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沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 英國鎖城大橋 鎖城大橋是橫跨住宅發(fā)展區(qū)的鐵路橋梁。由于工程施工受到周圍建筑與地形的限制，該工程采取加固橋臺、橋墩與橋面的剛構(gòu)結(jié)構(gòu)，以及預(yù)制欄桿等方法提高了大橋的使用安全程度，并降低了大橋建造與維護(hù)的費(fèi)用。因此，城堡大橋科學(xué)的設(shè)計(jì)方案使工程成本降到最低。 一、 引言 本文描述的是在受限制地區(qū)用最小的費(fèi)用修建一座鐵路橋梁使之成為開放的住宅發(fā)展區(qū)。鎖城地區(qū)是位于住宅發(fā)展十分緊張的韋斯頓超 圖 1 鎖城大橋位置遠(yuǎn)景 馬雷的東部。監(jiān)督橋梁建設(shè)的客戶是城堡建設(shè)有限公司，它由二大房建者組成。該區(qū)的規(guī)劃局是北盛捷區(qū)議會（ 該發(fā)展地區(qū)被分為布里斯托爾和?？巳?。規(guī)劃條件規(guī)定，直到建成這條橫跨的鐵路大橋?yàn)橹?，該地區(qū)南部區(qū)域不可能適應(yīng)居住。可見鎖城大橋的建成對該地區(qū)發(fā)展的重要性。 發(fā)展地區(qū)位于 薩默塞特 的邊緣，這個(gè)地區(qū)地形十分的惡劣，該 范圍 位于 韋斯頓以北和 機(jī)雙程雙線分隔 線 的南面。 現(xiàn)在只有 一條鄉(xiāng)下公路，是南部區(qū)域的唯一通道。該地區(qū)是交通預(yù)期不適合住宅增加的區(qū)域。 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 由于盛捷地區(qū)水平高程的限制，新的鐵路線在橋臺兩邊必須設(shè)有高程差。 并且該地區(qū)地形限制，允許正常橫跨的區(qū)域較小，這導(dǎo)致在結(jié)構(gòu)的布局上的一定數(shù)量的妥協(xié)。為了整個(gè)城 堡地區(qū)的發(fā)展， 全 圖 2 鎖城大橋地圖上位置 橋限速 20 公里 /時(shí)，并考慮區(qū)域范圍內(nèi)的速度制約。這樣在得到客戶和 同意后，橋梁采取了最小半徑的方法，這使得橋梁采用了比正常梯度更加陡峭地方法實(shí)現(xiàn)高程的跨越。 客戶的工程師、工程顧問、一般設(shè)計(jì)原則和初步認(rèn)同原則下 ( 出投標(biāo)文件。 該合同 在 2000 年 7 月 1 授予 安迪。 投標(biāo)價(jià)值 美元，合同期定為 34 周 ，到 2001 年 4 月完成。 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 圖 3 橋整體橫斷面 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 圖 4 橋體長度 圖 5 橋上部結(jié)構(gòu)橫斷面 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 二、地基 在招標(biāo)階段佩爾 研究了 一些優(yōu)化設(shè)計(jì)和招標(biāo)后的裁決計(jì)劃進(jìn)行了充分的 經(jīng)濟(jì)分析后 交 付 承包商，院長及 安迪 。原來設(shè)計(jì)要求 H 型 圖 6 橋面鋪裝 鋼 樁柱下的橋臺地區(qū) 與相 鄰鐵路線 之間必須是 垂直運(yùn)動。經(jīng)審查后的地面條件和根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn) 判斷 ，現(xiàn)澆位移樁，使用其他 類似 地方的河堤下，可驅(qū)動更接近軌道而不會有任何問題。 并在受影響區(qū)域 進(jìn)行了監(jiān)測 ， 打 樁作業(yè)和水平 高程 的變化小于 要求的 6 毫米 。 在地面下覆 蓋厚 達(dá) 19 米的軟沖積土。這下面是 2 米層堅(jiān)定 /硬粘土泥巖或砂巖基石。兩種類型的驅(qū)動現(xiàn)澆樁設(shè)計(jì)了 340 和 380 毫 米的大口徑水管，以應(yīng)付不同載入條件所造成的橋梁和堤壩 的不同荷載 。 這些 有利于樁體的載入 。 最多可 達(dá) 一天 8 個(gè)樁的記錄?？傞L度 驅(qū)動介于 22 和 24 米 之間 。試驗(yàn)證實(shí)了完整的設(shè)計(jì)和表示最多解決在工作負(fù)荷 為 六毫米 一個(gè)具體的樁帽負(fù)載從橋墩 傳遞到 樁。 