土木工程橋梁畢業(yè)設(shè)計(jì)--公路預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　90+150+90m公路</p><p>　　預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋設(shè)計(jì)</p><p><b>　　Xxx年x月</b></p><p>　年 級(jí)：Xx</p><p>　學(xué) 號(hào)：xx</

2、p><p>　姓 名：xx</p><p>　專(zhuān) 業(yè)：xx</p><p>　指導(dǎo)老師：xx/xx</p><p>　　院 系 xx 專(zhuān) 業(yè) xxxx </p><p>　　年 級(jí) xx

3、 姓 名 xx </p><p>　　題 目 90+150+90m公路預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋設(shè)計(jì) </p><p><b>　　指導(dǎo)教師</b></p><p>　　評(píng) 語(yǔ)

4、 </p><p>　　指導(dǎo)教師 (簽章)</p><p><b>　　評(píng) 閱 人</b></p><p>　　評(píng) 語(yǔ)

5、 </p><p>　　評(píng) 閱 人 (簽章)</p><p>　　成 績(jī) </p><p>　　答辯委員會(huì)主任 (簽章)</p><p>　　年 月 日</p><p><b>　　

6、畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</b></p><p>　　班 級(jí) xxxx 學(xué)生姓名 xx 學(xué)號(hào) xx </p><p>　　發(fā)題日期：2010年3月1日 完成日期： 6月18日</p><p>　　題 目 90+150+90m公路預(yù)應(yīng)力混凝

7、土連續(xù)梁橋(上部結(jié)構(gòu))設(shè)計(jì) </p><p>　　1、本設(shè)計(jì)的目的、意義 經(jīng)過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，使學(xué)生了解并掌握預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋設(shè)計(jì)的基本過(guò)程，掌握預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋設(shè)計(jì)的基本要素，包括橋型的選擇，橋跨尺寸的比選，主要結(jié)構(gòu)尺寸的選擇，結(jié)構(gòu)受力計(jì)算分析，施工方法選擇等。

8、 通過(guò)本設(shè)計(jì)，學(xué)生應(yīng)對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋設(shè)計(jì)有較全面的了解，能獨(dú)立進(jìn)行同類(lèi)型橋梁的計(jì)算分析，對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工方法有一定的了解。 </p><p>　　2、學(xué)生應(yīng)完成的任務(wù)

9、 完成跨度為90+150+90m的公路預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具體任務(wù)如下： </p><p>　?。?）橋式方案比選，擬定橋梁細(xì)部結(jié)構(gòu)尺寸；

10、 （2）運(yùn)用有限元軟件進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析計(jì)算； （3）預(yù)應(yīng)力鋼筋和普通鋼筋的設(shè)計(jì)； （4）主要截面檢算； （5）編制不少于15000字的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)；

11、 （6）繪制不少于16張A3的結(jié)構(gòu)主要施工圖。 </p><p>　　3、設(shè)計(jì)各部分內(nèi)容及時(shí)間分配：（共 16 周）</p><p>　　備 注

12、 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋是預(yù)應(yīng)力橋梁中的一種，作為現(xiàn)代公路的主要結(jié)構(gòu)形式，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋結(jié)構(gòu)在現(xiàn)今的公路工程中得到了廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　本著“安全，經(jīng)濟(jì)，實(shí)用，美觀”的設(shè)計(jì)理念，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)和規(guī)范，對(duì)不同的橋型方案進(jìn)行比較和選擇

13、，經(jīng)由施工等諸多方面的考慮，確定預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋?yàn)樽罱K設(shè)計(jì)方案。</p><p>　　本設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋共分為三跨90+150+90m，主跨150 m，邊跨對(duì)稱(chēng)90 m，橋面凈寬為0.50 m欄桿+3×3.5 m車(chē)行道+0.50 m欄桿，箱形變截面梁，箱梁高度從距墩中心3.50 m處到跨中合攏處按二次拋物曲線變化。底板厚度從支座處的2.00 m到跨中的0.33 m呈線性變化。腹板厚度在支座處

14、為1.20 m，跨中為0.50 m，且在接近L/6，L/3（L為主跨的跨度）處呈階梯形變化。頂板厚度全橋一致，為0.30 m。設(shè)計(jì)荷載為公路一級(jí)。</p><p>　　在本設(shè)計(jì)中，運(yùn)用了橋梁設(shè)計(jì)軟件Midas，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)（主要是上部結(jié)構(gòu)）進(jìn)行設(shè)計(jì)、模擬，并采用懸臂掛籃施工法對(duì)施工步驟加以模擬。同時(shí)對(duì)橋梁恒載、活載及徐變內(nèi)力等進(jìn)行分析計(jì)算，得出預(yù)應(yīng)力鋼束的預(yù)估值，進(jìn)一步完善模型。最后，在各種荷載的組合下，對(duì)橋梁進(jìn)行

15、詳細(xì)的有限元分析，并將分析結(jié)果與規(guī)范的要求進(jìn)行對(duì)比，對(duì)主梁的應(yīng)力、變形等進(jìn)行驗(yàn)算，從而判斷在設(shè)計(jì)荷載作用下該設(shè)計(jì)是否足夠合理安全，以此得到完整的設(shè)計(jì)。經(jīng)分析比較及驗(yàn)算表明該設(shè)計(jì)計(jì)算方法正確，內(nèi)力分布合理，符合設(shè)計(jì)任務(wù)的要求。</p><p>　　關(guān)鍵詞：橋梁設(shè)計(jì)；預(yù)應(yīng)力混凝土；箱梁；變截面連續(xù)梁；Midas橋梁模型</p><p><b>　　Abstract</b>

16、</p><p>　　The continuous prestressed concrete beam bridge is a kind of the pretressed bridges,As the main structure of the modern highways, today,it has been widely used in highway projects.</p><p

17、>　　The design of the bridge is carried out in the spirite of “security,economic,practical and beautiful” design philosophy by comparing and choosing the best one. According to the design plan,specifications,constructi

18、on factors and many other cosiderations,the pretrssed concrete continuous beam bridge is chosen to the ultimate.</p><p>　　The continuous prestressed concrete girder bridge is divided into three inters,(90m+1

19、50m+90m),with the man span of 150m,and 90m-symmetry one,the net width of the deck is 0.50m railing+3×3.50m roadway+0.50m railing,Prestressed concrete box girder is used as the main beam.the beam depth in the mid-spa

20、n is 4m.while at the support bearing it is 9m. the sectional depth is changed in the form of parabolic. the former varies from 1.20m to 0.33m, and the latter varies from 1.20m to 0.50m which changed a</p><p>

21、;　　In the design,the bridge design software Midas is used in designing and simuiating the bridge stucture(mainly the upper stucture) by applying cantilever hung-basket bearing and symmetric equilibrium construction. At t

22、he same time, By analyzing and computing the dead load, live load and internal force, the estimated value of the prestressed strand is got, then improve the model to perfece.Finally, Analyze the structure with the Midas

23、software in a variety of load combinations,and compare the resu</p><p>　　key words bridge desige prestressed concrete box girder non-uniform continuous beam Midas bridge model cantilever hung-basket be

24、aring目 錄</p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋概述1</p><p>　　1.1.1 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋發(fā)展1</p><p>　　1.1.2 設(shè)計(jì)特征2</p><p>　　1.1.3 受力特點(diǎn)3</p&g

25、t;<p>　　1.1.4 構(gòu)造特點(diǎn)4</p><p>　　1.1.5 連續(xù)梁的主要優(yōu)點(diǎn)5</p><p>　　1.2 工程概況及基本資料6</p><p>　　1.2.1 工程概況6</p><p>　　1.2.2 主要技術(shù)指標(biāo)6</p><p>　　1.2.3 主要材料7</p>

26、;<p>　　1.2.4 設(shè)計(jì)依據(jù)與基本資料7</p><p>　　1.2.5 方案比選7</p><p>　　第2章 橋梁總體布置及結(jié)構(gòu)主要尺寸11</p><p>　　2.1 橋梁總體規(guī)劃布置11</p><p>　　2.1.1孔跨分布11</p><p>　　2.1.2 梁部截面形式比選

