方案比选说明.doc

第二节 初步方案比选
一. 初拟桥梁图式
根据桥址地形、地质、水文条件和技术标准的要求，初拟出不同体系、不同材料的6个桥梁图式。归纳起来有：上承式钢筋混凝土拱桥、中承式钢管混凝土拱桥、预应力混凝土连续梁桥、预应力混凝土连续刚构桥、多跨简支梁桥、斜拉桥。
方案一：三跨预应力混凝土连续梁桥，跨径组合为55+90+55m；
方案二：等跨径等高度预应力混凝土连续梁桥，跨径为540m；
方案三：三跨预应力混凝土连续钢构桥，跨径组合为55+90+55m；
方案四：中承式钢筋混凝土拱桥，主跨为150m；
方案五：下承式钢管混凝土拱桥，主跨为210m；
方案六：独塔不等跨斜拉桥，跨径组合为130+80m。

二. 方案初选
从经济方面考虑：混凝土斜拉桥的造价比较高，每平方的价格超过1万元。它们适合于大跨径的桥梁，在本设计中其特点不能得到充分地体现，在经济上造成浪费。
从适用方面考虑：多跨简支梁跨越能力较小，30m跨径的多跨简支梁桥主要由跨中正弯矩控制，恒载弯矩所占比例相当大，结构承受活载能力就小，桥型过于笨重。更关键的是多跨简支梁涉及到下部结构的水下施工，显然施工就不方便了。
从技术难度方面考虑：中承式钢管混凝土飞燕式拱桥是一种结构新颖的桥型。在设计时，其截面设计和材料相当复杂；在施工时，钢管混凝土的施工难度很大，造成了相应的施工费用的增加，故不考虑该种设计方案。
经过综合的比较，选出以下三个图式来编制桥梁的比较方案。
（一） 第一方案：钢筋混凝土拱桥（附图）
1. 总体布置和结构体系：此混凝土拱桥方案的桥跨布置为416m+197m+416m，全长为276m。桥梁宽度布置为：2×0.25m（栏杆）+2×1.5 m（人行道）+净11.0m =14.5 m。其中主桥为净跨123m的钢筋混凝土拱桥，矢跨比为1/6，引桥为16m长的空心板简支梁桥，两岸由7.5m长的重力式“U”型桥台连接。
2. 主拱圈：顶部宽度为11.20m、底部宽度为11.16m的箱板拱，由7个拱箱组成，每个箱室宽1.6m，拱圈高度为2.0m，拱轴线采用悬链线。
3. 拱上建筑：采用梁式拱上立柱，立柱的截面为矩形，在高度大于15m的立柱上设置1—2根横系梁。
4. 主桥拱台：采用锯齿形的拱台。
5. 引桥桥墩：采用三柱式圆形柱式墩，以钢筋混凝土为材料，直径为1.2m，高度大于15m的墩间设置一道长方形的横向联系。基础采用扩大基础。
（二） 第二方案：预应力混凝土连续梁桥（附图）
1. 总体布置和结构体系：桥跨布置为65m+120m+65m，全长为265m，宽为净—11+21.5 m人行道，全宽为14.5m，主桥为三跨一联的预应力混凝土连续梁桥。
2. 主梁截面：主梁为单箱单室的箱形截面，梁高按二次抛物线y=0.0012098x2+2.8变化，根部梁高6.80m，为主跨的1/17.6，跨中梁高2.80m，为主跨的1/42.86；底板的厚度按二次抛物线y=0.000106x2+0.35变化，根部厚度0.7m，跨中厚度0.30m；腹板的厚度按折线变化，从根部到跨中每20m变化0.1m，依次为0.6m，0.5m，0.4m。
3. 主桥桥墩：主桥桥墩为钢筋混凝土空心墩，顶部是6m10m2m的长方形墩帽，墩身为六边形空心墩，承台尺寸是11m8m3m，基础采用6根直径是1.5m的挖孔灌注桩。
4. 桥台：两岸分别是8m、7m长的重力式“U”型桥台。
（三） 第三方案：预应力混凝土连续刚构桥（附图）
1. 总体布置和结构体系：桥跨布置为65m+120m+65m，全长为265m，宽为净—11+21.5人行道，全宽为14.5m，主桥为三跨一联的预应力混凝土连续刚构桥。
2. 主梁截面：主梁为单箱单室的箱形截面，梁高按二次抛物线y=0.001253x2+2.5变化，根部梁高6.50m，为主跨的1/18.5，跨中梁高2.50m，为主跨的1/48；底板的厚度按二次抛物线y=0.0000877x2+0.32变化，根部厚度0.6m，跨中厚度0.32m；腹板的厚度按折线变化，从根部到跨中每20m变化0.1m，依次为0.6m，0.5m，0.4m。
3. 主桥桥墩：主桥桥墩为双薄壁实心墩，双薄壁中心距为4m，壁厚1.5m。薄壁墩间设置一道4m7m1m的横向联系，承台尺寸是12m10m3m，基础采用6根直径是2m的挖孔灌注桩。
4. 桥台：两岸分别是8m、7m长的重力式“U”型桥台，与两岸路堤相连。
三. 各方案的技术经济比较
方案的比较表格见下表。
从经济方面比较，第一个方案较好，造价最低。
各方案的技术经济比较表
方案类别
比较项目
第一方案
第二方案
第三方案
主 桥 桥 型
钢 筋 混 凝 土 拱 桥
预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥
预应力混凝土连 续 刚 构
桥跨布置
416m+197m+416m
65m+120m+65m
65m+120m+65m
全 长
276m
265m
265m
主跨结构特点
有推力的结构，自重较大，对地基要求高。钢筋混凝土主拱圈，净跨为123m
是超静定结构，支点负弯矩对跨中正弯矩有卸载作用，变形小利于行车。三联一跨的预应力连续变截面箱梁，单箱单室，空心墩
是超静定结构，兼有连续梁和T形刚构的特点，主梁无缝行车平顺。三联一跨的预应力连续变截面箱梁，单箱单室，双薄壁墩
建筑造型
独特拱形，气势雄伟
气势庞大，结构稳定
结构轻型，线形优美

