預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)鋼構(gòu)分離式雙幅橋畢業(yè)設(shè)計

1、 銀廠溝大橋主橋施工圖設(shè)計 銀廠溝大橋主橋施工圖設(shè)計摘要本設(shè)計為銀廠溝大橋主橋施工圖設(shè)計。根據(jù)設(shè)計任務(wù)書提供的設(shè)計資料與要求，根據(jù)現(xiàn)行公路橋梁設(shè)計規(guī)范，結(jié)合“技術(shù)先進、安全可靠、適用耐久、經(jīng)濟、美觀、環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展”的橋梁設(shè)計原則，確定該橋梁方案為：102m+190m+102m 的三跨全預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋。截面尺寸擬定：橋面寬為26m，單箱單室分離式截面的雙幅橋。頂板寬12m，厚36cm，底板寬6.m。支點腹板厚度85cm，底板厚度130cm；跨中腹板厚度50，底板32cm。梁高：支點梁高11.6m,跨中梁高4.32m。主梁施工采用懸臂現(xiàn)澆，邊跨合攏采用掛籃推進合攏。采用Midas軟

2、件計算橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)力及內(nèi)力組合，進行預(yù)應(yīng)力鋼筋的估算與配置。根據(jù)公預(yù)規(guī)的規(guī)定，對該橋梁進行了截面強度驗算、抗裂驗算、持久狀況構(gòu)件的應(yīng)力驗算和撓度驗算，驗算結(jié)果表明該設(shè)計是合理的，該橋梁的各項性能在設(shè)計年限內(nèi)均能滿足的要求。關(guān)鍵詞：連續(xù)剛構(gòu)橋；預(yù)應(yīng)力混凝土； Midas軟件 THE CONSTRUCTION DRAWING DESIGN OF SILVER FACTROY DITCH BRIDGE ABSTRACTThis design for the silver factory ditch bridge construction drawing design.According to the

3、 design specification for the design data and requirements, according to the current highway bridge design specifications, combined with advanced technology, safe and reliable, durable, economic, beautiful, environmental protection and sustainable development of the principles of bridge design, dete

4、rmine the scheme for the bridge, 102 m + 190 m + 102 m three span prestressed concrete continuous rigid frame bridge.Section size to: bridge deck width of 26 m, single box single chamber separated section of double amplitude bridge. 36 cm top 12 m in width, thickness, bottom width 6. M. Support web

5、thickness is 85 cm, base plate thickness of 130 cm; Across the web thickness of 50, backplane 32 cm. High beams: pivot beam is 11.6 m high, across the centre sill height of 4.32 m. Using cantilever cast-in-place girder construction, push fold folded edge across using hanging basket.With Midas softwa

6、re calculating internal force of bridge structure and internal force combination, estimates for the prestressing tendons and configuration. According to the regulation of the public beforehand gauge, on the strength of cross section and checking calculation of the bridge, anti-crack calculation and

7、lasting component of the deflection and stress check calculation condition, calculation results show that the design is reasonable, various properties of the bridge can meet the requirements in design period.Key words: continual rigid frame bridge; prestressed concrete ; Midas software 目 錄 TOC o 1-2

8、 h z HYPERLINK l _Toc264124694 1 概況與方案比選 PAGEREF _Toc264124694 h 1 HYPERLINK l _Toc264124695 1.1 工程概況 PAGEREF _Toc264124695 h 1 HYPERLINK l _Toc264124696 1.2 技術(shù)標準 PAGEREF _Toc264124696 h 1 HYPERLINK l _Toc264124697 1.3 技術(shù)規(guī)范1 HYPERLINK l _Toc264124698 1.4 方案比選2 HYPERLINK l _Toc264124699 2 結(jié)構(gòu)尺寸擬定和材料選用

9、6 HYPERLINK l _Toc264124700 2.1 結(jié)構(gòu)尺寸的擬定6 HYPERLINK l _Toc264124701 2.2 主要材料8 HYPERLINK l _Toc264124702 3 結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算10 HYPERLINK l _Toc264124703 3.1 有限元建模10 HYPERLINK l _Toc264124704 3.2 恒載作用下的內(nèi)力值18 HYPERLINK l _Toc264124705 3.3 汽車荷載內(nèi)力計算22 HYPERLINK l _Toc264124706 3.4 溫度內(nèi)力計算26 HYPERLINK l _Toc264124707

10、3.5 基礎(chǔ)沉降內(nèi)力計算28 HYPERLINK l _Toc264124708 3.6 荷載組合29 HYPERLINK l _Toc264124709 4 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算及布置42 HYPERLINK l _Toc264124710 4.1 預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量估算42 HYPERLINK l _Toc264124711 4.2 預(yù)應(yīng)力鋼束的布置50 HYPERLINK l _Toc264124713 5 配束后的內(nèi)力組合53 HYPERLINK l _Toc264124714 5.1 承載內(nèi)力極限狀態(tài)組合53 HYPERLINK l _Toc264124715 5.2 短期作用組合58 HY

11、PERLINK l _Toc264124716 5.3 長期作用組合62 HYPERLINK l _Toc264124717 6 截面強度驗算66 HYPERLINK l _Toc264124718 6.1 主梁正截面強度驗算66 HYPERLINK l _Toc264124719 6.2 主梁斜截面抗剪驗算71 HYPERLINK l _Toc264124719 6.3 橋墩正截面強度驗算73 HYPERLINK l _Toc264124720 7 抗裂驗算75 HYPERLINK l _Toc264124721 7.1 正截面抗裂驗算 PAGEREF _Toc264124721 h 755

