預(yù)應(yīng)力混凝土連對續(xù)梁橋設(shè)計(jì)

1、摘 要預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋是一種橋面體系以梁受壓或受彎為主的橋梁。本文根據(jù)南京長江二橋北汊大橋的設(shè)計(jì)資料，使用橋梁博士建立平面桿系有限元分析模型，完成主橋成橋及施工狀態(tài)下梁的自重、恒載、活載和溫度內(nèi)力分析及強(qiáng)度與應(yīng)力驗(yàn)算，以及撓度、抗裂驗(yàn)算。并初步了解了預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁的總體設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋；梁、單元、節(jié)點(diǎn)；懸臂澆筑施工；內(nèi)力分析；結(jié)構(gòu)驗(yàn)算。abstractprestressed concrete continuous bridges are constructed along a structural system which comprises continuous gi

2、rders which are bent and crashed often .my thesis mainly combines with the building project of the north part bridge of the second nanjing yangzi river bridge, and analyses the whole structure. firstly based upon acquainting myself with the structure, i established the plane finite element model, us

3、ing the dr.bridge v3.0. then i use the model to calculate the structure internal forces, which are caused by permanent load, live load and temperature changes. then, i assembled the structure internal forces, and used the result to check the strength. the result is that they all meet the need of str

4、ess and strength. through this bridge design, i acquaint myself with the load principle, the characteristic of bridge type and main elements of design about prestressed concrete continuous bridges.key words prestressed concrete continuous bridges; internal forces strength stress畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原

5、創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 使用授權(quán)說明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)校可以采用

6、影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱

7、。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名：日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日指導(dǎo)教師評閱書指導(dǎo)教師評價：一、撰寫（設(shè)計(jì)）過程1、學(xué)生在論文（設(shè)計(jì)）過程中的治學(xué)態(tài)度、工作精神 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、學(xué)生掌握專業(yè)知識、技能的扎實(shí)程度 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識和專業(yè)技能分析和解決問題的能力 優(yōu) 良 中 及格 不及格4、研究方法的科學(xué)性；技術(shù)線路的可行性；設(shè)計(jì)方案的合理性 優(yōu) 良 中 及格 不及格5、完成畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）期間的出勤情況 優(yōu)

8、良 中 及格 不及格二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量1、論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格三、論文（設(shè)計(jì)）水平1、論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問題的指導(dǎo)意義 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、論文（設(shè)計(jì)說明書）所體現(xiàn)的整體水平 優(yōu) 良 中 及格 不及格建議成績： 優(yōu) 良 中 及格 不及格（在所選等級前的內(nèi)畫“”）指導(dǎo)教師： （簽名） 單位： （蓋章）年 月 日評閱教師評閱書評閱教師評價：一、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量1、論文（設(shè)計(jì)）的整體

9、結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格二、論文（設(shè)計(jì)）水平1、論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問題的指導(dǎo)意義 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、論文（設(shè)計(jì)說明書）所體現(xiàn)的整體水平 優(yōu) 良 中 及格 不及格建議成績： 優(yōu) 良 中 及格 不及格（在所選等級前的內(nèi)畫“”）評閱教師： （簽名） 單位： （蓋章）年 月 日哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）教研室（或答辯小組）及教學(xué)系意見教研室（或答辯小組）評價：一、答辯過程1、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的基本要點(diǎn)和

10、見解的敘述情況 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、對答辯問題的反應(yīng)、理解、表達(dá)情況 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、學(xué)生答辯過程中的精神狀態(tài) 優(yōu) 良 中 及格 不及格二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量1、論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格三、論文（設(shè)計(jì)）水平1、論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問題的指導(dǎo)意義 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、論文（設(shè)計(jì)說明書）所體現(xiàn)的整體水平 優(yōu) 良 中 及格 不及格評定成績： 優(yōu) 良 中 及格 不及格（在所選

11、等級前的內(nèi)畫“”）教研室主任（或答辯小組組長）： （簽名）年 月 日教學(xué)系意見：系主任： （簽名）年 月 日不要刪除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印- ii -哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）目錄摘 要iabstractii第1章 緒 論11.1 課題背景11.1.1 斜拉橋的發(fā)展11.1.2 發(fā)展的原因11.1.3 發(fā)展的現(xiàn)狀錯誤！未定義書簽。1.1.4 技術(shù)上存在的問題11.2 混凝土斜拉橋的特點(diǎn)41.3 本章小結(jié)7第2章 橋梁設(shè)計(jì)總體概況82.1 設(shè)計(jì)基本資料82.1.1 概況錯誤！未定義書簽。2.1.2 主要技術(shù)指標(biāo)82.1.3 主要材料112.2 主橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)132.2.1 主梁132

12、.2.2 橋塔錯誤！未定義書簽。2.2.3 斜索錯誤！未定義書簽。2.2.4 施工錯誤！未定義書簽。2.3 本章小結(jié)18第3章 主橋內(nèi)力計(jì)算193.1 斜拉橋的計(jì)算分析方法193.1.1 基本理論和假定193.1.2 主梁的計(jì)算分析193.2 恒載內(nèi)力計(jì)算203.2.1 結(jié)構(gòu)計(jì)算圖示203.2.2 截面幾何特性錯誤！未定義書簽。3.2.3 恒載內(nèi)力計(jì)算錯誤！未定義書簽。3.3 活載內(nèi)力計(jì)算錯誤！未定義書簽。3.4 預(yù)應(yīng)力計(jì)算錯誤！未定義書簽。3.5 溫度影響力計(jì)算錯誤！未定義書簽。3.6 斜索調(diào)整影響力計(jì)算錯誤！未定義書簽。3.7 荷載組合錯誤！未定義書簽。3.8 本章小結(jié)錯誤！未定義書簽。第

