拱桥毕业设计开题报告
(5)悬索桥
构造特点:由悬挂在两边塔柱上的强大缆索作为主要承重结构.吊杆将桥面系竖向荷载传与主缆,使主缆受很大拉力;受拉主缆固定于巨大的锚碇中;塔以受压为主;梁似多点弹性支承连续梁受力,受弯.悬索桥又分为地锚史悬索桥、自锚式悬索桥
拱桥是人类最早也是最广泛使用的桥型之一。不管是东方还是西方的文明古国,都有建造拱桥的悠久历史,其中以中国和古罗马的成就最为辉繁。例如,建于隋唐时期的赵州石拱桥,已有1300多年,北京的卢沟桥建于700多年前的元代,至今依然完好;保留至今的古代名桥绝大多数是拱桥,这说明拱桥是一种最为坚固耐用的桥型。拱桥是主要承重结构是拱圈或拱肋(拱圈横截面设计成分离式时称为拱肋),拱结构在竖向荷载作用下,桥墩和桥台将承受水平推力。墩台向拱圈或拱肋提供一对水平反力,这种水平反力将大大抵消在拱圈(或拱肋)内由荷载所引起的弯矩。因此,与同跨径的梁相比,拱的弯矩、剪力和变形都要小得多,鉴于拱桥的承重结构以受压为主,通常用抗压能力强的圬工材料和钢筋混泥土等来建造。所以我国山区道路上的中、小跨径桥通常都是石拱桥。椐统计,我国公路桥梁60%为拱桥。拱桥不仅跨越能力很大,而且外形酷似彩虹卧波,十分美观,在条件许可的情况下,修建拱桥往往是经济合理的。在200~600m跨径范围内拱桥都有相当大的竞争优势。目前,混凝土拱桥跨径的世界记录已达460M(重庆巫山长江大桥);钢拱桥跨径的世界记录已达550M(上海卢浦大桥);石拱桥跨径的世界记录也以达146M(山西晋城丹河桥)
4.实用经济、造价合理
在桥型的选择时,一方面从"轻型"着手,以减少圬工体积;一方面不攀高用料。
2.尺寸拟定
根据《公路桥涵设计通用规范》的规定桥涵孔径的设计必须保证设计洪水以内的
各级洪水及流水、泥石流、漂流物等安全通过,并应考虑壅水、冲刷对上下游的影响,
3.桥下净空:5.5m
4.桥上净空:3.5m
5.桥梁横坡:双向1.5%
6.被交叉道路等级:机耕道
7.地震动参数:地震动峰值加速度等于0.05g,地震动反应谱特征周期0.35s,桥梁
简易设防
对于本设计资料初拟以下两个方案:
第一方案
桥型:下承式等截面悬链线提蓝拱桥
一.材料规格
拱肋、纵梁、衡梁、桥面板、桥台肋板、台帽、护栏:采用C30号混泥土,容
目前,高速公路路面施工多采用大型摊铺机,而路面施工一般后于天桥施工,以往为减小跨径、降低截面高度采用加中墩的桥梁,使摊铺机的通行受阻,直接影响路面施工进度。也对通车运营阶段安全行车伏有隐患。故在方案选取时,尽量少用设中墩桥梁,即使设置,其中墩尺寸也宜取较小值.
