工學連續(xù)梁箱梁設計

1、hehai二 一 屆 畢 業(yè) 設 計雀鼠谷大橋設計書學 院：公路學院專 業(yè)：橋梁工程姓 名： 王 萌學 號：2102060133指導教師： 陳 峰完成時間：2010-6-12 二一年六月畢業(yè)設計（論文）任務書課題名稱 雀鼠谷大橋設計 學院(部) 公路學院橋梁系 專 業(yè) 橋梁工程 班 級 21020601 學生姓名 王 萌 學 號 2102060133 4月 26日至 6 月 18 日共 10 周指導教師(簽字) 教學院長(簽字) 年 月 日一、設計內容（論文闡述的問題）根據已給設計資料，選擇三至四種以上可行的橋型方案， 擬定橋梁結構主要尺寸，根據技術經濟比較，推薦最優(yōu)方案進行全橋的縱、橫、平面

2、布置，并合理擬定上、下部結構的細部尺寸。根據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力計算，上部結構（束）設計；配筋（束）設計，并進行內力組合，強度、剛度、穩(wěn)定性等驗算。施工方案制定，施工驗算。繪制上部結構的方案比選圖，總體布置圖，一般構造圖、鋼筋構造圖及施工示意圖。編寫設計計算書。二、設計原始資料（實驗、研究方案） 1、設計橋梁的橋位地型及地質圖一份。 2、設計荷載：公路級3、橋面寬度：2（0.5+凈11.50.5）4、抗震烈度： 7級烈度設防 5風荷載：500Pa 6、通航要求：無 7、溫度：最高月平均溫度405 最低月平均溫度0 施工溫度22 8平曲線半徑：70

3、00米 豎曲線半徑 ： 4500米 9縱坡： =3% 橫坡：=1.5% 10橋頭引道填土高度：=4米主要技術指標設計依據：JTG D60-2004公路橋涵設計通用規(guī)范 JTJ 022-85公路磚石及混凝土橋涵設計規(guī)范 JTG D62-2004公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范 JTG D62-2004公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范材料：混凝土：50號；預應力鋼筋：j15鋼絞線 非預應力鋼筋：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錨三、設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：(除附錄的計算結果文本外，其余必須

4、手寫) 設計計算書一套。由中、英文摘要、設計說明、計算內容三部分組成。摘要要寫清設計概況及主要內容，設計說明要寫清設計背景、技術指標、采用的規(guī)范標準、使用的材料、設計要點、施工方法。寫清方案比選的理由及計算內容的基本原理、公式、參數取值或來源：內附主橋上部結構施工程序示意圖，彎矩和剪力包絡圖、主要截面內力影響線。相關程序、輸入及輸出數據文件要求打印，附于計算書內。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）主梁一般構造，預應力鋼筋布置圖（包括梁體鋼筋布置圖、主要

5、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。四、畢業(yè)設計（論文）進程安排序號 設計（論文）各階段名稱 日期（教學周）1 開題 方案選擇及布置 92 推薦方案確定及總體布置 103 推薦設計方案設計參數及及計算模型 11-124 配筋設計及施工方法設計 13-145 結構驗算 15-166 計算書謄寫及設計圖紙繪制 17五、主要參考資料1、結構設計原理 葉見曙 人民交通出版社2、土木工程專業(yè)畢業(yè)設計指南橋梁工程分冊 陳忠延等編著3、預應力混凝土連續(xù)梁橋設計 徐岳、王亞君、萬振江。人民交通出版社4、橋梁工程 范立礎 人民交通出版社 5、基礎

