連續(xù)梁橋畢業(yè)設計

1、目目 錄錄 第一章 緒 論 .- 1 - 1.1 橋梁概述 .- 1 - 1.1.1 橋梁建設的重要性.- 1 - 1.1.2 橋梁的組成與分類.- 1 - 1.1.3 我國橋梁建筑的成就及現狀.- 2 - 1.1.4 展望 21 世紀的橋梁工程發(fā)展趨勢.- 3 - 第二章 方案比選 .- 5 - 2.1 比選原則 .- 5 - 2.2 比選方案 .- 5 - 2.2.1 方案設計.- 5 - 2.2.2 方案比選及最終確定.- 8 - 2.3 上部結構尺寸擬定及內力計算 .- 9 - 2.4 本橋主要材料 .- 10 - 2.5 懸臂澆筑施工程序 .- 11 - 2.6 設計計算依據 .-

2、13 - 第三章 預應力混凝土連續(xù)梁橋主梁內力計算 .- 14 - 3.1 建立有限元模型 .- 14 - 3.2 最大懸臂時內力計算結果 .- 14 - 3.3 中跨合龍后的內力計算 .- 16 - 3.4 活載內力計算 .- 18 - 3.5 支座沉降次應力圖 .- 24 - 3.6 活載組合 .- 30 - 3.6.1 主力組合.- 30 - 3.6.2 主力+附加力組合.- 36 - 第四章 預應力鋼束的估算及布置 .- 43 - 4.1 鋼筋的估算.- 43 - 4.2計算結果 .- 47 - 4.3 鋼束布置 .- 48 - 4.4. 鋼束布置圖 .- 48 - 第五章 截面檢算

3、.- 48 - 5.1 強度檢算 .- 49 - 5.2應力檢算 .- 50 - 5.2.1可能造成預應力損失的因素.- 50 - 5.2.2對不允許開裂的構件.- 50 - 5.2.3 邊跨 1/4 截面的檢算.- 51 - 5.2.4 應力檢算.- 51 - 結束語 .- 58 - 致 謝 .- 59 - 參考文獻 .- 60 - 第一章 緒 論 1.1 橋梁概述 1.1.1 橋梁建設的重要性 大力發(fā)展交通運輸事業(yè)，建立四通八達的現代化交通網，對于加強全國各族人民 的團結，發(fā)展國民經濟，促進各地經濟發(fā)展，促進文化交流和鞏固國防，都具有非常 重要的意義。在公路、鐵路、城市和農村道路以及水利建

4、設中.為了跨越各種障礙(如 河流、溝谷或其他線路等)，必須修建各種類型的橋梁與涵洞，因此橋涵是交通線中的 重要組成部分，而且往往是保證全線通車的關鍵。在國防上，橋梁是交通運輸的咽喉， 在需要快速機動的現代戰(zhàn)爭中具有非常重要的地位。 我國服員遼闊，大小山脈和江河湖泊遍布全國，東部臨海，海灣、島嶼眾多。自 上世紀 80 年代我國實行改革開放以來，國民經濟飛速發(fā)展，全國高速公路、高速鐵路 城市交通網絡的建設方興未艾。作為樞紐工程的橋梁建設的發(fā)展則突飛猛進?，F如今， 隨著科技的進步，工業(yè)水平的提高，社會生產力的高速發(fā)展，人們對橋梁建筑提出了 更高的要求?，F代高速公路上迂回交叉的立交橋、高架橋和城市高架

5、路，幾十公里長 的海灣、海峽大橋，新發(fā)展的城郊高速鐵路橋與輕軌運輸高架橋等，這些規(guī)模巨大的 工程實體，構筑了現代交通靚麗的景觀?？v觀世界各國的大城市，常以工程雄偉的大 橋作為城市的標志與驕傲。 1.1.2 橋梁的組成與分類 橋梁由五大部件與五小部件組成。 所謂“五大部件”是指橋梁承受汽車或其他運輸車輛荷載的橋跨上部結構與下部 結構，它們必須通過承受荷載的計算與分析，是橋梁結構安全性的保證。 （1）橋跨結構。(或稱橋孔結構、上部結構)。路線遇到障礙（如江河、山谷或其 他路線等）的結構物； （2）支座系統(tǒng)。支承上部結構并傳遞荷載于橋梁墩臺上，它應保證上部結構預計 的在荷載、溫度變化或其他因素作用下

6、的位移功能。 （3）橋墩。是在河中或岸上支承兩側橋跨上部結構的建筑物； （4）橋臺。設在橋的兩端；一端與路堤相接，并防止路堤滑塌；另一端則支承橋 跨上部結構的端部。為保護橋臺和路堤填土，橋臺兩側常做一些防護工程； （5）墩臺基礎。是保證橋梁墩臺安全并將荷載傳至地基的結構?；A工程在整個 橋梁工程施工中是比較困難的部分，而且常常需要在水中施工，因而遇到的問題也很 復雜。 所謂“五小部件”是直接與橋梁服務功能有關的部件，過去總稱為橋面構造。 （1）橋面鋪裝(或稱行車道鋪裝)。鋪裝的平整、耐磨性、不翹曲、不滲水是保證 行車舒適的關鍵。特別是在鋼箱梁上鋪設瀝青路面時，其技術要求甚嚴； （2）排水防水系

