1、2011届土木工程（桥梁）毕业设计 1 第 1 章 基本资料 1.1 基本资料 1.1.1 设计标准 荷载：公路 -I级人群作用； 桥面宽度：双向两车道 14+2 2m人行道，单车道宽度为 3.5米，自行根据规范设计其它细部构造尺寸； 地震荷载：按六度设防； 桥面纵坡： 2%，对称设置，需采用圆弧线或缓和曲线连接，曲线设置需符合相关规范要求； 桥面横坡： 1.5%。 1.1.2 地质情况 表 1.1 里程桩号与地面高程 地面线点号 里程桩号 （ m） 地面高程 （ m） 地面线点号 里程桩号（ m） 地面高程 （ m） 1 80.2 8.6 11 164.0 -0.6 2 116.3 9.4
2、12 174.0 1.0 3 131.9 9.4 13 179.0 2.6 4 131.9 7.9 14 188.0 4.3 5 134.1 6.4 15 188.6 6.6 6 136.9 6.4 16 193.3 6.6 7 139.1 4.4 17 193.4 10.2 8 149.0 2.1 18 201.1 10.0 9 154.0 0.3 19 2.1.1 9.0 10 159.0 -0.7 20 242.9 7.6 1.1.3 气象情况： 年平均气温 2030；月平均高温 32.5；月平均低温 10.6；最高温度 42，最低温度 3。 林细弟：黑竹林大桥 1.1.4 通航要求 V
3、级航道，净宽 38m，净高 5.0m，航道断面为矩形截面。最高通航水位 6.94m。 1.2 设计依据 1、 公路桥涵设计通用规范（ JTG D60-2004） 2、 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（ JTG D62-2004） 3、 公路工程抗震设计规范（ JTG/T B02-01-2008） 4、 公路桥涵钢结构及木结构设计规范（ JTG D61-2005） 5、 公路砖石及混凝土桥涵设计规范（ JTG D63-2005） 6、 公路桥涵地基与基础设计规范（ JTG61-2005） 2011届土木工程（桥梁）毕业设计 3 第 2 章 方案比选 2.1 方案拟定 2.1.1 设计原
4、则 桥梁设计必须遵照“实用、经济、安全和美观”的基本原则。 （ 1）符合当地复杂的地质条件，满足交通功能需要。 （ 2）设计方案力求结构安全可靠，具有特色，又要保证结构受力合理，施工方便，可行，工程总造价经济。 （ 3）桥梁结构造型简单，轻巧，并能体现地域风格，与周围环境协调。 2.1.2 方案简介 根据当地的地形地质条件、水文条件和技术标准，且由于该桥有通航要求，在布跨的时候桥墩的位置不能影响通航，拟选出以下六个初选方案分别为： 1、 方案一： 45m+70m+45m 连续梁桥； 2、 方案二： 45m+70m+45mT 型刚构； 3、 方案三： 35m+90m（拱桥） +35m下承式 钢管
5、混凝土 拱桥 ； 4、 方案四： 50m+80m+30m 主跨 80m边跨 50m 的独 塔斜拉桥 ； 5、 方案五 ： 35m+90m+35m 双塔悬索桥； 6、 方案六： 50m+110m 单塔悬索桥。 从总体布局、环境协调、技术先进性、施工可能、景观要求、技术经济等多方面考虑，且在老师的指导下，选择方案一、二、三来作工程量计算，作进一步比较。 2.2 方案 比较 2.2.1 预应力混凝土连续箱梁桥方案 1、 孔径布置 此方案的桥 孔径 布置主桥为 45m+70m+45m连续梁桥。该桥跨越河道是 V级航道，设计时必须考虑满足通航净空的要求，还要考虑与两岸接线道路的衔接。采用预应力连续梁桥可
6、以很好的满足上述空间限制的要求，而且施工方便，经济实用。 2、 桥跨结构构造 桥跨采用三跨预应力混凝土连续梁，中跨 Lmax=70m，边跨与中跨比为 0.64，即林细弟：黑竹林大桥 L1=45m。主梁采用变截面箱梁，做成单箱单室，根部梁高 4m，跨中梁高 2m 桥面宽 18m，两边各悬出 3.5m翼缘板，箱梁底宽 11m。符合结构及经济要求。 3、下部结构 边 墩 采用双柱式；主墩采用空心墩。 边 墩 基础 采用摩擦桩 ， 主墩基础采用钻孔灌注桩，桩长 10m 20m。 4、施工方法 该三跨连续梁桥采用悬臂浇筑法施工，可以省去大型起重安装备，而且施工时不受沟道通航和水位变化的影响；边跨现浇段采