27、11</p><p>　　2.2結(jié)構(gòu)主要尺寸13</p><p>　　2.2.1梁高的擬定13</p><p>　　2.2.2底板、頂板的擬定14</p><p>　　2.2.3腹板的擬定14</p><p>　　第3章 橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算16</p><p>　　3.1 Midas軟件

28、簡(jiǎn)介16</p><p>　　3.2 Midas建模步驟簡(jiǎn)說(shuō)16</p><p>　　3.3 靜力荷載內(nèi)力計(jì)算17</p><p>　　3.3.1 計(jì)算原理17</p><p>　　3.3.2靜力荷載計(jì)算18</p><p>　　3.3.3 靜力荷載內(nèi)力計(jì)算20</p><p>　　

29、3.4移動(dòng)荷載內(nèi)力計(jì)算23</p><p>　　第4章 橋梁配筋計(jì)算24</p><p>　　4.1預(yù)應(yīng)力筋束的布置原則24</p><p>　　4.2 預(yù)應(yīng)力配束優(yōu)化設(shè)計(jì)25</p><p>　　4.3 預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量估算25</p><p>　　4.3.1 承載能力極限狀態(tài)的應(yīng)力要求26</p>

30、;<p>　　4.3.2 正常使用極限狀態(tài)的應(yīng)力要求27</p><p>　　4.3.3 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算31</p><p>　　4.4 預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算32</p><p>　　4.5 預(yù)加力引起的二次內(nèi)力34</p><p>　　4.6 有效應(yīng)力的計(jì)算35</p><p>　　第5章 截面驗(yàn)

31、算36</p><p>　　5.1 各施工階段內(nèi)力及應(yīng)力圖36</p><p>　　5.1.1 各施工階段及二期應(yīng)力圖36</p><p>　　5.1.2 各中極限狀態(tài)下的彎矩、應(yīng)力包絡(luò)圖52</p><p>　　5.2 強(qiáng)度驗(yàn)算55</p><p>　　5.3 施工階段階段的結(jié)構(gòu)驗(yàn)算57</p>

32、;<p>　　5.3.1 施工階段截面法向壓應(yīng)力驗(yàn)算57</p><p>　　5.3.2 受拉區(qū)鋼筋的拉應(yīng)力驗(yàn)算58</p><p>　　5.3.3 使用階段截面抗裂驗(yàn)算59</p><p>　　5.4 變形驗(yàn)算61</p><p>　　第6章 施工步驟與主要工程量62</p><p>　　6.

33、1 施工步驟62</p><p>　　6.1.1 懸臂澆筑施工法62</p><p>　　6.1.1 施工步驟63</p><p>　　6.2 混凝土總用量65</p><p>　　6.2.1 梁體混凝土用量65</p><p>　　6.2.2 橋面鋪裝混凝土用量計(jì)算67</p><p&

34、gt;　　6.3 鋼絞線及錨具總用量67</p><p>　　6.3.1 頂板束預(yù)應(yīng)力材料統(tǒng)計(jì)67</p><p>　　6.3.2 腹板束預(yù)應(yīng)力材料統(tǒng)計(jì)69</p><p>　　6.3.3 底板束預(yù)應(yīng)力材料統(tǒng)計(jì)70</p><p><b>　　結(jié) 論71</b></p><p><

35、;b>　　致 謝72</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)73</b></p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋概述</p><p>　　1.1.1 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋發(fā)展</p><p>

36、;　　由于預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的優(yōu)點(diǎn)所在，其在我國(guó)的發(fā)展比較迅速，在我國(guó)的鐵路建設(shè)中，1966年在成昆線用懸臂拼裝法建成第一座預(yù)應(yīng)力混凝土鉸接懸臂梁橋——舊莊河一號(hào)橋，跨徑為24 m+48 m+24 m。在我國(guó)公路橋梁建設(shè)中，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋于上世紀(jì)70年代首次應(yīng)用于城市橋梁工程，此后發(fā)展極為迅速，已成為預(yù)應(yīng)力混凝土大跨徑橋梁的主要橋型之一，國(guó)內(nèi)公路預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的最大跨徑已達(dá)165 m，跨徑組成為90 m+3×16

37、5 m+90 m（2000年建成的南京長(zhǎng)江二橋北汊橋）。</p><p>　　在橋梁結(jié)構(gòu)中，隨著預(yù)應(yīng)力理論的不斷成熟和實(shí)踐的不斷發(fā)展，預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的運(yùn)用必將越來(lái)越廣泛。</p><p>　　連續(xù)梁和懸臂梁作比較：在恒載作用下，連續(xù)梁在支點(diǎn)處有負(fù)彎矩，由于負(fù)彎矩的卸載作用，跨中正彎矩顯著減小，其彎矩與同跨懸臂梁相差不大；但是，在活載作用下，因主梁連續(xù)產(chǎn)生支點(diǎn)負(fù)彎矩對(duì)跨中正彎矩仍有卸載

38、作用，其彎矩分布優(yōu)于懸臂梁。雖然連續(xù)梁有很多優(yōu)點(diǎn)，但是剛開(kāi)始它并不是預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)體系中的佼佼者，因?yàn)橄抻诋?dāng)時(shí)施工主要采用滿堂支架法，采用連續(xù)梁費(fèi)工費(fèi)時(shí)。到后來(lái)，由于懸臂施工方法的應(yīng)用，連續(xù)梁在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中有了飛速的發(fā)展。60年代初期在中等跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁中，應(yīng)用了逐跨架設(shè)法與頂推法；在較大跨連續(xù)梁中，則應(yīng)用更完善的懸臂施工方法，這就使連續(xù)梁方案重新獲得了競(jìng)爭(zhēng)力，并逐步在40 m～200 m范圍內(nèi)占主要地位。無(wú)論是城市橋梁、高架道

39、路、山谷高架棧橋，還是跨河大橋，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁都發(fā)揮了其優(yōu)勢(shì)，成為優(yōu)勝方案。目前，連續(xù)梁結(jié)構(gòu)體系已經(jīng)成為預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的主要橋型之一。</p><p>　　然而，當(dāng)跨度很大時(shí)，連續(xù)梁所需的巨型支座無(wú)論是在設(shè)計(jì)制造方面，還是在養(yǎng)護(hù)方面都成為一個(gè)難題；而T型剛構(gòu)在這方面具有無(wú)支座的優(yōu)點(diǎn)。因此有人將兩種結(jié)構(gòu)結(jié)合起來(lái)，形成一種連續(xù)—?jiǎng)倶?gòu)體系。這種綜合了上述兩種體系各自?xún)?yōu)點(diǎn)的體系是連續(xù)梁體系的一個(gè)重要發(fā)展，也是未來(lái)連

40、續(xù)梁發(fā)展的主要方向。</p><p>　　另外，由于連續(xù)梁體系的發(fā)展，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁在中等跨徑范圍內(nèi)形成了很多不同類(lèi)型，無(wú)論在橋跨布置、梁、墩截面形式，或是在體系上都不斷改進(jìn)。在城市預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁中，為充分利用空間，改善交通的分道行駛，甚至已建成不少雙層橋面形式。</p><p>　　在我國(guó)，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁雖然也在不斷地發(fā)展，然而，想要在本世紀(jì)末趕超國(guó)際先進(jìn)水平，就必須解決好下

41、面幾個(gè)課題：</p><p>　　⑴.發(fā)展大噸位的錨固張拉體系，避免配束過(guò)多而增大箱梁構(gòu)造尺寸，否則混凝土保護(hù)層難以保證，密集的預(yù)應(yīng)力管道與普通鋼筋層層迭置又使混凝土質(zhì)量難以提高。</p><p>　　(2).在一切適宜的橋址，設(shè)計(jì)與修建墩梁固結(jié)的連續(xù)—?jiǎng)倶?gòu)體系，盡可能不采用養(yǎng)護(hù)調(diào)換不易的大噸位支座。</p><p>　　(3).充分發(fā)揮三向預(yù)應(yīng)力的優(yōu)點(diǎn)，采用長(zhǎng)懸臂

