10m空心板梁橋

1、第一章 設(shè)計(jì)原始資料1.1、工程概況1.1.1工程概況：南方某平原區(qū)河流，橋位河段的水面比降0.7，m=35, 經(jīng)實(shí)地調(diào)查波浪推進(jìn)長(zhǎng)度D=3Km，h縱=0.95m，風(fēng)速15/s。該地區(qū)汛期一般為七、八級(jí)風(fēng)，風(fēng)壓為550pa。無(wú)漂流物及通航要求, 該地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)凍深為0.6m,地面以下均為中砂，d95=0.72mm，汛期含沙率為7kg/m31.1.2 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：公路等級(jí)：公路-I級(jí)設(shè)計(jì)速度：80km/h洪水頻率：1/50斜交角度：150橋梁寬度：凈寬11.50+2×0.5m1.1.3地質(zhì)條件土層名層厚0tp容重雜粘土2.36022019圓砂1.013050019全分化粉砂巖0.423083

2、019強(qiáng)分化粉砂巖2.030095019中分化粉砂巖6.3400170019構(gòu)思宗旨（1）符合交通發(fā)展規(guī)劃，滿足交通功能需要；（2）橋梁結(jié)構(gòu)造型簡(jiǎn)潔，輕巧，反映新科技成就，體現(xiàn)人民智慧；（3）設(shè)計(jì)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(jí)和周邊環(huán)境相宜；（5）學(xué)習(xí)等截面梁橋的設(shè)計(jì)過(guò)程；（6）學(xué)習(xí)橋梁設(shè)計(jì)軟件。1.1.5 材料（1） 混凝土：C30 混凝土抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值ck=20.1MPa，抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值cd=13.8MPa，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn). 值tk=2.01MPa，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值10 MPa´td=1.39MPa，彈性模量Ec=3.0（2） 鋼筋：采

3、用HRB335，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，鋼筋的彈性模量。1.2水文計(jì)算1.2.1設(shè)計(jì)原始資料（1）橋面平面圖（2）橋位地質(zhì)縱剖面圖（3）南方某平原區(qū)河流，橋位河段的水面比降0.7，m=35（4） 地面以下均為中砂，d95=0.72mm，汛期含沙率為7kg/m3 （5） 經(jīng)實(shí)地調(diào)查波浪推進(jìn)長(zhǎng)度D=3Km，h縱=0.95m，風(fēng)速15/s。（6） 該地區(qū)汛期一般為七、八級(jí)風(fēng)，風(fēng)壓為550pa。 (7) 無(wú)漂流物及通航要求，同時(shí)也不考慮抗震等。 (8) 洪雨季節(jié)一般為六、七、八、九、十月。 (9) 設(shè)計(jì)流量為57m3/s，設(shè)計(jì)水位為1693.58m，設(shè)計(jì)流速為1.23m/s。 (10）該地區(qū)標(biāo)

4、準(zhǔn)凍深為0.6m1.2.2河段類型判斷 該河段位于平原與山區(qū)的過(guò)渡地帶，河床地質(zhì)條件較好，河岸比較齊整，其河床多為礫石，沖淤變化不大，主槽寬淺，極少擺動(dòng)，平面順直，綜合判斷為山前區(qū)穩(wěn)定性河段。1.2.3水文計(jì)算B(橋長(zhǎng)）=10m。 橋?qū)?2.50m， 河寬7.93m， 水深2mQ=V*A A=7.93*2=15.86 濕周X=12， R=A/X=15.86/12=1.32由曼寧公式得 C=41.89m/s由謝才公式得=1.18m/sQ=VA=7.93*1.18=9.36/s1.2.4擬定橋長(zhǎng)該河屬于穩(wěn)定性寬灘性河段，查規(guī)范橋涵水文與水力學(xué)采用12-9式計(jì)算其中Bc=7.93 1.9代入上式=1

5、.09 7.28m故橋梁方案按10m左右布孔為宜。1.2.5沖刷計(jì)算1）一般沖刷非粘性土質(zhì)，全部按河槽計(jì)算，根據(jù)公路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范中式641修正式，式中：造床流量下河槽寬度（m）=20m造床流量下的河槽平均水深（m）=0.95m； 河槽泥砂平均粒徑（mm）=0.72mm；E 2知E=0.66 =1.16 Hcm=3m其余數(shù)據(jù)與上同，代入上式，=10.06m橋下最低沖刷線高程=1693.58-10.06=1683.52m1.2.6計(jì)算橋面標(biāo)高（1）雍水高度Fr=（1.182/9.8×1.9）=0.0741 即設(shè)計(jì)流量通過(guò)時(shí)為緩流v0= vc=vs=1.18m/s橋孔側(cè)收縮系數(shù)e=

6、1-0.375=1-0.375=0.96橋墩阻水引起過(guò)水?dāng)嗝嬲蹨p系數(shù)r=0.13沖刷系數(shù)p=1.2沖刷前橋下含橋墩在內(nèi)的毛計(jì)算過(guò)水?dāng)嗝婷娣eA =11.02凈水面積A=(1-r)=(1-0.13)11.02=9.587 m水流阻力系數(shù)=×(+V)=×(+1.18)=1.213m/sZ=0.05×(1.213-1.18)=0.004 m因?yàn)樵摵訛樯絽^(qū)與半山區(qū)河流所以橋下雍水高度= Z =0.004m（2）波浪高度由經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行波浪高度的計(jì)算：式中:計(jì)算波浪高度； 平均水深 （m）；=1.9m D計(jì)算浪程 （m）；D=3000m g重力加速度（m/s2）g=9.80m/