7、統(tǒng)。應能迅速排除橋面積水，并使?jié)B水的可能性降至最小限度。 城市橋梁排水系統(tǒng)應保證橋下無滴水和結構上無漏水現象； （3）欄桿。（或防撞欄桿）。它既是保證安全的構造措施，又是有利于觀賞的最 佳裝飾件； （4）伸縮縫。橋跨上部結構之間或橋跨上部結構與橋臺端墻之間所設的縫隙，以 保證結構在各種因素作用下的變位。為使行車順適、不顛簸，橋面上要設置伸縮縫構 造； （5）燈光照明。現代城市中，大跨橋梁通常是一個城市的標志性建筑，大多裝置 了燈光照明系統(tǒng)，構成了城市夜景的重要組成部分。 橋梁的分類主要有以下幾種方式： （1）按按結構體系劃分為上承式、下承式、中承式； （2）按橋梁用途分為公路橋、鐵路橋、公路鐵

8、路兩用橋、農橋、人行橋、運水橋 (渡槽)、其它專用橋梁(如通過管路、電纜等)； （3）按材料劃分為木橋、鋼橋、圬工橋(包括磚、石、混凝土橋)、鋼筋混凝土橋、 預應力鋼筋混凝土橋； （4）按結構體系分為梁式橋、拱橋、剛架橋、纜索承重橋、組合體系橋。 1.1.3 我國橋梁建筑的成就及現狀 我國歷史悠久，在 15 世紀以前，許多科學技術都遠遠領先于同時期的歐洲。就橋 梁來說，我們的祖先也曾在世界橋梁建筑史上留下光輝燦爛的篇章。 據史科記載，在距今約三千年的周文王時，我國就已在寬闊的渭河上架過大型浮 橋。 漢唐以后，浮橋的運用日益普遍。而現代橋梁中廣為修建的多孔樁柱式橋梁，我 國早在春秋戰(zhàn)國時期就已遍

9、于黃河流域和其他地區(qū)。 近代的大跨徑吊橋(或稱懸索橋)和斜拉橋也是由古代的藤、竹吊橋發(fā)展而來的， 在各國有關橋梁的歷史書上，大都承認我國是最早建造吊橋的國家，迄今已有三千年 左右的歷史。至今尚保留下來的古代吊橋有四川滬定縣的大渡河鐵索橋(1706 年)，以 及灌縣的安瀾竹索橋(1803 年)等。 石料的耐久性使其成為古代主要的橋梁建筑材料。在秦漢時期，我國已廣泛修建 石梁橋。世界上現在尚保存著的最長、工程最艱巨的石梁橋，就是我國于 10531059 年在福建泉州建造的萬安橋，也稱洛陽橋。 舉世聞名的河北省趙縣的趙州橋(又稱安 濟橋)，則是我國古代石拱橋的杰出代表。而廣東潮安縣橫跨韓江的湘子橋（

10、又名廣濟 橋）則是世界上最早的開合式橋。此外，北京永定河上始建于 1189 年的盧溝橋則因見 證了中華民族勇敢地反抗外來侵略的“七七事變”而永載史冊。 新中國成立后，隨著社會主義建設的向前發(fā)展，橋梁建設同其他各條戰(zhàn)線一樣， 也出現了突飛猛進的局面。一大批結構新穎、技術復雜、設計和施工難度大、現代化 品位和科技含量高的大跨徑拱橋、斜拉橋、懸索橋、Pc 連續(xù)剛構橋在祖國大地上建起。 同時公路鐵路兩用橋向著大跨度、重荷載、高時速方向發(fā)展。1957 年，第一座長江大 橋武漢長江大橋勝利建成，既結束了我國萬里長江無橋的狀況，又標志我國的現 代化橋梁技術水平提高到了新的起點。真正實現了“一橋飛架南北，天塹

11、變通途?！?1969 年我國又勝利建成了舉世矚目的南京長江大橋，這是我國自行設計、制造、施工， 并使用國產高強鋼材的現代化大型橋梁。 1993 年建成的楊浦大橋是世界上跨度最大的 結合梁斜拉橋，主跨達 602m。而 1999 建成的鋼箱梁懸索橋江陰長江大橋，主跨已 達 1385m。 目前國內所建橋梁不僅涵蓋了梁式橋、拱式橋、剛架橋、斜拉橋、懸索橋 等五大橋梁體系，而且在許多橋型中達到或超過了世界先進水平，如最大跨度為 62m 的預應力混凝土簡支梁橋（飛云江橋）、最大跨徑為 146m 石拱橋（晉城新丹河橋）、 平面轉體施工最大跨度為 200m 的鋼筋混凝土箱形橋（涪陵烏江橋）、最大跨度為 420

