运河改建桥梁桥型比较与选择
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桥梁方案比选范文# 桥梁方案比选。
一、前言。
咱们今天就像挑西瓜一样来挑挑桥梁的方案。
这造桥可不是小事儿,就像给大自然这个大舞台搭个特别的道具,得慎之又慎。
那咱就开始比较比较各个方案的优劣吧。
二、方案一:梁式桥。
1. 结构特点。
梁式桥就像个平平整整的板子架在桥墩上。
想象一下,你把一块长长的木板搭在几个小凳子上,大概就是那个样子。
它的梁是主要受力部分,把桥上的重量都传递到桥墩和基础上。
梁式桥结构简单明了,大家一看就懂,没有那些弯弯绕绕的。
2. 优点。
造价相对较低:这个方案就像去菜市场买实惠的菜一样,不需要花太多钱。
因为结构简单,材料用量和施工难度都在比较可控的范围内,所以在预算有限的情况下,梁式桥是个不错的省钱小能手。
施工速度快:就像搭积木一样,梁式桥的构件比较规则,施工的时候工人师傅们容易上手。
不需要太多复杂的工艺,只要按照步骤把梁和桥墩搭好就行,这样就能较快地让桥梁成型,早点让大家在桥上走。
后期维护方便:简单的结构意味着如果出了问题,也好找原因。
哪里坏了,就像修桌子腿一样,直接去处理对应的部分就好。
不需要在一堆复杂的结构里像捉迷藏一样找故障点。
3. 缺点。
跨越能力有限:梁式桥就像个小短腿,不能一下子跨得特别远。
如果遇到很宽的河流或者山谷,它可能就力不从心了。
就好比让一个小孩去跨一个大人才能跨过去的大坑,不太现实。
美观性一般:大多数梁式桥长得比较中规中矩,没有那种让人眼前一亮的惊艳感。
在一些对景观要求比较高的地方,可能就有点像个朴素的路人甲。
三、方案二:拱桥。
1. 结构特点。
拱桥呢,就像一个弯弯的彩虹落在地上。
它是靠拱圈来承受压力的,这个拱圈就像一个大力士,把桥上的重量分散到两边的桥台和基础上。
而且拱桥的形状让它在力学上有独特的优势,能承受比较大的重量。
2. 优点。
强大的跨越能力:拱桥就像个跳远健将,可以跨越比较宽的水域或者山谷。
它的拱结构能把力量巧妙地分散开,所以在一些需要长距离跨越的地方,拱桥就可以大显身手了。
桥梁改造方案比选一、概况1. 某某县一桥:原有旧桥桥面板底面有明显裂缝,且有渗漏现象,继续使用将威胁当地群众生命财产安全,所以拆除旧桥桥面系并进行重建迫在眉睫。
原有桥梁墩台形式为钢筋混凝土实体式墩台,虽然表面有少许裂痕,经修复不影响使用。
本桥只需重建上部构造,下部墩台构造修复后将继续沿用,故方案设计做了三种型式桥面板方案,分别为:(1)现浇整体式钢筋混凝土连续板(4×7m);(2)预制装配式钢筋混凝土空心板(4×7m);(3)预制装配式钢筋混凝土实心板(4×7m)。
2. 某某县二桥:原有桥为2×16m双曲拱桥,跨中拱肋已严重开裂,桥面出现裂缝,2007年鉴定为危桥,继续使用将威胁当地群众生命财产安全,所以拆除旧桥建新桥迫在眉睫。
本桥新建桥三个方案分别为:(1)现浇整体式钢筋混凝土连续板桥(2×16m);(2)预制装配式钢筋混凝土空心板桥(2×16m);(3)预制装配式预应力空心板桥(2×16m)。
二、方案设计依据(1)《城市桥梁设计规范》 CJJ11-2011(2)《公路工程技术标准》JTG B01—2003。
(3)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62—2004。
(4)《公路桥涵设计通用规范》JTG D60—2004。
(5)《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG D63-2007。
三、设计标准方案设计采用的主要技术标准如下:(1)设计荷载:公路-Ⅱ级(2)桥面宽度: 7.5米=0.5米+6.5米+0.5米(3)抗震设施:按6级设防(4)设计洪水频率:1/50四、桥梁方案比选1.某某县一桥:方案比较表2.某某县二桥:方案比较表1五、问题与建议1.由于推荐方案施工时受洪水影响大,建议将施工时间安排到旱季。
