斜拉桥计算书
斜拉桥计算书
青岛理工大学毕业设计（论文）
图 1.2 预应力混凝土刚构桥（单位：cm）
1.2.3 方案三: 中承式钢管混凝土拱桥 （1） 桥跨布置 桥跨布置为 45m+150m+45m=240m，净矢跨比为 0.27，净矢高为 40m，见图 1.3。 （2） 主梁 采用单箱三室箱形截面，梁高2.0m。 （3） 主拱 采用两片四肢格构形的桁架腹杆拱肋通过 K 字横撑连成整体。 拱肋高为 4m， 宽为 2.5m，弦杆采用 φ1000×22mm 的钢管，内浇筑 C50 微膨胀混凝土，弦平联 为 φ500×10mm 的 钢 管 ， 内 浇 筑 C50 微 膨 胀 混 凝 土 ， 直 腹 杆 和 斜 腹 杆 为 φ500×10mm 的钢管，弦杆、横联管、横撑、直、斜杆均为 Q345 钢。吊杆横梁 为预应力混凝土横梁。 （4） 下部结构 拱座为重力式的台阶式拱座，拱上立柱为钢筋混凝土柱式立柱。简支梁的桥 墩为双柱式，与主拱共用拱座作为基础，桥台为重力式桥台。 （5） 施工方法 主拱圈采用悬索吊装施工，跨中合拢。横梁采用工厂预制，现场吊装，纵梁 现场浇注。拱座采用明挖扩大基础的重力式拱座。引桥简支梁采用现场浇注，桥 台采用明挖扩大基础的重力式桥台。
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青岛理工大学毕业设计（论文）
1.2.1 方案一：双塔三跨式预应力混凝土斜拉桥 （1） 概况和特点
斜拉桥是由斜拉索、 塔柱和主梁组成，用若干高强的拉索将主梁斜拉在塔柱 上， 斜拉索使主梁受到一个压力和一个向上的弹性支承的反力，这就使得桥梁的 跨越能力大大增强。斜拉桥具有广泛的适应性，一般来说，对于跨度从 200m 至 700m 左右的桥梁，斜拉桥在技术上和经济上都具有相当优越的竞争能力。 斜拉桥的优点是：梁体尺寸较小，桥梁的跨越能力较大；受桥下净空和桥面 标高的限制少；抗风稳定性比悬索桥好；不需悬索桥那样的集中锚碇构造；便于 悬臂施工等。不足之处是，它是多次超静定结构，设计计算复杂；索与梁或塔的 连接构造比较复杂；施工中高空作业较多，且施工控制等技术要求严格。 斜拉桥的方案设计要充分考虑桥梁所处的环境因素， 根据桥梁的使用功能和 通航要求， 选择合理的主跨跨径布孔，使其能够很好的与桥位所处的自然环境相 一致，然后根据桥位处的地形、地貌对边跨进行跨径布置。在桥孔基本确定后， 选择合理的桥梁结构形式以满足受力要求和经济性的要求， 力求达到安全、 经济、 适用、美观、环保。通过预应力混凝土斜拉桥这种结构形式 1) 减小造价； 2) 刚度大挠度小，在汽车荷载作用下，产生的主要难度约为类似钢结构的 60%左右； 3) 由于混凝土结构具有月两倍于钢结构的振动衰减系数，所以抗风稳定性 好； 4) 抗潮湿性能好，后期养护工作比钢桥简单和便宜； 5) 混凝土材料取材广泛，施工较方便。 本桥主跨 130m，因本桥的跨径较小，若采用钢主梁，一般轻型的正交各向异性 钢梁的质量（400kg/m2）约为混凝土上部结构（1600kg/m2）的 1/4，但前者的 造价比后者约大 2~3 倍， 对于跨度较小的桥梁而言， 这个造价差往往难以抵消由 于混凝土自重而导致钢斜拉索和基础费用的额外增值， 所以本桥采用预应力混凝 土斜拉桥。 （2） 桥跨布置 该方案为双塔三跨式预应力混凝土斜拉桥，跨径布置为 60m+130m+60m=250m，边主跨比为0.46，塔高46m，桥面以上高度32m，高跨 比0.246，采用漂浮体系，桥面设双向横坡为1.5%，见图1.1。 （3） 主梁 主梁断面采用双边箱预应力混凝土主梁，梁高2.5m,桥面宽63.75m +3.0m （中央分隔带）+22.5m（右侧路肩宽度）+21.0m（布索区）=32.5m ，顺桥 向每隔6m设置一道横隔梁。
斜拉桥的计算课件
技术进步
随着材料力学、结构分析、 施工工艺等方面的进步， 斜拉桥的设计和施工技术 不断提高。