13、4章 正常使用極限狀態(tài)下截面應(yīng)力驗(yàn)算錯誤！未定義書簽。4.1 箱梁截面應(yīng)力驗(yàn)算錯誤！未定義書簽。4.1.1 截面法向應(yīng)力計(jì)算錯誤！未定義書簽。4.1.2 使用荷載作用下的主應(yīng)力計(jì)算錯誤！未定義書簽。4.2 拉索應(yīng)力驗(yàn)算錯誤！未定義書簽。4.3 本章小結(jié)錯誤！未定義書簽。第5章 承載能力極限狀態(tài)下強(qiáng)度計(jì)算錯誤！未定義書簽。5.1 箱梁正截面強(qiáng)度計(jì)算錯誤！未定義書簽。5.2 斜截面抗剪計(jì)算995.3 本章小結(jié)錯誤！未定義書簽。第6章 索塔計(jì)算錯誤！未定義書簽。6.1 索塔縱向強(qiáng)度與應(yīng)力驗(yàn)算錯誤！未定義書簽。6.2 穩(wěn)定計(jì)算錯誤！未定義書簽。6.3 本章小結(jié)錯誤！未定義書簽。第7章 斜拉橋的幾點(diǎn)討論

14、117結(jié) 論119致 謝121參考文獻(xiàn)122附 錄 混凝土斜拉橋施工控制123千萬不要刪除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印。在目錄上點(diǎn)右鍵“更新域”，然后“更新整個目錄”。打印前，不要忘記把上面“abstract”這一行后加一空行- 134 -哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第1章 緒 論1.1 課題背景1.1.1 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的發(fā)展預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋是預(yù)應(yīng)力橋梁中的一種，它具有整體性能好、結(jié)構(gòu)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(diǎn)。加上這種橋型的設(shè)計(jì)施工均較成熟，施工質(zhì)量和施工工期能得到控制，成橋后養(yǎng)護(hù)工作量小。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁的適用范圍一般

15、在150m以內(nèi)，上述種種因素使得這種橋型在公路、城市和鐵路橋梁工程中得到廣泛采用。自60年代中期在德國萊茵河上采用懸臂澆筑法建成bendorf橋以來，懸臂澆筑施工法和懸臂拼裝施工法得到不斷改進(jìn)、完善和推廣應(yīng)用，從而使得預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋成為許多國家廣泛采用的橋型之一。 我國自50年代中期開始修建預(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)分析、試驗(yàn)研究、預(yù)應(yīng)力材料及工藝設(shè)備、施工工藝等方面日新月異，預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋的設(shè)計(jì)技術(shù)與施工技術(shù)都已達(dá)到相當(dāng)高的水平。1.1.2 發(fā)展的原因及現(xiàn)狀1、橋梁設(shè)計(jì)技術(shù)方面：（1） 主要設(shè)計(jì)規(guī)范197

16、8年交通部頒布了我國第一部公路預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范，該規(guī)范按單一系數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)理論編制，比以往采用的破壞階段理論規(guī)范前進(jìn)了一步。 1985年交通部頒布了公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范，其中公路鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（jtj023-85將單一系數(shù)改成多系數(shù)，以塑性理論為基礎(chǔ)作強(qiáng)度極限計(jì)算，以彈塑性或彈性理論為基礎(chǔ)作正常使用極限計(jì)算。ppc構(gòu)件具有節(jié)約鋼材、降低造價、能減少由預(yù)應(yīng)力引起的反拱度、改善結(jié)構(gòu)受力性能等優(yōu)點(diǎn)，已在一般公路橋梁和城市橋梁工程中逐步推廣應(yīng)用。（2） 橋梁結(jié)構(gòu)分析專用軟件和cad技術(shù)自70年代后期以來，我國橋梁結(jié)構(gòu)分析專用軟件和cad技術(shù)得到大力開發(fā)和應(yīng)用。其中包括采用有限

17、元法編制的橋梁通用綜合程序以及許多橋梁專用程序，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、計(jì)算。繪圖一體化，大大提高了計(jì)算精度和速度，特別是用于大量重復(fù)計(jì)算、局部應(yīng)力分析、設(shè)計(jì)方案優(yōu)化。大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)軟件開發(fā)和推廣應(yīng)用，適應(yīng)了我國橋梁建設(shè)高速發(fā)展的需要。計(jì)算機(jī)技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的施工控制。使得成橋后的線型平順，符合橋梁的縱向設(shè)計(jì)標(biāo)高；橋梁結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)能與設(shè)計(jì)計(jì)算一致。2、橋梁施工技術(shù) （1）在我國中小跨徑的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工中，除了最古老的支架現(xiàn)澆方法外，還采用了先簡支后連續(xù)、頂推法、移動模架逐孔澆筑法、移動導(dǎo)梁逐孔拼裝法和梁體預(yù)制浮吊安裝法等施工技術(shù)。 （2）平衡懸臂

18、拼裝施工法和平衡懸臂澆筑施工法的采用促進(jìn)了預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的發(fā)展。大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋大多采用懸臂澆筑法施工。根據(jù)連續(xù)梁橋的特點(diǎn)，采用逐段平衡懸臂澆筑，先形成t構(gòu)，再逐跨合龍，逐跨釋放臨時固定支座，完成體系轉(zhuǎn)換，最終形成多跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋。大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁廣泛采用掛籃進(jìn)行懸臂澆筑施工。常用的掛籃形式有偏架式和斜拉式。隨著施工技術(shù)的進(jìn)步，掛籃結(jié)構(gòu)向著輕型化的方向發(fā)展，盡可能采用構(gòu)造合理、受力明確、自重輕、利用系數(shù)高、使用安全方便，具有良好技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的掛籃。例如，上海黃浦江奉浦大橋等工程采用的菱型掛籃就是其中之一，該掛籃總重僅50t，利用系數(shù)為4.0。3、材料方面高強(qiáng)度

19、預(yù)應(yīng)力鋼材、高標(biāo)號混凝土和大噸位預(yù)應(yīng)力錨固體系的研制開發(fā)和應(yīng)用，促進(jìn)了大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的發(fā)展。在80年代后期，國內(nèi)開始生產(chǎn)18edmpa的低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線，加上與其配套的大噸位預(yù)應(yīng)力錢具和張拉設(shè)備的研制成功。c50與c60混凝土的應(yīng)用，使得預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋結(jié)構(gòu)輕型化，跨越能力得到很大提高。在這以前，我國大量采用16000mpa5的高強(qiáng)度碳素鋼絲和與其配套的鋼質(zhì)錐形錨（即f式錨具）這種錨具的張拉噸位小。使用時的控制張拉力僅565kn，每張拉10kn預(yù)應(yīng)力需要的布柬面積約為0.255cm2kn；若采用j15.212型錨具。張拉10kn預(yù)應(yīng)力所需的布束面積約為0.096 cm2kn；采用j

