道路橋梁畢業(yè)設計預應力混凝土連續(xù)梁橋設計含外文翻譯

1、 西 南 交 通 大 學本科畢業(yè)設計62+104+104+62m 預應力混凝土連續(xù)梁橋設計 二一零年六月 西南交通大學本科畢業(yè)設計 第ii頁院 系 土木工程學院 專 業(yè) 土木工程 年 級 2006 級 姓 名 戴兵 題 目 62+104+104+62m 預應力混凝土連續(xù)梁橋設計 指導教師評 語 指導教師 (簽章)評 閱 人評 語 評 閱 人 (簽章)成 績 答辯委員會主任 (簽章) 年 月 日 西南交通大學本科畢業(yè)設計 第iii頁畢 業(yè) 設 計 任 務 書班 級 土木 201013 學生姓名 戴 兵 學 號 20101245 發(fā)題日期：2010 年 4 月 14 日 完成日期：2010 年 6

2、 月 18 日題 目：62+104+104+62m 預應力混凝土連續(xù)梁橋設計一、 設計原始資料1、設計規(guī)范 新規(guī)范： (1) 公路橋涵設計通用規(guī)范，jtg d60-2004； (2) 公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范，jtg d62-2004。 2、主要技術指標 (1) 孔跨布置：見“分組題目” ； (2) 計算行車速度：80 公里/小時； (3) 荷載標準：公路-i 級； (4) 橋面寬度：由指導老師提供建議值，學生自己決定； (5) 橋面縱坡：0% (平坡)； (6) 橋面橫坡：2%。 (7) 橋軸平面線型：直線。 3、材料規(guī)格 (1) 梁體混凝土：c60 級混凝土； (2) 橋墩

3、混凝土：c40 級混凝土； (3) 橋面鋪裝混凝土：c40 級混凝土； (4) 欄桿混凝土：c30 級混凝土； (5) 預應力鋼筋及錨具： 主梁縱向預應力鋼筋可選用 12-j15.24、17-j15.24、27-j15.24 等高強度低松弛鋼絞線(1-j15.24 公稱斷面面積為 140.00mm2)，fpk =1860mpa，fpd =1488mpa；對應錨具分別為 ovm15-12、ovm15-17、ovm15-27；對應波紋管直徑分別為(內徑) 西南交通大學本科畢業(yè)設計 第iv頁90、90、120mm(外徑比內徑大 7mm)。 主梁豎向預應力鋼筋采用32 冷拉 iv 級高強精扎螺紋粗鋼筋

4、，fpk =1000mpa(冷拉應力)，每根張拉力 673kn；對應錨具為 ygm-32；對應孔道直徑 43mm，錨墊板邊長 a = 140mm，相鄰錨板中心距離不小于 15cm。 (6) 普通鋼筋： 受力主鋼筋用 hrb335 鋼筋(1228)，fsk =340mpa，fsd =340320mpa；非受力鋼筋用 r235 鋼筋(810)，fsk =240mpa，fsd =240mpa。 4、施工順序及要點 (1) 墩臺施工：橋臺采用明挖基礎，橋墩采用鉆孔群樁基礎、實體墩身。 (2) 在支架上施工中間墩頂 0#段，0段與橋墩臨時固接； (3) 在中間墩頂 0#段上安置懸臂掛籃設施(掛籃設施集中

5、荷載一般按最重塊 件重量的一半確定)； (4) 從中間墩頂 0#段兩側利用懸臂掛籃設施逐段對稱施工主梁； (5) 在滿堂支架上施工邊跨靠近邊支座梁段； (6) 施工中跨合攏段主梁； (7) 拆除中跨合攏段掛籃設施； (8) 施工邊跨合攏段主梁； (9) 拆除邊跨合攏段掛籃設施和邊跨支架； (10) 解除 0段與橋墩的臨時固接，安裝永久性支座； (11) 橋面鋪裝及欄桿施工。 二、設計各部分內容及時間分配（共 12 周）第一部分： 收集資料及基本構造設計 （第 78 周） 第二部分： 恒載、活載內力計算及組合 （第 910 周） 第三部分： 預應力鋼束設計及預應力損失計算 （第 1011 周）

6、第四部分： 次內力計算 （第 12 周） 第五部分： 荷載組合、截面驗算及剛度驗算 （第 1314 周） 西南交通大學本科畢業(yè)設計 第v頁第六部分： 工程量計算、計算機繪制設計圖 （第 15 周） 第七部分： 外文翻譯、畢業(yè)設計說明書整理出版 （第 16 周） 第八部分： 導師評閱畢業(yè)設計 （第 17 周） 第九部分： 答辯 （第 18 周） 三、畢業(yè)設計說明書正文主要內容設計依據(jù)、設計流程圖、橋跨結構總體布置、截面尺寸擬定、主梁分段、建立平面桿系計算模型、恒載及活載內力計算組合、預應力鋼束設計及預應力損失計算、次內力計算、荷載組合、截面驗算及剛度驗算、工程量計算。 四、畢業(yè)設計應繪制的主要設