6、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、橋梁上部結構計算示例（二）重慶交通學院等校合編長安大學畢業(yè)設計（論文）開題報告表課題名稱雀鼠谷大橋設計課題來源自選項目課題類型工程設計指導教師陳峰學生姓名王 萌學 號2102060133專 業(yè)橋梁工程一、課題意義 畢業(yè)設計的目的在于培養(yǎng)畢業(yè)生的綜合能力，它是橋梁工程專業(yè)本科培養(yǎng)計劃中最后的一個主要教學環(huán)節(jié)，也是最重要的綜合性實踐教學環(huán)節(jié)，和其它教學環(huán)節(jié)不同，畢業(yè)設計要求學生關注學術動態(tài)，充分的了解國內外橋梁設計的發(fā)展現狀及趨勢，并靈活運用大學所學的各門基礎課和專業(yè)課知識，結合相關設計規(guī)范，在指導老師的指導下，獨立的完成一個專業(yè)課

7、題的設計工作，解決與之有關的所有問題，熟悉相關設計規(guī)范、手冊、標準圖以及工程實踐中常用的方法。具有實踐性、綜合性強的顯著特點。畢業(yè)設計使得學生獨立系統的完成一項工程設計，因而對培養(yǎng)學生的綜合素質、增強工程意識和創(chuàng)新能力具有其他教學環(huán)節(jié)無法取代的重要作用。通過畢業(yè)設計這一時間較長的教學環(huán)節(jié)，學生獨立分析問題、解決問題的能力以及實踐動手能力都會有很大的提高，還可以培養(yǎng)土木工程專業(yè)本科畢業(yè)生綜合應用所學基礎課、技術基礎課及專業(yè)課知識和相關技能，解決具體問題的能力。以達到具備初步專業(yè)工程人員的水平，為將來走向工作崗位打下良好的基礎。這次畢業(yè)設計的雀鼠谷大橋為三跨變截面連續(xù)梁橋。在三項比選方案中，根據受

8、力性能好、變形小、伸縮縫少、行車平順舒適、造型簡潔美觀的原則最終選擇主跨為 90m 邊跨60m的變截面連續(xù)梁橋。二、國內外發(fā)展狀況預應力混凝土連續(xù)梁橋是預應力橋梁中的一種，它具有整體性能好、結構剛度大、變形小、抗震性能好，特別是主梁變形撓曲線平緩，橋面伸縮縫少，行車舒適等優(yōu)點。由于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年代初期在中等跨徑預應力混凝土連續(xù)梁中，應用了逐跨架設法與頂推法；60年代中期在德國萊茵河建成的本多夫（Bendorf）橋，采用了懸臂澆筑法。隨著懸臂澆筑施工法和懸臂拼裝施工法的不斷改進、完善和推廣應用，在跨度為40200米范圍內的橋梁中，連續(xù)梁橋逐步

9、占據了主要地位。目前，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)揮了其獨特的優(yōu)勢，成為優(yōu)勝方案。我國自50年代中期開始修建預應力混凝土梁橋，至今已有40多年的歷史，比歐洲起步晚，但近對年來發(fā)展迅速，在預應力混凝土橋梁的設計、結構分析、試驗研究、預應力材料及工藝設備、施工工藝等方面日新月異，預應力混凝土梁橋的設計技術與施工技術都已達到相當高的水平。近20年來，我國已建成的具有代表意義的連續(xù)梁橋有跨徑90m的哈爾濱松花江大橋、跨徑120m的湖南常德沅水大橋、主跨125m的宜昌樂天溪橋、跨徑154m的云南六庫怒江大橋等。下表是我國目前建成的部分主要大跨徑預應力混凝土

10、連續(xù)梁橋。我國已建成的部分主要大跨徑混凝土連續(xù)梁橋序號橋名主橋跨徑（m）橋址1南京長江二橋北汊橋90+165*3+90江蘇2六庫怒江大橋85+154+85云南3黃浦江奉浦大橋85+125*3+85上海4常德阮水大橋84+120*3+84湖南5東明黃河公路大橋75+120*7+75山東6風陵渡黃河大橋87*5+87+114*7+87山西7沙洋漢江大橋63+111*6+63湖北8珠江三橋80+110+80廣東9宜城漢江公路大橋55+100*4+55湖北10松花江大橋59+90*7+59黑龍江雖然我國的預應力混凝土連續(xù)梁在不斷地發(fā)展，然而與國際先進水平仍存在一定差距。想要趕超國際先進水平，必須要解決

