1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1 选题目的

雅安市汉源县是“5.12”汶川特大地震39个重灾县之一，地震中汉源老县城破坏十分严重，被地震专家称为“站立的废墟”，这也让汉源县成为“5.12”汶川特大地震中两个需要整体异地重建的县城之一。由于受当地恶劣的地理条件所限，经过反复研究，汉源新县城最终选址大渡河畔的萝卜岗。

规划中的新县城在海拔1040米的山区，依山而建。该县位于雅安地区南部，大渡河中游两岸，是四川盆地和西藏高原之间的攀西河谷地带。地处东经102°16′至103°00′，北纬29°05′至29°43′，高程在550m至4021m之间。2号主干道是新县城建设及未来城区的主要交通要道，需两次跨越龙潭沟，该干道的建成能加快该县的灾后重建步伐，对灾民安置、县城搬迁和后续城市建设与发展也具有非常重要的意义，而龙潭沟桥是新县城2号主干道跨越龙潭沟的重要桥梁。由此可知，龙潭沟桥的设计与建造是汉源新县城建设的一个重要的环节。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 研究（设计）的基本内容

本课题要求根据原始设计资料按规定进度安排完成龙潭沟桥的设计工作，主要包括以下五个方面的任务：

第一，完成桥梁方案比选。针对给定的原始资料，至少提出3个可行的设计方案，经过经济、技术、安全、美观等方面的比较，产生推荐方案，并论证推荐方案的优缺点。

第二，完成桥梁的技术设计。针对最终选定的设计方案，完成以下内容：完善总体布置图；完成上构主体结构的构造图及布筋图；完成下构主体结构的构造图；施工程序的设计及说明。

第三，进行结构计算。对控制截面和重要部位进行内力分析计算、配筋计算设计及有关验算。保证结构的安全性和稳定性满足设计要求。

第四，毕业设计说明书的编写。完成毕业设计说明书的初稿，提交指导老师审阅，反复修改后形成最终定稿，并整理完善相关图纸。要求说明书字数≥10000字，图纸≥5张（A2或A3幅面）。

第五，外文文献的编译。

2.2 目标

根据已知的建桥条件（包括地形地貌、气象、水文地质、地质构造及地震等）和技术标准，在相关设计规范的指导下，提出至少三个可行的设计方案，经过经济、技术、安全、美观等方面的比较，产生推荐方案，并在此基础上，完成桥梁的技术设计和结构计算，最终完成龙潭沟桥的设计工作。

2.3 技术方案及措施

本课题拟采用的技术路线归纳如下：

1）结合相关资料，提出设计方案，进行方案必选，产生推荐方案；

2）完善桥梁总体布置图，完成技术设计；

3）桥梁结构分析，选取计算简图，进行结构内力计算；

4）钢筋的布置，配筋设计计算，画出配筋图；

5）桥面铺装、护栏、支座设计；

6）强度、刚度、稳定性计算；

7）施工图纸的绘制；

8）施工阶段的受力分析；

9）编制设计说明书及计算书，整理有关图纸。

2.4 桥梁方案比选

2.4.1 初选方案

方案一：跨径组合为37m 61m 37m的三跨变截面预应力混凝土连续梁桥；

方案二：净跨径为82m的上承式钢管混凝土拱桥，引桥采用2×25m的简支梁桥；

方案三：跨径组合为37m 61m 37m的斜腿钢构桥。

2.4.2 方案简介

方案一：跨径组合为37m 61m 37m的三跨变截面预应力混凝土连续梁桥

（1）桥跨布置

本方案中主桥采用桥跨布置为37m 61m 37m的三跨变截面连续梁桥，边跨与中跨的比值为0.607，在0.6与0.8之间。按照规范要求，跨中合龙段直线长度取2.0m。支点截面高度拟采用3.5m，高跨比为1/17.4，满足支点高跨比在1/16与1/18之间；跨中截面高度拟采用2m，高跨比为1/30.5，满足跨中高跨比在1/30与1/50之间。桥梁总体布置图见下图。

（2）主梁上部结构

主梁采用箱型截面，形式为单箱双室。拟采用的截面尺寸如下：顶面梁宽为20m，底面梁宽为10m，顶板厚为30cm，腹板厚为40cm，底板厚由跨中的30cm按二次抛物线渐变至中支点梁根部的60cm。

