1.2桥型特点
1.1.1.第一方案:装配式预应力混凝土简支箱梁桥
孔径布置:30m+60m+30m,全长120米,宽14.5m。由于为简支箱梁桥,每跨之间还留有5厘米的伸缩缝,桥面设有2.0%的横坡。
(1)主梁结构构造:全桥采用等截面箱梁组合梁。桥面设有2%的横坡,0.0%的纵坡。 (2)下部构造:采用三圆柱式桥墩;钻孔灌注桩式桩基础,桥台采用埋置式轻型桥台。 (3)施工方案:全桥采用装配式施工方法。
(4)装配式简支箱梁桥的特性:简支箱梁以其优良的力学性能,具备更大的抗扭刚度和强大的性能,结构简单,清晰的力量,节省材料,架设安装方便横跨了大容量,良好的桥梁视觉效果等优点,它被广泛应用于城市公路桥梁和立交桥的上部结构。
1.1.2第二方案:装配式预应力混凝土简支T梁
(1)孔径布置:30m+30m+30+30m,全长120米,宽16m。由于为简支T梁桥,每跨之间还留有4厘米的伸缩缝。桥面设有2.0%的横坡,0%的纵坡。
(2)主梁结构构造:全桥采用等跨等截面T型梁,主梁间距2.4m。
(3) 下部构造:采用三圆柱式桥墩;钻孔灌注桩式桩基础,桥台采用埋置式轻型桥台。 (4) 施工方案:全桥采用装配式施工方法。
简支T梁桥是指其结构下的垂直载荷的作用下,支座只产生一个垂直反作用力,没有桥的水平推力。简支梁桥受力明确,理论计算相对简单,设计和施工方法预应力混凝土梁桥的日臻完善和成熟。
1.1.3第三方案:变截面预应力混凝土连续刚构桥
(1)孔径布置:30m+30m+30m+30m,全长120m,宽14.5m.桥面设有2.0%的横坡,0.0%的纵坡。
(2)主梁结构构造:上部结构为变截面箱梁。采用双幅分离的的单箱双室形式。主要采用高强混凝土以及大吨位预应力体系来实现主梁的轻型化。
(3)下部构造:上、下行桥的桥墩基础是连成整体的,全桥基础均采用钻孔灌注摩擦桩,桥墩为圆端形实体墩。
(4)施工方案:全桥采用悬臂节段浇筑施工法。 (5)变截面预应力混凝土连续刚构桥发展概况.
连续刚构桥适用于大跨度,高墩。采用柔性薄壁高墩,如同摆柱,以减小对主梁的嵌固作用,梁的受力情况接近于连续梁。柔性墩身需要考虑主梁纵向变形和转动的影响以及墩身偏压柱的稳定性;墩墙很厚,连续梁为刚性桥墩,就像框架一样桥墩要承受较大的弯矩。
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由于连续受力和使用特点的要求,在大跨度预应力混凝土桥时,优先考虑这座桥型。但是当桥墩较矮时,这种桥型受到限制。 1.3
方案比选
桥型方案
第一方案:装配式预应力混凝土简支箱梁桥 第二方案:装配式预应力混凝土简支T梁 第三方案:变截面预应力混凝土连续刚构
内 桥 容 型 指标 预应力砼简支箱梁 30+60+30 单箱双室 2.5m 预应力结构通过高强钢筋对混凝土预压,不仅充分发挥了高强材料的特性,而且还提高了混凝土的开裂,推进结构重量减轻,其具有比预应力混凝土结构钢筋大得多混凝土结构跨越能力。 预应力砼简T梁 30+30+30+30 T梁 2.3m 结构简单,易于架设,它可以降低成本,缩短建设周期,最有可能被设计成跨越多种标准装配式构件。但相邻之间的两跨存在转折角,影响驾驶舒适度。 连续钢构 30+30+30+30 单箱双室 2.0m 桥跨布置 截面形式 梁高 特点 建筑高度更容易出现开裂,难以维持,对基础要求较高。采用等截面可以更好的使内力分布符合要求,经济实用,可以在一个地方成批生产。 缺点 行车流量大,并发生梁墩固建筑高度较高,且在经营桥的后期结,在基础位移时易开裂,难以维护。 维护成本高。 无法修复。
经过仔细对比考虑后,设计的简支梁比较简单,受力显然更适合于大跨度桥梁的设计,结构简单,易于设置,它可以降低成本,缩短建设周期,而最容易设计成各种标准预制件跨度,所以我选择预应力混凝土简支T型梁桥。