取代 H 型樁柱與 驅(qū)動現(xiàn)澆樁， 但略有減少水， 它能使樁帽的 荷載 延長 傳遞 到承臺 ， 從而節(jié)約施工時(shí)間 以及成本。 三、 荷 載傳遞， 路基 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 樁被用來抑制端口的負(fù)載轉(zhuǎn)移 ， 這是因?yàn)樾藿〞r(shí)采用了石頭和網(wǎng)膜。 在招標(biāo)圖紙上顯示了基礎(chǔ)頂部擴(kuò)大樁，再運(yùn)用早先經(jīng)驗(yàn)， 佩爾指出這個(gè)設(shè)計(jì)方法可能被運(yùn)用減少墊層的深度，并且把這種方法使用在城堡大橋上。 通過熔鑄一個(gè)擴(kuò)大的部分 每樁上面，距離到樁下減少了 1 m 直徑，并且薄膜的間距在墊層的增加因而被減少了。 假設(shè)成拱形的作用在承臺依靠角度 458 從堆到墊層的上面，可能相應(yīng)地減少石頭的深度。通過合理的設(shè)計(jì)，墊層的整體深度從 1500 毫米減少了到 900 毫米。 這樣減少了挖掘深度并保留了原始的底層。 . 墊 層路堤上升到最大高度 6.3 m 的車道高程。 為了減少蔓延的路堤，招標(biāo)設(shè)計(jì)最初面臨混凝土預(yù)制板垂直側(cè)壁。這是 后來 修正 的 在投標(biāo)階段 用 紅磚 砌筑的垂直墻壁 ，迫使改變設(shè)計(jì)中的鋼筋路堤。路基被分包 兩個(gè)部分 以坦薩 為 基礎(chǔ) 和 規(guī)范發(fā)展的佩爾弗里斯赫曼恩 路段 。其系統(tǒng)組成的單軸土工格柵在不同規(guī)定垂直間隔的壓實(shí)顆粒物質(zhì)。 顆粒狀材料，符合高速公路規(guī)范做路堤材料的相關(guān)規(guī)定。 該網(wǎng)格，掛靠在干 燥的 混凝土砌塊 上形成 近垂直 的 路堤。 被 垂直 排水層分開。在兩者之間安裝了隔水帶，并且在前面修建了磚砌飾面。 圖 示基礎(chǔ)的橫斷面。 圖 7 防撞墻 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 路堤 的設(shè)計(jì)是依靠緊密的產(chǎn)品的密度結(jié)構(gòu)。這并不會減少橋梁結(jié)構(gòu)的 120 年的設(shè)計(jì)使用壽命。 此方法的約束結(jié)構(gòu)是眾所周知的 , 并且在結(jié)算梁末端的負(fù)彎矩時(shí)作為一個(gè)統(tǒng)一體來解決。并且利用墩臺的內(nèi)力來約束其相對移動。在招標(biāo)圖紙上還限制了必須要保持同樣的深度?，F(xiàn)在 從 行簡化設(shè)計(jì)，這樣就會有更高的橋基、更大的樁和橋梁荷載，造成進(jìn)口的材料損失。 院長及 安迪在這一共同目標(biāo)下進(jìn)行了這項(xiàng)工作。凈厚 40 毫米 的瀝青混凝土不僅 滿足 材料 等級 的要求 ，也適合使用在負(fù)荷 傳遞的 墊 層上 。此外， 一直在現(xiàn)場進(jìn)行永久材料 的 測試，而 在興建 河堤 時(shí)，該材料很 容易壓實(shí)，按要求使用 而且， 就其 性質(zhì)而言，非常適合埋設(shè)在 潮 濕 的條件。所有的測試結(jié)果顯示， 最低的 壓實(shí)度在 94 ％ 以上 ， 壓實(shí)度遠(yuǎn)遠(yuǎn) 超過承包商期望 。 四、橋梁和橋墩 橋面包括預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土梁和一塊跨度 20m 的現(xiàn)澆鋼筋混凝土平板。圖 4 和 5 顯示橋梁的長度和橫斷面。 在加強(qiáng)的橋臺建立支撐梁。在支撐梁區(qū)域凸顯了橋臺狹窄的特點(diǎn)，并且這些太狹窄的橋臺 圖 8 擋土墻 不能避免的退出工作結(jié)構(gòu)，并 對混凝土砌塊側(cè)壁的河堤 產(chǎn)生壓力 。為了克服這個(gè)困難， 把河堤的擋土墻在橋臺附近擴(kuò)大 ，并使 之成沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 為完全擋土墻 (圖 8)。 因?yàn)檫@變動太大以至于不能掩藏，在磚墻的上面放置的磚砌和預(yù)制混凝土做了加寬的區(qū)域，并在橋臺附近形成了壩肩 。 最后的布局給 橋梁帶來了 增值效應(yīng) 并豐富了 橋梁和其 施工方法。 一旦澆注了混凝土，整個(gè)橋面將形成一個(gè)整體。 這方法消除了梁與支撐之間的轉(zhuǎn)動，因此，使橋面形成了一個(gè)統(tǒng)一的更加陡峭坡度。為了保持橋面產(chǎn)生壓力保持一樣，使橋面出現(xiàn)橫向的排水，這是招標(biāo)圖紙不允許的。 這就提出了一個(gè)南部路基高于預(yù)期 150 毫米。 