預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)梁畢業(yè)論文

1、目目 錄錄 第 1 章 緒論.1 1.1 概述.1 1.2 國(guó)內(nèi)外簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)橋梁的研究狀況.1 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀 .1 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 .2 1.3 簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)梁橋的施工特點(diǎn).3 1.4 橋梁博士系統(tǒng)簡(jiǎn)介.4 1.4.1 直線橋梁計(jì)算 .4 1.4.2 截面計(jì)算 .5 1.4.3 橫向分布系數(shù)計(jì)算 .5 第 2 章 橋梁設(shè)計(jì)方案和比選.6 2.1 概述.6 2.1.1 設(shè)計(jì)依據(jù) .6 2.1.2 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) .6 2.1.3 地質(zhì)條件 .6 2.1.4 采用規(guī)范 .6 2.2 橋型方案及比選.6 2.2.1 橋梁設(shè)計(jì)原則 .6 2.2.2 橋型方案 .7 2.2.3 方案比較

2、.8 第 3 章 結(jié)構(gòu)尺寸擬定.10 3.1 設(shè)計(jì)基本概況.10 3.1.1 橋梁線型布置 .10 3.1.2 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) .10 3.1.3 主要材料 .10 3.1.4 橋面鋪裝 .11 3.1.5 橋面排水 .11 3.1.6 施工方式 .11 3.1.7 設(shè)計(jì)依據(jù) .11 3.1.8 支座強(qiáng)迫位移 .11 3.1.9 溫度影響 .12 3.2 橋型及縱、橫斷面布置.12 3.2.1 橋型布置及孔徑劃分 .12 3.2.2 截面形式及截面尺寸擬定 .12 3.2.3 箱梁底板厚度及腹板寬度設(shè)置 .14 3.2.4 下部結(jié)構(gòu)尺寸的擬定 .15 3.3 毛截面幾何特性計(jì)算.15 3.3.1

3、 手算毛截面幾何特性 .15 3.3.2 橋梁博士計(jì)算毛截面幾何特性 .17 3.3.3 箱梁抗扭慣性矩的計(jì)算 .17 3.4 截面效率指標(biāo).18 第 4 章 橋面板設(shè)計(jì).19 4.1 橋面板恒載內(nèi)力計(jì)算.19 4.2 橋面板活載內(nèi)力計(jì)算.20 4.3 橋面板荷載內(nèi)力組合.21 4.4 主梁行車(chē)道板配筋.22 4.4.1 行車(chē)道板尺寸的復(fù)核 .22 4.4.2 支點(diǎn)處配筋 .22 4.4.3 板跨中配筋 .23 4.5 抗剪驗(yàn)算.23 第 5 章 主梁內(nèi)力初步計(jì)算.24 5.1 模型的建立.24 5.1.1 施工階段的劃分 .25 5.1.2 單元的劃分、結(jié)構(gòu)的離散 .25 5.2 恒載內(nèi)力計(jì)

4、算.26 5.2.1 預(yù)制箱梁一期恒載集度 .26 5.2.2 成橋后一期恒載集度 .28 5.2.3 二期恒載集度 .28 5.2.4 各階段恒載效應(yīng)計(jì)算 .29 5.3 活載內(nèi)力計(jì)算.31 5.3.1 主梁的最不利荷載橫向分布系數(shù) 計(jì)算 .31 m 5.3.2 手算活載效應(yīng) .37 5.3.3 電算活載效應(yīng) .39 5.4 溫度次內(nèi)力計(jì)算.39 5.4.1 簡(jiǎn)支梁階段溫差作用效應(yīng)計(jì)算 .40 5.4.2 連續(xù)梁階段溫差作用效應(yīng)計(jì)算 .41 5.4.3 電算溫度作用效應(yīng) .42 5.5 基礎(chǔ)沉降次內(nèi)力計(jì)算.43 5.5.1 手算邊支座沉降效應(yīng) .43 5.5.2 電算各支座單獨(dú)沉降效應(yīng) .4

5、4 第 6 章 主梁內(nèi)力初步組合.46 6.1 按持久狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì).46 6.1.1 基本組合 .46 6.1.2 偶然組合 .47 6.2 按持久狀態(tài)下正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì).47 6.2.1 作用短期效應(yīng)組合 .47 6.2.2 作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合 .48 6.3 荷載內(nèi)力組合結(jié)果.48 6.3.1 手算部分控制截面組合內(nèi)力 .48 6.3.2 電算組合內(nèi)力 .49 6.4 荷載內(nèi)力包絡(luò)圖.52 第 7 章 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算及布置.53 7.1 預(yù)應(yīng)力筋的估算.53 7.1.1 按正常使用極限狀態(tài)的應(yīng)力要求計(jì)算 .53 7.1.2 按承載能力極限狀態(tài)的強(qiáng)度要求計(jì)算 .56 7.1.

6、3 手算配筋.57 7.1.4 電算配筋 .58 7.2 預(yù)應(yīng)力筋束的布置.59 7.2.1 預(yù)應(yīng)力筋的布置原則 .59 7.2.2 束筋的選擇與布置 .60 7.2.3 普通鋼筋的布置 .63 7.3 主梁凈、換算截面幾何特性計(jì)算.63 7.4 束界的校核.65 第 8 章 預(yù)應(yīng)力損失及有效預(yù)應(yīng)力的計(jì)算.66 8.1 預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算.66 8.1.1 預(yù)應(yīng)力筋與孔壁間摩擦引起的應(yīng)力損失 .66 8.1.2 錨具變形與壓密、預(yù)應(yīng)力筋回縮等引起的應(yīng)力損失 .67 8.1.3 預(yù)應(yīng)力筋和臺(tái)座間溫差引起的應(yīng)力損失 .68 8.1.4 混凝土彈性壓縮引起的應(yīng)力損失 .68 8.1.5 預(yù)應(yīng)力筋松弛引起

7、的應(yīng)力損失終極值 .69 8.1.6 混凝土收縮和徐變引起的應(yīng)力損失 .70 8.2 有效預(yù)應(yīng)力的計(jì)算 .70 8.2.1 預(yù)應(yīng)力損失組合 .71 8.2.2 各階段有效預(yù)應(yīng)力計(jì)算 .71 8.3 減小預(yù)應(yīng)力損失的措施.72 第 9 章 配束后主梁內(nèi)力計(jì)算.73 9.1 施工階段主梁內(nèi)力計(jì)算.73 9.2 運(yùn)營(yíng)階段汽車(chē)活載內(nèi)力、溫度及基礎(chǔ)沉降次內(nèi)力計(jì)算.74 9.3 混凝土收縮徐變次內(nèi)力計(jì)算.77 9.4 預(yù)應(yīng)力效應(yīng)計(jì)算.80 9.4.1 簡(jiǎn)支梁階段預(yù)應(yīng)力效應(yīng) .80 9.4.2 連續(xù)梁階段預(yù)應(yīng)力效應(yīng) .81 9.4.3 線性變換 .83 9.4.4 吻合束 .83 9.5 內(nèi)力組合.83 第

8、 10 章 主梁截面驗(yàn)算.85 10.1 持久狀況承載能力極限狀態(tài)計(jì)算.85 10.1.1 正截面強(qiáng)度驗(yàn)算 .85 10.1.2 斜截面強(qiáng)度驗(yàn)算 .86 10.2 持久狀況正常使用極限狀態(tài)計(jì)算.88 10.2.1 全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件抗裂性驗(yàn)算 .88 10.2.2 撓度的計(jì)算及預(yù)拱度的設(shè)置 .91 10.3 短暫狀況構(gòu)件的應(yīng)力計(jì)算與驗(yàn)算.95 10.4 持久狀況構(gòu)件的應(yīng)力計(jì)算與驗(yàn)算.101 第 11 章 主要工程量計(jì)算.104 11.1 混凝土總用量計(jì)算.104 11.2 鋼絞線及錨具總用量計(jì)算.104 第 12 章 結(jié)論與展望.106 12.1 結(jié)論.106 12.2 展望.106 參考文獻(xiàn)

