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[擇要]本文細致先容了新沙口大橋在開端計劃階段的三個方案,且對三個方案在經濟、結構等方面作出了比力,并推選出施工圖計劃所采用的最優方案。
[要害詞]沙口大橋一連梁一連剛構系桿拱方案比選
1.概述
舊沙口大橋是105國道的一座三跨一連梁橋,位于中山市西部,凌駕小欖水道,毗連小欖與東風兩鎮,于1984年建成通車。橋址處,陣勢低平開闊,屬河流相一級階地,地面標高約2~6.5m,該橋所跨小欖水道水量富厚,水流平緩,受潮汐影響較大,具一日兩漲兩落的特點。橋區上部為第四系松散籠罩層,厚約26.8-46.0m,基巖在小欖段為碳系硅質灰巖,河中及東風段為燕山期花崗巖。橋區屬南亞熱帶季風海洋性天氣,濕熱多雨,年均勻氣溫21.8度。
隨著珠三角地域經濟的迅速生長,對交通的需求日益增長,105國道中山段特別是沙口大橋處已成為本地交通的瓶頸,緊張影響了本地的生長,經上級部分答應,擬在舊沙口大橋旁建一新橋。
我院于1999年繼承了該橋的計劃使命。新橋計劃技能尺度:橋面寬15m;計劃洪流頻率:三百年一遇;計劃荷載:汽-超20級,掛-120;通航尺度:凈高18m,凈寬80m;計劃地震烈度:按8度設防。
2.橋型布置
舊沙口大橋為(73.59073.5)m三跨一連梁。上部為雙箱單室截面,采用預制吊裝施工,為與舊橋和諧同等,新橋分孔跨徑與舊橋連結同等,在開端計劃階段做了三個比力方案:
方案1:(73.59073.5)m三跨一連剛構方案。主梁支點梁高4.5m,跨中梁高2.2m,梁高采用二次拋物線情勢過渡。截面情勢為單箱單室,底板寬8m,兩頭懸出3.5m,采用三向預應力結構。主墩為雙薄壁墩,壁厚80cm,雙壁中距5.5m,基礎為雙排樁,每墩下設6根直徑1.8m的樁,樁低打入微巖,樁長37m。
方案2:(73.59073.5)m三跨一連梁方案。上部結構采用一連剛構方案類似尺寸,主墩為空心薄壁墩,壁厚50厘米,基礎為雙排樁,每墩下設6根直徑1.8m樁,樁低打入微巖,樁長37m。
方案3:(73.59073.5)m三跨系桿拱方案。各跨之間設置伸縮縫,73.5m跨和90m跨采用統一梁高,統一系桿斷面,系桿高2m,寬1.5m,73.5m跨單邊拱肋設置13根吊桿,90m跨單邊拱肋設置16根吊桿,吊桿間距5m。由于系桿設置的緣故原由,本方案橋寬17.75m。
3.經濟評價
方案1與方案2結構類似,且上部結構接納類似的截面情勢,橋梁造價相差無幾。故在開端計劃經濟評價中,我們僅將方案1與方案3舉行比力。
從比力表中可看出,方案3比喻案1僅建安費就凌駕跨過42.1%。顯然方案3造價高。
4.結構盤算
方案1和方案2都采用懸臂現澆施工,施工要領成熟可靠,且淘汰水中作業,工期易于控制,不影響通航;而方案3則需在水中架設較多暫時支持,增長施工難度和施工用度,增長施工工期,且在較永劫間內影響正常通航。從經濟角度看方案3造價也頗高(見表1),所以本文重要對方案1和方案2在結構方面舉行比力。
選取一連剛談判一連梁橋二種差異的體系舉行結構盤算,使用平面桿系步伐分別盤算出重要控制截面在結構自重、二期恒載、汽-超20級、掛-120、溫度厘革等作用下彎矩、軸力、剪力值以及中跨跨中和邊跨L/3處的豎直位移。為取得同等比力條件,在盤算中作如下設定:
(1)兩橋型均取類似結構尺寸。
(2)兩橋方案使用統一質料標號,采用統一的溫度厘革值。
(3)盤算中不思量懸臂施工歷程的內力疊加,僅按一次落架模式舉行盤算。
(4)汽車-超20級按四列車布載,車隊折減系數為0.3。荷載組合僅思量[1.2X(自重二期恒載)1.4汽-超20級]一種情況。
盤算圖示如下:
4.1內力盤算
采用平面桿系步伐盤算,效果匯總如下表,其中彎矩下緣受拉為正,上緣受拉為負,軸力受拉為正,受壓為負。
議決對表2和表3闡發相比,可以看出:
(1)負彎矩控制截面(支點截面),由自重和二期恒載引起的彎矩,一連剛構要比一連梁大6.3%;在汽車荷載作用下,一連剛構要大4.86%。
(2)在正彎矩控制截面,由自重和二期恒載引起的正彎矩,邊跨L/3處,一連剛構比一連梁少6.3%;中跨L/2跨徑,一連剛構凌駕跨過21.7%,而在汽車荷載作用下,邊跨L/3處一連剛構則淘汰20.4%,在中跨L/2處淘汰33.25%。
(3)在溫度荷載作用下,一連剛構橋中由溫度引起的彎矩比一連梁大許多,但溫度荷載與恒活載相比,所占比例極小,不控制計劃。
(4)在恒活載組合中,現在該橋議決招投標已由交通部公路二局中山處舉行施工。如今已施工到2號塊,預計將在今年、十月份竣工。