20、15.222型的錨具時，張拉10kn預(yù)應(yīng)力所需的布柬面積約為 0.067cm2kn。三者的比例為 1：0.38：0.26，由此可以看到，采用大噸位預(yù)應(yīng)錨具體系后，使得預(yù)應(yīng)力箱梁布柬范圍內(nèi)的頂板、腹板和底板尺寸，設(shè)計(jì)時由原來的布柬控制改為受力控制和按構(gòu)造要求控制，這樣，大大減小百箱梁斷面的尺寸，減輕了上部結(jié)構(gòu)的自重。箱梁混凝土及鋼絞線的用量能夠大大減少，從而使得預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更趨合理、經(jīng)濟(jì)。若采用以往的鋼質(zhì)錐形錨具，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁的跨越能力大多在100m左右。隨著1860mpa鋼絞線和大噸位預(yù)應(yīng)力錨固體系的應(yīng)用，建橋施工技術(shù)的發(fā)展，目前，我國連續(xù)梁橋的最大跨徑已達(dá)165m。從而使得我國預(yù)應(yīng)力

21、混凝土梁橋的設(shè)計(jì)、施工技術(shù)進(jìn)入世界先進(jìn)行列。1.1.3技術(shù)上存在的問題在預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋，特別是大跨徑連續(xù)梁橋的施工或使用過程中，部分橋梁有時會出現(xiàn)這樣或那樣的問題，其主要問題是箱梁混凝土出現(xiàn)了不同性質(zhì)的裂縫。在已建成的連續(xù)梁橋中，某些橋梁上部結(jié)構(gòu)曾出現(xiàn)了部分裂縫，主要有箱梁頂板和底板的縱向裂縫；箱梁腹板的斜向裂縫。特別是靠近邊路現(xiàn)澆箱梁端部范圍的兩側(cè)腹板，出現(xiàn)近450的斜向裂縫。目前我國大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的設(shè)計(jì)，大多是按照全預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的，即在理論上要求結(jié)構(gòu)不出現(xiàn)拉應(yīng)力。 針對預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)而言，裂縫形成的原因，主要有以下幾方面：a在主橋總體設(shè)計(jì)中，跨徑比例、箱梁截面

22、尺寸的擬定不合理；b結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)抗彎剪能力不足；c對由預(yù)應(yīng)力鋼束引起的附加力估計(jì)不足；d. 對溫度應(yīng)力重視不夠；e.施工質(zhì)量不好，其中包括混凝土澆筑與養(yǎng)生；施工順序與施工精度；預(yù)應(yīng)力鋼來的保護(hù)層厚度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求；支架與模板變形過大；預(yù)應(yīng)力張拉力不足；灌漿不及時或其他質(zhì)量問題等；f材料質(zhì)量不好，如混凝土的水泥及骨料品種、材料級配及計(jì)量誤差等問題。1.2 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的特點(diǎn)及發(fā)展趨勢預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋是預(yù)應(yīng)力橋梁中的一種，它具有整體性能好、結(jié)構(gòu)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(diǎn)。加上這種橋型的設(shè)計(jì)施工均較成熟，施工質(zhì)量和施工工期能得到控制，成

23、橋后養(yǎng)護(hù)工作量小。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁的適用范圍一般在150m以內(nèi)，上述種種因素使得這種橋型在公路、城市和鐵路橋梁工程中得到廣泛采用。 面對現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋存在的問題，現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的設(shè)計(jì)和施工在如下幾方面加以改進(jìn)：1、橋梁跨徑布置和箱梁截面尺寸擬定（1） 橋梁跨徑布置預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的邊跨與主跨比選用是否恰當(dāng)直接影響到結(jié)構(gòu)受力的合理性。若邊跨太大，則邊跨支架現(xiàn)澆梁段長度偏長，施工時要防止支架不均勻沉降。邊路一長其整體剛度偏小，在恒載與活載作用下，現(xiàn)澆段會出現(xiàn)較大的主拉應(yīng)力，容易發(fā)生混凝土開裂；當(dāng)在邊跨加載時對中跨箱梁的受力不利。若邊跨與中跨之比過小，則邊跨支點(diǎn)可能會出現(xiàn)負(fù)反力，

24、使得邊墩與邊跨受力不合理。 在連續(xù)梁橋設(shè)計(jì)中，一般可以通過調(diào)整各跨的剛度即合理取用相鄰跨長的不同比值來調(diào)整各截面的內(nèi)力，以滿足設(shè)計(jì)的要求。對中小跨徑的連續(xù)梁橋而言，邊跨與主跨比一般取用0.50.8，這樣可以使中跨跨中不致產(chǎn)生異號彎矩，邊墩支點(diǎn)也不會出現(xiàn)負(fù)反力。對采用滿堂支架施工的連續(xù)梁橋，這跨取中跨長度的7080是經(jīng)濟(jì)合理的。但對采用掛籃懸臂澆筑法施工的大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋而言，邊跨總有一段需采用支架現(xiàn)澆。為使連續(xù)梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)力變化較合理和減少支架長度，設(shè)計(jì)時邊跨長度一般選用中跨長度的65左右為宜。結(jié)合國內(nèi)外部分大跨徑連續(xù)梁橋的工程實(shí)踐，作者建議邊跨與中跨的長度比一般控制在0.550.65。

25、 （2）箱梁斷面尺寸擬定自大噸位錨具、1860mpa鋼絞線和高強(qiáng)度混凝土在大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁中采用以來，箱梁的自重大大減輕，使得上部結(jié)構(gòu)有條件向輕型化方向發(fā)展。現(xiàn)行公路橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范是采用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的，結(jié)構(gòu)均應(yīng)通過承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的計(jì)算。除此，對構(gòu)造上及施工工藝方面的要求必須得到滿足。從作者了解到的一些出現(xiàn)裂縫的橋梁來看，有一些是與箱梁所選用的斷面尺寸安全儲備偏小有關(guān)。通過主拉應(yīng)力的敏感性分析得知，若不設(shè)置豎向預(yù)應(yīng)力鋼束或者豎向預(yù)應(yīng)力失效，則必須加大腹板厚度尺寸，重新設(shè)計(jì)。若豎向預(yù)應(yīng)力只考慮50的效果時，計(jì)算所得的主拉應(yīng)力仍會出現(xiàn)大于規(guī)范規(guī)定值的情況。這說明與腹板厚度尺寸