9、.107 致 謝.108 外文翻譯材料.109 第 1 章 緒論 1.1 概述 隨著我國(guó)公路建設(shè)的飛速發(fā)展，我國(guó)現(xiàn)已建成京石、沈大、廣佛等數(shù)條高 速公路主干線，它們已經(jīng)成為促進(jìn)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素，目前全國(guó)各 省市都在進(jìn)行著公路的大建設(shè)。 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋由于具有變形小、剛度大、伸縮縫少、行車(chē)平穩(wěn)舒 適、施工簡(jiǎn)便、養(yǎng)護(hù)簡(jiǎn)單、抗震能力強(qiáng)等許多優(yōu)點(diǎn)，因而常常成為公路橋梁建 設(shè)中首選的方案。由于現(xiàn)澆連續(xù)梁的施工復(fù)雜繁瑣、費(fèi)工費(fèi)時(shí)，人們一直希望 將簡(jiǎn)支梁的批量預(yù)制生產(chǎn)和連續(xù)梁的優(yōu)越性能結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)用梁或板批量預(yù) 制生產(chǎn)的方式來(lái)加快連續(xù)梁的建設(shè)速度，同時(shí)省去繁瑣的支模工序。預(yù)制拼裝 法即是在

10、這一情況下應(yīng)運(yùn)而生的，而該種方法一經(jīng)出現(xiàn)則迅速得到了國(guó)內(nèi)外橋 梁工作者的歡迎，并迅速推廣。 早期的預(yù)制拼裝法僅僅局限于節(jié)段(segment)的預(yù)制和拼裝。隨著公路建設(shè) 的迅速發(fā)展，大量中等跨徑的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋方案常常作為優(yōu)勝方案而 被采用。為了適應(yīng)中等跨徑長(zhǎng)橋的建設(shè)的需要，出現(xiàn)了全跨徑長(zhǎng)度的梁或板的 預(yù)制構(gòu)件，形成了將整跨梁或板架設(shè)于支座就位后“拼裝”成連續(xù)梁的逐孔施 工方法，此“拼裝”的含義也發(fā)生了變化。這種整跨梁預(yù)制、架設(shè)就位后，在 支座處通過(guò)現(xiàn)澆接頭、待混凝土強(qiáng)度達(dá)到規(guī)定值后張拉預(yù)應(yīng)力筋實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)連續(xù) 的施工方法，即是我們常說(shuō)的“簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)施工”方法。為了與常規(guī)的施工方 法形成的連續(xù)

11、梁結(jié)構(gòu)體系區(qū)分開(kāi)來(lái)，我們把這種施工方法形成的結(jié)構(gòu)體系稱(chēng)為 “簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)結(jié)構(gòu)體系” 。 1.2 國(guó)內(nèi)外簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)橋梁的研究狀況 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀 在國(guó)外，無(wú)論是日本、韓國(guó)等亞洲地區(qū)，還是美國(guó)、加拿大等美洲地區(qū)及 歐洲地區(qū)，都出現(xiàn)了很多采用簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)施工方法造成的橋梁實(shí)例。其中有 2 座橋梁在簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)結(jié)構(gòu)體系中占具有重要的代表意義,它們是美國(guó)內(nèi)布拉斯加 州林肯市建造的 2 座人行橋：一座為第十街的人行天橋，另一座為第五號(hào)街的 天。 1 橋 大約在 20 世紀(jì) 60 年代，波特蘭混凝土協(xié)會(huì)（簡(jiǎn)稱(chēng) pca）對(duì)預(yù)制梁通過(guò)現(xiàn) 澆橋面板和連續(xù)橫隔板連續(xù)（兩種類(lèi)型的正彎矩連接，例如焊接在構(gòu)造上的直

12、鋼筋以及彎鋼筋）方法進(jìn)行了研究。預(yù)制梁的連續(xù)可以通過(guò)橋墩上方橋面板內(nèi) 布置連續(xù)的鋼筋以及內(nèi)支座處兩片預(yù)制梁端部之間的混凝土橫隔板得以實(shí)現(xiàn)。 40 年以來(lái)，該種類(lèi)型的連接一直是許多人研究的主題，這種連接方法已經(jīng)成功 的應(yīng)用于諸多國(guó)。 1 家 在 20 世紀(jì) 70 年代后期，作為密蘇里州聯(lián)合公路研究計(jì)劃的一部分，密蘇 里州一哥侖比亞大學(xué)研究了將鋼絞線延伸到連接橫隔板內(nèi)部以形成正彎矩連接 的可行性，提出了一種設(shè)計(jì)方法，它將鋼絞線的應(yīng)力限制在其極限承載力的 15%， 以避免疲勞破壞，該研究還建議連續(xù)橫隔板應(yīng)該在橋面板之前澆筑。 在 1993 年，josepha. picenec,steven. kne

13、ip 等介紹了內(nèi)布拉斯加州林 肯市第十街高架橋工程，該橋?yàn)轭A(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁（i 型截面）橋，采用簡(jiǎn) 支轉(zhuǎn)連續(xù)施工方法，后連續(xù)工藝?yán)昧藘?nèi)布拉斯加州大學(xué)研究設(shè)計(jì)的一種新的 后連續(xù)方式。 在 20 世紀(jì) 90 年代后期，在國(guó)家聯(lián)合公路研究計(jì)劃的框架下，施工技術(shù)實(shí) 驗(yàn)室（簡(jiǎn)稱(chēng)為 ctl）對(duì)該類(lèi)連續(xù)梁橋進(jìn)行了分析研究，該項(xiàng)研究顯示，由于時(shí) 間效應(yīng)所產(chǎn)生的正彎矩可以引起連續(xù)性連接的開(kāi)裂。但相反抵抗矩將變大，因 此配筋和沒(méi)有配筋的連接最終可能都會(huì)開(kāi)裂。該研究跨中實(shí)際上與連續(xù)性橫隔 板內(nèi)的配筋無(wú)關(guān)，研究表明，正彎矩連接、費(fèi)時(shí)、安裝費(fèi)用高，并且沒(méi)有結(jié)構(gòu) 上的優(yōu)。 2 點(diǎn) 在英國(guó)，clark 和 sugie

14、在 20 世紀(jì) 90 年代后期，研究了預(yù)制梁的正、負(fù) 彎矩連接。他們建議不去計(jì)算徐變和收縮效應(yīng)，而是對(duì)跨徑在 2036范圍直m 接在鉸處設(shè)計(jì)能夠抵抗 700的正彎矩，而梁高至少為 1.1。對(duì)于小一點(diǎn)kn mm 跨度的梁，建議設(shè)計(jì) 600的正彎矩。kn m 在 2000 年，a.r.marl 和 j.montaner 詳細(xì)探討了一種新型的預(yù)制混凝土連 續(xù)箱梁橋的幾何特征、概念設(shè)計(jì)、分析以及建造。該種典型的橋梁包括“u”形 截面的預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土梁和通過(guò)橫隔板端實(shí)現(xiàn)混凝土橋面板的后連續(xù)預(yù)應(yīng)力 連。 3 接 可知，國(guó)外對(duì)于簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)結(jié)構(gòu)體系的研究不僅包括后連續(xù)的工藝上、后 連續(xù)端部的力學(xué)特性，還包括