設(shè)計(jì)要求在梁和橋面板之間容納一些復(fù)雜的服務(wù)設(shè)備。這些設(shè)備是一條 250 毫米直徑總水管 (通過一條 350 毫米直徑輸送管 )， 纜和一條四種方式的 送管。在招標(biāo)圖紙上看這些服務(wù)設(shè)備是在橋梁之間缺失的部分通過，而不是在它的下面通過。這些可利用的部分損失能夠使橋梁的自重更小、結(jié)構(gòu)減輕，而且橋梁的截面尺寸更大，這些臨時(shí)的設(shè)施在孔中通過。因此，要求作出詳細(xì)的安裝說明，這又是一個(gè)非常棘手的工作。 橋梁的布局方案是一個(gè)整體的固定結(jié)構(gòu)。并且，重新設(shè)計(jì)成了垂直路線，以適應(yīng)橋面的變化。這就導(dǎo)致了南部橋臺的升高，從而，橋面的坡度增加。因此，對上面的橋梁產(chǎn)生了連鎖反應(yīng)。為提供合理的橋面跨越坡度，在橋南部的樁相 應(yīng)的增長，在增長最多的地方增加深度超過 300 毫米。這要求在預(yù)應(yīng)力混凝土中增加更大預(yù)應(yīng)力。 在早期階段的合同中，院長及 安迪把 梁 的施工 作為一個(gè)關(guān)鍵階段， 尤其 施工 是在 1 月份進(jìn)行。 承包商要求在梁之間快速安裝永久模板，并且，要求在邊梁設(shè)計(jì)時(shí)插入臨時(shí)扶手欄桿。 澆注了橫跨橋梁護(hù)墻后，能夠掩蓋 桿末端。在安裝邊緣梁之前應(yīng)先安裝臨時(shí)扶手欄桿。在安裝所有的混凝土梁之前，承包商先安置永久模板。這種安裝方法安裝 11 根梁和所有的永久建筑僅僅需要 5 小時(shí)，大大的節(jié)省了施工周期。 五、護(hù)墻 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 標(biāo)準(zhǔn)型的 墻的目的是保護(hù)的邊緣河堤 。 因此，對 該小組提出了相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。 必須在原先的位置澆注鋼筋混凝土，承包商對這種解決方案提出了健康與安全問題，因?yàn)樵诘孛嫔蠞沧?6m 的邊緣梁是十分危險(xiǎn)的，必須要用到更多的腳手架和永久模板，并且，施工將延長幾個(gè)星期，工期將更加緊張。 為此，承包商建議使用預(yù)制混凝土欄桿來替代在原處澆注混凝土。然而，由于橋梁采用的是最小半徑，所以每個(gè)混凝土梁的長度受到限制，以避免出現(xiàn)外觀問題。并且計(jì)算表明混凝土欄桿會受到使用限制。 另外 一種折衷的解決辦法包括一個(gè)預(yù)制件和邊緣 現(xiàn)澆 的行人 /自行車道建設(shè) ， 最終克服 了 這些問題。為了實(shí) 現(xiàn)理想的效果，邊梁的預(yù)制需要的足夠的大小和形狀的磚塊 ，以確保 邊緣的路堤穩(wěn)定。此外，雙方每個(gè)單位將需要略錐形，以適應(yīng)半徑的彎道 ，并且 護(hù)墻后螺栓支持搖籃要預(yù)先安裝在正確的間距 上 。 由于設(shè)計(jì)師和承包商通力合作，盤區(qū)類型的數(shù)量從 30 減少到 17，排列在長度從最多 m 減少到最小限度 m，并保留欄桿位置恒定間距沿堤防的主要長度（如圖 9）。 預(yù)制的構(gòu)件通過現(xiàn)場澆注在一起，形成了一個(gè)整體。同時(shí)連欄桿和擴(kuò)大的路堤也澆注在一起。把橋面板澆注在一起，使之形成梁。并且橋面板做了腳趾形設(shè)計(jì)，利用其摩擦力來抵抗欄桿的偶然荷 載，用連續(xù)的橋面板和懸臂式結(jié)構(gòu)抵抗外部的對 橋面的扭轉(zhuǎn)和傾覆力。 持部分被做成水平并且與橋梁完美的組合在一起。而末端被混凝土掩蓋保證了外觀的整潔。 六、運(yùn)作 在整個(gè)計(jì)劃中最值得欣慰的是能夠很好的維護(hù)各個(gè)方面的關(guān)系。大家在工程合同約定下一起工作，在出現(xiàn)矛盾之前，舉行定期會議時(shí)告知承包商、設(shè)計(jì)師、客戶的工程師和客戶的建筑師工程之間相互通告事情的最新事態(tài)發(fā)展和處理的意見。并且在感興趣的方面打開信息交換的通道適時(shí)的通信，例如處理好鐵路軌道等，并按要求保證資金適時(shí)到位。在遇到工程最后期限緊張時(shí)或發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)圖紙有小 遺漏時(shí)要沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 以專業(yè)的方式進(jìn)行溝通。這事成為承包商在整個(gè)合同期間維護(hù)信用的關(guān)鍵。 