資料講義2設計說明書

1、摘要本文主要選、結構主要計工作。完成預混連續(xù)橋的設計過程，具體橋梁方案的比的擬定、結構內(nèi)力的計算、構件的設計和驗算、施工圖的繪制等設參考設計任務書和相關設計資料，分析擬定可行的連續(xù)、連續(xù)橋、中承式及下系桿拱橋等多個橋梁方案，通過安全、適用、與美觀等基本原則優(yōu)選連續(xù)橋作為最合理的橋梁方案，進行詳細設計。經(jīng)過橋梁方案比選并確定橋梁細部構造之后，需要進行結構內(nèi)力計算。但預混連續(xù)橋為靜定結構，結構計算非常復雜，工作量較大，所以采Midas/civil8.32 進行。建立結構模型，初步考慮結構自重、二期恒載、汽車荷載、基礎用有分析利用有沉降和溫度等作用，其中汽車荷載根據(jù)最新規(guī)范公路工程技術標準（JTG

2、B01-2014）進行；主橋采用懸臂澆筑工，進行施工階段的劃分和分析，得到結構內(nèi)力并進行內(nèi)力組合；估算預鋼束用量，在此基礎上進行預鋼束的布置；進行預應力效應和混收縮效應的計算，得到結構各項作用產(chǎn)生的最終內(nèi)力；對各階段的主梁進行強度、裂縫、變形等各項驗算，必要時對預結構符合規(guī)范要求。最后完成施工圖的繪制工作。鋼調(diào)整，直至達到：預混；連續(xù)橋；懸臂澆筑；有分析IAbstractThis paper mainly demonstrates the whole procedure of designing a pre-stressed concrete continuous rigid frame br

3、idge, including scheme comparison, the decision of the size of the primary components, calculation of the internal force of the structure, component design and check, construction drawing.By reference to the design specification and related design materials, several possiblebridge designing schemes

4、wereand analyzed, including continuous beam bridge,continuous rigid frame bridge, half-through arch bridge and tied-arch bridge. By comparethe safety, feasibility, cost and aesthetics of each scheme, the scheme of continuous rigidframe bridge was considered to be the optimized one and to beed design

5、ed.The internal force of the structure was calculated after compare each scheme and decided the size of each element. The pre-stressed concrete continuous rigid frame bridge was a statically indeterminate structure with high redundant. Such calculation was extremely complicated and of heavy workload

6、; therefore, a piece of finite element analysissoftware, namely Midas/civil8.32 was applied.The structure mwas built in Midas, and the dead load, secondary dead load,vehicle load, foundation settlement and temperature effect was considered. The vehicle loadwas distributed by reference to the newest

7、version of Technical Standard of Highway Engineering (JTG B01-2014).The main bridge was constructed by clever laying method. The division andanalyze of each construction phase was conducted, the internal force was derived and combined; the amount of pre-stressed steel used was estimated and then arr

8、anged; the pre-stressed effect and the shrinkage and creep effect of concrete was calculated, and the internal force caused by each effect was obtained; checking the strength, crack and deformation of main girder at each stage, adjust and rearrange the pre-stressed steel until the structure meets al

9、l the requirements of the design code.At last, complete the construction drawing.Keyword: Pre-stressed concrete, Continuous rigid frame bridge, CFinite element analysislever construction,II目錄摘要IABSTRACTII第一章緒 論1第二章工程概況與任務分析22.12.22.32.4設計資料2設計標準2主要設計規(guī)范3設計任務32.4.12.4.22.4.32.4.4方案比選3結構設計3施工設計4施工圖繪制4第

10、三章方案比選63.1 初擬方案圖式63.1.13.1.23.1.33.1.4橋6方案一：連續(xù). 8方案二：變截面連續(xù)系桿拱橋10系桿拱橋12方案三：中方案四：下3.2 方案比選13第四章上部結構擬定164.14.24.34.44.5跨徑的擬定16主梁的擬定16橋面鋪裝17的劃分17主要材料204.5.14.5.2. 20混鋼材204.6 模型的建立20III4.7 施工階段的劃分25第五章主梁內(nèi)力計算295.1 荷載內(nèi)力計算295.1.15.1.25.1.3恒載內(nèi)力計算29活載內(nèi)力計算31其他因素引起的內(nèi)力計算385.2 內(nèi)力組合45第六章預鋼束估算與布置516.16.2箱梁全截面幾何特性計算

11、51鋼束的估算52縱向預6.2.16.2.26.2.36.2.46.2.56.2.6初估各截面預鋼束中心位置52按承載能力極限狀態(tài)估算53按正常使用極限狀態(tài)估算55估算59按施工階段. 61鋼束估算結果與采用的鋼預鋼束的配置62第七章預損失的計算637.17.2損失計算63預有效預計算77第八章截面驗算798.1 凈截面和換算截面特性計算798.2 配束后主梁內(nèi)力計算818.2.18.2.2預效應的計算81收縮效應的計算838.3 配束后主梁內(nèi)力組合868.4 承載能力極限狀態(tài)驗算918.4.1 正截面抗彎承載能力驗算918.4.2 斜截面抗剪承載力驗算948.5 正常使用極限狀態(tài)驗算988.