7、計圖橋梁總體布置圖（平面、立面和橫截面） 、主梁分塊圖、主梁一般構造圖（各種縱剖面圖、橫截面尺寸參數(shù)示意圖及參數(shù)表、各種橫截面尺寸圖） 、主梁縱向預應力鋼束布置圖、典型橫截面的預應力鋼束位置圖、施工流程圖等，要求達到 a3 幅面圖紙不少于 16 張或 a2 幅面圖紙不少于 8 張(相當于 0#圖 2 張)。 指導教師： 年 月 日審 批 人： 年 月 日 西南交通大學本科畢業(yè)設計 第vi頁摘 要本畢業(yè)設計主要是關于大跨度預應力混凝土連續(xù)梁橋上部結構的設計。預應力混凝土連續(xù)梁橋以結構受力性能好、變形小、伸縮縫少、行車平順舒適、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。受時間和個

8、人能力的限制，本次畢業(yè)設計沒有具體涉及到下部結構、橫向預應力及豎向預應力的設計。設計橋梁跨度為 62m+104m+104m+62m,分為兩幅設計，單幅為單箱單室，橋面總寬 25m，雙向 4 車道，上下行。主梁施工采用懸臂掛籃施工，對稱平衡澆筑混凝土。施工分為 21 個階段：第一階段：施工臨時支座并固結，澆筑墩頂 0#段及邊跨直線段滿堂支架施工；第二階段至第十七階段：懸臂對稱平衡澆筑混凝土至最大懸臂端；第十八階段：邊跨合攏；第十九階段：中跨合攏,拆除掛籃設施，加載二期恒載；第二十施工階段：預留施工階段；第二十一階段：運營階段。本橋設 5 個支座，其中第 3 個支座為固定鉸接支座，其余均為活動鉸接

9、支座。本設計中總共有 9 個臨時支座。設計過程如下：首先，確定主梁主要構造及細部尺寸，它必須與橋梁的規(guī)定和施工保持一致，考慮到抗彎剛度及抗扭剛度的影響，設計采用箱形梁。主梁的高度呈二次拋物線變化，因為二次拋物線近似于連續(xù)梁橋彎距的變化曲線。墩頂截面通過腹板、底板的加厚以及設置橫隔梁強度得以加強，底板厚度呈二次拋物線變化，底板厚度為 0.7變?yōu)?0.3。腹板厚度呈直線變化，由 0.75 變?yōu)?0.4。頂板厚度沿全橋保持不變,均為0.28m。其次，利用 bsas 電算軟件分析內力結構總的內力(包括恒載和活載的內力計算)。用于計算的內力組合結果也由 bsas 電算軟件計算而得，從而估算出縱向預應力筋

10、的數(shù)目，然后再布置預應力鋼絲束。再次，計算預應力損失及次內力，次內力包括先期恒載徐變次內力、先期預應力徐變次內力、后期合攏預應力索產(chǎn)生的彈性次內力、局部溫度變化次內力。然后進一步進行截面強度的驗算，其中包括承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。在正常使用極限狀態(tài)驗算中包括計算截面的混凝土法向應力驗算、預應力鋼筋中的拉應力驗算、截面的主應力計算。關鍵詞： 預應力混凝土連續(xù)梁橋、次內力、懸臂施工 西南交通大學本科畢業(yè)設計 第vii頁abstractthe graduate design is mainly about the design of superstructure of long-span

11、 pre-stressed concrete continuous box girder bridge . pre-stressed concrete continuous girder bridge become one of main bridge types of the most full of competion ability because of subjecting to the dint function with the structure good, having the small defomation,few of control joint,going smooth

12、ly comfort,protected the amout of engineering small and having the powerfully ability of earthquake proof and so on. for time and ability limited, the design of the substructure, transverse pre-stressing and vertical pre-stressing is not considered.the spans of the bridge are 62m+104m+104m+66m,main

13、beam is respective designed, each suit has one box one room and four traffic ways of all, the width of the bridge surface is 25m. the major girder applies cantilever hung-basket bearing, symmetric equilibrium construction .there are twenty-one steps in the working. the 0# member is worked in the fir

14、st step , then form the second step to the seventeenth the other members is worked before they are jointed except the ones are siuated in the beside or middle of span and the substructure is worked in the steps; and then its jointed in the site of beside spans in the eighteenth step; and then mid-sp

15、an is jointed in ninteenth step; and remove the hung-basket bearing then the second dead loads is in effect in the step; the tweentith stage: vacant construction stage; in the last step, the structure is running. there are five bearings, the third is fixed bearing, the left four are expansion bearin