42、頂板的單箱截面，既可節(jié)約材料減輕結(jié)構(gòu)自重，又可充分利用懸臂施工方法的特點(diǎn)加快施工進(jìn)度。</p><p>　　另外，在設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋時(shí)，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指針也是一個(gè)很關(guān)鍵的因素，它是設(shè)計(jì)方案合理性與經(jīng)濟(jì)性的標(biāo)志。目前，各國(guó)都以每平方米橋面的三材（混凝土、預(yù)應(yīng)力鋼筋、普通鋼筋）用量與每平方米橋面造價(jià)來(lái)表示預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指針。但是，橋梁的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指針的研究與分析是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工作，三材指標(biāo)和造價(jià)指標(biāo)與很多因素

43、有關(guān)，例如：橋址、水文地質(zhì)、能源供給、材料供應(yīng)、運(yùn)輸、通航、規(guī)劃、建筑等地點(diǎn)條件；施工現(xiàn)代化、制品工業(yè)化、勞動(dòng)力和材料價(jià)格、機(jī)械工業(yè)基礎(chǔ)等全國(guó)基建條件。同時(shí)，一座橋的設(shè)計(jì)方案完成后，造價(jià)指針不能僅僅反應(yīng)了投資額的大小，而是還應(yīng)該包括整個(gè)使用期限內(nèi)的養(yǎng)護(hù)、維修等運(yùn)營(yíng)費(fèi)用在內(nèi)。通過(guò)連續(xù)梁、T型剛構(gòu)、連續(xù)—?jiǎng)倶?gòu)等箱形截面上部結(jié)構(gòu)的比較可見(jiàn)：連續(xù)—?jiǎng)倶?gòu)體系的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指針較高。因此，從這個(gè)角度來(lái)看，連續(xù)—?jiǎng)倶?gòu)也是未來(lái)連續(xù)體系的發(fā)展方向。</

44、p><p>　　總而言之，一座橋的設(shè)計(jì)包含許多考慮因素，在具體設(shè)計(jì)中，要求設(shè)計(jì)人員綜合各種因素，作分析、判斷，得出可行的最佳方案。</p><p>　　1.1.2 設(shè)計(jì)特征</p><p>　　作為橋梁設(shè)計(jì)的一種，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的設(shè)計(jì)首先要，參照相關(guān)規(guī)范擬訂結(jié)構(gòu)幾何尺寸和材料類(lèi)型,模擬實(shí)際的施工步驟,計(jì)算出恒載及活載作用下的內(nèi)力;然后再根據(jù)實(shí)際情況確定溫度、沉降等

45、荷載,計(jì)算其產(chǎn)生的內(nèi)力,并與恒、活載內(nèi)力進(jìn)行正常使用與承載能力極限狀態(tài)組合。這是設(shè)計(jì)過(guò)程的第一次組合，兩種極限狀態(tài)組合的結(jié)果分別作為按應(yīng)力和承載能力估算剛束的計(jì)算內(nèi)力。估算出各截面的剛束后，按照一定要求將剛束布置好，重新模擬施工過(guò)程并考慮預(yù)應(yīng)力的作用，計(jì)算恒載內(nèi)力。由于剛束對(duì)截面幾何特性的影響，溫度、沉降等內(nèi)力也需重新計(jì)算，但其與剛束估算時(shí)計(jì)算得到的結(jié)果差別非常小。各種荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算出來(lái)后,需進(jìn)行承載能力組合和正常使用組合,以進(jìn)行

46、截面強(qiáng)度驗(yàn)算、應(yīng)力驗(yàn)算和變形驗(yàn)算,這是設(shè)計(jì)過(guò)程的第二次組合。如各項(xiàng)驗(yàn)算均滿足要求且認(rèn)為合理，則設(shè)計(jì)通過(guò)。反則需調(diào)整剛束甚至修改截面尺寸后重新計(jì)算，直到各項(xiàng)驗(yàn)算均通過(guò)為止。</p><p>　　預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋采用懸臂施工法需在施工中進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換,經(jīng)過(guò)一系列的施工階段而逐步形成最終的連續(xù)梁體系。在各個(gè)施工階段,可能具有不同的靜定體系,其中包括安裝單元、拆除單元、張拉預(yù)應(yīng)力、移動(dòng)掛籃等工況。</p>

47、<p>　　1.1.3 受力特點(diǎn)</p><p>　　預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋能充分發(fā)揮高強(qiáng)材料的特性，是結(jié)構(gòu)輕型化，具有很大的跨越能力，而且它可以有效地避免混凝土的開(kāi)裂，特別是處于負(fù)彎矩區(qū)的橋面板的開(kāi)裂。除此之外，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋還能節(jié)省材料、變形和緩、伸縮縫少、剛度大、行車(chē)平穩(wěn)、養(yǎng)護(hù)簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，所以在近代橋梁建筑中已得到越來(lái)越多的應(yīng)用。</p><p>　　用懸臂施工的預(yù)應(yīng)

48、力混凝土連續(xù)梁橋,在施工過(guò)程中經(jīng)歷T型雙懸臂受力狀態(tài),合攏后形成連續(xù)梁橋,其恒載產(chǎn)生的內(nèi)力由各施工階段產(chǎn)生的內(nèi)力疊加而成，由于合攏段一般較短，其產(chǎn)生的內(nèi)力一般較小，故T型雙懸臂受力狀態(tài)為主要部分。合攏后根部負(fù)彎矩很大，而中跨跨中恒載彎矩較小，二期恒載加上以后,根部負(fù)彎矩增大，中跨跨中承受相對(duì)較小的正彎矩。因此,截面幾何尺寸擬訂時(shí)，應(yīng)根據(jù)以上彎矩分布特點(diǎn),增大主梁根部附近斷面的抗彎剛度,提高截面下緣的承壓能力。</p>&l

49、t;p>　　懸臂施工時(shí),澆注一節(jié)段梁體,達(dá)到一定強(qiáng)度后張拉此段鋼束，梁體自重產(chǎn)生負(fù)彎矩,預(yù)應(yīng)力鋼束產(chǎn)生正彎矩,二者結(jié)合使得梁體基本處于偏心受壓受力狀態(tài),其軸向力非常大,抗剪強(qiáng)度一般不成問(wèn)題,而最小正應(yīng)力又較大,故主拉應(yīng)力也易滿足,所以可不設(shè)下彎配索。</p><p>　　1.1.4 構(gòu)造特點(diǎn)</p><p>　　預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋是超靜定結(jié)構(gòu)，因此，同樣具有一般超靜定結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)如：

50、</p><p>　　(1)．在相同條件下，結(jié)構(gòu)內(nèi)力比靜定結(jié)構(gòu)小，且內(nèi)力狀態(tài)比較合理。譬如，在均勻荷載作用下彎矩的最大值比簡(jiǎn)支梁可減少50%，彎矩圖面積比簡(jiǎn)支梁可減少，將連續(xù)結(jié)構(gòu)中各部分之間剛度進(jìn)行合理調(diào)整，可最大限度的減少結(jié)構(gòu)內(nèi)力，減小截面尺寸，達(dá)到降低材料消耗的目的；</p><p>　　(2)．使結(jié)構(gòu)外形更為合理，譬如，加大連續(xù)梁根部梁高，可以減小跨中截面正彎矩，使跨中截面梁高進(jìn)一步

51、減小，使用更為合理；連續(xù)梁結(jié)構(gòu)剛度大，整體性好，橋面連續(xù)平順，伸縮縫少，對(duì)行車(chē)有利，尤其能適應(yīng)高速行車(chē)。</p><p>　　(3)．在基礎(chǔ)沉降，溫度變化等外因作用下，將引起結(jié)構(gòu)內(nèi)力的變化</p><p>　　對(duì)于施加預(yù)應(yīng)力的超靜定結(jié)構(gòu)除有一般超靜定結(jié)構(gòu)特點(diǎn)外，還有下列特點(diǎn)：</p><p>　　(1)．在超靜定結(jié)構(gòu)上施加預(yù)應(yīng)力，會(huì)使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力和變形，由于有多余的