12、5.1 正截面抗裂驗算988.5.2 斜截面抗裂驗算100IV8.68.6.18.6.2驗算102驗算102驗算104短暫狀況的持久狀況的8.7 撓度驗算1098.8 本章小結110參考文獻111致謝112V第一章 緒 論第一章緒 論隨著發(fā)展對交通需求的日益提高，全國高速公路網(wǎng)以迅雷不及掩耳之勢迅速擴展。在高速公路中，橋梁是用于河流、路線等物的重物。在公路建設中，橋梁集中了技術難度大、造價高等特點。對于中小跨徑橋梁，因其結構受力明確、施工方便、具有標準跨徑而適于工廠化施工等優(yōu)點而得到廣泛的應用。在、懸臂、連續(xù)以及等形式選用合理的基礎上，具有良受力性能，并且能滿足大部分的工程地質條件。超靜定結構

13、的連續(xù)恒載和活載作用下，支點截面負彎矩對跨中正彎矩具有卸載作用，使結構內(nèi)力狀態(tài)比較均勻合理，進而可以減小，節(jié)省材料，且結構剛度大，整體性好，橋面伸縮縫少和行車平穩(wěn)舒適等優(yōu)點突出。連續(xù)橋是墩結的連續(xù)。多跨連續(xù)橋相比于連續(xù)，保持了上部結構的連續(xù)性，能力大，施工難度小，行車，養(yǎng)護簡便，造價較低。由于墩結共同參與工作，連續(xù)橋由活載引起的跨中正彎矩較連續(xù)小，因而可以降低跨中本設計為預，使恒載內(nèi)力進一步降低。混連續(xù)橋設計，主橋跨徑分布為 46m+80m+46m，橋面截面。主梁連續(xù)，中間支點處截面承受較大的負凈寬為 16m，主梁采用單箱雙室彎矩，而跨中截面承受正彎矩，為適應主梁受力特點，采用變截面形式，并按

14、二次拋物線變化，使結構自重降低，同時增強橋梁的美觀效果。由于預混連續(xù)橋為超靜定結構，結構計算較為復雜，工作量較大。所以采用有分析算的準確性。Midas/civil8.32 進行，在提高提高工作效率的同時，保證計進行橋梁方案比選并確定橋梁細部構造之后，利用有建立結構模型，進行各項施工荷載的定義；進行施工階段的劃分和分析，計算結構各施工階段結構內(nèi)力；進行預鋼筋的估算與布置，計算預效應和混收縮效應，得到結構最終內(nèi)力，對主梁進行強度、編制計算書并繪制相關圖紙。、撓度等各項驗算，驗算結構符合規(guī)范要求后，1華南理工大學本科生畢業(yè)設計第二章工程概況與任務分析2.1設計資料（1）橋位地質縱剖面圖如圖 2-1

15、所示：砂粘土強風化板巖微風化板巖圖 2-1 地形地質斷面圖（2）河流及水文情況：設計洪水位 H0.5%=24.0m，通航水位 H3.3%=22.2m；（3）氣象情況：當?shù)貧v年最高氣溫為 39.5，最低氣溫為-6.8，年平均氣溫為23.3；（4）接線標高：所接道路的標高為 48.2m；（5）設計風速：V1%= 35m/s；（6）烈度：VI 度。2.2 設計標準（1） 道路等級：高速公路；（2） 橋梁設計基準期：100 年；（3） 結構設計安全等級：二級；（4） 活荷載：公路-I 級；（5）行車道寬度：凈 15m+2×0.5m（防撞欄）；2第二章 工程概況與任務分析（6）航道等級：五級。