12、 HYPERLINK l _Toc264124722 7.2 斜截面抗裂驗算78 HYPERLINK l _Toc264124723 8 持久狀況構(gòu)件的應(yīng)力驗算80 HYPERLINK l _Toc264124724 8.1 正截面混凝土壓應(yīng)力驗算80 HYPERLINK l _Toc264124725 8.2 預(yù)應(yīng)力鋼筋拉應(yīng)力驗算83 HYPERLINK l _Toc264124726 8.3 混凝土主壓應(yīng)力驗算85 HYPERLINK l _Toc3852 9 撓度驗算及預(yù)拱度設(shè)置86 HYPERLINK l _Toc3643 9.1 撓度驗算86 HYPERLINK l _Toc94 9

13、.2 設(shè)置預(yù)拱度88 HYPERLINK l _Toc264124730 10 設(shè)計總結(jié)90 HYPERLINK l _Toc264124732 參考文獻91 HYPERLINK l _Toc264124731 致謝93附錄 附錄一 附錄二 銀廠溝大橋主橋施工圖設(shè)計第 頁(共93頁)1概況與方案比選1.1工程概況銀廠溝大橋主橋施工圖設(shè)計為一座三跨全預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋?？鐝讲贾脼?02m+190m+102m。上部箱梁采用單箱單室斷面，箱梁跨中高度為4.32m，支點梁高為11.6m，施工采用兩套掛籃懸臂對稱澆筑，邊跨合攏采用滿堂支架。1.2技術(shù)標準1.設(shè)計汽車荷載等級：公路I級。2.橋面縱坡：

14、單向1.8%。3.橋面寬度：26m。4.非通航段，無通航要求。5.溫度荷載：整個橋體系溫度按20；橋面升降溫按規(guī)范確定。6.支座變位：考慮2個墩臺分別沉降1cm的組合疊加效應(yīng)。1.3技術(shù)規(guī)范1.中華人民共和國交通部部標準 公路工程技術(shù)標準 (JTG B01-2003)2.中華人民共和國交通部部標準 公路工程抗震設(shè)計規(guī)范 (JTJ 004-89)3.中華人民共和國交通部部標準 公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范 (JTG D60-2004)4.中華人民共和國交通部部標準 公路圬工橋涵設(shè)計規(guī)范 (JTG D61-2005)5.中華人民共和國交通部部標準 公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 (JTJ 024-85)6.中

15、華人民共和國交通部部標準 公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范 (JTJ 041-2000)7.中華人民共和國交通部部標準 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)1.4方案比選1.4.1 連續(xù)剛構(gòu)橋的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢隨著交通運輸特別是高等級公路的發(fā)展，社會對土建行業(yè)提出了更高的要求，行車的平順舒適越來越被人們所關(guān)注。預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)通過鋼筋對混凝土預(yù)壓，不僅充分發(fā)揮了高強材料的特性，而且提高了混凝土的抗裂性，促使結(jié)構(gòu)輕型化，因而預(yù)應(yīng)力混凝土具有比鋼筋混凝土更加大的跨越能力。而多伸縮縫的懸臂梁橋和T 型剛構(gòu)橋均難以滿足這個要求，超靜定結(jié)構(gòu)連續(xù)梁橋以其結(jié)構(gòu)剛度大、變形小、伸縮縫少和行車平穩(wěn)

16、舒適等突出優(yōu)點得到了迅速發(fā)展。普通混凝土連續(xù)梁橋的適用跨徑在15 至30 米之間，當跨境進一步增大時候，結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的彎矩迅速增大，混凝土開裂難以避免，于是預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的應(yīng)用得以廣泛推廣。箱梁橋在構(gòu)造、施工和使用上優(yōu)點，近年來建成預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱形梁橋多。其發(fā)展趨勢為減輕結(jié)構(gòu)自重，采用高標號混凝土4060 號；隨著建筑材料和預(yù)應(yīng)力技術(shù)發(fā)展，其跨徑增大一般，250m 左右的連續(xù)箱梁橋比較合理，超過這一跨徑，也不是太經(jīng)濟的。當連續(xù)梁主跨跨徑，接近70 米時，若主梁仍采用等截面連續(xù)梁布置形式，在恒載和活載作用下主梁支點截面的負彎矩將比跨中截面的正彎矩大得多，受力不夠合理經(jīng)濟上也不經(jīng)濟。這是

17、采用變截面連續(xù)箱，梁更符合受力要求，高度變化基本上與內(nèi)力變化相一致。從一系列的工程實例和理論分析中我們都會發(fā)現(xiàn)，當加大靠近支點附近的粱高做成變截面梁時，還能進一步減小跨中的設(shè)計彎矩?？梢姴捎米兘孛孢B續(xù)梁結(jié)構(gòu)不僅使得橋梁外形美觀，還可以節(jié)省材料并增大橋下凈空高度。同時采用變截，面布置適合懸臂施工（懸拼或者懸澆），施工階段主梁剛度大，且內(nèi)力與運營階段主梁的內(nèi)力基本一致。而且加大支點附近的粱高是合理的，因為這樣既對恒載引起的界面內(nèi)力影響不大，也與橋下通航的凈空無什影響，并且還能適應(yīng)抵抗支點處剪力很大的要求。這也是連續(xù)體系梁橋比簡支梁橋甚至比懸臂粱能跨越更大跨徑的原因。變截面形式的大跨境預(yù)應(yīng)力混凝土梁