12、m 的鋼管混凝土拱橋（萬縣長江橋），以及最大跨徑為 270m 的預應力混凝土連續(xù)剛 構橋（虎門大橋副航道橋）等在世界上均處于領先水平。 1.1.4 展望 21 世紀的橋梁工程發(fā)展趨勢 首先，橋梁界面臨將面臨偉大的海峽工程建設。從各國國內的交通網絡發(fā)展到國 際、洲際連線網絡，以適應信息革命形成智能化與高效率的工農業(yè)生產需要，實現用 橋梁溝通世界的夢想?，F今的海峽工程橋梁跨徑沒有超過 2000 米，深水基礎深度也在 50 米左右。而設想中的新的海峽工程將挑戰(zhàn)前所未有的跨徑和深水基礎深度，如 20 世 紀就曾提出橋梁方案的白令海峽工程（總長 75 公里）、聯系歐洲與非洲的直布羅陀海 峽工程（總長 2

13、5 公里，最大水深 900 米）等等。這些工程的建設將讓橋梁工程發(fā)展到 一個新的高度。 其次，科學家和工程師們還會對與建橋有關的課題和關鍵技術進行探討。比如超 大跨徑橋梁的新型建筑材料；新的橋梁結構形式；能適應更高要求的抗風、抗震、抗 海浪的技術；100500 米深水基礎施工方法；材料防腐措施及方法；智能化結構的設計 理論等等。以橋梁工程的發(fā)展為契機，全方位的推動人類社會和科學技術的發(fā)展。 最后，除了面對新的工程建設外，橋梁建設者們還擔負著對 20 世紀上半世紀建造 的橋梁的加固、改建與修復的重任。約占上世紀總建橋梁數的 50%。由此不但引發(fā)科 學家與工程師們研究有效的維修、加固措施，而且還提

14、出安全耐久性和可靠性研究的 新課題。包括結構的施工控制與質量保證體系，橋梁生命期的檢測系統(tǒng)，橋梁損傷判 斷與評估等等。 第二章 方案比選 2.1 比選原則 （1） 適用性 橋上應保證車輛和人群的安全暢通，并應滿足將來交通量增長的需要。橋下應滿 足泄洪、安全通航或通車等要求。建成的橋梁應保證使用年限，并便于檢查和維修。 （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 上振動與沖擊。整個橋跨結構及各部分構件，在制造、運輸、安裝和使用過程中應具 有足夠的強度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性。 （3） 經濟性 設計的經濟性一般應占首位。經濟性應綜合發(fā)展遠景及將來的養(yǎng)

15、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。應便于制造和架設，應盡量采用先進工 藝技術和施工機械、設備，以利于減少勞動強度，加快施工進度，保證工程質量和施 工安全。 （5） 美觀 一座橋梁，尤其是座落于城市的橋梁應具有優(yōu)美的外形，應與周圍的景致相協調。 有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。 2.2 比選方案 2.2.1 方案設計 橋梁的形式可考慮拱橋、梁橋、鋼構橋、梁拱組合橋和斜拉橋。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。為確定大橋的最佳 橋型方案，應進行

16、多方案的橋型設計加以比較。 （1） 方案一：簡支梁橋方案，跨徑組成為：8X20m ，全橋長為 160m. 全橋為預 應力混凝土簡支梁橋，跨徑為 64m，上部結構為箱梁，箱梁主梁為預應力梁，混凝土標 號為 C50 混凝土。在施工時，先在工廠預制箱梁主梁，然后運至工地，進行吊裝施工。 預應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，建成后維修費用較少；4）結構的整體性好，剛度較 大，變性較?。?）可采用預制方式建造，將橋梁的構件標準化，進而實現工業(yè)化生產； 6）結

17、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，并明顯降低自重所占全部設計荷載的比重， 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；8）預應力混凝土梁式 橋所采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，使裝配式結構集成整體，進一步擴大了裝配式結構的應用范圍。 圖圖 2-12-1 簡支梁橋方案簡支梁橋方案 （2）方案二：連續(xù)梁方案，跨徑組成為(40+64+40)m,全橋長為 144m。此方案是由 兩邊邊跨分別為 40m，主跨為 64m 組成。上部結構為變截面箱梁，梁底曲線為拋物線狀。

18、優(yōu)缺點分析：連續(xù)梁在活載作用下，因主梁連續(xù)產生只點負彎矩，對跨中正彎矩 仍有卸載作用，其彎矩分布要比懸臂梁合理。與預應力混凝土剛構橋相比，連續(xù)梁橋 的下部結構受力和構造簡單，充氣型模能節(jié)省材料，加之它具有變形和緩、伸縮率小、 剛度大、行車平穩(wěn)、超載能力大、養(yǎng)護簡便等優(yōu)點，尤其是懸臂施工法、頂推法、逐 跨施工法在連續(xù)梁橋中的應用，這種充分應用預應力技術的優(yōu)點使施工設備機械化， 生產工廠化，從而提高了施工質量，降低了施工費用。所以在近代橋梁建筑中已得到 越來越多的應用。連續(xù)梁是超靜定結構，基礎不均勻沉降將在結構中產生附加內力， 因此，對橋梁基礎要求較高，通常用于地基較好的場合。此外，箱梁截面局部溫