应用实例
国内外已建成了多座具有 代表性的斜拉桥，如中国 苏通大桥、法国诺曼底大 桥等。
02
斜拉的力学性能分析
静力分析
静力分析的概述
稳定性分析的局限性 稳定性分析只能给出结构是否稳定的条件，不能给出结构 在不稳定区的具体行为。
03
斜拉的算法
常规设计计算方法
弹性力学方法
基于弹性力学理论，通过应力、应变关系计算斜 拉桥的受力情况。
结构动力学方法
利用结构动力学原理，通过建立模型进行地震等 动力响应分析。
线性代数方法
使用线性代数工具，求解斜拉桥的线性方程组， 获得结构内力。
斜拉桥的特点
01
02
03
04
结构新颖
跨度大
施工方便
斜拉桥是一种新型的桥梁结构， 具有独特的造型和受力特点。
由于斜拉索的支撑作用，斜拉 桥能够实现大跨度的桥梁设计。
采用预制和吊装相结合的方法， 施工难度相对较小。
适用范围广
适用于城市、山区、河流等不 同地形和环境条件下的桥梁建
设。
斜拉桥的发展历程
起源与发展
动力分析的局限性
动力分析的精度取决于模型的复 杂性和所选取的边界条件，同时
还需要考虑阻尼的影响。
稳定性分析
稳定性分析的概述 稳定性分析是研究结构在受到扰动后是否能恢复到原始平 衡状态的能力，主要是为了找出结构的失稳临界点。
稳定性分析的方法 常用的稳定性分析方法有线性稳定性分析和非线性稳定性 分析。线性稳定性分析主要采用特征值法，而非线性稳定 性分析主要采用直接积分法和能量法等。
斜拉桥设计与计算(84页)
二、结构设计
2、索塔
斜拉桥设计与计算
二、结构设计
2、索塔-构造尺寸
斜拉桥设计与计算
二、结构设计
斜拉桥设计与计算
2、索塔-上塔柱锚固区
二、结构设计
3、拉索—截面组成
斜拉桥设计与计算
二、结构设计
3、拉索
斜拉桥设计与计算
序号 技术性能指标
1
抗拉强度
2
拉索用量
3 防护性能 1
6
抗振性能
7
施工周期
8
二、结构设计
1、主梁
斜拉桥设计与计算
二、结构设计
1、主梁-截面及梁高
斜拉桥设计与计算
密索体系，主梁梁高一般为主跨的1/100~1/300,中小跨径一般 1/100~1/150，桥梁较宽时，可能是横向宽度控制。
二、结构设计
1、主梁
斜拉桥设计与计算
二、结构设计
1、主梁-适用性
斜拉桥设计与计算
二、结构设计
一、总体布置
斜拉桥设计与计算
1、孔跨布置
可对称布置或者不对称布置； 不对称布置更为经济合理，对称布置景观性更好一些； 较为合理的边中跨比0.5~1.0之间，以0.8左右居多。
一、总体布置
2、主梁的支承体系
斜拉桥设计与计算
一、总体布置
2、主梁的支承体系
斜拉桥设计与计算
一、总体布置
2、主梁的支承体系
3、拉索-锚头构造
斜拉桥设计与计算
二、结构设计
3、拉索-锚头构造
斜拉桥设计与计算
二、结构设计
3、拉索-锚头构造
斜拉桥设计与计算
二、结构设计
3、拉索-锚头构造
斜拉桥设计与计算
某斜拉桥牵索挂篮计算书(midas建模计算)
4.6 主纵梁中支点承压块 ............................................................................................................................ 28 4.7 反力轮检算 ........................................................................................................................................... 28 4.7.1 销轴检算 ................................................................................................................................... 