橋梁工程畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)

1、2013屆土木工程（橋梁）專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)前 言隨著我國(guó)社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步和人民的生活水平的日益提高，交通的便利程度和安全性得到了人們的廣泛關(guān)注，橋梁又是現(xiàn)代交通中不可缺少的組成部分，于此同時(shí)，橋梁建設(shè)得到了迅猛發(fā)展，我國(guó)橋梁工程無(wú)論在建設(shè)規(guī)模上，還是在科技水平上，均已躋身世界先進(jìn)行列。各種功能齊全、造型美觀橋梁開(kāi)始頻繁的出現(xiàn)在人們的生活中，給人們帶來(lái)方便的同時(shí)很多橋梁也逐漸成為城市的標(biāo)志性建筑。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是教學(xué)計(jì)劃中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是在學(xué)院所有規(guī)定的基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課和必修的專(zhuān)業(yè)課后進(jìn)行的，是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)，通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)大學(xué)四年所學(xué)課程和各方面知識(shí)，進(jìn)行一次全面、綜合、系

2、統(tǒng)的訓(xùn)練，也是對(duì)以前各教學(xué)環(huán)節(jié)的繼續(xù)、深化、補(bǔ)充和檢驗(yàn)。在畢業(yè)設(shè)計(jì)完成的過(guò)程中，不僅是對(duì)我們綜合、科學(xué)、合理地運(yùn)用所學(xué)知識(shí)、理論的一種檢驗(yàn)，同時(shí)還能鞏固和加強(qiáng)對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的掌握，在自己頭腦中構(gòu)建系統(tǒng)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)框架和理論體系。借助這種較強(qiáng)實(shí)際動(dòng)手操作的實(shí)踐，進(jìn)一步培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)理論、專(zhuān)業(yè)知識(shí)和基本技能，從而提高分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。 五梁橋大橋的設(shè)計(jì)主要進(jìn)行了橋型方案的比選與設(shè)計(jì)，橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算，預(yù)應(yīng)力鋼筋估算與布置，預(yù)應(yīng)力束損失計(jì)算，結(jié)構(gòu)驗(yàn)算，截面驗(yàn)算，施工方法的設(shè)計(jì)。另外由于在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要使用專(zhuān)業(yè)軟件進(jìn)行橋梁截面的設(shè)計(jì)與橋梁的內(nèi)力計(jì)算，所以這次畢業(yè)設(shè)計(jì)訓(xùn)練了我手工制圖和CAD

3、制圖的基本技能和方法，利用MIDAS進(jìn)行橋梁建模與計(jì)算的能力。橋梁的方案設(shè)計(jì)與比較是按照實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、安全、美觀的基本原則進(jìn)行的，從擬訂的五個(gè)方案中，選出三個(gè)進(jìn)行了詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。橋梁施工方法的設(shè)計(jì)是根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡匦螚l件，施工設(shè)備和能力以及工程的可行性而進(jìn)行的，采用的懸的施工方法。通過(guò)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，進(jìn)行了一次對(duì)大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的復(fù)習(xí)與總結(jié)。通過(guò)此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，也發(fā)現(xiàn)了自身知識(shí)水平的局限與不完善，在知識(shí)的掌握遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。由于是初次進(jìn)行這樣系統(tǒng)、詳盡的橋梁綜工程合設(shè)計(jì)，加之自身知識(shí)水平的局限和經(jīng)驗(yàn)缺乏，在遇到一些實(shí)際難題時(shí)，總感到茫然和不知所措，設(shè)計(jì)也也因此進(jìn)行了多次的返工。在此，我衷心的感謝我的指

4、導(dǎo)老師對(duì)我的設(shè)計(jì)的指導(dǎo)改錯(cuò)，加深了我對(duì)橋梁的認(rèn)知水平。目 錄摘 要IABSTRACTII第1章 緒 論11. 1基本資料11.1.1 基本資料11.1.2 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)21.1.3 設(shè)計(jì)依據(jù)21.2 方案擬定21.2.1設(shè)計(jì)原則21.2.2 方案簡(jiǎn)介31.3方案比較3第2章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及內(nèi)力計(jì)算82.1 設(shè)計(jì)資料82.1.1設(shè)計(jì)資料及重要參數(shù)82.2 結(jié)構(gòu)尺寸擬訂92.2.1五梁橋大橋的細(xì)部尺寸擬定92.3 主梁內(nèi)力計(jì)算及組合112.3.1 單元?jiǎng)澐?12.3.2 內(nèi)力計(jì)算132.3.3 內(nèi)力組合142.4 預(yù)應(yīng)力筋估算及布置172.4.1 預(yù)應(yīng)力筋估束172.4.2預(yù)應(yīng)力鋼束的布置252.4.3橫

5、向預(yù)應(yīng)力筋布置282.4.4 豎向預(yù)應(yīng)力筋282.5 承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算292.5.1截面幾何特性292.5.2 承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算312.6 預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算332.6.1 摩阻損失332.6.2 錨具變形損失362.6.3混凝土彈性壓縮損失382.6.4 鋼筋應(yīng)力松弛損失392.6.5 混凝土收縮、徐變損失392.6.6預(yù)應(yīng)力損失組合422.7 結(jié)構(gòu)驗(yàn)算432.7.1正常使用極限狀態(tài)計(jì)算432.7.2持久狀況應(yīng)力驗(yàn)算452.7.3 短暫狀況應(yīng)力驗(yàn)算472.8 橋面板的計(jì)算472.8.1單向板的計(jì)算482.8.2懸臂板計(jì)算52第3章 施工組織設(shè)計(jì)543.1 工程概況介紹543.1.1工程項(xiàng)