16、2.3 主要設計規(guī)范1、公路工程技術標準（JTG B012003）2、公路橋涵設計通用規(guī)范（JTG D602004）3、公路鋼筋混及預混橋涵設計規(guī)范（JTG D622004）4、公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范（JTG D632007）5、公路橋涵施工技術規(guī)范（JTG/T F502011）6、公路橋梁抗震設計細則（JTG/T B02-012008）2.4 設計任務具體設計內(nèi)容主要方案比選、結構設計、施工設計三個部分。2.4.1方案比選首先需要根據(jù)地形以及水文等資料進行橋梁孔徑的確定，進行設計圖式的初擬，在滿足孔徑、設計洪水位、通航水位、橋下定優(yōu)點且可能實現(xiàn)的多種方案。等條件的情況下盡可能地提出具有一

17、初擬 45 個圖式后，經(jīng)過初步分析，將明顯競爭不大的體系剔除，提出 23 個具有特色的體系從材料（造價）、施工與施工能力、工期、維修及運營質量、抗震性能、修復、航運與跨線立交、美觀等方面作進一步的分析評比。各方案的評比條件力求相同，如橋梁總長應接近，橋面與橋頭接線的標高應相同，沖刷線下的基礎埋置深度要相近。上述評比的 23 個方案要求每一方案繪制縱向立面圖與橫向剖面圖，對選定方案加繪縱向平面圖。圖中完整地標明橋梁總長、橋跨結構的計算跨度、各結構的標高、關鍵水位、墩臺標號等。另外，將編制方案的依據(jù)、孔徑計算、方案評選論證說明、材料估算等材料整理成說明書。2.4.2結構設計對方案比選所推薦的方案進

18、行結構設計。首先對選定方案的孔徑布置、墩臺基礎型式、輪廓主要、主要標高等作進一步的和確定，進行細部構造的3華南理工大學本科生畢業(yè)設計確定等構造設計。Midas/civil 進行結構模結合施工，確定結構受力模型，借助有分析型的建立，定義自重等施工階段荷載、沉降和溫度作用等荷載的定義，劃分施工階段，進行施工階段分析，完成預鋼筋的估算和布置，進行預效應和混收縮徐變效應的計算，計算結構最終內(nèi)力。對主梁結構受力分析，并進行強度、剛度和性驗算。深入了解與應用橋梁設計規(guī)范，積極查閱與應用有關參考資料，完成相關設計并繪制結構詳圖。進行內(nèi)力與反力計算時，利用影響線圖表進行內(nèi)力計算，并列出關鍵截面的具體驗算結果。

19、另外，對上部結構還使用階段進行強度驗算。撓度驗算、抗裂性驗算，預鋼筋混按施工和2.4.3施工設計正確了解設計與施工的，理論實際，進行施工的設計，爭取多、快、好、省地將橋梁建造出來。不要求做施工組織設計、施工進度表、場地布置及綜合概、預算等的編制。施工的設計不僅需要考慮原材料、施工機具等因素，更需要適應不同結構的力學性能。比如，懸臂施工主要適用于采用變截面形式主梁的橋梁，因為懸臂施工使自重等施工荷載引起的彎矩在施工階段為負彎矩，其與使用階段可變作用引起的彎矩疊加后的彎矩包絡圖更符合結構受力要求。另外，施工的性與施工的難易程度、工期的長短等密切相關。對于中小跨，采用施工便易的支架澆筑法所帶來的優(yōu)勢

20、相比于懸臂施工較大。進行上部結構的施工設計，畫出典型的主橋與一個橋墩的施工示意圖。根據(jù)實際可能采用先進的與技術，考慮施工限期、水流枯汛狀況，爭取施工速度盡可能地快，優(yōu)先考慮上、下部結構同時施工的方案，盡量節(jié)約造價，選擇利用率較高的施工機具。上部結構的施工因材料與體系的不同而異。如橋梁方案是連續(xù)或連續(xù)橋，則應根據(jù)所采用的施工設計，分別按就地澆筑、懸臂拼裝、懸臂澆筑、頂推法或轉體法確定其與機具。當施工設計完成后，按施工流程的先后，分階段繪出示意圖。2.4.4施工圖繪制完成以下施工圖的繪制：4第二章 工程概況與任務分析（1） 橋型方案比選圖（2） 結構總體布置圖（3） 主梁構造圖（4）主梁預鋼束布置

21、圖（5）施工順序圖5華南理工大學本科生畢業(yè)設計第三章方案比選對地形及水文等設計資料進行分析，初步擬定滿足設計洪水位、通航和橋下等要求，孔徑布置合理的多種橋型方案，通過技術、和使用性能等方面的綜合比較，確定安全適用、美觀的橋梁方案，進行后續(xù)結構設計。根據(jù)工程勘察資料，擬將橋型選定為預與拱橋兩類橋型進行方案比選?；爝B續(xù)橋，主要將其與3.1 初擬方案圖式通過概念設計擬定橋型方案及其孔徑分布，此時應做到：1）橋型、孔徑分布能滿足泄洪、安全要求；2）對不同橋型選用合理的施工，進行一定的技術比較，使橋梁材料用量較少和工程總造價盡可能地低；3）在結構和構造措施上，保證橋施工和使用過程中具有足夠的安全性、適用

