方案比选

2.1.设计资料

2.1.1 设计主要内容

(1)根据已给设计资料选择二种以上可行的桥型比选方案拟定桥梁结构主要尺寸根据技术经济比较最终确定最优方案。

(2)对推荐方案进行上部结构设计和计算：确定各部分的构造尺寸如跨径、跨高比、塔高、横断面尺寸等。

(3)建模分析进行主梁的荷载横向分布计算以及恒载及活载布载的内力计算。 (4)估算预应力筋绘制预应力筋布置图。 (5) 对结构强度、刚度、应力等进行验算；

(6)绘制桥址平面图；立面图；横断面图；主梁钢筋和预应力钢筋布置图。 (7)编写设计计算书。

2.1.2 主要技术指标

（1）.设计荷载：公路II级

（2）.桥面宽度：0.5+1.50+3.75+3.75+1.50+0.5 （11.5m） （3）.桥面纵横坡：纵坡：<3% 横坡： 1.5% （4）.地震烈度：8度 （5）.通航要求：无 （6）.设计使用年限：100年

2.1.3 附现场工程地质条件

(1).地质水文

荆州市光明桥设计要经过的地形相关已知资料如下：

桩号 K9+000.00 K9+014.77 K9+021.12 K9+025.78 K9+034.79 标高m 95.30 93.48 80.01 85.22 87.73 桩号 K9+049.35 K9+053.57 K9+058.46 K9+063.40 K9+065.87 标高m 85.11 88.77 90.24 93.69 94.66 K9+045.66 89.94 K9+070.00 95.21 丘坡地表水不发育地下水较发育地下水水位埋深较浅为孔隙潜水局部为基岩裂隙水。谷地地表水较发育地下水较发育埋深较浅为孔隙潜水局部为基岩裂隙水。补给来源为大气降水。地表水及地下水均无侵蚀性。施工阶段应加强地表水、地下水的取样及水质分析工作。设计水位为90m. (2).地震动参数

地震动峰值加速度为0.05g地震动反应谱特征周期0.35s。 (3).岩土施工等级及物理力学指标：

Ⅰ、2-2Q3-2al+p粉质黏土硬塑褐黄色、褐灰色厚5.60～9.00m,σ0＝180kPaⅡ类；

Ⅱ、2-3粗圆砾土密实饱和层厚约19.40~27..00mσ0＝350kPaⅢ类；

2.1.4 设计依据

（1）交通部颁《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）简称《标准》； （2）交通部颁《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）简称《桥规》； （3）交通部颁《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）简称《公预规》；

（4）交通部颁《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63--2007）； （5）公路桥涵施工技术规范（JTJ 041-2000）；

（6）预应力筋用锚具、夹具和连接修改（GB T14370-93）； （7）公路桥梁板式橡胶支座规格系列（JTT663-2006）； （8）预应力混凝土桥梁用塑料波纹管（JT-T529-2004）； （9）城市桥梁设计荷载标准（CJJ77-98）；

（10）《桥梁工程》、《结构设计原理》、《基础工程》等教材。

2.1.5 主要材料

混凝土：主梁采用C50混凝土桥面铺装采用10cm C50混凝土+SBS改性沥青涂膜防水层+10cm沥青混凝土桥头搭板、盖梁、耳背墙、防撞护栏及立柱均采用C30混凝土桩基、系梁采用C25混凝土其它自选。

预应力筋：采用S15.20 高强度低松弛钢绞线、抗拉强度标注值

fpk1860MPa弹性模量EP1.95105 MPa。

普通钢筋：直径大于和等于12mm的用HRB335级热轧螺纹钢筋、直径小于12mm的均用R235级热轧光圆钢筋。

锚具、套管、连接件和伸缩缝等根据相关规范选取。

2.2方案比选

2.2.1方案比选的原则

为了获得经济,实用和美观的桥梁设计,设计者需要运用丰富的桥梁建筑理论和实践知识,进行深入细致的分析研究工作.对一定的建桥条件,尽可能做出基本满足要求的多种不同的设计方案.只有通过技术经济等方面的综合比较,才能科学的得出完美的最优设计。