6、目的特征543.1.2建設(shè)地區(qū)特征543.2 確定施工方法制訂戰(zhàn)略部署543.3 施工組織設(shè)計(jì)553.3.1 主橋施工節(jié)段劃分圖553.3.2 施工流程圖553.3.3 施工要點(diǎn)563.3.4主要材料及要求59致 謝62參考文獻(xiàn)63摘 要本論文設(shè)計(jì)了五種方案，通過(guò)對(duì)這五種設(shè)計(jì)橋型的比選，最終確定的設(shè)計(jì)方案是連續(xù)剛構(gòu)橋。全長(zhǎng)為350米，主跨為120米。計(jì)算書(shū)部分詳細(xì)地論述了預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋設(shè)計(jì)的基本理念和方法，施工的關(guān)鍵技術(shù)等等。設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括對(duì)連續(xù)剛構(gòu)橋的概述、方案的初選、方案的比選、最后的選定以及對(duì)主梁內(nèi)力計(jì)算、結(jié)構(gòu)計(jì)算和驗(yàn)算、施工圖設(shè)計(jì)、施工組織設(shè)計(jì)等，另外設(shè)計(jì)還詳細(xì)介紹了連續(xù)剛

7、構(gòu)橋的主要施工方法懸臂現(xiàn)澆施工法。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，查閱了很多關(guān)于連續(xù)剛構(gòu)橋的資料，參閱了大量關(guān)于在建或已建的同類(lèi)橋梁的設(shè)計(jì)和施工資料。 關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)橋，方案設(shè)計(jì)，施工組織設(shè)計(jì)，平衡懸臂施工IABSTRACTWhen I got the landform data of the Bridge, I designed five projects for it. After comparing them and studying for a period of time, I finally determinate the best design of Bridge is a pre-str

8、essed continuous rigid frame bridge. It is 350 meters long, and the main span is 120 meters.In the design introduction, it contains the conception of the pre-stressed continuous rigid frame bridge, the main technology about construction and so on. The main contents include the selection of the plan,

9、 the checking computations of section, and the distribution of pre-stressed steel, construction and organization. Besides, it discusses the main construction method of the pre-stressed continuous rigid frame bridge-cast-in place cantilever construction method.In the design I consult a lot of data ab

10、out the pre-stressed continuous rigid frame bridge and many rules about the construction of the bridge. Keywords: the pre-stressed continuous rigid frame bridge，project design，construction organization design，the balanced cantilever construction1第1章 緒 論1. 1基本資料1.1.1 基本資料（一）基本資料 表1.1 橋位橫斷面地形資料里程樁號(hào)（米）

11、地面標(biāo)高（米）里程樁號(hào)（米）地面標(biāo)高（米）云陽(yáng)500286.19K179+260332.99520291.00280333.19540299.98300333.85560306.69320329.98580309.51340327.16602.50313.50360322.12625315.89370.76317.06645317.73380312.08665320.87410289.72685327.79430282.05700336.50450272.31720345.10456.50269.76740351.60470273.45485281.26萬(wàn)州圖1.1 橋位橫斷面地面線(xiàn)（1） 橋

12、面標(biāo)高：在K179+260.00處為330.98,縱坡2%。（2） 橋面橫坡：?jiǎn)蜗?%。（3） 設(shè)計(jì)荷載：公路I級(jí)。（4） 氣候水文地質(zhì)情況：年平均氣溫15.3，月平均最底氣溫1，月平均最高氣溫34。；橋位處無(wú)水流；橋位區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，巖性單一，弱風(fēng)化巖為石灰?guī)r，在35米以下，允許承載力為1.5MPa.地質(zhì)條件較好，無(wú)不良地質(zhì)。（5） 橋?qū)挘?.5m（護(hù)欄）+ 11.75m（行車(chē)道）+1.5m（分隔帶）+11.75m（行車(chē)道）0.5m（護(hù)欄）。1.1.2 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（1）設(shè)計(jì)荷載；公路I級(jí)（2）橋面凈寬：211.75m1.1.3 設(shè)計(jì)依據(jù)（1）中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG

13、D60-2004）（2）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）（3）公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ011-89）（4）公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D61-2005）（5）公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ024-85）1.2 方案擬定1.2.1設(shè)計(jì)原則橋梁設(shè)計(jì)必須遵照“實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、耐久、安全和美觀”的基本原則。（1）符合當(dāng)?shù)貜?fù)雜的地質(zhì)條件，滿(mǎn)足交通功能需要。（2）設(shè)計(jì)方案力求結(jié)構(gòu)安全可靠，具有特色，又要保證結(jié)構(gòu)受力合理，施工方便，可行，工程總造價(jià)經(jīng)濟(jì)。（3）橋梁結(jié)構(gòu)造型簡(jiǎn)單，輕巧，并能體現(xiàn)地域風(fēng)格，與周?chē)h(huán)境協(xié)調(diào)。1.2.2 方案簡(jiǎn)介從當(dāng)?shù)氐牡匦蔚刭|(zhì)條件

14、、水文條件和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，且由于該橋無(wú)通航要求，擬選出以下五個(gè)初選方案分別為：方案一:75m+120m+75m+240m連續(xù)剛構(gòu)橋，其中240m為引橋部分。 方案二:750m連續(xù)梁橋。方案三:198m+140m的單塔雙索面斜拉橋。 方案四:225m+168m+625m上承式混凝土拱橋，其中225m和625m為引橋部分。 方案五:40m+204m+340m中承式鋼管混凝土拱橋，其中40m和340m為引橋部分。從總體布局、環(huán)境協(xié)調(diào)、技術(shù)先進(jìn)性、施工可能、景觀要求、技術(shù)經(jīng)濟(jì)等多方面考慮，且在老師的指導(dǎo)下，選擇方案一、二、三來(lái)作工程量計(jì)算，作進(jìn)一步比較。1.3方案比較第一方案：連續(xù)剛構(gòu)橋方案圖1.2 連續(xù)