设计经验技术水平
经验丰富，技术力量雄厚
>120m跨径的连续梁目前修建不多
有大量的成功经验可以借鉴
施工方法和难易程度
缆索吊装施工，对缆索吊装能力要求高
挂篮悬臂施工，施工时需墩梁固结，有体系转换
挂篮悬臂施工，无体系转换，难度较高
工 期
较长
较短
较短
造 价
较低
一般
较高
工
程
数 量
混凝土（）
7883.67
6980.69
6535.04
预应力钢筋（t）
0
180.5
196.7
普通钢筋（t）
963.78
703.36
649.1
四. 方案点评
1) 根据设计构思宗旨，桥型方案都能满足结构稳定，受力合理，技术可靠，施工方便、美观、安全的原则。
2) 从整体上看，跨径结构基本相同，可比性强，施工技术成熟。
3) 方案特点综述：
第一方案：适合于该地形条件（V字地形），与自然景观能很好地融合，气势雄伟；主桥与引桥衔接良好，且不需要用预应力钢筋，造价最低，是最为经济的方案；但圬工数量大，施工工期长，桥面设置多个伸缩缝和桥面连续，给行车带来极大不便，不利于高速行车。
第二方案：全桥伸缩缝少，行车条件良好，抗震性能良好，较连续刚构桥经济，结构平稳，线型优美；但施工时需墩梁临时固结，结构体系发生变化，并且需要设置大吨位的支座系统，施工时横向抗风能力差。
第三方案：行车舒适，结构轻型化，桥下净空大，视野开阔，线形优美，无支座，连续刚构正弯矩比连续梁小，施工时不需要体系转换，工期较短，能很好地满足受力要求，是个理想的桥型。
五. 推荐桥型方案
经过以上技术、经济以及桥型特点的比较后，首选第三个方案为推荐方案：
1) 体现了大跨径桥梁的发展方向，上部结构仅设二道伸缩缝，行车舒适；
2) 结构性能良好，受力合理，养护维修费用少；
3) 与自然环境相协调，视觉效果优美；
4) 施工技术成熟，有大量现成的桥梁可供借鉴，施工工期短；
5) 采用双薄壁墩，减少了主桥的抗推刚度、温度应力和梁的负弯矩峰值。
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