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哈尔滨工业大学交通科学与工程学院桥梁工程1第四节桥梁设计方案的比选一、原则：设计原则二、方案编制步骤：1、纵断面设计2、横断面设计3、方案构思4、绘制桥型方案、拟定主要尺寸、初步力学分析5、编制概算6、方案比选、推荐方案。哈尔滨工业大学交通科学与工程学院桥梁工程2目的：为桥梁获得最佳设计•好方案产生于众多新的概念设计的比选。比选制度起源极早，古代便有。现今社会更有各种不同的比选内容和方法。•计划经济时代，桥梁建设亦曾进行过不少大小规模的方案比选活动。比选的目的是发动群众可以得到当时的最佳设计。•方案比选的内容、深度和应选范围随工程的规模、阶段而异。哈尔滨工业大学交通科学与工程学院桥梁工程3知识产权激发创造•计划经济时代称竞赛而不称竞争。方案出自个人，但强调集体力量。虽有奖励，但是象征性的。无所谓知识产权，即有也属于公家，也无专利政策。•市场经济时代竞争十分激烈。为了保护知识产权，尊为立法。重要的创造还有专利法和技术合同法等规定。于是，在比选过程中注意到保密性、回避制度、知识产权报酬、补偿费、设计权、使用权等一系列规定。虽然仍亦有弊端存在，总的政策是以经济作调控手段，鼓励和保护创新者。哈尔滨工业大学交通科学与工程学院桥梁工程4专家决策民主公正•过去方案的评选，虽亦有专家参加，但决定权在行政领导。现在，方案评选理应由专家委员会决定。重要的工程，还需在初选之后，以模型、图照，说明采用展览方式取决于更大范围的群众。国家及各层领导在职权范围内进行宏观调控，且其调控工作亦采用经济法则。•迄今的社会组织仍然不可能做到普遍的直接民主，总是以有监督的代表性地进行决策。只要不以权谋私、公平正直，真正做到公开、公平、公正便是好的了。•国际方案比选牵涉面更广，有更详细的细则规定，并不时结合具体工程进行修改。需不需要和如何进行国际比选、还先要从国家和民族利益角度考虑。哈尔滨工业大学交通科学与工程学院桥梁工程5科学实验抛砖引玉•规模较大或设想较新的桥梁，包含着明显和隐蔽的问题，所以宜于先建造较小规模或较低荷载（如人行桥）的建筑再逐步推进。因此，大公司应有计划地承揽一些小工程以便成为今后大工程的资本，亦有抛砖引玉之效。哈尔滨工业大学交通科学与工程学院桥梁工程6实例一：苏通长江大桥方案哈尔滨工业大学交通科学与工程学院桥梁工程7方案1•主航道桥为双塔双索面斜拉桥，主跨为1088米，索塔为倒Y型塔高294.3，主墩基础为钢沉井。•大桥以桥塔造型为主，呈连续性，重点突出。•倒Y型塔，高耸挺拔气势夺人，配以直线的扇形拉索与延伸的水平箱梁给人一种力度的直线美。突出桥塔的主导地位，形成桥梁突出的鲜明个性。视觉上主次分明形成索结构桥梁所独有的形态和美感，将成为该地区的标志性建筑哈尔滨工业大学交通科学与工程学院桥梁工程8方案1哈尔滨工业大学交通科学与工程学院桥梁工程9方案2•主航道桥为双塔悬索桥，主跨为1510米，索塔为门式，塔高230.7，主墩基础为钢沉井。•大跨度悬索桥气势如虹、横跨长江，主缆巨大的曲线构成了吊桥的曲线美，给人一种刚中见柔的感觉，同时高大的门型桥塔造型稳重均衡。哈尔滨工业大学交通科学与工程学院桥梁工程10方案2哈尔滨工业大学交通科学与工程学院桥梁工程11实例二：天津大沽桥方案•２００６年６月，从美国宾夕法尼亚州匹兹堡召开的２００６年度国际桥梁大会传来喜讯———由天津城建集团城建设计院与Ｔ．Ｙ．ＬＩＮ国际公司合作设计、城建集团组织施工的大沽桥摘取世界著名桥梁大奖———尤金·菲戈奖。大沽桥摘得尤金·菲戈奖为２００６年度全世界的惟一，也是天津市桥梁工程首次获此殊荣。