11、好下面幾個問題：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，技術經濟指標也是一個很關鍵的因素，它是設計方案合理性與經濟性的標志。目前，各國都以每平方米橋面的三材（混凝土、預應力鋼筋、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濟指

12、標。但是，橋梁的技術經濟指標的研究與分析是一項非常復雜的工作，三材指標和造價指標與很多因素有關，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，造價指標不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以發(fā)現：連續(xù)剛構體系的技術經濟指標較高。因此，從這個角度來看，連續(xù)剛構也是未來連續(xù)體系的發(fā)展方向之一。總而言之，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

13、，作分析、判斷，做出可行的最佳方案。三、本課題研究的內容和方法、手段及預期成果在我國，安全、經濟、適用、美觀是橋梁設計中的主要考慮因素，安全尤為重要。所以在本設計課題中，重點要做以下兩方面的內容：1、 橋梁方案比選及總體設計。2、 結構設計計算和驗算。本設計做的是主跨90m邊跨60m的三跨變截面連續(xù)梁橋，本次設計分析采用橋梁博士軟件進行，本次設計預計完成全橋設計相關的計算和驗算。按時并保質保量的完成畢業(yè)設計，關鍵是要按照進度和老師的指導開展工作。因為設計經驗匱乏，所遇設計過程中必須要保持與老師的聯系，經常與老師進行溝通，并積極搜集與專業(yè)相關的資料，例如規(guī)范、學術論文、設計案例等。做到對設計任務

14、的全面系統把握。1.廣泛閱讀，積極參照國內外的成功橋梁設計案例，在進行綜合分析的基礎上，提出當前設計課題的解決方案。2.積極與指導老師溝通，認真聽取老師意見。3.對于設計中所需的橋梁計算軟件，要勤于動手，做到能夠靈活操作。四、任務完成階段安排即時間安排 序號 設計（論文）各階段名稱 日期（教學周）1 開題 方案選擇及布置 92 推薦方案確定及總體布置 103 推薦設計方案設計參數及及計算模型 11-124 配筋設計及施工方法設計 13-145 結構驗算 15-166 計算書謄寫及設計圖紙繪制 17五、完成任務所具備的條件要素1.微型計算機2 MICROSOFT OFFICE20033上海同豪橋

15、梁博士軟件4 橋梁CAD繪圖軟件（AutoCAD2007），圖板，丁字尺等5公路鋼筋混凝土與預應力混凝土橋涵設計規(guī)范（JTG D62-2004）6公路橋涵設計通用規(guī)范（JTG D60-2004）7公路工程技術標準（JT B01-2003）8公路橋涵設計手冊墩臺與基礎9公路橋涵設計手冊橋梁（上下冊）指導教師意見及建議：指導教師簽名： 年 月 日注：1、課題來源分為：國家重點、省部級重點、學?？蒲?、校外協作、實驗室建設和自選項目；課題類型分為：工程設計、專題研究、文獻綜述、綜合實驗。2、此表由學生填寫，交指導教師簽署意見后方摘 要在本設計中，根據地形圖和任務書要求，依據現行公路橋梁設計規(guī)范提出了預

16、應力混凝土連續(xù)梁橋、預應力混凝土連續(xù)剛構、下承式拱橋三種橋型方案。按照“實用、經濟、安全、美觀”的橋梁設計原則，經過對各種橋型的比選最終選擇60m+90m+60m的預應力混凝土連續(xù)梁橋為本次的推薦設計橋型。 本設計利用橋梁博士軟件進行結構分析，根據橋梁的尺寸擬定建立橋梁基本模型，然后進行內力分析，計算配筋結果，進行施工各階段分析及截面驗算。同時，必須要考慮混凝土收縮、徐變次內力和溫度次內力等因素的影響。 本設計主要是預應力混凝土連續(xù)梁橋的上部結構設計，設計中主要進行了橋梁總體布置及結構尺寸擬定、橋梁荷載內力計算、橋梁預應力鋼束的估算與布置、橋梁預應力損失及應力的驗算、次內力的驗算、內力組合驗算