15、后連續(xù)端部的正負(fù)彎矩筋的配置，由于簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連 續(xù)結(jié)構(gòu)體系多采用組合體系，因而很多的研究集中在混凝土的收縮徐變對(duì)簡(jiǎn)支 轉(zhuǎn)連續(xù)結(jié)構(gòu)體系的影響上。 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 國(guó)內(nèi)采用此方法的時(shí)間與國(guó)外相差并不長(zhǎng)，但是由于高等級(jí)公路的發(fā)展滯 后，因而簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)和施工水平都與國(guó)外有很大的差距，造成 了國(guó)內(nèi)對(duì)該種體系研究的落后現(xiàn)狀。簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)的含義也在不斷擴(kuò)展，不僅包 含了早期的橋面連續(xù)、橋面板連續(xù)、普通鋼筋實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)本身的連續(xù)、使用預(yù)應(yīng) 力實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)本身的連續(xù)等內(nèi)容，而且涵蓋了利用鋼梁或混凝土梁作為簡(jiǎn)支構(gòu)件， 在現(xiàn)澆混凝土板內(nèi)利用預(yù)應(yīng)力實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)連續(xù)的鋼混凝土組合梁橋的后連續(xù)問(wèn) 題；后連續(xù)的內(nèi)容也

16、從早期的縱向連續(xù)擴(kuò)展到橫向橋面板的連續(xù)問(wèn)題（使用普 通鋼筋或預(yù)應(yīng)力筋） ；簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)的施工方法所采用的截面形式也得到了擴(kuò)展， 由早期的 i 型截面、t 型截面、空心板梁發(fā)展到了箱型截面。 簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)施工方法在 20 世紀(jì) 80 年代興起，并很快得到了廣泛的應(yīng)用。 我國(guó)河北灤河大橋、廣東三洪奇大橋、柳南高速公路洛維大橋（30t 梁） 、京m 沈高速公路潮白河大橋（20空心板梁） 、福寧高速公路八尺門(mén)海灣特大橋（30m 、50t 梁） 、敦延一級(jí)公路長(zhǎng)新高架橋引橋（40t 梁） 、梅河口繞越一級(jí)公mmm 路輝發(fā)河大橋（30箱梁） 、國(guó)道 102 長(zhǎng)平一級(jí)公路東遼河大橋（20箱梁）以mm 及肇源松花

17、江特大橋引橋（40t 梁）等都是采用此方法建成的簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)梁m 。 4-7 橋 雖然目前國(guó)內(nèi)對(duì)簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)結(jié)構(gòu)體系的研究已廣泛開(kāi)展，但仍存在以下幾 個(gè)主要問(wèn)題：由于缺乏相應(yīng)的規(guī)范及參考資料，目前我國(guó)簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)體系的 預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計(jì)依然根據(jù)規(guī)范上簡(jiǎn)支梁和連續(xù)梁的相關(guān)條例進(jìn)行，沒(méi)有考慮簡(jiǎn) 支轉(zhuǎn)連續(xù)結(jié)構(gòu)體系的固有特點(diǎn)。在簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)結(jié)構(gòu)體系的施工工藝上，存在 很大的分歧，對(duì)后連續(xù)端部的澆筑順序、后連續(xù)預(yù)應(yīng)力的張拉順序以及后連續(xù) 端部的澆筑方式缺乏統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。在后連續(xù)端部的配筋方式和配筋量上沒(méi)有 統(tǒng)一的規(guī)定，因而導(dǎo)致端部配筋的設(shè)計(jì)種類(lèi)繁多，且?guī)в幸欢ǖ闹饔^隨意性。 1.3 簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)梁橋的施工特點(diǎn) 簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)

18、連續(xù)施工方法是連續(xù)梁橋施工中較為常見(jiàn)的一種方法。一般先架設(shè) 預(yù)制主梁，形成簡(jiǎn)支梁狀態(tài)；進(jìn)而再將主梁在墩頂連成整體，最終形成連續(xù)梁 體系。該施工方法的主要特點(diǎn)是施工方法簡(jiǎn)單可行，施工質(zhì)量可靠，實(shí)現(xiàn)了橋 梁施工的工廠化、標(biāo)準(zhǔn)化和裝配化。概括地講簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)施工法是采用簡(jiǎn)支梁 的施工工藝，卻可達(dá)到建造連續(xù)梁橋的目的。目前隨著公路的發(fā)展，為改善橋 梁行車(chē)的舒適性，簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)梁橋在中、小跨徑的連續(xù)梁橋中得到了廣泛的應(yīng) 用。 在簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)梁橋中由簡(jiǎn)支狀態(tài)轉(zhuǎn)換為連續(xù)梁狀態(tài)的常見(jiàn)方法有以下幾種： 將主梁內(nèi)的普通鋼筋在墩頂連續(xù)； 將主梁內(nèi)縱向預(yù)應(yīng)力鋼束在墩頂采用特殊的連接器進(jìn)行連接； 在墩頂兩側(cè)一定范圍內(nèi)的主梁上

19、部布設(shè)局部預(yù)應(yīng)力短束來(lái)實(shí)現(xiàn)連續(xù)。 第一種方法雖然簡(jiǎn)單易行，但常在墩頂負(fù)彎矩區(qū)內(nèi)發(fā)生橫向裂縫，影響橋 梁的正常使用。方法的效果最好，但施工很困難，故一般不采用。第三種方 法不僅施工可行，并且具有方法的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又克服了僅采用普通鋼筋連續(xù) 的開(kāi)裂問(wèn)題。所以一般簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)橋多采用墩頂短束與普通鋼筋連續(xù)這樣的構(gòu) 造處理來(lái)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)。 由于簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)梁橋在施工過(guò)程常存在體系轉(zhuǎn)換，需依據(jù)具體的施工過(guò)程 來(lái)分析結(jié)構(gòu)的受力。施工的第一階段是形成簡(jiǎn)支梁，此階段主梁承受一期恒載 自重產(chǎn)生的內(nèi)力及在簡(jiǎn)支梁上施加的預(yù)加力；第二階段首先澆筑墩頂連續(xù)段混 凝土，待混凝土達(dá)到要求的強(qiáng)度后張拉墩頂負(fù)彎矩束（局部短束） ，

20、最終形成連 續(xù)梁。連續(xù)梁成橋狀態(tài)主要承受二期恒載、活載、溫度、支座沉降產(chǎn)生的內(nèi)力 以及負(fù)彎矩束的預(yù)加力、預(yù)加力的二次矩、徐變二次矩等。由上面的分析可知， 簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)梁橋跨中正彎矩要比現(xiàn)澆一次落架大，而支點(diǎn)負(fù)彎矩要比現(xiàn)澆一次 落架小。因此，在主梁內(nèi)要配置足夠數(shù)量的正彎矩束筋，以滿足連續(xù)梁狀態(tài)的 承載要求和簡(jiǎn)支狀態(tài)下承受結(jié)構(gòu)自重的施工荷載的需要。 簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)梁橋施工程序?qū)Y(jié)構(gòu)內(nèi)力也有一定影響。目前施工有兩種做法： 一種是先將每片簡(jiǎn)支梁轉(zhuǎn)換為連續(xù)梁后，再進(jìn)行橫向整體化；另外一種做法是 先將簡(jiǎn)支梁橫向整體化后，再進(jìn)行結(jié)構(gòu)的體系轉(zhuǎn)換。前者按平面結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算 分析較為合理；而后者轉(zhuǎn)換后已屬空間結(jié)構(gòu)，要進(jìn)行