3.在结构合理、施工方便的前提下,尽量使桥型美观大方,桥型多样化,体现时代气息,并在主体工程验收后进行适当的淡色装饰。
就我国而言,随着经济的发展,公路桥梁也是飞速发展。经过几十年的努力,我国的桥梁工程无论在建设规模上,还是在科技水平上,均已跻身世界先进行列。各种功能齐全、造型美观的立交桥、高架桥,横跨长江、黄河等大江大河的特大跨度桥梁,如雨后春笋频频建成。
目前随着国家公路五纵七横国道主干线的规划和实施,几十公里长的跨海湾、海峡特大桥梁的宏伟工程已经摆在我们面前,并已逐渐开始建设。随着社会经济的发展,作为国家现代化水平标志之一的高速公路建设,近年来发展极为迅速。
拱桥-天桥
2007年4月2日
一、本课题设计(研究)的目的:
<1>通过该课题设计使我们能综合运用所学课程,系统地巩固基本理论和专业知识;
<2>培养分析问题和解决问题的独立工作能力;
<3>提高计算、绘图、查阅文献、使用规范手册和编写技术文件及计算机辅助设计计算等基本技能,使我们了解生产设计的主要内容和要求;
重为26KN/m3,弹性模量Eh=3.0E+7Kpa桥台基础:采用C25混泥土,容重
二.施工要点
上部结构满支架施工,先浇肋拱,在肋支架卸架之前,必须完成台帽填土至台帽
底,然后浇纵梁.横梁.桥面板等,混凝土设计强度达到90%时,两端分批张拉预应力钢
束,要求对称张拉.每一钢束(16φS15.2)张拉控制力为1500N,待全部预应力索张拉完
1.因地制宜充分考虑地形。
水江至界石公路地处丘陵区,天桥绝大部分设在切方地段。天桥的建筑高度选取除保证必要的桥下净空外,还需结合地形以减少桥头接线切方或填方量,最终达到经济实用的目的。如桥两端地势较低,主要采用梁式桥;略高则主要采用中承式拱肋桥;更高则宜采用斜腿刚构、双向坡拱、拱等型式。
2.合理选取桥跨后续施工配合
(3)刚架桥:
刚架桥由于桥跨结构和墩台刚性相连,将在主梁端部产生负弯矩,并传递给墩台,因而跨中截面高度较梁桥更小,外观纤细、桥下静空大,造价经济。适宜于高速公路上跨天桥的刚架桥一般采用斜腿刚构型式,主梁截面选择与梁桥相同。
(4)斜拉桥
构造特点:由塔柱、主梁和斜拉索组成,属组合体系.塔支撑索;索将梁多点吊起。塔以受压为主;梁似多点弹性支承连续梁受力,压弯组合
高速公路因线型较好、路面宽阔平顺,而致行车单调乏味,司乘人员易于疲劳。而司机视野内的空间感觉对行车安全、舒适起很大作用。为能创造较舒适的行车环境,除适量的绿化点缀外,各种天桥的美观得体、桥型的差异、色彩的变换,与环境的协调搭配更能对高速行车中的司乘人员以美的享受。因此,在结构合理,施工方便的前提下,应尽量使桥型美观大方,多样化,以体现时代气息,并在主体工程验收后进行适当的淡色装饰,可大大提高行车安全及舒适感以提高高速公路的社会效益和经济效益。
在现在桥梁设计中,专家学者已经提出的结构类型中,无论复杂程度如何,均可按照不同的结构精度要求,利用平面或空间有限元分析软件对其进行结沟分析设计。而随着我国桥梁设计与施工水平的发展,修建复杂桥梁从施工角度而言已不成为障碍。但是,这并不意味着各种不对称或复合式的复杂桥型可以成为高速公路上跨天桥的合理选择桥型。综合考虑目前造价控制以及高速公路路基桥涵施工企业桥梁施工普遍水平.高速公路的上跨天桥的合理桥型应采用造价合理、施工可行、养护方便、安全可靠的成熟桥型。当然,如果需要利用上跨天桥作为一条高速公路的标志性建筑,可以选择其他复杂桥型。在目前的高速公路上跨天桥建设中,其材质大多采用混凝土结构(包括钢筋混凝土和预应力混凝土),其基本结构体系分为梁桥、拱桥、刚架桥、吊桥4种。其他还有包括T型刚构、连续刚结系杆拱、多跨拱梁结构、斜拉桥等结构形式在内的组合体系结构。由于上跨天桥的跨径限制,吊桥和斜拉侨等显然属于不经济的桥型。但结合特殊地形,如兼有跨河功能且总跨径较大时,也可考虑其他复杂桥型。
系杆拱桥由于是无推力结构,对墩台要求,较低,整个桥型结构简便、轻巧,桥面视野开阔,广泛用于公路桥梁。在城市桥梁和平原地区通航河流上,中承拱往往颇受青睐因为它可降低桥高,矢跨比大,可减少推力;桥面建筑高度小,可缩短桥长;造型美观,为城镇增添景色;造价也较低。
结语:
高速公路天桥的设计象其它结构的桥梁设计一样,没有固定的模式和样品。每一座天桥的设计都要根据建设地点的地形、地势条件、高速公路在交叉点的填土高度、设计宽度、当地的人文环境等多种因素进行综合考虑,提供多种设计方案,进行全方面的比较,选取最佳设计方案。
连续.