15、剛構(gòu)橋1、總體布置和結(jié)構(gòu)體系：此方案的橋跨布置為引橋?yàn)楹?jiǎn)支梁橋240m,主橋?yàn)?5m+120m+75m連續(xù)剛構(gòu)橋。主橋?yàn)槿珙A(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)，中跨為120m，邊跨均為75m。單箱單室變截面梁，橋面寬12.75m（單幅橋面），箱底寬7.8m頂板懸臂長(zhǎng)度為2.475m.邊跨與中跨比值為0.625,符合結(jié)構(gòu)及經(jīng)濟(jì)要求。2、主墩、臺(tái)結(jié)構(gòu)：橋墩均采用由雙薄壁墩組成的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。主橋基礎(chǔ)采用明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)。3、施工方法：該三跨連續(xù)梁橋采用懸臂澆筑法施工，可以省去大型起重安裝設(shè)備，而且施工時(shí)不受溝道通航和水位變化的影響，墩身采用翻模板法施工。4、優(yōu)點(diǎn) 墩梁固結(jié)，省去了支座費(fèi)用及日后維修費(fèi)用； 橋面連續(xù)，無(wú)需

16、設(shè)伸縮縫，行車(chē)平穩(wěn)、舒適； 雙薄壁柔性墩，橋墩厚度大大減小，因而節(jié)約了橋墩與基礎(chǔ)的材料用量，降低了費(fèi)用； 連續(xù)剛構(gòu)橋目前施工工藝成熟，施工簡(jiǎn)便，本橋采用傳統(tǒng)的掛籃懸臂施工； 連續(xù)剛構(gòu)橋建橋費(fèi)用比較省，日后維修養(yǎng)護(hù)費(fèi)用也比較少。缺點(diǎn) 連續(xù)剛構(gòu)橋目前出現(xiàn)了主跨跨中下?lián)蠁?wèn)題，但這不是橋梁體系本身的問(wèn)題。目前可以通過(guò)設(shè)置預(yù)拱度、中跨合龍前進(jìn)行預(yù)推等來(lái)解決； 主梁頂?shù)装娉霈F(xiàn)開(kāi)裂問(wèn)題。可以通過(guò)適當(dāng)布置預(yù)應(yīng)力鋼束或增大箱梁截面積來(lái)防止開(kāi)裂問(wèn)題。第二方案：連續(xù)梁橋方案圖1.3 連續(xù)梁橋 1、總體布置和結(jié)構(gòu)體系：本方案是750m的等截面連續(xù)梁橋，橋梁總長(zhǎng)350m。橋跨結(jié)構(gòu)：七跨預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁，跨徑均為50m。單箱

17、單室等截面梁，橋面寬12.75m，箱底寬7m頂板懸臂長(zhǎng)度為2.875m,符合結(jié)構(gòu)及經(jīng)濟(jì)要求。2、主墩、臺(tái)結(jié)構(gòu)橋墩均采用柱式薄壁空心橋墩。主橋基礎(chǔ)為剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)，橋臺(tái)為U型重力式橋臺(tái)。3、施工方案該五跨連續(xù)梁采用頂推法施工，而且施工時(shí)不受溝道通航和水位變化的影響，墩身采用套筒施工。優(yōu)點(diǎn)： 橋梁外型較美觀； 主梁縱向?yàn)榈冉孛嫘问剑沽后w外形和諧，節(jié)省材料并加大了橋下凈空； 目前連續(xù)梁橋設(shè)計(jì)施工經(jīng)驗(yàn)成熟； 連續(xù)梁橋目前施工工藝成熟；橋面連續(xù)，無(wú)需設(shè)伸縮縫，行車(chē)平穩(wěn)、舒適；缺點(diǎn)： 主梁采用頂推施工，加大了施工的難度； 相對(duì)于連續(xù)剛構(gòu)，增加了支座費(fèi)用。 第三方案:斜拉橋方案。圖1.4 斜拉橋1、總體布置

18、和結(jié)構(gòu)體系：本方案是不等跨的單塔雙索面斜拉橋，主跨為198m，邊跨為140m，邊跨比是0.707，橋梁總長(zhǎng)338m。橋跨結(jié)構(gòu)：七跨預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁，跨徑均為50m。單箱單室等截面梁，橋面寬12.75m，箱底寬7m頂板懸臂長(zhǎng)度為2.875m,符合結(jié)構(gòu)及經(jīng)濟(jì)要求。2、主墩、臺(tái)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)為剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)，橋臺(tái)為U型重力式橋臺(tái)。3、施工方案斜拉橋主塔采用爬模施工，基礎(chǔ)為明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)，主梁采用掛籃懸臂現(xiàn)澆施工。 4、 優(yōu)點(diǎn) 橋梁外型美觀； 橋面連續(xù)，行車(chē)舒適順暢； 橋梁動(dòng)力性能好； 采用懸臂施工，施工期間不影響通航。缺點(diǎn) 橋梁造價(jià)高，尤其是拉索費(fèi)用昂貴； 施工比較復(fù)雜，不但要修建比較高的索塔，施工中還要多次調(diào)整