17、、主梁截面應力驗算。 最后，經過分析驗算表明該設計計算方法正確，內力分布合理，符合設計任務的要求。關鍵字：比選方案；連續(xù)梁橋；連續(xù)剛構；拱橋；結構分析；驗算ABSTRACTIn this design, according to the topography, and project requirements，according to the current highway bridge design specification of prestressed concrete continuous girder bridge forward, Prestressed concrete cont

18、inuous rigid-frame structure，XiaChengShi arch bridge three schemes. According to the practical, beautiful, safe, economic and convenient for construction of bridge design principles, structure after the bridge of various final choice of 60m + 90 + 60m prestressed concrete continuous girder bridge de

19、sign for this recommendation.This design using the dr bridge software analysis the structure，according to the size of the bridge, the basic model establishment bridge worked，then force analysis，calculation results of reinforced，for each phase analysis and construction. At the same time, must conside

20、r the concrete shrinkage, Creep force times and temperature resultant times factors.The design of prestressed concrete continuous girder bridge is mainly the upper structure design,in the design of the main bridge layout and structure size，load calculation，bridge prestressing tendons estimation and

21、layout，the loss of prestress and stress of the bridge，the resultant checked，internal combination calculation，section stress calculation girder.Finally, after analysis shows that the design calculation method of calculating the internal force distribution, reasonable, comply with the design requireme

22、nts of the task.KEY WORDS：Selection scheme；Continuous girder bridge；Continuous rigid-frame structure；Arch bridge；Structure analysis；checking computation目 錄第一章 概述11.1預應力混凝土連續(xù)梁橋概述11.2技術標準31.3地質條件31.4采用材料4第二章 方案比選52.1構思宗旨52.2比選標準52.3設計方案5設計方案一52.3.2設計方案二6設計方案三62.4方案比選62.5方案確定7第三章 預應力混凝土連續(xù)梁橋總體布置73.1橋型布置

23、7孔徑布置7橋梁截面形式8橋梁細部尺寸10橋面鋪裝11橋梁下部結構11本橋使用材料11第四章 荷載內力計算124.1全橋結構單元的劃分124.1.1 劃分單元原則12橋梁具體單元劃分124.2全橋施工節(jié)段劃分13橋梁劃分施工分段原則13施工分段劃分134.3主梁內力計算13恒載內力計算13懸臂澆筑階段內力13邊跨合攏階段內力14中跨合攏階段內力16橋面鋪裝階段內力17支座位移引起的內力計算方法及結果184.4活載內力計算18活載因子的計算19橫向分布系數的考慮204.5荷載組合20第五章 預應力鋼束的估算與布置215.1鋼束估算21按承載能力極限計算時滿足正截面強度要求：215.1.2按正常使

24、用極限狀態(tài)的應力要求計算235.2預應力鋼束布置275.3預應力損失28摩阻損失285.3.2. 錨具變形損失295.3.3. 混凝土的彈性壓縮損失29預應力筋的引力松弛損失30收縮徐變損失305.4預應力計算315.5施工階段應力驗算33第六章 次內力驗算386.1徐變次內力的計算386.2 預加力引起的二次力矩396.3 溫度次內力的計算39第七章 橋梁內力組合397.1內力組合的原則407.2 承載能力極限狀態(tài)下的效應組合407.3 正常使用極限狀態(tài)下的效應組合43第八章 主梁截面驗算458.1 正截面抗彎承載力驗算458.2 持久狀況正常使用極限狀態(tài)應力驗算478.2.1 正截面抗裂驗

