土木工程專業(yè)（橋梁）畢業(yè)論文--預(yù)應(yīng)力混凝土箱型截面連續(xù)梁(31m 31m)設(shè)計說明書

1、土木工程專業(yè)橋梁畢業(yè)論文-預(yù)應(yīng)力混凝土箱型截面連續(xù)梁(31m+31m)設(shè)計說明書 目 錄摘 要VABSTRACTVI1 概 述- 1 -1.1預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋概述- 1 -1.4 設(shè)計圖紙- 2 -2 方 案 比 選- 5 -2.1 構(gòu)思宗旨- 5 -2.2 比選標(biāo)準(zhǔn)- 5 -2.3 設(shè)計方案- 5 -2.3.1 設(shè)計方案一- 5 -2.3.2 設(shè)計方案二- 5 -2.3.3 設(shè)計方案三- 6 -2.3.4 設(shè)計方案四- 7 -2.4 方案比選- 7 -2.5 方案確定- 8 -3 預(yù) 應(yīng) 力 混 凝 土 連 續(xù) 梁 橋 總 體 布 置- 9 -3.1 橋型布置- 9 -3.1.1 孔徑布

2、置- 9 -3.1.2 橋梁截面形式- 9 -3.1.3 橋梁細(xì)部尺寸- 11 -3.1.4 橋面鋪裝- 13 -3.1.5 橋梁下部結(jié)構(gòu)- 13 -3.1.6 本橋使用材料- 13 -4 荷 載 內(nèi) 力 計 算- 15 -4.1 全橋結(jié)構(gòu)單元的劃分- 15 -4.1.1 劃分單元原那么- 15 -4.1.2 橋梁具體單元劃分- 15 -4.2 全橋施工節(jié)段劃分- 15 -4.2.1 橋梁劃分施工分段原那么- 15 -4.2.2 施工分段劃分- 15 -4.3 主梁內(nèi)力計算- 16 -4.3.1 恒載內(nèi)力計算- 16 -4.3.2 懸臂澆筑階段內(nèi)力- 16 -4.3.3 邊跨合攏階段內(nèi)力- 1

3、7 -4.3.4 中跨合攏階段內(nèi)力- 18 -4.3.5 橋面鋪裝階段內(nèi)力- 19 -4.3.6 支座位移引起的內(nèi)力計算方法及結(jié)果- 20 -4.4 活載內(nèi)力計算- 21 -4.4.1 活載因子的計算- 21 -4.4.2 橫向分布系數(shù)的考慮- 22 -4.5 荷載組合- 22 -5 預(yù) 應(yīng) 力 鋼 束 的 估 算 與 布 置- 24 -5.1 鋼束估算- 24 -5.1.1 按承載能力極限計算時滿足正截面強(qiáng)度要求計算- 24 -5.1.2 按正常使用極限狀態(tài)的應(yīng)力要求計算- 25 -5.2 預(yù)應(yīng)力鋼束布置- 28 -5.3 預(yù)應(yīng)力損失- 30 -5.3.1 摩阻損失- 30 -5.3.2.

4、錨具變形損失- 30 -5.3.3. 混凝土的彈性壓縮損失- 31 -5.3.4 預(yù)應(yīng)力筋的引力松弛損失- 32 -5.3.5 收縮徐變損失- 32 -5.4 預(yù)應(yīng)力計算- 33 -5.5施工階段應(yīng)力驗(yàn)算- 33 -6 次 內(nèi) 力 驗(yàn) 算- 35 -6.1 徐變次內(nèi)力的計算- 35 -6.2 預(yù)加力引起的二次力矩- 35 -6.3 溫度次內(nèi)力的計算- 35 -8 主 梁 截 面 驗(yàn) 算- 40 -8.1 正截面抗彎承載力驗(yàn)算- 40 -8.2 持久狀況正常使用極限狀態(tài)應(yīng)力驗(yàn)算- 41 -8.2.1 正截面抗裂驗(yàn)算- 41 -8.2.2 斜截面抗裂驗(yàn)算- 43 -8.2.3 使用階段預(yù)應(yīng)力混凝土