19、索力，工序復(fù)雜； 主塔錨固區(qū)應(yīng)力集中，混凝土易開(kāi)裂； 主梁錨固區(qū)應(yīng)力集中，也容易出現(xiàn)開(kāi)裂； 斜拉橋成橋后維修養(yǎng)護(hù)費(fèi)用高，尤其涉及換索時(shí)，費(fèi)用昂貴表1.2 橋型方案比較表方案比較項(xiàng)目第一方案第二方案第三方案連續(xù)剛構(gòu)梁橋連續(xù)梁橋斜拉橋橋總長(zhǎng)（m）350350338橋跨布置特點(diǎn)一聯(lián)三跨等跨連續(xù)剛構(gòu)橋，邊跨比0.625,主橋?yàn)樽兘孛鎲蜗鋯问蚁淞?墩為雙薄壁實(shí)心墩。等截面的七跨等跨連續(xù)梁橋，主梁為等截面單箱單室箱梁，墩為薄壁空心墩此方案是不等跨連續(xù)梁，主跨198m，邊跨140m，邊跨比0.707，基礎(chǔ)采用剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)。主梁梁高.墩頂6m,跨中2.5m,呈二次拋物線(xiàn)等截面主梁均為2.5m等截面主梁均為2m

20、建筑造形連續(xù)美觀簡(jiǎn)潔連續(xù)美觀簡(jiǎn)潔優(yōu)美宏偉養(yǎng)護(hù)維修少少較多設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)水平有成熟經(jīng)驗(yàn)有成熟經(jīng)驗(yàn)有成熟經(jīng)驗(yàn)施工方法和難易主橋采用對(duì)稱(chēng)懸臂澆注施工，施工工作面多，施工難度不大主橋采用頂推施工，施工難度不大拱橋主拱采用五段工廠預(yù)制，先進(jìn)行單箱拼裝，然后通過(guò)現(xiàn)澆混凝土形成單箱四室截面。主橋在拱頂處合攏，施工技術(shù)成熟。 工期短短長(zhǎng)抗風(fēng)好好較好變形剛度較好較好較好抗震好較好好 綜上所述，連續(xù)鋼構(gòu)橋從多方面考慮，結(jié)構(gòu)受力合理，外形簡(jiǎn)潔美觀，利于行車(chē)，且用料較斜拉橋省，施工較容易，施工工期較短，維護(hù)方便、花費(fèi)用少，比斜拉橋有顯著的經(jīng)濟(jì)效益，因此選擇連續(xù)鋼構(gòu)梁橋作為最后施工設(shè)計(jì)方案。第2章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及內(nèi)力計(jì)算2.1

21、設(shè)計(jì)資料2.1.1設(shè)計(jì)資料及重要參數(shù)設(shè)計(jì)荷載:公路-級(jí),結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)0=1.0。材料性能參數(shù):（1）混凝土強(qiáng)度等級(jí)C50，主要強(qiáng)度指標(biāo)為：強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 fck=32.4 MPa， ftk=2.65 MPa強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 fcd=22.4 MPa, ftd=1.83 MPa彈性模量 Ep=3.45104 MPa強(qiáng)度等級(jí)C40，主要強(qiáng)度指標(biāo)為：強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 fck=26.8MPa， ftk=2.40 MPa強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 fcd=18.4 MPa, ftd=1.65 MPa彈性模量 Ep=3.25104 MPa（2）預(yù)應(yīng)力鋼筋采用1*7標(biāo)準(zhǔn)型-15.24-1860-II-GB/T 52241995 鋼絞線(xiàn)，

22、其強(qiáng)度指標(biāo)為：抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 fpk=1860 MPa抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 fpd=1260 MPa彈性模量 Ep=1.95105MPa（3）普通鋼筋1)縱向抗拉普通鋼筋采用HRB400鋼筋，其強(qiáng)度指標(biāo)為：抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 fsk=400 MPa抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 fsd=330 MPa彈性模量 Es=2.0105MPa2)箍筋及構(gòu)造鋼筋采用HRB335鋼筋，其強(qiáng)度指標(biāo)為：抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 fsk=335 MPa抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 fsd=280 MPa彈性模量 Es=2.0105MPa2.2 結(jié)構(gòu)尺寸擬訂2.2.1五梁橋大橋的細(xì)部尺寸擬定（1）立面布置本橋邊跨75米，中跨120米，邊中跨之比為0.625，箱梁

23、底板下緣高沿二次拋物線(xiàn)變化。（2）上部結(jié)構(gòu)本方案主梁采用單箱單室變高度箱梁，箱梁頂板寬12.75米，頂板設(shè)置單向2%橫坡，底板寬7.8米。全梁頂板中間厚為0.28米，邊緣處厚0.15米，單側(cè)翼緣板懸臂為2.475米。腹板不等厚，跨中向根部從0.6米到0.7米。主梁在支座處梁高為6米，跨中處為2.5米。底板厚從跨中0.32米到根部1米。主梁0號(hào)塊長(zhǎng)度為9米，懸臂施工梁段劃分為3米，3.5米和4 米三種，邊跨現(xiàn)澆段13米，邊、中跨合攏段長(zhǎng)度均為2米，箱梁全部采用C50混凝土。主梁截面（跨中和支點(diǎn)）如圖所示： 圖1.5 支點(diǎn)截面圖1.6 跨中截面圖1.7 連續(xù)剛構(gòu)梁節(jié)段圖橋面系部分包括支座伸縮縫、防