25、算478.2.2 斜截面抗裂驗算508.2.3 使用階段預應力混凝土受壓區(qū)混凝土最大壓應力驗算508.2.4 預應力鋼筋中的拉應力驗算518.2.5 混凝土的主壓應力驗算518.3 短暫狀況預應力混凝土受彎構件應力驗算51致 謝52參考文獻53附錄：外文翻譯54第一章 概述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。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

26、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生的拉應力。自從預應力結構產生之后，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

27、混凝土結構起步晚，但近年來得到了飛速發(fā)展?，F在，我國已經有了簡支梁、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，在活載作用下，因主梁連續(xù)產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

28、滿堂支架法，采用連續(xù)梁費工費時。到后來，由于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，成為優(yōu)勝方案。目前，連續(xù)梁結構體系已經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)梁所需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

29、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

30、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，技術經濟指針也是一個很關鍵的因素，它是設計方案合理性與經濟性的標志。目前，各國都以每平方米橋面的三材（混凝土、預應力鋼筋、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濟指針。但是，橋梁的技術經濟指針的研究與分析是一項非常復雜的工作，三材指標和造價指標與很多因素有關，例如：橋址、水文地質、能源供給、材料供應、運輸、通

31、航、規(guī)劃、建筑等地點條件；施工現代化、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)剛構體系的技術經濟指針較高。因此，從這個角度來看，連續(xù)剛構也是未來連續(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。本次設計為(60+90+60)m預應力混凝土連續(xù)梁，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

32、型截面，全梁共分118個單元，單元長度分別有3m、2m、1m。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，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，所以采用橋梁博士軟件進行，這樣不僅提高了效率，而且準確度也得以提高。1.2技術標準1、設計橋梁的橋位地型及地質圖一份。 2、設計荷載：公路級3、橋面寬度：2（0.5+凈11.50.5）4、抗震烈度： 7級烈度設防 5風荷載：500Pa 6、通航要求：無 7、溫度：最高月平均溫度405 最低月平均溫度

33、0 施工溫度22 8平曲線半徑：7000米 豎曲線半徑 ： 4500米 9縱坡： =3% 橫坡：=1.5%10橋頭引道填土高度：=4米1.3地質條件該處地質條件較差，地面上不為粘土，再往下為中細沙，再往下為亞粘土，再往下為粘土夾卵礫石，直到地下將近四五十米的地方才為卵礫巖。地質取樣報告ZK1 K53+103標高地質狀況23. 90素填土10.70粘土4.50中細沙-11.80亞粘土-23.70粘土夾卵礫石-25.38卵礫巖ZK2 K53+13223.75素填土9.65粘土3.45中細沙-10.25亞粘土-23.45粘土夾卵礫石-25.38卵礫巖ZK3 K53+26411.99粘土10.59中細

34、沙-4.41亞粘土-20.11粘土夾卵礫石-25.38卵礫巖ZK4 K53+31323.96素填土8.46粘土6.26中細沙-5.54亞粘土-20.24粘土夾卵礫石-25.38卵礫巖1.4采用材料混凝土：C50混凝土混凝土橋面鋪裝材料：C40混凝土預應力鋼筋：j15鋼絞線 非預應力鋼筋：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1.5采用規(guī)范JTG D60-2004公路橋涵設計通用規(guī)范 JTJ 022-85公路磚石及混凝土橋涵設計規(guī)范 JTG D62-2004公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范 JTG D62-2004公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵

35、設計規(guī)范第二章 方案比選2.1構思宗旨（1）符合城市發(fā)展規(guī)劃，滿足交通功能需要。（2）橋梁結構造型簡潔，輕巧，反映新科技成就，體現人民智慧。（3）設計方案力求結構新穎，保證結構受力合理，技術可靠，施工方便。（4）與高速公路的等級和周邊環(huán)境相宜。（5）學習變截面梁橋的設計過程。2.2比選標準在我國，安全、經濟、適用、美觀是橋梁設計中的主要考慮因素，安全尤為重要。2.3設計方案設計方案一變截面預應力混凝土連續(xù)梁橋（1）孔徑布置：60m+90m+60m，全長210m，寬25m。箱梁根部梁高5.5m，跨中梁高2m，從一號塊到跨中按二次拋物線變化。由橋面設有1.5的橫坡，2%的縱坡，其中中間標高高于兩側