52、約束，不能自由變形，因而引起附加力（二次力）。同樣，由于混凝土的收縮徐變不僅產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失，而且也會(huì)由于變形受約束而引起附加力（二次力）。</p><p>　　(2)．由于對(duì)結(jié)構(gòu)施加預(yù)應(yīng)力，可以有效的避免混凝土開(kāi)裂，特別是處于負(fù)彎矩區(qū)段的橋面板的開(kāi)裂，這種開(kāi)裂在普通鋼筋混凝土連續(xù)梁中是不可避免的。</p><p>　　(3)．由于對(duì)結(jié)構(gòu)施加預(yù)應(yīng)力，使得懸臂法施工和頂推法施工，這些科學(xué)和先進(jìn)

53、的連續(xù)梁施工方法才得以實(shí)現(xiàn)，并得到廣泛應(yīng)用。</p><p>　　下面給出預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋幾個(gè)主要的構(gòu)造</p><p>　　零號(hào)塊——零號(hào)塊是懸臂澆注施工的中心塊體,又是體系轉(zhuǎn)換的控制塊體。梁體的受力經(jīng)零號(hào)塊通過(guò)支座向墩身傳遞,零號(hào)塊受力非常復(fù)雜,且一般作為施工機(jī)具和材料堆放的臨時(shí)場(chǎng)地,故其頂板、底板、腹板尺寸都取得較大。</p><p>　　橫隔板——橫隔板

54、的主要作用是增加箱梁橫向剛度，限制箱梁的畸變。但過(guò)多的橫隔板對(duì)橫向剛度的影響并不顯著，而且增加了施工的難度。在支承處一般要設(shè)置強(qiáng)大的橫隔板以承受和分布強(qiáng)大的支承反力，必要時(shí)還要配以預(yù)應(yīng)力鋼筋。零號(hào)塊內(nèi)橫隔板傳遞荷載較大,通常采用一片實(shí)體或兩片式剛性橫隔板,中間開(kāi)設(shè)過(guò)人洞。</p><p>　　合龍段——分中合攏和邊合攏，合攏段的施工是橋梁施工的重要環(huán)節(jié)。在合攏段施工過(guò)程中,由于溫度變化、混凝土早期收縮、已完成結(jié)構(gòu)

55、的收縮徐變、新澆混凝土的水化熱,以及結(jié)構(gòu)體系變化和施工荷載等因素,對(duì)尚未達(dá)到強(qiáng)度的合攏段混凝土有直接影響,故必須重視合攏段的構(gòu)造措施,使合攏段與兩側(cè)梁體保持變形協(xié)調(diào),并在施工過(guò)程中能傳遞內(nèi)力。合攏段的長(zhǎng)度在滿足施工要求的情況下,應(yīng)盡量縮短,以便于構(gòu)造處理,一般取1.5～3m。合攏段的構(gòu)造處理有以下幾種 </p><p>　　(1)用勁性鋼管作為合龍段的預(yù)應(yīng)力套管；</p><p><

56、b>　　(2)加強(qiáng)配筋；</b></p><p>　　(3)用臨時(shí)勁性鋼桿鎖定；</p><p>　　(4)壓桿支撐。 </p><p>　　合攏段施工應(yīng)注意以下幾點(diǎn)</p><p>　　(1) 合攏段應(yīng)采用高強(qiáng)、早強(qiáng)、少收縮混凝土；</p><p>　　(2) 合攏段混凝土澆筑時(shí)間應(yīng)選擇在一天中溫

57、度最低時(shí)，并使混凝土澆筑后溫度開(kāi)始緩慢上升為宜;</p><p>　　(3)加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)。</p><p>　　臨時(shí)固結(jié)措施——懸臂施工時(shí),為保證結(jié)構(gòu)幾何體系不變,需將墩梁固結(jié),以承受不平衡彎矩。常用的固結(jié)方法是:在支座兩側(cè)設(shè)置兩排臨時(shí)混凝土塊作為臨時(shí)支座.臨時(shí)支座內(nèi)穿預(yù)應(yīng)力鋼束,兩端分別錨固在主墩和主梁橫隔板內(nèi)。鋼束的數(shù)量應(yīng)由施工中的不平衡彎矩確定。</p><p

58、>　　1.1.5 連續(xù)梁的主要優(yōu)點(diǎn)</p><p>　　連續(xù)梁是一種古老的結(jié)構(gòu)體系，它具有變形小，結(jié)構(gòu)剛度好、行車(chē)平穩(wěn)舒適、伸縮縫少、養(yǎng)護(hù)簡(jiǎn)易、抗震能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。連續(xù)梁與靜定體系的其他形式的梁橋相比，具有較為顯著的經(jīng)濟(jì)性。僅從連續(xù)梁和簡(jiǎn)直梁的強(qiáng)度與變形的簡(jiǎn)單對(duì)比即可看出這一特點(diǎn)。</p><p>　　連續(xù)梁是超靜定結(jié)構(gòu)，它有與靜定結(jié)構(gòu)不同的特點(diǎn)：即在結(jié)構(gòu)各部分中內(nèi)力的大小與抗彎剛度E

59、I直接相關(guān)。因此，若將連續(xù)梁中間支撐截面的剛度加大，如變高度梁，可以調(diào)低跨中的正彎矩，使預(yù)應(yīng)力鋼筋的大部分可以布置在梁的頂部，便于張拉。雖然中間支承處的負(fù)彎矩有所增大，但梁的高度也相應(yīng)地加高了，并不至于引起鋼筋用量的增多。</p><p>　　當(dāng)超載是，連續(xù)梁有可能發(fā)生內(nèi)力重分布，提高整個(gè)梁部的承載能力。對(duì)于基礎(chǔ)不均勻沉降的影響，只要不使結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生損壞性的裂縫，它所引起的附加內(nèi)力，由于混凝土的徐變特性，可以適當(dāng)調(diào)

60、整。</p><p>　　連續(xù)梁在中間橋墩上只有一個(gè)支座，在豎直荷載作用下橋墩只受軸向的壓力，除制動(dòng)墩外，連續(xù)梁的橋墩及其基礎(chǔ)的尺寸都可以做得小一些。</p><p>　　1.2 工程概況及基本資料</p><p>　　1.2.1 工程概況</p><p>　　本設(shè)計(jì)橋梁為跨大江的某公路預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁特大橋，主橋上部結(jié)構(gòu)為90 m+150

61、 m+90 m三跨變高度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)。該橋?yàn)閮煞耆珜?duì)稱(chēng)的橋組成，每幅橋全長(zhǎng)330 m，橋?qū)?1.50 m，兩幅橋凈距離為1 m。</p><p>　　因?yàn)闃蛳滤魍募?，造成施工不便，所以施工方法選用掛籃懸臂現(xiàn)澆法。主梁截面型式為變截面箱梁。</p><p>　　1.2.2 主要技術(shù)指標(biāo)</p><p>　　孔跨布置：90+150+90m公預(yù)應(yīng)力混凝土連

62、續(xù)梁橋；</p><p>　　橋梁等級(jí)：高速公路橋梁；</p><p>　　汽車(chē)荷載等級(jí)：公路—I級(jí)；</p><p>　　橋面寬度：六車(chē)道，上下行分為兩幅，每幅寬11.50 m，即（0.5 m欄桿+3×3.5 m車(chē)行道+0.5 m欄桿），兩幅凈距1.0 m；</p><p>　　橋面坡度：橫坡為±1.5%；</p&

63、gt;<p>　　支座沉降：按2 cm考慮；</p><p>　　溫度荷載：整體升降溫20oC；</p><p>　　施工方法：主梁采用懸臂澆注分段對(duì)稱(chēng)平衡施工,中跨及邊跨合攏段采用吊模澆注，掛籃自重、施工荷載控制在370 t以?xún)?nèi)，掛籃自重按100 t計(jì)；</p><p>　　橋軸平面線型：直線。</p><p>　　地震烈度：

