小山峡大桥设计开题报告
2020-04-10 14:40:52
1. 研究目的与意义（文献综述）
一、现状及趋势
桥梁是公路、城市道路或铁路的重要组成部分，也是国家工业和技术水平的综合水平体现。
2. 研究的基本内容与方案
三、初拟桥型方案
依据设计资料和设计技术标准，综合考虑目前的造价控制以及高速公路施工企业桥梁施工的普遍水平，从总体布局、环境协调、技术先进性、施工可能性、景观要求和技术经济等多方面考虑后，按照“适用、经济、安全、美观”的桥梁设计原则，初步拟定以下三个桥型方案：
1.三跨预应力混凝土连续钢构桥
2.钢筋混凝土拱桥
3.预应力混凝土连续梁桥
四、方案比选
1.三跨预应力混凝土连续钢构桥
（1）桥型介绍
连续刚构桥是墩梁固结的连续梁桥。 分主跨为连续梁的多跨刚构桥和多跨连续-刚构桥，均采用预应力混凝土结构，有两个以上主墩，采用墩梁固结体系，具有T形钢构桥和连续梁桥的优点。
连续刚构桥与同类桥(如连续梁桥、T形刚构桥)相比:多跨刚构桥保持了上部构造连续梁的属性，跨越能力大，施工难度小，行车舒顺，养护简便，造价较低。
多跨连续-刚构桥则在主跨跨中设铰，两侧跨径为连续体系，可利用边跨连续梁的重量使T构做成不等长悬臂，以加大主跨的跨径。典型的连续刚构体系对称布置，并采用平衡悬臂施工方法修建。
（2）尺寸介绍
①桥跨布置
采用三跨预应力混凝土连续钢构桥，跨径为86m 160m 86m，全长332m，边中跨比为0.5375。
②截面尺寸
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主梁采用双幅变截面单箱单室预应力箱梁。墩顶梁高H1约为跨径的1/15～1/20，这里取H1=9.0m；跨中梁高H2约为跨径的1/30～1/50，这里取H2=4m，梁底面按照二次抛物线变化。单幅桥面宽度：2m（人行道） 9m（行车道）拟定箱梁底板宽7m，翼缘宽2m。
支点处截面
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跨中处截面
③下部结构
下部结构采用实心薄壁墩，墩壁厚2.2m，基础采用单排桩基础，桩径250cm；桥墩下部结构采用钻孔灌注桩基础。为减小墩身阻水作用，墩身及承台迎水面均做成圆端形。
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（3）施工方案设计
采用平衡悬臂浇筑施工法进行施工，在施工过程中必须保证墩与梁固结，并充分考虑施工期出现的体系转换问题。
2.钢筋混凝土拱桥
（1）桥型介绍
钢筋混凝土拱桥施工工艺主要特点是采用条形、分段预制构件使主拱先合拢成拱，然后安装微弯板、浇桥面组成整体。
钢筋混凝土拱桥是在双曲拱桥、桁架拱桥和斜腿刚架拱桥的基础上发展起来的，由主拱腿、实腹段、腹孔弦杆、斜撑和横系梁等构件拼组而成裸肋，然后在其上安装带有加劲肋的微弯板和悬臂板，并通过现浇混凝土桥面与裸肋结成整体组合结构。该桥型具有自重轻、材料省、整体性能好、外形美观、装配化程度高等优点。
优点：具有较大的跨越能力，充分发挥圬工及其它抗压材料的性能；构造较简单，受力明确简洁；形式多样、外型美观。
缺点：有水平推力的拱桥，对地基基础要求较高，多孔连续拱桥互相影响；跨径较大时，自重较大，对施工工艺等要求较高；建筑高度较高，对稳定不利。
（2）尺寸介绍