16、gs. in the design there are nine casual bearing.the procedure of the design is listed below:the first step as to dimension the structural elements and details of which it is composed, it cant and certainly should without being fully coordinated with the planning and working phrases of the project. 西

17、南交通大學本科畢業(yè)設計 第viii頁considering the distorting stiffness and the bending stiffness, box birder goes as second-parabolic curve, for second-parabolic curve is generally similar to the change of continuous bridges bending moments along. the sectionat the support is strengthened by the provision of thicke

18、ned webs , bottom slabs and a cross beam , the thickness of the bottom slab is changed in second-parabolic curve and the thickness of the web is changed in linearity, the former varies from 0.7m to 0.3m, the latter varies from 0.75m to 0.4m, the top slabs thickness is 0.28m.the second step is to use

19、 bsas software to analyze internal gross force of the structures(including dead load and lived load), the internal force composition can be done by using the compute results. according to the internal force composited, the evaluated amount of longitudinal tendons can be worked out, then we can distr

20、ibute the tendons to the bridge.the third steps is to calculate the loss of pre-stressing and secondary force due to pre-stressing, first dead loads and temperature, bearing displacement, and so on.the last steps is checking the main cross section. the work includes the load-caring capacity ultimate

21、 state and the normal service ability ultimate state as well as the main sections being out of shape.key words: pre-stressed concrete continuous girder bridge, secondary force，cantilever constructed 西南交通大學本科畢業(yè)設計 第ix頁目 錄第 1 章 緒論.11.1 預應力混凝土連續(xù)梁橋概述.11.2 畢業(yè)設計的目的與意義.3第 2 章 橋跨總體布置及結構尺寸擬定.42.1 尺寸擬定.42.1.1

22、橋孔分跨.42.1.2 截面形式.42.1.3 梁高.52.1.4 細部尺寸.62.2 主梁分段與施工階段的劃分.72.2.1 分段原則.72.2.2 具體分段.72.2.3 主梁施工方法及注意事項.7第 3 章 荷載內力計算.93.1 恒載內力計算.93.2 活載內力計算.113.2.1 橫向分布系數(shù)的考慮.113.2.2 活載因子的計算.113.2.3 計算結果.13第 4 章 預應力鋼束的估算與布置.154.1 力筋估算.154.1.1 計算原理.154.1.2 預應力鋼束的估算.184.2 預應力鋼束的布置.24第 5 章 預應力損失及有效應力的計算.265.1 預應力損失的計算.26

23、 西南交通大學本科畢業(yè)設計 第x頁5.2 有效預應力的計算.33第 6 章 次內力的計算.356.1 徐變次內力的計算.356.1.1 結構重力徐變次內力.356.1.2 預加力徐變次內力.386.2 預加力引起的二次力矩.406.3 溫度次內力的計算.43第 7 章 內力組合.487.1 承載能力極限狀態(tài)下的效應組合.487.2 正常使用極限狀態(tài)下的效應組合.49第 8 章 主梁截面驗算.518.1 截面強度驗算.518.2 截面抗裂驗算.548.2.1 正截面和斜截面抗裂驗算.548.2.2 法向拉應力.558.2.3 主拉應力和主壓應力.56第 9 章 主要工程數(shù)量計算.619.1 混凝

24、土總用量計算.619.1.1 梁體混凝土（c60 級混凝土）用量計算.619.1.2 橋面鋪裝（c40 級混凝土）混凝土用量計算.619.2 鋼絞線及錨具總用量計算.62畢業(yè)設計總結.63致 謝.64參考文獻.65附錄 1：實習報告.66附錄 2：bsas 數(shù)據(jù)原文件.68 西南交通大學本科畢業(yè)設計 第xi頁附錄 3 包絡圖及結構簡圖.106附錄 4 外文文獻翻譯.111 西南交通大學本科畢業(yè)設計 第1頁第 1 章 緒論1.1 預應力混凝土連續(xù)梁橋概述預應力混凝土連續(xù)梁橋以結構受力性能好、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。

25、本章簡介其發(fā)展：由于普通鋼筋混凝土結構存在不少缺點：如過早地出現(xiàn)裂縫，使其不能有效地采用高強度材料，結構自重必然大，從而使其跨越能力差，并且使得材料利用率低。 為了解決這些問題，預應力混凝土結構應運而生，所謂預應力混凝土結構，就是在結構承擔荷載之前，預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)生的拉應力。自從預應力結構產(chǎn)生之后，很多普通鋼筋混凝土結構被預應力結構所代替。 預應力混凝土橋梁是在二戰(zhàn)前后發(fā)展起來的，當時西歐很多國家在戰(zhàn)后缺鋼的情況下，為節(jié)省鋼材，各國開始競相采用預應力結構代替部分的鋼結構以盡快修復戰(zhàn)爭帶來的創(chuàng)傷。50 年代，預應力混凝土橋梁跨徑開始突破了 100 米，到