2.确定方案后,都方桥需要尽快进行地质勘查,为施工图设计提供地质资料。
3.其他未尽事宜,待下一步施工图设计阶段核实确定。
6.8 桥型方案与比选沿线桥涵构造物较多,在桥型方案选择时本着适用、经济、合理、安全、美观的原则,尽可能做到设计标准化、施工机械化,便于分段统一集中预制安装,便于就地取材、运输方便、以缩短工期、节省工程造价。
由于本条线路所经地区风景优美,在桥梁经济指标相差不大的情况下,重点考虑桥梁的美观,尽量与周围环境协调。
6.8.1 各种标准跨径上部构造经济比较沿线桥涵结构物较多,在桥型方案选择时本着适用、经济、合理、安全、美观的原则,尽可能做到设计标准化、施工机械化,便于分段统一集中预制安装,便于就地取材、运输方便、以缩短工期、节省工程造价。
通过沿线实地调查及水文计算,本合同段内的特大、大、中桥基本不受洪水控制,沿线河流均无通航要求。
根据以上设计原则,装配式结构主要有16~40m预应力混凝土T梁、小箱梁、宽幅空心板、窄幅空心板等。
根据设计经验及湖北省近年来山区高速公路实际施工情况,16m以下跨径一般只适用于中小桥梁或桥高10m以下的桥梁;20m跨径适用于墩高在10m~20m之间的大中桥梁;30m跨径适用于墩高在20m~40m之间的大中桥梁;40m跨径适用于墩高在30m~50m之间的大中桥梁。
本合同段内高架桥较多,除安子垭大桥个别桥墩高达52m及戴家垭子大桥桥墩在40m左右外,其余桥梁的墩高均在12m~35m之间。
为减少桥梁结构型式,方便施工、缩短施工工期,本合同段大桥上部构造一般不采用小于20m跨径的桥梁,同时由于本合同段地形复杂,预制场地及运输较困难,拟不采用50m跨径的装配式梁桥。
下面分别对相同标准跨径不同上部构造、不同跨径桥型方案进行综合比选,选取最优方案。
表6-5 常用标准跨径上部构造主要材料指标(半幅桥)从表中可以看出:对于20m跨径而言,预应力空心板材料用量明显偏大,预应力砼T梁或组合小箱梁两者总体比较各项指标均相差不大,综合造价基本相当;就上部构造而言,材料指标随着跨径的增加而增大,20m~40m标准跨径上部结构采用的预应力砼T梁或组合小箱梁方案,两者总体比较各项指标均相差不大,综合造价基本相当。
桥型方案比选-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN桥梁毕业设计桥型比选一、桥型方案比选桥梁的形式可考虑拱桥、连续梁桥、悬索桥和斜拉桥。
从安全、功能、经济、美观、施工、占地与工期多方面比选,最终确定桥梁形式。
桥梁设计原则1.适用性桥上应保证车辆和人群的安全畅通,并应满足将来交通量增长的需要。
桥下应满足泄洪、安全通航或通车等要求。
建成的桥梁应保证使用年限,并便于检查和维修。
2.舒适与安全性现代桥梁设计越来越强调舒适度,要控制桥梁的竖向与横向振幅,避免车辆在桥上振动与冲击。
整个桥跨结构及各部分构件,在制造、运输、安装和使用过程中应具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性。
3.经济性设计的经济性一般应占首位。
经济性应综合发展远景及将来的养护和维修等费用。
4.先进性桥梁设计应体现现代桥梁建设的新技术。
应便于制造和架设,应尽量采用先进工艺技术和施工机械、设备,以利于减少劳动强度,加快施工进度,保证工程质量和施工安全。
5.美观一座桥梁,尤其是座落于城市的桥梁应具有优美的外形,应与周围的景致相协调。
合理的结构布局和轮廓是美观的主要因素,决不应把美观片面的理解为豪华的装饰。
应根据上述原则,对桥梁作出综合评估。
连续梁桥梁式桥是指其结构在垂直荷载的作用下,其支座仅产生垂直反力,而无水平推力的桥梁。
预应力混凝土梁式桥受力明确,理论计算较简单,设计和施工的方法日臻完善和成熟。
