1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1目的及意义

桥梁，一般指架设在江河湖海上，使车辆行人等能顺利通行的构筑物。为适应现代高速发展的交通行业，桥梁亦引申为跨越山涧、不良地质或满足其他交通需要而架设的使通行更加便捷的建筑物。建桥最主要的目的，就是为了解决跨水或者越谷的交通，以便于运输工具或行人在桥上畅通无阻。

桥梁由上部结构和下部结构两部分组成。上部结构与包括桥身和桥面；下部结构包括桥墩、桥台和基础。它们高悬低卧，形态万千，有的雄距山岙野岭，古朴雅致；有的跨越岩壑溪间，山川增辉；有的坐落闹市通衢，造型奇巧；有的一桥多用，巧夺天工。不管风吹雨淋，无论酷暑严冬，它们总是默默无闻地为广大的行人、车马跨江过河，飞津济渡。

2. 研究的基本内容与方案

2.1、基本内容：

（1）方案比选

1、熟悉毕业设计任务书，了解桥位地形、气候和地质特点，查阅同地区类似地形的可参考的设计方案

2、查阅相关文献，了解各桥型特点，完成桥型方案必选。尽量提出较多的可行性桥梁设计方案（至少三个），拟定桥型结构主要尺寸，通过比较，得出推荐方案，完成桥梁方案的布置图。

桥型方案比选

1.方案比选的意义及要求

方案比选是桥梁工程设计最基础的工作。唯有通过详细、科学地优选，方能提出合理

的设计方案。同样，只有在合理的设计方案基础上，才能实现桥梁的最优设计。

桥梁方案比选包括方案初选、比较和确定。方案应主要考虑安全、功能、经济、美观

以及与环境的协调，其中以安全和经济最为关键。随着现代化交通事业的迅速发展，对桥

梁功能要求也日益提高，尤其是桥下通航净空要求，在方案比选中占用举足轻重的地位。

至于桥梁美观，应视经济与环境条件而定。随着人们环保意识的提高，桥梁建设环境的协

调已成为设计原则之一。

本设计根据要求拟定3个初选方案，再进行进一步的经济技术比较，推荐最优方案。

2.1初选方案

1.跨径组合为40m 72m 40m 的三跨连续刚构桥；

2.跨径组合为38m 76m 38m 的三跨连续梁桥

3.跨径25m简支梁桥 110m的钢筋混凝土拱桥 20m简支梁桥

2.2比选方案一：预应力混凝土连续刚构桥

（1）桥型介绍

预应力混凝土刚构桥既保持了连续梁无伸缩缝、行车平顺的特点，又有T型刚构桥不设支座。施工方便的优点。且有很大的顺桥向抗弯刚度和横桥向抗扭刚度，它利用高墩的柔度来适应结构由预应力混凝土收缩、徐变和温度变化所引起的位移，能满足特大跨径桥梁的跨越和受力要求，同时在一定条件下具有用料省、施工简便、养护费用低等优点。连续刚构的另一个特点是抗震性能好，且墩梁固结又便于采用悬臂施工法，取消了连续梁在施工转换体系时所采用的墩上临时固结措施。

2.2总体布置

2.2.1纵断面布置

（1）跨径拟定：总跨径拟定为152m，经验与研究表明，边，主跨跨径比会影响主梁的受力以及施工方式，我国国内三跨连续钢构的边，主跨之比大多都在0.55~0.58之间，该方案选用0.56，即初步拟定40m 72m 40m的跨径组合形式。

（2） 确定设计高程：线路纵断面已定，设计高程规定为紧接中央分隔带两侧的桥面高度，桥梁起始点桩号K1311 635，设计高程182m，终点桩号K1311 815,设计高程182m，单向纵坡为零，满足《桥梁设计通用规范》(JTG D60—2004)纵坡要求。

2.2.2横断面设计

依据设计资料，净7 2×1.00m，桥面布置为7m的双向车行道 2×1m的人行道。为便于排水，设置成坡度为2%的双向横坡。

2.2.3主梁上部结构

连续梁体为单箱单室。箱梁中支点截面高为4米，高跨比为1/18。跨中截面高度为1.4m，稍高于公路经验高跨比1/50—1/60，为偏安全设计。跨中直线长度L_c一般取2.0—3.0m，中支座处直线长度L_C1为5m，边支座处直线长度L_c2为2m，均大于该处桥墩宽度。

箱梁顶板梁宽9m，底板宽度取5m，则悬臂长度为2m，顶板顺桥方向厚度不变取25cm，底板跨中厚度取30cm，根部厚度取100cm，腹板在跨中部分取40 cm，靠近桥跨L/4~3L/8时加宽为60cm，并在腹板上设置间距1~2m的直径10cm的通风孔，箱梁腹板与顶板交界处设置75×25cm的直线，过渡到根部50cm，预留预应力筋锚固位置，另外在箱梁桥台处拟定厚度1.5m的端横隔板，中间支点横隔板取和双壁墩相同厚度，并开设1×1m人洞。

2.2.4下部结构尺寸

桥墩形式：联续刚构桥的的桥墩应当具有合适的纵向抗推刚度和较大的横向刚度，并且应减少桥墩迎风面积，在主跨80~160m之间可以采用实体式空心桥墩，并有利于高墩的悬臂施工，因此采用双薄壁墩。

