工學(xué)長安大學(xué)橋梁工程畢業(yè)設(shè)計

1、二 一 一 屆 畢 業(yè) 設(shè) 計寒溪河大橋設(shè)計書學(xué) 院： 公路學(xué)院專 業(yè)： 橋梁工程姓 名： 田寧學(xué) 號：2102070227指導(dǎo)教師： 劉永健 完成時間： 2011-6-12二一一年六月畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書課題名稱 寒溪河橋設(shè)計 學(xué)院(部) 公路學(xué)院橋梁系 專 業(yè) 橋梁工程 班 級 21020702 學(xué)生姓名 田寧 學(xué) 號 2102070227 4月 25日至 6 月 12 日共 7 周指導(dǎo)教師(簽字) 教學(xué)院長(簽字) 年 月 日一、設(shè)計內(nèi)容（論文闡述的問題）根據(jù)已給設(shè)計資料，選擇三至四種以上可行的橋型方案， 擬定橋梁結(jié)構(gòu)主要尺寸，根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟比較，推薦最優(yōu)方案進行全橋的縱、橫、平面布置，

2、并合理擬定上、下部結(jié)構(gòu)的細部尺寸。根據(jù)推薦方案橋型確定橋梁施工方案。對推薦橋梁方案進行運營及施工階段的內(nèi)力計算，上部結(jié)構(gòu)（束）設(shè)計；配筋（束）設(shè)計，并進行內(nèi)力組合，強度、剛度、穩(wěn)定性等驗算。施工方案制定，施工驗算。繪制上部結(jié)構(gòu)的方案比選圖，總體布置圖，一般構(gòu)造圖、鋼筋構(gòu)造圖及施工示意圖。編寫設(shè)計計算書。二、設(shè)計原始資料（實驗、研究方案） 1、設(shè)計橋梁的橋位地型及地質(zhì)圖一份。 2、設(shè)計荷載：公路級3、橋面寬度： 2（凈20.5）4、抗震烈度： 8級烈度設(shè)防 5、通航要求：通航凈空23518m6、橋面鋪裝：8cm水泥混凝土+8cm瀝青混凝土 7、氣象條件：年平均氣溫2226 三、主要技術(shù)指標設(shè)計依

3、據(jù)：jtg d60-2004公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范 jtj 022-85公路磚石及混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范 jtg d62-2004公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范 jtg d62-2004公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范材料：混凝土：50號；預(yù)應(yīng)力鋼筋：15.2鋼絞線 非預(yù)應(yīng)力鋼筋：直徑12mm的用級螺紋鋼筋，直徑12mm 的用級光圓鋼筋；錨具：xm錨或ovm錨四、設(shè)計完成后提交的文件和圖表（論文完成后提交的文件）1、計算說明書部分： 設(shè)計計算書一套。由中、英文摘要、設(shè)計說明、計算內(nèi)容三部分組成。摘要要寫清設(shè)計概況及主要內(nèi)容，設(shè)計說明要寫清設(shè)計背景、技術(shù)指標、采用的規(guī)范標準、使用的材

4、料、設(shè)計要點、施工方法。寫清方案比選的理由及計算內(nèi)容的基本原理、公式、參數(shù)取值或來源：內(nèi)附主橋上部結(jié)構(gòu)施工程序示意圖，彎矩和剪力包絡(luò)圖、主要截面內(nèi)力影響線。相關(guān)程序、輸入及輸出數(shù)據(jù)文件要求打印，附于計算書內(nèi)。2、圖紙部分：（其中一張手繪）繪制橋梁方案比較圖（包括縱、橫斷面），推薦方案總體部置圖（包括縱、橫、平斷面），比例：1:200，1:50。圖幅外框尺寸：90cm60cm（粗實線）主梁一般構(gòu)造，預(yù)應(yīng)力鋼筋布置圖（包括梁體鋼筋布置圖、主要截面鋼筋布置示意圖） 比例：1:200，圖幅外框尺寸：76cm60cm（粗實線）。橋梁施工程序示意圖。五、畢業(yè)設(shè)計（論文）進程安排序號 設(shè)計（論文）各階段名稱

5、 日期（教學(xué)周）1 開題 方案選擇及布置 92 推薦方案確定及總體布置 103 推薦設(shè)計方案設(shè)計參數(shù)及及計算模型 11-124 配筋設(shè)計及施工方法設(shè)計 13-145 結(jié)構(gòu)驗算 15-166 計算書謄寫及設(shè)計圖紙繪制 17六、主要參考資料1、結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 葉見曙 人民交通出版社2、土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計指南橋梁工程分冊 陳忠延等編著3、預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋設(shè)計 徐岳、王亞君、萬振江。人民交通出版社4、橋梁工程 范立礎(chǔ) 人民交通出版社 5、基礎(chǔ)工程 教材6、橋涵水文 教材7、橋梁計算示例集人民交通出版社 8、橋梁上部結(jié)構(gòu)計算示例（二）重慶交通學(xué)院等校合編摘 要本設(shè)計為長安大學(xué)2007屆橋梁工程學(xué)士學(xué)

6、位論文，根據(jù)畢業(yè)設(shè)計要求和相關(guān)規(guī)范1對寒溪河大橋進行上部結(jié)構(gòu)的施工圖設(shè)計。根據(jù)“安全、經(jīng)濟、美觀、實用”的設(shè)計原則，提出了預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁、矮塔斜拉橋、鋼管混凝土拱橋三個方案，分別從經(jīng)濟、技術(shù)、美觀等多方面進行橋式方案比選，最終確定的橋式方案為52+88+52m的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋。橋梁設(shè)計采用二次拋物線變截面連續(xù)梁，橫截面為單箱雙室，橋?qū)?9.3m，橋面為雙幅雙向六車道布置，并采用盆式橡膠支座，主梁雙懸臂掛籃現(xiàn)澆施工。在設(shè)計中，先確定主梁主要構(gòu)造及細部尺寸；再應(yīng)用橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件midas civil對橋梁結(jié)構(gòu)進行了結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算、預(yù)應(yīng)力計算、各階段控制截面應(yīng)力計算，并對施工和使用階段強度和變形