24、撞護(hù)欄、泄水管和橋面鋪裝等。a 支座連續(xù)鋼構(gòu)箱梁兩邊跨端橫梁處每邊設(shè)置盆式支座2個(gè)，規(guī)格為GPZ5000DX和GPZ5000SX型，即單向活動(dòng)的盆式橡膠支座和雙向活動(dòng)的盆式橡膠支座各2個(gè)。b 伸縮縫全橋共設(shè)置2道SSFB160型伸縮縫，分別位于連續(xù)鋼構(gòu)橋橋臺(tái)處。c 防撞護(hù)欄在車(chē)行道兩側(cè)各設(shè)置0.8米高的防撞護(hù)欄。d 泄水管泄水管設(shè)置在主橋箱梁懸臂端，其位置緊貼防撞護(hù)欄，縱橋向每15米設(shè)置一對(duì)。e 橋面鋪裝橋面橫坡為2%，澆筑箱梁頂板時(shí)形成，全橋鋪裝16厘米厚，由8厘米厚的防水砼（配1010cm鋼筋網(wǎng)），加8厘米雙層瀝青砼。水泥砼鋪裝與瀝青砼之間設(shè)防水層及粘層油，其厚度包括在瀝青砼內(nèi)。（3）下部

25、結(jié)構(gòu)兩個(gè)主墩均采用雙薄壁實(shí)心橋墩，橋墩寬度為2X1.5米，橫橋向?qū)挾热∨c梁底同寬7.8m，墩高均為50m。根據(jù)給出的地質(zhì)條件，認(rèn)為地質(zhì)條件較好，基礎(chǔ)采用剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)，。（4）鋼筋信息預(yù)應(yīng)力砼鋼材：縱向鋼筋采用15.24鋼絞線(xiàn),公稱(chēng)抗拉強(qiáng)度為fpk=1860MPa, 張拉控制強(qiáng)度用0.75fpk,Ep=1.95105MPa頂板橫向預(yù)應(yīng)力采用15.24鋼絞線(xiàn),fpk=1860MPa,張拉控制強(qiáng)度為0.6fpk,Ep=1.95105MPa。豎向預(yù)應(yīng)力筋采用精扎螺紋鋼筋。所有鋼絞線(xiàn)均符合ASTM416-87A的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。2.3 主梁內(nèi)力計(jì)算及組合2.3.1 單元?jiǎng)澐指鶕?jù)選用的施工方案(懸臂澆筑)及所用

26、施工機(jī)具(掛籃)的承重、支承點(diǎn)位置及支反力，對(duì)上部箱梁進(jìn)行施工分段，梁段長(zhǎng)度規(guī)格應(yīng)盡量減少，以利于掛籃施工。梁段長(zhǎng)度變化處的梁段重量差應(yīng)盡量減少，以利于施工控制。即考慮懸臂施工掛籃起吊能力并兼顧計(jì)算單元?jiǎng)澐诌M(jìn)行分段。箱梁分段完成后進(jìn)行單元?jiǎng)澐志幪?hào)。根據(jù)施工的要求，一般一段的重量在100-200噸之間，這就要求單元長(zhǎng)度在3m-5m之間。本橋劃分為3m、3.5m、4m三種。11圖1.8 梁?jiǎn)卧疽鈭D63 全橋主梁分為88個(gè)單元，邊跨兩端各13m為現(xiàn)澆段，劃分邊跨、中跨合攏段均為2m，劃分成兩個(gè)單元。坐標(biāo)原點(diǎn)建在全橋左端橋面上，沿跨徑為x軸（向右為正）。2.3.2 內(nèi)力計(jì)算結(jié)構(gòu)計(jì)算由公路橋梁計(jì)算軟件

27、（Midas）來(lái)完成。計(jì)算模型的基本信息和成橋階段以及運(yùn)營(yíng)階段的基本數(shù)據(jù)如下：（取邊跨中部,主跨端部,主跨中部） 表2.1 截面幾何特性單元號(hào)結(jié)點(diǎn)號(hào)計(jì)算截面m2中性軸到下緣距離m慣性矩m4788.05751.312647.059163262718.48552.68475293.4974244458.05751.312647.059163內(nèi)力計(jì)算結(jié)果 表2.2 恒載內(nèi)力截面恒載彎矩剪力MG1PK(kN*m)VG1PK(kN)7#48069.31 -314.2626#-355212.84-17427.9844#67784.38-27.83活載內(nèi)力荷載：公路I級(jí)，均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值為qk=10.5kN/

28、m；集中力荷載標(biāo)準(zhǔn)值為Pk=360kN。橫向折減系數(shù)為0.78汽車(chē)沖擊系數(shù)為1+=1.05偏載影響系數(shù)為1.15表2.3 活載內(nèi)力計(jì)算表 汽車(chē)荷載截面最大彎矩MQ1K(kN*m)對(duì)應(yīng)V(kN)7#20816.79933.4226#9864.548056.6544#21686.441103.47表2.4 溫度附加內(nèi)力 截面溫升效應(yīng)溫降效應(yīng)彎矩(kN*m）剪力(kN）彎矩(kN*m）剪力(kN)7#-481.8525.36447.43-23.5526#832.90-872.77-773.41810.4344#-575.500.00-0.00534.39表2.5混凝土收縮、徐變附加內(nèi)力 截面收縮效應(yīng)

29、徐變效應(yīng)彎矩(kN*m）剪力(kN）彎矩(kN*m）剪力(kN)7#54.75-2.8842426.411712.826#-832.38450.39-427800.549231.244#300.1051262.87-43.152.3.3 內(nèi)力組合 1.內(nèi)力組合a、基本組合（用于承載能力極限狀態(tài)計(jì)算） Md=1.2(M一期+M二期)+M收縮、徐變+1.4M汽+1.12M人 Md=1.2(M一期+M二期)+M收縮、徐變+1.4M汽+1.4*0.7(M人+M溫) Vd=1.2(V一期+V二期)+V收縮、徐變+1.14V汽+1.12V人Vd=1.2(V一期+V二期)+V收縮、徐變+1.14V汽+1.4