28 4.7.2 局部承压 ................................................................................................................................... 28 5、结论与建议 ........................................................................................................................................程概况
佛山市龙湾大桥主桥采用跨径30+125+290+125+30m=600m预应力砼双塔双索面斜拉桥， 主梁采用预应力砼双边箱断面，全宽32.5m，中心线高度3.0m，顶板设双向2%横坡，底板水 平。主梁采用C55 砼。 ①、节段划分 综合考虑结构受力、节段重量、张拉设备和施工周期等因素，标准梁段长度为 5.5m， 节段重量约为440 吨， 悬臂施工节段共25个。 0#块顶面长度11.9m， 过渡孔现浇段长度37.5m， 采用支架现浇。边跨合龙段长度为2.0m，中跨合龙段长度为4.8m。 主梁参数表 节段编号 0#块 1#块 2#块 边跨 3#～19# 20# 边跨合拢段 过渡孔现浇段 1'#块 2'#块 中跨 3'#～25'# 中跨合拢段 5.5 5.6/2 436.8 416/2 节段长度（m） 11.9 4.25 5.5 5.5 5.5 2.8 36.82 4.25 5.5 表1 节段重量（t） 1387.9 390 449.1 436.8 457.6 190.1 4234.4 390 449.1
斜拉桥计算
斜拉桥计算摘要本设计根据设计任务要求,依据现行公路桥梁设计规范,兼顾技术先进，安全可靠，适用耐久，经济合理的原则，提出了预应力混凝土双索面双塔斜拉桥、预应力混凝土连续刚构、变截面连续梁桥三个比选桥型。
综合各个方案的优缺点并考虑与环境协调，把预应力混凝土双索面双塔斜拉桥作为推荐设计方案。
进行结构细部尺寸拟定，并利用Midas6.7.1建模，进行静活载内力计算、配筋设计及控制截面应力验算、变形验算等。
经验算表明该设计计算方法正确，内力分布合理，符合设计任务的要求。
独塔斜拉桥方案斜拉桥方案造型美观，气势宏伟，跨越能力强，55米的主塔充分显示其高扬特性，拉索的作用相当于在主梁跨内增加了若干弹性支撑，从而减小了梁内弯矩、梁体自重，从而减小梁体尺寸。
施工技术较成熟。
斜拉桥设计与计算第1部分总体设计第 1节斜拉桥概述斜拉桥是一种桥面体系受压、支承体系受拉的结构，其桥面体系由加劲梁构成，其支承体系由钢索组成。
上世纪70年代后，混凝土斜拉桥的发展可分成三个阶段：第一阶段：稀索，主梁基本上为弹性支承连续梁；第二阶段：中密索，主梁既是弹性支承连续梁，又承受较大的轴向力；第三阶段：密索，主梁主要承受强大的轴向力，又是一个受弯构件。
近年来，结构分析的进步、高强材料的施工方法以及防腐技术的发展对大跨斜拉桥的发展起到了关键性的作用。
斜拉桥除了跨径不断增加外，主梁梁高不断减小，索距减少到10m以下，截面从梁式桥截面发展到板式梁截面。
混凝土斜拉桥已是跨径200m～500m范围内最具竞争力的桥梁结构。
（一）技术指标1，路线等级：公路一级，双向四车道：2，设计车速：100km/h;3，桥面宽：1.5m（拉索区）+0.5m(防撞护栏)+0.5m(过渡带)+7.5m(行车道)+ 0.5m(过渡带)+0.5m(防撞护栏)+1m(隔离带) +0.5m(防撞护栏) +0.5m(过渡带)+7.5m(行车道)+0.5m(过渡带)+0.5m(防撞护栏)+1.5m（拉索区）。
第2章 斜拉桥计算
第二章 斜拉桥的计算第一节 结构分析计算图式斜拉桥是高次超静定结构，常规分析可采用平面杆系有限元法，即基于小位移的直接刚度矩阵法。