36、標高。（2）主梁結構構造：上部結構為變截面箱梁。采用雙幅分離的的單箱單室形式。主要采用高強混凝土以及大噸位預應力體系來實現主梁的輕型化。（3）下部結構：橋墩基礎是連成整體的，全橋基礎均采用鉆孔灌注摩擦樁，橋墩為緣端型實體墩。（4）施工方法：全橋整體采用懸臂節(jié)段澆筑施工法，兩端橋臺處使用整體現澆法。設計方案二 變截面預應力混凝土V型敦連續(xù)剛構橋（1）孔徑布置：60m+90m+60m,全長210m，寬25m.橋面設有1.5的橫坡，2%的縱坡，其中間標高高于外側標高。（2）主梁結構構造：上部結構為變截面箱梁。采用雙幅分離的單箱單室形式。主要采用高強混凝土以及大噸位預應力體系來實現主梁的輕型化。 （3

37、）下部構造：全橋基礎均采用鉆孔灌注摩擦樁，橋墩為圓端形實體墩。（4）施工方案：全橋采用懸臂節(jié)段澆筑施工法。設計方案三下承式拱橋（1）橋面設有1.5的橫坡，護欄采用金屬制橋梁護欄。（2）結構構造：主橋采用勁性骨架鋼筋混凝土拱橋，主跨210m，拱圈高42m，矢跨比為1/5，主梁采用單箱三室。拱肋截面形式采用三角形格構型形式，這種形式縱向剛度大，橫向剛度也大。鋼管采用16Mn鋼，即可采用成品無縫鋼管，也可由鋼板卷制加工而成。橫撐鋼管采用D60*12mm與D80*12mm鋼管。（3）（4）下部構造：全橋基礎均采用鉆孔灌注摩擦樁2.4方案比選（1）根據設計構思宗旨，橋型方案應滿足結構新穎、受力合理、技術

38、可靠、施工方便、造價合理的原則。以上三種方案基本都滿足著一要求。（2）方案一與方案二都屬于預應力混凝土梁橋，與方案三的拱橋相比，他們具有很多梁橋所有的優(yōu)點：1.預應力混凝土結構，由于能夠充分利用高強度材料（高強度混凝土、高強度鋼筋），所以構件截面小，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.全預應力混凝土梁在使用荷載下不出現裂縫，即使部分預應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，預應力梁可顯著減少建筑高度，使大跨徑橋梁做得輕柔美觀。由于能消除裂縫

39、，這就擴大了對多種橋型的適應性，并提高了結構的耐久性。 4. 預應力技術的采用，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）和旋轉施工法在預應力混凝土梁橋中得到新的發(fā)展與應用，而且為現代預制裝配式結構提供了最有效的接合和拼裝手段。根據需要可在結構縱、橫和豎向任意分段，施加預應力，即可集成理想的整體。此外還發(fā)展了逐段或逐孔現澆施工方法。這種分段現澆或分段預制拼裝的施工方法，國外統稱為節(jié)段施工法，用這種施工方法建成的預應力混凝土橋梁統稱為預應力混凝土節(jié)段式橋梁。（3）方案一與方案二相比，一個是預應力混凝土連續(xù)梁橋，一個是預應力混凝土連續(xù)剛構橋。預應力混凝土