64、基本烈度Ⅵ度，按Ⅶ度設(shè)防。</p><p>　　1.2.3 主要材料</p><p>　　混凝土：梁體為C50混凝土，墩身為C40混凝土；</p><p>　　鋼 材：縱向和橫向預(yù)應(yīng)力筋采用高強(qiáng)度低松弛鋼絞線，其單根公稱(chēng)直徑為φS15.24（面積為140 mm2），標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度為fpk=1860Mpa；豎向預(yù)應(yīng)力筋為JL32精扎螺紋鋼筋，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度為785MPa，普通

65、鋼筋采用R235、HRB335級(jí)鋼筋；</p><p>　　錨具：縱向預(yù)應(yīng)力采用OVM15型錨具，豎向預(yù)應(yīng)力采用YGM錨具，預(yù)應(yīng)力管道均按金屬波紋管成孔設(shè)計(jì)。</p><p>　　1.2.4 設(shè)計(jì)依據(jù)與基本資料</p><p>　　中華人民共和國(guó)交通部標(biāo)準(zhǔn)，公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范，JTG D60-2004；</p><p>　　中華人民共和國(guó)交

66、通部標(biāo)準(zhǔn)，公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范，JTG D62-2004；</p><p>　　中華人民共和國(guó)交通部標(biāo)準(zhǔn)，公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范，JTG D63-2007。</p><p>　　1.2.5 方案比選</p><p>　　橋梁設(shè)計(jì)的方案比選是一個(gè)非常重要的課題，也是一個(gè)比較困難的問(wèn)題，它對(duì)以后的初步設(shè)計(jì)乃至施工圖設(shè)計(jì)起著至關(guān)重要的作用。一個(gè)好的

67、橋梁方案不僅能節(jié)約造價(jià)、縮短工期，而且在整個(gè)設(shè)計(jì)周期中起著“萬(wàn)事開(kāi)頭難”的功效。一旦橋梁方案確定，在初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)時(shí)，借助于現(xiàn)代橋梁電算，可以說(shuō)是不難的。而在方案比選中，首先要把握的是四項(xiàng)主要標(biāo)準(zhǔn)：安全、經(jīng)濟(jì)、功能與美觀。其中自然要數(shù)安全與經(jīng)濟(jì)為重，過(guò)去設(shè)計(jì)往往對(duì)橋梁功能重視不夠，現(xiàn)在由于城市交通量的發(fā)展，需要十分重視橋下凈空是否滿足城市車(chē)輛的通行、橋下車(chē)行軌跡是否滿足行車(chē)習(xí)慣。至于橋梁美觀，要視經(jīng)濟(jì)而定，設(shè)計(jì)的橋梁再美觀，一旦經(jīng)

68、濟(jì)不允許，只能是“紙上談兵”，到頭來(lái)還得重新設(shè)計(jì)。</p><p>　　(1)、安全是橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的前提</p><p>　　隨著改革開(kāi)放的力度加大，城市車(chē)輛的飛速發(fā)展，交通運(yùn)輸十分繁忙，車(chē)速也在不斷提高，橋梁結(jié)構(gòu)不光要求結(jié)構(gòu)自身的受力安全，而且要求橋梁構(gòu)造的安全。在此次設(shè)計(jì)中，我們?cè)O(shè)計(jì)組也進(jìn)行了許多方案比選，有河中設(shè)墩的連續(xù)箱梁，有連續(xù)剛構(gòu)，有上承式拱橋等橋梁結(jié)構(gòu)形式。根據(jù)實(shí)際的地形、地

69、質(zhì)、地物，最后綜合比較選擇了預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋，主跨150 m，保證了急流的河流水?dāng)嗝婧蜆蛄航Y(jié)構(gòu)自身安全。</p><p>　　2、經(jīng)濟(jì)是橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的保證</p><p>　　一座橋梁建筑設(shè)計(jì)的再如何漂亮，若它的造價(jià)比看上去一般化的橋梁高出許多，這座漂亮的橋梁設(shè)計(jì)也是失敗的。在這次設(shè)計(jì)中，定下預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋后，對(duì)于截面形式，經(jīng)過(guò)比選，我們?cè)O(shè)計(jì)組采用了變截面單箱單室箱梁。因?yàn)楸緲?/p>

70、地處偏遠(yuǎn)大山之中的大河河上，當(dāng)?shù)氐纳啊⑹媳容^豐富，可就地取材，比較方便。故在橋梁設(shè)計(jì)中，在滿足結(jié)構(gòu)安全的前提下，應(yīng)盡量地考慮經(jīng)濟(jì)。</p><p>　　3、功能在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中也不應(yīng)忽視</p><p>　　公路橋梁不同于城市橋梁，在公路交通日益劇增的情況下，橋梁方案設(shè)計(jì)中，交通組織功能也要擺在重要的地位上，尤其是立交橋，不光橋上有車(chē)輛，橋下車(chē)輛也川流不息。如果不綜合考慮交通功能，下行車(chē)

71、輛撞擊橋墩或有關(guān)橋梁部分，導(dǎo)致橋梁坍塌，這種事故在國(guó)內(nèi)外都有發(fā)生。作為橋梁設(shè)計(jì)人員必須注意這一點(diǎn)來(lái)進(jìn)行橋梁方案比選，乃至方案確定后的橋梁分跨。在貴陽(yáng)市都司路高架橋跨越中華路的大南門(mén)交叉口位置，設(shè)計(jì)者在地面設(shè)置了交通導(dǎo)流環(huán)島，一跨20米跨徑的橋梁正好處于環(huán)島內(nèi)。橋梁建成后，隨著城市的發(fā)展，車(chē)輛的增多，該交叉口經(jīng)常塞車(chē)，不得已取消了地面環(huán)島。由于該交叉口的橋梁跨徑較小，導(dǎo)致左轉(zhuǎn)車(chē)輛的行車(chē)軌跡不順暢，司機(jī)抱怨連天，這無(wú)疑是橋梁設(shè)計(jì)敗筆。<

72、;/p><p>　　4、美觀是橋梁設(shè)計(jì)必須考慮的一部分</p><p>　　公路橋梁建筑不同于鐵路橋梁，它不僅是交通工程中的重點(diǎn)建筑物，而且也是美化環(huán)境的點(diǎn)綴品，所以設(shè)計(jì)必須精心方案比選、精心設(shè)計(jì)、精心施工，以期求得在增加投資不多的條件下，取得橋梁美觀的效果。比如在城區(qū)建一座二、三十米跨度的立交橋，不管用鋼還是預(yù)應(yīng)力砼，通常的做法是用一根等截面梁跨越，但由于人們的視覺(jué)有錯(cuò)覺(jué)，所以往往把這根梁看

73、成是帶下垂撓度的彎梁，看起來(lái)很不舒服，甚至有怕它掉下來(lái)的危險(xiǎn)。在此次設(shè)計(jì)方案確定中，有意把梁底線作成二次拋物線形式，在橋墩支點(diǎn)處稍微增加一點(diǎn)材料，但給橋下車(chē)輛和行人一種安全美和曲線美的感覺(jué)。這是一種最普通而簡(jiǎn)單不過(guò)的選擇，不僅保證了橋下的通航通車(chē)，而且可它能起到美化橋梁的作用。</p><p>　　下面我們把此次設(shè)計(jì)方案中的各種橋型進(jìn)行對(duì)比</p><p><b>　　梁橋<

74、;/b></p><p>　　梁式橋結(jié)構(gòu)在垂直荷載的作用下，其支座僅產(chǎn)生垂直反力，而無(wú)水平推力的橋梁。預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋受力明確，理論計(jì)算較簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)和施工的方法日臻完善和成熟。</p><p>　　預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋具有以下主要特征：1)混凝土材料以砂、石為主，可就地取材，成木較低；2)結(jié)構(gòu)造型靈活，可模型好，可根據(jù)使用要求澆鑄成各種形狀的結(jié)構(gòu)；3)結(jié)構(gòu)的耐久性和耐火性較好，建成后