7、進行驗算；最后，根據(jù)計算結(jié)果，繪制了橋梁總體布置圖、一般構(gòu)造圖、預(yù)應(yīng)力布置圖以及橋梁施工流程圖。關(guān)鍵詞：連續(xù)梁橋；結(jié)構(gòu)設(shè)計；預(yù)應(yīng)力混凝土；abstractthe design is the bachelor degree thesis of the bridge engineering of changan university. according to design requirements and relevant codes, the superstructure of the han xi river bridge was designed, and the construction

8、 drawings were presented. based on the principle of bridge design security, economic, aesthetic and practical”, three different types of bridge for selection were provided: the prestressed concrete continuous girder bridge, the extradosed cable-stayed bridge and the concrete-filled steel tubular(cfs

9、t) tied arch bridge. compared with economy, aesthetics, technique and other aspects, the52+88+52m prestressed concrete continuous girder bridge was selected.the bridge section is single-box double-room, and varies with second-parabolic curve. the width of bridge is 39.3m, with 6 driveways in two sid

10、e direction，which devided into two carriage. the bridge is constructed with the method ofcast-in-place cantilever construction with cradles . in this design, firstly, with the main structural elements and detail sizes determined, the bridge structure design software- midas civil was used to analyze

11、internal force of the structure, prestressing force, controlling sections stress of various phases. then the strength and deformation in construction phases and application phases were checked. finally, according to the results, the bridge general layout was drawn, and the drawings of general struct

12、ure, prestressing steel and construction process were designed.keywords： continuous girder bridge； structural design； prestressed concrete；目錄第一章概述11.1預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋概述11.2技術(shù)標準及設(shè)計規(guī)范31.3工程地質(zhì)31.4水文條件41.5地震狀況41.6使用材料5第二章 方案比選52.1構(gòu)思宗旨52.2比選標準52.3設(shè)計方案5設(shè)計方案一：預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)梁橋5設(shè)計方案二：下承式鋼管混凝土系桿拱橋7設(shè)計方案三：獨塔雙跨式矮塔斜拉橋82.4

13、方案比選102.5方案確定12第三章 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋總體布置12橋型布置123.1孔徑布置123.2橋梁截面形式123.3橋面鋪裝層143.4橋梁下部結(jié)構(gòu)143.5使用材料143.6毛截面幾何特性15第四章 荷載內(nèi)力計算154.1模型簡介154.2全橋結(jié)構(gòu)單元的劃分164.2.1 劃分單元原則164.2.2橋梁具體單元劃分184.3全橋施工節(jié)段劃分184.3.1橋梁劃分施工分段原則184.3.2施工分段劃分184.4計算參數(shù)184.5作用效用計算結(jié)果191、自重效應(yīng)192、收縮、徐變效應(yīng)203、車道荷載效應(yīng)224、人群荷載效應(yīng)235、整體升、降溫效應(yīng)246、溫度梯度效應(yīng)267、支座沉降效

14、應(yīng)274.6荷載組合291、正常使用極限狀態(tài)的內(nèi)力組合考慮兩種組合：292、承載能力極限狀態(tài)的內(nèi)力組合考慮一種組合29主要荷載組合29第五章 預(yù)應(yīng)力損失的估算305.1摩阻損失305.2.錨具變形損失315.3 混凝土的彈性壓縮損失315.4預(yù)應(yīng)力筋的引力松弛損失325.5收縮徐變損失325.6預(yù)應(yīng)力計算33第六章 主梁截面驗算356.1持久狀況驗算356.1.1.承載能力極限狀態(tài)356.1.2.正常使用極限狀態(tài)386.1.3.彈性階段應(yīng)力驗算406.2短暫狀況驗算426.2.1應(yīng)力驗算42第七章驗算結(jié)果分析43致 謝45參考文獻46外文翻譯47第一章 概述1.1預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋概述預(yù)應(yīng)力

15、混凝土連續(xù)梁橋以結(jié)構(gòu)受力性能好、變形小、伸縮縫少、行車平順舒適、造型簡潔美觀、養(yǎng)護工程量小、抗震能力強等而成為最富有競爭力的主要橋型之一。本章簡介其發(fā)展：由于普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)存在不少缺點：如過早地出現(xiàn)裂縫，使其不能有效地采用高強度材料，結(jié)構(gòu)自重必然大，從而使其跨越能力差，并且材料利用率低。 為了解決這些問題，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)運而生，所謂預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，就是在結(jié)構(gòu)承擔荷載之前，預(yù)先對混凝土施加壓力。這樣就可以抵消外荷載作用下混凝土產(chǎn)生的拉應(yīng)力。自預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)產(chǎn)生之后，很多鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)被其替代。 預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁是在二戰(zhàn)前后發(fā)展起來的。50年代，預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁跨徑開始突破了100米，到80

16、年代則達到440米。在實際工程中，跨徑小于400米時，預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁常常為優(yōu)勝方案。 我國的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)起步晚，但近年來得到了飛速發(fā)展。現(xiàn)在，我國已經(jīng)有了簡支梁、帶鉸或帶掛梁的t構(gòu)、連續(xù)梁、桁架拱、桁架梁和斜拉橋等預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)體系。 雖然預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的發(fā)展還不到80年。但是，在橋梁結(jié)構(gòu)中，隨著預(yù)應(yīng)力理論的不斷成熟和實踐的不斷發(fā)展，預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的運用必將越來越廣泛。連續(xù)梁和懸臂梁作比較：在恒載作用下，連續(xù)梁在支點處有負彎矩，由于負彎矩的卸載作用，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)生支點負彎矩對跨中正彎矩仍有卸載作用，其彎矩分布優(yōu)

