麵對每一(yī)座具體的橋梁設(shè)計,要同時實現“安全、實用、經濟、美觀”這些基本目標的最大(dà)化,幾乎是不可能的;即(jí)使圍繞同(tóng)一目標,也存在多種結構(gòu)設計方案。這就要求在設計(jì)中抓住主要矛盾,權衡抉擇(zé)。這(zhè)裏,概略地舉幾個例子。
[例1] 預應力配筋設計方案的選擇。
在進行混凝土梁橋的預應力配筋設(shè)計時(shí),往往有多(duō)種可以選擇的方案。影響預應力設計的因素包括:橋梁總體布置、結構(gòu)受力條(tiáo)件、細部構造要求和施工方法等。在橋梁總體布置方麵,增大梁高可減少預應力筋用量,減小梁高則需增(zēng)加(jiā)預應力筋用量。在結構受力方麵,除滿足抗彎抗剪要求外(wài),合理成橋狀態的(de)要求也會(huì)進一步縮小(xiǎo)預應力配筋的可行域範圍。基於各種考慮的構(gòu)造規定、局(jú)部受力、張拉作業空間等細部構造要求,對預應力筋線形和錨具的布置影響很大。此外,預應力布置一定(dìng)要與施工方法相協調。
[例(lì)2] 斜拉橋主梁結構形式的選擇討論(lùn)。
斜拉橋的主梁可以是混凝土梁、鋼一混凝土疊合梁(liáng)或(huò)鋼梁。在(zài)一定的(de)跨度範圍內,可以對三種主梁的合理性進行討論(lùn)。
(1)預應力混凝土主梁方案。在跨度不大時,混凝(níng)土主梁也是一種經濟合理的選擇。當懸臂長度超過250m時(shí),混凝土主梁的自重將成為設(shè)計(jì)中(zhōng)的一個不利因素,若減少箱梁壁厚,則會增大壓應力水平;此外為抵抗活載引起的彎曲拉應力,一般(bān)還需(xū)施加縱向(xiàng)預應力(lì),這(zhè)無疑會增加某些地方局部壓潰的風險,增添設計施工的難度,導致經濟性下降。
(2)鋼一(yī)混凝土疊合梁方案(àn)。疊(dié)合梁橋自重介於(yú)鋼橋與混凝土橋之間,能較(jiào)好地發揮兩(liǎng)種材料的優勢,同時,預製混凝土橋麵板(bǎn)使得主橋瀝青混凝土(tǔ)橋(qiáo)麵的鋪裝條件和引橋混凝土梁一致,可減少橋麵鋪裝的難度和成本,疊合梁中的鋼主(zhǔ)梁和橫梁可以按梁段(duàn)整體組(zǔ)拚,采用栓焊連接,製造和安裝比較方便,造價也比鋼箱梁低廉。
(3)鋼主梁(liáng)方案。當跨度達到400-500m以(yǐ)上時,應當選擇自重更輕的鋼橋麵。研究表(biǎo)明,斜索麵和六車道閉口扁平鋼箱梁的臨界風速已超過100m/s,能夠滿足絕大部分台風多發地區的抗風要求(qiú)。如果斜拉橋的邊跨采用混(hún)凝土主梁,主跨采用鋼主梁的混(hún)合(hé)形式,橋梁的剛度和抗風穩定性也將進一步提高。因此(cǐ),可以大致認為:混凝土(tǔ)主梁的適(shì)宜跨度範圍是L=200-500m,疊合梁的適宜跨度範圍是I= 300-700m,鋼主梁的適宜跨度範圍是L=400-1200m。而且在具體情況下,設計者還可以有(yǒu)其(qí)他合理的設計考慮(lǜ)。
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