26、 80 年代則達到 440 米。雖然跨徑太大時并不總是用預應力結構比其它結構好，但是，在實際工程中，跨徑小于 400 米時，預應力混凝土橋梁常常為優(yōu)勝方案。 我國的預應力混凝土結構起步晚，但近年來得到了飛速發(fā)展?，F(xiàn)在，我國已經(jīng)有了簡支梁、帶鉸或帶掛梁的 t 構、連續(xù)梁、桁架拱、桁架梁和斜拉橋等預應力混凝土結構體系。 雖然預應力混凝土橋梁的發(fā)展還不到 80 年。但是，在橋梁結構中，隨著預應力理論的不斷成熟和實踐的不斷發(fā)展，預應力混凝土橋梁結構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

27、，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)于懸臂梁。雖然連續(xù)梁有很多優(yōu)點，但是剛開始它并不是預應力結構體系中的佼佼者，因為限于當時施工主要采用滿堂支架法，采用連續(xù)梁費工費時。到后來，由于 西南交通大學本科畢業(yè)設計 第2頁懸臂施工方法的應用，連續(xù)梁在預應力混凝土結構中有了飛速的發(fā)展。60 年代初期在中等跨預應力混凝土連續(xù)梁中，應用了逐跨架設法與頂推法；在較大跨連續(xù)梁中，則應用更完善的懸臂施工方法，這就使連續(xù)梁方案重新獲得了競爭力，并逐步在40200 米范圍內占主要地位。無論是城市橋梁、高架道路、山谷高架棧橋，還是跨河大橋，預應力混凝土連續(xù)梁都發(fā)揮了其優(yōu)勢，成為

28、優(yōu)勝方案。目前，連續(xù)梁結構體系已經(jīng)成為預應力混凝土橋梁的主要橋型之一。 然而，當跨度很大時，連續(xù)梁所須的巨型支座無論是在設計制造方面，還是在養(yǎng)護方面都成為一個難題；而 t 型剛構在這方面具有無支座的優(yōu)點。因此有人將兩種結構結合起來，形成一種連續(xù)剛構體系。這種綜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，預應力混凝土連續(xù)梁在中等跨徑范圍內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。在城市預應力混凝土連續(xù)梁中，為充分利用空間，改善交通的分道行駛，甚至已建成不少雙層橋面形式。在我國，預應力混凝土

29、連續(xù)梁雖然也在不斷地發(fā)展，然而，想要在本世紀末趕超國際先進水平，就必須解決好下面幾個課題：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造尺寸，否則混凝土保護層難以保證，密集的預應力管道與普通鋼筋層層迭置又使混凝土質量難以提高。2在一切適宜的橋址，設計與修建墩梁固結的連續(xù)剛構體系，盡可能不采用養(yǎng)護調換不易的大噸位支座。3充分發(fā)揮三向預應力的優(yōu)點，采用長懸臂頂板的單箱截面，既可節(jié)約材料減輕結構自重，又可充分利用懸臂施工方法的特點加快施工進度。另外，在設計預應力連續(xù)梁橋時，技術經(jīng)濟指針也是一個很關鍵的因素，它是設計方案合理性與經(jīng)濟性的標志。目前，各國都以每平方米橋面的三材（混凝土、預應力鋼筋

30、、普通鋼筋）用量與每平方米橋面造價來表示預應力混凝土橋梁的技術經(jīng)濟指針。但是，橋梁的技術經(jīng)濟指針的研究與分析是一項非常復雜的工作，三材指針和造價指針與很多因素有關，例如：橋址、水文地質、能源供給、材料供應、運輸、通航、規(guī)劃、建筑等地點條件；施工現(xiàn)代化、制品工業(yè)化、勞動力和材料價格、機械工業(yè)基礎等全國基建條件。同時，一座橋的設計方案完成后，造價指針不 西南交通大學本科畢業(yè)設計 第3頁能僅僅反應了投資額的大小，而是還應該包括整個使用期限內的養(yǎng)護、維修等運營費用在內。通過連續(xù)梁、t 型剛構、連續(xù)剛構等箱形截面上部結構的比較可見：連續(xù)剛構體系的技術經(jīng)濟指針較高。因此，從這個角度來看，連續(xù)剛構也是未來連

31、續(xù)體系的發(fā)展方向?？偠灾?，一座橋的設計包含許多考慮因素，在具體設計中，要求設計人員綜合各種因素，作分析、判斷，得出可行的最佳方案。1.2 畢業(yè)設計的目的與意義畢業(yè)設計的目的在于培養(yǎng)畢業(yè)生綜合能力，靈活運用大學所學的各門基礎課和專業(yè)課知識，并結合相關設計規(guī)范，獨立的完成一個專業(yè)課題的設計工作。設計過程中提高學生獨立的分析問題，解決問題的能力以及實踐動手能力，達到具備初步專業(yè)工程人員的水平，為將來走向工作崗位打下良好的基礎。本次設計為(62+104+104+62)m 公路預應力混凝土連續(xù)梁橋，橋寬為 25m，分為兩幅，設計時只考慮單幅的設計。梁體采用單箱單室箱型截面，全梁共分 132 個單元，中