有限元分析首先是建立计算模型，对整体结构划分单元和结点，形成结构离散图，研究各单元的性质，并用合适的单元模型进行模拟。
对于柔性拉索，可用拉压杆单元进行模拟，同时按后面介绍的等效弹性模量方法考虑斜索的垂度影响，对于梁和塔单元，则用梁单元进行模拟。
斜拉桥与其它超静定桥梁一样，它的最终恒载受力状态与施工过程密切相关，因此结构分析必须准确模拟和修正施工过程。
图2-1是一座斜拉桥的结构分析离散图。
图2-1斜拉桥结构分析离散图第二节 斜拉索的垂度效应计算一、等效弹性模量斜拉桥的拉索一般采用柔性索，斜索在自重的作用下会产生一定的垂度，这一垂度的大小与索力有关，垂度与索力呈非线性关系。
斜索张拉时，索的伸长量包括弹性伸长以及克服垂度所带来的伸长，为方便计算，可以用等效弹性模量的方法，在弹性伸长公式中计入垂度的影响。
等效弹性模量常用Ernst 公式，推导如下：如图2-2所示，q 为斜索自重集度，m f 为斜索跨中m 的径向挠度。
因索不承担弯矩，根据m 处索弯矩为零的条件，得到：22111cos 88m T f q l ql α⋅==⋅ 2cos 8m ql f Tα= （2-1）图2-2 斜拉索的受力图式索形应该是悬链线，对于m f 很小的情形，可近似地按抛物线计算，索的长度为：lf l S m 238⋅+= (2-2) 223228cos 324m f q l l S l l Tα∆=-=⋅= 2323cos 12d l q l dT Tα∆=- (2-3) 用弹性模量的概念表示上述垂度的影响，则有：()3322321212cos f dT l lT E d l A Aq l L σαγ=⋅==∆ (2-4) 式中：/T A σ=，q A γ=，cos L l α=⋅为斜索的水平投影长度，f E ：计算垂度效应的当量弹性模量。
斜拉桥的计算(合理成桥状态确定)汇总.
第三章斜拉桥计算①斜拉桥（或者其他桥梁）的计算分类：总体分析局部分析②局部应力分析方法③斜拉桥总体分析的特点a.考虑垂度效应的斜拉索弹性模量修正问题；b.考虑成桥索力可优化的成桥状态确定问题；c. 考虑施工分阶段进行，索力反复可调、施工方便、成桥达到设计内力目标和线形目标的施工张拉力和预拱度确定问题。
3、斜拉索等效弹模与斜拉索水平投影长、斜拉索应力的关系第二节斜拉桥合理成桥状态3.2.1 成桥恒载索力的初拟斜拉桥的设计存在一个通过优化成桥索力来优化斜拉桥成桥内力的合理成桥受力状态确定问题：斜拉桥主梁、主塔受力对索力大小很敏感；而斜拉索索力可以调节。
国内外学者探索出了多种方法：简支梁法、恒载平衡法、刚性支承连续梁法、最小弯曲能量原理法、最小弯矩法、内力平衡法（或应力平衡法）、影响矩阵法、用索量最小法。
讲授：李传习成桥恒载索力的初拟的方法•简支梁法–方法的定义：选择合理的成桥索力，使主梁在成桥状态的恒载弯矩与以拉索锚固点为主梁支点的简支梁的恒载弯矩一致。
（图）–特点：对于不对称结构，塔的弯矩难以照顾，所得结果难以应用。
–适应情况：已用得不多。
•恒载平衡法–方法：主跨斜拉索索力根据简支梁法确定；边跨斜拉索索力根据塔承受的不平衡水平力为零的条件确定；边跨的压重根据简支梁法确定。
–特点：主梁成桥恒载弯矩与简支梁相同；主塔恒载弯矩为零。
–适应情况：用得较多，适用范围较广。
•刚性支承梁法–方法：选择合理的成桥索力，使主梁在成桥状态的恒载弯矩与以拉索锚固点为主梁支点的连续梁的恒载弯矩一致（图）。
–特点：对于不对称结构，塔的弯矩难以照顾；索力跳跃性可能很大，不均匀。
–适应情况：已用得不多。
讲授：李传习成桥恒载索力的初拟的方法（续1）•最小弯曲能量原理法–方法（定义）：以弯曲应变能最小为目标函数。
最初该法只适应于恒载索力优化，无法考虑活载和预应力的影响；将该法与影响矩阵结合后，这个缺点得到了克服。
此方法所得结果中一般弯矩均比较小，但两端索力不均匀，如人为调整易使受力状态调乱。