18、橋，立面一般采用不等跨布置。對于多于兩跨的連續(xù)梁橋，一般邊跨與中跨的跨徑比為0.6-0.8 左右。但多于三跨的連續(xù)梁橋除邊跨外，其余中間各跨一般采用等跨布置，以方便懸臂施工。有時候為了滿足城市橋梁或者跨線橋的交通要求而需要增大中跨跨徑時，可將邊跨跨徑設(shè)計成中跨的0.5 倍甚至以下，但在此情況下端支點上將出現(xiàn)較大的負反力，故需要在該位置設(shè)置能抵抗拉力的支座或者壓重以消除負反力。在不受總體設(shè)計中建筑高度限制的前提下，連續(xù)箱梁的粱高宜做成變高度的，其底面曲線可采用二次拋物線、折線和介于二次拋物線與折線之間的1.5-1.8 次拋物線變化形式，拋物線的變化規(guī)律與連續(xù)梁的變化規(guī)律基本接近，采用折線型截面變

19、化形式可以使橋梁的構(gòu)造簡單，施工方便。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)是連續(xù)梁橋與T 型剛構(gòu)的組合體系，也稱墩粱固結(jié)的連續(xù)粱橋。該橋型的受力特點是粱體連續(xù)，墩、粱、基礎(chǔ)連接為一個整體共同受力。在恒載作用下，連續(xù)剛構(gòu)和連續(xù)梁橋的跨中彎矩及豎向位移基本一致。由于墩粱固結(jié)共同參與工作，連續(xù)剛構(gòu)由活載引起的跨中彎矩較連續(xù)梁小因而可以降低跨中區(qū)域的粱高，并使恒載內(nèi)力進一步降低。預(yù)應(yīng)力混凝土的特點在該橋型中也得到充分的應(yīng)用。如果橋墩抗推剛度大，則因主梁的預(yù)應(yīng)力張拉、收縮、徐變、溫度變化等因素所引起的變形收到橋墩的約束后，會在主梁內(nèi)產(chǎn)生較大的次拉力，并對橋墩也產(chǎn)生較大的水平推力，從而會在結(jié)構(gòu)混凝土產(chǎn)生裂縫，降低結(jié)構(gòu)的使

20、用壽命。混凝土連續(xù)剛構(gòu)主要適用于高墩的情況。大跨度連續(xù)剛構(gòu)的橋墩不僅應(yīng)滿足施工和運營等各個階段支撐上部結(jié)構(gòu)重量和穩(wěn)定性的要求，而且橋墩的柔度應(yīng)適應(yīng)溫度變化、混凝土收縮、續(xù)編、制動力等因素引起的水平位移，以盡量減小這些因素對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的次內(nèi)力。1.4.2方案比選比選方案：第一種方案：預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)剛構(gòu)跨徑布置：102m+190m+102m邊中跨比：0.539截面尺寸擬定：橋面寬為26m，單箱單室分離式截面。頂板寬12m，厚36cm，底板寬6m。支點腹板厚度85cm，底板厚度130cm；跨中腹板厚度50，底板32cm。腹板和底板厚度呈線性變化。梁高：支點梁高11.6m,跨中梁高4.32m。邊

21、跨和中跨梁高變化均為二次曲線，邊跨已支點底部為二次拋物線頂點，中跨以跨中截面底部為二次拋物線頂點。橋型整體布置圖：圖1.1 橋面布置圖 單位（cm）圖1.2 主梁橫斷面圖 單位（cm）第二種方案： 上承式拱橋國內(nèi)外已建成的上承式拱橋，主跨已達到550m，當跨徑大于100m，小于300m 時，邊跨與主跨的比值在0.25-0.5 之間。該方案的橋跨構(gòu)成為40m+130m+40m.失跨比為1/5，f=28m.圖1.3 主拱圈截面圖 單位（cm）表1-4-1 方案比選方案預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)剛構(gòu)橋方案上承式拱橋方案經(jīng)濟性該橋跨度適中，鋼筋混凝土箱型粱節(jié)省材料，造價較低，墩粱固結(jié)節(jié)省了大噸位支座拱橋水

22、平推力大，需要采用復(fù)雜的措施，增加造價；主橋后期的營運和養(yǎng)護費用較高。適用性主跨190米，跨徑適中，但是考慮到地面標高和橋面標高之差較大，需要修建高墩；該橋型適用性較好；伸縮縫少，行車舒該橋地處洪水災(zāi)害地區(qū)，對地質(zhì)的要求高；跨度相對而言不大，造價高，適用性不強；伸縮縫多，行車舒適安全性該橋采用工藝成熟的懸臂施工工藝向跨中對稱施工，節(jié)約了大量臨時裝置主橋跨度適中，拱式結(jié)構(gòu)剛度大，承載潛力大；采用預(yù)制裝配施工，工期較短，質(zhì)量容易控制。美觀性變截面箱型粱整體線條明快，與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)好，橋下凈空大，視野開闊，美觀性好橋型美觀，氣勢宏偉，與周圍景觀協(xié)調(diào)一致。最終方案：綜合經(jīng)濟性、安全性、適用性和美觀性等