22、性和耐久性，同時盡可能使橋梁與自然景觀協(xié)調(diào)。確定橋型方案后，進行方案圖式的初擬。首先根據(jù)通航對凈跨徑、的要求，結合地形地質、水文條件，擬定橋型及其主跨；根據(jù)高跨比等要求初擬主梁或拱肋高度，將部分跨徑為標準跨徑；根據(jù)橋梁接線標高、橋臺填土要求確定橋臺位置及其類型，確定引橋跨徑；根據(jù)地質情況和橋梁上部結構確定橋墩、基礎類型及其主要。根據(jù)地形地質數(shù)據(jù)繪制地形地質斷面圖，出該處屬平原河流地段。本工程屬于中小跨高速公路橋，設計荷載為公路 I 級，行車道凈寬 15m、防撞欄 2×0.5m，橋面總寬度為 16m，所以設計成雙向四車道。橋梁道路接線標高為 48.2m，橋梁跨越河流區(qū)段較長，200 年

23、一遇設計洪水位為 24.0m，通航水位為 22.2m，級。級為五通過上述設計資料的分析，擬定主要橋型方案為連續(xù)橋、變截面連續(xù)和中及上系桿拱橋。3.1.1方案一：連續(xù)橋本方案為(46+80+46)m 預混連續(xù)橋，方案圖式如圖 3-1 所示。行車道凈寬 15m，橋面總寬度為 16m，根據(jù)橋面寬度的需要，主梁采用單箱雙室箱梁頂板寬 16m，底板寬 10m，兩側懸臂長 3m。6截面，第三章 方案比選4.5m，高跨比為 1/17.8，跨中截面2.0m，為中支點截面的中支點截面1/2.25，箱度按二次拋物線變化，以滿足受力要求及橋梁線形上的美觀性。箱梁頂板厚 28cm，沿縱向不變。腹板及底板采用變厚度形式

24、，腹板厚度由跨中40cm 厚逐漸過渡至中支點處 60cm 厚，底板厚度由跨中 32cm 厚逐漸過渡至中支點處55cm 厚，其中腹板厚度呈線性變化，而底板厚度按二次拋物線變化。只在支點處設置橫隔板，各橫隔板均設置人孔以便施工與維護。T 梁，為 1.75m，預制寬度為 2m，跨中腹板厚度為引橋上部結構采用0.2m，跨中馬蹄寬度為 0.5m，高度為 0.25m，腹板厚度呈線性變化直至支點截面處為0.5m。由于橋梁 接線高程較大，主橋墩身較高，左右中支點橋墩高度分別為 39m 和35m，所以主橋中墩采用豎直單肢實心橋墩，墩縱向寬 1.5m，橫向寬 11.8m。承臺厚度為 2m，選用 6 根 A1.8m

25、 鉆孔灌注樁基礎，樁基打入微風化巖層。橋下地基良好，過渡墩及引橋橋墩采用柱式墩、樁基礎；橋臺接線處填土高度為10m 左右，采用重力式橋臺、群樁基礎。由于結構體系為連續(xù)橋，主梁為變截面形式，且橋梁道路接線較高，橋墩高度較大，河流水位較高，不易搭設臨時支撐，因此采用掛籃懸臂澆筑施工。a）立面圖7華南理工大學本科生畢業(yè)設計b）橫斷面圖圖 3-1 變截面連續(xù)橋圖式優(yōu)點：（1） 無伸縮縫、行車平順，主梁整體性好，具有良（2） 中支點橋墩墩身高度較大，具有足夠的柔性， 能抗震性能；的縱向變形較大，可以適應由于溫度變化、混內(nèi)力；收縮及制動力等因素引起的水平位移，減小主梁附加（3）由于墩可減低跨中區(qū)域結，共同