设计方案的评价和比较要全面考虑上述项指标,综合分析每一方案的优缺点,最后选定一个符合当前条件的最佳推荐方案.有时占优势的方案还可吸取其它方案的优点进一不步加以改善,如果改动较多时,甚至最后中选的方案可能是集聚各方案长处的另一新方案。

一般来说,造价低,材料省者,劳动力少的应是优秀方案,但实际上并不尽然,因为有时当其它技术因素或使用要求上升为设计的主要矛盾时,就不得不放弃较为经济的方案.所以在比较时必须从任务书提出的要求,所给的原始材料以及施工等条件中,找出所面临问题的关键所在,分清主次,才能探索出适合于各具体情况的最佳方案。

推荐方案必须是经过比选后得出的,必须经得起反复推敲.采用何种桥式和跨度必须建立在科学的基础上,切忌先入为主,或在某种主观意志的支配下,一味好高骛远。所谓科学性,具体体现在方案比选时要贯彻”使用,经济,安全,美观”的原则。要防止那些不科学的,缺乏全面观点,脱离中国实际,不算经济帐,好大喜功,奢侈浪费,盲目追求规模与速度上的全国第一世界第一的浮夸作风.努力建造一座造价低,又能处理好各方面的关系,既实用有美观的桥梁把尽可能节省下来的钱,用于修建更多的桥梁,造福于民。

2.2.2 方案比选

2.2.2.1预应力混凝土简支梁桥

（1）适用跨径

装配式简支T形梁桥具有建桥速度快、工期短、模板支架少等优点而应用广泛.预应力混凝土简支梁桥适用跨径为20~50m。

此设计采用等跨布置跨径为l=35m,符合要求. （2）上部结构 见图1

图1：预应力混凝土简支梁桥横断面图 单位mm

1）梁的横截面宽度设为b=1150/5=230cm；

2）主梁高度一般为（1/14~1/25）l梁高取200cm； 3)高跨比为: 1/22在经济高跨比1/14~1/25； 4)主梁肋宽b=0.18~0.20取18cm；

5)装配式简支梁桥桥面板（翼缘板）一般采用变厚形式其厚度随主梁间距而定翼缘根部（与梁肋衔接处）的厚度应不小于梁高的1/10取20cm边缘厚度不应小于10cm;当板间采用横向整体现浇连接时悬臂端厚度不应小于14cm。 翼板端部厚度hf=18cm>200/12 =16.666肋部翼板厚度h'f20cm。

6)桥面宽度：0.5+1.50+3.75+3.75+1.50+0.5 （11.5m） （3）下部结构

采用柱式桥墩柱式桥墩的结构特点是由分离的两根或多根立柱所组成.它的外型美观圬工体积少因此是目前公路桥梁中广泛采用的桥墩形式之一特别是在较宽较大的城市桥和立交桥中。柱身为0.6~1.5m取1.2m.桥台采用重力式桥台。 2.2.2.2 钢筋混凝土双曲拱桥 （1）方案简介

本方案为预应力混凝土双曲拱桥。全桥一跨布置单跨采用标准跨径70m。采用横向五波构造的拱圈。桥墩为重力式桥墩。 （2）尺寸拟定

本桥拟用净跨径为70.0m矢跨比为1/8。桥面行车道宽7.5m,两边各设1.5m的人行道和0.5m的挡土墙。单个横波宽度为160cm拱肋宽60cm。详见图2

图2：双曲拱桥横截面图 单位mm

2.3 结论

经比较得出方案比较表如下

方案比较表

序 号 1 方案类别 第一方案 预应力混凝土简支梁桥 第二方案 钢筋混凝土双曲拱桥 项目比较 桥长 44m+26m 一跨布置70m 2 最大纵坡 2.4% 2.4% 3 造价 耗钢量大,水泥,人力消耗较多.总造价较高 耗钢量大,木材,水泥用量大.造价最高 4 工艺要求 技术先进,工艺要求严格,所需设备较少,占用施工场地少 技术先进,工艺要求严格,施工难度大,支架,模板用量大,劳动力消耗大 5 使用效果 属于超静定结构,受力较好,主桥桥面连续,无伸缩逢,行车条件好,养护容易,但容易受温度和变形的响 属于超静定结构,受力较好,伸缩逢较多,纵坡较大,养护麻烦,且对地基要求很高 因此此次设计采用预应力混凝土简支梁桥。