23、方面的要素，最終確定方案一，即預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)鋼構(gòu)分離式雙幅橋為最佳方案。2結(jié)構(gòu)尺寸擬定和材料選用2.1 結(jié)構(gòu)尺寸的擬定2.1.1.跨徑布置初步設(shè)計銀廠溝大橋主橋采用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，其主跨為190m，邊跨為102m。邊、中跨比為0.537；起點樁號為K84+212，終點樁號為K84+602。圖2.1 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋立面布置圖(單位：cm)圖2.2 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋主梁截面圖(單位：cm)2.1.2.主梁截面形式及主要尺寸銀廠溝連續(xù)剛構(gòu)主梁采用單箱單室斷面，；采用1.8%縱坡；箱梁頂板寬度為12.00m，支點底板寬度為6m，翼緣板懸臂長度為3.095m。頂板厚度18-

24、36cm,底板厚度30-130cm。腹板厚度50-85cm。2.1.3.主梁截面高度變化規(guī)律主梁根部梁高11.58m、底板厚度1.3m、腹板厚度0.85m，主梁跨中合攏段及邊跨梁高4.32m、底板厚0.32m、腹板厚0.50m；支點截面高跨比L/17.2，跨中截面高跨比L/43；箱梁底板上下邊緣按1.8次拋物線變化，梁高拋物線方程為，底板厚拋物線方程為；腹板厚按直線變化，其方程為。2.1.4.墩臺及樁基礎(chǔ)1、2號主墩墩身與主梁固結(jié)，為雙肢薄壁墩，矩形實心截面，寬6m，厚度為2.00m，墩身高度分別為120.00m、110.00m； 2.1.5.主要控制標高1號橋墩承臺頂?shù)脑O(shè)計標高為747.03

25、2m，承臺底的設(shè)計標高為742.032m，2號橋墩承臺頂?shù)脑O(shè)計標高為756.966m，承臺底的設(shè)計標高為751.966m， 1、2號墩臺橋面的設(shè)計標高分別為878.632m、878.5664m。2.1.6.預(yù)應(yīng)力體系本橋按全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計。主梁采用三向預(yù)應(yīng)力；縱向預(yù)應(yīng)力鋼束采用1215.2大噸位預(yù)應(yīng)力鋼絞線群錨體系，設(shè)計張拉噸位為1359kN；橫向預(yù)應(yīng)力鋼束采用315.2預(yù)應(yīng)力鋼絞線扁錨體系，設(shè)計張拉噸位為586kN，采用兩端張拉的鋼絞線，沿箱梁頂板橫向布置，縱向間距1m；豎向預(yù)應(yīng)力采用公稱直徑32mm的冷拉級鋼筋，縱向間距0.5m，設(shè)計張拉噸位為540kN。2.1.7.橋面鋪裝橋面鋪裝

26、層采用水泥混凝土，厚度為10cm。2.2主要材料2.2.1.混凝土混凝土均按新規(guī)范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)中規(guī)定的強度等級(邊長為150mm立方體的抗壓強度標準值)采用。各構(gòu)件所用混凝土等級為：上部結(jié)構(gòu)：懸澆箱梁采用C60、橋面鋪裝采用 C40；下部結(jié)構(gòu)：雙肢薄壁墩采用C40、支座墊石采用C50、基礎(chǔ)樁基采用C30、承臺采用C30。配制混凝土所采用的水泥、砂、石、水等材料及混凝土的配合比、拌制、運輸和澆筑應(yīng)嚴格按照公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范執(zhí)行，并應(yīng)符合規(guī)范所規(guī)定的質(zhì)量檢驗及質(zhì)量標準。表2-2-1 混凝土表格強度等級彈性模量(MPa)容重 EQ (kN/m

27、3) 線膨脹系數(shù) EQ f ck(MPa) EQ f tk(MPa) EQ f cd(MPa) EQ f td(MPa) C603450025.000.00001038.502.8526.501.962.2.2.預(yù)應(yīng)力材料預(yù)應(yīng)力鋼絞線采用270級公稱直徑為15.2mm的低松馳預(yù)應(yīng)力鋼絞線，技術(shù)標準必須符合“ASTM416-90”和“GB5224-95”有關(guān)規(guī)定。強度標準為：彈性模量1.95105MPa、標準抗拉強度1860MPa、張拉控制應(yīng)力0.75、抗拉強度設(shè)計值=1260 MPa。表2-2-2 預(yù)應(yīng)力材料表格預(yù)應(yīng)力鋼絞線彈性模量(MPa)張拉控制應(yīng)力(MPa)孔道磨阻系數(shù)孔道偏差系數(shù)鋼絞線

28、松弛系數(shù)一端錨固回縮值(m)左上1519500015690.3000.006600.30.00600預(yù)應(yīng)力筋19500015690.3000.006600.30.00600跨中合攏段19500015690.3000.006601.00.00600邊跨1019500015690.3000.006601.00.006001819500015690.3000.006600.30.006002.2.3.普通鋼筋設(shè)計采用了R235及HRB335兩種鋼筋，其中R235鋼筋應(yīng)符合鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋(GB13013-1991)、HRB335應(yīng)符合鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋(GB1499-1998)標準中的