26、參與工作，由活載引起的跨中正彎矩較連續(xù)，進一步降低恒載內(nèi)力；，因此（4）施工穩(wěn)固性較好，且施工過程中不需要臨時固結和體系轉換，不用設置大噸位支座，省卻養(yǎng)護和更替工作。缺點：（1）對地基過大的不均勻沉降適應性差，對地基承載力要求較高；（2）墩結處復雜。3.1.2方案二：變截面連續(xù)本方案為(50+80+50)m 預，方案圖式如圖 3-2 所示?；熳兘孛孢B續(xù)行車道凈寬 15m，橋面總寬度為 16m，根據(jù)橋面寬度的需要，主梁采用單箱雙室截面，箱梁頂板寬 16m，底板寬 10m，兩側懸臂長 3m。4.8m，高跨比為 1/16.7，跨中截面2.4m，為中支點截面的中支點截面1/2，箱度按二次拋物線變化，以

27、滿足受力要求及橋梁線形上的美觀性。箱梁頂板、底板及腹板的設置同預連續(xù)橋，、底板厚度按二次拋物8第三章 方案比選線變化，腹板厚度按直線變化。在支點處設置橫隔板，各橫隔板均設置人孔以便施工與維護。T 梁，為 1.75m，預制寬度為 2m，跨中腹板厚度為引橋上部結構采用0.2m，跨中馬蹄寬度為 0.5m，高度為 0.25m，腹板厚度呈線性變化直至支點截面處為0.5m。橋下地基良好，主橋引橋橋墩均采用柱式墩、鉆孔灌注樁基礎；橋臺接線處填土高度為 10m 左右，采用重力式橋臺、群樁基礎，樁基打入微風化巖層。由于結構體系為變截面連續(xù)梁，且橋梁道路接線較高，橋墩高度較大，河流水位較高，不易搭設臨時支撐，因此

28、采用掛籃懸臂澆筑施工優(yōu)點：（1） 結構剛度大、變形小、伸縮縫少、行車平穩(wěn)舒適；（2） 采用變截面形式，大大降低了結構自重；。（3）主度變化基本與恒載彎矩沿縱向的變化相適應，符合受力特點；（4）對結構施加預，充分利用高強材料，提高混抗裂性，使結構輕型化；（5）主梁的整體性好，具有良抗震性能；（6）采用懸壁本一致。工，施工階段主梁的剛度大，且內(nèi)力與運營階段的主梁內(nèi)力基a）立面圖9華南理工大學本科生畢業(yè)設計b）橫斷面圖圖 3-2 變截面連續(xù)圖式缺點：（1）需要設置墩梁臨時固結，施工過程中需要進行體系轉換，施工程序較復雜，難度較大，施工性較差；（2）主墩需要布置大型支座，支座需要養(yǎng)護以及更換，維修養(yǎng)護

29、費用大。3.1.3 方案三：中系桿拱橋本方案為(36+90+36)m 中系桿拱橋，方案圖式如圖 3-3 所示。主拱跨度 90m，矢高 18m，矢跨比為 1/5，主拱肋與橋軸中心線平行。主拱圈采用二次拋物線拱，材料采用鋼筋混，拱圈截面為矩形截面，拱肋高 1.6m，肋寬 1.2m。墩頂橫撐寬度為 1.8m，邊跨立柱直徑為 0.8m，縱向間距為 4.5m。吊桿采用柔性吊桿，布置在行車道板以外，設置雙吊桿，以有利于拱肋橫向性，吊桿縱向間距為 4.5m?？v梁采用連續(xù) T 梁結構，橫梁采用矩形截面。為克服拱腳處的橫向推力，在連續(xù)縱梁梁端設置系桿，以承受拱的水平推力。10第三章 方案比選a）立面圖b）橫斷面

30、圖圖 3-3 中系桿拱橋圖式11華南理工大學本科生畢業(yè)設計優(yōu)點：（1）拱橋能力大；（2）拱圈為鋼筋混拱，抗壓承載力較高，耐久性好，養(yǎng)護需求低；（3）無推力體系拱橋對下部結構的要求較低；（4）上部結構對預的需求小，避免了繁瑣的預工序；（5）無需設置支座，避免其養(yǎng)護及更換需求，主橋后期運營維修與養(yǎng)護成本較低。缺點：（1）結構體系受力復雜，施工工藝要求較高，施工成本較高。3.1.4 方案四：下系桿拱橋本方案為(65+65+65)m 下系桿拱橋，方案圖式如圖 3-4 所示。主橋為三等跨上系桿拱橋，跨徑為 65m，矢高 12m，矢跨比為 1/5.4；主拱圈采用二次拋物線拱，材料采用鋼筋混，拱圈截面為矩形