19、差， 混凝土收縮、徐變及預加應力均會在結構中產生附加內力，增加了設計計算的復雜程 度。必須指出的是，預應力混凝土連續(xù)梁設計中的一個特點，必須以各個截面的最大 正、負彎矩絕對值之和，也即按彎矩變化幅值布置預應力束筋。 圖圖 2-22-2 連續(xù)梁橋方案連續(xù)梁橋方案 （3）方案三：梁拱組合橋 設計跨度(40+64+40)m，全長 144m 此方案采用梁拱組合 體系，邊跨為 40m，主跨為 64m，梁體是變截面連續(xù)箱 ，采用施工的方法，梁體澆筑 完成后在主跨架設鋼管拱，最后張拉吊桿，為上承式梁拱組合體系。 優(yōu)缺點分析：梁拱組合體系橋是目前發(fā)展較快的一種橋型，是一種經濟、實用、 美觀的橋型，在我國某些地

20、區(qū)已有一些比較成功的應用實例。續(xù)梁拱組合橋作為一種 新型的組合結構，它具有能使拱與梁共同受力特性，由拱肋、系梁、吊桿、橫梁及橋 面系組合起來共同受力,是一種結構合理、外形美觀、新穎的結構體系。既可以充分發(fā) 揮混凝 土拱的優(yōu)越性，又可避免橋梁墩臺承擔水平推力。其結構外形輕巧，豎向剛度 大，因而比較適用于承受較大豎向荷載的大跨度鐵路橋梁。組合橋式結構因具有結構 剛度大、動力性能好等優(yōu)越性，近年來相繼在鐵路橋梁設計中得到應用與研究。采用 預應力混凝土連續(xù)梁與鋼管混凝土拱肋組合形成的連續(xù)梁拱組合橋，具有較大的豎向 剛度和良好的動力性能，特別適合高標準鐵路建設的需要。 圖圖 2-32-3 梁拱組合橋方案

21、梁拱組合橋方案 2.2.2 方案比選及最終確定 最終方案的確定應遵循“安全、經濟、美觀”的原則，綜合考慮各個方案結構合 理性、方案的造價、施工難度和外觀等方面的優(yōu)缺點，確定最終方案。 本橋是為新建線路跨越既有的兗日線而設，簡支梁橋結構自重過大，由于自重耗 掉大部分材料的強度，因而大大限制了其跨越能力?？紤]到跨線設計的實用性，橋梁 要滿足通車要求。因此放棄了簡支梁橋方案。 本橋經過的地貌單元為沂河平原，出露底層為粉質粘土，經過一段時期的實踐， 在土地基上建造混凝土拱橋，一般需要依靠臺背土壓力、橋臺基底或阻滑板摩阻力以 抵抗水平能力 ，但土體在長期荷載作用下發(fā)生徐變滑移現象，同時高填土產生的后期

22、沉降會使橋臺向后轉 動及下沉，這些影響都會危及上部結構的安全。而且組合體系橋 受力不明確且施工過程繁瑣，故不采用梁拱組合體系。 連續(xù)梁在活載作用下，因主梁連續(xù)產生只點負彎矩，對跨中正彎矩仍有卸載作用， 其彎矩分布更為合理。使用懸臂施工法充分應用預應力技術的優(yōu)點使施工設備機械化， 生產工廠化，從而提高了施工質量，降低了施工費用。雖然箱梁截面局部溫差，混凝 土收縮、徐變及預加應力均會在結構中產生附加內力，增加了設計計算的復雜程度。 但這并不是無法克服的困難。因此連續(xù)梁方案在本橋的設計中更為合理。 綜上所述，本橋設計方案最終確定為預應力混凝土連續(xù)梁橋。 2.3 上部結構尺寸擬定及內力計算 本設計采用

23、預應力混凝土變截面連續(xù)梁結構，全場 144m。箱型梁，單箱單室。主 跨徑定為 64m，邊跨跨徑根據國內外已有經驗，采用 0.625 倍的中跨徑，取 40m，則全 聯跨徑為：（40+64+40）m。邊支座中心線至梁端 1m，梁全長 146m。 主梁尺寸擬定（跨中截面）：連續(xù)梁的截面高度，為適應內力變化，通常沿跨度 是變化的，已建成變高度連續(xù)鋼構的資料表明，中支點處截面高度一般采用截面高度 的 1.52.0 倍。增加連續(xù)梁中間支點處的高度，除因支點截面的彎矩大很多外，還考慮 梁截面在中支點處較為不利的受力條件。在梁的跨中，彎矩是正值，受壓區(qū)在截面頂 部，橋面板承受彎矩產生的壓力比支點截面橋面板位于

24、受拉區(qū)能較有效的發(fā)揮作用。 預應力混凝土連續(xù)梁橋的支點處主梁高度與起跨徑之比通常在 1/121/15 之間，支點截 面加高可以采用加腋來實現，加腋的坡度不陡于 1:3，多數是將梁底做成曲線形狀以代 替加腋，這樣既有利于橋跨外形的美觀，也符合截面強度的要求，但模板制作較復雜。 在建橋實例中連續(xù)梁橋也做成等高的。這時梁高多取為跨度的 1/161/18。連續(xù)梁橋， 采用等高度的還是采用變高度的，與梁的施工方法也有密切關系。采用變高度梁，對 選拔法施工是合適的。若采用頂推法施工，則等高度的梁比較有利。當建筑高度不受 限制時，增大梁高是比較經濟的方案?？梢怨?jié)省預應力鋼束布置用量，加大梁高只是 腹板加厚，