采用钢筋混凝土上承式拱桥，跨径为332m，矢跨比为1/6。主拱圈拟采用单箱四室的箱型截面，拱圈宽度B一般为桥面宽度的0.6~1.0倍，取拱圈宽度为B为20m，拱圈高度H为跨径的1/55～1/75，H等于5m。该拱桥采用全空腹式梁式拱上建筑，腹孔跨径一般控制在主拱跨径的1/9～1/15，取腹孔跨径为26m，则腹孔数为13个，立柱采用直径为1m的钢筋混凝土圆形墩。拱上立柱对称布置，其上加盖梁，盖梁高0.6m，宽2.2m。
钢筋混凝土拱桥总体布置图
钢
筋混凝土拱桥主拱圈截面尺寸图
（3）施工方案设计
上承式拱桥常采用的施工方法有悬臂浇筑法、预制安装法、节段悬拼法、转体施工法等等，该拱桥拟采用缆索吊装施工。
3.预应力混凝土连续梁桥
（1）桥型介绍
四跨预应力混凝土梁桥是预应力桥梁的一种，它具有整体性能好、结构刚度大、抗震性好，特别是主梁变形挠曲线平缓，桥面伸缩缝少，行车舒适等优点。加上这种桥型的设计施工均较成熟，施工质量和施工工期能得到控制，成桥后养护工作量小。施工时常采用平衡悬臂拼装施工法和平衡悬臂浇筑施工法。
（2）尺寸介绍
①桥跨布置
采用预应力混凝土连续梁桥，跨径为66m 100m 100m 66m，边跨比为0.66，总跨径为332m。
②截面尺寸
主梁采用双幅变截面单箱双室预应力箱梁，墩顶梁高为6m，跨中梁高为3m。
③下部结构
桥墩采用钢筋混凝土空心墩，直径为2m，桥墩下部结构采用钻孔灌注桩基础。
| 桥型方案 比较指标 | 方案一 | 方案二 | 方案三 |
| 桥型介绍 | 三跨预应力混凝土连续钢构桥 | 钢筋混凝土拱桥 | 预应力混凝土连续梁桥 |
| 截面形式 | 单箱单室箱型截面 | 单箱四室箱型截面 | 单箱双室箱型截面 |
| 施工方法 | 平衡悬臂浇筑施工法 | 缆索吊装施工 | 平衡悬臂施工法 |
| 优点 | 跨越能力大，施工难度小，行车舒顺，养护简便，造价较低，施工简便、养护费用低，抗震性好，无需支座，节省大量支座费用，比较美观。 | 具有较大的跨越能力，充分发挥圬工及其它抗压材料的性能；构造较简单，受力明确简洁；形式多样、外型美观。 | 伸缩缝少，结构刚度大，变形小，动力性能好，行车平顺，通畅安全，且施工简单，技术成熟，满足交通运输安全要求，施工无需大型设备，降低施工成本，成桥后养护费用少。 |
| 缺点 | 薄壁墩刚度小，难以承受船舶撞击，基础沉降对结构影响大。 | 有水平推力的拱桥，对地基基础要求较高，多孔连续拱桥互相影响；跨径较大时，自重较大，对施工工艺等要求较高；建筑高度较高，对稳定不利。 | 需要大型支座，需较多的预应力钢筋，基础施工复杂。 |
| 经济性 | 上部结构造价费用较高，单无需支座，节约了成本，且后期养护费用少。 | 上部结构造价较低，成桥后养护费用较低。 | 上部结构造价较搞，施工虽无需大型设备，降低成本，但需大型支座，养护费较低。 |
| 比选结果 | 推荐方案 | 比选方案 | 比选方案 |
综合考虑该桥的技术性、经济性、安全性、实用性等，将方案一作为推荐方案。
五、设计主要内容
1.方案设计（初步设计）：至少提出3个可行的设计方案，经过经济技术比较，产生推荐方案，提交设计方案的开题报告。
2.技术设计
1）完善推荐方案的总体布置图；
2）上构主体结构的构造图及布筋图；
3）下构主体结构的构造图；
4）施工程序的设计及说明；
3.结构计算：控制截面和重要部位的内力分析计算、配筋计算设计及有关验算。
4.毕业设计说明书的编写。
5.外文文献的编译。
3. 研究计划与安排
六、进度安排
1-3周 完成方案设计
4-6周 技术设计
4. 参考文献（12篇以上）
七、参考文献
[1] 交通部标准 .公路桥涵设计通用规范(jtg d60-2015).人民交通出版社，2015.