30、*0.7(V人+V溫) b、短期效應(yīng)組合(用于正常使用極限狀態(tài)計(jì)算) MS= M一期+M二期+ 0.7M汽/(1+)+ M人MS=M一期+M二期+M收縮、徐變+0.7M汽 /(1+)+M人+0.8M溫 c、長(zhǎng)期效應(yīng)組合(用于正常使用極限狀態(tài)計(jì)算) ML= M一期+M二期+ M收縮、徐變+ 0.4(M汽/(1+)+ M人)ML=M一期+M二期+M收縮、徐變+0.4(M汽/(1+)+M人)+0.8M溫 d、持久狀況內(nèi)力組合：由Midas輸出上述組合的最不利荷載組合結(jié)果如下：表 2.6 基本組合組合情況基本組合截面最大彎矩對(duì)應(yīng)剪力最小彎矩對(duì)應(yīng)剪力ML(kN*m)VL(kN*m)ML(kN*m)VL(

31、kN*m)7#89388.54924.0050582.93-1889.0326#-459254.1427670.58-570898.245842.5944#113969.231588.4378625.23-1529.81表 2.7 持久狀況內(nèi)力組合組合情況持久狀況內(nèi)力組合截面最大彎矩對(duì)應(yīng)剪力最小彎矩對(duì)應(yīng)剪力ML(kN*m)VL(kN)ML(kN*m)VL(kN)7#58438.2756.1846877.77-761.9626#-389796.9716914.86-422064.7410422.7844#78300.79453.6468338.75-426.74 組合情況短期效應(yīng)組合截面最大彎矩

32、對(duì)應(yīng)剪力最小彎矩對(duì)應(yīng)剪力ML(kN*m)VL(kN)ML(kN*m)VL(kN)7#64385.94322.8845024.16-1063.1326#-386978.5219216.76-441807.818335.2444#84494.71773.7267360.30-739.27表2.8 短期效應(yīng)組合2.內(nèi)力圖和包絡(luò)線(xiàn)a、最大懸臂時(shí)的彎矩圖圖1.9 最大懸臂時(shí)的彎矩圖 b、恒載彎矩圖圖2.0 恒載彎矩圖 c、恒載剪力圖 圖2.1 恒載剪力圖 d、基本組合彎矩包絡(luò)圖 （承載能力極限狀態(tài)）圖2.2 基本組合彎矩包絡(luò)圖 e、基本組合剪力包絡(luò)圖 （承載能力極限狀態(tài)）圖2.3 基本組合剪力包絡(luò)圖 f

33、、正常使用極限狀態(tài)彎矩包絡(luò)圖圖2.4 正常使用極限狀態(tài)彎矩包絡(luò)圖j、正常使用極限狀態(tài)剪力包絡(luò)圖 圖2.5 正常使用極限狀態(tài)剪力包絡(luò)圖2.4 預(yù)應(yīng)力筋估算及布置2.4.1 預(yù)應(yīng)力筋估束1、估筋原則（1）受負(fù)彎矩在最大彎矩作用下截面上緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力，截面下緣不至壓碎（2）受負(fù)彎矩在最小彎矩作用下截面下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力，截面上緣上至壓碎（3）受正彎矩在最大彎矩作用下截面下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力，截面上緣不至壓碎（4）受正彎矩在最小彎矩作用下截面上緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力，截面下緣不至壓碎2、 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算 A、邊跨跨中截面7#根據(jù)正常使用極限狀態(tài)正截面抗裂要求,確定預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量。為滿(mǎn)足抗裂要求,所需的有效預(yù)加力為

34、 （式2.1）為短期效應(yīng)彎矩組合設(shè)計(jì)值,由表查得：,估算鋼筋數(shù)量時(shí),可近似采用毛截面幾何性質(zhì)。由Midas輸出的數(shù)據(jù): 。為預(yù)應(yīng)力鋼筋重心至毛截面重心的距離,假設(shè),則有。代入公式得到: 采用每根鋼絞線(xiàn)面積，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值=1860,張拉控制應(yīng)力取 ，預(yù)應(yīng)力損失按張拉控制應(yīng)力的20%估算。則：根據(jù)承載能力極限狀態(tài)進(jìn)行估束。當(dāng)在荷載Mmax作用下：a、保證下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力： （式2.2）則有： 為基本組合彎矩組合設(shè)計(jì)值,由表查得: ,估算鋼筋數(shù)量時(shí),可近似采用毛截面幾何性質(zhì)。由Midas輸出的數(shù)據(jù): 。為預(yù)應(yīng)力鋼筋重心至毛截面重心的距離,假設(shè),則有。代入公式得到: 則：b、保證上緣不被壓碎： 則有

35、： 則： 當(dāng)在荷載Mmin作用下：a、保證上緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力： （式2.3）則有： 為基本組合彎矩組合設(shè)計(jì)值,由表查得: ,估算鋼筋數(shù)量時(shí),可近似采用毛截面幾何性質(zhì)。由Midas輸出的數(shù)據(jù): 。為預(yù)應(yīng)力鋼筋重心至毛截面重心的距離,假設(shè),則有。代入公式得到: 則： b、保證下緣不被壓碎： （式2.4）則有： 則： 鋼絞線(xiàn)根數(shù)的選定因?yàn)?，暫選定鋼絞線(xiàn)根數(shù)。B、根部截面26#：根據(jù)正常使用極限狀態(tài)正截面抗裂要求,確定預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量。為滿(mǎn)足抗裂要求,所需的有效預(yù)加力為： 為短期效應(yīng)彎矩組合設(shè)計(jì)值,由表查得: ,估算鋼筋數(shù)量時(shí),可近似采用毛截面幾何性質(zhì)。由Midas輸出的數(shù)據(jù): 。為預(yù)應(yīng)力鋼筋重心至毛截面

