設計原始資料
1. 地形、地貌、氣象、工程地質及水文地質、**烈度等自然情況
（1） 氣象：天津地區氣候屬於暖溫帶亞濕潤大陸性季風氣候區，部分地區受海洋氣候影響。四季分明，冬季寒冷乾旱，春季大風頻繁，夏季炎熱多雨，雨量集中，秋季冷暖變化顯著。
年平均氣溫12.20c，最冷月平均氣溫-40c，七月平均氣溫26.40c。
（2） 工程地質：天津地鐵一號線經過地區處於海河沖積平原上，地形平坦，地勢低平，地下水位埋深較淺，沿線分布了較多的粉砂、細砂、粉土，均為**可液化層，區域性地段具有**液化現象。沿線地層簡單，第四系地層廣泛發育，地層分布從上到下依次為人工堆積層、新近沉積層、上部陸相層、第一海相層、中上部陸相層、上部及中上部地層廣泛發育沉積有十幾公尺厚的軟土。
a. 人工填土層，厚度5m，k=100kpa；
b. 粉質黏土，中密，厚度15m，k=150 kpa；
c. 粉質黏土，密實，厚度15m，k=180kpa；
d. 粉質黏土，密實，厚度10m，k=190kpa。
第一章方案比選
一、橋型方案比選
橋梁的形式可考慮拱橋、梁橋、梁拱組合橋和斜拉橋。任選三種作比較，從安全、功能、經濟、美觀、施工、占地與工期多方面比選，最終確定橋梁形式。
橋梁設計原則
1． 適用性
橋上應保證車輛和人群的安全暢通，並應滿足將來交通量增長的需要。橋下應滿足洩洪、安全通航或通車等要求。建成的橋梁應保證使用年限，並便於檢查和維修。
2． 舒適與安全性
現代橋梁設計越來越強調舒適度，要控制橋梁的豎向與橫向振幅，避免車輛在橋上振動與衝擊。整個橋跨結構及各部分構件，在製造、運輸、安裝和使用過程中應具有足夠的強度、剛度、穩定性和耐久性。
3． 經濟性
設計的經濟性一般應佔首位。經濟性應綜合發展遠景及將來的養護和維修等費用。
4． 先進性
橋梁設計應體現現代橋梁建設的新技術。應便於製造和架設，應盡量採用先進工藝技術和施工機械、裝置，以利於減少勞動強度，加快施工進度，保證工程質量和施工安全。
5． 美觀
一座橋梁，尤其是座落於城市的橋梁應具有優美的外形，應與周圍的景致相協調。合理
的結構布局和輪廓是美觀的主要因素，決不應把美觀片面的理解為豪華的裝飾。
應根據上述原則，對橋梁作出綜合評估。
梁橋梁式橋是指其結構在垂直荷載的作用下，其支座僅產生垂直反力，而無水平推力的橋梁。預應力混凝土梁式橋受力明確，理論計算較簡單，設計和施工的方法日臻完善和成熟。
預應力混凝土梁式橋具有以下主要特徵：1）混凝土材料以砂、石為主，可就地取材，成本較低；2）結構造型靈活，可模型好，可根據使用要求澆鑄成各種形狀的結構；3）結構的耐久性和耐火性較好，建成後維修費用較少；4）結構的整體性好，剛度較大，變性較小；5）可採用預製方式建造，將橋梁的構件標準化，進而實現工業化生產；6）結構自重較大，自重耗掉大部分材料的強度，因而大大限制其跨越能力；7）預應力混凝土梁式橋可有效利用高強度材料，並明顯降低自重所佔全部設計荷載的比重，既節省材料、增大其跨越能力，又提高其抗裂和抗疲勞的能力；8）預應力混凝土梁式橋所採用的預應力技術為橋梁裝配式結構提供了最有效的拼裝手段，通過施加縱向、橫向預應力，使裝配式結構整合整體，進一步擴大了裝配式結構的應用範圍。
拱橋 拱橋的靜力特點是，在豎直何在作用下，拱的兩端不僅有豎直反力，而且還有水平反力。由於水平反力的作用，拱的彎矩大大減少。如在均布荷載q的作用下，簡直梁的跨中彎矩為ql2/8，全梁的彎矩圖呈拋物線形，而拱軸為拋物線形的三鉸拱的任何截面彎矩均為零，拱只受軸向壓力。
設計得合理的拱軸，主要承受壓力，彎矩、剪力均較小，故拱的跨越能力比梁大得多。由於拱是主要承受壓力的結構，因而可以充分利用抗拉效能較差、抗壓性能較好的石料，混凝土等來建造。石拱對石料的要求較高，石料加工、開採與砌築費工，現在已很少採用。
由墩、臺承受水平推力的推力拱橋，要求支撐拱的墩台和地基必須承受拱端的強大推力，因而修建推力拱橋要求有良好的地基。對於多跨連續拱橋，為防止其中一跨破壞而影響全橋，還要採取特殊的措施，或設定單向推力墩以承受不平衡的推力。由於天津地鐵一號線所建位置地質情況是軟土地基，故不考慮此橋型。
梁拱組合橋
軟土地基上建造拱橋，存在橋台抵抗水平推力的薄弱環節。為此採用大噸位預應力筋以承擔拱的水平推力；預應力筋的寄體是繫梁，即加勁縱樑，從而以梁式橋為基體，按各種梁橋的彎矩包絡圖用拱來加強。這樣可以使橋梁結構輕型化，同時能提高這類橋梁的跨越能力。