32、支點 0 號塊長度 8m，一般單元長度分為 2m、2.5m、3m，邊跨合攏段長 2m，中跨合攏段長 2m（bsas 中做了處理分為兩段 1m 的單元） ，邊跨直線段長 9m。頂板厚度不進行變化，底板、腹板厚度均發(fā)生變化。由于多跨連續(xù)梁橋的受力特點，靠近中間支點附近承受較大的負彎矩，而跨中則承受正彎矩，則梁高采用變高度梁，按二次拋物線變化。這樣不僅使梁體自重得以減輕，還增加了橋梁的美觀效果。由于預應力混凝土連續(xù)梁橋為超靜定結構，手算工作量比較大，且準確性難以保證，所以采用有限元分析軟件bsasbsas 進行，這樣不僅提高了效率，而且準確度也得以提高。本次設計的預應力混凝土連續(xù)梁橋采用目前比較流行

33、的懸臂灌注法施工。懸臂灌注施工具有很多優(yōu)越性：它不需要大型的機械設備；不影響橋下通航、通車；且施工受河道水位和季節(jié)的影響較小。本次設計中得到了唐繼舜、鄭史雄、成文佳、向天宇、林清陽等幾位老師的悉心指導，在此表示衷心的感謝。由于本人水平有限，且又是第一次從事這方面的設計，難免出現(xiàn)錯誤，懇請各位老師批評指正。 西南交通大學本科畢業(yè)設計 第4頁第 2 章 橋跨總體布置及結構尺寸擬定2.1 尺寸擬定本設計方案采用四跨一聯(lián)預應力混凝土變截面連續(xù)梁結構，全長 332m。設計主跨為 104m。2.1.1 橋孔分跨連續(xù)梁橋有做成三跨或者四跨一聯(lián)的，也有做成多跨一聯(lián)的，但一般不超過六跨。對于橋孔分跨，往往要受到

34、如下因素的影響：橋址地形、地質與水文條件，通航要求以及墩臺、基礎及支座構造，力學要求，美學要求等。若采用三跨或四跨不等的橋孔布置，一般邊跨長度可取為中跨的 0.50.8 倍，這樣可使中跨跨中不致產(chǎn)生異號彎矩，此外，邊跨跨長與中跨跨長之比還與施工方法有著密切的聯(lián)系，對于采用現(xiàn)場澆筑的橋梁，邊跨長度取為中跨長度的 0.8 倍是經(jīng)濟合理的。但是若采用懸臂施工法，則不然。本設計跨度，主要根據(jù)設計任務書來確定，其跨度組合為：62 米+104 米+104 米+62 米?；痉弦陨显硪?。2.1.2 截面形式2.1.2.1 立截面 從預應力混凝土連續(xù)梁的受力特點來分析，連續(xù)梁的立面應采取變高度布置為宜；

35、在恒、活載作用下，支點截面將出現(xiàn)較大的負彎矩，從絕對值來看，支點截面的負彎矩往往大于跨中截面的正彎矩，因此，采用變高度梁能較好地符合梁的內力分布規(guī)律，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。但是，在采用頂推法、移動模架法、整孔架設法施工的橋梁，由于施工的需要，一般采用等高度梁。等高度梁的缺點是：在支點上不能利用增加梁高而只能增加預應力束筋用量來抵抗較大的負彎矩，材料用量多，但是其優(yōu)點是結構構造簡單、線形簡潔美觀、預制定型、施工方便。一般用于如下情況：1. 橋梁為中等跨徑，以 4060 米為主。采用等截面布置使橋梁構造簡單，施工迅速。由于跨徑不大，梁的各截面內力差異不大，可采用構造

36、措施予以調節(jié)。2. 等截面布置以等跨布置為宜，由于各種原因需要對個別跨徑改變跨長時，也以等截面為宜。3. 采用有支架施工，逐跨架設施工、移動模架法和頂推法施工的連續(xù)梁橋較多采用等截面布置。 西南交通大學本科畢業(yè)設計 第5頁雙層橋梁在無需做大跨徑的情況下，選用等截面布置可使結構構造簡化。結合以上的敘述，所以本設計中采用懸臂現(xiàn)澆施工方法，變截面的梁。2.1.2.2 橫截面 梁式橋橫截面的設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系。當橫截面的核心距較大時，軸向壓力的偏心可以愈大，也就是