预应力混凝土梁式桥具有以下主要特征:1)混凝土材料以砂、石为主,可就地取材,成本较低;2)结构造型灵活,可模型好,可根据使用要求浇铸成各种形状的结构;3)结构的耐久性和耐火性较好,建成后维修费用较少;4)结构的整体性好,刚度较大,变性较小;5)可采用预制方式建造,将桥梁的构件标准化,进而实现工业化生产;6)结构自重较大,自重耗掉大部分材料的强度,因而大大限制其跨越能力;7)预应力混凝土梁式桥可有效利用高强度材料,并明显降低自重所占全部设计荷载的比重,既节省材料、增大其跨越能力,又提高其抗裂和抗疲劳的能力;8)预应力混凝土梁式桥所采用的预应力技术为桥梁装配式结构提供了最有效的拼装手段,通过施加纵向、横向预应力,使装配式结构集成整体,进一步扩大了装配式结构的应用范围。
通榆运河大桥方案设计摘要:设计是根据设计任务书的要求对通榆运河桥进行方案比选和设计的。
对该桥的设计,本着“安全、实用、经济、美观”的八字原则,本设计提出两种不同的桥型方案进行比较和选择。
方案一为80m下承式系杆拱桥三片拱肋结构,方案二为34+90+34m 中承式系杆拱桥三片拱肋结构。
经由以上原则以及设计施工等诸多方面考虑后,确定预应力方案一为最终设计方案。
关键词:方案设计;下承式系杆拱;三片拱肋;桥梁博士模型一、工程概况本桥梁工程位于规划S233省道上,S233省道推荐路线方案在建湖县内走向为:由现状233省道以南跨过通榆运河后从现状上冈镇南部穿过。
其中通榆运河大桥是S233省道建湖段中的重要控制点。
为满足现状日益增长的交通需要,建湖县交通局规划将现状通榆运河渡口将撤销,新建一座跨越通榆运河的桥梁,桥梁选址为现状通榆运河渡口以北200m左右。
跨越通榆运河处河道较为顺直,河口宽度约为125m左右。
通榆运河是江苏省干线航道网规划中的重要干线航道。
根据《江苏省干线航道网规划》的要求,通榆运河航道上过河建筑物的通航净空尺寸应满足三级航道标准。
根据《内河通航标准》(GB50139-2004)三级航道通航净宽要求大于70m,通航净高不小于7m,侧高不小于6m,上底宽不小于60m。
二、设计标准(1).荷载标准:公路-I级;(2).桥梁横断面布置:(桥梁按双幅桥设置)主桥部分:1.2m(系梁)+0.5m(防撞墙)+11.5m(机动车道)+ 0.5m(防撞墙)+1.5m(系梁)+ 0.5m(防撞墙)+11.5m(机动车道)+ 0.5m(防撞墙)+ 1.2m(系梁)=28.9m;引桥部分:0.5m(防撞墙)+11.5m(机动车道)+ 0.5m(防撞墙)+1.5m(中央分隔带)+ 0.5m(防撞墙)+11.5m(机动车道)+ 0.5m(防撞墙)=26.5m;(3).桥面横坡:双向2%;(4).桥梁纵坡:桥头引坡3%,竖曲线半径R=8000m,T=240m,E=3.6m;(5).桥面铺装:10cm水泥混凝土+10cm沥青混凝土;三、方案比选1、80m下承式系杆拱桥三片拱肋结构主桥设计方案为80m下承式系杆拱桥,桥梁起点桩号K0+215.560,终点桩号K0+784.440,全长568.88m。
关于桥梁的方案比选摘要桥桥长39米,桥宽5.5。
依据资料设计不少于四种桥型方案,并拟定桥型结构主要尺寸。
根据技术经济比较,选择最优方案三跨预应力混凝土空心板简支梁桥方案:三跨预应力混凝土简支空心板桥是常用的一种桥梁结构形式,属于静定体系。
其在恒载、活载作用下,主梁的受力明确,主梁截面尺寸较小,结构抗弯抗扭性能好。
可采用顶推法、逐跨施工法、预制安装法施工,充分应用预应力技术的优点使施工设备机械化,生产工厂化;采用预制厂,预制主梁,然后安装就位,张拉预应力钢筋,施工速度快,主梁质量有保证。
预应力混凝土简支T梁方案:预应力混凝土简支T梁,其具有建桥速度快、工期短、模板支架少等优点而应用广泛。
梁拱组合体系桥方案:拱桥是我国公路上使用较广泛的一种桥型。
拱桥与梁桥的区别,不仅在于外形不同,更重要的是两者的受力性能有较大的差别。
由力学知,拱桥结构在竖向荷载作用下,两端将产生水平推力。
正是这个水平推力,使拱内产生轴向压力,从而大大减小了拱圈的截面弯矩,使之成为偏心受压构件,截面上的应力分布与受弯梁的应力相比,较为均匀。