這類橋梁不僅技術經濟指標先進、造價低廉，同時橋型美觀，反映出力與美的統
一、結構形式與環境的和諧，增加了城市的景觀。
斜拉橋斜拉橋的特點是依靠固定與索塔的斜拉索支撐梁跨，梁是多跨彈性支撐梁，樑內彎矩與橋梁的跨度基本無關，而與拉索的間距有關。他們適用於大跨、特大跨度橋梁，現在還沒有其他型別的橋梁的跨度能超過他們。
斜拉橋與懸索橋不同之處是，斜拉橋直接錨於主梁上，稱自錨體系，拉索承受巨大的拉力，拉索的水平分力使主梁受壓，因此塔、梁均為壓彎構件。由於斜拉橋的主梁通過拉緊的斜索與塔直接相連，增加了主梁抗彎、抗扭剛度，在動力特性上一般遠勝於懸索橋。懸索橋的主纜為承重索，它通過吊索吊住加勁梁，索兩端錨於地面，稱地錨體系。
斜拉橋具有施工方便、橋型美觀、用料省、主梁高度小、梁底直線容易滿足通航和排洪要求、動力效能好的優點，發展非常迅速，跨徑不斷增大。但實際跨度不大，此橋型不予考慮。
目前我國城市軌道交通高架橋結構一般考慮簡支梁和連續梁結構形式。簡支梁受力明確，受無縫鋼軌因溫度變化產生的附加力、特殊力的影響小，設計施工易標準化、簡單化；但其樑高較大，景觀稍差，行車條件也不如連續梁。連續梁結構與同等跨度的簡支梁相比，可以降低樑高，節省工程數量，有利於爭取橋下淨空，並改善景觀；其結構剛度大，具有良好的動力特性以及減震降噪作用，使行車平穩舒適，後期的維修養護工作也較少。
從城市美學效果來看，連續梁造型輕巧、平整、線路流暢，將給城市爭色
不少。但連續梁對基礎沉降要求嚴格，特別是由於聯長較大，橋上無縫鋼軌因溫度變化而產生的水平力很大，使得梁體與墩台之間的受力十分複雜，加大了設計難度。考慮到天津地鐵工程地質條件，綜合考慮，採用連續梁結構作為高架區間的標準型式。
由上表可知，根據天津地鐵一號線的情況，結合橋梁設計原則，選擇第一方案經濟上比第三方案好；跨徑上滿足要求，景觀與環境協調，比第二方案好；工期上較短，對整個工程進度來說不會受其影響；施工難度較小，針對當地地質情況，採用樁基，加強基礎強度。所以選擇第一方案作為首選。
二、梁部截面形式
梁部截面形式考慮了箱形梁、組合箱梁、槽型梁、t型梁等可採用的梁型。
連續單箱梁方案該方案結構整體性強，抗扭剛度大，適應性強。景觀效果好。該方案需
採用就地澆築，現場澆築砼及張拉預應力工作量大，但可全線同步施工，施工期間工期不受控制,對橋下道路交通影響較其他方案稍大。
簡直組合箱梁結構整體性強，抗扭剛度大，適應性強。雙箱梁預製吊裝，鋪預製板，重量輕。但從橋下看,景觀效果稍差。
從預製廠到工地的運輸要求相對較低，運輸費用較低。但橋面板需現澆施工,增加現場作業量，工期也相應延長。但美觀較差，並且徐變變形大，對於無縫線路整體道床軌道結構形式來說，存在著後期維修養護工作量大的缺點。
槽型梁為下承式結構，其主要優點是造型輕巧美觀，線路建築高度最低,且兩側的主梁可起到部分隔聲屏障的作用，但下承式混凝土結構受力不很合理，受拉區混凝土即車道板圬工量大，受壓區混凝土圬工量小，梁體多以受壓區(上翼緣)壓潰為主要特徵，不能充分發揮鋼及混凝土材料的效能。同時，由於結構為開口截面，結構剛度及抗扭性較差，而且需要較大的技術儲備才能實現。
t型梁結構受力明確，設計及施工經驗成熟,跨越能力大,施工可採用預製吊裝的方法，施工進度較快。該方案建築結構高度最高，由於梁底部呈網狀,景觀效果差。同時，其帽梁雖較槽型梁方案短些，但較其他梁型長，設計時其帽梁也須設計成預應力鋼筋混凝土帽梁，另外預製和吊裝的實施過程也存在著與其他預製梁同樣的問題。
相比之下，箱型梁抗扭剛度大，整體受力和動力穩定性能好，外觀簡潔，適應性強，在直線、
曲線、折返線及過渡線等區間段均可採用，且施工技術成熟，造價適中。因此，結合工程特點和施工條件，選擇連續箱型梁。箱型梁截面圖如下：
三、橋墩方案比選
橋墩型別有重力式實體橋墩、空心橋墩、柱式橋墩、輕型橋墩和拼裝式橋墩。
重力式實體橋墩主要依靠自身重力來平衡外力保證橋墩的穩定，適用於地基良好的橋梁。重力式橋墩一般用混凝土或片石混凝土砌築，街面尺寸及體積較大，外形粗壯，很少應用於城市橋梁。
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