26、的選定有一定的關(guān)系。另外現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范中與此有關(guān)部分的公式一般"僅適用于等高度的簡支梁"，若用于連續(xù)梁時，應(yīng)考慮一定的安全系數(shù)。這樣按公式計(jì)算得到的斜截面抗剪強(qiáng)度值應(yīng)適當(dāng)折減。反過來折減后的值對腹板厚度又有所要求。作者建議選定箱梁斷面尺寸時，除了注意梁高（h支和h中）的因素外，還應(yīng)該重視腹板尺寸的優(yōu)化。2、縱向預(yù)應(yīng)力布束方案與預(yù)應(yīng)力儲備（1） 縱向預(yù)應(yīng)力布束方案在縱向預(yù)應(yīng)力鋼束布置時往往偏重施工方便的要求，而忽視了對腹板下彎束和邊跨現(xiàn)澆箱梁端部一定范圍內(nèi)腹板彎起束的有效利用問題。由于采用了在箱梁頂板和底板布置直線束，僅靠設(shè)置豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋來克服結(jié)構(gòu)剪應(yīng)力的布束方案，這必須建立

27、在充分保證豎向預(yù)應(yīng)力能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求的前提下。實(shí)際上箱梁腹板由豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋長度一般較短，鋼筋的張拉伸長量較小，施工時若發(fā)生少量的壓縮變形，將會產(chǎn)生較大的預(yù)應(yīng)力損失；加上錨固系統(tǒng)和施工操作上的問題，一般很難保證設(shè)計(jì)所要求的預(yù)應(yīng)力度。從對豎向預(yù)應(yīng)力的敏感性分析來看，若箱梁斷面尺寸偏小一點(diǎn)，一旦豎向預(yù)應(yīng)力不到位，則結(jié)構(gòu)的主拉應(yīng)力將超過規(guī)范的許可值，從而使結(jié)構(gòu)應(yīng)力處于不利狀態(tài)。 工程實(shí)踐證明：在采用直線束布置方案的同時，有必要在靠近箱梁支點(diǎn)附近的節(jié)段內(nèi)，在腹板內(nèi)布置部分下彎束，但噸位不宜太大，如用j15.2-7j15.2-2，并同時在邊跨現(xiàn)澆段端部腹板內(nèi)布置部分彎起束。由于這類預(yù)應(yīng)力鋼束通過腹板，使

28、得預(yù)壓應(yīng)力容易均勻分布到全斷面上，是克服剪應(yīng)力最有效的合理的布束形式，并可達(dá)到免費(fèi)提供預(yù)剪力的效果。設(shè)計(jì)工程師可以通過合理布置縱向預(yù)應(yīng)力鋼束，來改善箱梁版權(quán)的受力狀態(tài)；同時建議在邊跨箱梁端部將腹板的箍筋適當(dāng)加密，直徑適當(dāng)放大一些，這些措施對克服腹板的斜向裂縫是十分有效的。（2） 預(yù)應(yīng)力儲備由于理論計(jì)算模式和計(jì)算結(jié)果往往與工程實(shí)際情況存在差異，加上一些在設(shè)計(jì)時難以計(jì)入的因素，因此在設(shè)計(jì)過程中，有必要考慮結(jié)構(gòu)各個截面的應(yīng)力要有一定的安全儲備，即對使用荷載作用下截面的正應(yīng)力和混凝土主拉應(yīng)力，提供一定的應(yīng)力儲備，以便在設(shè)計(jì)上帶來可靠保證。3、預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的設(shè)計(jì)要重視溫度應(yīng)力計(jì)算表明橋面局部升溫

29、或降溫將會在結(jié)構(gòu)中引起較大的內(nèi)力變化，雖然這部分內(nèi)力不是永久的，但卻是不可避免的。若考慮不當(dāng)，溫度應(yīng)力會造成支點(diǎn)附近和跨中斷面的裂縫。即使這些細(xì)微裂縫不至于影響結(jié)構(gòu)的正常使用，但設(shè)計(jì)時必須給予重視。除了對這些截面進(jìn)行必要的應(yīng)力驗(yàn)算滿足規(guī)范要求外，有必要采取一些構(gòu)造措施，如在驗(yàn)算截面附近布置一定數(shù)量的非預(yù)應(yīng)力鋼筋，使得溫度應(yīng)力分布均勻，控制溫度裂縫的產(chǎn)生或發(fā)展。另外還得考慮在支點(diǎn)和梁端處的硬板和底板內(nèi)布置足夠的縱向鋼筋和箍筋，因?yàn)閷τ谙淞簷M截面，腹板和底板在溫度作用下混凝土容易開裂。 4、重視箱梁結(jié)構(gòu)非預(yù)應(yīng)力鋼筋的配置縱向公布鋼筋或受力鋼筋，特別是箍筋對構(gòu)件的抗剪、斜截面強(qiáng)度和主拉應(yīng)力的貢獻(xiàn)很大

30、。尤其在采用高強(qiáng)度混凝土情況下，箍筋的套箍作用十分顯著。1.3 本章小結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋在我國的發(fā)展與應(yīng)用雖然只有20余年歷史，但如今在公路、城市道路和鐵路建設(shè)中廣泛采用。目前我國無論在設(shè)計(jì)、施工、預(yù)應(yīng)力材料和設(shè)備上都取得了很大進(jìn)步和一定成就，然而與國際先進(jìn)水平仍存在一定差距。今天，我們需要不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、吸取教訓(xùn)，在設(shè)計(jì)理論、設(shè)計(jì)規(guī)范、預(yù)應(yīng)力材料和施工技術(shù)上不斷完善、不斷發(fā)展、勇于創(chuàng)新。相信通過大家共同努力，在21世紀(jì)一定能將我國預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋的設(shè)計(jì)、施工水平推向更新的高度。第2章 橋梁設(shè)計(jì)總體概況2.1 設(shè)計(jì)基本資料2.1.1擬建背景 在南京，有104、205、312、328四條國道