21、較為精確分析，比較繁雜。 1.4 橋梁博士系統(tǒng)簡(jiǎn)介 本文的工程九洲田大橋所采用的簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)梁橋的設(shè)計(jì)計(jì)算采用同濟(jì)大學(xué) 橋梁博士（v3.0 版）直線梁橋平面桿系有限元法程序。現(xiàn)對(duì)橋梁博士軟件作一 簡(jiǎn)要介紹。 橋梁博士是一套通用橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工計(jì)算系統(tǒng)。所有的功能都在窗口的 菜單內(nèi)，與 windows 的使用標(biāo)準(zhǔn)一致。該系統(tǒng)自 1995 年投向市場(chǎng)以來(lái)設(shè)計(jì)計(jì)算 了鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁、剛構(gòu)、連續(xù)拱、桁架梁、斜拉橋等多種 橋梁。在設(shè)計(jì)過(guò)程中充分發(fā)揮了程序?qū)嵱眯詮?qiáng)、可操作性好、自動(dòng)化程度較高 等特點(diǎn)，對(duì)于提高橋梁設(shè)計(jì)能力考慮到了很好的作用。橋梁博士 v3.0 版本又增 加了新版橋規(guī)即公路橋涵

22、設(shè)計(jì)通用規(guī)范 （jtgd60-2004）和公路鋼筋混凝 土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范 （jtg d62-2004）的內(nèi)容。 1.4.1 直線橋梁計(jì)算 能夠計(jì)算鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土、組合梁以及鋼結(jié)構(gòu)的各種結(jié)構(gòu)體系 的與活載的各種線性與非線性結(jié)構(gòu)響應(yīng)，其中非線性的包括： 結(jié)構(gòu)的幾何非線性； 結(jié)構(gòu)混凝土的收縮徐變非線性影響； 組合構(gòu)件截面不同材料對(duì)收縮徐變的非線性影響； 鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土中普通鋼筋對(duì)收縮徐變的非線性影響； 結(jié)構(gòu)在非線性溫度場(chǎng)作用下的結(jié)構(gòu)與截面的非線性影響； 受軸力構(gòu)件的壓彎非線性和索構(gòu)件的垂度引起的非線性影響，結(jié)構(gòu)混凝 土的收縮徐變非線性影響。 對(duì)于帶索結(jié)構(gòu)可根據(jù)用戶(hù)要求

23、計(jì)算各索的一次施工張拉力或考慮活載后估 算拉索的面積和恒載的優(yōu)化索力。 活載的類(lèi)型包括公路汽車(chē)、掛車(chē)、人群、特殊活載、特殊車(chē)列、鐵路中 活載、高速列車(chē)和城市輕軌荷載。 可以按照用戶(hù)的要求對(duì)各種構(gòu)件和預(yù)應(yīng)力鋼束進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)和正 常使用極限狀態(tài)及施工階段的配筋計(jì)算或應(yīng)力和強(qiáng)度驗(yàn)算，并根據(jù)規(guī)范限值判 斷是否滿足規(guī)范。 1.4.2 截面計(jì)算 截面特征計(jì)算：可以計(jì)算任意截面的幾何特征，并能同時(shí)考慮普通鋼筋、 預(yù)應(yīng)力鋼筋以及不同材料對(duì)幾何特征的影響。 荷載組合計(jì)算：對(duì)本系統(tǒng)定義的各種荷載效應(yīng)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)荷載 組合和正常使用極限荷載組合的計(jì)算。 截面配筋計(jì)算：可以根據(jù)用戶(hù)提供的混凝土截面描述

24、和荷載描述進(jìn)行承載 能力極限狀態(tài)荷載組合和正常使用極限狀態(tài)荷載組合的荷載組合 計(jì)算，并進(jìn)行6種組合狀態(tài)的普通鋼筋或預(yù)應(yīng)力鋼筋的配筋計(jì)算。 應(yīng)力驗(yàn)算：可根據(jù)用戶(hù)提供的任意截面和截面荷載描述進(jìn)行承載能力極限 狀態(tài)荷載組合和正常使用極限狀態(tài)荷載組合共 9 種組合的計(jì)算， 并進(jìn)行種組合的應(yīng)力驗(yàn)算及承載能力極限強(qiáng)度驗(yàn)算；其中強(qiáng)度驗(yàn)算根據(jù)截面的 受力狀態(tài)按軸心受壓、軸心受拉、上緣受拉偏心受壓、下緣受拉偏心受壓、上 緣受拉偏心受拉、下緣受拉偏心受拉、上緣受拉受彎、下緣受拉受彎 8 種受力 情況分別給出強(qiáng)度驗(yàn)算結(jié)果。 1.4.3 橫向分布系數(shù)計(jì)算 運(yùn)用杠桿法、剛性橫梁法或剛接（鉸接）板梁法計(jì)算主梁在各種活載作

25、用 下的橫向分布系數(shù)。 第 2 章 橋梁設(shè)計(jì)方案和比選 2.1 概述 2.1.1 設(shè)計(jì)依據(jù) 該大橋地處會(huì)昌縣麻洲鎮(zhèn)，該大橋跨越湘水,是贛州市實(shí)施渡改橋建設(shè)項(xiàng) 目重要工程。橋梁設(shè)計(jì)總長(zhǎng)度 100，為公路橋梁。m 2.1.2 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) （1）路線道路等級(jí)：二級(jí)道路。 （2）設(shè)計(jì)行車(chē)速度：80。km/ h （3）橋面總寬 10，其中機(jī)動(dòng)車(chē)道雙向兩車(chē)道寬 7.5（2 3.75） ，人行mm 道寬 2 1，欄桿 2 0.25。mm （4）荷載標(biāo)準(zhǔn)：公路級(jí)，人群荷載取 3.0。 2 kn / m （5）設(shè)計(jì)洪水頻率：百年一遇。 （6）橋梁類(lèi)型：預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁橋。 （7）通航要求：無(wú)。 （8）橋梁縱坡：

26、3%。 （9）橋梁橫坡：1%。 2.1.3 地質(zhì)條件 地質(zhì)結(jié)構(gòu)為分化和弱分化泥巖地層。 2.1.4 采用規(guī)范 公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(jtg d602004)； 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 d622004)； 公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) （jtg b012003） 。 2.2 橋型方案及比選 2.2.1 橋梁設(shè)計(jì)原則 （1）適用性。橋上應(yīng)保證車(chē)輛和人群的安全暢通，并應(yīng)滿足將來(lái)交通量增 長(zhǎng)的需要。橋下應(yīng)滿足泄洪、安全通航或通車(chē)等要求。建成的橋梁應(yīng)保證使用 年限，并便于檢查和維修。 （2）舒適與安全性?，F(xiàn)代橋梁設(shè)計(jì)越來(lái)越強(qiáng)調(diào)舒適度，要控制橋梁的豎向 與橫向振幅，避免車(chē)輛在橋上振動(dòng)與沖擊。

27、整個(gè)橋跨結(jié)構(gòu)及各部分構(gòu)件，在制 造、運(yùn)輸、安裝和使用過(guò)程中應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性。 （3）經(jīng)濟(jì)性。設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性一般應(yīng)占首位。經(jīng)濟(jì)性應(yīng)綜合發(fā)展遠(yuǎn)景及將來(lái) 的養(yǎng)護(hù)和維修等費(fèi)用。 （4）先進(jìn)性。橋梁設(shè)計(jì)應(yīng)體現(xiàn)現(xiàn)代橋梁建設(shè)的新技術(shù)。應(yīng)便于制造和架設(shè)， 應(yīng)盡量采用先進(jìn)工藝技術(shù)和施工機(jī)械、設(shè)備，以利于減少勞動(dòng)強(qiáng)度，加快施工 進(jìn)度，保證工程質(zhì)量和施工安全。 （5）美觀。一座橋梁，尤其是座落于城市的橋梁應(yīng)具有優(yōu)美的外形，應(yīng)與 周?chē)木爸孪鄥f(xié)調(diào)。合理的結(jié)構(gòu)布局和輪廓是美觀的主要因素，決不應(yīng)把美觀 片面的理解為豪華的裝飾。 應(yīng)根據(jù)上述原則，對(duì)橋梁作出綜合評(píng)估。 2.2.2 橋型方案 （1）比選方案