29、各項規(guī)定。鋼筋的強度標準為：HRB335鋼筋：彈性模量Es2.0105MPa、抗拉強度標準值335MPa、抗拉強度設(shè)計值280MPa、抗壓強度設(shè)計值280MPa。R235鋼筋：彈性模量Es2.1105MPa、抗拉強度標準值235MPa、抗拉強度設(shè)計值195MPa、抗壓強度設(shè)計值195MPa。表2-2-3 普通鋼筋表格普通鋼筋彈性模量(MPa)容重 EQ (kN/m3) EQ f sk(MPa) EQ f sd(MPa) EQ fsd(MPa) R23521000076.98235195195HRB33520000076.98335280280HRB40020000076.98400330330

30、KL40020000076.984003303302.2.4.普通鋼材技術(shù)標準必須符合“GB/T700-1998”的規(guī)定,選用的焊接材料應(yīng)符合“GB/T5117- 1995”和“GB/T5118-1995”的要求，并與所采用的鋼材材質(zhì)和強度相適應(yīng)。2.2.5.伸縮縫伸縮縫采用GQF-MZL240伸縮裝置。3結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算3.1 有限元建模3.1.1 單元的劃分利用Midas橋梁計算軟件建模，忽略橋面縱坡的影響，將橋面沿縱向作成水平的。計算模型中全橋共劃分為174個節(jié)點，173個單元，其中主梁單元123個，墩單元50個。主梁單元的劃分，考慮施工階段，每一懸澆段為一個單元，其次考慮跨中、支點截面等控

31、制截面。各主梁單元長度為：(2m4+2.75m+5m6+64m+63m+102m+4)2+2；墩單元的長度為： 左墩： 1210m；右墩： 1110m。圖3.1 單元劃分圖施工階段數(shù)量：30 ，施工階段步驟如下： 施工階段1 ：cs1 ，持續(xù)時間30天； 施工階段2 ：cs2 ，持續(xù)時間10天；施工階段3 ：cs3 ，持續(xù)時間10天； 施工階段4 ：cs4 ，持續(xù)時間10天； 施工階段5 ：cs5 ，持續(xù)時間10天； 施工階段6 ：cs6 ，持續(xù)時間10天； 施工階段7 ：cs7 ，持續(xù)時間10天； 施工階段8 ：cs8 ，持續(xù)時間10天； 施工階段9 ：cs9 ，持續(xù)時間10天； 施工階段1

32、0 ：cs10 ，持續(xù)時間10天； 施工階段11 ：cs11 ，持續(xù)時間10天； 施工階段12 ：cs12 ，持續(xù)時間10天； 施工階段13 ：cs13 ，持續(xù)時間10天； 施工階段14 ：cs14 ，持續(xù)時間10天； 施工階段15 ：cs15 ，持續(xù)時間10天； 施工階段16 ：cs16 ，持續(xù)時間10天； 施工階段17 ：cs17 ，持續(xù)時間10天； 施工階段18 ：cs18 ，持續(xù)時間10天； 施工階段19 ：cs19 ，持續(xù)時間10天； 施工階段20 ：cs20 ，持續(xù)時間10天； 施工階段21 ：cs21 ，持續(xù)時間10天； 施工階段22 ：cs22 ，持續(xù)時間10天； 施工階段23

33、 ：cs23 ，持續(xù)時間10天； 施工階段24 ：cs24 ，持續(xù)時間10天； 施工階段25 ：cs25 ，持續(xù)時間10天； 施工階段26 ：cs26 ，持續(xù)時間10天； 施工階段27 ：cs27 ，持續(xù)時間10天； 施工階段28 ：cs28 ，持續(xù)時間10天； 施工階段29 ：cs29 ，持續(xù)時間10天； 施工階段30 ：cd ，持續(xù)時間10天；表3-1-1 主梁截面特征值單元號名稱面積（m2）lxx(m4)lyy(m4)Czp(m)Czm(m)1跨中截面11.14546.078828.1551.59462.72542跨中截面11.14546.078828.1551.59462.72543跨

34、中截面11.14546.078828.1551.59462.72544跨中截面11.14546.078828.1551.59462.72545中支11.14546.078828.1551.59462.72546中支211.362447.154628.88071.61652.7277中支311.657749.40930.58271.66392.74988中支412.037252.990833.36251.73732.79369中支512.507158.033137.38171.83712.857910中支613.073864.43942.86761.96382.942111中支713.74347

35、2.348250.1212.11813.045712中支814.357580.003157.45172.26173.142113中支915.044688.662466.39832.42343.250314中支1015.808198.568677.24572.60353.370315中支1116.6512110.10890.32822.80193.501816中支1217.577122.8401106.03693.01883.644917中支1318.5887136.4829124.82653.25413.799718中支1419.4058147.3303141.25463.44253.9234

36、19中支1520.2745159.4478159.96253.64114.053920中支1621.196172.2287181.23063.84994.19121中支1722.1717185.5361205.37014.06884.334922中支1823.2029199.5213232.72634.29774.485823中支1924.2911214.5138263.68154.53654.643624中支2025.0489223.77286.52454.70344.752825中支2125.8329233.9683311.28994.87464.865126中支2226.6436244.