7、s2 風(fēng)速（m/s）;=15m/s KD有效浪程系數(shù)查水力學(xué)及橋涵水文表128由于0.946,用內(nèi)插入法可得=1.00(注：)計(jì)算橋面標(biāo)高時(shí)通常代計(jì)入將數(shù)據(jù)代入上式，可得最終波浪高度=0.533m=+=0.004+0.533=0.359m（3） 橋面最低標(biāo)高本河段流水現(xiàn)象不嚴(yán)重，亦無(wú)流木和較大漂浮物，無(wú)通航和抗震要求，其他引起水位升高的因素均可略去不計(jì)。故：設(shè)計(jì)水位考慮雍水，浪高，波浪雍高，河灣超高，水拱，局部股流雍高（水拱與局部股流雍高只取其大者），床面淤高，漂浮物高度等諸因素的總和；（m）橋下凈空安全值，取為0.5m橋梁上部建筑物高度，包括橋面鋪裝高度，此處取為2m=1693.58+0.3

8、59+0.5+2=1696.439m因?yàn)槁访鏄?biāo)高為1696.439m 所以=1696.439m第二章 橋梁初步設(shè)計(jì)的基本程序2.1橋梁結(jié)構(gòu)的總體布置和初步方案擬定立面布置 （一）孔徑的擬定 橋梁孔徑的擬定主要根據(jù)泄洪的要求。在公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(JTGB01-2003)表中規(guī)定了不同等級(jí)公路的設(shè)計(jì)洪水頻率，如高速公路、一級(jí)公路上的大、中、小橋和涵洞的設(shè)計(jì)洪水頻率均規(guī)定為1/100：二級(jí)公路上的大、中橋規(guī)定為1/100，小橋和涵洞為l/50；三級(jí)公路上的大、中橋規(guī)定為1/50；四級(jí)公路的小橋規(guī)定為1/25等。在橋位附近的水文站可以調(diào)查得到相應(yīng)這些設(shè)計(jì)頻率的流量和水位，然后在已知橋位的河床斷面上可求

9、出橋下順利宣泄設(shè)計(jì)洪水所需的最小過(guò)水面積，從而確定橋臺(tái)的臺(tái)口位置。在有的情況下可將橋臺(tái)位置適當(dāng)往河心方向推，以縮短橋長(zhǎng)，節(jié)省造價(jià)。如寬灘河流、深基礎(chǔ)橋梁等。應(yīng)該注意的是總跨徑的縮短會(huì)引起過(guò)水面積減小，流速加大，從而導(dǎo)致沖刷加大以及橋前壅水高度的加大。在確定基礎(chǔ)埋置深度及周圍建筑、農(nóng)田的安全時(shí)應(yīng)考慮這一因素。 （二）跨徑的擬定 在求得總的孔徑后，還需進(jìn)一步進(jìn)行分孔布置，即確定是一跨還是多跨過(guò)河(路線)，如果是多跨布置，即是確定橋墩的位置。對(duì)于跨河橋梁，分孔的主要依據(jù)是通航要求，地形和地質(zhì)條件、水文狀況、技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件和美觀的要求。 橋梁的分孔和造價(jià)有很大的關(guān)系，跨徑和孔數(shù)不同時(shí)，上部結(jié)構(gòu)和墩臺(tái)的總

10、造價(jià)是不同的?？鐝皆酱?，孔數(shù)越少，上部結(jié)構(gòu)的造價(jià)就越大，而墩臺(tái)的造價(jià)就越小。反之，墩臺(tái)的造價(jià)可能較上部結(jié)構(gòu)的大。另外，當(dāng)遇到水深較深或河床地質(zhì)不良等的河流，其基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和施工均較復(fù)雜，造價(jià)就高，跨徑宜選得大一些；反之，對(duì)于寬淺河床，水深不大(如北方的季節(jié)性河流)，而且河床地質(zhì)較均勻的河流，橋墩和基礎(chǔ)的造價(jià)就低，跨徑就可以選得小一些。一般認(rèn)為最經(jīng)濟(jì)的造價(jià)就是要使上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)的總造價(jià)最低。 對(duì)于通航河流，則首先應(yīng)滿足通航要求。將通航孔布置在主航道位置，其余的橋孔跨徑則選用經(jīng)濟(jì)跨徑，但對(duì)于變遷性河流，考慮航道可能發(fā)生變化，則需多設(shè)幾個(gè)通航孔。 從結(jié)構(gòu)受力合理和用材經(jīng)濟(jì)出發(fā)，連續(xù)體系的分跨布置要

11、考慮合理的跨徑比例，如邊跨與中跨的比例。采用的施工方法和跨徑布置也有密切的關(guān)系，如同樣是預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋，采用支架施工和采用懸臂施工其邊跨與中跨的比例就不相同。采用支架施工的，邊跨長(zhǎng)度可取中跨的0.8倍左右是經(jīng)濟(jì)合理的；采用懸臂施工法，考慮到一部分邊跨采用懸臂施工外，剩余的邊跨部分還需另搭腳手架施工。為使腳手架長(zhǎng)度最短，則邊跨長(zhǎng)度取中跨長(zhǎng)度的0.65倍為宜。 三跨帶掛孔的單懸臂梁橋，邊孔也稱錨固孔，在自重和荷載作用下錨孔產(chǎn)生的彎矩對(duì)中孔有卸載作用，它的跨長(zhǎng)一般為中孔的0.60.8倍。錨孔太短會(huì)使靠近橋臺(tái)的梁端產(chǎn)生負(fù)反力。中孔的掛梁長(zhǎng)度約為中孔的0.30.4倍。鋼筋混凝土懸臂梁橋因承受負(fù)彎矩