37、預應力鋼筋合力的力臂愈大，可以充分發(fā)揮預應力的作用。箱形截面就是這樣的一種截面。此外，箱形截面這種閉合薄壁截面抗扭剛度很大，對于彎橋和采用懸臂施工的橋梁尤為有利；同時，因其都具有較大的面積，所以能夠有效地抵抗正負彎矩，并滿足配筋要求；箱形截面具有良好的動力特性；再者它收縮變形數(shù)值較小，因而也受到了人們的重視?？傊?，箱形截面是大、中跨預應力連續(xù)梁最適宜的橫截面形式。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。單箱單室截面的優(yōu)點是受力明確，施工方便，節(jié)省材料用量。拿單箱單室和單箱雙室比較，兩者對截面底板的尺寸影響都不大，對腹板的影響也不致改變對方案的取舍；但是，由框

38、架分析可知：兩者對頂板厚度的影響顯著不同，雙室式頂板的正負彎矩一般比單室式分別減少 70%和 50%。由于雙室式腹板總厚度增加，主拉應力和剪應力數(shù)值不大，且布束容易，這是單箱雙室的優(yōu)點；但是雙室式也存在一些缺點：施工比較困難，腹板自重彎矩所占恒載彎矩比例增大等等。本設計是一座公路連續(xù)箱形梁，采用的橫截面形式為扁平的單箱單室。2.1.3 梁高根據(jù)經(jīng)驗確定，預應力混凝土連續(xù)梁橋的中支點主梁高度與其跨徑之比通常在1/151/25 之間，而跨中梁高與主跨之比一般為 1/401/50 之間。當建筑高度不受限制時，增大梁高往往是較經(jīng)濟的方案，因為增大梁高只是增加腹板高度，而混凝土用量增加不多，卻能顯著節(jié)省

39、預應力鋼束用量。連續(xù)梁在支點和跨中的梁估算值：等高度梁： h=（）l，常用 h=（）l151301181201變高度（曲線）梁：支點處：h=（）l，跨中 h=（）l161201301501 西南交通大學本科畢業(yè)設計 第6頁變高度（直線）梁：支點處：h=（）l，跨中 h=（）l161201221281而此設計采用變高度的直線梁，支點處梁高為 6.5 米，跨中梁高為 2.6 米。2.1.4 細部尺寸2.1.4.1 頂板與底板 箱形截面的頂板和底板是結構承受正負彎矩的主要工作部位。其尺寸要受到受力要求和構造兩個方面的控制。支墩處底版還要承受很大的壓應力，一般來講：變截面的底版厚度也隨梁高變化，墩頂處

40、底板為梁高的 1/10-1/12，跨中處底板一般為 200-250。底板厚最小應有 120。箱梁頂板厚度應滿足橫向彎矩的要求和布置縱向預應力筋的要求。參考如下（跨中截面）：表表 2-12-1 腹板與頂板尺寸關系腹板與頂板尺寸關系腹板間距（米）3.55.07.0頂板厚度（毫米）180200280本設計中采用雙面配筋，且底板由支點處以拋物線的形式向跨中變化。底板在支點處厚 70cm,在跨中厚 30cm.頂板厚 28cm。2.1.4.2 腹板和其它細部結構1. 箱梁腹板厚度 腹板的功能是承受截面的剪應力和主拉應力。在預應力梁中，因為彎束對外剪力的抵消作用，所以剪應力和主拉應力的值比較小，腹板不必設得

41、太大；同時，腹板的最小厚度應考慮力筋的布置和混凝土澆筑要求，其設計經(jīng)驗為：（1） 腹板內無預應力筋時，采用 200mm。（2） 腹板內有預應力筋管道時，采用 250300mm。（3） 腹板內有錨頭時，采用 250300mm。大跨度預應力混凝土箱梁橋，腹板厚度可從跨中逐步向支點加寬，以承受支點處交大的剪力，一般采用 300600mm，甚至可達到 1m 左右。本設計支座處腹板厚取 75cm.，跨中腹板厚取 40cm。2. 梗腋 在頂板和腹板接頭處須設置梗腋。梗腋的形式一般為1：2、1：1、1：3、1：4 等。梗腋的作用是：提高截面的抗扭剛度和抗彎剛度，減少扭轉剪應力和畸變應力。此外，梗腋使力線過渡

42、比較平緩，減弱了應力的集中程度。本設計中，根據(jù)箱室的外形設置了寬 620mm，長 1240m 的 1：2 的上部梗腋，而 西南交通大學本科畢業(yè)設計 第7頁下部采用 1：1 的梗腋。3. 橫隔梁橫隔梁可以增強橋梁的整體性和良好的橫向分布，同時還可以限制畸變；支承處的橫隔梁還起著承擔和分布支承反力的作用。由于箱形截面的抗扭剛度很大，一般可以比其它截面的橋梁少設置橫隔梁，甚至不設置中間橫隔梁而只在支座處設置支承橫隔梁。因此本設計沒有加以考慮，而且由于中間橫隔梁的尺寸及對內力的影響較小，在內力計算中也可不作考慮?？缰薪孛婕爸兄c截面示意圖如下所示：（單位為 cm） （插入圖）2.2 主梁分段與施工階段