25、增大混凝土用量有限。根據橋下通車線路情況，并且為達到美觀的效果， 梁底曲線按正弦曲線形式變化，中支點處梁高為 5.2m,跨中及邊支點處梁高為 2.8m，符 合要求。 截面細部尺寸：截面采用單箱單室直腹板形式，頂板厚度除梁端和中支點附近外 均為 35cm；腹板厚 4080cm，按折線變化，邊跨現澆段腹板厚 80m；底板由跨中的 48cm 按二次拋物線變化至根部 80cm。頂板寬度為 7.2m，懸臂長 1.7m 底板寬度 3.8m。箱 梁兩側腹板與頂底板相交處均采用圓弧倒角過渡。 圖圖 2-42-4 跨中截面圖跨中截面圖 圖圖 2-52-5 中支點截面圖中支點截面圖 2.4 本橋主要材料 （1）混

26、凝土：梁體混凝土強度等級為 C50，Ec=3.55 104MPa。梁體封錨混凝土采 用補償收縮混凝土，強度等級與梁體相同?？椎缐簼{采用 M40 水泥漿。橋墩墩帽、墩 身及基礎采用 C30 混凝土。 （2）預應力體系：連續(xù)梁梁體縱向預應力采用符合現行國家標準預應力混凝土 用鋼絞線（GB 52245224）規(guī)定的 15.2mm 鋼絞線，標準抗拉強度 fpk=1860Mpa,彈性模量 為 1.95 105MPa。錨固體系采用與之對應規(guī)格的 OVM 群錨裝置，張拉采用與之配套的機 具設備，采用金屬波紋管成孔。豎向預應力筋采用 JL25mmPSB 螺紋鋼筋，抗拉強度標 準值 fpk830Mpa，彈性模量

27、為 2.0 105MPa。錨具采用夾片式錨具錨固，采用 35mm 鐵 皮管成孔。 （3）普通鋼筋：采用符合現行國家標準鋼筋混凝土用熱扎光圓鋼筋（GB 1499.1）HPB235 和鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋（GB 1499.2）HRB335 鋼筋。 （4）支座：全橋簡支梁采用通橋（2007）8160 鋼支座,連續(xù)箱梁采用 QZ 系列球型 支座。 （5）橋面鋪裝：道渣槽內涂 TQF-1 型防水層，其上設 C40 纖維混凝土保護層形成 2%橫向排水坡,人行道鋪裝采用 C40 纖維混凝土磨耗層形成 1%橫向排水坡.在人行道欄 桿緣石內側設置 100mmPVC 管,泄水管順橋向每隔 4.0m 左右設 2

28、 套。 2.5 懸臂澆筑施工程序 （1）懸臂澆筑施工程序：采用單懸臂連續(xù)施工 第一步：首先從 B、C 墩開始進行對稱懸臂施工，同時支架現澆邊跨。 第二步：B、C 跨中段合龍，釋放 B、C 墩臨時固結，形成雙單懸臂梁 第三步：邊跨段合龍，形成三跨連續(xù)梁結構。 （2）工程總體施工方案：本橋采用掛籃懸臂澆筑法施工，全梁共分 54 個節(jié)段， 包括 0 號段、邊跨現澆段，合攏段及懸臂澆筑梁段，其中懸臂節(jié)段共 40 段，節(jié)段長度 分 2.0m（邊、中跨合攏段）、3.5m、4.0m 三種。0 號段施工采用墩身預埋型鋼托架、 搭設碗扣支架現澆；其余梁段采用 2 對掛籃懸臂澆筑。具體施工階段劃分如下圖所示 （部

29、分階段，不包括張拉預應力階段） 工作內 容 施 工 工 期 施工簡圖 0#塊施 工 30 天 安裝掛 籃 15 天 1#塊澆 筑 5 天 1#塊張 拉預應 力 1 天 移動掛 籃 3 天 7#塊及 邊跨現 澆施工 5 天 邊跨合 攏 7 天 中跨合 攏 7 天 2.6 設計計算依據 （1）鐵路橋涵設計基本規(guī)范（TB 10002.1-2005） （2）鐵路橋涵鋼筋混凝土和預應力混凝土結構設計規(guī)范（TB 10002.3- 2005） （3）鐵路橋涵混凝土和砌體結構設計規(guī)范（TB 10002.4-2005） （4）鐵路混凝土結構耐久性設計暫行規(guī)定（鐵建設2005157 號） （5）鐵路橋涵施工規(guī)范（

30、TB 10203-2002） （6）其它相關規(guī)范、規(guī)程 第三章 預應力混凝土連續(xù)梁橋主梁內力計算 3.1 建立有限元模型 使用MIDAS/Civil軟件（V6.7.1版本）建立橋梁施工過程的有限元模型，根據橋梁 結構特點，全橋共分為54個單元，55個節(jié)點。 3.2 最大懸臂時內力計算結果 （1）恒載內力計算: 連續(xù)梁橋的內力與應力狀態(tài)，與形成結構的順序及過程密切 相關，不同的施工方案及施工順序將導致結構產生不同的受力狀況。施工方案將決定 一種結構方案是否能夠成立。人們也可以利用一些特殊的施工方法來調整結構內力分 布，使結構處于設計期望狀態(tài)。本橋采用懸臂現澆施工。在 2#和 3#號墩墩頂搭支架

