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1、常德沅水特大橋5號橋左幅主橋施工圖設(shè)計1方案比選1.1設(shè)計概況1.本課題設(shè)計的橋系湖南省澧縣至常德公路上跨越湘江的常德沅水特大橋5號橋左幅主橋施工圖設(shè)計;2.平曲線:本橋平面首先由直線到樁號K104+629.378開始為半徑R=5600米的右轉(zhuǎn)圓曲線,縱斷面經(jīng)過兩個變坡點,第一個變坡點樁號為K102+675,變坡點高程為37.699,豎曲線半徑為20000米,本段豎曲線為凹曲線,前坡為-0.329%,后坡為2.0%;第二個變坡點樁號為K103+687,變坡點高程為61.938,豎曲線半徑為20000米,本段豎曲線為凸曲線,前坡為2%,后坡為-2.0%。3.
2、地理位置:沅水特大橋起于白鶴山鄉(xiāng)粟里崗村,經(jīng)柳葉湖內(nèi)湖,跨馬家吉和,經(jīng)李家村至蘆狄山鄉(xiāng),跨沅水至鼎城區(qū)石門橋鎮(zhèn)邱家崗村。沅水特大橋5號橋地段范圍內(nèi)K103+350-K104+400段為橋梁跨沅水,橋梁軸線走向方向與河流流向近于垂直。1.2主要設(shè)計指標(biāo)1.設(shè)計荷載:公路-I,人群2.6kN/m2。2.橋面組成:1.75米人行道+0.5米防撞欄+凈12.5米+0.5米防撞欄=15.25米,單向橫坡2%。3.設(shè)計洪水頻率:1/300.4.結(jié)構(gòu)重要性系數(shù):1.1.1.3方案比選主要依據(jù)安全、適用、經(jīng)濟和美觀的原則,其中以安全和經(jīng)濟為重。橋梁美觀主要依據(jù)經(jīng)濟與環(huán)境條
3、件。1.方案一:預(yù)應(yīng)力混凝土剛構(gòu)連續(xù)體系梁橋。第104頁共104頁常德沅水特大橋5號橋左幅主橋施工圖設(shè)計(1)孔跨布置:75m+5130m+75m,總長800m(見下圖)。圖1.1剛構(gòu)連續(xù)梁橋型布置示意圖(單位:cm)(2)力學(xué)特點:梁體連續(xù),剛構(gòu)部分,墩、梁、基礎(chǔ)三者固結(jié)成一個整體共同受力。在恒載作用下,剛構(gòu)連續(xù)梁橋與連續(xù)梁橋在跨中彎矩和豎向位移基本一致,但在采用雙肢薄壁墩的連續(xù)剛構(gòu)橋中,墩頂截面的恒載負彎矩要較相同跨徑連續(xù)梁橋小,其次,由于墩梁固結(jié)共同參與工作,剛構(gòu)連續(xù)梁橋由活載引起的跨中正彎矩較連續(xù)梁要小,因而可以降低跨中區(qū)域的梁高,并使恒載內(nèi)力進一
4、步降低。因此,連續(xù)剛構(gòu)的主跨徑可以比連續(xù)梁橋的設(shè)計大一些。并且,剛構(gòu)連續(xù)梁橋在縱向地震波的作用下,各橋墩可以一起參與受力,提高了橋梁的抗震能力。(3)結(jié)構(gòu)構(gòu)造:主梁:采用單箱單室變截面混凝土箱梁,配置橫向、縱向和豎向預(yù)應(yīng)力。主梁具體尺寸見下圖。圖1.2主梁截面尺寸圖(單位:cm)第104頁共104頁常德沅水特大橋5號橋左幅主橋施工圖設(shè)計橋墩:連續(xù)梁段采用圓柱形墩,剛構(gòu)梁段采用矩形的雙肢薄壁墩,具體尺寸見附圖。承臺:參見以往建橋經(jīng)驗,本橋采用矩形承臺,具體尺寸見附圖。樁基礎(chǔ):采用φ220cm的圓柱形端承樁(鉆孔灌注樁),布置形式見附圖。(4)施工方案:采用懸
5、臂澆筑施工方法,懸臂施工法是以橋墩為中心向兩岸對稱逐節(jié)懸臂接長的施工方法,懸臂施工法的施工程序:澆注橋墩→在主墩上懸臂澆注混凝土→邊跨合龍→中跨合龍→拆除合龍段掛藍→上二期恒載。2.方案二:矮塔斜拉橋。(1)力學(xué)特點:一方面。通過水平方向的分力形成偏心彎矩來幫助梁體受力,起到預(yù)應(yīng)力筋的作用;另一方面,通過豎直方向的分力抵消了梁體的重力,在梁體上形成了許多彈性支點,減小了梁體的“跨度”。矮塔斜拉橋以梁的受彎、受壓和索的受拉來承受豎向荷載。因橋塔較矮,其剛度相對較大,塔頂水平位移沒有斜拉橋大,邊跨可以有較大的無索區(qū)段。與斜拉橋相比,由于主粱具有一定的剛度,無論
6、是主孔或邊孔,梁體上的無索區(qū)段比較長,除了主孔跨中和邊孔端部的無斜索區(qū)段之外,部分斜拉橋還具有較明顯的塔旁無斜索區(qū)段,斜拉索對稱布置在邊跨跨中及中跨1/3左右。(2)使用效果:橋面連續(xù),橋梁中間無伸縮縫,行車條件好;橋型線條簡潔明快;但如果橋墩的水平抗推剛度較大,則因主梁的預(yù)應(yīng)力張拉、收縮、徐變、溫度等因素引起的變形受到橋墩的約束后,將會在主梁內(nèi)產(chǎn)生較大的次應(yīng)力,并對橋墩也產(chǎn)生較大的水平推力。(3)孔跨布置:115m+3190m+115m,總長800m。主梁:采用單箱單室變截面混凝土箱梁,需配置橫向、縱向和豎向預(yù)應(yīng)力。主梁具體尺寸見附圖。索塔:采用寶石型混
7、凝土結(jié)構(gòu)索塔,共四塔,橋面以上高度為30m,橋面以下為35m,采用塔墩固結(jié)、塔梁分離、半漂浮體系。塔截面采用空心矩形,采用環(huán)向預(yù)應(yīng)力束來平衡斜拉索力產(chǎn)生的彎矩和軸力。斜拉索:索塔采用雙索面扇形布置,每個索面張拉10對拉索,索距12m。所有拉索一端錨固在主梁梁肋處,另一端錨固在主塔上。第104頁共104頁常德沅水特大橋5號橋左幅主橋施工圖設(shè)計承臺:采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),主墩承臺的尺寸見附圖。主塔樁基礎(chǔ):采用圓柱形端承樁(鉆孔灌注樁),主塔群樁基礎(chǔ)的尺寸為φ200,施工方法使用鋼圍堰法。(4)施工方法:主塔采用爬模施工,主梁采用掛藍懸臂澆注,從塔根部向跨中懸臂施
8、工,采用前支點掛藍,掛藍每一移動一段,張拉錨固一對斜拉索,邊跨不能