斜拉桥设计计算书
┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊摘要本设计根据设计任务要求,依据现行公路桥梁设计规范,兼顾技术先进，安全可靠，适用耐久，经济合理的原则，提出了预应力混凝土双索面独塔斜拉桥、预应力混凝土连续刚构、中承式拱桥三个比选桥型。
综合各个方案的优缺点并考虑与环境协调，把预应力混凝土双索面独塔斜拉桥作为推荐设计方案。
进行结构细部尺寸拟定，并利用Midas6.7.1建模，进行静活载内力计算、配筋设计及控制截面应力验算、变形验算等。
经验算表明该设计计算方法正确，内力分布合理，符合设计任务的要求。
关键词：预应力混凝独塔斜拉桥成桥合理状态结构分析AbstractAccording to the design assignment and the present Highway Bridge Specifications, after preliminary analysis, three types of bridge are presented, they are single-pylon Prestressed concrete cable-stayed bridge, prestressed concrete continuous rigid frame and through type steel tube with concrete arch. After comparing their characters comprehensively, the prestressed Prestressed concrete cable-stayed bridge are selected as the main design scheme for further analysis. Through create model and run structural analysis, get the effect in the action of dead load, live load,and then calculate the effect in the beam for designing prestressed steel and the checking computation of key section intension, stress, living load distortion, The conclusion can be drawn that the design is up to the assignment.Key word:prestressed concrete；single-pylon cable-stayed bridge；rational dead load state ; structure analysis .┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第一部分方案比选第一章方案构思与比选第1节桥位处地形，地质等资料桥位处的地形，地质条件见图1。
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（4）
索塔
索塔包括上塔柱斜拉索锚固区、中塔柱、下塔柱和上下两道横梁。索塔的上 塔柱、中塔柱、下塔柱和两道横梁均采用钢筋混凝土结构。索塔从承台顶至索塔 顶高度为46m。索塔截面尺寸2.0m× 1.5m，塔柱设计成实心段；索塔下横梁截面 尺寸3.0m× 2.0m，索塔上横梁截面尺寸2.5m× 2.0m。 （5） 斜拉索 该方案采用双索面扇形体系，全桥共设84组斜拉索。 顺桥向最外侧斜拉索锚 固处距桥头为2.0m， 标准索距为6.0m。 索塔上最为侧斜拉索锚固处距塔顶为1.5m， 标准索距为1.2m。