12、時(shí)頂面受拉有裂縫之患，一般不宜將懸臂做得過(guò)長(zhǎng)，約在0.150.3倍中孔跨徑。 單孔雙懸臂梁，當(dāng)主梁采用T梁截面時(shí)，懸臂長(zhǎng)度一般為中孔長(zhǎng)的0.30.4倍。采用箱形截面的鋼筋混凝土雙懸臂梁橋，為使跨中的最大和最小彎矩的絕對(duì)值大致相等，充分發(fā)揮跨中部分底板的受壓作用，懸臂長(zhǎng)度甚至可達(dá)中跨長(zhǎng)度的0.40.6倍。懸臂過(guò)長(zhǎng)時(shí)活載撓度將增大。 對(duì)于有推力體系，如拱橋，在多跨布置時(shí)為避免橋墩承受單向推力，盡量采用等跨布置。 橋墩位置的選擇還應(yīng)取決于墩位處的河床地質(zhì)條件，應(yīng)置于穩(wěn)定可靠的地基上，避免設(shè)在巖石破碎帶或斷層等不良地質(zhì)地基上。 跨徑的選擇還與施工能力有關(guān)，有時(shí)選用較大的跨徑雖然在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上是合理的，

13、但由于缺乏足夠的施工技術(shù)能力和機(jī)械設(shè)備，也不得不放棄而改用較小跨徑。橋梁分孔是個(gè)非常復(fù)雜的問(wèn)題，各種各樣的條件和要求往往互相發(fā)生矛盾。例如：跨徑l00m以下的公路橋，為了盡可能符合標(biāo)準(zhǔn)跨徑，不得不放棄采用按經(jīng)濟(jì)要求確定的孔徑：從備戰(zhàn)要求出發(fā)，等跨布置是最佳選擇，以便搶修和互換；但有時(shí)因工期很緊，為減少水下工程，需要減少橋墩加大跨徑。（三）橋面標(biāo)高的確定 橋面標(biāo)高或在路線縱斷面設(shè)計(jì)中已定，或根據(jù)設(shè)計(jì)洪水位、橋下通航需要的凈空來(lái)確定。 對(duì)于非通航河流，梁底一般應(yīng)高出設(shè)計(jì)洪水位(包括壅水和浪高)不小于0.5m，高出最高流冰水位0.75m：支座底面高出設(shè)計(jì)洪水位不小于0.25m，高出最高流冰水位0.5

14、0m。 對(duì)于無(wú)鉸拱橋，拱腳允許被設(shè)計(jì)洪水位淹沒(méi)，但一般不超過(guò)拱圈矢高的23，拱頂?shù)酌嬷猎O(shè)計(jì)洪水位的凈高不小于1.0m。對(duì)于有漂流物和流冰阻塞以及易淤積的河床，橋下凈空應(yīng)分情況適當(dāng)加高。 在通航及通行木筏的河流上，橋跨結(jié)構(gòu)之下，自設(shè)計(jì)通航水位算起，應(yīng)能滿足通航凈空的要求。 當(dāng)允許建筑高度富裕時(shí)，可考慮上、中、下承式的各種橋型；如建筑高度限制很嚴(yán)，多半要采用下承式或超靜定體系。（四）基礎(chǔ)底面標(biāo)高的確定 基礎(chǔ)底面標(biāo)高主要取決于地基的地質(zhì)條件和河流的沖刷深度。 1地基的地質(zhì)條件 (1)巖石地基。當(dāng)覆蓋土層較薄(包括風(fēng)化層)時(shí)，通常將基礎(chǔ)直接修建在清除風(fēng)化層后的巖面上；當(dāng)風(fēng)化層很厚時(shí)，埋深應(yīng)按風(fēng)化層的風(fēng)

15、化程度、沖刷程度及相應(yīng)的允許承載力來(lái)確定；當(dāng)巖層表面斜傾時(shí)，應(yīng)避免將同一基礎(chǔ)的一部分置于巖層，另一部分置于非巖層上，以防止結(jié)構(gòu)物由于不均勻沉降而傾斜或破裂。對(duì)于大橋的基礎(chǔ)，當(dāng)沖刷較嚴(yán)重時(shí)，除應(yīng)清除風(fēng)化層外，尚應(yīng)視基巖強(qiáng)度將基礎(chǔ)嵌入一定深度或采用其他錨固措施，使基礎(chǔ)與基巖連成整體。 (2)非巖石地基。對(duì)均質(zhì)土層，基礎(chǔ)埋深可按荷載大小和地基土的承載力來(lái)確定，當(dāng)多層交錯(cuò)時(shí)，為避免不均勻沉降，各基礎(chǔ)應(yīng)放在相同的持力層上。 2河流沖刷深度 (1)小橋涵基礎(chǔ)。無(wú)沖刷時(shí)，基礎(chǔ)埋深應(yīng)在地面或河床底以下(巖石地基除外)至少1m；有沖刷時(shí)埋深應(yīng)在局部沖刷線以下不少于lm；如河床上有鋪砌層時(shí)，埋深宜在鋪砌層頂面以下

16、至少1m。 (2)大、中橋基礎(chǔ)。有沖刷時(shí)，其埋深應(yīng)按公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ024-85)中表選用。（五）橋面縱坡的確定橋面設(shè)置縱坡首先有利于排水，同時(shí)，在平原地區(qū)，還可以在滿足橋下通航凈空要求的前提下降低墩臺(tái)標(biāo)高，減少橋頭引道土方量，從而節(jié)省工程費(fèi)用。橋面的縱坡，一般都做成雙向縱坡，在橋中心設(shè)置豎曲線，縱坡一般不超過(guò)3為宜。橋梁當(dāng)受到兩岸地形限制時(shí)，允許修建坡橋，但大、中橋和城市橋梁橋面縱坡不宜大于4，位于市鎮(zhèn)混合交通繁忙處橋面縱坡不得大于3。橫截面布置橫截面設(shè)計(jì)主要包括橋面布置和上部承重結(jié)構(gòu)(如梁式橋中的主梁，拱橋中的主拱圈)的橫截面設(shè)計(jì)。（一）橋面布置 橋面的寬度取決于橋上交通