17、于懸臂梁。懸臂施工方法的應(yīng)用使得連續(xù)梁在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中飛速發(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)梁方案獲得較強競爭力，并逐步在40200米范圍內(nèi)占主要地位。無論是城市橋梁、高架道路、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，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。 然而，當跨度很大時，連續(xù)梁所需的巨型支座無論是在設(shè)計制造方面，還是在養(yǎng)護方面都成為一個難題；而t型剛構(gòu)在這方面具有無支座的優(yōu)點。因此有人將兩種結(jié)構(gòu)結(jié)合起來，形成一種連續(xù)剛構(gòu)體系。這種綜

18、合了上述兩種體系各自優(yōu)點的體系是連續(xù)梁體系的一個重要發(fā)展，也是未來連續(xù)梁發(fā)展的主要方向。 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)形成了很多不同類型，無論在橋跨布置、梁、墩截面形式，或是在體系上都不斷改進。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁雖然也在不斷地發(fā)展，然而還有一些問題有待解決：1 發(fā)展大噸位的錨固張拉體系，避免配束過多而增大箱梁構(gòu)造尺寸。2 在適宜的橋址設(shè)計修建墩梁固結(jié)的連續(xù)剛構(gòu)體系，盡可能避免采用不 易調(diào)換的大噸位支座。3 充分發(fā)揮三向預(yù)應(yīng)力的優(yōu)點，采用長懸臂頂板的單箱截面，充分利用懸臂施工方法的特點加快施工進度。另外，在設(shè)計預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋時，技術(shù)經(jīng)濟指針也是一個很關(guān)鍵的因素，

19、它是設(shè)計方案合理性與經(jīng)濟性的標志。目前，各國都以每平方米橋面的混凝土、預(yù)應(yīng)力鋼筋、普通鋼筋用量與每平方米橋面造價來表示預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的技術(shù)經(jīng)濟指針。但是，橋梁的技術(shù)經(jīng)濟指針的研究與分析是一項非常復(fù)雜的工作，各指標和造價指標與很多因素有關(guān)。同時，一座橋的設(shè)計方案完成后，造價指針不能僅僅反應(yīng)了投資額的大小，而是還應(yīng)該包括整個使用期限內(nèi)的養(yǎng)護、維修等運營費用在內(nèi)。通過連續(xù)梁、t型剛構(gòu)、連續(xù)剛構(gòu)等箱形截面上部結(jié)構(gòu)的比較可見：連續(xù)剛構(gòu)體系的技術(shù)經(jīng)濟指針較高。因此，從這個角度來看，連續(xù)剛構(gòu)也是未來連續(xù)體系的發(fā)展方向?？偠灾?，一座橋的設(shè)計包含許多考慮因素，在具體設(shè)計中，要求設(shè)計人員綜合各種因素，作分析、

20、判斷，得出可行的最佳方案。本次設(shè)計為(52+88+52)m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，橋?qū)挒?19.4m，分為兩幅，設(shè)計時按單幅考慮。梁體采用單箱單室截面，全梁共分61個單元。由于多跨連續(xù)梁橋的受力特點，支點附近承受較大的負彎矩，跨中承受正彎矩，故采用變高度梁，按一點八次拋物線變化。這樣不僅減輕了梁體自重，還增加了美觀效果。由于預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋為超靜定結(jié)構(gòu)，手算工作量比較大，且準確性難以保證，所以采用midas軟件進行。1.2技術(shù)標準及設(shè)計規(guī)范1.2.1技術(shù)標準（1）設(shè)計橋梁的橋位地型及地質(zhì)圖一份。（2）設(shè)計荷載：公路級（3）橋面寬度： 2（凈18.420.5）（4）抗震烈度： 8級烈度設(shè)防 （5

21、）通航要求：通航凈空23518m（6）橋面鋪裝：8cm水泥混凝土+8cm瀝青混凝土（7）氣象條件：年平均氣溫22261.2.2 設(shè)計規(guī)范（1）jtg d60-2004公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（2）jtg d62-2004公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（3）jtj 022-85公路磚石及混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范1.3工程地質(zhì)表1.1 地質(zhì)地質(zhì)取樣報告zk1 k117+522標高地質(zhì)狀況0.36變質(zhì)安山巖20.55中等風(fēng)化安山巖23.08綠泥石化安山巖zk2 k117+5260.42變質(zhì)安山巖5.60中等風(fēng)化安山巖9.89砂粒沉積zk3 k117+5310.6變質(zhì)安山巖9.11中等風(fēng)化安山巖17.

22、75泥灰質(zhì)片石綠泥23.59種植土zk4 k117+5550.5粘土6.5種植土1.4水文條件1.4.1地表水橋址區(qū)地表水主要為寒溪河，常年流水，河床較寬，水流不急，流量隨季節(jié)而變化，枯水季節(jié)流量小，水位低；雨季流量大，遇山洪暴發(fā)，可起到排水瀉洪的作用。1.4.2地下水根據(jù)地下水的賦存條件及水理性質(zhì)，地下水可分為松散巖類孔隙潛水及基巖裂隙水，其特點如下： 松散巖類孔隙潛水，賦水地層為第四紀河床相砂、礫、漂卵石，主要分布于河流兩岸及灘地，地下水埋深較淺，主要補給為大氣降水及河水下滲。其水質(zhì)對混凝土無侵蝕性。基巖裂隙水，橋址區(qū)基巖為花崗巖，受構(gòu)造影響，裂隙較發(fā)育，裂隙水。多以泉水形式排出。據(jù)臨近工