因此,可以充分发挥主拱截面材料强度,使跨越能力增大。
斜腿刚构方案:斜腿刚架桥的主跨相当于一座折线形拱式桥,其压力线接近于拱桥的受力状态,斜腿以受压为主,其跨越能力较大。
关键词:预应力截面弯矩弯矩竖向荷载目录·桥型方案的提出及结构介绍1三跨预应力混凝土空心板桥(1)桥型介绍(2)尺寸拟定(3)施工方案设计(4)工程量估算2预应力混凝土简支T梁桥(1)桥型介绍(2)尺寸拟定(3)施工方案设计(4)工程量估算3 梁拱组合体系桥(1)桥型介绍(2)尺寸拟定(3)施工方案设计(4)工程量估算4 斜腿刚架桥(1)桥型介绍(2)尺寸拟定(3)施工方案设计(4)工程量估算·方案比选·参考文献·致谢桥型方案的提出及结构介绍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,高速公路上合理桥型的选择总结起来有以下几点:1)桥型方案选择力求能适应当地的恶劣环境和交通运输条件的限制,合理选择上部结构形式。
桥梁方案比选本设计桥梁的形式可考虑预应力混凝土简支T形梁桥、预应力混凝土箱型梁桥、预应力混凝土连续梁桥三种形式。
从实用、安全、经济、美观、环保以及占地与工期多方面比选,最终确定桥梁形式。
桥梁设计原则:(1)实用性。
桥梁必须实用,要有足够的承载力。
能保证行车的畅通、舒适和安全。
既满足当前的需要,又要考虑今后的发展。
要能满足交通运输本身的需要,也要考虑到支援农业等等。
(2)安全性。
桥梁的设计要能满足施工及运营阶段的受力需要,能够保证其耐久性和稳定性以及在特定地区的抗震需求。
(3)经济性。
在社会主义市场经济体制的今天,经济性是不得不考虑的重要因素。
在能够满足桥两个方面需求的情况下要尽量考虑是否经济,是否以最少的投入获得最好的效果。
(4)美观性。
在桥梁设计中应尽量考虑桥梁的美观性。
桥梁的外形要优美,要与周围环境相适应,合理的轮廓是美观的主要因素。
(5)环保性。
随着经济的发展,生活水平的不断提高,人们对环境保护提出了更高的要求,在建筑领域,一个工程的建设不能以牺牲环境作代价,在保证顺利工的前提下要尽量避免对环境的破坏以实现经济的可持续发展。
梁桥梁式桥是指其结构在垂直荷载的作用下,其支座仅产生垂直反力,而无水平推力的桥梁。
预应力混凝土梁式桥受力明确,理论计算较简单,设计和施工的方法日臻完善和成熟。
预应力混凝土梁式桥具有以下主要特征:(a)混凝土材料以砂、石为主,可就地取材,成本较低;(b)结构造型灵活,可模型好,可根据使用要求浇铸成各种形状的结构;(c)结构的耐久性和耐火性较好,建成后维修费用较少;(d)结构的整体性好,刚度较大,变性较小;(e)可采用预制方式建造,将桥梁的构件标准化,进而实现工业化生产;(f)预应力混凝土梁式桥可有效利用高强度材料,并明显降低自重所占全部设计荷载的比重,既节省材料、增大其跨越能力,又提高其抗裂和抗疲劳的能力;(g)预应力混凝土梁式桥所采用的预应力技术为桥梁装配式结构提供了最有效的拼装手段,通过施加纵向、横向预应力,使装配式结构集成整体,进一步扩大了装配式结构的应用范围。
1工程概况苏南运河自镇江谏壁口至苏浙交界鸭子坝,全长208km,“六五”、“七五”期先行整治了无锡市河14.94km、苏州市河9.3km、常州市河8.9km,连同利用世界银行贷款整治的镇江丹阳陵口段等19.35km,共约52km,这次整治里程为156km,改建碍航桥梁42座。
1992年8月开工,到1998年底可完成41座。
2桥梁设计2.1桥梁设计标准2.1.1荷载标准根据这些桥梁所处位置与用途不同,大体上分为四种标准:(1)城市桥梁,其标准采用城市道路规范规定。
(2)公路桥梁,其标准为汽车-20、挂车-100,人群荷载为3.5kN/m2。
(3)机耕桥,其标准为汽车-10。
(4)人行桥,其标准为3.2kN/m2。
2.1.2净空标准桥下通航净空标准按苏北运河为B≥50m,在最高通航水位时H≥7m。
2.1.3车行道标准苏南运河沿线桥梁较多,而且建于不同的年代,更没有统一的标准。