17、的需要，在公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(JTGB01-2003)表-1中，給出了不同公路等級(jí)的行車道凈寬標(biāo)準(zhǔn)，一般在畢業(yè)設(shè)計(jì)資料里作為設(shè)計(jì)要求已經(jīng)給出。 在可能條件下，在高速公路、一級(jí)公路上，一般以建上、下行兩座獨(dú)立橋梁為宜。城市交通的公路橋橋面寬度應(yīng)考慮到城市交通工程規(guī)劃要求予以適當(dāng)加寬。 橋上人行道與行車道的設(shè)置，應(yīng)根據(jù)需要而定，并與前后線路布置配合。自行車道與行車道之間，必要時(shí)應(yīng)設(shè)適當(dāng)?shù)姆指粼O(shè)施。(二)橫截面設(shè)計(jì) 1設(shè)計(jì)原則 橋跨結(jié)構(gòu)橫截面采用什么形式主要與結(jié)構(gòu)體系、跨長(zhǎng)、荷載等級(jí)、施工方法等因素有關(guān)。在某些特定條件下，如城市橋梁，還要滿足美觀要求。 (1)結(jié)構(gòu)體系。不同的體系，其受力特點(diǎn)也各不相同

18、。如梁式橋的主梁是以它的抗彎能力承受荷載的，同時(shí)也要保證它的抗剪(或主拉應(yīng)力)。因此對(duì)梁式橋截面的基本要求是用最經(jīng)濟(jì)的面積提供最大的抗彎慣矩；即用最小的自重提供最大的承載能力。對(duì)于簡(jiǎn)支體系，它只產(chǎn)生單向正彎矩，在鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁中，受拉區(qū)主要是鋼筋和預(yù)應(yīng)力筋起作用，因此混凝土面積可以減小到只需符合規(guī)范的構(gòu)造要求，對(duì)鋼筋和預(yù)應(yīng)力筋能起保護(hù)作用即可，但受壓區(qū)應(yīng)保證有足夠的承壓面積；所以簡(jiǎn)支體系一般跨徑在30m以上的大多做成T-梁，30m以下的為施工方便，大多采用板式截面。10m左右的小橋可采用整體澆筑的鋼筋混凝土實(shí)體板式截面。在連續(xù)體系和懸臂體系中，由于有正負(fù)彎矩區(qū)，因此選擇截面時(shí)要

19、考慮這一因素。跨度不大的鋼筋混凝土連續(xù)或懸臂梁橋，如采用T型截面，則應(yīng)對(duì)支點(diǎn)附近截面的腹板加寬，或局部增加底板，以提高截面抗壓和抗剪能力。當(dāng)跨徑超過(guò)5060m時(shí)，可做成預(yù)應(yīng)力橋，截面可采用箱形。這樣不僅保證了正負(fù)彎矩區(qū)的受力，也保證了施工階段的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。拱橋的主拱圈是以受壓為主的壓彎構(gòu)件，其截面不僅要能夠提供抗彎慣矩，而且應(yīng)提供足夠的承壓面積。除采用滿堂支架施工的拱橋外，在體系轉(zhuǎn)換的各施工階段截面要承受較大彎矩，這些彎矩對(duì)拱圈截面的設(shè)計(jì)往往起控制作用。但一旦拱圈合攏，推力起作用后，截面上會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的軸力，對(duì)改善截面的受力是很有利的。 (2)跨長(zhǎng)因素?？缍刃〉臉蛄?520m)，其截面設(shè)計(jì)主要

20、考慮要形狀簡(jiǎn)單，施工方便，因此板式截面用得較多。但隨著跨長(zhǎng)的增大，自重內(nèi)力所占的比重迅速加大，因此希望截面的尺寸盡量小，材料盡量采用輕質(zhì)高強(qiáng)。但跨長(zhǎng)越大要求截面的抗力也越大，這是一對(duì)矛盾。中等跨度的橋梁(2040m)，采用肋式截面的較多，如T型，I型，冒型等，大跨度橋梁一般都采用箱形截面。近年來(lái)，在中等跨度以上的拱橋設(shè)計(jì)中采用鋼管混凝土截面的也不少，其截面形狀有圓形的，橢圓形的，啞鈴形的，還有把鋼管做成勁性骨架，外包混凝土的等。由于鋼管混凝土施工方便，受力合理，因此得到迅速推廣。(3)施工因素。橋梁的施工方法很多，有整孔安裝、支架施工、纜索吊裝、頂推法、勁性骨架施工、懸臂施工等。不同的施工方法

21、，截面的受力也不同，因此設(shè)計(jì)的要求也不相同。如整孔安裝和支架施工，沒(méi)有復(fù)雜的體系轉(zhuǎn)換，基本上是一次落架的受力狀態(tài)，而且采用這些施工方法的橋梁，一般跨度不大，因此大多采用經(jīng)濟(jì)，施工方便的板式截面。中等跨度以上的梁式橋絕大多數(shù)設(shè)計(jì)成連續(xù)體系或懸臂體系，采用懸臂施工方法。為保證施工中的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，橫截面基本采用箱梁。在頂推施工中，每個(gè)截面都要經(jīng)受正負(fù)彎矩的作用，箱形截面也是它的首選方案。在拱橋施工中，無(wú)支架和少支架施工方法采用較多，首先要將拱圈合攏，然后再施工拱上建筑和橋面系。因此采用肋式截面、箱形截面和鋼管混凝土組成的各種形狀的截面的較多，便于吊裝合攏。當(dāng)采用勁性骨架施工時(shí)，由鋼管和外包混凝土組