23、點水質(zhì)分析報告可知，地表水及地下水對混凝土不具腐蝕性。1.5地震狀況橋位地區(qū)地震震動峰值加速度0.25g，抗震設(shè)防烈度8級。1.6使用材料混凝土：c50混凝土混凝土橋面鋪裝材料：c40混凝土預(yù)應(yīng)力鋼筋：j15-1860鋼絞線 非預(yù)應(yīng)力鋼筋：直徑12mm的用級螺紋鋼筋，直徑12mm 的用級光圓鋼筋；錨具：xm錨或ovm錨 第二章 方案比選2.1構(gòu)思宗旨（1）符合發(fā)展規(guī)劃，滿足交通功能需要。（2）橋梁結(jié)構(gòu)造型簡潔，輕巧，反映新科技成就，體現(xiàn)人民智慧。（3）設(shè)計方案力求結(jié)構(gòu)新穎，保證結(jié)構(gòu)受力合理，技術(shù)可靠，施工方便。（4）與高速公路的等級和周邊環(huán)境相宜。（5）學(xué)習(xí)變截面梁橋的設(shè)計過程。2.2比選標準

24、設(shè)計從安全性、技術(shù)適用性、施工難度、設(shè)計施工周期、經(jīng)濟型、實用性和觀賞性等幾方面對各比選方案進行評比。2.3設(shè)計方案設(shè)計方案一：預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)梁橋1. 橋跨布置：全橋為三跨雙幅預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁。里程樁號為k117+592.5，橋孔布置為52+88+52192m，梁底為1.8次拋物線，橋面設(shè)雙向1.5的橫坡。圖2-1 連續(xù)梁橋全橋布置圖2. 主梁： 截面形式：本橋箱梁為單箱雙室截面，箱底寬12.4m，兩側(cè)翼緣寬3.0m，箱梁頂面全寬為19.4m。 截面尺寸：箱梁在各墩支點處的截面高度為5.0m（l/17.6），在跨中及橋端支點處的高度為2.5m（l/40），箱梁頂板厚30cm，

25、腹板厚50cm（跨中）70（支點）cm，底板厚30cm（跨中）70cm（支點）。 橫隔板的設(shè)置：上部結(jié)構(gòu)箱梁在各墩支點及橋端支點處設(shè)橫隔板.墩支點處設(shè)兩個厚75cm橫隔板，端支點處橫隔板厚150cm，橫隔板與箱梁連接處均設(shè)有承托。墩頂截面 墩頂截面 圖2-2 箱梁截面形式示意圖 3. 基礎(chǔ)：橋墩基礎(chǔ)連成整體，基礎(chǔ)采用摩擦型鉆孔灌注樁群樁，橋墩為緣端型實體墩。4. 施工：主梁采用懸臂節(jié)段澆筑施工，墩的施工采用爬模法，兩端橋臺整體現(xiàn)澆。設(shè)計方案二：下承式鋼管混凝土系桿拱橋1. 橋跨布置：主跨布置為21+150+21192m 主跨150m圖2-3鋼管混凝土系桿拱橋布置圖2. 主拱拱肋：采用下承式雙肋

26、懸鏈線無鉸拱，計算跨度150m，矢高25m，矢跨比1/6。主跨拱肋的構(gòu)造在橋面以上為鋼管混凝土；其截面形式一般可分為多種：單肋型，雙肢啞鈴型，四肢格構(gòu)型以及三角形格構(gòu)型。主跨拱腳均固結(jié)于拱座，并在兩邊拱座部之間設(shè)置鋼絞線系桿，通過張拉系桿以平衡主拱拱肋所產(chǎn)生的水平推力，是拱座系桿自錨式拱橋。拱肋之間在橋面上、下分別設(shè)置一定數(shù)量的風(fēng)撐連接，成一字型或k字型，以增加拱肋的橫向剛度。圖2-4 拱肋截面形式示意圖3. 吊桿、系桿：吊桿采用鍍鋅高強低松弛917鋼絲束，ovm-lzm型冷鑄鐓頭錨。采用ovmxg15-37鋼鉸線拉索體系，系桿外包雙層pe熱擠塑護套。4. 基礎(chǔ)：采用鉆孔灌注摩擦樁基礎(chǔ)，樁徑1

27、.2m。5. 施工：主拱圈為纜索吊裝施工，建成后，在骨架下吊籃現(xiàn)澆主梁，邊跨采用支架施工。設(shè)計方案三：獨塔雙跨式矮塔斜拉橋、圖2-5矮塔斜拉橋全橋布置圖1. 橋跨布置： 全橋為雙跨單幅等截面連續(xù)鋼箱梁。里程樁號為k117+412.5k117+604.5。橋孔布置為128+64192m。主塔高74m，高跨比hl2=0.31，邊主跨比l1l2=0.5，拉索布置形式為等距豎琴式，拉索傾角為27，橋面設(shè)雙向1.5的橫坡，單向2%的縱坡。2主梁： 截面形式：本橋箱梁截面形式采用整體式箱形截面，箱底寬30m，兩側(cè)翼緣寬4.5m，箱梁頂面全寬為30.3m。 截面特點：整體式箱形截面，一般設(shè)置獨立的幾個箱，最

28、大的特點是具有較大的抗彎和抗扭剛度，兩邊對稱懸臂端設(shè)置扁平風(fēng)嘴，可以較大程度減少風(fēng)荷載對橋梁帶來的影響，以適應(yīng)對抗風(fēng)要求較高的大跨徑斜拉橋。而且此種截面采用懸臂施工方法也較為方便，這樣較大的減少了施工難度和費用。圖2-6 扁平鋼箱梁截面形式圖3索塔：h型結(jié)構(gòu)混凝土索塔，橋面以上塔高46m，高跨比h / l2=0.46，其上設(shè)有1m高的塔頂。塔墩固結(jié)，塔梁分離，采用半漂浮體系，主梁支座設(shè)置于下部的受彎橫梁上。索塔采用構(gòu)造簡單的矩形截面，為增加抗風(fēng)穩(wěn)定性，將四周做成倒角形式。4.斜拉索：拉索采用鍍鋅高強低松弛917平行鋼絲束，ovm-lzm型冷鑄鐓頭錨。索面布置形式為豎琴形，索距6m，傾角27，此