37、795338.12265.05024.980727中支2327.4815255.5588367.17735.23015.099528中支2428.3468266.3348398.61895.41435.221529中支2529.24278.2427432.62325.60275.3469續(xù)表3-1-1單元號名稱面積（m2）lxx(m4)lyy(m4)Czp(m)Czm(m)30中支2630.1616289.4189469.37715.79545.475631支點截面31.8543351.6565531.54915.86265.737432支點截面31.8543351.6565531.54915

38、.86265.737433支點截面31.8543351.6565531.54915.86265.73743.1.2 施工過程中各種荷載的計算建模過程中按實際橋梁的建設(shè)過程共分為28個施工過程，分別為主墩與0號段的澆筑、懸臂澆筑1至25號段(92m、63m、64m、65)、邊跨合攏、中跨合攏和上二期恒載。充分考慮了個過程中的施工荷載，比如掛籃荷載、濕重荷載和平衡壓重等。圖3.2 掛籃荷載0至掛籃荷載28計算圖示3.1.2.1 掛籃荷載的計算掛籃的質(zhì)量初步定為35t，為最大懸臂澆筑塊(濕重0)質(zhì)量的0.47倍。在用Midas建模的過程中，掛籃荷載通過節(jié)點荷載(一個集中力Fz和一個彎矩My)來體現(xiàn)。

39、掛籃荷載0至掛籃荷載10的計算如圖3.2所示。由計算可得掛籃荷載0至掛籃荷載10的大小均為：Fz=-350kN，My=175 kNm。(Fz 、My的方向均根據(jù)Midas的規(guī)定選取)圖3.3 邊跨合攏掛籃計算圖示圖3.4 邊跨合攏掛籃計算圖示由于邊跨合攏與現(xiàn)澆段較短(共僅5m)，故采用掛籃推進方式進行邊跨合攏。邊跨合攏段掛籃荷載為的計算如圖3.3所示。首先掛籃的重量簡化為一集中力如圖3.3(b)所示，通過力法方程求出掛籃錨固點的反力,并反加到橋跨結(jié)構(gòu)上，如圖3.3(c)所示的、，再將、移到對應(yīng)的節(jié)點上，如圖3.3(d)所示。邊跨合攏攏掛籃荷載為：Fz=-315.278kN，My=1.387 k

40、Nm。中跨合攏也在掛籃上進行，中跨合攏掛籃荷載的計算如圖3.4所示示。經(jīng)計算中跨合攏攏掛籃荷載為：Fz=-175kN，My=21.898 kNm 。3.1.2.2 濕重荷載的計算濕重荷載為懸澆的的節(jié)段在未達到強度時對以建結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的作用，如濕重0即為在澆筑1號塊后而未達到高度要求前，對橋跨結(jié)構(gòu)的作用。各施工階段濕重均是根據(jù)下一澆筑段的實際重量計算得出。濕重荷載由一個向下的集中力Fz和一個彎矩My(彎矩的符號按Midas有關(guān)規(guī)定選取)組成。其計算與掛籃荷載的計算相似，如圖3.5所示濕重荷載2的值為：Fz=-679.952kN，My=1019.928kN m。圖3.6、圖3.7給出了邊跨合攏段和中

41、跨合攏段的濕重計算。各施工階段的濕重如表3.2所示。圖3.5 濕重荷載2計算圖示圖3.6 邊跨合攏濕重荷載計算圖示圖3.7 中跨合攏濕重荷載計算圖示 3.1.2.3 平衡壓重的計算在邊跨合攏時由于施工荷載的不平衡，必須在跨中段進行壓重。壓重可采用水箱或沙袋，壓重質(zhì)量可以根據(jù)邊跨合攏時的邊、中跨的荷載進行計算。邊跨合攏時在邊跨的荷載有：邊跨合攏濕重荷載為Fz=-569.544kN、My=326.248 kNm，邊跨合攏掛籃荷載為Fz=-315.278kN、My=1.387 kNm，F(xiàn)z距主墩中心線均為42m。邊跨合攏時在中跨的荷載有：未拆除的掛籃荷載10：Fz=-350kN、My=175 kNm

42、，F(xiàn)z距主墩中心線為38m。故需在跨中距主墩中心線為40m的地方加壓的荷載為：，即為60t。圖3.8 邊跨合攏時跨中壓重計算圖示3.1.2.5 二期恒載的計算橋面鋪裝：10cm厚的水泥混凝土，；防撞欄桿：二期恒載集度：。3.1.3 施工過程的模擬懸臂施工過程一共分為15個階段，第1階段為橋墩與0號塊的施工，2-12階段為1-11號塊施工，13階段為邊跨合攏，14階段為中跨合攏，15階段施加二期恒載。下面對每個階段進行說明。圖3.9 階段1施工示意圖(圖中只示意1號墩，2號墩的施工與此同步)階段1：主墩與0號塊的施工本階段的施工任務(wù)有：澆筑主墩與0號塊，待達到強度后安裝掛籃，并懸澆1號塊。在Mi

43、das建模中本階段安裝的單元有0號塊和橋墩；作用荷載有橋墩與0號塊自重、掛籃0、濕重0和主墩處橫隔板荷載；施加主墩約束、墩梁固結(jié)。圖3.10 階段2施工示意圖(圖中只示意1號墩，2號墩的施工與此同步)階段2：1號塊的施工該階段的工序有：待上階段澆筑的1號塊達到強度要求后，前移掛籃，并澆筑2號塊。在Midas建模中本階段安裝的單元有1號塊；作用荷載有1號塊自重、掛籃2和濕重2，拆除的荷載有掛籃1和濕重1。階段12：11號塊的施工該階段的工序有：待上階段澆筑的11號塊達到強度要求后，前移位于邊跨端的掛籃10，并將其前支點錨固于橋臺上，形成邊跨合攏掛籃，而位于中跨的掛籃10暫不前移；澆筑邊跨合攏段，