5、受壓區(qū)混凝土最大壓應(yīng)力驗(yàn)算- 44 -8.2.4 預(yù)應(yīng)力鋼筋中的拉應(yīng)力驗(yàn)算- 44 -8.2.5 混凝土的主壓應(yīng)力驗(yàn)算- 45 -8.3 短暫狀況預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件應(yīng)力驗(yàn)算- 45 -總結(jié)與討論- 59 -謝 辭- 60 -參考文獻(xiàn)- 61 -摘 要本次設(shè)計的橋梁名稱為海灣大橋接路段海爾路立交橋分段H8-1#,全長62米,主橋采用預(yù)應(yīng)力混凝土箱型截面連續(xù)梁(31m+31m)。雙向分開車道由橫隔梁連接(三車道11.75m、四車道15.25m。橋面設(shè)有2.0%的單向橫坡和1.8%的縱坡。橋梁的上部結(jié)構(gòu)設(shè)計采用?midas6.7.1?設(shè)計軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計和承載力驗(yàn)算。設(shè)計的最終結(jié)果經(jīng)過承載能力平安

6、校核后,結(jié)構(gòu)承載力滿足標(biāo)準(zhǔn)要求,可以用于實(shí)際施工。關(guān)鍵詞:海爾路立交橋; midas6.7.1; 承載力 整體效果圖 The Design of hai er cloverleaf intersection continuous beam BridgeABSTRACThe name of the design is hai er cloverleaf intersection , which is 61 meters long. The main bridge is continuous beam bridge 31m+31m by prestressed concrete, and the

7、approachbridge is a beam bridge simply supported by prestressed concrete。The design of the supperstructure is adopted by ?midas06 ?,which is a design software. The software can carry on structure design and loading the dint check calculate. The substructure is designed by the method recommended in t

8、he norm .The result of this design has been checked in load ability, and structure loadingdint satisfy the norms request. So we can used the design result for actual construction.Key Words: Hai er cloverleaf intersection continuous beam Bridge ; midas06; load abiliy 1 概 述1.1預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱型截面梁橋概述預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱

9、型截面梁橋以結(jié)構(gòu)受力性能好、結(jié)構(gòu)剛度好、變形小、伸縮縫少、行車平順舒適、造型簡潔美觀、養(yǎng)護(hù)工程量小、抗震能力強(qiáng)等而成為最富有競爭力的主要橋型之一。本章簡介其開展:由于普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)存在不少缺點(diǎn):如過早地出現(xiàn)裂縫,使其不能有效地采用高強(qiáng)度材料,結(jié)構(gòu)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(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生,所謂預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu),就是在結(jié)構(gòu)承當(dāng)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。對預(yù)應(yīng)力的理解有三個方面:1、預(yù)加應(yīng)力使混凝土由脆性材料成為彈性材料。2、預(yù)加應(yīng)力充分發(fā)揮了高強(qiáng)鋼材的作用,使其與混凝土能共同受力和工作。

10、3、預(yù)加應(yīng)力平衡了結(jié)構(gòu)外荷載。自從預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)產(chǎn)生之后,很多普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)被預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)所代替。當(dāng)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(hù)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(diǎn)。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。這種綜合了上述兩種體系各自優(yōu)點(diǎn)的體系是連續(xù)梁體系的一個重要開展,也是未來連續(xù)梁開展的主要方向。另外,由于連續(xù)梁體系的開展,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良。在城市預(yù)應(yīng)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。在設(shè)計