7、用满堂支架施工；墩身采用翻模板法施工。 图 2.1连续箱梁立面图 2.2.2 T 型刚构 梁桥设计方案 1、 孔径布置 本方案采用三跨预应力混凝土 T 型刚构桥，孔径布置为： 45m+70m+45m 全桥长 160m。 2、 桥跨结构构造 主梁采用变高度箱梁，截面形式为单箱单室；梁高：支座根部取 H=4m，跨中梁高 h=2m，挂梁采用 T梁，长度 lg=20m。 3、边墩采用双柱式；主墩采用空心墩。边礅基础采用摩擦桩，主墩基础采用钻孔灌注桩，桩长 10m 20m。 4、施工方案 本方案 T构部分采用悬臂浇筑施工；挂梁采用预制。 先进行主梁悬臂浇筑施工的，然后边跨，中跨 T梁同吊装合拢。墩台采用
8、钢筋混凝土就地浇筑；基础采用钻孔桩基础。 2.2.3 下承式钢管混凝土拱桥 设计方案 1、 孔径布置 本桥采用主跨为 90M下承式钢管混凝土拱桥，边跨采用 35m简支梁桥，全长160m。 2011届土木工程（桥梁）毕业设计 5 2、 主跨结构构造 主拱拱肋采用哑铃型截面，肋高 1.8m，肋宽 0.75m，主跨拱肋矢跨比 1/5，矢高18m。加劲纵梁采用 200cmX180cm 钢筋混凝土工字型截面。 拱肋与加劲梁刚接，并在连接处设置强大横梁 ， 横梁采用 T型截面 ，横梁以上浇筑混凝土桥面板。预应力束通过加劲纵梁，使横梁与纵梁形成整体框架。吊杆用预应力钢绞线，外套波纹管钢管，其间灌注混凝土。
9、3、桥墩基础 桥墩采用双柱式，基础采用钻孔灌注桩。 4、施工方案 首先浇筑桥墩和和桥台，同时预制主跨纵梁、横梁；搭设支架，留出通航孔；先安装拱肋和横系梁及纵梁 湿接头混凝土；张拉部分纵梁预应力束；安装吊杆，泵送混凝土、张拉吊杆、浇筑桥面板，最终桥面系施工。 图 2.2下承式钢管混凝土拱桥立面图 2.3 方案拟定 从结构受力的角度来看，梁式桥是一种在竖向荷载作用下无水平反力的结构，由于外力的作用方向与承重结构的轴向接近垂直，因而与同样跨径的其它结构体系相比，梁桥产生的弯矩最大；拱式桥的主要承重结构是拱圈，拱结构在竖向荷载作用下桥墩和桥台将承受水平反力，这种水平反力将大大抵消在拱圈由荷载所引起的弯
10、矩，因而与同跨径的梁相比，拱的弯矩剪力和变形都要小的多。方案一，它有支点负弯 矩，使得跨中正弯矩减小，梁的受力较均匀，因而其受力性能好，变形小，行车平顺舒适，造型简洁美观，抗震能力强；方案二，它是一个静定体系受力简单其施工阶段的受力与结 构使用状态下的受力一致，但是挂梁连接处容易出现疲劳损伤对桥梁整体 的安全性和延续性 不好 ；方案三造型优美，充分利用了地形条件，也是一种很好的方案。 1、 从材料用量来看：第 一 方案最少，其次是第 二 方案，最多的是第 三 方案，如果林细弟：黑竹林大桥 仅从材料费用考虑，第 一 方案最经济； 2、 从施工来看：这三个方案的施工，拱桥施工工序较多，周期较长，其
11、次是 连续梁桥其施工工序较少施工方便 ， T型刚构桥施工工序少但是需要大型吊装设备 。 3、 从维修养护来看：连续梁桥、 T 型 刚构桥和拱桥的维修养护都比较容易，基本没有太大的差别。 总的来说，这三个方案都符合了安全、适用、美观的要求。 T型刚构桥挂梁连接处容易出现疲劳损伤从而影响桥梁寿命并且需要大型吊装设备 ，不宜选用；预应力钢筋混凝土连续梁桥属于超静定结构，受力较好，主梁桥面连续，无伸缩缝，行车条件好，养护容易，而且箱形截面整体性好，结构刚度大，且箱梁的顶板、底板可提供足够的面积来布设预应力束以承受正负弯矩，同时箱形截面能提供较大的顶板翼缘悬臂，而且箱梁底 板宽度相应边窄，可以大幅减少下部结构工程量。拱桥与梁桥外形不同，两者的受力性能也不同，拱桥截面的应力分布较均匀，可以充分利用主拱截面材料强 度，使跨越能力增大，其耐久性能好， 维修，养护费用少，外形美观，构造简单，但不足处是自重较大 ，增加了下部结构的工程量 ，施工较为复杂，成本相应的较高 。 综合以上特点以及桥梁的设计难度，推荐方案一：预应力钢筋混凝土连续梁桥。