七、摘要 鎖城大橋是集現(xiàn)代和創(chuàng)新于一體的設(shè)計(jì)（圖 9）。加上其美麗的外觀，不僅美化了當(dāng)?shù)丨h(huán)境。還增加了外界聯(lián)系。更有利于新住宅的發(fā)展。并且在橋的南部還建立了一個(gè)公園，這將提高大橋的地位和整體的外觀。在今后幾年里，鎖城大橋?qū)⑹撬袇⑴c建造者的自豪。 圖 9 鎖城大橋 參考文獻(xiàn) 公路工程規(guī)范 速公路局辦公室 1993 年 建筑 與土 木工 程規(guī) 范 建 造 與設(shè) 計(jì)辦 公室 1998年 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 附錄二：翻譯原文 is a to a of a a 1. a to a a on a to up is an on a in by is by be a of 1 of to is on of an is by a to 321to an to by to of to be on of An of in to a to a of in A 0 to be to a 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 on to to be to of s to of 000 1·31 a 001. A is 2. 2. at a to of a in to a of on be of at of up 9 m of a2 m rm/on or of 340 80 mm in to by to to of up to a 2 4 m. is . of a at A to 陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 at it to on as as 3. he to a of on on be to of it be By an ·1 m at of to of in in on an 58 to of of be of 500 mm 00 mm by in to in to 3)to a ·3 m to To of to in to of a in of of on a at on I/J in up of to of A I/J in in 4沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 of on of of at 20 of at of of in is to of to by to of on a Y3 to a Y4 of at a To 0 mm I/J in In a on to no a 1·5 t to in at 4% of of 4. he of 3 an in 0 of on on of at it to on of To in of to to on 7). As to a of by of in ?陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 to CC by of an an on to as as a to 50 mm by to a 250 mm a 350 mm V a T of by to of as it to it on of to is of of of by of to in of to an on a on of To a on of to 00 mm at of in CC At an in of as a of as to be of to to 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 in at a be in by on 6to to 8). to CC of ve 5. of 2 to of a as in it a m a of to To in of in to on 50 m of CC to be to a ‘on be by of CC A of a an in to To to be of to on of In of to be to of to be at to a in of 0 7, in a ·65 m to a ·98 m, at a of 9). 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 by of an in a of to of so it as a a of of by of 2 to to a on CC to of a 6. ne of of C/,2to of s s to of to a as to in in in a It is a to of 7. is on a 10),