44、與此同時在跨中逐步加壓相應(yīng)質(zhì)量的荷載，以保證體系受力對稱。在Midas建模中本階段安裝的單元有11號塊；作用荷載有11號塊自重、邊跨合攏掛籃和邊跨合攏濕重，拆除的荷載有掛籃10(位于邊跨處)和濕重10。圖3.11 階段12施工示意圖階段13：邊跨合攏段的施工該階段的工序有：待上階段澆筑的邊跨合攏段達到強度要求后，拆除邊跨合攏段掛籃和前階段未拆除的掛籃10中的一個，并將另一個掛籃前移形成中跨合攏掛籃。在Midas建模中本階段安裝的單元有邊跨合攏段；作用荷載有邊跨合攏段自重、中跨合攏掛籃、中跨合攏濕重和邊支點處橫隔板荷載，拆除的荷載有掛籃10(位于中跨處)、邊跨合攏濕重和邊跨合攏平衡壓重；施加橋臺

45、支座約束。圖3.12 階段13施工示意圖圖3.13 階段14施工示意圖階段14：中跨合攏段的施工該階段的工序有：待上階段澆筑的中跨合攏段達到強度要求后，拆除中跨合攏段掛籃和中跨合攏濕重。在Midas建模中本階段安裝的單元有中跨合攏段；作用荷載有中跨合攏段自重，拆除的荷載有中跨合攏掛籃、中跨合攏濕重。階段15：施加二期恒載施加二期恒載。在Midas建模中本階段的作用荷載為將二期作為單元荷載加在個主梁單元上。3.2恒載作用下的內(nèi)力值Midas計算得恒載作用下主梁產(chǎn)生的的彎矩圖和剪力圖見圖3.14、圖3.15，可知懸臂施工的橋梁，其恒彎矩與采用一次落架的橋梁有很大不同，由于在施工中經(jīng)歷了懸臂階段，造

46、成根部負彎矩遠大于跨中彎矩。圖3.14 主梁在恒載作用下的彎矩圖圖3.15 主梁在恒載作用下的剪力圖表3-2-1 主梁各截面在恒載作用下的彎矩、剪力值單元位置剪力-y (kN)剪力-z (kN)彎矩-y (kN*m)彎矩-z (kN*m)1I10-5604.39002I20-4830.0810371.3103I30-4056.6919069.9304I40-3284.326099.8405I50-2513.0931466.51-5.136I601377.3137626.41-21.937I703320.7333454.28-33.98I805314.28-19795-46.099I907356

47、.9-49607.9-58.5310I1009459.12-89087.7-71.2411I11011632.93-138604-82.8712I12013431.62-185732-93.3313I13015299.66-239815-103.8814I14017236.75-301140-114.47續(xù)表3-2-1單元位置剪力-y (kN)剪力-z (kN)彎矩-y (kN*m)彎矩-z (kN*m)15I15019250.42-370023-125.0616I16021349.12-446828-135.6217I17023542.63-532025-144.8118I18025254.

48、27-601692-152.6319I19027027.93-676512-160.3920I20028867.89-756690-168.0821I21030778.29-842442-175.722I22032763.4-933995-183.3723I23034826.36-1031592-192.0524I24036248.59-1100139-197.0525I25037709.44-1171563-202.0226I26039210.2-1247443-206.9527I27040752.35-1326534-211.8428I28042337.27-1408802-216.692

49、9I29043966.38-1494332-221.5130I30045641.16-1583223-226.2831I31047601.7-1675561032I32-5.26-4247.24-175920691.4133I33-5.265402.13-176212683.5934I34-5.268891.92-178549193.0435I351.86-50757.6-1868862166.4136I361.86-48609-1770223187.637I371.86-46895.5-1675455184.8938I381.86-45229.5-1584108182.2439I391.86

50、-43609.4-1496092179.6840I401.86-42033.9-1411320177.0541I411.86-40501.5-1329690174.0542I421.86-39010.9-1251129169.8643I431.86-37560.6-1175541165.444I441.86-36156.5-1102855160.445I451.86-34109.2-999087153.6846I461.86-32142-901418146.9847I471.86-30250.8-809609140.2648I481.86-28431.2-723439133.5349I491.

51、86-26679.2-642695126.7950I501.86-24992.5-567183119.8551I511.86-22832.5-474319110.8552I521.86-20769.2-390023101.8453I531.86-18793.9-31393692.8354I541.86-16898-24572383.8355I551.86-15073.7-18509574.8456I561.86-13314.4-13205065.68續(xù)表3-2-1單元位置剪力-y (kN)剪力-z (kN)彎矩-y (kN*m)彎矩-z (kN*m)57I571.86-11192.2-7693

52、2.254.558I581.86-9145.54-31945.543.3659I591.86-7162.3536870.3932.2560I601.86-5231.7761492.0921.1861I611.86-3343.9976895.11-14.3862I621.86-1488.7683420.05-10.64125I126-7.121942.7857517.9-1165.45126I127-9.43-2661.62-63142.7-1196.43127I1287.911083.2525402.35-1125.81128I1295.26-373.22-9723.08-1044.96129