28、的主要標(biāo)準(zhǔn) 橋梁方案比選有四項(xiàng)主要標(biāo)準(zhǔn)：安全，功能，經(jīng)濟(jì)與美觀，環(huán)保，其中以 安全與經(jīng)濟(jì)為重。至于橋梁美觀，要視經(jīng)濟(jì)與環(huán)境條件而定。 （2）初擬方案 先簡(jiǎn)支后連續(xù)梁箱型梁橋，如圖 2-1 所示。 圖 2-1 先簡(jiǎn)支后連續(xù)梁箱型梁橋 簡(jiǎn)支 t 型梁橋，如圖 2-2 所示。 圖 2-2 簡(jiǎn)支 t 型梁橋 t 形剛構(gòu)橋，如圖 2-3 所示。 圖 2-3 t 形剛構(gòu)橋 2.2.3 方案比較 方案一的優(yōu)點(diǎn)： 從總體看，橋型線形簡(jiǎn)潔明快，伸縮縫少，行車(chē)平順； 跨越能力大，自重較輕，受力性能好，變形?。?施工方便簡(jiǎn)易，降低了整體預(yù)算，比較合理； 采用先簡(jiǎn)支后連續(xù)施工，簡(jiǎn)單方便，施工快； 橋面上視野開(kāi)闊，便于

29、行車(chē)。 缺點(diǎn)： 預(yù)應(yīng)力鋼束張拉較多，技術(shù)要求較高。 方案二的優(yōu)點(diǎn)： 易與建造，構(gòu)造簡(jiǎn)單，適應(yīng)性強(qiáng)； 不受基礎(chǔ)的限制，可標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)； 結(jié)構(gòu)造型靈活，整體性好，剛度較大。 缺點(diǎn)： 跨徑較小，梁高較大，橋墩較多； 線條明晰，但比較單調(diào)，與景觀配合很不協(xié)調(diào)。 方案三的優(yōu)點(diǎn)： 外形尺寸小，橋下凈空大，橋下視野開(kāi)闊； 混凝土用量少，節(jié)約材料； 跨越能力大，自重較輕，受力性能好，變形小。 缺點(diǎn)： 鋼筋用量大，造價(jià)高； 剛構(gòu)橋超靜定結(jié)構(gòu)，對(duì)基礎(chǔ)要求很高。因此基礎(chǔ)造價(jià)也是很高。 三個(gè)初擬方案特點(diǎn)比較列于方案比選表表 2-1。 表 2-1 方案比選表 比較項(xiàng)目第一方案第二方案第三方案 橋型預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋簡(jiǎn)支梁

30、預(yù)應(yīng)力混凝土剛構(gòu)橋 橋跨結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋在垂 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。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)，整體性好， 剛度較大，變形較小。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 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。結(jié)構(gòu)造型 靈活，整體性好， 剛度較大，其跨徑 較小；且簡(jiǎn)支梁梁 高較大，與城市的 景觀不協(xié)調(diào) 剛構(gòu)橋在豎向荷載作用 下，一般產(chǎn)生水平推力， 所以要求良好的地基。 支柱除承受壓力外，還 承受變矩。剛構(gòu)橋?yàn)槌?靜定結(jié)構(gòu)，所以在混凝 土收縮、溫度變化、不 均勻沉降都會(huì)

31、產(chǎn)生附加 內(nèi)力。 建筑造型 側(cè)面上看線條明晰，與當(dāng)?shù)?的地形配合，顯得美觀大方 跨徑一般，線條明 晰，但比較單調(diào)， 與景觀配合很不協(xié) 調(diào)。 側(cè)面上看線條明晰，與 當(dāng)?shù)氐牡匦闻浜贤庑纬?寸小，橋下凈空大，橋 下視野開(kāi)闊 養(yǎng)護(hù)維修量小小較大 設(shè)計(jì)技術(shù)水平經(jīng)驗(yàn)豐富，國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平 經(jīng)驗(yàn)較豐富，國(guó)內(nèi) 先進(jìn)水平 經(jīng)驗(yàn)一般，國(guó)內(nèi)一般水 平 施工技術(shù) 采用先簡(jiǎn)支后連續(xù)施工。 預(yù)制簡(jiǎn)支梁，分片進(jìn)行預(yù)制 安裝，安裝完成后澆筑墩頂 接頭的混凝土，更換支座。 把橋梁轉(zhuǎn)換為連續(xù)梁。施工 簡(jiǎn)單、易行。 預(yù)制 t 型構(gòu)件， 運(yùn)至施工地點(diǎn)，采 用混凝土現(xiàn)澆，將 t 型梁連接，其特 點(diǎn)外型簡(jiǎn)單、制造 方便，整體性好 懸臂拼裝法

32、：對(duì)周?chē)?影響較小，不影響橋下 的通航。將結(jié)構(gòu)分開(kāi)預(yù) 制，運(yùn)輸，拼裝，再最 后合攏，可加快工期。 但施工階段較復(fù)雜。 工 期較短較 短較 長(zhǎng) 由表中比較可知，根據(jù)地質(zhì)地形條件，結(jié)合橋梁設(shè)計(jì)原則，選擇第一方案。 因?yàn)榻?jīng)濟(jì)、受力、基礎(chǔ)要求上比第三方案好；跨徑上滿足要求，景觀與環(huán)境協(xié) 調(diào)，比第二方案好；工期上較短，對(duì)整個(gè)工程進(jìn)度來(lái)說(shuō)不會(huì)受其影響；施工難 度較小。所以選擇第一方案作為首選。 第 3 章 結(jié)構(gòu)尺寸擬定 3.1 設(shè)計(jì)基本概況 本設(shè)計(jì)系江西省贛州市會(huì)昌縣九洲田大橋。該橋位于江西省會(huì)昌縣麻洲地 段，跨越湘水，屬山嶺重丘區(qū)。根據(jù)線路及相應(yīng)行業(yè)技術(shù)要求，經(jīng)比選，采用 簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土等截面

33、小箱梁橋型方案。 3.1.1 橋梁線型布置 （1）平曲線半徑：無(wú)平曲線。 （2）豎曲線半徑：無(wú)豎曲線，縱坡采用 1.5%。 3.1.2 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) （1）設(shè)計(jì)荷載：公路級(jí)，人群荷載取 3.0 2 /mkn （2）設(shè)計(jì)速度：80km/ h （3）橋面布置：雙向兩車(chē)道車(chē)道總寬 2 3.75=7.5+兩側(cè)各 1寬人行道+mm 兩側(cè)各 0.25護(hù)欄m （4）設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期：100 年 （5）設(shè)計(jì)安全等級(jí)：二級(jí) （6）設(shè)計(jì)洪水頻率：1/100 （7）通航標(biāo)準(zhǔn)：不通航 3.1.3 主要材料 （1）混凝土 預(yù)制箱梁、橫梁：c40 混凝土，彈性模量 ec=32500；m pa 現(xiàn)澆接頭、濕接縫、人行道、護(hù)欄：c

34、40 混凝土；18.4 cd fm pa 水泥混凝土鋪裝層：c25 混凝土，ec=28000。m pa （2）鋼材 低松弛高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼絞線應(yīng)符合 astm a416-97 的規(guī)定，單根鋼絞線直 徑15.24，鋼絞線面積； s j m m140a 2 m m 鋼絞線抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)=1860，設(shè)計(jì)值，彈性1860 pk fm pam pa1260 pd fm pa 模量。 5 1.95 10 p e m pa 、級(jí)鋼筋應(yīng)分別符合鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋gb1301391 和鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋gb1499-98 的規(guī)定。凡鋼筋直徑12者，m m 均采用 hrb335（20mnsi）熱軋螺紋鋼筋