桥墩尺寸：桥墩采用钢筋混凝土空心墩，直径为2m，桥墩下部结构采用钻孔灌注桩基础。主墩桩基础采用 12 根f2.0m 钻孔灌注桩基础，呈行列式布置，墩承台平面尺寸为11m#180;7m ，厚度为 5m，桩身埋入承台 20cm，墩柱为圆端形墩。

2.2.3施工方案设计

采用平衡悬臂浇筑施工法进行施工，在施工过程中必须保证墩与梁固结，并充分考虑施工期出现的体系转换问题。

2.3比选方案二：预应力混凝土连续梁桥

（1）桥型介绍

两跨或两跨以上连续的梁桥，属于超静定体系。连续梁在恒荷载，产生的支点负弯矩对跨中弯矩有卸载的作用，使内力状态比较均匀合理，因而梁高可以减少，由此可以增大桥下净空，节省材料，且刚度大，安全度大，整体性好，超载能力大，桥面伸缩缝少，并且跨中截面的弯矩减少，使得桥跨可以增大。

三跨预应力混凝土梁桥是预应力桥梁的一种，它具有整体性能好、结构刚度大、抗震性好，特别是主梁变形挠曲线平缓，桥面伸缩缝少，行车舒适等优点。加上这种桥型的设计施工均较成熟，施工质量和施工工期能得到控制，成桥后养护工作量小。施工时常采用平衡悬臂拼装施工法和平衡悬臂浇筑施工法。

（2）尺寸介绍

本方案中主桥桥跨布置为（38 76 38）m的三跨变截面梁桥。边跨与中跨比值为0.5。

连续梁体为单箱单室。连续梁体为单箱单室变高度箱梁，桥长为152m,边跨比为0.5，在墩顶截面高度4.5m，支点截面高跨比为0.06，满足高跨比在1/16—1/20之间。跨中截面高度为2m跨中截面 高跨比为1/38，满足高跨比在1/30—1/50，中支座直线长度为4 m，边支座直线长度2m均大于该处桥墩宽度，梁体下缘按圆曲线变化。总体布置见图。

2.4比选方案三：钢筋混凝土拱桥

（1）桥型介绍

拱桥是我国公路上使用较广泛的一种桥型。拱桥与梁桥的区别，不仅在于外形不同，更重要的是两者的受力性能有较大的差别。由于拱桥桥台两端存在水平推力，使拱内产生轴向压力，从而大大减小了拱圈的截面弯矩，使之全截面受压，截面上的应力分布与受弯梁的应力相比，较为均匀。因此，可以充分发挥主拱截面材料强度，使跨越能力增大。

（2）尺寸介绍

①桥跨布置

图2.3钢筋混凝土拱桥总体布置图

采用钢筋混凝土上承式拱桥，跨径为145m，矢跨比为1/5。总体布置图如图2.3.

②截面尺寸

主拱圈拟采用单箱四室的箱型截面，拱圈宽度B一般为桥面宽度的0.6~1.0倍，取拱圈宽度为B为9m，拱圈高度H为跨径的1/55～1/75，H等于2m。该拱桥采用全空腹式梁式拱上建筑，腹孔跨径一般控制在主拱跨径的1/9～1/15，取腹孔跨径为16m，则腹孔数为6 个，立柱采用直径为1m的钢筋混凝土圆形墩。拱上立柱对称布置，其上加盖梁，盖梁高0.6m，宽2.2m。主拱圈截面尺寸如图2.4.

图2.4钢筋混凝土拱桥主拱圈截面尺寸图

（3）施工方案设计

上承式拱桥常采用的施工方法有悬臂浇筑法、预制安装法、节段悬拼法、转体施工法等等，该拱桥拟采用缆索吊装施工。

桥型方案比选表

综合考虑安全性，技术性，经济性，实用性等，将方案三作为推荐方案。

（2）内力分析

1、根据初步设计方案，利用桥梁结构分析软件，建立桥梁结构计算模型，根据桥梁截面尺寸计算一期恒载和二期恒载；根据设计荷载资料，计算可变荷载作用效应。分别按照承载能力极限状态和正常使用极限状态下进行荷载组合，计算各控制截面弯矩及剪力大小，完成结构内力计算、钢筋设计和截面验算。

2、利用Auto CAD软件绘制桥梁（主要为上部结构）的施工图纸，完成该桥型初步施工方案的设计工作。包括主体结构的一般构造图、主体结构的钢筋布置图。

（3）桥梁基础设计

根据上部荷载大小，确定基础形式，拟定基础尺寸大小。然后对基础进行安全验算和强度验算。绘制下部结构的一般构造图，钢筋构造图。

3. 研究计划与安排

第1周（2月27日—3月4日） 熟悉毕业设计任务书，明确设计任务书及要求。

第2周（3月5日—3月11日） 了解桥位地形、气候和地址特点，查阅同地区类的参考方案，进行整理，并完成英文翻译。

第3周（3月12日—3月18日） 查阅相关文献资料，明确研究内容，熟悉相关专业知识，根据勘测资料及设计要求，完成开题报告。

4. 参考文献（12篇以上）

[1].交通部标准 .公路桥涵设计通用规范(jtg d60-2015).人民交通出版社，2015.

[2].周念先著 . 桥梁方案比选 . 同济大学出版社 ，1997.

[3]. 向中富.桥梁工程毕业设计指南 人民交通出版社，2010.