36、重心的距離,假設(shè),則有。代入公式得到: 采用每根鋼絞線(xiàn)面積，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值=1860,張拉控制應(yīng)力取 ，預(yù)應(yīng)力損失按張拉控制應(yīng)力的20%估算。則：根據(jù)承載能力極限狀態(tài)進(jìn)行估束。當(dāng)在荷載Mmin作用下：a、保證上緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力： 則有：為基本組合彎矩組合設(shè)計(jì)值,由表查得:,估算鋼筋數(shù)量時(shí),可近似采用毛截面幾何性質(zhì)。由橋梁博士輸出的數(shù)據(jù): 。為預(yù)應(yīng)力鋼筋重心至毛截面重心的距離,假設(shè),則有。代入公式得到: 則： b、保證下緣不被壓碎： 則有： 則： 當(dāng)在荷載Mmax作用下：a、保證下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力： 則有： 為基本組合彎矩組合設(shè)計(jì)值,由表查得:,估算鋼筋數(shù)量時(shí),可近似采用毛截面幾何性質(zhì)。 由Mida

37、s輸出的數(shù)據(jù): 。為預(yù)應(yīng)力鋼筋重心至毛截面重心的距離,假設(shè),則有。代入公式得到: 則：b、保證上緣不被壓碎： 則有： 則： 鋼絞線(xiàn)根數(shù)的選定因?yàn)?，暫選定鋼絞線(xiàn)根數(shù)根。C、主梁跨中截面44#：根據(jù)正常使用極限狀態(tài)正截面抗裂要求,確定預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量。為滿(mǎn)足抗裂要求,所需的有效預(yù)加力為 為短期效應(yīng)彎矩組合設(shè)計(jì)值,由表查得：,估算鋼筋數(shù)量時(shí),可近似采用毛截面幾何性質(zhì)。由Midas輸出的數(shù)據(jù): 。為預(yù)應(yīng)力鋼筋重心至毛截面重心的距離,假設(shè),則有。代入公式得到: 采用每根鋼絞線(xiàn)面積，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值=1860,張拉控制應(yīng)力取 ，預(yù)應(yīng)力損失按張拉控制應(yīng)力的20%估算。則：根據(jù)承載能力極限狀態(tài)進(jìn)行估束。當(dāng)在荷載M

38、max作用下：a、保證下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力： 則有： 為基本組合彎矩組合設(shè)計(jì)值,由表查得: ,估算鋼筋數(shù)量時(shí),可近似采用毛截面幾何性質(zhì)。由Midas輸出的數(shù)據(jù): 。為預(yù)應(yīng)力鋼筋重心至毛截面重心的距離,假設(shè),則有。代入公式得到: 則：b、保證上緣不被壓碎： 則有： 則： 當(dāng)在荷載Mmin作用下：a、保證上緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力： 則有： 為基本組合彎矩組合設(shè)計(jì)值,由表查得: ,估算鋼筋數(shù)量時(shí),可近似采用毛截面幾何性質(zhì)。由橋梁博士輸出的數(shù)據(jù): 。為預(yù)應(yīng)力鋼筋重心至毛截面重心的距離,假設(shè),則有。代入公式得到: 則： b、保證下緣不被壓碎： 則有： 則： 鋼絞線(xiàn)根數(shù)的選定因?yàn)?，暫選定鋼絞線(xiàn)根數(shù)。2.4.2預(yù)應(yīng)力鋼

39、束的布置一、 布置原則1.縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋為結(jié)構(gòu)的主要受力鋼筋，為設(shè)計(jì)和施工方便，進(jìn)行了對(duì)稱(chēng)布束，錨頭布置盡量靠近壓應(yīng)力區(qū)。2.鋼束在橫斷面中布置時(shí)，直束靠近頂板位置，彎束位于或者靠近腹板，便于下彎錨固。3.本橋采用橡膠管抽芯成型的波紋管，根據(jù)橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范預(yù)規(guī)第6.2.26條之規(guī)定，其水平凈距不小于3.5cm，至構(gòu)件底面邊緣的凈距不小于5cm，管道的內(nèi)徑比預(yù)應(yīng)力筋的外徑至少大1cm.4.據(jù)橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范預(yù)規(guī)第6.2.26條規(guī)定，后張法預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的曲線(xiàn)預(yù)應(yīng)力鋼筋的曲率半徑鋼絞線(xiàn)不應(yīng)小于4m.二 、縱向預(yù)應(yīng)力布置A、邊跨跨中7#截面底板500根鋼絞線(xiàn)共分為20束，每束25根。構(gòu)造要求：預(yù)留孔道間凈距4

40、0mm，梁底凈距50mm，梁側(cè)凈距35mm。預(yù)應(yīng)力鋼束布置如圖，預(yù)應(yīng)力鋼束的重心取距梁底線(xiàn)15cm。B、主梁根部26#截面頂板1250根鋼絞線(xiàn)共分為50束，每束25根。構(gòu)造要求：預(yù)留孔道間凈距40mm，梁底凈距50mm，梁側(cè)凈距35mm。預(yù)應(yīng)力鋼束布置如圖，預(yù)應(yīng)力鋼束的重心取距梁底線(xiàn)15cm。圖中布置均滿(mǎn)足上述要求。C、主梁跨中44截面底板處450根鋼絞線(xiàn)共有30束鋼絞線(xiàn)通過(guò)，每束15根。布置如圖所示：AA圖為主梁根部截面26#，BB圖為主梁跨中截面44#。圖2.6 邊跨跨中7#截面的預(yù)應(yīng)力配筋圖2.7 主梁根部26#截面的預(yù)應(yīng)力配筋圖2.8 主梁跨中44截面的預(yù)應(yīng)力配筋縱向預(yù)應(yīng)力總體布置如圖