35、，；凡 5 2.0 10 s e m pa280 sd fm pa 鋼筋直徑12者，采用 r235（a3）鋼筋，。m m 5 2.1 10 p e m pa195 sd fm pa （3）其它 錨具及管道成孔。預(yù)制箱梁錨具采用錐形錨具，預(yù)應(yīng)力孔道采用金屬波 紋管，孔道內(nèi)徑為 5.5。cm 橋梁支座性能應(yīng)符合交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)公路橋梁板式橡膠支座jt/t4- 93 的規(guī)定。采用 gpxz 協(xié)調(diào)抗震型盆式橡膠支座。 橋梁伸縮采用 j-75 型伸縮裝置。 3.1.4 橋面鋪裝 2混凝土磨耗層（容重 24）+ 9混凝土墊層（容重 25） ，cm 3 kn/ mcm 3 kn/ m 橋面橫坡采用 1%，在梁

36、底利用三角墊層設(shè)置橫向坡度。 3.1.5 橋面排水 橋面縱向設(shè)置 1.5%的坡度，排水采用自然排水，在橋面兩側(cè)設(shè)置排水管， 使用鑄鐵泄水管，橋面兩側(cè)每隔 5設(shè)置一對(duì)，采用直排式。 m 3.1.6 施工方式 簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)預(yù)應(yīng)力連續(xù)施工方法。 3.1.7 設(shè)計(jì)依據(jù) （1）交通部標(biāo)準(zhǔn)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) （jtg b01-2003） ； （2）交通部標(biāo)準(zhǔn)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范 （jtg d60-2004） ； （3）交通部標(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 （jtgd62-2004） ； （4）交通部標(biāo)準(zhǔn)公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范 （jtj041-2000） ； （5）同濟(jì)大學(xué) dr.bridge 系統(tǒng)橋梁

37、博士v3.0 版。 3.1.8 支座強(qiáng)迫位移 每個(gè)支座單獨(dú)下沉 10，取最不利組合設(shè)計(jì)。m m 3.1.9 溫度影響 按規(guī)范規(guī)定值采用，本設(shè)計(jì)假設(shè)橋面板和梁底的不均勻溫差為 5。 3.2 橋型及縱、橫斷面布置 3.2.1 橋型布置及孔徑劃分 為了縮短工期，提高行車(chē)的舒適性，綜合分析比較各種橋型后最終采用預(yù) 應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋，全橋長(zhǎng)度為 100，分為四跨，即每跨 25。橋跨的兩端mm 各設(shè)置 8伸縮縫，即主跨的實(shí)際跨徑為 99.84，主梁計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖 3-1 所示。cmm 圖 3-1 主梁計(jì)算簡(jiǎn)圖 （單位：）cm 圖 3-1 中，兩邊孔計(jì)算跨徑為 2452 ,兩中孔計(jì)算跨徑為 2500,連續(xù)梁

38、cmcm 兩端至支座中心線之間的距離為 40。cm 3.2.2 截面形式及截面尺寸擬定 （1）截面形式及梁高 預(yù)制箱型梁的高度從方便施工、減小主梁變形的角度考慮定為 1.25，高m 跨比 h/l=1/20。這個(gè)高度的選擇利于后期上拱度的控制，對(duì)橋梁的耐久性也有 明顯提高，主梁沿縱向外輪廓尺寸保持不變。如圖 3-2.圖 3-3 所示。 （2）橫截面尺寸 整橋?qū)挾葹?10。由于采用先簡(jiǎn)支后連續(xù)的施工方法，主梁需先預(yù)制再運(yùn)m 輸、吊裝就位，因此在橫截面布置時(shí)應(yīng)考慮到施工中的運(yùn)輸及吊裝能力。采用 四片單箱單室小箱梁組合截面。其中，預(yù)制邊梁頂板寬 230,底板寬 100；cmcm 預(yù)制中梁頂板寬 210

39、，底板寬 100；預(yù)制制主梁間采用 40的濕接縫進(jìn)cmcmcm 行連接。為減輕主梁自重及防止溫度應(yīng)力過(guò)大，邊、中主梁均采用斜腹板，腹 板斜度為 1:4。為滿足頂板負(fù)彎矩鋼束、普通鋼筋的布置及輪載的局部作用， 箱梁頂板取等厚度 15。同時(shí)為了防止應(yīng)力集中和方便脫模，在腹板與頂板交cm 界處設(shè)置 2010的承托。cmcm 跨中橫斷面箱梁布置圖如圖 3-2 所示，主梁橫斷面構(gòu)造如圖 3-3 所示。 圖 3-2 橫斷面箱梁布置圖 （單位：）cm 中梁跨中 邊梁跨中 圖 3-3a 主梁跨中橫斷面構(gòu)造圖 （單位：）cm 中梁支點(diǎn) 邊梁支點(diǎn) 圖 3-3b 主梁支點(diǎn)橫斷面構(gòu)造圖 （單位：）cm 3.2.3 箱

40、梁底板厚度及腹板寬度設(shè)置 （1）箱梁底板厚度的設(shè)置，如圖 3-4 所示。 簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)施工的梁橋跨中正彎矩較大，因此底板不宜過(guò)厚；但是支點(diǎn)處 存在負(fù)彎矩，需要底板有一定的厚度來(lái)提供受壓面積。因此將底板厚度在跨內(nèi) 大部分區(qū)域設(shè)置為 15，僅在距邊支點(diǎn) 160、中支點(diǎn) 220處開(kāi)始加厚，cmcmcm 加厚區(qū)段長(zhǎng)度均為 150,且底板加厚至 25，為錨固底板預(yù)應(yīng)力束提供空間。cmcm 邊支承線 中支承線 圖 3-4 箱梁底板厚度變化示意圖 （單位：）cm （2）腹板寬度設(shè)置，如圖 3-5 所示。 由連續(xù)梁剪力變化規(guī)律，兼顧施工方便性，腹板寬度除在支點(diǎn)附近區(qū)域加 寬，其余均為 15，距邊支點(diǎn) 160、中

41、支點(diǎn) 220處開(kāi)始加寬，加寬區(qū)段cmcmcm 長(zhǎng)度均為 150，且腹板最終加寬至 25。cmcm 圖 3-5 腹板寬度變化示意圖 （單位：）cm （3）橫隔梁（板）設(shè)置，如圖 3-6 示。 為保證支座傳力的可靠性，僅在永久和臨時(shí)支承處設(shè)置。在邊永久（臨時(shí)） 支承處，設(shè)置一道厚為 20的端橫隔梁，中間永久支承處設(shè)置 35橫隔梁，cmcm 此外在中間臨時(shí)支承處設(shè)置 10厚的箱內(nèi)橫隔板。cm 邊永久（臨時(shí)）支承線 中臨時(shí)支承線 中永久 支承線 圖 3-6 橫隔梁設(shè)置示意圖 （單位：）cm 3.2.4 下部結(jié)構(gòu)尺寸的擬定 本設(shè)計(jì)對(duì)橋梁的下部結(jié)構(gòu)不做詳細(xì)設(shè)計(jì)要求，僅根據(jù)同類(lèi)型橋梁下部結(jié)構(gòu) 尺寸，擬定本設(shè)

42、計(jì)中橋梁下部尺寸。橋墩采用樁柱式，橋臺(tái)采用墻式橋臺(tái)，鉆 孔樁基礎(chǔ)。橋墩和橋臺(tái)采用 1.2鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，詳細(xì)尺寸見(jiàn)施工圖 s-m 12。 3.3 毛截面幾何特性計(jì)算 3.3.1 手算毛截面幾何特性 采用節(jié)線法計(jì)算預(yù)制邊梁支點(diǎn)的毛截面幾何特性，計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖 3-7 所示， 可用下面公式計(jì)算。 圖 3-7 預(yù)制邊梁支點(diǎn)毛截面幾何特性計(jì)算 毛截面面積： （3- mi aa 1） 各分塊面積對(duì)下緣的面積矩： （3- iii say 2） 中性軸距截面下緣的距離： （3-/ sim ysa 3） 毛截面慣性矩： （3- 22 () () miiisiis i iia yyia yy 4） 式中： -單個(gè)