22、成的箱形截面無(wú)疑是一種優(yōu)選方案。 2截面形式 梁式橋的橫截面有板式，肋式和箱式等幾種形式。拱橋的橫截面形式可視上承式、中承式和下承式選用，上承式拱橋主要采用板式，肋式和箱式截面，中等跨度以上的拱橋一般采用無(wú)支架、少支架施工方法施工。為便于吊裝，合攏，采用鋼筋混凝土肋拱和箱形拱的較多。中承式和下承式拱橋則采用矩形，I字形，箱形等肋式截面。近年來(lái)鋼管混凝土在拱橋中的使用也越來(lái)越普遍，其截面形式有圓形，橢圓形，啞鈴形。 平面設(shè)計(jì)大、中橋梁的線型，一般為直線，當(dāng)橋面受到兩岸地形限制時(shí)，允許修建曲線橋。也允許修建斜橋，其斜度一般不大于45°，通航河流上不宜大于5°橋墩沿水流方向的軸線

23、與通航水位的主流方向交角)。小橋涵的線型及其與公路的銜接，可按路線的要求布置。初擬方案根據(jù)以上的布置和設(shè)計(jì)原則可以根據(jù)自己的設(shè)計(jì)條件著手方案的初擬工作。初擬方案時(shí)，思路要寬，只要滿足孔徑要求，暫不管經(jīng)濟(jì)、美觀與否，都先提出來(lái)，但結(jié)構(gòu)體系和地質(zhì)地形條件要相符。如地質(zhì)條件差時(shí)不宜采用拱式體系和超靜定體系，以免產(chǎn)生過(guò)大的附加力，如要做拱式體系，可設(shè)計(jì)成無(wú)推力的梁、拱組合體系，在寬淺河床上采用多跨梁式平橋是經(jīng)濟(jì)、合理的，在跨越深谷，或水深較深，地質(zhì)條件較好的橋位，采用拱式體系既能與周圍環(huán)境很好協(xié)調(diào)，又可達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理的要求等。在此階段一般要求提出45個(gè)方案。 初擬方案不要求嚴(yán)格按比例尺畫，即在跨度、建筑

24、高度、矢跨比等方面大體上按照比例即可。為了便于比較，每個(gè)圖式都要徒手畫在同樣大小的橋址橫斷面上。為此，可用厘米紙，先畫一個(gè)橋址斷面圖，然后復(fù)以透明紙隨手勾出草圖方案即可。如系跨河橋，則要在河床斷面圖上畫出常水位、設(shè)計(jì)洪水位、通航水位與線路設(shè)計(jì)標(biāo)高；如系跨線橋，則應(yīng)畫出橋下凈空的范圍。考慮方案時(shí)，通常先考慮主孔要求，再考慮邊孔或引橋。橋長(zhǎng)不大時(shí)，往往不將正橋和引橋分別考慮，而是統(tǒng)籌全長(zhǎng)來(lái)設(shè)計(jì)。2.2 橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案比選初擬方案完成后，通過(guò)初步分析，將其中明顯競(jìng)爭(zhēng)性不大的體系刪去，提出23個(gè)個(gè)有特色的體系作進(jìn)一步分析評(píng)比，這23個(gè)比選方案應(yīng)力求受力合理，施工可行。然后按以下比選標(biāo)準(zhǔn)選出最佳推薦方

25、案。比選標(biāo)準(zhǔn)主要依據(jù)安全、功能、經(jīng)濟(jì)與美觀。其中以安全與經(jīng)濟(jì)為重。至于橋梁美觀，要視經(jīng)濟(jì)與環(huán)境條件而定。（一）安全 安全標(biāo)準(zhǔn)可從行車安全、通航安全、基礎(chǔ)地質(zhì)條件的安全與施工安全等幾方面考慮。行車安全主要通過(guò)橋面設(shè)施的布置來(lái)實(shí)現(xiàn)。如根據(jù)公路等級(jí)和車流具體情況決定是否需設(shè)置中央分隔帶、分車帶或護(hù)欄以保證行車安全。通航安全雖然有通航凈空保證，但應(yīng)注意是否有拖船組成的船隊(duì)通過(guò)，另外橋下水流方向是否與橋梁垂直，如遇到這些情況均應(yīng)適當(dāng)加大橋梁跨徑?；A(chǔ)的安全一方面應(yīng)該滿足規(guī)范中規(guī)定的基礎(chǔ)埋深與河流的沖刷深度和冰凍深度的關(guān)系，另一方面應(yīng)檢查基礎(chǔ)附近是否有裂縫、斷層、溶洞等不良地質(zhì)現(xiàn)象存在，由此檢查橋梁分孔是

26、否合理。施工期間結(jié)構(gòu)的安全也是應(yīng)考慮的重要因素，如果設(shè)計(jì)要求編制施工組織計(jì)劃，則要注意洪水和颶風(fēng)對(duì)橋梁施工的不利影響，一般要求在洪水來(lái)臨之前橋墩的施工面要超出設(shè)計(jì)洪水位。（二）功能 橋梁的功能無(wú)非是兩方面：一是跨越障礙(河流、山谷或線路)，二是承受荷載。在具備這兩種功能的23個(gè)比選方案中，應(yīng)選擇傳力路線直接、簡(jiǎn)捷的結(jié)構(gòu)形式，以保證結(jié)構(gòu)受力的合理性。此外，還應(yīng)考慮非正常運(yùn)營(yíng)條件下(如地震、風(fēng)載)能保證結(jié)構(gòu)功能的實(shí)施。如在地震區(qū)修建橋梁要考慮抗震性能好的橋型。梁式體系比拱式體系好，無(wú)鉸拱比有鉸拱好，整體式的比組合式的好，擴(kuò)大基礎(chǔ)比樁基礎(chǔ)好，低樁比高樁好等。同時(shí)方案中需要考慮軍事或自然因素破壞后的修