11、預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋時,技術(shù)經(jīng)濟(jì)指針也是一個很關(guān)鍵的因素,它是設(shè)計案合理性與經(jīng)濟(jì)性的標(biāo)志。目前,各國都以每平方米橋面的三材(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(jì)指針。但是,橋梁的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指針的研究與分析是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工作,三材指標(biāo)和造價指標(biāo)與很多因素有關(guān),例如:橋址、水文地質(zhì)、能源供給、材料供給、運(yùn)輸、通航、規(guī)劃、建筑等地點(diǎn)條件;施工現(xiàn)代化、制品工業(yè)化、勞動力和材料價格、機(jī)械工業(yè)根底等全國基建條件。同時,一座橋的設(shè)計方案完成后,造價指針不能僅僅反響了投資額的大小,而是還應(yīng)該包括整個使用期限內(nèi)的養(yǎng)護(hù)、維修等運(yùn)營費(fèi)用在內(nèi)。總而言之,一座橋的設(shè)計包含許多考

12、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、判斷,得出可行的最正確方案。2 方 案 比 選2.1 構(gòu)思宗旨 (1)符合城市開展規(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,表達(dá)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)箱型截面梁橋的設(shè)計過程和PSC截面設(shè)計過程。2.2 比選標(biāo)準(zhǔn)在我國,平安、經(jīng)濟(jì)、適用、耐久、美觀是橋梁設(shè)計中的主要考慮因素,平安尤為重要。2.3 設(shè)計方案2.3.1 設(shè)計方案一 圖2.1連續(xù)梁橋布置圖 單位:cm等截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋(1)孔徑布置:3

13、1m+31m,全長62m,寬11.75m。箱梁根部梁高2m,跨中梁2m,從一號塊到跨中按直線變化。由橋面設(shè)有2.0%的單向橫坡,1.8%的縱坡,其中一側(cè)標(biāo)高高于另側(cè)標(biāo)高。(2)主梁結(jié)構(gòu)構(gòu)造:上部結(jié)構(gòu)為等截面箱梁。采用單幅單箱雙室箱型形式。主要采用高強(qiáng)混凝土以及大噸位預(yù)應(yīng)力體系來實(shí)現(xiàn)主梁的輕型化。(3)下部結(jié)構(gòu):橋墩根底是連成整體的,全橋根底均采用鉆孔灌注端承樁,橋墩為圓端型實(shí)體墩。(4)施工方法:全橋整體采用滿堂支架整體澆筑施工法,兩端橋處也使用整表達(dá)澆法。2.3.2 設(shè)計方案二圖2.2 簡支梁橋布置圖 單位:cm等截面預(yù)應(yīng)力簡支T形梁橋(1)孔徑布置:2*31m,全長62m,寬11.75m和

14、15.25m.橋面設(shè)有2.0%的單向橫坡,1.8%的縱坡。(2)主梁結(jié)構(gòu)構(gòu)造:上部結(jié)構(gòu)T型梁。主要采用高強(qiáng)混凝土以及大噸位預(yù)應(yīng)力體系來實(shí)現(xiàn)主梁的輕型化。 (3)下部構(gòu)造:全橋根底均采用鉆孔灌注端承樁,橋墩為圓端形實(shí)體墩。(4)施工方案:全橋采用滿堂支架澆筑施工法。2.3.3 設(shè)計方案三圖2.3 中承式拱橋布置圖 單位:cm 上承式拱橋 (1)孔徑布置:跨徑62m,橋?qū)?1.75m。橋面設(shè)有2.0%的單向橫坡,1.8%的縱坡。立柱截面形式為矩形,寬度60cm,立柱間距3m。護(hù)欄采用金屬制橋梁護(hù)欄。 (2)結(jié)構(gòu)構(gòu)造:主橋采用箱型混凝土鋼筋混凝土拱橋,主跨62m,拱圈高1.9m,矢跨比為1/8,主梁