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图 1.2 预应力混凝土刚构桥（单位：cm）
1.2.3 方案三: 中承式钢管混凝土拱桥 （1） 桥跨布置 桥跨布置为 45m+150m+45m=240m，净矢跨比为 0.27，净矢高为 40m，见图 1.3。 （2） 主梁 采用单箱三室箱形截面，梁高2.0m。 （3） 主拱 采用两片四肢格构形的桁架腹杆拱肋通过 K 字横撑连成整体。 拱肋高为 4m， 宽为 2.5m，弦杆采用 φ1000×22mm 的钢管，内浇筑 C50 微膨胀混凝土，弦平联 为 φ500×10mm 的 钢 管 ， 内 浇 筑 C50 微 膨 胀 混 凝 土 ， 直 腹 杆 和 斜 腹 杆 为 φ500×10mm 的钢管，弦杆、横联管、横撑、直、斜杆均为 Q345 钢。吊杆横梁 为预应力混凝土横梁。 （4） 下部结构 拱座为重力式的台阶式拱座，拱上立柱为钢筋混凝土柱式立柱。简支梁的桥 墩为双柱式，与主拱共用拱座作为基础，桥台为重力式桥台。 （5） 施工方法 主拱圈采用悬索吊装施工，跨中合拢。横梁采用工厂预制，现场吊装，纵梁 现场浇注。拱座采用明挖扩大基础的重力式拱座。引桥简支梁采用现场浇注，桥 台采用明挖扩大基础的重力式桥台。
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1.1.5 材料参数 混凝土材料：全桥混凝土标号均采用C50，其弹性模量为E=3450MPa。 普通钢筋：主筋采用HRB335（相当于原来的Ⅱ级） ，其它采用R235（Q235） （相当于原来的Ⅰ级）钢筋。 预应力钢铰线：采用φj15.20高强低松弛预应力钢铰线,公称直径15.24mm， 标准强度1860Mpa ， 弹性模量为 1.95 105 MPa,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。 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％。 斜拉索钢丝及锚具： 斜拉索采用直径为7mm的镀锌高强度低松弛钢丝， 应符 合GB 5223-85的要求。 冷铸锚锚杯及螺母采用40Cr， 抷件为锻件， 符合YB/T 036.7 要求。
图1.1双塔三跨斜拉桥（单位：cm）
（6） 1.5m。 （7）
基础
承台厚2.0m，顺桥向20.0m，横桥向15.0m。采用钻孔灌注桩群桩基础，桩径 施工方法
边跨和主跨均采用满堂支架施工。 1.2.2 方案二 预应力混凝土连续刚构桥 （1） 概况及受力特点
刚构桥将桥跨结构(主梁)与墩台刚性固结，连接成整体，则主梁的弯矩可传 递至墩台，使墩台也同时弯曲而产生弯矩，同时又受压力作用。刚构桥的外形近 似梁式桥，但与梁式桥不同的是，它的墩台是压弯杆件，受力情况又接近拱桥， 因此其结构体系介乎梁式桥与拱式桥二者之间。 在跨内荷载作用下刚构桥主梁两 端产生负弯矩，能抵消跨中一部分正弯矩，跨中截面尺寸相应得以减小。连续刚 构是在 T 形刚构桥和连续梁的基础上发展起来的。T 形刚构不需大吨位支座，但 伸缩缝多，影响了行车的舒适性，而且挂梁处或铰接处存在转角不连续，因此不 适合高速交通的发展。连续梁桥桥面平顺，行车舒适，但需体系转换和大吨位支 座。连续刚构则吸取了两者的优点，采用双薄壁墩来减小温度应力。连续刚构桥 外型尺寸小，桥下净空大，桥上视野开阔。钢筋混凝土刚构桥混凝土用量少，但 钢筋用量较大，基础的造价也高，所以目前常用于中小跨度；预应力混凝土刚构
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青岛理工大学毕业设计（论文）
1.2.1 方案一：双塔三跨式预应力混凝土斜拉桥 （1） 概况和特点