53、I130-7.121942.7838100.76-1094.26130I131-9.43-2661.62-36541.7-1103.04131I1327.911083.2514569.82-1068.6132I1335.26-373.22-5990.91-1005.87133I134-7.121942.7818696.59-1023.07134I135-9.43-2661.62-9965.36-1010.85135I1367.911083.253737.3-1011.39136I139-9.165047.4228822.79-35.87137I1375.26-373.22-2276.68-96

54、6.77138I138-7.121942.78-2944.16-953.08139I139-1.67-704.44-12052.8-1007.79140I140-1.25-1226.72-29611.1-979.57141I1416.83-8686.22-26945.527.98142I141-1.571178.6226953.78-957.49143I142-1.89752.512336.43-982.24144I143-1.67-704.44-5043.6-991.13145I144-1.25-1226.72-17376.7-967.3146I145-1.571178.6215193.98

55、-941.8147I146-1.89752.54839.07-963.32148I147-1.67-704.444794.02-974.47149I148-1.25-1226.72-5204.49-955.64150I149-1.571178.623493.33-926.79151I150-1.89752.5-4898.34-944.4152I151-1.67-704.449411.97-957.81153I152-1.25-1226.727556.78-950.02154I1553.026104.9826084.1612.1155I153-1.571178.62-8615.63-917.48

56、156I154-1.89752.5-10427-925.48157I1553.76-841.07-10011.3-965.01158I156-1.95-1090-13290.7-929.18159I157-3.49-8754.83-33199.3-13.93160I1571.921101.2113016.65-892.18161I158-3.78829.859127.17-933.85續(xù)表3-2-1單元位置剪力-y (kN)剪力-z (kN)彎矩-y (kN*m)彎矩-z (kN*m)162I1593.76-841.07-1693.6-936.05163I160-1.95-1090-2485.

57、42-942.49164I1611.921101.212080.82-906.97165I162-3.78829.85-1780.64-899.92166I1633.76-841.077207.96-908.09167I164-1.95-10908893.71-955.8168I1651.921101.21-9261.98-921.76169I166-3.78829.85-7732.14-867.1170I1673.76-841.0715407.45-880.13171I168-1.95-109019588.35-969.1172I1691.921101.21-20156.1-936.5517

58、3I170-3.78829.85-15909.8-834.283.3汽車荷載內(nèi)力計算3.3.1沖擊系數(shù)的計算汽車的沖擊系數(shù)是汽車過橋時對橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的豎向動力效應(yīng)的增大系數(shù)9。沖擊作用以車體的振動和橋跨自身的變形和振動。根據(jù)新公路橋規(guī)(JTJ D6-2004)，結(jié)合公路橋梁可靠度研究的成果，采用結(jié)構(gòu)的基頻來計算橋梁結(jié)構(gòu)的沖擊系數(shù)。本設(shè)計采用兩種方法計算結(jié)構(gòu)基頻：連續(xù)梁橋基頻計算經(jīng)驗公式、Midas 計算軟件求算橋梁的基頻。3.3.1.1、連續(xù)梁橋的基頻計算經(jīng)驗公式為： (3-1) (3-2) 式中 結(jié)構(gòu)的計算跨徑(m)；E 結(jié)構(gòu)材料的彈性模量()； 結(jié)構(gòu)跨中截面的截面慣性距()； 結(jié)構(gòu)跨中處的

59、單位長度質(zhì)量(kg/m)； 結(jié)構(gòu)跨中處延米結(jié)構(gòu)重力(N/m)； 重力加速度，g= 9.81(m/) ；計算連續(xù)梁的沖擊力引起的正彎矩和剪力效應(yīng)時，采用；計算連續(xù)梁的沖擊力引起的負彎矩效應(yīng)時，采用。在本設(shè)計中，以中跨跨中截面為例算得橋梁的沖擊系數(shù)。取E=3.45，=3.521936，,l=86m，由公式計算得=0.82914HZ,=1.44022HZ, ,，由新公路橋規(guī)可得，沖擊系數(shù)。3.3.1.2、Midas 計算軟件求算橋梁的基頻。通過Midas 計算軟件求算橋梁的基頻為=1.744773 Hz，由新公路橋規(guī)可得，沖擊系數(shù)。綜合上面兩種計算結(jié)果，在該設(shè)計中，考慮的了一定安全儲備，偏安全設(shè)計采

60、用兩者中較大的沖擊系數(shù)，即取。圖3.16 偏心車道布置(單位:m)圖3.17 非偏心車道布置(單位:m)3.3.2車道布置在Midas中計算汽車荷載時需定義車道。本橋橋面寬為凈33+220.5m防撞欄桿，根據(jù)橋規(guī)設(shè)置3車道，車道橫向折減系數(shù)為1。在本設(shè)計中，每個車道中心線間距為3m，車道按兩種極端進行布置：第一種情況是將車道進行偏心布置，按最不利靠橋梁一側(cè)布置；第二種情況是將車道進行非偏心布置，沿橋梁中心線對稱布置。此外，在計算汽車荷載效應(yīng)時乘以1.15的增大系數(shù)。汽車荷載對結(jié)構(gòu)的作用為偏心和非偏心車道荷載作用的大值。在進行荷載效應(yīng)組合時，取兩者中的大值。如圖3.16、圖3.17所示偏心布置時