15、采用單箱單室。拱圈截面形式為箱型截面。 (3)施工方案:岸跨及邊跨采用有支架施工,主拱圈建成后,進(jìn)行進(jìn)行骨架下吊籃現(xiàn)澆施工。2.3.4 設(shè)計方案四圖2.4 斜拉橋布置圖 單位:cm獨(dú)塔斜拉橋(1)孔徑布置:31m+31m,全長62m,雙向分開車道由橫隔梁連接(三車道11.75m、四車道15.25m。橋面設(shè)有2.0%的單向橫坡和1.8%的縱坡。(2)結(jié)構(gòu)構(gòu)造:主梁采用單箱單室箱型形式,塔高21米,斜拉索采用熱擠聚乙烯拉索,冷鑄鐓頭錨錨固體系,鋼絲直徑為5毫米。(3)下部結(jié)構(gòu):橋墩采用鉆孔灌注端承樁。(4)施工方案:全橋采用滿堂支架施工。2.4 方案比選(1)根據(jù)設(shè)計構(gòu)思宗旨,橋型方案應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)新

16、穎、受力合理、技術(shù)可靠、施工方便、造價合理的原那么。以上四種方案根本都滿足著一要求。(2)方案一與方案二都屬于預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋,與方案三的拱橋和方案四的斜拉橋相比,他們具有很多梁橋所有的優(yōu)點(diǎn):1.預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu),由于能夠充分利用高強(qiáng)度材料(高強(qiáng)度混凝土、高強(qiáng)度鋼筋),所以構(gòu)件截面小,自重彎矩占總彎矩的比例大大下降,橋梁的跨越能力得到提高。2.與鋼筋混凝土梁橋相比,一般可以節(jié)省鋼材3040%,跨徑愈大,節(jié)省愈多。3.全預(yù)應(yīng)力混凝土梁在使用荷載下不出現(xiàn)裂縫,即使局部預(yù)應(yīng)力混凝土梁在常遇荷載下也無裂縫,鑒于全截面參加工作,梁的剛度就比通常開裂的鋼筋混凝土梁要大。因此,預(yù)應(yīng)力梁可顯著減少建筑高度,使

17、大跨徑橋梁做得輕柔美觀。由于能消除裂縫,這就擴(kuò)大了對多種橋型的適應(yīng)性,并提高了結(jié)構(gòu)的耐久性。 4. 預(yù)應(yīng)力技術(shù)的采用,不但使鋼橋采用的一些施工方法,如:懸臂拼裝、頂推法(由鋼橋的縱向拖拉施工方法演化而成)和旋轉(zhuǎn)施工法在預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋中得到新的開展與應(yīng)用,而且為現(xiàn)代預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)提供了最有效的接合和拼裝手段。根據(jù)需要可在結(jié)構(gòu)縱、橫和豎向任意分段,施加預(yù)應(yīng)力,即可集成理想的整體。此外還開展了逐段或逐孔現(xiàn)澆施工方法。這種分段現(xiàn)澆或分段預(yù)制拼裝的施工方法,國外統(tǒng)稱為節(jié)段施工法,用這種施工方法建成的預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁統(tǒng)稱為預(yù)應(yīng)力混凝土節(jié)段式橋梁。(3)方案一與方案二相比,一個是預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋,一個

18、是預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋結(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(hù)工程量小、抗震能力強(qiáng)等而成為最富有競爭力的主要橋型之一。在恒載作用下,連續(xù)梁在支點(diǎn)處有負(fù)彎矩,由于負(fù)彎矩的卸載作用,跨中正彎矩顯著減小。2.5 方案確定綜上所述,根據(jù)平安、經(jīng)濟(jì)、適用、美觀預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋,最終選定為本次設(shè)計的推薦方案。3 預(yù) 應(yīng) 力 混 凝 土 連 續(xù) 梁 橋 總 體 布 置3.1 橋型布置本設(shè)計推薦方案采用兩跨一聯(lián)預(yù)應(yīng)力混凝土等截面連續(xù)梁結(jié)構(gòu),橋全長62m。3.1.1 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,假設(shè)為三孔等跨連續(xù)梁,其中孔

19、跨中活載正彎矩與活載負(fù)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,那么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(0.50.8)倍,這樣可使中跨跨中彎矩不致產(chǎn)生異號彎矩。但是鑒于本橋跨徑小,等跨徑有利于施工。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(dāng)橋梁總長度很大,設(shè)計者決定采用頂推或先簡支后連續(xù)梁施工方法時,那么等跨結(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(jì)效益的提高而得到補(bǔ)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