斜拉桥是由斜拉索、 塔柱和主梁组成，用若干高强的拉索将主梁斜拉在塔柱 上， 斜拉索使主梁受到一个压力和一个向上的弹性支承的反力，这就使得桥梁的 跨越能力大大增强。斜拉桥具有广泛的适应性，一般来说，对于跨度从 200m 至 700m 左右的桥梁，斜拉桥在技术上和经济上都具有相当优越的竞争能力。 斜拉桥的优点是：梁体尺寸较小，桥梁的跨越能力较大；受桥下净空和桥面 标高的限制少；抗风稳定性比悬索桥好；不需悬索桥那样的集中锚碇构造；便于 悬臂施工等。不足之处是，它是多次超静定结构，设计计算复杂；索与梁或塔的 连接构造比较复杂；施工中高空作业较多，且施工控制等技术要求严格。 斜拉桥的方案设计要充分考虑桥梁所处的环境因素， 根据桥梁的使用功能和 通航要求， 选择合理的主跨跨径布孔，使其能够很好的与桥位所处的自然环境相 一致，然后根据桥位处的地形、地貌对边跨进行跨径布置。在桥孔基本确定后， 选择合理的桥梁结构形式以满足受力要求和经济性的要求， 力求达到安全、 经济、 适用、美观、环保。通过预应力混凝土斜拉桥这种结构形式 1) 减小造价； 2) 刚度大挠度小，在汽车荷载作用下，产生的主要难度约为类似钢结构的 60%左右； 3) 由于混凝土结构具有月两倍于钢结构的振动衰减系数，所以抗风稳定性 好； 4) 抗潮湿性能好，后期养护工作比钢桥简单和便宜； 5) 混凝土材料取材广泛，施工较方便。 本桥主跨 130m，因本桥的跨径较小，若采用钢主梁，一般轻型的正交各向异性 钢梁的质量（400kg/m2）约为混凝土上部结构（1600kg/m2）的 1/4，但前者的 造价比后者约大 2~3 倍， 对于跨度较小的桥梁而言， 这个造价差往往难以抵消由 于混凝土自重而导致钢斜拉索和基础费用的额外增值， 所以本桥采用预应力混凝 土斜拉桥。 （2） 桥跨布置 该方案为双塔三跨式预应力混凝土斜拉桥，跨径布置为 60m+130m+60m=250m，边主跨比为0.46，塔高46m，桥面以上高度32m，高跨 比0.246，采用漂浮体系，桥面设双向横坡为1.5%，见图1.1。 （3） 主梁 主梁断面采用双边箱预应力混凝土主梁，梁高2.5m,桥面宽63.75m +3.0m （中央分隔带）+22.5m（右侧路肩宽度）+21.0m（布索区）=32.5m ，顺桥 向每隔6m设置一道横隔梁。
1.2. 桥型方案设计原则
（1） 适用性 桥上应保证车辆和人群的安全畅通，并应满足将来交通量增长的需要。桥下 应满足泄洪、 安全通航等要求。 建成的桥梁应保证使用年限， 并便于检查和维修。 （2） 舒适与安全性 现代桥梁设计越来越强调舒适度，要控制桥梁的竖向与横向振幅，避免车辆 在桥上振动与冲击。整个桥跨结构及各部分构件，在制造、运输、安装和使用过 程中应具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性。 （3） 经济性 设计的经济性一般应占有重要位置， 经济性应综合发展远景及将来的养护和 维修等费用。 （4） 先进性 桥梁设计应体现现代桥梁建设的新技术。应便于制造和架设，应尽量采用先 进工艺技术和施工机械、设备，以利于减少劳动强度，加快施工进度，保证工程 质量和施工安全。 作为横跨羊毛沟的新建桥梁,桥梁的视野应开阔明朗, 梁高与桥下净高比例 应相互协调,否则会产生压抑感,。 梁体应尽可能纤细流畅,梁高不宜过高,相应的跨 度应适中。基于以上考虑桥梁确定了3个桥型方案。
青岛理工大学毕业设计（论文）
第一章
1.1 设计条件和要求