•颁奖词这样评价：“中国天津的大沽桥以想象和创新，在桥梁工程界取得了杰出的成就，并成为了当地标志性建筑。”哈尔滨工业大学交通科学与工程学院桥梁工程12•大沽桥的设计构思为“日月同辉”，由两个不对称的拱圈构成，大拱圈面向东方，象征着太阳，小拱圈面向西方，象征着月亮。大拱拱圈弧长１４０米，拱高３９米，向外倾斜１８度；小拱拱圈弧长１１６米，拱高１９米，向外倾斜２２度，它们共由８８根吊杆系于桥的两侧，与桥外伸出的半圆观景平台相对。这种结构体系全称为“敞开式四索面倾斜拱肋系杆拱桥”，至今为止在世界上也是独一无二的。•大沽桥———２００６年度全世界惟一摘得尤金·菲戈奖的杰作。哈尔滨工业大学交通科学与工程学院桥梁工程13方案一：哈尔滨工业大学交通科学与工程学院桥梁工程14方案二：哈尔滨工业大学交通科学与工程学院桥梁工程15方案三：哈尔滨工业大学交通科学与工程学院桥梁工程16方案四：哈尔滨工业大学交通科学与工程学院桥梁工程17舟山金塘主通航孔桥•方案••推荐方案：主跨620m双塔钢箱梁斜拉桥•比较方案：主跨620m双塔混合梁斜拉桥•主跨620m双塔叠合梁斜拉桥哈尔滨工业大学交通科学与工程学院桥梁工程18•结构方案研究•结构体系经比较，采用在索塔处设置竖向支座的半飘浮体系，在辅助墩和过渡墩上采用纵（双）向活动支座，在其索塔横向设抗风支座传递主梁风荷载。•主梁钢箱梁断面采用封闭式流线型扁平钢箱梁。采用栓、焊结合的连接方式。混合梁斜拉桥的钢砼结合点选择在离辅助墩向索塔方向12.3m处，该处主梁内力较小。叠合梁的断面选择双边箱钢梁叠合方案。哈尔滨工业大学交通科学与工程学院桥梁工程19索塔对图示的钻石型塔（方案1、2、3、4）、倒Y形塔（方案5）、A形塔（方案6）进行研究。推荐方案6、方案5作为索塔造型方案。采用混凝土索塔，自重大，有利于抵抗船舶撞击哈尔滨工业大学交通科学与工程学院桥梁工程20钢箱梁斜拉桥桥跨布置为77+218+620+218+77=1210m图。21800620007700218007700宁波金塘岛辅助航道主航道哈尔滨工业大学交通科学与工程学院桥梁工程21混合梁斜拉桥桥跨布置70+165+620+165+70=1090m•边跨混凝土箱梁长82.3m，其余均为钢箱梁，桥跨布置见图。宁波主航道辅助航道金塘岛哈尔滨工业大学交通科学与工程学院桥梁工程22叠合梁斜拉桥•桥跨布置为84+182+620+182+84＝1152m，见图。620008400+18200＝2660018200+8400＝26600宁波辅助航道主航道金塘岛哈尔滨工业大学交通科学与工程学院桥梁工程231.5方案比选项目比较方案一：钢箱梁斜拉桥方案二：混合梁斜拉桥方案三：叠合梁斜拉桥配跨（m）77+218+620+218+7770+165+620+165+7084+182+620+182+84总长（m）121010901152结构受力特性结构刚度满足规范要求，耐久性好结构刚度大，但钢砼结合处是结构的弱点结构刚度满足规范，桥面板易产生裂缝上部构造施工难度辅助跨钢箱梁可采用整孔吊装，施工风险小辅助跨混凝土箱梁采用支架现浇，有一定风险施工工艺较成熟与铺装适应性较差较差好养护费用较大较大较大视觉效果好好较差工期(月)484952建安费(亿)10.159.219.09以同样桥长计建安费（亿）10.159.549.25结论推荐比较比较哈尔滨工业大学交通科学与工程学院桥梁工程24•综上所述，虽然叠合梁斜拉桥造价最低，但施工工期较长，主梁施工又很难避开台风期；混合梁斜拉桥存在钢砼结合段构造复杂及混凝土支架施工有风险等缺点；钢箱梁斜拉桥造价虽最高，但施工比较方便快捷，风险最小，故初步设计对主通航孔桥推荐钢箱梁斜拉桥方案。