31、和一條國道主干線跨越長江，這種交通壓力，光靠輪渡是難以緩解的。為此，1968年12月29日，我國第一座自行勘察設(shè)計(jì)、施工的南京長江大橋全面建成通車，設(shè)計(jì)日通行2.5萬輛的能力，在我國橋梁建設(shè)史上翻開了新的篇章！據(jù)1992年觀測，南京長江大橋的日均車流量為2.4萬余輛，已接近飽和。而1996年已高達(dá)5.58萬輛，超過設(shè)計(jì)能力一倍多！南京長江大橋已超負(fù)荷運(yùn)營：公路橋面每年被損面積2 萬平方米以上，橋面結(jié)構(gòu)也遭到一定程度的損壞。高峰時，橋上行車速度只有2030公里每小時，并經(jīng)常發(fā)生堵車現(xiàn)象，嚴(yán)重時車被阻至橋下3公里以外，嚴(yán)重影響了南京及周邊地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和交通聯(lián)系，也給市內(nèi)交通造成巨大壓力。據(jù)預(yù)測，

32、到2000年，南京地區(qū)每日過江交通量將超過6萬輛，2010年將超過11萬輛，2020年超過25萬輛。顯然，僅靠一座大橋是無法承擔(dān)這樣大的交通壓力的，必須在南京再建一座大橋，把干線公路的交通壓力分流出去，才能減輕南京長江大橋的交通壓力，也使市區(qū)的交通免受過境車輛的干擾。從經(jīng)濟(jì)發(fā)展看，在實(shí)施“以上海浦東開發(fā)開放為龍頭，進(jìn)而推動長江三角洲和長江沿江開發(fā)開放和經(jīng)濟(jì)發(fā)展”的重大戰(zhàn)略決策中，南京作為長江下游的中心城市，正處于沿海、沿江開發(fā)開放經(jīng)濟(jì)帶“t ”型交叉的結(jié)合部。建設(shè)南京長江二橋，疏通和加強(qiáng)大江南北的往來和交流，對提高蘇南經(jīng)濟(jì)、加快蘇北發(fā)展有著極其重要的作用，并將使長江下游流域的城市群、產(chǎn)業(yè)群以及

33、蘇、皖南北縱深腹地更加緊密地聯(lián)系起來，與上海浦東的開發(fā)開放接軌，適應(yīng)“大市場、大交通、大開放、大調(diào)整”的需要，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)和外向型經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。“沿江成束、跨江成環(huán)、南北放射、輻射周邊”，這是對南京城市交通系統(tǒng)規(guī)劃框架的總體描述。而跨江通道問題直接關(guān)系到南京的城市交通系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)能否跨江成環(huán)。建設(shè)南京長江二橋則是實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)的重要步驟。2.1.2 橋位選擇2.1.1.1 橋位選擇的基本原則 一般說來，大、中橋橋位的選擇原則上應(yīng)服從路線的總方向，路橋綜合考慮。一方面從整個路線或路線網(wǎng)的觀點(diǎn)上來看，既要力求降低橋梁的建筑和養(yǎng)護(hù)費(fèi)用，也要避免或減少因車輛繞道而增加的運(yùn)輸費(fèi)用；另一方面，從橋梁本身的經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)

34、定性出發(fā)，硬脊梁選擇在河道順直、水流穩(wěn)定、河面較窄、地質(zhì)良好、沖刷較小的河段上，以降低造價和養(yǎng)護(hù)費(fèi)用，并防止因沖刷過大而發(fā)生橋梁倒塌的危險(xiǎn)。此外，一般應(yīng)盡量避免橋梁與河流斜交，以免增加橋梁長度而提高造價1。2.1.1.2橋位選擇具體分析 南京長江二橋的主要作用是溝通繞城公路，在東西向上聯(lián)系從上海到成都的312國道，南北向聯(lián)系由北京通往福州的104國道，此外，還有由南京通往南通方向的328國道和通向蕪湖方向的205國道，在南京也要經(jīng)過二橋的轉(zhuǎn)換。南京長江二橋承擔(dān)著南京主要的過境交通量，并減輕南京長江大橋的交通壓力。 八卦洲是一個江中孤島，進(jìn)出交通靠汽渡，一旦天氣不好，只好困守孤島，嚴(yán)重地影響八卦

35、洲的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，當(dāng)?shù)厝烁袊@“寧隔千山，不隔一水”。如果使南京長江二橋在這里通過，則可利用該島的有利條件，發(fā)展旅游、招商投資，解決部分就業(yè)問題。同時，可連接八卦洲、鐘山風(fēng)景區(qū)以及數(shù)條國道及城市主干道，既將各旅游勝地連接起來同時也將過境車輛引向南京長江二橋，避免過境車輛進(jìn)入市區(qū)，緩解南京長江大橋的交通壓力。 經(jīng)多方面考慮，最終決定將南京長江二橋設(shè)于長江下游南京河段的八卦洲河道，分為南汊大橋和北汊大橋兩座主橋。北汊大橋即位于北汊中段，北起大廠區(qū)張營村，南止八卦洲三道灣（圖2-1-1）。圖2-1-1 南京長江第二大橋北汊大橋橋位示意圖2.1.3橋位處基本資料 八卦洲河道河道近于東西走向，橋址處河段為微彎

36、分汊型，平面型態(tài)寬窄相間，北汊河道彎曲，橋址處南、北岸均構(gòu)筑了長江達(dá)標(biāo)防洪堤，堤間距離 1287m，高程約 9.5m（黃海），主河槽寬近 1000m，北高南低，河床標(biāo)高1.517.68m，深泓偏南，常水位時最大水深13.15m，北汊河道經(jīng)多年整治、建堤，河勢基本穩(wěn)定。北汊航道為揚(yáng)子石化等"五大家族"專用航道，通行3000t船舶。航道寬580600m，中心位于 k14+750，橋軸線與北汊主流、航道正交，兩端接線順適均衡，總體配合良好。2.1.3.1 水文資料 北汊大橋水文計(jì)算分析成果如下：設(shè)計(jì)流量（300年一遇） 設(shè)計(jì)水位 9.20m；設(shè)計(jì)流速 1.59ms；一般沖刷 4.