31、截面，拱肋高 1.2m，肋寬為 0.9m，橫撐寬度為 0.6m?？v梁采用T 梁結構，橫梁采用矩形截面。為克服拱腳處的橫向推力，在連續(xù)縱梁梁端設置系桿，以承受拱的水平推力。a）立面圖12第三章 方案比選b）橫斷面圖圖 3-4 下系桿拱橋優(yōu)點：（1）能設置輔航道，通航能力較大，橋跨較少，基礎工程量較?。唬?）相比于方案三，梁系桿拱組合體系結構受力簡單，性好；（3） 缺點：（1）施工工藝要求較高，施工成本較高。梁系桿拱組合體系對地基適應能力較強。3.2 方案比選各設計方案比選需要全面考慮各項因素，通航要材料及其用量、施工與能力、工期、造價、維修與運營、抗震性能、美觀性等，綜合評價各設計方案的優(yōu)缺點，

32、從安全、適用、美觀等基本原則出發(fā)，優(yōu)選出結構合理、材料省、施工技術成熟、工期短、造價低、景觀性好，即安全適用、體方案比選見表 3-1：美觀的最優(yōu)方案。具13華南理工大學本科生畢業(yè)設計表 3-1 方案比選表方案方案一方案二方案案四項目連續(xù)橋變截面連續(xù)中系桿拱橋下系桿拱橋分孔(46+80+46)m(50+80+50)m(36+90+36)m(65+65+65)m橋梁總長/m3423423423451、受力性能好，順橋向抗推剛度1、變高度梁，結構受力性能合1、連續(xù)梁拱組合體系，整體性較1、設置輔航道，通航能力較大；小，對溫變、混凝理；好，結構體系受2、梁拱組合士收縮適應2、采用懸臂工，施工工藝成力復

33、雜；體系受力相對簡性好；2、設置系桿，平衡拱的水平推單；2、主橋采用懸臂施工，施工穩(wěn)固性熟，變高度3、對地基適應能安全性工時內(nèi)力與運營力，對下部結構力較強，性好，需要掛籃和吊階段相吻合；要求較低；較好；裝；3、施工時需要臨時固結和體系轉3、采用就地澆筑工，工藝復4 、施工要求較高。3、施工過程中無體系轉換，受力狀換，復雜，雜，工期較長。態(tài)與運營階工期較長。段一致。1、無伸縮縫，行車平穩(wěn)舒適；2、主梁的整體性1、結構剛度大， 變形小，伸縮縫少，行車平順； 2 、抗震性能良好。1、橋面連續(xù)，行車順暢；2 、抗震能力較差。1、伸縮縫較多， 行車平穩(wěn)性較差；2 、抗震能力較差。適用性好，具有良震性能。

34、抗1、上部結構造價相對較低；1、主墩需設置大型橡膠支座，養(yǎng)1 、施工成本較高；1、基礎工程量較??；性2、主橋后期運營養(yǎng)護成本較低。護更換麻煩，維2、主橋后期營運養(yǎng)護費較少。2 、易養(yǎng)護和維修。護費用較高。主橋線形流暢，造構造簡單，線形外觀優(yōu)美。構造簡單，與環(huán)美觀性型美觀。簡潔。境較協(xié)調(diào)。從安全性評價，四個方案均能滿足通航要求和行車安全，但預混連續(xù)梁橋和連續(xù)橋受力體系明確，掛籃懸臂澆筑的施工工藝成熟，施工穩(wěn)固性較好，工期較短。從適用性評價，主梁連續(xù)方案行車條件較好。從性評價，系桿拱橋施工14第三章 方案比選工藝復雜，總體造價較高；連續(xù)主墩需要設置大型支座，后期維護費用較高。從橋與環(huán)境的協(xié)調(diào)性更好

35、。美觀性評價，變高度連續(xù)和連續(xù)綜合上述因素對比，從通航要求、受力合理、安全適用、美觀、抗震性能、維修與運營等角度綜合考慮，選出最佳推薦方案為方案一，即(46+80+46)m預混連續(xù)橋。15華南理工大學本科生畢業(yè)設計第四章上部結構擬定4.1 跨徑的擬定本設計經(jīng)方案比選后采用預混連續(xù)橋方案。根據(jù)通航和橋下要求，主跨徑定為 80m，大部分已建連續(xù)橋邊跨與主跨的跨徑比值在 0.550.58 之間，采用46m，即為主跨的0.575 倍，進行對稱布置，則主橋的跨徑分布為46m+80m+46m，主橋全長 172m。4.2 主梁的擬定行車道凈寬 15m，防撞護欄 0.5×2m，橋面總寬度為 16m，

