长江两侧斜拉桥毕业设计
第一章 方案比选
§1.1概述
1.1.1方案比选原则
1.认真贯彻国家的各项政策、法规，以及国家和部颁标准、规、规定和办法；
2.使用安全耐久，保养维护方便，行车舒适；
3.技术先进可靠，施工方便、快捷，便于工厂化，标准化施工，确保施工工期；
4.经济上合理适度，上、下部工程投资适当，节省投资； 5.充分考虑堤防要求，满足江堤防洪和跨线的净空的需要； 6.尽量减少拆迁、改线的工程数量、降低投资； 1.1.2考虑因素
1.地形地貌
桥位位于，属斜坡浅丘及河流阶地地貌。长江两侧为冲洪积河流阶地，阶面高程189～220m,向西侧延伸为斜坡浅丘。地形总体南北两侧高，地面坡度较大，坡角约30～55°，中间为较平缓的长江阶地。
2.气象
本区位于亚热带温湿季风气候区，常年平均气温18.4℃，极端最高气温41.3，极端最低气温-2.3，最冷月（一月）平均气温7.5，常年平均降雨量1185mm，多年平均相对湿度79﹪。
3.风况
桥位位于长江上游，年平均主导风向以北风为主，平均风速1.1m/s，最大风速28.4m/s。按交通部《公路桥涵设计规》（JTJ021-89）中全国风压分布图，桥址位于500Pa等压线上，按《公路桥梁抗风设计指南》，桥梁设计风速考虑如下：桥址区100年一遇10min设计基本风速为V10=24.052m/s，施工期间采用10年一遇基本风速19.79m/s。
4.地层岩性
拟建场地的地层主要为第四系全新统残坡积低液限粘土Q4el+dl、冲洪积低液限粘土、砂土及卵石土Q4al+pl，长江北岸陡坡处第四系崩坡积Q4col的块石土，在两岸斜坡部位有少量基岩出露地表，基岩为侏罗系中统沙溪庙组J2s砂岩、泥岩
及泥质粉砂岩、粉沙质泥岩。
5.规划道路
该路为双向六车道，桥梁为直线桥梁，规划路宽33m。通航净空要求为20m×200m。
§1.2比选方案简介
根据桥位区水文，气象、地质，通航，防洪等建设条件，结合桥梁建设工期，施工条件，桥面宽度，景观要求等实际情况，适宜的桥型为斜拉桥、连续钢构或悬索桥。在方案设计时，就双塔斜拉桥、连续钢构及悬索桥进行多方案比较。
1.2.1方案一：双塔斜拉桥
1.桥跨布置
该方案为双塔三跨双索面斜拉桥，主桥跨布置为40+160+370+160+40=770m，边主跨比为0.43，塔高92.5，高跨比1/4，采用半漂浮体系，桥面设双向横坡为2%。
2.主梁
主梁断面采用钢主梁与混凝土板共同受力的结合梁，拉索锚固处高3m,跨中高3.422m,桥面宽35m，顺桥向每隔5m设置一道横隔梁。
3.索塔
索塔包括索塔顶部锚固段、上塔柱、中塔柱、下塔柱和三道横梁。索塔顶部锚固段、上塔柱和两道上横梁采用Q370钢，中塔柱为钢-混组合结构，中横梁及下塔柱为预应力钢筋混凝土结构。索塔高92.5m。
4.斜拉索
该方案采用双索面扇形体系，全桥共设136组斜拉索。拉索最大倾角71°，最小倾角为25°，斜拉索采用φ7mm镀锌高强度低松弛钢丝，匹配相应冷铸镦头锚具。顺桥向标准索距为10m,对靠近边跨端头附近的尾索进行加密，索距为7.5m,2×3.5m。
5.基础
承台厚6.5m，顺桥向32m，横桥向32m。采用钻孔灌注桩群桩基础，桩径2.5m。 6.施工方法
主桥采用悬臂拼装法施工，引桥为预制拼装法。
1.2.2方案二: 四跨连续刚构
1.桥跨布置
主跨跨径：150+270+270+150=740米，边主跨比：150/270=0.56。 2.主梁
采用单箱单室箱形截面，桥面采用双幅桥面，单幅桥面宽17米，中央分隔带宽2米。
3.基础
基础采用大直径钻孔灌注桩群桩基础。桩径2.5m，桩中心距5.75m。承台为矩形承台，厚为5m，承台尺寸为26.6×16m，采用C40混凝土。桥墩采用双薄壁空心墩，外部尺寸4×9m,壁厚0.5m。
4.施工
采用悬臂拚装法施工。 1.2.3方案三: 地锚式悬索桥
1.桥跨布置
跨径布置为： 200+600+200=1000m；
边跨与主跨跨度比为200/600=0.33，垂跨比f/L=60/600=1/10。 2.主塔
主塔采用门式型混凝土桥塔,桥面以上塔高66.25m,桥面下设一道横梁。塔柱为变截面矩形混凝土塔，外形轮廓尺寸为4.8～6.4m(顺桥向)×5m。
3.加劲梁:
主梁断面采用扁平钢箱梁的形式，桥面净宽33m，钢横梁桥中线处高2.80m,顺桥向每隔5m设置一道。
4.吊杆:
全桥共设长短吊杆81根，吊杆间距12m,由镀锌高强低松弛钢丝束构成。 5.锚碇：
采用重力式锚碇。 6.基础:
采用钻孔灌桩基础,承台厚6.00m,矩形为24m×24m，有16根桩，桩径2.5m。. 7.施工：
采用满堂支架施工，先架设主梁，再搭设主缆，悬挂吊杆，成桥。
§1.3方案评价
根据桥梁设计的原则“适用、经济、安全、美观”及桥型方案应满足结构新颖、受力合理、技术可靠、施工方便的原则对以上三个方案进行评价。
方案一：双塔斜拉桥是斜拉桥体系中采用最为广泛的形式，索面为双索面倾斜布置，具有很好的抗扭、抗风性能。索塔顶部拉索锚固区采用钢塔段可以减小基础工程量，提高抗震性。桥面体系主梁受轴力和弯矩，支撑体系以拉索受拉和索塔受压为主。拉索的作用相当于在主梁跨增加了若干弹性支撑，从而大大减小了梁弯矩、使主梁力分布更加均匀合理，桥梁跨越能力显著增大，。斜拉桥是超静定结构，使用性能好。主桥桥面连续，无伸缩缝，行车条件好。
方案二：预应力混凝土连续刚构桥结构线条明快流畅，与周围景观搭配协调。此桥采用平衡悬臂施工法，由于结构上墩梁固结，为多次超静定，次力较大。为减小次力的敏感性，必须选择抗压刚度较大，抗推刚度较小的单壁或双壁的薄壁墩，使墩适应梁结构的变形。通过加大梁根部梁高，可以使正弯矩减小，主梁大部分承受负弯矩，施工较简单。修建时须采用高墩大跨，当墩的高度较矮时将受到限制，对基础要求较严格。
对连续钢构方案进行了详细的分析计算，分析表明：由于边主墩较矮，在恒载、活载及温降工况组合下，虽然采取了边跨配重措施，边跨主墩仍产生巨大的偏心弯矩，边主墩不能满足受力要求。若抬高桥面标高加大边主墩高度以改善受力，势必增加引桥长度，经济上无可比性。
方案三：地锚式悬索桥跨越能力大，轻型美观，抗震性能好，但该桥位处受地质条件限制需要巨大的重力式锚碇，占用桥端空间多，而且对施工要求高，满堂支架架设主梁时，影响通航，另外，需建造较高的桥塔，施工难度较大，否则桥塔的景观性差。
近年来，我国在斜拉桥建设方面取得了突出的成绩，积累了丰富的设计和施工建设经验。我国已建和在建的斜拉桥多以混凝土材料为主，钢材选用较少，桥塔材料除三桥外基本上也都为混凝土塔，从长远来看，由于混凝土材料拆除后不可再用，对环境污染大，且混凝土材料的延性差，抗震性能指标较差。
综上所述，根据目前的社会经济水平和技术水平，考虑桥梁是技艺结合的产物，与周围环境景观协调的要求，故最终决定采用双塔斜拉桥方案。
第二章 总体设计
§2.1技术标准
1）道路等级 高速公路
2）桥面宽度 215m +2.0m（中央分隔带）+20.5m（防撞栏杆）=33m
3）设计荷载 公路I级 4）桥面横坡： 2% 5）设计年限 100年
§2.2设计规及标准
依据的规有：
1) 中华人民国行业标准（交通部发布） 《公路工程技术标准》（JTJ001-1997）
2）中华人民国行业标准（交通部发布）《公路桥涵设计通用规》（JTJD60-2004） 3）中华人民国行业标准（交通部发布） 《斜拉索ＰＥ热挤拉索技术标准》（征求意见稿）
4）中华人民国行业标准（交通部发布） 《公路斜拉桥设计规》（试行1966-12-01）
§2.3桥梁总体结构形式
2.3.1.结构设计材料参数
1. 普通钢筋
采用I级和II级钢筋，其技术标准符合国家GB 13013-91和GB 1499-91的规定。
2. 预应力钢铰线
采用φj15钢铰线,公称直径15.24mm，标准强度1860Mpa ，弹性模量为1.95*105MPA,锚具采用OVM15-22型群锚系列及相应钢铰线匹配的成套产品，包括锚垫板、锚头、夹片和螺旋筋等。
4. 钢材
钢板梁横梁及防撞护栏立柱采用符合GB.T1591-94要求的低合金钢Q345-D，纵梁采用Q370，防撞护栏横梁采用符合GB/T 1591-94要求的低合金钢Q390-D。
高强度螺栓应符合GB 3077-88的要求，螺母及垫圈应符合GB 699-88的要求。
普通螺栓应符合 GB 700-88或GB 3077-88的要求。 5. 焊接材料
焊接材料应结合焊接工艺，通过焊接工艺评定试验进行选择，保证焊缝性能不低于母材，工艺简单，焊接变形小，所选焊条，焊剂，焊丝均应符合相应国家标准的要求。CO2气体保护焊的气体纯度应大于99.5％。
6 斜拉索钢丝及锚具
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