苏南运河整治工程开始后,地方政府都希望把标准提高一点,如果全部按地方要求实施,总投资又突破过多。
为此,在向省政府汇报,并经省政府领导同意,苏南运河整治工程桥梁改建标准为“拆一赔一、拆什么标准赔什么标准,地方政府要求提高标准的,所增加的费用由地方政府承担”。
正是由于有了这么一条原则,后来实施的公路桥都能按所在公路等级标准进行实施,最宽的为高速公路标准,双向四车道;城市桥梁按城市规划,最宽的达30m。
为优化地方交通规划并提前实施,促进地方经济发展具有重要作用。
在与地方政府研究确定改建桥梁标准时,对在同一镇上几座桥梁进行了优化。
如苏州浒关镇,原有4座桥,自北向南分别是北津桥为净4.5m的机耕桥,浒关桥为净3.7m的人行桥,南津桥为净4.0m的机耕桥,兴贤桥为净7.0m公路桥,最后按北津桥净7+2×1.5m公路桥、浒关桥净5m人行桥、南津桥净5m机耕桥、兴贤桥净7+2×1.5m公路桥改建;苏州望亭镇原有3座桥,自北向南分别是工农桥为净3.8m的汽车、灰管两用桥、望亭桥为净4.5m机耕桥,望亭南桥为先期改建的公路桥,最后按工农桥为净5m公路桥、望亭桥净5.0m人行桥改建。
某旧有桥梁改扩建工程方案比选探讨要随着社会的发展,很多中小城市中跨越江河的旧有桥梁已经超负荷工作多年。
尤其是解放初期建设的一批桥梁已经不堪重负,有着不同程度的桥梁病害,存在着较大的安全隐患。
对这些旧有桥梁的改扩建必须进行科学的检测和方案比选,选择经济可行的建设方案。
关键词旧有桥梁改扩建方案比选探讨一、桥梁现状广东某市东门桥是沟通增江东西两岸,方便人民群众生活需要的一座人行桥梁。
现状东门桥桥垮组成为1015m,全长155.7m。
上部结构是简支T型梁桥,每跨采用4梁式混凝土简支T梁。
下部结构为群桩基础,利用旧桥拆除后的旧基础。
据调查了解,现状东门桥修建于解放之前,桥梁下部结构利用更早修建的桥梁基础(且已超出结构使用年限),重新修建了桥梁上部结构。
后又经过历次维修,成为目前的现状。
东门桥为10跨混凝土T型简支梁桥,全桥总长:155.7m,跨径组合为:1015m(T梁),T型简支梁每幅每跨由4片梁组成,桥面宽度为4.8m。
二、桥梁病害调查检测现状桥梁由于建造年代较早,已经超过了其设计使用年限。
桥梁本身存在着很多病害。
只有在摸清楚现状桥梁的病害基础上,才能科学改造,合理设计。
调查检测结果如下:桥梁上部结构:主要是T梁,其结构基本完好,部分T梁连接缝露筋,受力性能基本稳定。
桥梁下部结构:主要是桥墩的桩柱,其外的保护层大面积脱落缺失,混凝土碳化深度大,外表露石、漏筋情况严重,部分桩柱明显倾斜。
较多的露筋桩柱出现了钢筋锈蚀,程度严重。
尤其是,部分桩柱混凝土侵蚀十分严重。
桥梁的附属结构:支座及桥面板,结构基本完好,翼墙有个别裂缝发展。
根据现场调查的实际情况和《增城市东门桥检测检查报告》(华南理工大学建筑学院),不难发现现状东门桥存在较为严重的安全隐患,必须对东门桥,尤其是其下部结构,进行加固维修。
三、桥梁改造方案方案一:保留现状桥梁,进行加固维护设计。
加固方法:主要针对下部结构的病害,进行维修加固。
在水中设置沉井钢壁围堰,对每个桥墩的桩柱(11个桥墩共88根桩柱)及横系圈梁架设模板,灌注环氧砂浆保护层,使之紧密附着于现状桥墩的桩柱表面,阻断桥墩桩柱混凝土和钢筋的进一步冲刷锈蚀。
桥梁工程设计方案比选摘要:桥梁工程设计方案比选是对不同设计方案进行综合评价和比较的过程,以确定最优方案。
本论文将介绍一个桥梁工程设计方案比选的案例,包括背景介绍、设计方案概述、评价指标和方法以及最终比选结果。
背景介绍:随着我国经济的快速发展和城市化进程的推进,交通运输需求不断增加,桥梁工程作为交通运输的重要组成部分,其设计和建设也日益受到重视。
在某城市的一座桥梁工程中,需要选择一个最优的设计方案,以满足交通运输需求并保证工程质量和安全。
设计方案概述:在该项目中,共有三个设计方案可供选择,分别是:方案一:传统混凝土梁桥方案二:钢箱梁桥方案三:斜拉桥每个设计方案都有其独特的优点和缺点。