27、復(fù)難易。軍事?lián)屝揸P(guān)系戰(zhàn)爭(zhēng)勝負(fù)，自然災(zāi)害修復(fù)關(guān)系人民的生命財(cái)產(chǎn)。一般來(lái)說(shuō)，梁式體系較拱式體系容易修復(fù)。從這一意義上講，小跨能滿足功能要求的就不做大跨；能用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)或通用設(shè)計(jì)的宜優(yōu)先考慮。（三）經(jīng)濟(jì) 評(píng)價(jià)一座橋的經(jīng)濟(jì)性可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行：造價(jià)、工期及養(yǎng)護(hù)維修。 1. 造價(jià) 它包括材料費(fèi)、人工費(fèi)、機(jī)具設(shè)備費(fèi)。 材料費(fèi)的估價(jià)由于目前缺乏經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的資料，而且各地區(qū)計(jì)算方法又不一致，暫按材料用量來(lái)衡量。估算材料用量的方法有： 1) 采用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)與通用設(shè)計(jì)時(shí)，可按所附材料表查用。 2) 參考同類體系、同荷載標(biāo)準(zhǔn)、相近跨度的已建橋梁的工程數(shù)量。如每平方米的材料用量等。可參考有關(guān)橋梁設(shè)計(jì)總結(jié)資料求得；如缺乏這

28、類統(tǒng)計(jì)數(shù)字時(shí)，可參考結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙的主要尺寸進(jìn)行估算。 3) 根據(jù)教材或參考書中提出的構(gòu)造尺寸以及經(jīng)驗(yàn)尺寸，定出總體設(shè)計(jì)的輪廓尺寸，然后對(duì)主要結(jié)構(gòu)的少數(shù)控制截面進(jìn)行粗略的驗(yàn)算。驗(yàn)算時(shí)可僅按主力組合進(jìn)行。 在材料用量比較中，主要考慮鋼材、混凝土(水泥)、木材的用量。按照我國(guó)目前情況，需多注意節(jié)約鋼材與木材，當(dāng)設(shè)計(jì)有特殊要求或?yàn)榱藵M足教學(xué)要求時(shí)，也允許采用鋼橋。每個(gè)方案都要求給出材料指標(biāo)，即每平方米橋面上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)的混凝土，高強(qiáng)鋼絲(鋼絞線)和普通鋼筋的用量，以作經(jīng)濟(jì)比較。 (2)人工費(fèi)和機(jī)具設(shè)備費(fèi)的標(biāo)準(zhǔn)各地區(qū)有很大差別，可根據(jù)概預(yù)算定額標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行估算。 2. 工期 一座橋梁建設(shè)工期的長(zhǎng)短與造價(jià)

29、有很大的關(guān)系，橋梁作為線路的一部分，應(yīng)該要求做到“線路修到那里，橋也通到那里”，以保證機(jī)具、材料、人員的輸送，而且線路早日交付運(yùn)營(yíng)，可以使國(guó)民經(jīng)濟(jì)早一天獲益，否則損失就很難估算。影響工期的因素很多，在建橋資金有保障的前提下，有基礎(chǔ)工程量的大小、結(jié)構(gòu)形式、施工方法等。尤其是基礎(chǔ)工程，因此，在地質(zhì)條件復(fù)雜，河水較深的橋位可適當(dāng)加大跨徑，以減少基礎(chǔ)施工的難度。另外，選擇的橋型可優(yōu)先考慮工廠化，預(yù)制裝配程度高的；上下部結(jié)構(gòu)可平行施工的方案。 上、下部結(jié)構(gòu)類型多的橋梁，要求特種機(jī)具設(shè)備的或新體系的工期也長(zhǎng)；非就地取材的橋型，不僅造價(jià)高，而且工期長(zhǎng)；采用腳手架施工的工期長(zhǎng)，而且有水毀之虞，都需一一加以考慮

30、。 3. 養(yǎng)護(hù)與維修 在橋梁規(guī)定使用期限內(nèi)經(jīng)常維修費(fèi)用的多少需要考慮，混凝土橋的養(yǎng)護(hù)和維修費(fèi)用比鋼橋要低得多，當(dāng)遭受軍事或自然因素破壞后的修復(fù)，梁式橋比拱橋方便。 （四）美觀 我國(guó)基本建設(shè)是遵循安全、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀和有利環(huán)保的原則。因?yàn)橐蛔鶚蛄和且粋€(gè)城市的標(biāo)志，一個(gè)城市的驕傲。國(guó)外橋梁設(shè)計(jì)現(xiàn)已對(duì)美觀提到重要的地位，認(rèn)為是反映人類文化成就的組成部分，并給人以精神上的陶冶和享受。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)的造型與當(dāng)?shù)氐匦?、景物的協(xié)調(diào)，橋梁輪廓尺寸應(yīng)比例勻稱，各部結(jié)構(gòu)要協(xié)調(diào)平衡，如梁式橋應(yīng)避免頭重腳輕的肥梁瘦柱外形：桁架橋要求腹桿方向變化少、避免重復(fù)交叉；拱橋拱上建筑的跨中高度與墩臺(tái)上的高度比例不能相差