37、36m；局部沖刷 主墩13.70m，過渡墩 12.40m；最大沖刷深度 主墩 18.60m，過渡墩 16.76m建議施工水位 7.0m （頻率115）2.1.3.2 氣象資料 南京屬北亞熱帶向中亞熱帶過渡氣候區(qū)，四季分明，冬冷夏熱，溫差較大，春季風(fēng)和日麗，夏季炎熱，雨量充沛，秋季秋高氣爽，冬季天氣晴朗，寒冷干燥。年平均溫度為15.7，最高氣溫43（1934年7月13日），最低氣溫-16.9（1955年1月6日），最熱月平均溫度 28.1，最冷月平均溫度 -2.1，年平均降雨117天，降雨量1106.5毫米，最大平均濕度 81%；最大風(fēng)速 19.8m/s；土壤最大凍結(jié)深度 -0.09m。夏季主導(dǎo)

38、風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng)、東風(fēng)，冬季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)、東風(fēng)，橋址處江面以上 28m高，百年一遇 10min平均最大風(fēng)速34.4ms；地震烈度 7度；無霜期 237天；每年6月下旬到7月中旬為梅雨季節(jié)。2.1.3.3 地震及地質(zhì)資料 經(jīng)橋址地震危險(xiǎn)性分析，橋址使用期50年，超越概率10，基巖地震水平加速度為0.0825g，場地為類場地土。橋址主河槽及兩岸漫灘廣泛分布第四系覆蓋層，其厚度在河槽中約2838m，巖性以粉細(xì)砂為主，零星分布淤泥質(zhì)亞粘土、亞沙土和薄層亞粘土；兩岸漫攤分布連續(xù)性較差，厚度5m左右，以亞粘土為主，其次為淤泥質(zhì)亞粘土、亞砂土和細(xì)砂。其下分布約lm厚的含卵礫石及礫砂直接覆蓋于下伏基巖之上。橋

39、址區(qū)下伏基巖屬白堊系上統(tǒng)浦口組綜紅色泥巖、鈣質(zhì)泥巖及粉砂巖，巖石層理發(fā)育，相變及尖滅頻繁，由于組成巖石的礦物成分和膠結(jié)程序不同。巖體物理力學(xué)性質(zhì)差異較大。2.1.4主要技術(shù)指標(biāo)根據(jù)交通預(yù)測情況分析決定：南京長江二橋北汊大橋按六車道高速公路特大橋設(shè)計(jì)，具體技術(shù)指標(biāo)如下：（1） 設(shè)計(jì)行車速度：；（2） 設(shè)計(jì)荷載：公路級；（3） 設(shè)計(jì)風(fēng)速：；（4） 地震基本烈度：度；（5） 船舶撞擊荷載：順?biāo)鞣较?，橫水流方向；（6） 通航凈空：凈寬，凈高；（7） 設(shè)計(jì)最高通航水位：；（8） 設(shè)計(jì)最低通航水位：（通航保證率）；（9） 設(shè)計(jì)洪水頻率：；（10） 橋梁最大縱坡：不大于主要材料。2.1.5 材料1. 混凝

40、土(1) 主橋 主梁：60號混凝土 橋墩：墩身50號混凝土 基礎(chǔ)：30號混凝土(2) 橋面鋪裝 橋面鋪裝表面層采用改性瀝青sma，下面層采用中粒式瀝青混凝土2. 鋼材(1) 預(yù)應(yīng)力鋼絞線應(yīng)用于主橋主梁縱向合攏鋼束，0號塊縱向鋼束，主梁及橫隔板橫向鋼束。預(yù)應(yīng)力鋼束采用j15.20ii級松弛鋼絞線束，公稱面積139m2，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度ryb=1860mp，彈性模量ey=1.95×105mp。(2) 精軋螺紋鋼筋 應(yīng)用于主橋主梁施工階段縱向預(yù)應(yīng)力，主梁豎向預(yù)應(yīng)力，精軋螺紋鋼筋直徑32mm，其抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度為ryb750mp，彈性模量ey=1.95×105mp。(3)普通鋼筋采用hrb33

41、5鋼筋。(4)錨具預(yù)應(yīng)力鋼絞線采用ovm或同類型的定型錨具，精軋螺紋鋼筋采用ygm32型精軋螺紋鋼筋錨具及連接器，橫向預(yù)應(yīng)力采用bm15-4型扁錨，預(yù)應(yīng)力孔道均采用金屬波紋管成孔。3. 其它材料（1）本橋擬采用抗震盆式橡膠支座。（2）伸縮縫伸縮裝置采用sg-200板式橡膠伸縮裝置。2.2 橋型方案比選及總體布置2.1.1 橋梁總體設(shè)計(jì)原則 橋梁設(shè)計(jì)必須遵照“實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、安全和美觀”的基本原則。即：橋梁首先必須實(shí)用，要有足夠的承載能力，能保證行車的暢通、舒適和安全；既滿足當(dāng)前的需要，又考慮今后的發(fā)展；在實(shí)用、經(jīng)濟(jì)和安全的前提下，盡可能使橋梁具有優(yōu)美的外形，比與周圍的環(huán)境相協(xié)調(diào)，既滿足美觀的要求。

42、2.1.1.1 可能的橋型方案及總體布置 在設(shè)計(jì)中，考慮采用斜拉橋、懸索橋和拱橋三橋型，但因南汊大橋采用斜拉橋的形式，如果北汊大橋采用斜拉橋、懸索橋橋型，則不能突出南汊大橋的雄偉；若采用拱橋，則拱橋?qū)Φ图壍某休d能力要求較高，因橋位處地質(zhì)條件好壞不均，地基難以承受拱橋傳來的較大的水平推力，同時以上三種橋型施工難度較大，故以予以舍棄。因此，北汊大橋初步選定采用梁式橋。 橋跨總體布置中，重點(diǎn)考慮下述因素：（1）兩岸均已建成長江南京河段達(dá)標(biāo)大堤，為堤防安全，應(yīng)避開大堤設(shè)墩，并留以足夠的安全距離，確保施工及運(yùn)營期大堤安全。（2）北汊航道航跡及其中心位置，盡可能使主橋中心與航道中心一致，并使主橋通航橋孔覆