20、和地質(zhì)條件,確定31m+31m的形式。3.1.2 橋梁截面形式(1)橋梁立面圖從預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的受力特點(diǎn)來分析,連續(xù)梁的立面采取等高度的布置。同時,采用滿堂支架施工的連續(xù)梁,等截面有利于模板的支護(hù),便于施工。變高度與等高度相比擬,等高度梁的缺點(diǎn)是:在支點(diǎn)上不能利用增加梁高而只能增加預(yù)應(yīng)力束筋用量來抵抗較大的負(fù)彎矩,材料用量多。綜上所述,推薦方案采用的是等截面預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋,其中箱梁根部梁高2m,跨中梁高2m,為等截面連續(xù)梁橋。(2)橋梁橫截面梁式橋橫截面的設(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)

21、濟(jì)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(dāng)梁橋的跨徑繼續(xù)增大超過60m后,箱形截面是最適宜的橫截面型式。箱型截面還有如下優(yōu)點(diǎn):這種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(fù)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)分析說明,單箱雙室截面受力明確,施工方便,節(jié)省材料用量。一般常用在橋?qū)?2m以內(nèi)的范圍,本設(shè)計的橋面寬為11.75m(15.25m)。3.2 支座和跨中截面尺寸 單位:cm綜上所述

22、,根據(jù)任務(wù)書設(shè)計要求本推薦橋型方案橫截面采用的是單箱雙室的箱型截面。如上圖:梁高200cm,上梁板長為1175cm,細(xì)部尺寸見結(jié)構(gòu)詳圖?？缰许敯搴穸热?2cm,支點(diǎn)頂板厚度取42cm;跨中處底板厚20cm,支點(diǎn)處底板厚為40cm,中間底板板厚成二次拋物線性變化;跨中處腹板厚度采用47cm,支點(diǎn)處腹板采用70cm,中間腹板厚度采用二次拋物線性變化。(3)橋梁的梁高連續(xù)梁在支點(diǎn)和跨中的梁估算值:根據(jù)已建成橋梁的資料分析,梁高可按下表采用: 橋型 支點(diǎn)梁高 m 跨中梁高 m 等高度連續(xù)梁 H 1/151/30 L常用1/181/20 L變高度折線形連續(xù)梁 H 1/161/20 L h 1/221/2

23、8 L變高度曲線形連續(xù)梁 H 1/161/20 L h 1/301/50 L根據(jù)以上估算值,本推薦方案取得支點(diǎn)處梁高為2m,跨中梁高為2m。3.1.3 橋梁細(xì)部尺寸(1)頂板與底板箱形截面的頂板和底板是結(jié)構(gòu)承受正負(fù)彎矩的主要工作部位。除承受豎向荷載外,還承受軸向拉、壓荷載。豎向荷載是指自重、橋面活載和施工荷載。軸向荷載是指橋跨方向上,恒、活載轉(zhuǎn)換過來的軸向力以及縱向和橫向的預(yù)應(yīng)力荷載。因此,頂板、底板除按板的構(gòu)造要求決定厚度之外,還要按橋跨方向上總彎矩決定其厚度。箱梁根部底板厚度箱梁底板厚度隨箱梁負(fù)彎矩的增大而逐漸加厚至墩頂,以適應(yīng)受壓要求。底板除須符合使用階段的受壓要求外,在破壞階段還宜使中