75、維修費(fèi)用較少；4)結(jié)構(gòu)的整體性好，剛度較大，變性較??；5)預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋可有效利用高強(qiáng)度材料，并明顯降低自重所占全部設(shè)計(jì)荷載的比重，既節(jié)省材料、增大其跨越能力，又提高其抗裂和抗疲勞的能力。 </p><p><b>　　拱橋</b></p><p>　　拱橋的靜力特點(diǎn)是，在豎直荷載作用下，拱的兩端不僅有豎直反力，而而且還有水平反力。由于水平反力的作用，拱的彎矩大大

76、減少。設(shè)計(jì)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。由于拱是主要承受壓力的結(jié)構(gòu)，因而可以充分利用抗拉性能較差、抗壓性能較好的石料，混凝土等來(lái)建造。石拱對(duì)石料的要求較高，石料加土、開(kāi)采與砌筑費(fèi)土，現(xiàn)在已很少采用。由墩、臺(tái)承受水平推力的推力拱橋，要求支撐拱的墩臺(tái)和地基必須承受拱端的強(qiáng)大推力，因而修建推力拱橋要求有良好的地基。對(duì)于多跨連續(xù)拱橋，為防止其中一跨破壞而影響全橋，還要采取特殊的措施，或設(shè)置單向推力墩以承

77、受不平衡的推力。由于鐵路橋所建位置地質(zhì)情況，故不考慮此橋型。</p><p><b>　　梁拱組合橋</b></p><p>　　軟土地基上建造拱橋，存在橋臺(tái)抵抗水平推力的薄弱環(huán)節(jié)。為此采用大噸位預(yù)應(yīng)力筋以承擔(dān)拱的水平推力；預(yù)應(yīng)力筋的寄體是系梁，即加勁縱梁，從而以梁式橋?yàn)榛w，按各種梁橋的彎矩包絡(luò)圖用拱來(lái)加強(qiáng)。這樣可以使橋梁結(jié)構(gòu)輕型化，同時(shí)能提高這類(lèi)橋梁的跨越能力。這

78、類(lèi)橋梁不僅技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)先進(jìn)、造價(jià)低廉，同時(shí)橋型美觀，反映出力與美的統(tǒng)一、結(jié)構(gòu)形式與環(huán)境的和諧，增加了城市的景觀。</p><p><b>　　斜拉橋</b></p><p>　　斜拉橋的特點(diǎn)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，梁內(nèi)彎矩與橋梁的跨度基本無(wú)關(guān)，而與拉索的間距有關(guān)。他們適用于大跨、特大跨度橋梁。斜拉橋直接錨于主梁上，受巨大的拉力，拉索的水平

79、分力使主梁受壓，因此塔、梁均為壓彎構(gòu)件。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(dòng)力性能好的優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展非常迅速，跨徑不斷增大。但實(shí)際跨度不大，此橋型不予考慮。</p><p>　　目前我國(guó)公路梁橋結(jié)構(gòu)一般考慮簡(jiǎn)支梁和連續(xù)梁結(jié)構(gòu)形式。簡(jiǎn)支梁受施工及結(jié)構(gòu)等條件的限制，當(dāng)跨度超過(guò)一定范圍時(shí)如（40～50 m），就很難做出經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)計(jì)。因而，大跨徑混凝土橋常采用在內(nèi)力分布方面較

80、為合理的其它結(jié)構(gòu)體系，且預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋梁高較大，景觀稍差，行車(chē)條件也不如連續(xù)梁。連續(xù)梁結(jié)構(gòu)與同等跨度的簡(jiǎn)支梁相比，可以降低梁高，節(jié)省工程數(shù)量，有利于爭(zhēng)取橋下凈空，改善景觀；其結(jié)構(gòu)剛度大，具有良好的動(dòng)力特性以及減震降噪作用，使行車(chē)平穩(wěn)舒適，后期的維修養(yǎng)護(hù)工作也較少。從城市美學(xué)效果來(lái)看，連續(xù)梁造型輕巧、平整、線路流暢，將給城市爭(zhēng)色不少。但連續(xù)梁對(duì)基礎(chǔ)沉降要求嚴(yán)格，特別是由于聯(lián)長(zhǎng)較大，橋上無(wú)縫鋼軌因溫度變化而產(chǎn)生的水平力很大，使得梁體與

81、墩臺(tái)之間的受力十分復(fù)雜，加大了設(shè)計(jì)難度。</p><p>　　綜合考慮以上四項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行橋梁方案比選，最后的設(shè)計(jì)、施工將會(huì)變得容易，建成后的橋梁才是安全美、經(jīng)濟(jì)美、功能美與環(huán)境、視角美。從各種綜合因素來(lái)考慮，本設(shè)計(jì)最終選擇預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋。</p><p>　　第2章 橋梁總體布置及結(jié)構(gòu)主要尺寸</p><p>　　2.1 橋梁總體規(guī)劃布置</p>

82、<p><b>　　2.1.1孔跨分布</b></p><p>　　連續(xù)梁橋可以做成三跨一聯(lián)的，也可以做成多跨一聯(lián)的，一般不超過(guò)六跨，特殊情況下也有例外的（如錢(qián)塘江二橋）。每聯(lián)跨數(shù)太多，聯(lián)長(zhǎng)就要加大，受溫度變化及混凝土收縮等影響產(chǎn)生的縱向變形也就較大，使伸縮縫及活動(dòng)支座的構(gòu)造復(fù)雜，對(duì)橋梁的墩臺(tái)也不利；每聯(lián)長(zhǎng)度太短，則使伸縮縫的數(shù)目加多，不利于高速行車(chē)。建橋處的地形、地質(zhì)與水文條件

83、，以及通航要求等對(duì)孔跨分布常常起著決定性的作用；此外，還要結(jié)合墩臺(tái)、基礎(chǔ)及支座的構(gòu)造，綜合分析比較才能選出最優(yōu)方案。</p><p>　　從梁內(nèi)彎矩的分布情況來(lái)看，對(duì)于每聯(lián)三跨以上的連續(xù)梁，等跨時(shí)邊跨的跨中彎矩大于中間跨的跨中彎矩，故常用縮短邊跨的辦法來(lái)調(diào)整彎矩的分布，邊跨與中跨的比值可在0.7～0.5之間，甚至可選取0.3。對(duì)于三跨連續(xù)梁，邊跨與中跨的比值多用0.6~0.67;對(duì)于三跨連續(xù)梁，邊跨與中跨的比值多

84、用0.6～0.67。介于綜合考慮，此設(shè)計(jì)定為90+150+90 m，邊跨與中跨比值為0.6。</p><p>　　圖2.1 橋跨布置圖</p><p>　　2.1.2 梁部截面形式比選</p><p>　　連續(xù)梁結(jié)構(gòu)體系是預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的主要橋型之一，國(guó)內(nèi)外這種橋型都占有很大比重。橋梁的立面布置在初步設(shè)計(jì)中占有十分重要的地位，合理與否直接影響橋梁的適用、安全、經(jīng)濟(jì)

85、、美觀。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的立面布置包括體系安排、橋跨布置、梁高選擇、橋梁下部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)形式等問(wèn)題，不同的布置方式將得到不同類(lèi)型的連續(xù)梁橋。</p><p>　　在連續(xù)梁的截面選擇中，不僅要考慮彎矩?cái)?shù)值上的變化，而且要考慮彎矩符號(hào)的變化。在可變彎矩及軸力的作用下，構(gòu)建截面的應(yīng)力狀態(tài)與核心距離有關(guān)，當(dāng)軸箱壓力作用在截面核心范圍內(nèi)時(shí)，截面邊緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力。因此，截面的核心距離越大，軸向壓力的偏心可以越大，即預(yù)應(yīng)力鋼

86、筋合力的力臂越大，預(yù)應(yīng)力的作用便可以充分發(fā)揮。對(duì)于矩形截面，核心距離約為h/3，h為截面的高度；具有寬翼緣的T形截面，核心距離約為0.4 h；箱形截面的核心距離隨腹板厚度與截面輪廓尺寸的比值而變化，有可能達(dá)到0.5 h。截面核心距離的選擇，主要取決于恒載與活載的比值，對(duì)于活載較大的鐵路橋梁，宜采用核心距離大的箱形截面。對(duì)于用頂推法或懸臂法施工的連續(xù)梁，采用箱形截面也比較合適。</p><p>　　在這次設(shè)計(jì)中，梁

