基必须承受拱端很强大的推力,因而修建推力拱桥要求有良好地基。 

      单跨桥梁方案比选分析

         综上三种方案,方案一的预应力混凝土t型简支梁桥在垂直荷载作用下,其支座仅产生垂直反力,而无水平剪力,并且预应力混凝土t型简支梁桥受力明确,理论计算较简单,设计和施工的方法日趋完善和成熟,并适用于中小跨径桥梁。方案二的预应力混凝土的空心板桥,算然外形简单,制作方便,做成装配式板桥在预制构件时,自重不大,建设方便,但当跨径较大时,截面尺寸便要显著加高,导致自重较大,截面材料使用不经济,不适合本设计要求。方案三的钢筋混凝土拱桥虽然手里简单,造价较低,但是对墩台和地基的承载力较高,对于本设计所给的地质条件,不适合修建拱桥。所以本设计采用预应力混凝土t型简直梁桥作为设计方案。


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