43、的劃分2.2.1 分段原則主梁的分段應該考慮有限元在分析桿件時，分段越細，計算結果的內力越接近真實值，并且兼顧施工中的實施，本設計分為 132 個單元。2.2.2 具體分段本橋全長 332 米，全梁共分 132 個單元，中支點 0 號塊長度 16.0m（bsas 中為了方便計算分為 82m 單元） ，一般梁段長度分成 2.0m、2.5 和 3.0m，邊跨合攏段長 2.0m，中跨合攏段長 2.0m，邊跨直線段長 9m。2.2.3 主梁施工方法及注意事項2.2.3.1 主梁施工方法 主梁采用懸臂灌注法施工，墩頂梁段分別在各墩頂灌注， 西南交通大學本科畢業(yè)設計 第8頁其余梁段用活動掛籃懸臂灌注，掛籃

44、及附屬設備重不大于 130t。墩頂 0#梁段開始灌注之前，正式支座及臨時支座(即鋼筋混凝土支墩)均先就位，主跨墩支座全部臨時剛接形成固定鋼支座，活動支座應給予臨時鎖定。2.2.3.2 施工程序建議分為三大步驟1. 在墩頂 0#梁段施工完畢之后，兩側對稱懸臂灌注至合攏之前的梁段，邊跨上的等高直線段采用滿堂支架施工，一次性澆注，邊跨 4 號段合攏，形成單懸臂簡支梁。2. 拆除主跨跨中掛籃，灌注主跨中跨合攏段。3. 拆除全部模板，解除臨時約束并將主跨支座的一個改成固定鉸支座，其余兩個改成活動鉸支座，形成四跨連續(xù)梁，張拉全部剩余鋼索。2.2.3.3 主意事項 1. 各合攏段混凝土灌注，應選擇非溫度急劇

45、變化日之夜間氣溫最低時進行，(由于設計中不能事先確定合攏時之溫度值，故按合攏溫度為 15設計)為切實保證灌注質量，在中跨合攏段兩端截面間設鋼支撐，并于頂、底板上各張拉四根臨時鋼索，張拉力為 300kn，以鎖定合攏段兩側梁部。合攏段混凝土達 85%強度后，拆除臨時支座，放松臨時索重新張拉至設計張拉力。2. 懸灌施工時，兩端施工設備的重量要保持平衡，并注意無左右偏載，兩端澆筑混凝土進度之差不得大于 2 立方米。3. 支座形式采用盆式橡膠支座。安裝盆式橡膠支座前應注意將支座的相對滑動面和其他部分用丙酮或酒精擦洗干凈，安裝支座標高應符合設計要求，其四角高差不得大于 1mm，活動支座的四氟板必需擱置在盆

46、中，使支座能充分發(fā)揮其受力和位移功能。 4.每項施工工序應嚴格遵守有關施工規(guī)范，確保工程質量和人身安全。 5.施工中要不斷的校對千斤頂，防止超過允許誤差。 6.施工鋼束張拉時，須嚴格控制張拉應力。 7.邊跨支架施工時，基礎應夯實，確保牢固可靠，防止下沉變形。 西南交通大學本科畢業(yè)設計 第9頁第 3 章 荷載內力計算3.1 恒載內力計算主梁的內力計算可分為設計和施工內力計算兩部分。設計內力是強度驗算及配筋設計的依據(jù)。施工內力是指施工過程中，各施工階段的臨時施工荷載，如施工機具設備（掛藍、張拉設備等） 、模板、施工人員等引起的內力，主要供施工階段驗算用。由于對施工方面的知識不熟，本設計中對該項設計

47、內容作了簡化，主要考慮了一般恒載內力、活載內力。 主梁恒載內力，包括自重引起的主梁自重（一期恒載）內力 sg1和二期恒載（如鋪裝、欄桿等）引起的主梁后期恒載內力 sg2。主梁的自重內力計算方法可分為兩類：在施工過程中結構不發(fā)生體系轉換,如在滿堂支架現(xiàn)澆等，如果主梁為等截面，可按均布荷載乘主梁內力影響線總面積計算；在施工過程中有結構體系轉換時，應該分階段計算內力。本設計采用懸臂施工法,二期恒載(又稱后期恒載)集度約為:二期恒載集度： q =60kn/m2由 bsas 系統(tǒng)計算而得的有關結果如下表所示:表表 3-13-1 毛截面幾何特性毛截面幾何特性截面類型面積 a(m2)慣性矩 i(m4)中性軸

48、至梁頂距離(m)中性軸至梁底距離(m)梁高(m)底板厚(m)19.3558008.1124700.9530281.6469722.60.329.3579448.1261610.9536951.6478652.601560.3001639.3901048.3332550.9637121.6612482.624960.3025649.6387168.8910510.9948331.6816072.676440.3078459.7552009.6522741.0297741.7262262.7560.31669.91279610.7446911.0777421.7858982.863640.3270