40、連續(xù)梁橋結構受力性能好、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。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。2.5方案確定綜上所述，根據安全、經濟、適用、美觀變截面預應力混凝土連續(xù)梁橋，最終選定為本次設計的推薦方案。第三章 預應力混凝土連續(xù)梁橋總體布置3.1橋型布置本設計推薦方案采用三跨一聯預應力混凝土變截面連續(xù)梁結構，橋全長210m。由于某些因素的影響，連續(xù)梁的分跨問題不能夠按最理想的跨長來選擇，以致有些跨度過長，有些跨度過短，這時可根據不同情況靈活處理。例如，對于城市橋梁或跨線橋，有時為了

41、增大中跨跨徑，使邊跨跨長與中跨跨長之比小于或等于0.3，此時邊跨端支點上將出現較大的負應力，為此就要設計專門的能抵抗拉力的支座，或者在跨端部分設置巨大的平衡重來消除負應力。從結構受力性能分析，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，設計者決定采用頂推或先簡支后連續(xù)梁施工方法時，則等跨結構受力性能較差所帶來的欠缺完全可以從施工經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。本設計推薦方案根據任務書要求以及橋址地形、地質與水文條件，通航要求等確定為60m+90m+60m的形式。橋梁截面形式（1）橋

42、梁立面圖在恒、活載作用下，支點截面將出現較大的負彎矩，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。變高度與等高度相比較，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。綜上所述，推薦方案采用的是變截面預應力連續(xù)梁橋，其中箱梁根部梁高5.5m，跨中梁高2m。（2）橋梁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、美觀要求以及經濟用料等等因素都

43、有關系。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。綜上所述，根據任務書設計要求本推薦橋型方案橫截面采用的是單箱單室的箱型截面。如上圖：頂板厚度取25cm；跨中處底板厚25cm，支點處底板厚為 60cm,中間底板板厚成二次拋物線性變化；跨中處腹板厚度采用40cm，支點處腹板采用80cm，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)梁在支點和跨中的梁估算值：支點梁高 (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) Lh =(1/221/28) L變高度(曲線形)

44、連續(xù)梁H =(1/161/20) Lh =(1/301/50) L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。本推薦設計方案底板由支點處以二次拋物線的形式向跨中變化。底板在支點處厚60cm，在跨中厚25cm.頂板厚25cm。（2）腹板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

45、混凝土箱梁橋，腹板厚度可從跨中逐步向支點加寬，以承受支點處較大的剪力，一般采用300600mm，甚至可達到1m左右。本推薦設計方案支座處腹板厚取80cm.，跨中腹板厚取40cm。中間腹板厚度采用二次拋物線性變化。橋面鋪裝：根據橋梁工程（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。 橋面橫坡：根據規(guī)范規(guī)定為1.5%3.0%,取2.0%,該坡度由箱梁頂板坡度控制。橋梁下部結構 全橋基礎均采用鉆孔灌注摩擦樁，橋墩為緣端型實體墩。本橋使用材料（1）使用混凝土箱梁采用50號混凝土，墩身采用40號混凝土，承臺、蓋梁、耳背墻、防撞護欄、采用30號混凝土。（2）使用

46、鋼材縱、橫向預應力采用ASTMA416-92-270級鋼絞線，標準強度為1860Mpa，直徑為15.24mm，面積139mm2,彈性模量為1.9105 Mpa，采用OVM錨具。帶肋鋼筋應符合鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋GB1499-91的規(guī)定、光圓鋼筋應符合鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋GB1499-91的規(guī)定。非預應力鋼筋：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定型產品 。（4）橋梁支座使用單向活動和雙向活動盆式支座。第四章 荷載內力計算4.1全橋結構單元的劃分4.1.1 劃分單元原則劃分單元應考慮梁的跨徑、截面變化、施工方法、預應力布置等因素，