43、分塊重心距截面下緣的距離； i y -分塊對(duì)自身的慣性矩。 i i 節(jié)線描述基本數(shù)據(jù)列于表 3-1，表 3-2。截面寬度發(fā)生突變處，可以采用其 中一根節(jié)線高度升高 1來(lái)解決，這樣對(duì)計(jì)算結(jié)果的精度影響極其微小。m m 表 3-1 預(yù)制邊梁截面節(jié)線描述（單位：）m m 節(jié)線號(hào)節(jié)線高度（） i h節(jié)線寬度() i l 101000 22501125 3251500 41000500 511001300 611012300 712502300 表 3-2 截面幾何特性的計(jì)算表 截面分 塊 塊面積 （） i a 2 m 塊中心至底 緣距離 （） i ym 靜矩（） i s 3 m 中性軸至梁底距離 ()

44、 s ym 10.2656250.1250.033203 20.00081250.25050.000204 30.37450.62550.23425 40.091.0500.0945 / sim ysa 0.76698/1.075 s y =0.713 50.00181.10050.001981 60.34271.17550.402844 =1.075 m a 2 m=0.76698 i s 3 m 注：表中，。 11 () ()/ 2 iiiii allhh 1 ()/ 2 iii yhh 3.3.2 橋梁博士計(jì)算毛截面幾何特性 采用橋梁博士 v3.0 計(jì)算各控制截面幾何特性，計(jì)算結(jié)果列于表

45、 3-3。 表 3-3 主梁毛截面幾何特性計(jì)算結(jié)果 截面位置 （截面面積）（a ） 2 m (截面慣矩)()i 4 m （中和軸至梁底距離）x （）m 預(yù)制中梁跨中 0.7930.1580.757 預(yù)制中梁支點(diǎn) 1.040.1910.701 預(yù)制邊梁跨中 0.8230.1630.772 預(yù)制邊梁支點(diǎn) 1.070.1980.714 成橋后中梁跨中 0.8530.1680.786 成橋后中梁支點(diǎn) 1.10.2040.726 成橋后邊梁跨中 0.8530.1680.786 成橋后邊梁支點(diǎn) 1.10.2040.726 由表 3-3 中結(jié)果與 3.3.1 節(jié)手算結(jié)果表 3-2 比較可知，手算與橋梁博士軟

46、 件計(jì)算之間誤差較小，可以采用軟件計(jì)算結(jié)果。 3.3.3 箱梁抗扭慣性矩的計(jì)算 對(duì)于薄壁箱梁截面，其抗扭慣性的計(jì)算可分為兩部分：兩邊懸出的開(kāi)口 t i 部分和閉口薄壁部分。 懸出部分計(jì)算公式： （3- 3 t iabt 5） 式中： 系數(shù)，矩形寬度 ， 矩形高度。 abt 閉口薄壁部分計(jì)算公式： （3- 22 12 12 12 1 () 2 t issh sss ttt 6） 以下計(jì)算成橋后一片主梁跨中截面抗扭慣性矩，閉合截面以外的翼板可以 忽略不計(jì)，計(jì)算誤差在 1%左右，這樣可以將主梁簡(jiǎn)化成為一個(gè)對(duì)稱(chēng)梯形，計(jì)算 圖示如圖 3-8 所示。 圖 3-8 抗扭慣性矩計(jì)算簡(jiǎn)圖 （單位：）cm =14

47、7.5,=85,=113.4,=110,=15,t=14.6。代 1 scm 2 scmscmhcm 12 ttcmcm 入式（3-6）則： 2 1 (147.5110)0.211 113.4147.585 2 14.61515 t i 4 m 即成橋以后主梁跨中截面抗扭慣性矩為。0.211 4 m 3.4 截面效率指標(biāo) 跨中截面效率指標(biāo)計(jì)算采用表 3-3 數(shù)據(jù)結(jié)果，由以下公式求解。 上核心距： （3- m s m i k a y 7） 下核心距： （3- () m x m i k ahy 8） 截面效率指標(biāo)： （3- sx kk h 9） ， 0.168 0.251 0.853 0.786

48、s km 0.168 0.424 0.853 (1.250.786) x k m 。 0.251 0.424 0.54 1.25 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)要求，一般截面效率指標(biāo)取，且較大者更經(jīng)濟(jì)。上0.45 0.55 述計(jì)算表明，初擬的主梁跨中截面是合理的。經(jīng)計(jì)算其他截面尺寸都合理，計(jì) 算過(guò)程略。 第 4 章 橋面板設(shè)計(jì) 主梁橋面板計(jì)算示意圖如圖 4-1 所示。 圖 4-1 主梁跨中截面橋面板計(jì)算示意圖 （單位：）cm 由公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范第 4.1.1 條，因板的 長(zhǎng)邊長(zhǎng)度與短邊長(zhǎng)度之比為 24.52/1.35=18.22，故按單向板計(jì)算。 4.1 橋面板恒載內(nèi)力計(jì)算 以縱向梁寬 1m

49、 的板梁計(jì)算,每延米板上恒載： 鋪裝層： ， 1 0.02 1 240.48g kn/ m 2 0.09 1 252.25g kn/ m 將承托的面積攤于橋面板上面，則板厚 15 10 20/12016.667t cm 橋面板： 3 0.1667 1 254.1668g kn/ m 計(jì)算梁肋處的截面有效高度： ，s=27.5。 ef hhstg 10111 20233 tgtg取cm 1527.5/324.167 e h cm 總恒載：0.482.254.166.897g kn/ m 肋間凈距：=120 0 lcm 計(jì)算跨徑：l=；=1.35，=1.35 0000 min(,)ltlblt l

50、b 0 ltm 0 lb ，因此取 l=1.35。mm 跨中彎矩： 22 1 1/8 6.897 1.351.571 8 sg mgl kn m 支點(diǎn)剪力： 2 11 6.897 1.24.138 22 sg qgl kn 4.2 橋面板活載內(nèi)力計(jì)算 單向板內(nèi)力計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖 4-2 所示。 圖 4-2 單向板內(nèi)力計(jì)算簡(jiǎn)圖 （單位：）m 采用公路級(jí)汽車(chē)荷載，后軸軸重標(biāo)準(zhǔn)值，車(chē)輪著地寬度140p kn 。 11 0.60 ,0.20bamm （1）荷載分布寬度 平行于板的跨徑方向的荷載分布寬度： 1 20.62 0.110.82bbh m 垂直于板的跨徑方向的荷載分布寬度： 單個(gè)車(chē)輪在板的跨徑中部

51、： 1 22 (2 )0.90 333 lll aaham 荷載位于靠近板的支承處： 11 (2 )(2 )0.586 3 l aahtaaht m 沖擊系數(shù)取,汽車(chē)荷載在 1m 寬簡(jiǎn)支板條中所產(chǎn)生的內(nèi)力，跨中彎11.3 矩計(jì)算公式（4-1）： （4-(1)() 82 op pb ml a 1） 代入數(shù)據(jù)： 1400.82 1.3(1.35)23.76 8 0.902 op m kn m 剪力計(jì)算計(jì)算公式（4-2）： （4- 1122 (1)() sp qa ya y 2） 式中： 1 140 77.78 222 0.9 pp apbb aba 2 m 22 2 2 11140 ()()()(

52、0.90.586) 2288 0.9 0.586 0.82 3.89 p appaaaa aab m 10.90.586 ()0.157 22 aa m 故, 21 0.954,0.658yy 1122 (1)()1.3 (77.78 0.6583.89 0.954)71.36 sp qa ya ykn 4.3 橋面板荷載內(nèi)力組合 跨中彎矩： ， 00 1.21.4 sgp mmm 0 1.2 1.571 1.4 23.7635.15m kn m 支點(diǎn)剪力： ， 0 1.21.4 sgsp qqq 0 1.2 4.138 1.4 71.36104.76q kn 內(nèi)力修正：因 即主梁抗扭能力大，