（3）下部结构

桥墩采用哑铃式柱式桥墩，桥墩基础采用刚性扩大基础。

桥台采用U形桥台，桥台基础采用刚性扩大基础。

（4）施工方案拟定

由于本桥在营运状态的结构受力与施工状态的受力状态比较接近，宜采用悬臂施工法，并且悬臂浇筑施工简便，结构整体性好，施工中可不断调整位置。

（5）受力特征

连续梁桥属于超静定体系，连续梁在恒定荷载作用下，产生的支点负弯矩对跨中正弯矩有卸载作用，使内力状态比较均匀合理，因而可以减小梁高，且刚度大，整体性好，超载能力大，安全度大，桥面伸缩缝少。并且因为跨中截面的弯矩减小，使得桥跨增大。

方案二：净跨径为82m的上承式钢管混凝土拱桥

（1）桥跨布置

本方案中主桥采用净跨径为82m的上承式钢管混凝土拱桥，引桥采用2×25m的标准跨径简支T形梁桥。桥梁总体布置图见下图。

（2）主梁上部结构

拱肋横截面采用哑铃型钢管混凝土截面，截面高取1.5m，钢管直径为600mm，由厚18mm的钢板卷制而成，每根拱肋的两钢管之间用厚20mm的腹板连接。每隔一段距离，在两腹板中焊接拉筋。拱肋内采用C55无收缩混凝土填充。

本桥系梁截面设计采用箱型截面，形式为单箱双室。拟采用的截面尺寸如下：顶面梁宽为20m，底面梁宽为10m，顶板厚为30cm，腹板厚为40cm，底板厚30cm。

（3）下部结构

桥墩采用柱式桥墩，桥墩基础采用刚性扩大基础。

桥台采用U形桥台，桥台基础采用刚性扩大基础。

（4）施工方案拟定

拟采用转体施工法。

（5）受力特征

钢管混凝土是主要的承载结构，它承受桥上的全部荷载，并将其传给墩台基础。钢管混凝土的内力计算与施工过程有关，受吊装能力的限制。一般将拱肋分数段加工，然后吊装形成钢管拱肋桁架，此时钢管拱肋桁架重力由其自身承受，应按钢结构计算，以后随着混凝土的凝结和强度的提高，混凝土开始与钢管一起参加受力，后期拱上建筑，桥面系恒载和活载均由钢管混凝土组合截面承担。

方案三：跨径组合为37m 61m 37m的斜腿钢构桥。

（1）桥跨布置

本方案中主桥采用桥跨布置为37m 61m 37m的斜腿钢构桥，桥梁总体布置图见下图。

（2）主梁上部结构

主梁采用箱型截面，形式为单箱双室。拟采用的截面尺寸如下：顶面梁宽为20m，底面梁宽为10m，顶板厚为30cm，腹板厚为40cm，底板厚由跨中的30cm按二次抛物线渐变至中支点梁根部的60cm。斜腿采用双室空心矩形截面，斜腿的倾角为50°。

（3）下部结构

桥墩采用重力式桥墩，桥墩基础采用刚性扩大基础。

桥台采用U形桥台，桥台基础采用刚性扩大基础。

（4）施工方案拟定

拟采用平衡悬臂施工法。

（5）受力特征

斜腿刚构桥在竖向荷载作用下，斜腿除受压外，还承受弯矩，是压弯构件，刚构桥在竖向荷载作用下，会产生水平推力，由于其大多数是超静定结构，所以在混凝土收缩，温度变化，墩台的不均匀沉陷和预应力作用下，会产生次应力，在施工过程中，当结构体系发生转换时，徐变也引起附加内力。

2.4.3 方案比选

在满足各方案安全可靠的前提下，从经济、功能、美观、适用、环保等方面进行方案比选。各方案对比见下表。

由上表可知，从施工角度考虑，方案二先梁后拱施工方案，梁采用满堂支架施工，拱肋施工难度较大；方案一、方案三采用悬臂施工，技术成熟，难度一般。从经济角度考虑，方案二需要的钢材，混凝土较少，造价较低，但是后期立柱维护需要一定的费用，费用一般；方案一、方案三后期维护容易，但造价较高，总费用较高。从景观角度，方案二、方案三景观效果较好，与环境结合较好，气势恢宏。综合考虑，方案二安全经济，施工难度一般，因地制宜，就地取材，节约材料，减少造价，桥型美观，与自然环境结合较好，因此，选择方案二是最经济的。

3. 研究计划与安排

1周 下达毕业设计任务书，阅读文献，查阅资料

2-3周 完成毕业设计开题报告，进行桥梁方案比选

4-6周 完成桥梁技术设计

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 中华人民共和国行业标准.公路桥涵设计通用规范(jtg d60-2015).北京：人民交通出版社，2015.

[2] 中华人民共和国行业标准.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(jtg d62-2012).北京：人民交通出版社，2012.

[3] 中华人民共和国行业标准.公路圬工桥涵设计规范(jtg d61-2005).北京：人民交通出版社，2005.