31、立模灌筑 0 號段，支架由施工單位自行設計并施工，灌注 0 號段之前，永久支座及臨 時支座均先就位并臨時鎖定活動支座，預埋墩梁固結粗鋼筋及其它預應力筋。撤除 墩旁支架，同步懸澆施工 2 號和 3 號墩頂各梁段。施工其余各跨合龍段，完成全梁 合龍，形成連續(xù)梁。連續(xù)跨在最大懸臂施工階段的恒載內力如下表（由于全橋對稱， 只列出一半的截面）。從表中可以看出，采用懸臂施工的連續(xù)梁，其恒載彎矩與用一 次落架的連續(xù)梁橋有很大不同，由于在施工過程中經歷了懸臂階段，造成根部負彎矩 遠大于跨中正彎矩。 表表 3-13-1 最大懸臂施工階段內力最大懸臂施工階段內力 單元位置軸向 (kN)剪力-z (kN)彎矩-y

32、(kNm) 1I10-55.810 1J20123.94-20.44 2I20-53.72-20.44 2J30126.02-42.13 3I3-0.92-269.26-42.13 3J41.02296.94-80.8 4I4-6.9-268.61-80.8 4J54.75184.82-23.54 5I50-234.16-23.54 5J60214.540 7I7000 7J8-4.02749.94-1498.49 8I8-18.861349.82-1498.49 8J9-29.442107.33-8409.78 9I9-59.922106.68-8409.78 9J10-81.912879.

33、85-18379.94 10I10-90.272879.6-18379.94 10J11-115.243676.01-31488.98 11I11-171.483673.82-31488.98 11J12-210.014499.4-47842.04 12I12-345.074491.06-47842.04 12J13-404.165260.2-64937.45 13I13-444.325256.96-64937.45 13J14-514.856091.42-84848.99 14I14-647.436078.76-84848.99 14J15-701.646587.7-97582.18 15I

34、15-31.57-885.73-97582.18 15J16-18.52-519.73-96861.84 16I160-520.06-96861.84 16J1700-96601.81 17I1700-96601.81 17J180520.06-96861.84 18I18-18.52519.73-96861.84 18J19-31.57885.73-97582.18 19I19-701.64-6587.7-97582.18 19J20-647.43-6078.76-84848.99 20I20-514.85-6091.42-84848.99 20J21-444.32-5256.96-6493

35、7.45 21I21-404.16-5260.2-64937.45 21J22-345.07-4491.06-47842.04 22I22-210.01-4499.4-47842.04 22J23-171.48-3673.82-31488.98 23I23-115.24-3676.01-31488.98 23J24-90.27-2879.6-18379.94 24I24-81.91-2879.85-18379.94 24J25-59.92-2106.68-8409.78 25I25-29.44-2107.33-8409.78 25J26-18.86-1349.82-1498.49 26I26-

36、4.02-749.94-1498.49 26J27000 （2）自重作用下施工至最大懸臂階段時的橋梁彎矩和剪力如下圖。 圖圖 3-13-1 彎矩圖彎矩圖 圖圖 3-23-2 剪力圖剪力圖 3.3 中跨合龍后的內力計算 合攏段施工時連續(xù)梁施工和體系轉換的重要環(huán)節(jié)，合攏施工必須滿足受力狀態(tài)的 設計要求和保持梁體線形，控制合攏段得施工誤差，利用連續(xù)梁成橋設計的負彎矩預 應力筋為支承，是連續(xù)梁分段懸臂澆筑施工的受力特點。懸臂澆筑過程中各獨立 T 構 的梁體處于負彎矩受力狀態(tài)，隨著各 T 構的依次合攏，梁體也依次轉化為不同結構的 受力狀態(tài)，直至連續(xù)梁的成橋狀態(tài)。邊跨合龍后橋梁在自重作用下的內力如下表：

37、表 3-2 中跨合龍后的內力 單 元 位置軸向 (kN)剪力-z (kN)彎矩-y (kNm) 1I10-55.810 1J20123.94-20.44 2I20-53.72-20.44 2J30126.02-42.13 3I3-0.92-269.26-42.13 3J41.02296.94-80.8 4I4-6.9-268.61-80.8 4J54.75184.82-23.54 5I50-234.16-23.54 5J60214.540 7I7000 7J8-4.02749.94-1498.49 8I8-18.861349.82-1498.49 8J9-29.442107.33-8409.7

38、8 9I9-59.922106.68-8409.78 9J10-81.912879.85-18379.94 10I10-90.272879.6-18379.94 10J11-115.243676.01-31488.98 11I11-171.483673.82-31488.98 11J12-210.014499.4-47842.04 12I12-345.074491.06-47842.04 12J13-404.165260.2-64937.45 13I13-444.325256.96-64937.45 13J14-514.856091.42-84848.99 14I14-647.436078.7

39、6-84848.99 14J15-701.646587.7-97582.18 15I15-31.57-885.73-97582.18 15J16-18.52-519.73-96861.84 16I160-520.06-96861.84 16J1700-96601.81 17I1700-96601.81 17J180520.06-96861.84 18I18-18.52519.73-96861.84 18J19-31.57885.73-97582.18 19I19-701.64-6587.7-97582.18 19J20-647.43-6078.76-84848.99 20I20-514.85-