53、 故/16.667/1100.1521/ 4t h 支點(diǎn)彎矩修正： 0 0.70.7 35.1524.61 s mm kn m 跨中彎矩修正： 0 0.50.5 35.1517.58 c mmkn m 支點(diǎn)剪力： 。104.76q kn 4.4 主梁行車(chē)道板配筋 4.4.1 行車(chē)道板尺寸的復(fù)核 對(duì)正截面尺寸進(jìn)行復(fù)核在給定尺寸的前提下，矩形截面板的抗彎極限承載 力按下式計(jì)算。 （4- 2 00 (1 0.5)/ ubbcd mbhf 3） 式中： 相對(duì)界限受壓區(qū)高度，參考表 5.2.1； b 0.56 b 10 規(guī)范 ,參考第 5.1.5 條； 0 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)取1. 0 10 規(guī)范 鋼筋合力

54、點(diǎn)到受拉邊緣的距離 ，板條寬 b=1, 。3.0 s cmm18.4 cd fm pa 則跨中，；支點(diǎn)， 0 0.150.030.12h m 0 0.240.030.21h m 將數(shù)據(jù)代入式（4-3）： 105.6 u m 中 kn m17.58 c m kn m 323.56 u m 支 kn m17.58 c m kn m 由此可見(jiàn)，板厚滿足正截面設(shè)計(jì)要求。 4.4.2 支點(diǎn)處配筋 取單位 1寬計(jì)算（b=1） ，采用（hrb335）級(jí)鋼筋,c40 混凝土。有效高mm 度,鋼筋合力點(diǎn)到受拉邊緣的距離。計(jì)算高1527.5/324.167 e h cm3.0 s cm 度。 0 24.1673.

55、021.167 es hhcm 查第 5.2.2 公式： 10 規(guī)范 （4- 00 () 2 dcd x mfx h 4） (4-5) sdscd fafbx （4- 0( 0.56) bb xh 6） 式中： ；24.61 dds mmm彎矩組合設(shè)計(jì)值,kn m ； 0 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)取1. 0 ；x截面受壓區(qū)高度 ； cd f混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值取18. 4m pa ；280 sd f鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值取m pa ； s a 受拉鋼筋截面積 b-板寬，。m 式（4-4）取等號(hào)，將數(shù)據(jù)代入式（4-4）和式（4-5）中。 362 1.0 24.61 1018.4 10(22.167 10) 2

56、 x x 28018.4 1 s ax ，。0.0064x m0.00042 s a 2 m ，滿足式（4-6） ，可以。選用 0 0.00640.56 0.211670.116 b xhm 布置鋼筋，鋼筋間距 20，。12cm505 s a 2 m m 2.6 s cm 4.4.3 板跨中配筋 取單位 1寬板計(jì)算（b=1）鋼筋合力點(diǎn)到受拉邊緣的距離，計(jì)mm3.0 s cm 算高度，由公式（4-4） ，公 0 153.012 fs hhcm17.58 dc mmkn m 式（4-5） 。 362 1.0 17.58 1018.4 10(12 10) 2 x x 28018.4 1 s ax 解

57、得： ， 0.008x m0.00053 s a 2 m ，可以。選用布置鋼筋，鋼筋間距 0 0.56 0.120.066 b xhm12 19，。cm595 s a 2 m m 2.6 s cm 4.5 抗剪驗(yàn)算 由第 5.2.10 計(jì)算公式： 10 規(guī)范 （4- 3 020 0.50 10 dtd vfbh 7） ；混凝土抗拉強(qiáng)度104.76 d vqkn 0 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)取1. 0 2 1.0 。1.65 td fm pa 代入式（4-7）右邊: 33 200 0.50 100.50 101.0 1.65 1000 241.7 199.4104.76 tdd fbh knkn 故,混凝

58、土已經(jīng)能滿足抗剪要求，只需按構(gòu)造配置箍筋。 第 5 章 主梁內(nèi)力初步計(jì)算 5.1 模型的建立 本設(shè)計(jì)采用同濟(jì)大學(xué)橋梁博士軟件進(jìn)行計(jì)算分析。針對(duì)橫斷面的具體構(gòu)造 特點(diǎn)及平面桿系有限元程序計(jì)算分析的特點(diǎn)，將空間橋跨結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為平面結(jié)構(gòu) 進(jìn)行計(jì)算，即只對(duì)由單片箱梁構(gòu)成的一聯(lián)簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)梁橋進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，將 4 片梁獨(dú)立分別進(jìn)行計(jì)算， 。由于時(shí)間和個(gè)人能力限制，本設(shè)計(jì)只計(jì)算最不利一片 梁，其余各梁采用相同的配筋方式。對(duì)于每片梁的荷載包括恒載、活載和附加 荷載三部分。恒載包括自重荷載和橋面鋪裝、欄桿等二期荷載。自重荷載計(jì)算 時(shí)根據(jù)截面特性自動(dòng)計(jì)入，二期荷載作為均布力加在各個(gè)單元上?；钶d計(jì)算根 據(jù)荷載橫向分布

59、的概念，計(jì)算出作用在整個(gè)橋?qū)捝系暮奢d橫向分布到每片梁上 的內(nèi)力。汽車(chē)沖擊力按規(guī)范自動(dòng)計(jì)入。附加荷載考慮溫度次內(nèi)力和邊支座沉降 的次內(nèi)力，另外還考慮了混凝土的收縮徐變作用。 有限元計(jì)算模型如圖 5-1,圖 5-2 所示。 圖 5-1 有限元計(jì)算模型 圖 5-2 階段計(jì)算模型 5.1.1 施工階段的劃分 施工階段結(jié)合施工監(jiān)測(cè)的工況劃分 5 個(gè)階段： （1）先預(yù)制主梁，混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的 95%后，張拉正彎矩區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼 束，壓注水泥漿并及時(shí)清理箱梁底板通氣孔。 （2）設(shè)置臨時(shí)支座并安裝好永久支座（聯(lián)端無(wú)需設(shè)臨時(shí)支座）逐孔安裝主 梁，置于臨時(shí)支座上成為簡(jiǎn)支狀態(tài)，及時(shí)連接橋面板鋼筋及端橫梁鋼筋。 （3

60、）連接連續(xù)接頭段鋼筋，綁扎橫梁鋼筋，設(shè)置接頭板束波紋管并穿束， 在日溫最低時(shí)，澆筑連續(xù)接頭、中橫梁及其兩側(cè)與頂板負(fù)彎矩束同長(zhǎng)度范圍內(nèi) 的橋面板，達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的 95%后，張拉頂板負(fù)彎矩預(yù)應(yīng)力鋼束，并壓注水泥 漿。 （4）接頭施工完成后，澆筑剩余部分橋面板濕接縫混凝土，剩余部分橋面 板濕接縫混凝土應(yīng)由跨中向支點(diǎn)澆筑。澆筑完成后拆除一聯(lián)內(nèi)臨時(shí)支座，完成 體系轉(zhuǎn)換。 （5）連接頂板鋼束張拉預(yù)留槽口處鋼筋后，現(xiàn)澆調(diào)平層混凝土、噴灑防水 層、護(hù)欄施工、進(jìn)行橋面鋪裝施工及伸縮縫安裝。 5.1.2 單元的劃分、結(jié)構(gòu)的離散 因本設(shè)計(jì)主要采用橋梁博士 v3.0 有限元程序計(jì)算。需對(duì)全橋進(jìn)行單元的劃 分。根據(jù)所計(jì)