斜拉桥建筑设计及施工方案设计

斜拉桥建筑设计及施工方案设计课题名称XX大桥设计学院(部)工程学院专业岩土工程班级4081120122学生姓名XXX学号408112010000指导教师谌会芹2011年11月18日目录第一章方案比选.......................................................................................................11.1气象水文、地形地貌情况.............................................................................11.2方案比选.........................................................................................................11.2.1比选原则...............................................................................................11.2.2方案编制...............................................................................................11.2.3方案比选...............................................................................................2第二章预应力混凝土独塔斜拉桥总体设计...........................................................22.1技术标准.........................................................................................................22.2材料参数.........................................................................................................22.3桥跨布置.........................................................................................................32.4主梁.................................................................................................................32.5索塔.................................................................................................................42.6斜拉索设计.....................................................................................................42.7基础.................................................................................................................4第三章施工方案简述.............................................................................................................43.1全桥施工.........................................................................................................43.2基础施工.........................................................................................................53.3主梁施工.........................................................................................................53.4索塔施工.........................................................................................................5设计规范及标准依据的规范有：中华人民共和国行业标准《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）中华人民共和国行业标准《公路砖石及混凝土桥涵设计规范》中华人民共和国行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）第1页共5页第一章方案比选1.1气象水文、地形地貌情况桥区内属亚热带气候看，温暖湿润，雨量充沛，四季分明，具有春早夏长，秋雨连绵，冻暖多雾之特点。河流汇水面积广，流量充沛，水位具有陡涨陡落的特点。河床两侧地质条件不均匀，一侧较好，一侧较差，地下水缺乏。桥位区两岸属丘陵~低山区河谷地貌，桥位处于峡口下游河段，地形陡峻，相对高差较大，河床宽缓，断面呈“U”形。