31、懸殊；中承式拱應(yīng)注意橋面上下部分的比例協(xié)調(diào)，黃金分割是建筑中常用的確定比例的規(guī)則；風(fēng)景區(qū)跨谷橋的橋墩，由中孔至兩側(cè)邊孔的距離以遞減收小較為美觀；跨線立交橋，主梁或上部結(jié)構(gòu)與橋墩以纖細(xì)為美，切忌橋臺(tái)側(cè)墻長(zhǎng)大，既耗費(fèi)圬工，有礙觀瞻，又妨礙視線，影響車速，這在高速公路中更顯得必要；橋墩外形亦可作多種變化；風(fēng)景區(qū)的橋梁外表，必要時(shí)也可著色美化。 除了以上四方面主要的比選標(biāo)準(zhǔn)，施工設(shè)備和施工能力也是必需考慮的一個(gè)方面。每一個(gè)比選方案都應(yīng)初步考慮采用什么施工方法，根據(jù)所給的施工設(shè)備和現(xiàn)場(chǎng)條件制訂施工方案。從經(jīng)濟(jì)、工期等方面比較各個(gè)方案的可選性。以上各點(diǎn)僅提供了評(píng)比方案應(yīng)該考慮的主要方面，供啟發(fā)思考。必需注

32、意，以上各點(diǎn)既有聯(lián)系，也有矛盾，而且各方案本身具有自己的特點(diǎn)。方案的選定關(guān)系到造價(jià)的高低、工期快慢與施工質(zhì)量，是橋梁設(shè)計(jì)中的重要階段。在此，只能根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書提供的資料，抓住主要矛盾，進(jìn)行分析評(píng)比，提出自己的評(píng)比結(jié)論，征得指導(dǎo)教師同意后，提出推薦方案，進(jìn)入結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。應(yīng)該指出的是，學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)階段主要是學(xué)習(xí)，而且時(shí)間和個(gè)人的能力有限，因此最后所選的推薦方案不宜選擇結(jié)構(gòu)復(fù)雜或跨徑太大的橋型。2.3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、方法和步驟結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)包括上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩大部分。上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有：截面尺寸的擬定，內(nèi)力計(jì)算(包括恒載內(nèi)力、活載內(nèi)力和附加內(nèi)力的計(jì)算，內(nèi)力組合。內(nèi)力包絡(luò)圖的繪制)，

33、配筋設(shè)計(jì)，施工階段和使用階段的應(yīng)力驗(yàn)算，最終承載能力極限狀態(tài)強(qiáng)度驗(yàn)算，剛度驗(yàn)算，有的橋型如拱橋的主拱圈，斜拉橋的主塔等還需進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算。下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有：橋墩、橋臺(tái)及其基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)計(jì)算。最后是結(jié)構(gòu)總體施工方案說(shuō)明。 上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（一）截面尺寸的擬定 在方案階段只是初步選定了截面的形式和輪廓尺寸(如梁高，翼緣寬度等)，其余的細(xì)部尺寸(如箱梁的頂板厚度、底板厚度、腹板厚度、加腋尺寸等)尚未最后決定。細(xì)部尺寸的確定可參考已建成的相同橋型，相近跨徑、橋?qū)挕⒑奢d標(biāo)準(zhǔn)的橋梁的截面尺寸；可根據(jù)方案的具體情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)時(shí)要考慮以下幾方面因素： 1.受力。如：在梁式體系中截面主要受彎，其上下緣承受拉

34、、壓力而腹板承受剪力。 因此頂板和底板的厚度應(yīng)由拉、壓應(yīng)力控制，腹板厚度由剪應(yīng)力控制。T梁的翼緣板和箱梁的頂板除了作為主梁的一部分承受縱向彎矩外，還起橋面板的作用，承受橫向彎矩，這部分尺寸必需先定下來(lái)，以免到最后加大返工工作量。因此，在梁式體系中計(jì)算內(nèi)容的第一部分，就是橋面板的計(jì)算。拱式體系的主拱圈主要承壓，因此其截面一般是對(duì)稱的。截面尺寸除了要滿足壓應(yīng)力的要求外，還應(yīng)具有一定的抗彎能力。無(wú)鉸拱橋是三次超靜定結(jié)構(gòu)，拱圈高度定得高，雖然能增大截面的抗彎能力，但超靜定次內(nèi)力也相應(yīng)增大，不一定有利，所以要兼顧各方面因素后選定。 2.構(gòu)造。有時(shí)截面尺寸不是受力控制而是構(gòu)造控制。如鋼筋混凝土梁的受拉區(qū)，

35、混凝土不受力，僅起保護(hù)鋼筋的作用，此時(shí)構(gòu)件的尺寸在混凝土滿足規(guī)范要求的保護(hù)層厚度的前提下盡量取小值，以減小構(gòu)件自重；預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T梁或箱梁的頂、底板，腹板厚度除了應(yīng)滿足受力要求外還應(yīng)考慮預(yù)應(yīng)力管道的布置要求，采用什么預(yù)應(yīng)力體系，管道外徑尺寸多大，如果需要多排或多列布置則考慮排、列間距后再加上外面普通鋼筋和混凝土保護(hù)層即為構(gòu)造要求的板厚，在預(yù)應(yīng)力筋錨固截面還需考慮錨墊板的尺寸大小及錨頭所占的最小尺寸等。 3.施工。不同的施工方法對(duì)截面尺寸的要求也不相同。如采用整體澆筑施工法，則要求一定的構(gòu)造厚度，以適應(yīng)混凝土的澆搗，而采用滑模施工法的構(gòu)件尺寸在滿足結(jié)構(gòu)受力和管道鋼筋布置的條件下有可能進(jìn)一步減