29、種形式比較美觀，受力性能也較好。右邊跨設(shè)置端錨索，這樣可以有效約束塔頂位移。5.群樁基礎(chǔ):采用圓柱形鉆孔灌注摩擦樁，單樁直徑1.5m，33對稱布置。6. 施工：主梁采用懸臂拼裝法，焊接完成后即進行斜拉鎖張拉。塔墩采用爬模施工。2.4方案比選1 從該橋橋址的實際地理位置地形環(huán)境，結(jié)合技術(shù)先進、安全可靠、適用耐久、經(jīng)濟合理的設(shè)計原則綜合考慮。從安全、功能、經(jīng)濟、美觀、施工、占地與工期多方面比選，最終確定橋梁形式。(1) 適用性橋上應(yīng)保證車輛安全暢通，并應(yīng)滿足將來交通量增長的需要。橋下應(yīng)滿足泄洪、安全通航或通車等要求。建成的橋梁應(yīng)保證使用年限，并便于檢查和維修。(2)舒適與安全性現(xiàn)代橋梁設(shè)計越來越強

30、調(diào)舒適度，故應(yīng)控制橋梁的振幅，避免車輛受到過大振動與沖擊。整個橋跨結(jié)構(gòu)及各部件，在制造、運輸、安裝和使用過程中應(yīng)具有足夠的強度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性。(3) 經(jīng)濟性設(shè)計的經(jīng)濟性應(yīng)綜合發(fā)展遠景及將來的養(yǎng)護和維修等費用。(4)先進性橋梁設(shè)計應(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)，盡量采用先進工藝技術(shù)和施工設(shè)備，以利于減少勞動強度，加快施工進度，保證工程質(zhì)量和施工安全。(5)美觀一座橋梁，尤其是作為一個城市或地區(qū)的標志性建筑的大跨徑橋梁更應(yīng)具有優(yōu)美的外形，同時應(yīng)與周圍的景致相協(xié)調(diào)一致。合理優(yōu)美的結(jié)構(gòu)布局和輪廓是美觀的主要因素，而非豪華的裝飾。2應(yīng)根據(jù)上述原則，對擬定的橋梁比選方案作出綜合評估，

31、選出最優(yōu)的橋梁方案。以下為各比選方案的性能對比表：比選方案比較項目預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋下承式鋼管混凝土系桿拱橋獨塔雙跨式矮塔斜拉橋技術(shù)及施工適用性設(shè)計可靠成熟，技術(shù)先進、難度不大。施工機械化程度高，方法簡便，無需大型設(shè)備，但施工線性與合攏技術(shù)要求較高。設(shè)計方案先進，但技術(shù)難度較大，構(gòu)造復(fù)雜。纜索吊裝法，斜拉扣掛懸拼施工工作條件好，節(jié)省材料，較傳統(tǒng)施工精度高，控制方便。橋梁跨越能力大，抗風(fēng)穩(wěn)定性好，技術(shù)先進、無需大型設(shè)備，但多次超靜定結(jié)構(gòu)決定其計算復(fù)雜，施工中高空作業(yè)較多，需反復(fù)調(diào)索，工藝要求嚴格。安全性剛度大，變形小，全橋穩(wěn)定性好，采用的平衡懸臂施工法較為安全。承受的水平推力對基礎(chǔ)要求較高，由

32、變形引起的次內(nèi)力對全橋受力非常不利。拱橋施工階段是全橋剛度最弱的時候，施工時有一定風(fēng)險。拉索是柔性體系，在風(fēng)、雨作用下會產(chǎn)生震動，影響橋上行車和橋本身的安全。長懸臂施工時風(fēng)險大。經(jīng)濟性無需大型機械，混凝土用量和鋼用量均較小，養(yǎng)護工程量小，費用最低。需用到纜索吊裝、扣掛系統(tǒng)，耗費一定量鋼材，基礎(chǔ)消耗混凝土量較大。用鋼量大，施工、養(yǎng)護工程量大，需用大量精密測量儀器監(jiān)控索力，造價較高。實用性行車性能好，三跨過河，橋上視野開闊，橋下凈空大，能滿足通航要求。行車性能好，三跨過河，視野受一定限制，橋下凈空大，能滿足通航?？缍容^大，行車性能好，三跨過河，橋下凈空大，自承自錨，同樣視野受一定限制。美觀性結(jié)構(gòu)簡

33、潔，比例勻稱，高墩細梁，如蜻蜓點水落在河上。但現(xiàn)代感不強，與懸索橋、斜拉橋相比，略遜風(fēng)騷。主拱曲線本身孕育著強烈的美感，柔美的拱軸線與直線型的梁柱、桿結(jié)合，具有剛?cè)岵?、韻律?yōu)美的豐姿。現(xiàn)代感強，富有力的張緊感，比例協(xié)調(diào)均勻，可以通過索塔與拉索的布置形式獲得滿意的造型。設(shè)計、施工周期設(shè)計施工難度低，進度快、周期短，大約9個月設(shè)計施工復(fù)雜，周期較長，約需12-14個月。設(shè)計施工較復(fù)雜，周期較長，工期大約需要12個月。 2.5方案確定通過對各設(shè)計方案在技術(shù)及施工適用性，安全性，經(jīng)濟性，實用性，美觀性，設(shè)計、施工周期等幾方面的綜合對比分析，結(jié)合寒溪河大橋總體布置的需要，連續(xù)梁橋方案優(yōu)勢明顯，被確定為