49、4710.31834412.3501171.1488761.8504842.999360.34096810.57286414.3190091.2251001.938063.163160.35776910.87101616.8575971.3162892.0387513.355040.377441011.40784119.6885631.4143802.122013.536390.396041111.73795622.9211601.5137932.2234473.737240.416641212.10012126.8199711.6247922.3327983.957590.439241312

50、.80869631.8126451.7577532.4396874.197440.463841413.25823637.4583901.8928162.5639744.456790.490441513.74157644.1708842.0402552.6953854.735640.519041614.64815152.6582972.2091402.824855.033990.549641715.22761662.1407542.3814342.9704065.351840.582241815.71678470.9105552.5284613.0916995.620160.60976 西南交通

51、大學本科畢業(yè)設計 第10頁1917.16318482.6299222.6967413.2042195.900960.638562017.75049694.1953992.8588063.3354346.194240.668642118.362800107.2726963.0289963.4710346.50.7表表 3-23-2 恒載內力計算恒載內力計算 一期恒載計算表（半結構）二期恒載計算表（半結構）截面號m（knm)q(kn)截面號m（knm)q(kn)102047.221102950.40625089.1351345.53627528.6902068.72138073.215643.85

52、1312412.3241187.03648952.239-57.834414650.904305.35158368.727-525.678514673.762-282.49365737.116-1228.730612501.706-1165.5457980.556-1942.31077664.700-2059.1258-5937.283-2669.5828126.416-2966.3979-15052.355-3407.1329-10149.100-3883.94710-26411.753-4165.80010-23208.943-4822.61511-40084.282-4949.22011

53、-39121.918-5786.03512-56138.161-5753.36612-57956.242-6770.18113-71391.843-6449.58013-75939.462-7616.39514-88419.926-7172.88614-96072.082-8489.70115-107283.316-7917.82615-118415.009-9384.64116-128050.881-8696.22716-143037.113-10313.04217-150809.687-9510.81817-170025.456-11277.63318-175641.413-10354.5

54、6318-199461.719-12271.37719-202636.792-11241.74119-231436.636-13308.55620-231058.167-11835.35920-265212.549-14052.17421-255502.495-12608.96921-294210.507-14945.78422-281542.432-13430.96822-325044.074-15887.78323-309277.211-14303.81023-357812.483-16880.62524-338787.663-15206.64324-392596.565-17903.45

55、825-370119.089-16124.78315936.85825-429441.621-18941.59818890.39026-339163.51315018.71826-392698.98017852.25027-310028.91014115.88527-358017.31116829.41828-282669.98113243.04328-325351.31715836.57629-257005.89412421.04429-294620.16414894.57730-232937.41611647.43430-265724.62014000.96731-204985.85311

56、053.81631-232076.72512917.34932-178460.28510166.63732-200229.82612220.17033-154098.3729322.89333-170921.58011226.42634-131809.3788508.30234-144061.25510261.83435-111511.6257729.90135-119567.1699333.43436-93118.0476984.96136-97352.2598438.49437-76559.7766261.65537-77347.6577565.18838-61775.9065565.44

57、138-59492.4556718.97439-46285.8024761.29539-40811.7525734.828 西南交通大學本科畢業(yè)設計 第11頁40-33177.0473977.87540-25052.3994771.40841-22381.4233219.20741-12146.1773832.74042-13830.1262481.65742-2024.2822915.19043-7476.0621754.386435360.3812007.91844-3283.2761040.8054410043.7651114.33845-1215.440337.7534512062.2

58、00231.28646-994.648103.8314612146.525-62.63647-1007.777-130.0914711936.928-356.55848-2452.627-833.142489542.677-1239.61049-6022.425-1546.723494483.477-2133.19050-11753.502-2273.99550-3277.002-3040.46251-19681.812-3011.54551-13774.713-3958.01252-29854.448-3770.21352-27056.751-4896.68053-42340.217-455

59、3.63353-43191.921-5860.10054-57207.333-5357.77854-62248.440-6844.24655-71472.047-6053.99355-80416.821-7690.46056-87511.162-6777.29956-100734.604-8563.76657-105385.584-7522.23957-123262.694-9458.70658-125164.181-8300.63958-148069.960-10387.10659-146934.019-9115.23159-175243.465-11351.69860-170776.776

60、-9958.97560-204864.891-12345.44261-196783.188-10846.15461-237024.970-13382.62162-224215.595-11439.77262-270986.045-14126.23963-247868.748-12213.38263-300132.133-15019.84964-273117.511-13035.38164-331113.830-15961.84865-300061.115-13908.22365-364030.368-16954.69066-328780.393-14811.05566-398962.581-1