方案一施工简单,成本较低;方案二具有较高的承载能力和良好的动力性能;方案三则具有独特的造型和美观性。
评价指标和方法:为了确定最优的设计方案,需要对三个方案进行综合评价和比较。
评价指标包括:1. 工程质量:包括结构的稳定性和耐久性等;2. 施工难度和成本:包括施工技术和材料成本等;3. 交通运输能力:包括桥梁的通行能力和拥堵情况等;4. 美观性:包括桥梁的视觉效果和与周围环境的协调性等。
评价方法可以采用综合评分法或专家评分法等。
可以建立一个评价模型,将各个评价指标进行量化,并给予不同的权重,最终计算出每个方案的综合得分。
最终比选结果:经过综合评价和比较,方案二被选为最优设计方案。
虽然方案二施工难度较大,成本较高,但其具有较高的承载能力和良好的动力性能,能够满足交通运输需求并保证工程质量和安全。
同时,方案二也具有较好的美观性,能够与周围环境相协调。
结论:桥梁工程设计方案比选是一个重要的过程,能够帮助决策者选择最优的设计方案。
在本案例中,通过综合评价和比较不同设计方案,最终选择了方案二作为最优方案,以满足交通运输需求并保证工程质量和安全。
运河改建桥梁桥型比较与选择刘文荣 朱红亮 郝峻峰1、 概况及建设条件常州是“中国城市综合实力50强”和“中国城市投资环境40优”城市之一,并被确定为国家第一批可持续发展和全国环模试点城市。
随着城市经济的发展和生态城市的逐步实施,常州市的城市面貌有了很大的改观,京杭运河作为主要水路运输通道,其在常州市的地理位置不协调性逐渐显现,运河两侧的城市布局基本形成,改建及拓宽的实施难度很大。
为了改善京杭运河的通行条件,促进常州市经济社会的发展,结合常州市的城市交通网的建设,决定实施京杭运河及312国道的改线工程。
京杭运河常州市区改线段西起京杭运河德胜河口连江上塘村,经312国道、小徐家村、下乘桥、雕庄村,东至戚电厂对岸德横塔村入老运河,航道改造总里程26.086㎞,航道永久性建筑按三级航道标准建设。
航道近期底宽、水深按IV级航道标准实施,其中航道底宽45m,口宽>90m,最小水深约2.5 m。
改建新建桥梁处航道的净空要求,航道最高水位为 3.7~4.10 m,通航净高H≥7.0 m,净宽B≥70m,桥梁主跨按一跨过河的要求建设。
312国道常州段是常州市通向南京上海方向的一条东西交通要道,为了减少穿越运河的道路与312国道交错增加立交工程量,将312国道局部改道,依托运河而建,同时运河另一岸将规划新建滨河大道,它是常州市南部城区一条东西向主要干道,二线将与京杭运河并列,形成独有的景观;跨二线及大运河现有道路八条,规划道路七条,需新建桥梁15座,11座桥梁均需近期在运河开挖前建设。
根据常州市市委与市政府的要求,其中常金线大桥,清凉路大桥两座桥梁需重点突出,设计成常州市标志性建筑,不仅要满足交通功能的要求,同时要反映常州市古城新貌,在全面建设小康社会的奔腾洪流中奋发向上,与时俱进的苏南模式,统筹人与自然的和谐发展,通过运河桥的建设要充分洋溢时代精神。
通过桥梁造型充分体现常州市龙城文化的内涵、继承发展的城市精神。
本区浅层地下水与地表水由密切的水利联系,地下水位一般距地表2~3m。
常州地区大地构造为扬子准地台,地质构造隶属于我国东部新华夏系第二个隆起带,区内主要发育有:东西向构造、华夏式构造、新华夏系构造等,各类构造体系间相互干扰。
切割,呈现复杂的联合、复合现象,而新华夏系为本区域的主要构造骨架。
常州地区新构造运动以大面积的升降运动为主,运河沿线及其附近没有深大断裂及活动性断裂存在,且各种断裂都隐伏于第四系地层之下,地表无出露,故断裂对运河建筑物一般没有影响。
土层分为第四系全新统(Q4)、第四系上更新统(Q3)、第四系中更新统(Q2)为主,主要为粘土、亚粘土、粉质粘土及砂质粉土为主。
常州市多年平均气温15.5℃,一月平均气温2.4℃,七月平均气温28.2℃,极端最低气温-15.5℃,极端最高气温为39.4℃。