43、蓋航跡范圍，主橋不少于兩個通航孔，從利于通航和美學(xué)考慮，布置了三孔通航孔。（3）盡量減少深水基礎(chǔ)，以縮短工期、節(jié)省投資。（4）主橋邊中跨比大小，既考慮結(jié)構(gòu)合理受力，也考慮方便施工?？紤]到一座大跨經(jīng)pc連續(xù)梁或連續(xù)剛構(gòu)在邊路近邊支點(diǎn)梁段裂縫的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，本橋主橋設(shè)計(jì)中，適當(dāng)減小了邊孔跨徑，降低邊、中跨徑比，以期盡量減小邊跨主拉應(yīng)力，避免裂縫產(chǎn)生，并有利于施工。（5）橋址下伏基巖埋深不大，巖面平整。（6）漫灘中引橋適當(dāng)采用稍大的跨徑，這一跨徑應(yīng)能跨越兩岸江堤，堤內(nèi)引橋則以經(jīng)濟(jì)跨徑布設(shè)。（8）按照軟土路基允許最大填土高度要求，橋頭路堤填土高控制在5m以內(nèi)2。綜合考慮上述諸因素，同時考慮到：邊跨過長會削

44、弱邊跨的剛度，增大活載在中跨跨中截面處的彎矩變化幅值，減少預(yù)應(yīng)力筋的數(shù)量，而邊跨過短，又會導(dǎo)致邊跨橋臺支座產(chǎn)生負(fù)反力，故在設(shè)計(jì)中，邊跨長度常取主跨長度的0.50.8倍（引于范立礎(chǔ)主編橋梁工程北京：人民交通出版社，2001.7 第78頁）。主橋擬定了和兩種跨徑組合的預(yù)應(yīng)力變截面連續(xù)箱梁和連續(xù)剛構(gòu)方案進(jìn)行了同深度的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。結(jié)果認(rèn)為，主孔165m的布孔方案已基本覆蓋了航跡范圍，滿足通航及防洪要求，且大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)整體性能良好，剛度大，變形小，行車舒適，斷面抗扭剛度大，抗震性能好，主墩剛度相對較大，抵抗航舶撞擊能力較強(qiáng)，全橋型線簡潔大方，施工難度不大，養(yǎng)護(hù)維修方便，造價適度，故北

45、汊主橋最終采用的五跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁方案。最終北汊大橋橋跨總體布設(shè)方案為：主橋 變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋；北引橋等截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋；南引橋等截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋；全橋長 2172m。主橋橋面標(biāo)高，按兩次邊孔在最高通航水位以上留有通航凈高18m考慮，橋面以主橋中心對稱設(shè)置2.957%的雙向縱坡，并設(shè)半徑16000m的凸型豎曲線，為改善大橋景觀，展示大橋結(jié)構(gòu)造型美感，在大橋南、北引橋分別設(shè)置了半徑為8000m和4136m的平曲線。2.1.1.2 伸縮縫計(jì)算伸縮縫計(jì)算公式為： (公式2-1-1)式中：位移量； 預(yù)應(yīng)力混凝土線膨脹系數(shù)，取0.00001； 溫度變化值； 構(gòu)件長度

46、。因橋梁的固定支左設(shè)于2號墩，故，橋梁左端伸縮縫寬度為：(m)橋梁右端伸縮縫寬度為：(m)2.3 結(jié)構(gòu)尺寸擬定大跨度pc連續(xù)梁橋上部構(gòu)造結(jié)構(gòu)自量占設(shè)計(jì)荷載的比重，隨著跨度的增加而增大，在保證結(jié)構(gòu)剛度的前提下，盡可能地減輕上部結(jié)構(gòu)自重、并獲得較大的截面有效承載力，是其斷面設(shè)計(jì)首先考慮的問題。為此，橋梁結(jié)構(gòu)橫斷面布置，將六車道橋梁布置成上、下行分離的大懸臂三向預(yù)應(yīng)力單箱單室斷面，用頂板的橫向預(yù)應(yīng)力和腹板內(nèi)豎向預(yù)應(yīng)力筋來解決頂板受力及主梁腹板抗剪問題，采用大噸位預(yù)應(yīng)力體系及其合理布設(shè)，避免因布束增加頂、底板面積和齒板構(gòu)造。這樣的三向預(yù)應(yīng)力單箱單室斷面，具有抗扭剛度大，截面效率高、動力性能良好等優(yōu)點(diǎn)，

47、并能有效地減輕上部構(gòu)造自重和減小下部結(jié)構(gòu)構(gòu)造尺寸，節(jié)省材料。橋梁寬度具體劃分：橋梁總寬度32m；按六車道高速公路特大橋設(shè)計(jì)，布置如下：（路肩）（機(jī)動車道）（中間帶，其中中央分隔帶寬度2.00m）（機(jī)動車道）（路肩）（根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（jtg d602004）第3.3.1條）超過60m跨徑的一般采用變截面梁較為經(jīng)濟(jì)。連續(xù)箱梁橋支點(diǎn)梁高約為跨徑的1/151/20，跨中截面梁高通常為1/301/50（根據(jù)張繼堯、王昌將主編懸臂澆筑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋第51頁）。根據(jù)上述經(jīng)驗(yàn)，主橋箱梁架高跟部采用8.8m，梁底按二次拋物線變化至跨中的 3.0m，分別為跨徑的1/18.75和1/55。箱梁根部底