1.1.1 主要交通要道上，跨越羊毛沟，桥中心桩号 为 K0+100，规划河道宽度约为 120m，河道与道路正交。 1.1.2 自然条件 气象： 青岛地处北温带季风区域气候，属受海洋环境影响的季风显著的海洋 性气候。四季分明，4~9 月份为东南季风，气候湿热多雨；10~3 月份则以西北季 风为主， 少雨多雪。 年平均气温 12.7℃， 最热月平均气温 25℃， 极端高气温 38.9℃ （2002 年 7 月 15 日） ，极端低气温-16.9℃（1931 年 1 月 10 日） 。全年 8 月份最 热，平均气温 25.3℃；1 月份最冷，平均气温-0.5℃。日最高气温高于 30℃的日 数，年平均为 11.4 天；日最低气温低于-5℃的日数，年平均为 22 天。历年平均 大风日 64.8 天，风速：年均风速 5.3 米/秒，瞬间最大风速 44.20 米/秒。降水量 年平均为 662.1mm，其中夏季占 58%，冬季占 5%。降水量年内分配不均，年降 水量的 73%集中于 6~9 月， 且多集中在几次暴雨中。 平均降雨强度最大月 （8 月） 13.6mm/日，最小月（2 月）为 2.5mm/日。冻土深度 40~50cm。 据史料记载，青岛陆地至今未发生 5 级以上的地震。 青岛地区季节性冻土标准冻结深度为 0.50m。 1.1.3 水文地质条件 地形：桥梁场地地形整体较平缓，钻探孔口地面标高：2.78~3.78 米。 地貌：场地地貌属滨海沼泽化浅滩，桥位地貌属葫芦巷河道。 1.1.4 技术标准 结构形式：双塔三跨式预应力混凝土斜拉桥 跨径布置：60m+130m+60m=250m 桥面宽度： 63.75m +3.0m（中央分隔带）+22.5m（右侧路肩宽度） +21.0m（布索区）=32.5m 设计荷载：公路I级 桥面铺装：100mm 厚的沥青混凝土铺装 设计速度：100km/h 标准横坡：1.5%
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青岛理工大学毕业设计（论文）
桥则常用于高墩大跨桥梁， 且具有较好的技术经济性，其桥型方案主要采用连续 刚构。 （2） 预应力混凝土连续刚构桥具有如下优点： 1) 墩梁固结的特点省去了大跨连续梁的制作， 无需进行巨型支座的设计、 制造、 养护和更换，节省昂贵的支座费用； 2) 因墩梁固结，桥墩的厚度大大减小，约为梁在支点处高度的 0．2 倍一 0．4 倍，比 T 形刚构的墩厚小的多，减少桥墩与基础工程的材料用量； 3) 抗震性能好，水平地震力可均摊给各个墩来承受，不需像连续梁设置制动墩 承受，或采用昂贵的专用抗震支座； 4) 墩梁固结便于采用悬臂施工方法，省去了连续梁施工在体系转换时采用的临 时固结措施，拱式组合体系桥是指在拱式桥跨结构中，将梁和拱两种基本结 构组合起来，共同承受荷载，充分发挥梁受弯、拱受压的结构特性及其组合 作用，达到节省材料的目的。 对一般变截面箱梁,合理的箱梁高度以根部高度为中跨的 1/ 15～1/ 20、中跨 跨中梁高为主跨比的 1/ 50～1/ 60 为宜,边、中跨比最好在 0.52～0.58 之间使边 跨支座在任何情况下均保持一定的压力。连续刚构在跨中和根部的应力,一般均 能控制住,而在距离根部 1/ 4 附近的正应力和主应力则难以控制,解决的办法是 将该范围腹板增宽并加密布置构造钢筋以减少裂缝的出现,除此之外也可通过梁 高的变化规律来调整,一般梁高的变化规律可采用二次抛物线来实现。 （3） （4） 桥跨布置 主梁 主跨跨径：60+130+60=250米，边主跨比：60/130=0.46，见图1.2。 采用单箱单室箱形截面，桥面采用双幅桥面，单幅桥面宽15.0米，中央分隔 带宽2.5米。 跨中梁高为1/50～1/60L， 取L/50,即2 .4m,箱梁根部梁高1/17～1/20L， 取L/20,即6.0m，桥面宽32.5m，梁底曲线选用二次抛物线。 （5） 墩柱 桥墩采用双薄壁空心墩，外部尺寸4× 9m,壁厚0.5m。桥墩为双薄壁墩，该墩 的结构刚度能适应主梁变形， 协调主梁与墩之间的变形，即利用此墩的柔度形成 摆动式支承体系能适应由预加力、荷载、混凝土收缩徐变和温度变化所产生的纵 向位移，墩身采用翻模板分节进行施工。 （6） 基础 基础采用钻孔灌注桩群桩基础。桩径2.0m，桩中心距5.75m。承台为矩形承 台，厚为3m，承台尺寸为25× 16m，采用C40混凝土。 （7） 施工方法 采用平衡悬臂施工法。