多年平均降水量1071.5mm,年平均降水日(降水量大于等于1mm)127.5天。
全年12月降水最少,平均33.9mm;6、7月为梅雨季节,降水量为全年的1/3。
多年平均风速为 3.0m/s,常风向为ESE向,频率为13%,强风向为ESE,多年瞬时最大风速为24m/s,大风日数(风力大于7级)平均6天/年,最多为19日/年。
多年平均雾日为29.9天,年最多为56天,年最少为17天。
2、桥型选择的原则与方法2.1 选择原则(1)讲究实事求是的精神,从实际出发。
运河桥梁的规模与景观应该是京杭运河工程的组成部分,应与其和谐协调建设,既要发挥交通功能,也要讲究景观效应。
同时结合地区的条件,合理选择桥梁的造型,让桥梁的结构与周围环境和谐统一。
(2)符合美学、力学和经济的要求,不宜不讲功能,一味追求景观。
桥梁结构的选择主要的依据为桥梁的合理受力性、美观性、经济性的统一,不能偏废任何一方面,对于特定地点的桥梁,可以考虑景观效应多一些,但是其他两方面也要兼顾。
(3)桥梁造型要达到常州市传统文化与新兴科学建设技术相结合。
桥梁的建设应当反映一个地区的一个时代的发展,同时也要表达这个地区人文历史的发展,与当地的人文精神与历史风格相协调。
(4)造型艺术与力学平衡相统一;传统工艺与先进技术相融合。
桥梁的建设首先要选取合理的受力体系和受力方式,同时利用既有的建设技术,并对其进行发展。
(5)桥梁功能与环境相协调,建桥工艺是国内相对较为成熟的工艺。
环境的协调对桥梁的美学及景观影响很大,与环境的协调是美观的最终要求,不能建设成一座突兀、荒诞的建筑怪物。
同时力求成熟的建设工艺可以达到顺利的建设目的。
(6)建筑材料应选用慎重,在城区的外围多采用养护维修工作量小的材料,城区为了桥型的轻型化,可以采用部分的钢结构。
桥梁的长期使用性能取决于桥梁使用的材料,针对不同的养护条件,采用不同的材料。
(7)同时造价适中,控制在计划投资范围之内。
造价的控制是建设的基础。
2.2 选择方法选择京杭运河常州市区段改建工程的桥梁结构方案经历了一个较长的时间段,采用了中标单位方案推荐、全国广泛征集设计方案、专家组对方案总体评述三个主要的过程和方法。
中标单位在中标后对近期建设的11座桥梁进行了大量的方案设计,提供了很多很好的方案,同时进行了详细的方案设计,基本确定了可以使用的桥梁结构类型。
为了丰富桥梁设计方案,又开展了全国的设计方案征集工作,十余家全国设计单位参加了桥型方案的设计,提出了很多很有新意的设计方案。
结合中标单位的推荐形式及全国方案征集的结果,聘请全国知名桥梁专家组成专家组,对全部方案进行遴选,提出了专家咨询报告。
综合上述的方法,经过近一年多的时间,按照上述的选择原则,确定了11座桥梁的设计方案。
3主要桥梁结构方案的比选3.1 预应力混凝土连续箱梁桥该类桥梁线条流畅,桥面上空旷,但建筑高度高。
参考美国桥涵设计规范,箱形连续梁与跨度的关系为:hmin≥0.04l,即l/25,l为连续梁中跨跨径变截面h按平均值计算,例如:l=120m,跨中梁高:hmin=2.5m,即h=1/48l,支点梁高h max=7.633m,即h=1/16.9l,h=(1/48+1/16.9)/2l=0.04l。
假设纵坡i=3.0%,T=150m,E=2.25m,R=10000m,通航净空宽度70 m,高度7 m,最高通航水位4.10m。
则跨中桥面标高等于:m h 388.4)6035(5.2633.7)15035(25.204.006.050.222=×⎥⎦⎤⎢⎣⎡−+×+++=Δ488.150.7388.410.4=++跨中还会因为梁底曲线,标高造成偏高,在此达到了1.888m,增加引桥长度为2x63=126m,因此,运河城市桥梁采用连续梁一般情况下是不经济的但该桥型结构目前是国内中等跨度桥梁的主流桥型,由于其建设技术简单,造价相对经济,维护使用成本低,在景观要求不是非常高的地区可以使用。