24、和軸保持在底板以內(nèi),并有適當(dāng)?shù)母辉?。一般約為墩頂梁高的1/101/12,或按以下推薦公式選用: 墩上底板厚度參數(shù) (3.1a) 式中: K1?墩上底板厚度參數(shù) HS?墩上梁高; B?橋面寬度; AF?箱梁底板混凝土面積。 Lm?最大跨徑。箱梁跨中底板厚度一般按構(gòu)造選定,假設(shè)不配預(yù)應(yīng)力筋,厚度可取1518cm,當(dāng)跨度較大,跨中正彎矩較大,需要配置一定數(shù)量的鋼束或鋼筋時,厚度可取2025cm。當(dāng)設(shè)有橫向預(yù)應(yīng)力筋時,頂板厚度須足夠布置預(yù)應(yīng)力筋的套管并留有混凝土的注入間隙。在結(jié)構(gòu)設(shè)計時,盡可能用長懸臂或利用橫向坡度和彎折預(yù)應(yīng)力筋以調(diào)整板中橫向彎矩。 本推薦設(shè)計方案底板由支點(diǎn)處以二次拋物線的形式向跨中變

25、化。底板在支點(diǎn)處厚40cm,在跨中厚20cm.頂板厚22cm。 (2)腹板 腹板的功能是承受截面的剪應(yīng)力和主拉應(yīng)力。在預(yù)應(yīng)力梁中,因?yàn)閺澥鴮ν饧袅Φ牡窒饔?所以剪應(yīng)力和主拉應(yīng)力的值比擬小,腹板不必設(shè)得太大;同時,腹板的最小厚度應(yīng)考慮力筋的布置和混凝土澆筑要求,其設(shè)計經(jīng)驗(yàn)為: (1) 腹板內(nèi)無預(yù)應(yīng)力筋時,采用200mm。 (2) 腹板內(nèi)有預(yù)應(yīng)力筋管道時,采用250?300mm。 (3) 腹板內(nèi)有錨頭時,采用250?300mm。大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋,腹板厚度可從跨中逐步向支點(diǎn)加寬,以承受支點(diǎn)處較大的剪力,一般采用300?600mm,甚至可到達(dá)1m左右。 腹板厚度也可按以下推薦公式選定。 墩上

26、腹板厚度參數(shù) 式中: K2?墩上腹板厚度; t3s?墩上腹板厚度總和。 HS?箱梁跨中梁高。 跨中腹板厚度參數(shù) 式中: K3?箱梁跨中腹板厚度 t3c?箱梁跨中腹板厚度總和。 Hc?箱梁跨中梁高。 本推薦設(shè)計方案支座處腹板厚取70cm.,跨中腹板厚取47cm。中間腹板厚度采用二次拋物線性變化。3.1.4 橋面鋪裝 橋面鋪裝:根據(jù)?橋梁工程?(上)選用8cm厚的防水混凝土作為鋪裝層,上加2cm厚的瀝青混凝土磨耗層,共計10cm厚。3.1.5 橋梁下部結(jié)構(gòu) 全橋根底均采用鉆孔灌注端承樁,橋墩圓端型實(shí)體墩。3.1.6 本橋使用材料(1)使用混凝土 箱梁采用C50號混凝土,墩身采用、承臺、防撞護(hù)欄、采

27、用C40號混凝土。(2)使用鋼材×105 Mpa,采用OVM錨具。 帶肋鋼筋應(yīng)符合?鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋?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。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。(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支座。 4 荷 載 內(nèi) 力 計 算4.1 全橋結(jié)構(gòu)單元的劃分4.1.1 劃分單元原那么劃分單元應(yīng)考慮梁的跨徑、截面變化、施工方法、預(yù)應(yīng)力布置等因素,單元分的越細(xì)計算的內(nèi)力就越精確,一般遵從以下原那么: 1.構(gòu)件的起點(diǎn)和終點(diǎn)

28、以及變截面處;2.不同構(gòu)件的交點(diǎn)或同一構(gòu)件的折點(diǎn)處;3.施工分界線處;4.邊界或支承處;5.所關(guān)心截面處.4.1.2 橋梁具體單元劃分本橋全長62米,全梁共分32個單元,最小的單元長度1米,最長的單元長度2米,本推薦方案橋型:2*11.75+2*11.75+2*11.75+2*11.75+2*11.75+2*11.75+2*11.75+2*11.75+2*11.75+2*11.75+2*11.75+2*11.75+2*11.75+2*11.75+2*11.75+1*11.75。.圖4.1 全橋劃分單元圖4.2 全橋施工節(jié)段劃分4.2.1 橋梁劃分施工分段原那么?有利于結(jié)構(gòu)的整體性,盡量利用伸縮