48、板厚度一般為墩頂梁高的1/101/12，或按以下公式選定箱梁底板面積： (公式1-4-1)式中 箱梁底板混凝土面積； 箱梁根部底板厚度參數(shù)； 墩上梁高；橋面寬度；最大跨度?？缰械装搴穸纫话惆礃?gòu)造選定，配有預(yù)應(yīng)力筋時，底板最小厚度可去預(yù)應(yīng)力束管道的2.5倍，一般可取2025cm。頂板厚度與腹板間距關(guān)系見表1-4-1。表1-4-1 腹板間距與頂板厚度腹板間距（m）3.55.07.0頂板厚度（m）182028腹板厚度的選定，主要取決于布置預(yù)應(yīng)力筋和澆筑混凝土所需要的間隙等構(gòu)造要求，箱梁腹板厚度主要考慮以下因素：(1) 腹板主要承受豎向剪應(yīng)力和扭矩產(chǎn)生的剪應(yīng)力，根據(jù)剪應(yīng)力要求選擇腹板的最小厚度；(2)

49、 為了保證混凝土澆筑施工質(zhì)量，從構(gòu)造上要求，確定最小厚度。腹板厚的經(jīng)驗(yàn)公式為： 當(dāng)梁高低于6m時，(mm) (公式1-4-2) 當(dāng)梁高高于7m時，(mm) (公式1-4-3) 式中 d腹板厚度；h對應(yīng)的為梁高；f預(yù)應(yīng)力鋼筋直徑(mm) (3) 根據(jù)預(yù)應(yīng)力束的錨固構(gòu)造要求及局部應(yīng)力的分散要求，選擇腹板厚度最小尺寸： 當(dāng)腹板內(nèi)有預(yù)應(yīng)力筋時，可取2530cm； 當(dāng)腹板內(nèi)有豎向預(yù)應(yīng)力筋時，可取30cm； 當(dāng)預(yù)應(yīng)力筋錨固在腹板上時，可取3540cm。 腹板一般厚度為2060cm，在墩上或靠近橋墩的箱梁根部腹板需適當(dāng)加厚。腹板上設(shè)置通風(fēng)孔，以便縮小箱內(nèi)、外溫差。綜上考慮，最終選定：單幅箱梁頂寬15.42m

50、，設(shè)置向外2的橫坡，頂板兩側(cè)翼板懸臂長3.96m，頂板厚0.28m，底板寬7.5m，底板厚1.10.3m，腹板厚0.90.4m，邊跨端截面梁高3m，底板厚0.3m，腹板厚0.4m，其中9m為等截面，而后至梁根部梁底按二次拋物線變化。腹板上設(shè)通風(fēng)孔，以便縮小箱內(nèi)、外的溫差。箱梁內(nèi)的承托布置：箱梁頂部內(nèi)外部承托均設(shè)1:3的坡度，水平寬度為1.5m，懸臂跟部厚0.78m，頂板懸臂最外側(cè)厚0.2m，其間以直線連接，底部承托以1:1過渡，水平寬度0.5m。橋梁橫斷面布置如圖1-1-1圖1-1-1 橋梁橫斷面布置（單位：m）箱梁在墩頂0號塊設(shè)厚度為 0.8m的兩道橫隔板，其位置與主墩側(cè)壁對應(yīng)，以便懸臂澆筑

51、時，設(shè)置墩梁臨時固結(jié)構(gòu)造，在邊跨端部，箱梁設(shè)2.0m厚橫隔板，即作為一個末端的橫隔板，又作為后張法預(yù)應(yīng)力筋分散錨固在端部的構(gòu)造要求。pc箱梁采用掛籃懸臂澆筑施工，梁段劃分為：8m（0號塊），中跨、次邊跨合龍段長3.0m，邊跨合龍段長2.0m，邊跨支架現(xiàn)澆段長6.72m，梁段最大重量156t，掛籃重49t。縱斷面梁段劃分如圖1.1.2圖1-1-2 縱斷面梁段劃分2.4本章小結(jié)全橋的綜合設(shè)計(jì)采用連續(xù)梁橋，配合抗扭剛度大的箱梁，從橋梁的經(jīng)濟(jì)性，美學(xué)造型，結(jié)構(gòu)受力，施工養(yǎng)護(hù)方面看都是合理的。以下對總體設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行說明：主、邊跨跨徑比：165/1901.833，在國內(nèi)外連續(xù)梁橋的統(tǒng)計(jì)資料的1.252的比

52、值范圍內(nèi)；主梁跨中跨高比：165/3.055，與國內(nèi)外連續(xù)梁橋的統(tǒng)計(jì)資料的3050的比值相比，主梁高度略顯偏??；主梁根部跨高比：165/8.818.75，在國內(nèi)外連續(xù)梁橋的統(tǒng)計(jì)資料的1520的比值范圍內(nèi)。第三章 成橋內(nèi)力計(jì)算3.1 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的計(jì)算分析方法預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的計(jì)算分析一般都包括靜力計(jì)算分析和動力計(jì)算分析兩部分。它們大多是按平面桿系有限單元理論按彈性方法對連續(xù)梁內(nèi)力進(jìn)行分析計(jì)算的。因而，平面桿系有限元法是計(jì)算預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋內(nèi)力的基礎(chǔ)。3.1.1 基本理論和假定預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的結(jié)構(gòu)分析計(jì)算，采用桿系結(jié)構(gòu)有限元分析方法，使用程序計(jì)算時，首先應(yīng)建立一個與真實(shí)的結(jié)構(gòu)等價的計(jì)算模型。然后將結(jié)構(gòu)模型劃分為有限個桿件單元。按彈性方法對連續(xù)梁內(nèi)力進(jìn)行分析計(jì)算預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋時，采用如下以下假定：1. 把預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋視為平面結(jié)構(gòu)，分析理論基于微小變形理論；2. 不考慮橋梁部件受力后幾何尺寸改變所引起的內(nèi)力的重分配；3. 受力構(gòu)件始終處于彈性變形狀態(tài)，截面變形符合平截面假設(shè)；4. 箱梁頂板內(nèi)部的內(nèi)力分布狀態(tài)，不影響連續(xù)梁縱向內(nèi)力的分布；5. 車道數(shù)量影響梁縱向的受力，計(jì)算中應(yīng)依據(jù)車道數(shù)對梁內(nèi)的受力進(jìn)行相應(yīng)的折減；6. 因?yàn)榧魷?yīng)的存在，向梁頂板內(nèi)里分布不對稱，當(dāng)翼緣較寬時存在一個有效翼緣寬度，計(jì)算時應(yīng)加以考慮。3.1.2 主梁的計(jì)算分析方法主梁的