34、最終設(shè)計方案。第三章 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋總體布置橋型布置本設(shè)計推薦方案采用三跨一聯(lián)預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，全長192m。3.1孔徑布置連續(xù)梁跨徑布置一般以采用不等跨形式 。以三跨連續(xù)梁為例，若為三孔等跨連續(xù)梁，其中孔跨中活載正彎矩與活載負彎矩的絕對值之和（即彎矩變化峰值）與同跨簡支梁彎矩相同。如果減小邊跨長度，則邊跨和中跨的跨中彎矩都將減小。一般邊跨長度可取為中跨長度的（0508）倍，這樣可使中跨跨中彎矩不致產(chǎn)生異號彎矩。從結(jié)構(gòu)受力性能分析，等跨連續(xù)梁要比不等跨的連續(xù)梁差一些。但在某些條件下，特別由于施工工藝要求，也需要采用等跨布置，例如，當橋梁總長度很大，設(shè)計者決定采用頂推或先簡支后

35、連續(xù)梁施工方法時，則等跨結(jié)構(gòu)受力性能較差所帶來的欠缺完全可以從施工經(jīng)濟效益的提高而得到補償。所以跨湖、過海灣的長橋多采用等跨連續(xù)梁的布置。本設(shè)計推薦方案根據(jù)任務(wù)書要求以及橋址地形、地質(zhì)與水文條件，通航要求等確定為52m+88m+52m的形式。3.2橋梁截面形式（1）橋梁立面從預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的受力特點來分析，連續(xù)梁的立面應(yīng)采取變高度的布置為宜。連續(xù)梁在恒、活載作用下，支點截面出現(xiàn)的負彎矩絕對值往往大于跨中截面正彎矩的，因此采用變高度梁能較好的符合梁的內(nèi)力分布規(guī)律。同時，采用懸臂法施工的連續(xù)梁，變高度梁又與施工時的內(nèi)力狀況相吻合。另外，變高度梁使梁體外形和諧，節(jié)省材料并增大橋下凈空。所以從已

36、建橋梁統(tǒng)計資料分析，跨徑大于100m的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋有90%以上是選用變高度梁。相反，等高度梁在支點截面上梁高固定，故只能通過增加預(yù)應(yīng)力筋的配束來抵抗較大的負彎矩，消耗的材料較多。綜上所述，推薦方案采用的是變截面預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋，其中箱梁根部梁高5.0m，跨中梁2.4m。梁底截面采用一點八次拋物線形，其變化規(guī)律與連續(xù)梁的彎矩變化規(guī)律基本相近。（2）橋梁橫截面圖3-1橋梁橫截面圖梁式橋橫截面的設(shè)計主要是確定橫截面布置形式，包括主梁截面形式、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)濟用料等等因素都有關(guān)系。在目前已建成的大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋中，當梁

37、橋的跨徑超過60m后，箱形截面是最適宜的橫截面型式。箱型截面有如下優(yōu)點：屬于閉合薄壁截面，抗扭剛度很大，對于采用懸臂施工的橋梁尤為有利。同時，因其頂板和底板都有較大的面積，所以能有效的抵抗正、負彎矩，并滿足配筋要求。箱形截面亦具有良好的動力特性。常見的箱形截面形式有：單箱單室、單箱雙室、雙箱單室、單箱多室、雙箱多室等等。從對箱形截面的受力狀態(tài)分析表明，單箱單室截面受力明確，施工方便，節(jié)省材料用量。一般常用在橋?qū)?4m左右的范圍。綜上所述，根據(jù)任務(wù)書設(shè)計要求本橋型方案采用橫截面為單箱單室的箱型截面，全橋?qū)?3m，其中行車道為12m，兩側(cè)各設(shè)0.5米的防撞護欄，箱梁頂板設(shè)置雙向2%橫坡，通過箱梁頂

38、部的c40混凝土調(diào)平層調(diào)節(jié)。 跨中頂板厚度取33cm，墩頂處取50cm；箱梁底板上下緣按1.8次拋物線變化，下緣方程為：h=3+0.00345566x1.8 ，上緣方程為：h=2.68+0.00304867x1.8 (坐標原點取在合攏段頂板中心)。故跨中處底板厚取為32cm，墩頂處厚85cm；腹板厚度僅在支點附近一個節(jié)段內(nèi)增厚到80cm，其余梁段統(tǒng)一采用60cm。3.3橋面鋪裝層橋面鋪裝：采用8cm厚瀝青混凝土+8cm（平均厚度）c40混凝土。橋面橫坡：根據(jù)規(guī)范規(guī)定為1.5%3.0%,取1.5%,該坡度由c40混凝土調(diào)平層厚度控制。3.4橋梁下部結(jié)構(gòu)全橋基礎(chǔ)采用8180cm鉆孔灌注摩擦樁。橋墩

39、采用空心墩，墩外尺寸為2750350cm，承臺厚度為350cm。3.5使用材料（1）混凝土箱梁、現(xiàn)澆接頭和濕接縫等采用c50混凝土；墩身、承臺、蓋梁、耳背墻及調(diào)平層采用c40混凝土；防撞護欄采用c30混凝土；基樁采用c25混凝土。（2）鋼材縱、橫向預(yù)應(yīng)力鋼束采用中國標準jtg04-1860高強低松弛鋼絞線，單根鋼絞線直徑為15.2mm，每股面積為140mm2,標準強度fpk=1860mpa,最小破斷荷載260.7kn，張拉控制應(yīng)力為con=0 .75fpk 。主橋豎向預(yù)應(yīng)力采用jl32高強精扎螺紋粗鋼筋，標準強度fck=785mpa,錨具采用ovm錨。非預(yù)應(yīng)力帶肋鋼筋應(yīng)符合鋼筋混凝土用熱軋帶肋

