福廈線烏龍江特大橋橋型方案比選分析

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1、西南交通大學碩士研究生學位論文第1頁第1章緒論1．1連續(xù)體系橋梁的方案設計原則設計是工程的先導，橋梁方案設計從整體上決定了橋梁工程的使用性能。大型橋梁工程方案設計的失誤和不足將造成巨大損失，這種損失在隨后的詳細設計階段和施工階段以及運營階段都是難以彌補的。因此橋梁工程的方案設計和其它前期工作應該得到足夠重視。但是由于多方面原因，工程師及研究人員主觀上熱衷于橋梁結構分析和詳細設計計算的研究，不大關心方案的合理性，不去質疑方案成立的理由。客觀上過短的方案設計周期和簡單隨意的方案評審程序不能引導工程師深入地進行方

2、案比選，其結果是粗糙的不成熟的方案被輕易通過，有爭議的尚需進一步比較的方案甚至通過簡單的程序棄舍。這一狀況極大地影響了我國橋梁建造的品質，很多項目方案研究不夠透徹深入，匆匆地進入詳細設計階段和施工階段，致使工程一開始運營即顯先天不足∽J。在方案設計和詳細設計的投入不對稱情形下，更是少有人去研究方案設計原則，有關論及梁式橋設計的文獻也多注重詳細設計的原理。橋梁的結構設計計算可以遵循嚴格的標準規(guī)范，評價的標準比較客觀：而方案設計工作的評價主要是通過方案評審來完成，人為主觀因素較多。方案評審主要由設計負責人和總工

3、程師來完成，對于大型橋梁還需要由專家評審。由于不同設計者、總工程師及專家各自擅長的專業(yè)方向不同，知識面也各有局限，可能通過完全不同的設計方案，而最終通過的設計方案偏離最佳方案的程度是不一樣的。1．1．1簡支梁橋與等截面連續(xù)梁橋的比較在鐵路和公路橋梁中，簡支梁橋都是應用最為普遍的橋型。這種橋型一般采用預制安裝施工工藝，具有標準化程度高，適宜于高精度制造和高精度安裝，行車平順，造型簡潔流暢，而且上下部可以平行施工因而工期較短，西南交通大學碩士研究生學位論文第2頁橋梁剛度及動力特性好等優(yōu)點，被廣泛應用于各種橋梁的

4、引橋、高架橋以及軌道交通線等多跨中小跨徑橋梁。目前簡支梁橋在中小跨徑橋梁中具有最為強勁的競爭力，這得益于上世紀80年代初期發(fā)展起來的“橋面連續(xù)構造”。橋面連續(xù)構造的成熟使得多跨簡支梁橋不必每道梁縫設置伸縮縫，而是若干跨一聯集中設置大位移伸縮縫，徹底解決了以往多跨簡支梁橋伸縮縫多，養(yǎng)護維修困難，行車不順甚至跳車等影響橋梁服務水平的致命弱點。等截面連續(xù)梁橋采用現場澆筑施工方法，可以靈活地模擬梁的外形，采用箱形斷面更利于抗扭，因而更適用于異形梁橋和曲線梁橋等場合。連續(xù)梁橋由于彎矩圖正負交替，等截面連續(xù)梁橋在同等跨

5、徑條件下彎矩絕對值比簡支梁要小，因而可以使用較小梁高【2剖。但是這并不意味著連續(xù)梁比簡支梁具有較好的受力特性。連續(xù)梁負彎矩的存在，使得截面在支點處需提供足夠的下緣受壓區(qū)，截面往往要使用具有抵抗『F負彎矩能力的箱形截面。箱形截面除了施工難度增加以外，由于受力和構造上的需要，縱、橫向的普通鋼筋配筋率都不能過低，所以等截面連續(xù)梁橋梁高的降低是以犧牲經濟指標為代價的。連續(xù)梁在中間支承處出現最大負彎矩和最大剪力，而跨中J下彎矩比支點負彎矩的絕對值要小得多，且剪力很小。從滿應力設計的角度，連續(xù)梁橋應采用變截面形式，即中

6、間支點處梁高比跨中高。而中小跨徑連續(xù)梁采用變截面形式又會增加構造和施工的復雜性，所以等截面連續(xù)梁橋是遠離滿應力設計原則的。簡支梁跨中彎矩最大，剪力接近于零，支點彎矩為零，剪力最大，簡支梁采用等梁高(肋板在支點處局部加厚)，更接近于滿應力設計原則。與多跨簡支梁相比，連續(xù)梁僅在梁的建筑高度受到限制，以至用于異形和曲線情形時才顯優(yōu)勢。此外多跨等截面連續(xù)梁橋用于40"-'60m跨徑范圍仍顯經濟性，此跨徑范圍已經接近或超過簡支梁跨度極限。有人認為多跨簡支梁橋由于撓曲線不如連續(xù)梁平順，不適用于軌道交通。其實由于簡支梁單

7、跨跨徑不大，橋梁本身豎向剛度很大，撓曲線折角不致影響快速列車的平穩(wěn)運行。相反由于簡支梁橋可以保證制造和安裝的精度，因而更適用于軌道交通。1．1．2懸臂梁橋與T形剛構橋懸臂梁橋是在簡支梁基礎上外伸懸臂，利用懸臂產生的負彎矩減小中跨西南交通大學碩士研究生學位論文第3頁的正彎矩使中跨跨徑增加，以形成主跨，懸臂長度也延伸了相鄰跨簡支梁的跨徑。T形剛構橋是在橋墩頂部兩側對稱地外伸懸臂形成T構，以擴展簡支梁橋的跨徑，全橋要布置兩個或兩個以上的T構。中小跨徑的懸臂梁橋和T形剛構橋的恒載彎矩圖與連續(xù)梁橋的恒載彎矩圖接近，這

8、是因為牛腿或者梁縫的位置接近于連續(xù)梁彎矩零點。T形剛構橋在現代混凝土橋梁建造史上曾經輝煌，但是隨著混凝土橋梁技術的發(fā)展，它在橋梁品種中又銷聲匿跡了。T形剛構橋在混凝土橋梁發(fā)展早期(國內于上世紀60～70年代)流行的主要原因有三個：～是T形剛構橋屬靜定結構，結構分析較為簡單，且不會因支座位移、溫度變化、混凝土收縮徐變及施加預應力而產生附加內力；二是不需要體系轉換，施工階段內力分布與成橋狀態(tài)一致；三是預應力混凝土T形