36、設計為雙向四車道。根據(jù)橋面寬度的需要，主梁采用單箱雙室兩側懸臂長 3m。截面，箱梁頂板寬 16m，底板寬 10m，連續(xù)橋箱梁根部截面的高度為 1/18L 左右，取中支點截面為 4.5m，為主跨徑的 1/17.8?？缰薪孛鏋橹c截面的 1/2.51/3.5，但不小于 2m，所以取跨中為 2m，為中支點截面的 1/2.25。沿橋梁縱向，箱度按二次拋物線變化，以滿足受力要求及橋梁線形上的美觀性。箱梁頂板厚度取 28cm，沿縱向不變。底板及腹板采用變厚度形式，底板厚度由跨中 32cm 厚呈二次拋物線變化至中支點處 55cm 厚；腹板厚度由跨中 40cm 厚程線性變化至中支點處 60cm 厚。承托板厚

37、1m，板上留有人孔，般構造圖如圖 4-1 所示。采用 37cm×110cm；只在支點處設置橫隔板，支點處為 100cm×100cm。主梁結構數(shù)據(jù)見表 4-1，主梁一表 4-1 主梁結構數(shù)據(jù)表節(jié)點頂板厚度底板厚度腹板厚度截面面積節(jié)點編號m2cmcmcmcm1210987200200203.6214.4230.05028282828573232.333.434.980404043.847.216.08711.31911.39311.78912.29616第四章 上部結構擬定節(jié)點頂板厚度底板厚度腹板厚度截面面積節(jié)點編號m2cmcmcmcm654321墩頂1'2'3

38、'4'5'6'7'8'9'10'251.4278.4306.7339.4376.4411.6450411.6376.4339.4306.7278.4251.4230.0214.4203.6200282828282828502828282828282828282836.939.542.245.448.952.389.952.348.945.442.239.536.934.933.432.33250.654.057.06060608060606057.054.050.647.243.8404012.96413.80914.70715.

39、76316.72017.63023.83517.63016.72015.76314.70713.80912.96412.29611.78911.39311.3194.3 橋面鋪裝橋面鋪裝采用 8cm 厚防水混加 5cm 厚瀝青混，共計 13cm 厚。4.4的劃分由于結構體系為連續(xù)橋，主梁為變截面形式，且橋梁道路接線較高，橋墩高度較大，河流水位較高，不易搭設臨時支撐，因此采用掛籃懸臂澆筑施工。根據(jù)主梁截面變化情況和掛籃的承載能力進行橋梁澆筑節(jié)段的劃分，節(jié)段長為 28m。選用 600kN 重的掛籃，掛籃重量為懸臂澆筑的最大重量的 0.4倍，故劃分時懸臂澆筑的最大重量不超過 600/0.4=1500

40、kN。各節(jié)段劃分情況見表 4-2 、 圖 4-1 其中懸臂澆筑最大長度為 4.5m ， 最大重量為17華南理工大學本科生畢業(yè)設計1477.954kN<1500kN，分段較為合理。表 4-2 各節(jié)段重量表長體積重量數(shù)量C55 砼編號cmm3kNm3個邊跨現(xiàn)澆50020045045040040040035035035030030030065.53522.63851.10152.15848.16950.51953.54649.90353.32156.84451.52556.32271.5051703.909588.5881328.6211356.1181252.3991313.4891392.

41、1861297.4731386.3511477.9541339.6451464.3741859.1292344444444442131.07067.914204.403208.634192.677202.075214.182199.611213.285227.378206.099225.288143.010合龍段0 號塊18第四章 上部結構擬定19圖 4-1 主梁構造圖華南理工大學本科生畢業(yè)設計4.5 主要材料4.5.1混主橋箱梁采用 C55 混、橋面混鋪裝采用 C55 防水混，其軸心抗壓強=1.89MPa，彈性模量 E = 3.55´104度設計值 f=24.4MPa，軸心抗拉強度

42、設計值fccdtdMPa；橋墩采用 C40 混，其軸心抗壓強度設計值 fcd =18.4MPa，軸心抗拉強度設=1.65MPa，彈性模量 E = 3.25´104 MPa。防撞欄桿采用 C20 混計值。fctd4.5.2鋼材鋼筋：預鋼筋采用f s 15.2 高強度鋼絞線，其標準強度 f pk =1860MPa，采用scon =0.75 f pk =1395MPa，彈性模量 Ep = 1.95´10 MPa。鋼絞線5采用預埋金屬波紋管，預鋼筋與管道壁摩擦系數(shù) =0.25，管道每米局部偏差對摩預擦的6mm。數(shù) k=0.0015。鋼兩端時，兩端錨具變形及鋼束回縮變形值均為普通鋼筋