1.2方案比选1.2.1比选原则比选方案主要依据安全、实用、经济、美观、有利于环保的原则，同时考虑要符合桥梁发展规律，体现现代新科技的成就。桥型的选择要求在技术上是可靠的，在施工上是切实可行的。1.2.2方案编制（1）方案一：预应力混凝土独塔斜拉桥（2）方案二：钢筋混凝土拱桥（3）方案三：钢筋混凝土简支梁桥第2页共5页1.2.3方案比选方案一：斜拉桥方案造型美观，气势宏伟，跨越能力强，拉索的作用相当于在主梁跨内增加了若干弹性支撑，从而减小了梁内弯矩、梁体自重，从而减小梁体尺寸。施工技术较成熟。独塔斜拉桥只有一个大型基础，在施工过程中主梁梁恒载主要有索塔承担，两边墩台荷载较小，对河床两侧地质条件不均匀，一侧较好，一侧较差的桥位较适合。采用塔梁墩固结体系最为合理，固结体系可以大大提高结构的整体刚度。方案二：拱桥跨越能力大，耐久性好，养护、维修费用小，外形美观，构造简单。但是，拱桥是有推力的结构，而且自重较大，因为水平推力也较大，增加了下部结构的工程量，对地基要求也高，在连续多孔的大桥中，为防止一孔破坏而影响全桥的安全，需要采取较为复杂的措施或设置单向推力墩，增加了造价。方案三：混凝土简支梁桥构造简单，但建筑高度小，跨径小，需设置多个桥墩，对于本案来说，显然大大增加了施工难度和成本。经综合研究比较后,在满足设计要求的通航、行车要求的前提下，可以看出方案一轻盈流畅，结构美观，施工技术成熟，因此方案一最优,建议作为本工程的实施方案。第二章预应力混凝土独塔斜拉桥总体设计2.1技术标准结构形式：预应力混凝土双索面独塔双跨式斜拉桥。跨径布置：120m+120m=240m。桥面宽度：1.5m（拉索区）+0.5m(防撞护栏)+0.5m(过渡带)+7.5m(行车道)+0.5m(过渡带)+0.5m(防撞护栏)+1m(隔离带)+0.5m(防撞护栏)+0.5m(过渡带)+7.5m(行车道)+0.5m(过渡带)+0.5m(防撞护栏)+1.5m（拉索区）=23m，双向四车道设计荷载：公路I级。设计速度：100km/h。桥下净空：满足排洪要求。桥梁纵坡：0.2%。地震烈度：地震基本烈度为7度。标准横坡：i=1.5%。2.2材料参数混凝土材料：预应力混凝土主梁的混凝土强度等级为C50，索塔为C50，主墩墩身为C50，承台、桩基、边墩和辅助墩墩柱均采用钢筋混凝土结构，混凝土强度等级为C40。预应力钢材：桥塔锚索区的环向预应力钢筋为32的精轧螺纹粗钢筋；主梁内的预应力筋除了施工阶段顶板有32的精轧螺纹粗钢筋外，其他均为04规范中的高强的松弛钢绞线，预应力管道均采用预埋金属波纹管成型。采用OVM锚具。普通钢筋：HRB335=带肋钢筋,HRB235光圆钢筋；其技术标准符合国家GB13013-91和GB1499-91的规定。第3页共5页斜拉索：该桥采用扭绞型平行钢丝斜拉索，由7mm高强平行钢丝组成。斜拉索外面包双层护套，内层为黑色高密度聚乙烯，外层为彩色高密度聚乙烯，锚具为冷铸墩头锚。桥面铺装：8cm厚防水混凝土。支座：GPZ抗震型盆式橡胶支座。伸缩缝：SSFB240型伸缩装置。2.3桥跨布置120m+120m=240m对称布跨，采用固结体系，索塔自承台顶到索塔顶的高是97.5m，桥面以下部分索塔高37.5m，塔高与跨径的比为0.5，桥面以上30m设一横梁。主梁上斜拉索的标准索距为6m，索塔上斜拉索的索距为2.0+16*1.2+1.5m,桥面纵坡2%。见下图2.4主梁主梁采用实体双主梁截面，梁高是2m，是主跨的1/60，梁总宽23m，桥面净宽8.5m+8.5m,桥面横坡为1.5%。梁肋外的尖角是风嘴，起到导风的作用，提高主梁的抗风能力，双索面斜拉索来抵抗梁的扭转作用。纵向每隔6m设置一道横隔梁。2.5索塔第4页共5页索塔采用造型美观的H型塔，钢筋混凝土结构。H型塔造形简单，受力明确，由于塔柱斜度较小，施工比较方便。索塔自承台顶到索塔顶的高是97.5m，桥面以下部分索塔高37.5m，塔高与跨径的比为0.5，桥面以上30m设一横梁，以增强索塔的稳定性。索塔在梁底的部分称为下塔柱，梁底以上横梁以下部分为中塔柱，横梁以上部分为上塔柱。上塔柱直立，为斜拉索锚固区，高度为28.5m。上，中塔柱截面采用单箱单室，顺桥向5.5m长，横桥向3.0m。上横梁采用箱室截面，下横梁为预应力混凝土结构，主梁嵌在下横梁中。如图2.6斜拉索设计该桥的主塔为空腹结构，上塔柱为斜拉桥锚固区，两索面相互平行，在主梁上的基本索距为6.0m，索塔上的基本索距为1.2m，最内斜拉索的倾角为26度，为减小斜拉索的风振，雨振，在每根斜拉索上设有减震器。主桥斜拉索独塔共72根，塔端采用张拉端型锚具，梁端采用锚固端锚具。斜拉索外面包双层护套，内层为黑色高密度聚乙烯，外层为彩色高密度聚乙烯，锚具为冷铸墩头锚。2.7基础根据地质条件，该桥选用桩基础，每塔46根直径1.5m的钻孔灌注桩，为端承桩。采用梅花桩布置，为了减小承台的体积，减少大体积混凝土的数量，承台采用哑铃型结构，承台厚5.0m。第三章施工方案简述3.1全桥施工全桥施工总体过程如下：Stage1：主塔、边跨端部支座、塔梁临时连接部位临时支承；Stage2：边跨混凝土主梁施工，安装钢箱梁；Stage3：拆除临时支承,对称挂索；Stage4：挂篮前移，吊装桥面板，对称挂索；第5页共5页Stage5：塔梁连接体系转换，施加二期恒载，成桥施工时，通过对拉索的张拉调整索力和桥面标高。为了减少索塔和主梁承受的不平衡弯矩、扭矩及方便施工，应尽量采用索塔两侧平衡、对称、同步张拉或相差一个数量吨位的张拉施工法。在施工时，应考虑长索的非线性影响，大伸长量及相应各种因素的影响。对拉索进行分期分批张拉，使结构在各施工阶段的内力较合理，梁和塔的受力处于大致平衡状态，即梁塔只承受轴力和数值不大的弯矩。斜拉桥是高次超静定结构，施工方案对结构体的设计甚至成桥后的受力有很大的影响。因此在施工阶段应进行控制与调整，除了保证各部位几何尺寸正确外，还应进行索塔局部量测系统的控制，避免误差的累计。为了便于施工控制与调