40、6091.42-84848.99 20J21-444.32-5256.96-64937.45 21I21-404.16-5260.2-64937.45 21J22-345.07-4491.06-47842.04 22I22-210.01-4499.4-47842.04 22J23-171.48-3673.82-31488.98 23I23-115.24-3676.01-31488.98 23J24-90.27-2879.6-18379.94 24I24-81.91-2879.85-18379.94 24J25-59.92-2106.68-8409.78 25I25-29.44-2107.33-

41、8409.78 25J26-18.86-1349.82-1498.49 26I26-4.02-749.94-1498.49 26J27000 圖圖 3-33-3 彎矩圖彎矩圖 圖圖 3-43-4 剪力圖剪力圖 3.4 活載內力計算 活載為基本可變荷載，它是在使用階段內作用的荷載，此時結構已成為最終體系 （即連續(xù)梁橋）。活載沿橋縱向不但可能在任一位置作用，而且也可能正向行駛，有 可能反向行駛，其相互間距在滿足規(guī)范的前提下又是任意的。因此求活載最不利效應 是一個很重要的問題，連續(xù)梁橋一般按平面問題計算，因此將荷載乘以最不利橫向分 布系數，沿橋梁縱向將荷載按最不利位置分別在影響線正（負）效應區(qū)加載，

42、即可得 絕對值最大的正、負活在內力。 （1）中活載 max 的內力如下表： 表表 3-33-3 中活載中活載 maxmax 的內力的內力 單元位置軸向 (kN)剪力-z (kN)彎矩-y (kNm) 1I1000 1J205000 2I20317.60 2J30317.6837.13 3I31.09317.6837.13 3J41.09317.63368.9 4I48.16317.53368.9 4J58.16317.55506.32 5I50317.65506.32 5J60317.67564.8 6I60317.67564.8 6J70371.258876.21 7I75.28371.25

43、8876.21 7J84.32559.9910587.44 8I811.26559.9410587.44 8J98.95736.6211163.04 9I918.21736.411163.04 9J1013.95898.0610695.29 10I1015.38897.9910695.29 10J1111.181043.69382.59 11I1116.641042.979382.59 11J1211.081172.887391.72 12I1218.21170.717391.72 12J1311.011272.595192.65 13I1312.11271.85192.65 13J146.2

44、41364.192666.88 14I147.851361.362666.88 14J157.851410.522815.04 15I1550.521417.62815.04 15J1651.371441.482889.12 16I1601442.42889.12 16J1701465.712963.2 17I170150.832963.2 17J180150.832812.37 18I1852.12150.732812.37 18J1951.58150.732661.54 19I1915.97149.982661.54 19J2015.97149.982359.89 20I2012.7150

45、.292359.89 20J2112.7150.293605.05 21I2111.55150.383605.05 21J2211.89154.745421.69 22I227.24155.025421.69 22J2311.04236.597302.45 23I237.42236.737302.45 23J2410.34329.798917.68 24I249.38329.828917.68 24J2512.35434.3910194.69 25I256.07434.5210194.69 25J267.67549.3311058.34 26I262.94549.3811058.34 26J2

46、73.6671.4711439.56 27I270671.4811439.56 27J280702.6311459.9 28I280702.6311459.9 28J290733.9511440.38 29I293.6733.9411440.38 29J302.95858.7611062.14 30I307.68858.6911062.14 30J316.08979.3910200.34 31I3112.37979.0910200.34 31J329.391091.648923.28 32I3210.351091.548923.28 32J337.431193.477305.57 33I331

47、1.051192.767305.57 33J347.241283.045421.19 34I3410.411281.545421.19 34J3510.131360.43327.45 35I3514.821356.893327.45 35J3614.821409.322358.98 36I36161408.192358.98 36J37161440.112661.09 37I3751.581447.332661.09 37J3852.131462.652812.14 38I3801463.582812.14 38J3901478.392963.2 39I39074.082963.2 39J40

48、074.082889.12 40I4051.3774.032889.12 40J4150.5274.032815.04 41I417.8573.662815.04 41J427.8573.662666.88 42I426.2473.822666.88 42J4312.11143.345199.6 43I4311.02143.435199.6 43J4418.22237.187400.03 44I4411.09237.627400.03 44J4516.66356.889391.14 45I4511.19357.099391.14 45J4615.39490.9210702.93 46I4613

49、.96490.9610702.93 46J4718.22640.6211169.02 47I478.95640.8111169.02 47J4811.27806.4210591.41 48I484.32806.4910591.41 48J495.28986.498878.56 49I490986.518878.56 49J5001080.97566.33 50I5001080.97566.33 50J5101197.195507.07 51I518.151196.795507.07 51J528.151295.413369.18 52I521.081295.833369.18 52J531.0

50、81395.26837.16 53I5301395.27837.16 53J5401425.170 54I54000 54J55000 圖圖 3-53-5 彎矩圖彎矩圖 圖圖 3-63-6 剪力圖剪力圖 （2）中活載 min 的內力如下表： 表表 3-43-4 中活載中活載 minmin 的內力的內力 單元位置軸向 (kN)剪力-z (kN)彎矩-y (kNm) 1I1000 1J200-300 2I20-1425.13-300 2J30-1395.21-294.03 3I3-4.77-1395.21-294.03 3J4-4.43-1295.72-825.77 4I4-33.3-1295.3