47、單元分的越細計算的內力就越精確，一般遵從以下原則：1.構件的起點和終點以及變截面處;2.不同構件的交點或同一構件的折點處;3.施工分界線處;4.邊界或支承處;5.所關心截面處.橋梁具體單元劃分本橋全長210米，全梁共分118個單元，最小的單元長度1米，最長的單元長度3米，本推薦方案橋型7*1+7*3+12*2+16*1+12*2+4*3+2*1+4*3+12*2+16*1+12*2+7*3+7*1。4.2全橋施工節(jié)段劃分橋梁劃分施工分段原則有利于結構的整體性，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量處。 分段應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。

48、施工段數應與主要施工過程相協調，以主導施工為主形成工藝組合。工藝組合數應等于或小于施工段數。 分段的大小要與勞動組織相適當，有足夠的工作面。施工分段劃分全橋分段為118個單元。119個節(jié)點。全橋整體采用懸臂節(jié)段澆筑施工法，兩端橋臺附近單元處使用整體現澆法。單元3039與單元8089為0號塊，接著三個1m的單元為一個施工節(jié)段，接著每2個2m的單元為一個施工節(jié)段共劃分6個，接著每一個3m的單元劃分為一個施工節(jié)段共劃分4個，兩端1-8號單元與111-118號單元采用整體現澆，9號10號單元、109號110號位邊跨合攏節(jié)段，59號60號單元為中跨合攏節(jié)段。4.3主梁內力計算根據梁跨結構縱斷面的布置，并

49、通過對移動荷載作用最不利位置，確定控制截面的內力，然后進行內力組合，畫出內力包絡圖。恒載內力計算（1）第一期恒載（結構自重）恒載集度（2）第二期恒載包括結構自重、橋面二期荷載懸臂澆筑階段內力 澆筑11號梁單元，拼裝掛藍，懸臂澆注各箱梁梁段并張拉相應頂板縱向預應力束，懸臂澆注結束時全橋的恒載內力： 最大懸臂階段累計內力表單元號階段累計效應彎矩(KN.m)剪力(kN)軸力(KN)11-3.25E+032.39E+034.94E+0334-1.49E+051.05E+041.29E+0535-1.39E+059.13E+031.29E+05578421.54E+031.19E+04581.60E+0

50、3-3185.65E+0361-3.85E+032.39E+034.94E+0362-1.31E+032.47E+031.08E+0484-1.31E+05-7.82E+031.29E+0585-1.39E+05-9.13E+031.29E+051072.72E+031.71E+031.19E+041082.43E+03-2445.65E+03最大懸臂澆筑階段內力圖邊跨合攏階段內力 安裝排架并按施工要求進行預壓，現澆邊跨等高粱段，達到強度要求后，澆注邊跨合龍段，張拉邊跨底板縱向預應力束。此時全橋恒載內力：邊跨合龍階段累計內力表單元號階段累計效應彎矩(KN.m)剪力(kN)軸力(KN)11.98

51、E+04-1083.34E+0422.19E+04-3.47E+034.05E+049-1.18E+03-4.32E+037.54E+0410-1.54E+04-2.02E+036.82E+0411-1.99E+041.21E+037.40E+0412-2.46E+048797.11E+0434-1.01E+051381.29E+0535-1.01E+05-1.18E+031.29E+05571.83E+038711.18E+04581.59E+03-3145.63E+0361-3.84E+032.38E+034.92E+0362-1.31E+032.46E+031.08E+0484-1.03

52、E+052.50E+031.29E+0585-1.01E+051.19E+031.29E+05107-2.03E+049607.15E+04108-1.50E+041.58E+037.50E+04109-1.67E+041.46E+036.92E+04110-9.04E+032.30E+037.68E+041171.82E+043.78E+034.08E+041181.97E+043083.35E+04邊跨合龍階段累計內力圖中跨合攏階段內力拼裝中跨合龍吊架，焊接合龍段骨架，綁扎合龍段鋼筋，澆注中跨合龍段，張拉中跨底板縱向預應力束和剩余次中跨底板縱向預應力束。中跨合龍完成后的全橋恒載內力：中跨合攏階段累計內力表單元號階段累計效應彎矩(KN.m)剪力(kN)軸力(KN