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第二章 桥梁设计基本资料
2.1地质条件
2.1.1地质层资料
根据现场地质测试以及室内试验,可把桥基土按工程地质特性与强度分为6个工程地质层,各层特征分述如下:
(1)粉质粘土层(Q4dl+el):灰褐色、棕红色,有灰绿色全风化砂岩岩屑斑点,稍湿、可塑,较均匀,厚约2-5m,分布于缓坡及沟边。
(2)粉质粘土层(Q4dl+pl):灰褐色、灰绿色全风化砂岩岩屑斑点,湿-饱水、软塑,较均匀,厚约3.7m,分布于稻田地,上部2.5米呈可塑状。
(3)强风化砂岩(J3p):灰绿色或棕红色,泥质结构,薄层或中厚层状构造,矿物成分为石英、长石、云母等,岩芯呈碎块状或短柱状, 厚1.8-2.0m。
(4)中风化砂岩(J3p):灰绿色或棕红色,泥质结构,薄层或中厚层状构造,矿物成分为石英、长石、云母等,柱状岩芯, 厚6.5-7.5m。
(5)强风化薄层状泥岩(J3p):棕红色,泥质结构,薄层状,地表易风化成碎块,岩芯易风化开裂,呈短柱状。 厚4.0-6.6m。处于桥尾段。
(6)中风化薄层状泥岩(J3p):棕红色,具交错层理,泥质结构,薄层状,部分为砂质泥岩,岩芯易风化开裂,呈长柱状。
2.2工程地质评价
本次勘察对表层的粉质粘土做了标贯试验2次,(1)号粉质粘土平均6击。
根据本桥位孔的岩土测试结果,并参考其他桥位同类岩土的测试结果,结合经验,该桥位各层岩土的容许承载力和桩侧极限摩阻力建议如下:
(1)粉质粘土层(Q4dl+el):可塑 fa0=125kpa,qik=33kpa. (2)粉质粘土层(Q4dl+pl):软塑 fao=80kpa. (3)强风化砂岩(J3p):fa0=600kpa,qik=125kpa.
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(4)中风化砂岩(J3p):fa0=1100kpa,qik=155kpa. (5)强风化薄层状泥岩(J3p):fa0=250kpa,qik=80kpa. (6)中风化薄层状泥岩(J3p):fa0=500kpa,qik=100kpa.
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第三章 上部结构
3.1 主要设计材料参数
(1)混凝土强度C30
轴心抗压强度设计值fcd?13.8Mpa,轴心抗拉强度设计值ftd?1.39Mpa,混凝土弹性模量Ec?3.00x104Mpa,混凝土容重γ=25kN/m3,钢筋混凝土容重γ=26kN/m3(2)钢材参数等级:
直径>12mm时采用HRB335级钢材:
fsk?335Mpa,fsd?fsd1?280Mpa,Es?2.0x105Mpa
钢材直径<12mm时采用R235级:
fsk?235Mpa,fsd?fsd1?195Mpa,Es?2.1x105Mpa
3.2
横截面布置
3.2.1主梁间距和主梁片数
主梁间距通常应随梁高与跨径的增大而加宽为经济,同时加宽翼板对提高主梁截面效率指标?很有效,故在许可条件下应适当加宽T梁翼板。本桥主梁中间三片梁翼板宽度为2800mm,最边上两片梁为2400mm,中间保留1000mm的接缝,由于宽度较大,为保证桥梁的整体受力性能,桥面板采用现浇混凝土刚性接头,因此主梁的工作截面有两种:预施应力、运输、吊装
阶段的小截面(b1=1800mm或1850mm)和运营阶段的大截面(b2=2800mm)。净12.5m+2?1.5m+2?0.25(人行道,栏杆宽度)的桥宽采用六片主梁,如图3-1示。
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