51、-825.77 4J5-30.76-1196.63-1460.98 5I50-1197.03-1460.98 5J60-1080.69-2223.23 6I60-1080.69-2223.23 6J70-986.25-2858.43 7I7-1.99-986.23-2858.43 7J8-3-806.17-4128.85 8I8-7.82-806.1-4128.85 8J9-10.29-640.45-5399.26 9I9-20.94-640.26-5399.26 9J10-25.54-490.61-6669.68 10I10-28.15-490.56-6669.68 10J11-32.72-

52、356.77-7940.09 11I11-48.68-356.55-7940.09 11J12-54.74-237.36-9210.51 12I12-89.95-236.92-9210.51 12J13-97.78-143.25-10322.1 13I13-107.49-143.16-10322.1 13J14-115.3-73.82-11433.7 14I14-144.99-73.66-11433.7 14J15-150.23-73.66-12068.9 15I15-2.64-74.03-12068.9 15J16-2.64-74.03-12386.6 16I160-74.08-12386.

53、6 16J170-74.08-12704.2 17I170-1478.36-12704.2 17J180-1463.53-11751.4 18I18-5.37-1462.6-11751.4 18J19-5.37-1447.23-10829.3 19I19-153.37-1440.01-10829.3 19J20-149.96-1407.99-9045.88 20I20-119.25-1410.92-9045.88 20J21-114.05-1349.42-6181.96 21I21-103.75-1350.25-6181.96 21J22-98.41-1280.82-5042.72 22I22

54、-59.89-1283.2-5042.72 22J23-55.69-1193.13-4438.5 23I23-37.43-1193.84-4438.5 23J24-34.24-1092.09-3834.28 24I24-31.06-1092.19-3834.28 24J25-27.87-979.77-3230.06 25I25-13.69-980.07-3230.06 25J26-12.01-859.46-2625.84 26I26-4.6-859.53-2625.84 26J27-3.93-734.73-2021.62 27I270-734.74-2021.62 27J280-703.41-

55、1870.57 28I280-703.41-1870.57 28J290-672.25-2014.11 29I29-3.93-672.24-2014.11 29J30-4.6-550.08-2617.42 30I30-12-550.04-2617.42 30J31-13.68-435.11-3220.73 31I31-27.85-434.98-3220.73 31J32-31.05-330.24-3824.04 32I32-34.22-330.21-3824.04 32J33-37.41-236.95-4427.34 33I33-55.67-236.81-4427.34 33J34-59.89

56、-155.1-5030.65 34I34-86.16-154.92-5030.65 34J35-91.46-150.71-6552.08 35I35-133.8-150.33-6552.08 35J36-138.97-150.33-9024.42 36I36-149.98-150.21-9024.42 36J37-153.38-150.21-10807.2 37I37-5.38-150.96-10807.2 37J38-5.38-150.96-11729.4 38I380-151.06-11729.4 38J390-151.06-12681.8 39I390-1465.66-12681.8 3

57、9J400-1442.32-12364.8 40I40-2.64-1441.4-12364.8 40J41-2.64-1417.49-12047.7 41I41-150.22-1410.41-12047.7 41J42-144.98-1361.2-11413.6 42I42-115.29-1364.03-11413.6 42J43-107.47-1271.56-10304 43I43-97.76-1272.34-10304 43J44-89.93-1170.4-9194.32 44I44-54.73-1172.57-9194.32 44J45-48.66-1042.62-7926.14 45I

58、45-32.71-1043.24-7926.14 45J46-28.14-897.62-6657.95 46I46-25.53-897.7-6657.95 46J47-20.93-736.06-5389.77 47I47-10.29-736.28-5389.77 47J48-7.82-559.66-4121.59 48I48-3-559.71-4121.59 48J49-1.99-371.05-2853.41 49I490-371.06-2853.41 49J500-317.05-2219.32 50I500-317.05-2219.32 50J510-317.05-1458.41 51I51

59、-30.76-316.94-1458.41 51J52-33.3-316.94-824.32 52I52-4.43-317.04-824.32 52J53-4.77-317.04-294.03 53I530-317.05-294.03 53J540-317.05-300 54I540-500-300 54J55000 3-73-7 彎矩圖彎矩圖 3-83-8 剪力圖剪力圖 3.5 支座沉降次應力圖 由于墩臺基礎沉降或人工調整支座位移都可能使連續(xù)梁橋產生次內力。本橋在計 算過程中，根據墩臺基礎地質情況并考慮施工因素，分別按單個支座沉降 2cm 和四個 支座組合沉降 2cm 考慮。 （1）最大沉降

60、 表表 3-53-5 最大支座沉降下的內力最大支座沉降下的內力 單元位置軸向 (kN)剪力-z (kN)彎矩-y (kNm) 1I1000 1J2000 2I20551.850 2J30551.85331.11 3I31.89551.84331.11 3J41.89551.841434.8 4I414.18551.661434.8 4J514.18551.662538.49 5I50551.852538.49 5J60551.853862.92 6I60551.853862.92 6J70551.854966.62 7I72.96551.844966.62 7J82.96551.847174