三.立面图
方案对比
以上两个方案优缺点如下表所示:
下承式等截面悬链线提篮拱桥
预应力混泥土连续T梁
经
济
性
a.上部结构造价相对于梁桥来说差别不大
a.造价比较低
b.需要大量预支和吊装设备,建设成本高
技术方面
a.上部结构满支架施工,先浇肋拱,在肋
支架卸架之前,必须完成台帽填土至台帽
底,然后浇纵梁.横梁.桥面板等,混凝
(1)梁桥:
梁桥适宜用作任何地形的上跨天桥桥型,按跨径(一般为两跨或三跨)、截面(箱梁、T梁、空心板、等截面、变截面等)、墩台型式(薄壁墩台、圆形墩、倒Y型墩、U型台、组合式台等)的不同组合可形成不同型式。
(2)拱桥:
拱桥适宜用作挖方地段的上跨天桥桥型,按桥跨结构(上承式、中承式、下承式)、拱肋型式、拱轴系数、矢跨比的不同,拱桥的变化较之于梁桥更加丰富多彩,如板肋拱、刚架拱、坡拱、中承拱、礼帽拱、提篮拱等。而拱桥桥型本身具有的曲线美,能够与周围环境优美地结合。在具体的设计中,采用何种型式,可根据实际情况选用。拱桥在跨径方面,一跨过路已经足够。桥台宜埋置在路堑边坡内,其外侧与边坡浑然一体。拱肋一般采用等截面悬链线无铰拱肋,拱轴系数、矢跨比可根据常规确定。
从设计应用来看,高速公路上跨天桥仅是连接高速公路两侧的桥梁,但从美学角度考虑,它还是高速公路上的一道风景线。它的美观与否,直接影响了高速公路的整体效应。因此,天桥的美观设计逐步受到了高速公路建设者的重视。天桥不会因其单独孤立地存在而被人欣赏,它必然是与周边环境物像一起映人人们的眼帘,成为景观设计的一个重要组成部分而存在,因此桥梁的型式要服从于周边环境。上跨天桥作为一种人文景观,在桥型与地形紧密结合的同时,应注重与周围环境协调,造型优美的天桥与周围环境的完美结合,给人们带来的不仅是物质上的满足,更是精神上的愉悦与享受。
随着桥梁美学设计逐渐被人重视,作为桥梁的设计者和建造者,应本着“以最优质的设计,建设最优质的桥梁”的精神,结合实际地形与周围环境等,选择多种不同的优美桥型,并进行错落有致的排列,精心组织施工,把上跨天桥建设成高速公路上美丽而又独特的风景线
方案比选
设计标准
1.荷载等级:公路---Ⅱ级
2.桥梁宽度:净7.0+2×0.5防撞栏,桥面全宽10.80m
高速公路因其为全封闭型,可满足车辆的高速行驶,故在为社会带来巨大效益的同时也给高速公路两侧居民的交往带来了一定的不便。为了满足高速公路两侧居民的正常生活,高速公路上跨天桥应运而生。基于高速公路行车交通控制全封闭的特点,各种上跨、下穿立交桥在高速公路建设中被大量采用,此类桥载重不大(一般为公路Ⅰ级、公路Ⅱ级),桥面不宽,但其数量较多,特别是丘陵区,各类上跨机耕道、乡道及人行天桥数量较多。
由于天桥一般采用混凝土结构其表面色彩的运用恰当与否将直接影响全线的景观协调,故可通过效果图的绘制来增强实体判断。天桥的外观色彩同结构造型样是决定桥梁美否的重要因素。有形的物体必然具有色彩,只有形状优美而色彩不当,同样不会使人感到满意并激发美感。上跨天桥多采用混凝土材料,其本身颜色为浅灰色,如仅以本色呈现给司乘人员,将给人以单调、压抑的感觉,使原本优美的造型大打折扣,背离了建设者的初衷。因此,我们应在天桥结构完成之后进行统一的规划与设计,由专门的装饰单位进行色彩施工。在目前的高速公路上跨天桥建设中,其材质一般采用混凝土结构(包括钢筋混凝土和预应力混凝土) ,其基本结构体系分为梁桥、拱桥、刚架桥、吊桥等4种,其他还有包括T型刚构、连续刚构、系杆拱、多跨拱梁结构、斜拉桥等结构形式在内的组合体系结构。由于上跨天桥的跨径限制,吊桥和斜拉桥等显然属于不经济的桥型。但结合特殊地形,如兼有跨河功能且总跨径较大,在考虑建设标志性建筑的基础上,可采用独塔斜拉桥。以下对各种桥型进行简单的分析。