40、鋼筋gb1499-91的規(guī)定、光圓鋼筋應(yīng)符合鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋gb1499-91的規(guī)定。鋼筋直徑12mm的用級螺紋鋼筋，直徑12mm 的用級光圓鋼筋。（3）伸縮縫伸縮縫采用hxc-80a定型產(chǎn)品 。（4）橋梁支座使用單向活動和雙向活動盆式橡膠支座。（5）其它材料預(yù)應(yīng)力管道采用鋼波紋管成形。橋面防水層：三涂fyt-1改進型防水層。3.6毛截面幾何特性表2-1 計算模型截面特征及單元特征信息列表單元號節(jié)點號截面抗彎慣距（m4）截面面積(m2)截面高度( m )中性軸高( m )1115.102513.24452.4 1.7882121212.469110.37753.8561.8794171

41、7119.1717.329250 2.2239313112.469110.37752.4 1.8794（為使輸入表格簡潔，在此部分表格只輸出控制截面的信息，另外由于該橋左右半跨對稱，后面表格只給出半跨，特此聲明，以后不再重復(fù)。）第四章 荷載內(nèi)力計算4.1模型簡介上部結(jié)構(gòu)采用midas橋梁軟件進行成橋和各施工階段狀態(tài)下恒載、活載、預(yù)應(yīng)力、混凝土收縮、徐變、支座強迫位移、溫度變化、等作用的計算。橫向按框架和簡支板考慮固端影響的模式進行計算，按其最不利內(nèi)力控制截面設(shè)計。主橋合擾在夜間溫度較低時進行，合擾順序為先邊跨再中跨。下部結(jié)構(gòu)按最不利荷載組合進行設(shè)計，支座沉降按1cm考慮。4.2全橋結(jié)構(gòu)單元的劃

42、分4.2.1 劃分單元原則全橋按平面桿系結(jié)構(gòu)進行分析，考慮梁的跨徑、截面變化、施工方法、預(yù)應(yīng)力布置等因素，按照桿系程序分析原理，遵循結(jié)構(gòu)離散化的原則，在適當位置劃分節(jié)點：1. 桿件的起點和終點及邊界支承處;2. 桿件的轉(zhuǎn)折點和截面的變化點;3. 施工分界線處和預(yù)應(yīng)力錨固點;4. 單元長度過大時，應(yīng)適當細分;5. 需驗算的截面處. 6. 位移不連續(xù)，需進行主從約束時。圖4-1 結(jié)構(gòu)離散模擬圖 圖4-2 cad上部結(jié)構(gòu)離散圖 4.2.2橋梁具體單元劃分全橋長192米，共分為61個單元，每一個施工階段自成一個單元，另外，在墩頂、跨中和一些構(gòu)造變化位置相應(yīng)增設(shè)了幾個單元，這樣便于模擬施工過程，而且這些

43、截面正是需要驗算的截面。4.3全橋施工節(jié)段劃分4.3.1橋梁劃分施工分段原則有利于結(jié)構(gòu)的整體性，盡量利用伸縮縫或沉降縫、在平面上有變化處以及留茬而不影響質(zhì)量處。 分段應(yīng)盡量使各段工程量大致相等，以便于施工組織節(jié)奏流暢，使施工均衡。 施工段數(shù)應(yīng)與主要施工過程相協(xié)調(diào)，以主導(dǎo)施工為主形成工藝組合。工藝組合數(shù)應(yīng)等于或小于施工段數(shù)。 分段的大小要與勞動組織相適當，有足夠的工作面。4.3.2施工分段劃分全橋整體采用懸臂節(jié)段澆筑施工法，兩端橋臺附近單元使用整體支架現(xiàn)澆法。1518單元與4447單元為0號塊，以后每向外懸出一塊即為一個施工階段，分別為112號塊，兩端的1，61單元為邊跨整體現(xiàn)澆段，單元2、60

44、為邊跨合攏節(jié)段， 30單元為中跨合攏節(jié)段。4.4計算參數(shù)1、混凝土（c50級）彈性模量3.45e+04mpa 容重26.5 kn/m3 線膨脹系數(shù)0.00001 泊松比 0.2 fpk=32.4mpa ftk=2.65mpa 2、預(yù)應(yīng)力材料 鋼絞線s15.24 標準強度1860mpa 彈性模量1.95e+05 mpa 容重78.5 kn/m3 鋼絞線公稱面積140mm2/根 泊松比 0.3 張拉控制應(yīng)力1395mpa 摩阻系數(shù)0.3 管道偏差系數(shù)0.0015 錨具變形0.006m 3、二期鋪裝及調(diào)平層容重取39 kn/m4.5作用效用計算結(jié)果1、自重效應(yīng)只考慮結(jié)構(gòu)重力以及二期恒載對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的效

45、應(yīng)。如剪力、彎矩及軸力等，如圖所示：4.3自重效應(yīng)彎矩圖（knm）4.4 自重效應(yīng)剪力圖（kn）4.5自重效應(yīng)軸力力圖（kn）由圖可知，在結(jié)構(gòu)重力作用下，跨中最大正彎矩為5317.6knm，支點最大負彎矩為-482868.4knm，墩頂處最大剪力值為23700kn。墩底最大軸力為-2528.5kn。2、收縮、徐變效應(yīng)考慮1500天收縮徐變效應(yīng)如下圖所示：圖4.6收縮效應(yīng)彎矩圖（knm）圖4.7收縮效應(yīng)剪力圖（kn）圖4.8收縮效應(yīng)軸力圖（kn）圖4.9徐變效應(yīng)彎矩圖（knm）圖4.10徐變效應(yīng)剪力圖（kn）圖4.11徐變效應(yīng)軸力圖（kn）由圖4.64.8可知，在收縮效應(yīng)作用下，結(jié)構(gòu)最大正彎矩為