29、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(dāng),有足夠的工作面。4.2.2 施工分段劃分全橋分段為32個單元,36個節(jié)點(diǎn)。全橋整體采用滿堂支架整體澆筑施工法,兩跨單元也使用整表達(dá)澆法。4.3 主梁內(nèi)力計算根據(jù)梁跨結(jié)構(gòu)縱斷面的布置,并通過對移動荷載作用最不利位置,確定控制截面的內(nèi)力,然后進(jìn)行內(nèi)力組合,畫出內(nèi)力包絡(luò)圖。4.3.1 恒載內(nèi)力計算永久作用)(1)第一期恒載(結(jié)構(gòu)自重)恒載集度(2)第二

30、期恒載包括結(jié)構(gòu)自重、橋面二期荷載4.3.2 滿堂支架澆筑階段內(nèi)力澆筑1到32號梁單元整表達(dá)澆,全橋的恒載內(nèi)力:單元荷載位置軸向 kN剪力-z kN彎矩-y kN*m1自重I41.74-2278.51017自重剪力圖軸力圖圖4.3 澆筑階段內(nèi)力圖(彎矩圖、剪力圖和軸力圖)4.3.3 撤除支架階段二期恒載內(nèi)力表4.2 撤除支架階段累計內(nèi)力表單元荷載位置軸向 kN剪力-z kN彎矩-y kN*m1二期恒載I40.35-460.609二期恒載I120.261732二期恒載I350.35381.750軸力圖剪力圖軸力圖 4.3.4 支座位移引起的內(nèi)力計算方法及結(jié)果由于各個支座處的豎向支座反力和地質(zhì)條件的

31、不同引起支座的不均勻沉降,連續(xù)體系是一種對支座不均勻沉降特別敏感的結(jié)構(gòu),所以由它引起的內(nèi)力是構(gòu)成內(nèi)力的重要組成局部。按矩陣位移法求解支座沉降次內(nèi)力。在橋梁設(shè)計中,支座沉降工況的選取是應(yīng)慎重考慮的問題。一般應(yīng)綜合考慮橋址處的地質(zhì)、水文等情況,根據(jù)已建橋梁的設(shè)計經(jīng)驗(yàn)來定。有時需選取幾種沉降工況計算,這樣就存在一個工況組合的問題。程序一般對每一個截面挑最不利的工況內(nèi)力值作為沉降次內(nèi)力。具體計算方法是:兩跨連續(xù)梁的三個支點(diǎn)中的每個支點(diǎn)分別下沉1cm其余的支點(diǎn)不動,所得到的內(nèi)力進(jìn)行疊加,取最不利的內(nèi)力范圍。4.4 活載內(nèi)力計算(可變作用)可變作用是指結(jié)構(gòu)使用期間,其值隨時間變化,且其變化值與平均值比擬不

32、可忽略的作用。一般包括汽車荷載、汽車沖擊力、汽車離心力、汽車制動力、溫度作用、風(fēng)荷載、支座摩阻力等。其計算如下:(1)影響線的計算將單位荷載P1作用在各橋面的節(jié)點(diǎn)上,求得結(jié)構(gòu)的變形及內(nèi)力,可得位移影 線和內(nèi)力影響線。(2)人群、履帶車、掛車加載人群加載只需求出影響的正、負(fù)區(qū)段面積,本橋?yàn)槌鞘辛⒔粯虿豢紤]人群荷載;履帶車離散為假設(shè)干集中力;掛車按集中荷載加載。汽車加載掛車、履帶車全橋只考慮一輛。汽車荷載是由主車和重車組成的車隊(duì),車距又受到約束,求其最大、最小效應(yīng)是個較復(fù)雜的問題。這種情況下,車輛數(shù)和車距都是未知參數(shù),隨具體影響線而變化,問題歸結(jié)為求具有多個變量的函數(shù)在約束條件下的極值。此問題的解