87、部截面形式考慮了箱形梁、組合箱梁、槽型梁、T型梁等可采用的梁型，下面做個(gè)簡(jiǎn)單的比較。</p><p>　　連續(xù)單箱梁結(jié)構(gòu)整體性強(qiáng)，抗扭剛度大，適應(yīng)性強(qiáng)。景觀效果好。該方案需采用就地澆筑，現(xiàn)場(chǎng)澆筑混凝土及張拉預(yù)應(yīng)力工作量大，但可全線同步施工，施工期間工期不受控制，對(duì)橋下道路交通影響較其他方案稍大。</p><p>　　組合箱梁結(jié)構(gòu)整體性強(qiáng)，抗扭剛度大，適應(yīng)性強(qiáng)。雙箱梁預(yù)制吊裝，鋪預(yù)制板，重量

88、輕。但從橋下看，景觀效果稍差。從預(yù)制廠到土地的運(yùn)輸要求相對(duì)較低，運(yùn)輸費(fèi)用較低。但橋面板需現(xiàn)澆施工，增加現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)量，工期也相應(yīng)延長(zhǎng)。美觀較差，并且徐變變形大。</p><p>　　槽型梁為下承式結(jié)構(gòu)，其主要優(yōu)點(diǎn)是造型輕巧美觀，線路建筑高度最低，且兩側(cè)的主梁可起到部分隔聲屏障的作用，但下承式混凝土結(jié)構(gòu)受力不很合理，受拉區(qū)混凝土即車(chē)道板圬工量大，受壓區(qū)混凝土圬工量小，梁體多以受壓區(qū)(上翼緣)壓潰為主要特征，不能充分發(fā)揮

89、鋼及混凝土材料的性能。同時(shí)，由于結(jié)構(gòu)為開(kāi)口截面，結(jié)構(gòu)剛度及抗扭性較差，而且需要較大的技術(shù)儲(chǔ)各才能實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　T型梁結(jié)構(gòu)受力明確，設(shè)計(jì)及施工經(jīng)驗(yàn)成熟，跨越能力大，施工可采用預(yù)制吊裝的方法，施工進(jìn)度較快。該方案建筑結(jié)構(gòu)高度最高，由于梁底部呈網(wǎng)狀，景觀效果差。同時(shí)，其帽梁雖較槽型梁方案短些，但較其他梁型長(zhǎng)，設(shè)計(jì)時(shí)其帽梁也須設(shè)計(jì)成預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土帽梁，另外預(yù)制和吊裝的實(shí)施過(guò)程也存在著與其他預(yù)制梁同樣的問(wèn)題

90、。</p><p>　　相對(duì)而言，箱型梁抗扭剛度大，整體受力和動(dòng)力穩(wěn)定性能好，外觀簡(jiǎn)潔，適應(yīng)性強(qiáng)，在直線、曲線、折返線及過(guò)渡線等區(qū)間段均可采用，且施工技術(shù)成熟造價(jià)適中。所以，考慮到各方面的因素，本設(shè)計(jì)選擇連續(xù)箱型梁。</p><p><b>　　2.2結(jié)構(gòu)主要尺寸</b></p><p>　　梁式橋橫截面的設(shè)計(jì)主要是確定橫截面布置形式，包括主梁

91、截面形式、主梁間距、主梁各部尺寸；它與梁式橋體系在立面上布置、建筑高度、施工方法、美觀要求以及經(jīng)濟(jì)用料等等因素都有關(guān)系。</p><p>　　常見(jiàn)的箱形截面形式有：?jiǎn)蜗鋯问?、單箱雙室、雙箱單室、單箱多室、雙箱多室等等。其中單箱單室截面多用在頂板寬度小于18 m的橋梁，其優(yōu)點(diǎn)是受力明確，施工方便，節(jié)省材料用量。拿單箱單室和單箱雙室比較，兩者對(duì)截面底板的尺寸影響都不大，對(duì)腹板的影響也不致改變對(duì)方案的取舍；由于雙室式腹

92、板總厚度增加，主拉應(yīng)力和剪應(yīng)力數(shù)值不大，且布束容易，這是單箱雙室的優(yōu)點(diǎn)；但是雙室式也存在一些缺點(diǎn)：施工比較困難，腹板自重彎矩所占恒載彎矩比例增大等等。本設(shè)計(jì)是一座公路連續(xù)箱形梁，半幅橋橋面寬為11.5 m，因此采用的橫截面形式為單箱單室。</p><p>　　2.2.1梁高的擬定</p><p>　　連續(xù)梁橋支點(diǎn)截面負(fù)彎矩絕對(duì)值比跨中正彎矩大，采用變截面形式符合受力特點(diǎn)，同時(shí)變截面梁一般采

93、用懸臂法施工，變高度梁與施工階段內(nèi)力相適應(yīng)。從美學(xué)觀點(diǎn)看，變高度梁比較有韻律感。 </p><p>　　變截面梁的梁底線形可采用折線、拋物線、圓曲線和正弦曲線等。二次拋物線與連續(xù)梁的彎矩變化相適應(yīng)，最常采用。根據(jù)已建成橋梁的資料分析，支點(diǎn)梁高HS約為最大跨徑Lm的，跨中梁高H約為支點(diǎn)梁高HS的.本設(shè)計(jì)支點(diǎn)兩高取為9 m，跨中兩高選為4 m。</p><p>　　2.2.2底板、頂板的擬定&

94、lt;/p><p>　　箱形截面為閉口截面，截面具有良好的抗彎和抗扭性能，并且箱形截面有頂板和底板，可以在跨中或支座部位能有效地抵抗正負(fù)彎矩。常用的箱形截面，其中單箱單室截面多用在頂板寬度小于18 m的橋梁。</p><p><b>　?。?）箱梁底板厚度</b></p><p>　　在連續(xù)箱梁中，底板厚度隨箱梁負(fù)彎矩的增大而逐漸加厚至根部，以適應(yīng)

95、受壓要求。根部底板厚度一般為根部梁高的1/10～1/12，以須符合運(yùn)營(yíng)階段的受壓要求外，并在破壞階段使中性軸盡量保持在底板以?xún)?nèi)，并有適當(dāng)?shù)母挥?。本設(shè)計(jì)支座處底板厚取200 cm，跨中處底板厚取33 cm，以滿足跨中正負(fù)彎矩變化及板內(nèi)配置預(yù)應(yīng)力鋼筋與普通鋼筋的要求。上下底板都從支點(diǎn)出200 cm向中合攏斷按二次拋物線變化。</p><p><b>　　（2）箱梁頂板厚度</b></p&g

96、t;<p>　　當(dāng)設(shè)有橫向預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，頂板厚度需足夠布置預(yù)應(yīng)力筋的套管并留有混凝土注入的間隙。</p><p>　　頂板兩側(cè)懸臂板的長(zhǎng)度是調(diào)節(jié)頂板內(nèi)彎矩的重要因素。懸臂板長(zhǎng)度一般采用2～5 m，當(dāng)長(zhǎng)度超過(guò)3 m后，一般需布置橫向預(yù)應(yīng)力筋。 </p><p>　　對(duì)于變截面連續(xù)梁，箱梁跨中底板厚度一般按構(gòu)造選定，若不配預(yù)應(yīng)力筋，厚度可取15～18 cm；配有預(yù)應(yīng)力筋，厚度一般為

97、20～25 cm。 </p><p>　　在負(fù)彎矩區(qū)特別是在靠近橋墩的截面底板，承受較大的負(fù)彎矩，由于底板的寬度比頂板小得多，底板的厚度要比頂板大，以適應(yīng)受壓要求。墩頂處底板厚度一般為支點(diǎn)梁高的1/10～1/12，底板厚度由跨中向支點(diǎn)逐漸加厚。</p><p>　　確定箱形截面頂板厚度一般要顧及兩個(gè)因素：滿足橋面板橫向彎矩的要求，滿足布置縱向預(yù)應(yīng)力鋼束的要求，本設(shè)計(jì)取為30 cm，支點(diǎn)處加