41、圖2.9 邊跨處縱向預(yù)應(yīng)力總體布置圖2.10 中跨處縱向預(yù)應(yīng)力總體布置 橫向預(yù)應(yīng)力總體布置如圖圖2.11 中跨處橫向預(yù)應(yīng)力總體布置圖2.12 邊跨處橫向預(yù)應(yīng)力總體布置 錨具選擇下述型號(hào) 表2.9 錨具型號(hào)型號(hào)預(yù)應(yīng)力筋根數(shù)波紋管直徑（mm）張拉千斤頂OVM15-2225120YWC500AOVM15-151590YWC350A2.4.3橫向預(yù)應(yīng)力筋布置頂板橫向預(yù)應(yīng)力束采用15.2鋼絞線(xiàn),采用交錯(cuò)單端張拉方式,每三根鋼絞線(xiàn)成一束,采用扁錨體系,相應(yīng)的預(yù)應(yīng)力錨具張拉端和錨固段分別為MB15-3和MH15-3設(shè)計(jì),沿縱橋向50厘米間距布置。0號(hào)塊橫隔板，兩邊跨端橫隔板下緣橫向預(yù)應(yīng)力筋采用32精扎螺紋鋼

42、筋，采用交錯(cuò)單端張拉方式，相應(yīng)錨具參照YGM-32設(shè)計(jì)。2.4.4 豎向預(yù)應(yīng)力筋在全橋箱梁腹板上沿縱橋向50厘米布置豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋，規(guī)格為32精扎螺紋鋼筋，采用梁頂一端張拉方式，相應(yīng)錨具參照YGM-32設(shè)計(jì)。2.5 承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算2.5.1截面幾何特性后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁，在張拉鋼束時(shí)管道尚未壓漿，預(yù)加力引起的應(yīng)力按構(gòu)件混凝土毛截面計(jì)算；在使用階段，預(yù)留管道已壓漿，認(rèn)為鋼束與混凝土結(jié)合良好，故按換算截面計(jì)算?？刂平孛娴拿孛媾c換算截面幾何特性計(jì)算均由Midas輸出，如下表。 表2.10 邊跨跨中截面（7號(hào)截面）特性計(jì)算表截截面類(lèi)別凈截面分塊名稱(chēng)分塊面積（m2）重心至梁底的距離（m）對(duì)梁底

43、邊面積矩（m3）自身慣性矩（m4）（m）（m4）截面慣性矩（m4）毛截面8.05751.187369.567 7.0591630.015 0.002 凈截面預(yù)留管道面積（下緣）-0.113 0.150 -0.017 0.000 1.052 -0.125 混凝土凈面積7.944 1.202 9.550 7.059 -0.123 6.936 換算截面鋼束換算面積（下緣）0.248 0.150 0.037 0.000 1.006 0.251 毛面積8.058 1.187 9.567 7.059 -0.031 0.008 換算截面面積8.306 1.156 9.604 7.059 0.259 7.31

44、8 表2.11 支點(diǎn)截面（26號(hào)截面）特性計(jì)算表 截截面類(lèi)別凈截面分塊名稱(chēng)分塊面積（m2）重心至梁底的距離（m）對(duì)梁底邊面積矩（m3）自身慣性矩（m4）（m）（m4）截面慣性矩（m4）毛截面18.48553.31524861.284 93.497420.047 0.041 凈截面預(yù)留管道面積（上緣）-0.283 0.287 -0.081 0.000 3.075 -2.673 混凝土凈面積18.203 3.362 61.203 93.497 -2.632 90.865 換算截面鋼束換算面積（上緣）0.559 0.287 0.160 0.000 2.940 4.828 毛面積18.486 3.31

45、5 61.284 93.497 -0.089 0.146 換算截面面積19.044 3.226 61.444 93.497 4.974 98.471 表2.12 中跨跨中截面（44號(hào)截面）特性計(jì)算表截截面類(lèi)別分塊名稱(chēng)分塊面積（m2）重心至梁底的距離（m）對(duì)梁底邊面積矩（m3）自身慣性矩（m4）（m）（m4）截面慣性矩（m4）凈截面毛截面8.05751.187369.567 7.0591630.012 0.001 預(yù)留管道面積（下緣）-0.095 0.210 -0.020 0.000 0.989 -0.093 混凝土凈截面7.962 1.199 9.547 7.059 -0.092 6.967

46、換算截面鋼束換算面積（下緣）0.248 0.210 0.052 0.000 0.948 0.223 毛面積8.058 1.187 9.567 7.059 -0.029 0.007 換算截面面積8.306 1.158 9.619 7.059 0.230 7.289 表2.13 各控制截面不同階段的截面幾何特性表 截面類(lèi)別計(jì)算截面（m2）（m）（m）（m）（m4）（m3）凈截面77.9441.2981.2021.0827.0595.4384 5.8727 6.5240 2618.2032.6383.3622.28893.49735.4424 27.8099 40.8641 447.9621.3011.1991.0397.0595.4258 5.8874 6.7940 換算截面78.3061.3441.1561.0367.0595.2522 6.1064 6.8137 2619.0442.7743.2262.42493.49733.7048 28.9823 38.5714 448.3061.1421.1580.9987.059 6.1813 6.0959 7.0731 2.5.2 承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算1 邊跨跨中截面7#正截面承載能力計(jì)算據(jù)預(yù)應(yīng)力筋的布置，算得：鋼束重心到受拉邊的距離，將箱形截面換算為T(mén)形截面，腹板厚：，有效寬度上翼緣板厚。由判斷該截面為第二類(lèi)T形截面