同时,预应力混凝土连续梁由于刚度大,对于大交通量,尤其重载交通较多的城市主干路或省道上使用效果很好,所以在整个运河桥梁的主要交通性道路上,我们选择了三座桥梁采用连续梁结构。
为了改善预应力混凝土连续梁的腹板受力,我们也对预应力连续梁采用了一点的变化措施,比较了各种设计方法,设计中采用了3种不同的腹板构造及预应力布置形式。
第一种采用钢-混凝土结合梁的形式,采用钢结构代替箱梁的腹板及底板。
第二种采用传统的成熟的竖向预应力钢筋的形式。
第三种采用腹板下弯预应力钢束的形式。
3.2 小跨度斜拉桥预应力混凝土斜拉桥一般经济跨径为Lmin≥200m,因此,如果采用双塔斜拉桥方案,由于跨运河桥梁跨径在120m 左右,它是不经济的,如果采取双塔斜拉桥方案,我们认为是不可取的。
单塔斜拉桥理论跨径在200m 以上,是可取的,象跨越运河的桥梁,采用单塔的方案,桥梁外观表现宏伟氛围,作为标志性建筑,是一种比较可取的方案。
而且合理的选择受力体系,其造价比一般桥梁不会有很多的增加。
另外,新建312国道沿运河而建,两者中心间距100 m左右,因此,采用单塔斜拉桥方案,可以在主塔附近布置竖曲线最高点,从而降低桥梁总长度。
最终2个桥位选择了斜拉桥的方案。
3.3 拱梁组合体系拱梁组合体系从20世纪80年代以系杆拱结构为代表开始了大规模的发展,近30年来建成了大量的拱梁组合体系的结构。
由于这种结构受力较为合理,跨越能力较大,施工快捷,同时造型多变,在60-200 m跨度已成为一种主要的桥梁结构。
近几年随着结构分析的能力的加强,更多造型和更多结构变化的拱梁组合体系开始出现。
拱梁组合结构主要利用拱结构很大的轴向荷载承担能力和强大的预应力系杆系统组成联合受力体系,系梁主要承担局部荷载的弯矩。
由于弯曲荷载的量级很小,充分发挥了材料的拉压性能,所以桥梁结构材料的用量很低。
运河桥梁的跨度为100-120 m,同时现场的条件允许“先架桥后开河”的施工方法,为拱梁结构体系的施工提供了更多便利的施工条件。
我们在运河改建的桥梁中,选择了4个桥位桥梁采用了拱梁组合体系。
3.4 各桥位桥型选择结果最终主桥桥型及技术参数一览表桥名 桥型方案 宽度(m) 跨径组合(m) 平陵大桥 钢-混凝土叠合连续梁 33.5 71+110+71常金大桥 双索面无背索斜拉桥 37.5 60+120+30钟楼大桥 双索面独塔斜拉桥 40 30+46+108湖滨大桥 预应力混凝土连续梁 27 70+110+70新龙大桥 中承式钢桁架拱 36 30+100+30武进大桥 预应力混凝土连续梁 36 72+110+72龙城大桥 拱门独塔自锚式悬索桥 40 72+114阳湖大桥 单拱肋拱梁组合体系 36 35+108+35青洋大桥 连续梁-拱组合体系 38 50+120+50天宁大桥 预应力混凝土连续梁 36 72+120+72东方大桥 中承式提篮拱梁组合结构 30 35+120+354、预应力混凝土梁施工方案的选择与比较预应力混凝土连续梁按常规的考虑采用的施工技术为节段挂篮现浇或节段悬臂拼装。
节段悬臂拼装对于本工程桥梁来说,由于各座桥梁独立性比较强,且只能选用变截面预应力混凝土连续连,故节段预制量和预制难度很大,而且桥位处的运输等条件皆不良。
故节段预制拼装在该工程中不予采用。
挂篮节段现浇是预应力混凝土连续梁最常规的施工技术,方法非常成熟,但本工程采用预应力混凝土连续梁结构的桥位均处在目前交通状况非常繁忙的路段,施工的快速性必须考虑,交通干扰或分流的时间越短越好,所以我们对节段挂篮施工进行了改进。
最后采用的施工方案为大节段支架现浇施工。
大节段现浇施工首先能够利用河道后开的有力条件,利用目前场地进行支架搭设,可以省去全桥的挂篮的加工制作;其次,将常规的挂篮施工的3~4米的施工节段改为10~15米的施工节段,大大缩短了施工的时间;5、结语5.1 合理的桥型选择整个运河改建的桥梁工程中,我们对桥梁工程中桥型的选择经历了1年多时间,仔细认真的对每个桥位及桥型进行了研究和必选,确定了经济合理的方案,这为我们能够在短短3年时间内基本完成桥梁建设提供了必须的前提。