98、厚到70 cm。</p><p>　　2.2.3腹板的擬定</p><p>　　跨中腹板厚度的選定，主要取決于布置預(yù)應(yīng)力筋和澆注混凝土必要的間隙等構(gòu)造要求。一般情況下可按以下原則選用：腹板內(nèi)無(wú)預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，可取20 cm；腹板內(nèi)有預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，可取25～30 cm；腹板內(nèi)有預(yù)應(yīng)力筋錨固頭時(shí)，取35 cm。為滿足支點(diǎn)較大剪應(yīng)力要求，墩上或靠近橋墩的箱梁根部腹板需加厚到30～60 cm，特殊情況可

99、達(dá)100 cm。大跨度橋腹板應(yīng)采用變厚度形式，從跨中向支點(diǎn)分段線形逐步加厚，變厚段一般為一個(gè)節(jié)段長(zhǎng)。為方便施工，簡(jiǎn)化內(nèi)模構(gòu)造，中、小跨徑連續(xù)梁橋腹板一般采用等厚度形式。此設(shè)計(jì)腹板從墩支座處的120 cm到跨中的50 cm。</p><p>　　圖2.2 支座處橫斷面截面尺寸圖（單位:m 尺寸比例：1：100）</p><p>　　圖2.3 跨中處橫斷面截面尺寸圖（單位:m 尺寸比例1：1

100、00）</p><p>　　第3章 橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算</p><p>　　3.1 Midas軟件簡(jiǎn)介</p><p>　　MIDAS/Civil不僅是通用的結(jié)構(gòu)分析三維軟件，而且還可以分析像預(yù)應(yīng)力箱型橋梁、懸索橋、斜拉橋等特殊的結(jié)構(gòu)形式，并且可以正確模擬施工方法做施工階段分析、水化熱分析，靜力彈塑性分析、支座沉降分析、大位移分析，是強(qiáng)有力的土木工程分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)

101、。</p><p>　　MIDAS可以根據(jù)建立的模型，按用戶(hù)要求算出并累加所有各施工階段和運(yùn)營(yíng)階段恒、活載內(nèi)力、位移、反力及預(yù)應(yīng)力等內(nèi)容；并給出對(duì)應(yīng)的內(nèi)力圖、應(yīng)力圖、位移圖、包絡(luò)圖等；對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，還給出按規(guī)范的截面驗(yàn)算結(jié)果；系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算體系轉(zhuǎn)換及次內(nèi)力。</p><p>　　軟件能考慮的恒載有：自重、中-活載、公路活載、混凝土收縮、徐變、溫度變化、支座位移、預(yù)加應(yīng)力、二期恒載、施工

102、臨時(shí)荷載及其它外加荷載等；能輸出如下結(jié)果：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖、各階段恒載內(nèi)力圖、位移圖、內(nèi)力包絡(luò)圖、預(yù)應(yīng)力損失、預(yù)應(yīng)力筋用量示意圖、箱形截面扭曲彎矩圖及各圖的相應(yīng)資料，各階段內(nèi)力、預(yù)應(yīng)力、活載內(nèi)力、位移及截面驗(yàn)算結(jié)果。</p><p>　　系統(tǒng)分為前處理、運(yùn)行結(jié)構(gòu)分析、后處理、PSC截面驗(yàn)算與RC設(shè)計(jì)。其中前處理主要是劃分單元、定義截面和材料、建立模型、約束邊界、輸入荷載；運(yùn)行分析模塊能得出相應(yīng)的內(nèi)力、應(yīng)力、位移、反力；后

103、處理即查看結(jié)果，可自動(dòng)進(jìn)行荷載組合；PSC設(shè)計(jì)可對(duì)各指定截面進(jìn)行驗(yàn)算、并作出判斷；RC設(shè)計(jì)主要是針對(duì)普通筋的設(shè)計(jì)。</p><p>　　Midas建模操作步驟簡(jiǎn)單，其運(yùn)行分析結(jié)果準(zhǔn)確，在橋梁設(shè)計(jì)中，越來(lái)越受到設(shè)計(jì)者的青睞。</p><p>　　3.2 Midas建模步驟簡(jiǎn)說(shuō)</p><p>　　（1）定義材料和截面</p><p>　　按照材

104、料要求與所擬截面尺寸，在Midas中直接定義。</p><p><b>　?。?）建立結(jié)構(gòu)模型</b></p><p>　　將設(shè)計(jì)橋梁劃分節(jié)點(diǎn)、建立單元后，將已經(jīng)定義好的材料和截面相應(yīng)地賦給單元。</p><p>　?。?）輸入PSC截面鋼筋</p><p>　　在PSC設(shè)計(jì)模塊中定義截面鋼筋規(guī)格及裂縫寬度系數(shù)等各項(xiàng)系數(shù)

105、。</p><p>　?。?）輸入荷載：恒荷載，鋼束特性和形狀，鋼束預(yù)應(yīng)力荷載</p><p>　　按所設(shè)計(jì)的預(yù)應(yīng)力剛束輸入剛束形狀，并添加各種荷載。</p><p><b>　　（5）定義施工階段</b></p><p>　　根據(jù)各種條件選擇施工方法，定義好施工步驟。</p><p>　?。?）

106、輸入移動(dòng)荷載數(shù)據(jù)</p><p>　　定義車(chē)道，定義車(chē)輛，移動(dòng)荷載工況。</p><p><b>　?。?）運(yùn)行結(jié)構(gòu)分析</b></p><p><b>　　（8）查看分析結(jié)果</b></p><p>　?。?）.PSC設(shè)計(jì):PSC設(shè)計(jì)參數(shù)確定，運(yùn)行設(shè)計(jì)，查看設(shè)計(jì)結(jié)果</p><

107、p>　　3.3 靜力荷載內(nèi)力計(jì)算</p><p>　　3.3.1 計(jì)算原理</p><p>　　預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的計(jì)算與所采用的施工方法密切相關(guān)，不同的施工方法和施工過(guò)程中不同的施工順序都將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)不同的受力狀況。有時(shí)，施工順序?qū)Q定一種結(jié)構(gòu)方案是否能夠成立。為了正確計(jì)算出所需要的結(jié)果，必須采用適當(dāng)?shù)氖┕し椒▽⑵渎?lián)系起來(lái)。設(shè)計(jì)中可以利用一些特殊的施工方法或施工順序來(lái)調(diào)整結(jié)構(gòu)各部位

108、的內(nèi)力及應(yīng)力分布，使結(jié)構(gòu)各部位處于理想的設(shè)計(jì)預(yù)期狀態(tài)，使其在設(shè)計(jì)中起著輔助的作用。</p><p>　　梁段的劃分:本橋上部結(jié)構(gòu)采用的是對(duì)稱(chēng)懸臂澆注的施工方法。而懸臂澆注箱梁的節(jié)段劃分主要受如下主要因素的控制：</p><p>　　（1）墩頂梁段（0#塊）</p><p>　?、匍L(zhǎng)度一般為5 m～10 m，但以具體情況如施工技巧、施工能力而定，此設(shè)計(jì)中取7 m.&l

109、t;/p><p>　?、谑┕ね屑埽涸诨炷翝仓郧?，搭好托架并應(yīng)對(duì)托架進(jìn)行試壓。</p><p>　　（2）由0#塊段兩側(cè)對(duì)稱(chēng)分段懸臂澆筑部分</p><p>　?、俑鶕?jù)情況將0#塊兩側(cè)的梁進(jìn)行分塊，以便掛籃施工，長(zhǎng)度一般為2.5 m～5 m，也有個(gè)別跨度大的橋梁的分段為2.5 m、3.5 m、4.5 m。此設(shè)計(jì)考慮到混凝土濕重的影響，劃塊的長(zhǎng)度不超過(guò)4 m。</