46、1035.9knm，最大負彎矩為-3610.7 knm，最大剪力為-191.9 kn。最大軸力為24209.3 kn；在徐變效應(yīng)作用下，結(jié)構(gòu)最大正彎矩為1498.0knm，最大負彎矩為-232410.3 knm，最大剪力為-13854.4kn。最大軸力為9134.6 kn。3、 車道荷載效應(yīng)圖4.12車道荷載效應(yīng)彎矩包絡(luò)圖（knm）圖4.13車道荷載效應(yīng)剪力包絡(luò)圖（kn）圖4.14車道荷載效應(yīng)軸力包絡(luò)圖（kn）由圖4.124.14可知，車道荷載效應(yīng)在結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生的最大正彎矩為9364.2knm，最大負彎矩為-29919knm，最大剪力值為1968kn。最大軸力為2363.4kn。4、 人群荷載效

47、應(yīng)圖4.15人群效應(yīng)彎矩包絡(luò)圖（knm）圖4.16人群效應(yīng)剪力包絡(luò)圖圖4.17人群效應(yīng)軸力包絡(luò)圖（kn）由圖4.154.17可知，人群荷載效應(yīng)在結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的最大正彎矩為490.4knm，最大負彎矩為-2265.1knm，最大剪力值為131.7kn，最大軸力為-177.4 kn。5、 整體升、降溫效應(yīng)圖4.18升溫效應(yīng)彎矩包絡(luò)圖（knm）圖4.19升溫效應(yīng)剪力包絡(luò)圖（kn）圖4.20升溫效應(yīng)軸力包絡(luò)圖（kn）圖4.21降溫效應(yīng)彎矩包絡(luò)圖（knm）圖4.22降溫效應(yīng)剪力包絡(luò)圖（kn）圖4.23降溫效應(yīng)軸力包絡(luò)圖（kn）由圖4.184.23可知，整體升溫效應(yīng)在結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的最大正彎矩為147706.2kn

48、m，最大負彎矩為-32128.5knm，最大剪力值為-8982.5kn，最大軸力為-209092kn；整體降溫效應(yīng)在結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的最大正彎矩為8032.1knm，最大負彎矩為-39674.4m，最大剪力值為2245.6kn，最大軸力為52273.0kn。6、溫度梯度效應(yīng)圖4.24溫梯度效應(yīng)剪力圖（kn）圖4.25溫梯度效應(yīng)剪力圖（kn）圖4.26溫梯度效應(yīng)軸力圖（kn）由圖4.244.26可知，正溫梯度效應(yīng)在結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的最大正彎矩為106725.6knm，最大負彎矩為-9311.7knm，最大剪力值為-1750.6kn，最大軸力為-4104.4 kn7、 支座沉降效應(yīng)圖4.27支座沉降效應(yīng)彎矩圖（k

49、nm）圖4.28支座沉降效應(yīng)剪力圖（kn）圖4.29支座沉降效應(yīng)軸力圖（kn）由圖4.274.29可知，正溫梯度效應(yīng)在結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的最大正彎矩為324.7knm，最大負彎矩為324.4knm，最大剪力值為405596.1kn，最大軸力為-2909.8kn；4.6荷載組合根據(jù)我國現(xiàn)行公路，橋涵設(shè)計規(guī)范，對全橋形成和營運各階段的內(nèi)力和應(yīng)力進行荷載組合，取其中最為不利者。1、正常使用極限狀態(tài)的內(nèi)力組合考慮兩種組合：組合i 作用短期效應(yīng)組合: 組合ii 作用長期效應(yīng)組合: 2、承載能力極限狀態(tài)的內(nèi)力組合考慮一種組合 組合 基本組合: 或 主要荷載組合根據(jù)結(jié)構(gòu)各部分對強度、剛度、穩(wěn)定性的驗算需要,設(shè)計中考慮

50、的主要荷載組合見表2-1。組合種類荷載組合內(nèi)容組合1自重+二期荷載+汽車荷載+支座位移組合2自重+二期荷載+汽車荷載+支座位移+系統(tǒng)升溫+人群荷載組合3自重+二期荷載+汽車荷載+支座位移+系統(tǒng)降溫+人群荷載表2-1 荷載組合表5.1 荷載組合表荷載組合類型說明1承載能力1.2恒荷載 +1.0徐變 + 1.0收縮+1.4活載+0.98人群+0.98升溫+0.98溫度梯度2承載能力1.2恒荷載 +1.0徐變 + 1.0收縮+1.4活載+0.98人群+0.98降溫+0.98溫度梯度3承載能力1.0恒荷載 + 1.0徐變 + 1.0收縮+1.4活載+0.98人群+0.98升溫+0.98溫度梯度4承載能

51、力1.0恒荷載 + 1.0徐變 + 1.0收縮+1.4活載+0.98人群+0.98降溫+0.98溫度梯度5使用性能1.0恒荷載 + 1.0鋼束一次+1.0徐變 + 1.0收縮+0.667活載+0.7人群+1.0升溫+0.8溫度梯度6使用性能1.0恒荷載 + 1.0鋼束一次+1.0徐變 + 1.0收縮+0.667活載+0.7人群+1.0降溫+0.8溫度梯度7使用性能1.0恒荷載 + 1.0鋼束一次+1.0徐變 + 1.0收縮+0.381活載+0.4人群+1.0升溫+0.8溫度梯度8使用性能1.0恒荷載 + 1.0鋼束一次+1.0徐變 + 1.0收縮+0.381活載+0.4人群+1.0降溫+0.8溫度梯度9彈性階段1.0恒荷載 + 1.0鋼束一次+1.0徐變 + 1.0收縮+1.0活載+1.0升溫+1.0溫度梯度10彈性階段1.0恒荷載 + 1.0鋼束一次+1.0徐變 + 1.0收縮+1.0活載+1.0降溫+1.0溫度梯度11包絡(luò)承載能力包絡(luò)12包絡(luò)使用性能包絡(luò)13包絡(luò)彈性階段包絡(luò)第五章 預(yù)應(yīng)力損失的估算根據(jù)橋規(guī)（