43、：采用 HRB335 級鋼筋，其抗拉、抗壓強度設計值 f 、f ' 均為 280MPa，sdsd彈性模量 Es = 2.0´10 MPa。54.6 模型的建立Midas 系列，其中 Midas/civil是以有為理論基礎開發(fā)的分析和設計主要用于橋梁工程，為橋梁結構的模型建立、分析與設計等方面提供了很全面很強大的功能，目前已被交通一公路勘察部公路科學、路橋集團橋梁技術、第、鐵道部大橋橋梁科學、大橋勘測設計院有限公司等國內(nèi)各大公路、鐵路部門的設計院廣泛采用。Midas/civil 提供橋、懸臂法橋梁等多種建模助手，有利于使用者進行復雜橋梁框架的搭建。同時，還提供了的材料和截面數(shù)據(jù)

44、庫，以及與混收縮和、移動荷載等相關規(guī)范?？梢詫Y構進行靜力分析、動力分析、移動荷載分析、支座沉降分析、施工階段分析等。在后處理階段，可以根據(jù)設計規(guī)范自動生成荷載組合，經(jīng)過分析得到各項荷載內(nèi)力并進行組合，同時還可以借助 PSC 設計完成梁截面的各項驗算。根據(jù)結構 的擬定、橋梁節(jié)段的劃分、主要材料，利用 Midas/civil 8.32 建立有20第四章 上部結構擬定模型。主橋左右橋墩墩高分別為 39m 和 35m，樁基高度分別為 7.24m 和 6.03m，進行下部結構模型建立時，取用平均墩高 37m，樁基高度 7m。所有結構均采用梁單元模型， 模型共有主梁單元 64 個、下部結構單元 82 個

45、；主梁節(jié)點 65 個、下部結構節(jié)點 98 個、輔助節(jié)點 18 個；共計梁單元 146 個、節(jié)點 181 個（梁單元號：1to64，101to182；節(jié)點號：1to65，80to97，101to198），主橋整體模型如圖 4-2 所示，跨中截面參數(shù)如圖 4-3所示。圖 4-2結構總體模型21華南理工大學本科生畢業(yè)設計圖 4-3 跨中截面參數(shù)以跨中截面為參考截面，通過懸臂法橋梁建模助手塔建起結構總體框架，但建立的模型并不能很好地符合主梁的設計，因此截面細部需要通過 PSC 橋梁建模助手進行，其中主梁截面高度參數(shù)如圖 4-4 所示，底板和腹板厚度的數(shù)據(jù)見表 4-3 和表 4-4，圖和表中所示參考線

46、S2、S3 為左右主墩中心線，指數(shù)型 2.0 表示數(shù)據(jù)在兩點間按二次拋物線變化，在拋物線的對稱面的位置輸入對稱面距離。22第四章 上部結構擬定圖 4-4 主度參數(shù)表 4-3 主梁底板厚度數(shù)據(jù)距離（m）（m）對稱面距離（m）參考線曲線類型指數(shù)型S2 S2 S2 S2 S2 S2 S2 S2 S2 S3 S3 S3 S3 S3S3-46-44.5-43.75-39-2.25-1.51.52.2539-39-2.25-1.51.52.25390.570.570.320.320.550.80.80.550.320.320.550.80.80.550.32直線直線222222222222222000-3

47、9000390-39000390直線曲線直線直線直線曲線直線曲線直線直線直線曲線直線23華南理工大學本科生畢業(yè)設計距離（m）（m）對稱面距離（m）參考線曲線類型指數(shù)型S3 S3S343.7544.5460.320.570.57直線222000直線直線表 4-4主梁腹板厚度數(shù)據(jù)距離（m）（m）對稱面距離（m）參考線曲線類型指數(shù)型S2 S2 S2 S2 S2 S2 S2 S2 S2 S2 S2 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3S3-46-44.5-43.75-34.5-11-2.25-1.51.52.251134.5-34.5-11-2.25-1.51.52.251134.543.7544.5460.80.80.40.40.60.60.80.80.60.60.40.40.60.60.80.80.60.60.40.40.80.8直線22222222222222222222220000000000000000000000直線直線直線直線直線直線直線直線直線直線直線直線直線直線直線直線直線直線直線直線直線進行細部結構的之后的左邊跨主梁細部圖如圖 4-5 所示：24第四章 上部結構擬定圖 4-5后的左邊跨主梁細部圖搭建起結構總體模型后，進行模型的邊界條件定義。對主墩下的每根鉆孔灌注樁底部、主梁邊跨現(xiàn)澆段支座和滿堂支架以及