33、決借助于計算機(jī)程序Midas完成。計算結(jié)果如下:全部車輛荷載表格單元荷載位置軸向 kN剪力-z kN扭矩 kN*m彎矩-y kN*m1車荷載全部I40.23573.422285.96017車荷載全部I201.46674.96229車荷載全部I321.79350.12132車荷載全部I351.55513.72087.010車荷載全部 彎矩車荷載全部剪力圖4.4.2 活荷載沖擊系數(shù)的計算橋梁結(jié)構(gòu)的基頻反映了結(jié)構(gòu)的尺寸、類型、建筑材料等動力特性內(nèi)容,直接反映沖擊系數(shù)與橋梁結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。不管橋梁的建筑材料、結(jié)構(gòu)類型是否有差異,也不管結(jié)構(gòu)尺寸與跨徑是否有差異,只要橋梁結(jié)構(gòu)的基頻相同,在同樣條件的汽車荷

34、載下,就能得到根本相同的沖擊系數(shù)。橋梁的自振頻率(基頻)宜采用有限元方法計算,對于連續(xù)梁結(jié)構(gòu),當(dāng)無更精確方法計算時,也可采用以下公式估算: 4.4a 4.4b式中 ?結(jié)構(gòu)的計算跨徑();(30.8m ?結(jié)構(gòu)材料的彈性模量();(3.25*104MPa ?結(jié)構(gòu)跨中截面的截面慣矩();7.5e+001m2 ?結(jié)構(gòu)跨中處的單位長度質(zhì)量(),當(dāng)換算為重力計算時,其單位應(yīng)為();205kg/m ?結(jié)構(gòu)跨中處延米結(jié)構(gòu)重力(); ?重力加速度,。計算連續(xù)梁的沖擊力引起的正彎矩效應(yīng)和剪力效應(yīng)時,采用;計算連續(xù)梁的沖擊力引起的負(fù)彎矩效應(yīng)時,采用 值可按下式計算: 當(dāng)<1.5Hz時, 14Hz時, 當(dāng)>

35、;14Hz時, 式中 ?結(jié)構(gòu)基頻(Hz)。 Factor1+n 式中 1+?沖擊系數(shù); n?車道數(shù); ?車道折減系數(shù); ?偏載系數(shù)。4.4.2 溫度作用橋梁結(jié)構(gòu)的溫度作用,應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐木唧w情況、結(jié)構(gòu)物使用的材料和施工條件的因素計算確定。計算橋梁結(jié)構(gòu)因均勻溫度作用引起外加變形或約束變形時,應(yīng)從受到約束時的結(jié)構(gòu)溫度開始,考慮最高和最底有效溫度的作用效應(yīng)。4.4.4橫向分布系數(shù)的考慮荷載橫向分布指的是作用在橋上的車輛荷載如何在各主梁之間進(jìn)行分配,或者說各主梁如何分擔(dān)車輛荷載。因?yàn)榻孛娌捎脝蜗鋯问視r,可直接按平面桿系結(jié)構(gòu)進(jìn)行活載內(nèi)力計算,無須計算橫向分布系數(shù),所以全橋采用同一個橫向分配系數(shù)。4.5 荷載內(nèi)力組合內(nèi)力組合的原那么:公路橋涵結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)上可能同時出現(xiàn)的作用,按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行作用效應(yīng)組合,取其最不利效應(yīng)組合進(jìn)行設(shè)計: 1、只有在結(jié)構(gòu)上可能同時出現(xiàn)的作用,才進(jìn)行其效應(yīng)組合。當(dāng)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件需做不同受力方向的驗(yàn)算時,那么應(yīng)以不同方向的最不利的作用效應(yīng)進(jìn)行組合。 2、當(dāng)可變作