36、少。（二）內(nèi)力計(jì)算內(nèi)力計(jì)算包括恒載內(nèi)力和活載內(nèi)力計(jì)算，如果是超靜定結(jié)構(gòu)則還應(yīng)計(jì)算由于溫度變化，混凝土收縮、徐變，墩臺(tái)不均勻沉降等引起的次內(nèi)力，如果是超靜定預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)則應(yīng)計(jì)算張拉預(yù)應(yīng)力引起的預(yù)應(yīng)力二次矩等。 1恒載內(nèi)力計(jì)算 恒載內(nèi)力包括自重內(nèi)力和后期恒載內(nèi)力(如橋面鋪裝、人行道、防撞欄桿、燈柱等)兩部分。其中自重內(nèi)力和結(jié)構(gòu)的施工方法有密切關(guān)系。如果結(jié)構(gòu)采用分階段施工，體系不斷轉(zhuǎn)換，則截面的恒載內(nèi)力應(yīng)是各施工階段內(nèi)力疊加的結(jié)果。在初步設(shè)計(jì)時(shí)，自重內(nèi)力的計(jì)算有二種方法：采用一次落架法計(jì)算，然后和活載內(nèi)力、附加內(nèi)力組合后繪制內(nèi)力包絡(luò)圖，作為配筋設(shè)計(jì)的依據(jù)。但是如果采用懸臂施工法施工時(shí)，實(shí)際內(nèi)力包

37、絡(luò)圖在支點(diǎn)和跨中與一次落架的內(nèi)力包絡(luò)圖相比有較大差別，前者的支點(diǎn)負(fù)彎矩較后者的大，而跨中正彎矩卻小得多。使得用一次落架法疊加的內(nèi)力包絡(luò)圖配出的預(yù)應(yīng)力筋束數(shù)在支點(diǎn)處顯得不足，而在跨中處偏多。此時(shí)可用乘系數(shù)的方法來(lái)減小這些差別，如支點(diǎn)負(fù)彎矩乘以1.1的系數(shù)，跨中：正彎矩乘以0.50.6的系數(shù)。如此配出的束數(shù)是否恰當(dāng)，可在施工階段驗(yàn)算時(shí)進(jìn)行調(diào)整。按施工程序進(jìn)行計(jì)算，但此時(shí)不考慮預(yù)應(yīng)力(也無(wú)法考慮)和徐變的影響，施工荷載可用集中力近似代替。這樣計(jì)算的自重內(nèi)力與實(shí)際受力情況比較符合。 2活載內(nèi)力計(jì)算 活載內(nèi)力可按下式計(jì)算： （1） 式中：為沖擊系數(shù)；為車道折減系數(shù)；為橫向分布系數(shù)；為車輛軸重；為內(nèi)力影響

38、線坐標(biāo)。和可據(jù)結(jié)構(gòu)形式、跨長(zhǎng)、車道數(shù)查規(guī)范計(jì)算，內(nèi)力影響線坐標(biāo)可用計(jì)算，這里主要說(shuō)明橫向分布系數(shù)計(jì)算中的一些問(wèn)題。 （1）各種計(jì)算方法的適用對(duì)象。在橋梁工程課程中介紹過(guò)好幾種求荷載橫向分布系數(shù)的方法，有剛性橫梁法、剛接梁法、鉸接梁法、G-M法。對(duì)于不同的上部結(jié)構(gòu)和橫截面形式；可采用不同的方法進(jìn)行計(jì)算。 例如：對(duì)于寬跨比0.5，并具有可靠橫向聯(lián)結(jié)的梁系結(jié)構(gòu)可采用剛性橫梁法；對(duì)于采用剛性聯(lián)結(jié)的多個(gè)單箱截面，可采用剛接梁法；對(duì)于剛性聯(lián)結(jié)的二個(gè)單箱單室截面或單箱多室截面，可采用杠桿法或剛接梁法；對(duì)于鉸接空心板橋可采用鉸接梁法；對(duì)于密排梁系，尤其是寬橋，G-M法是一種比較合適的計(jì)算方法。在拱式體系中，對(duì)

39、于雙肋式下承式或中承式拱橋，系桿拱橋一般采用杠桿法，多肋的上承式拱橋一般采用剛性橫梁法。支點(diǎn)截面的荷載橫向分布系數(shù)都是采用杠桿法。 (2)非簡(jiǎn)支體系荷載橫向分布系數(shù)的計(jì)算。上述方法的荷載橫向分布系數(shù)都是在簡(jiǎn)支梁橋的跨中截面上推導(dǎo)出來(lái)的，即得到的是跨中截面的荷載橫向分布系數(shù)。計(jì)算彎矩時(shí)其他截面(除支點(diǎn)截面)只是借用了此值：計(jì)算剪力時(shí)，支點(diǎn)截面上采用的是杠桿法，從支點(diǎn)截面到第一片橫梁(或14跨)直線變化。當(dāng)設(shè)計(jì)采用的是懸臂梁或連續(xù)梁體系，通常的做法是：借用簡(jiǎn)支梁的值；參考橋梁工程教材中介紹的方法進(jìn)行修正；采用空間程序計(jì)算內(nèi)力影響面，在影響面上加載。由于活載內(nèi)力在全部結(jié)構(gòu)內(nèi)力中占的比例不大，尤其跨度

40、大時(shí)活載內(nèi)力所占比例更小，因此，活載橫向分布系數(shù)有些差別，對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的受力影響不大，故一般采用第一種方法。 3附加內(nèi)力計(jì)算 附加內(nèi)力是指風(fēng)力或離心力等某些可變荷載引起的內(nèi)力。 4結(jié)構(gòu)次內(nèi)力計(jì)算 在超靜定結(jié)構(gòu)中，溫度變化，混凝土收縮、徐變，預(yù)應(yīng)力張拉，墩臺(tái)的不均勻沉降和位移都會(huì)產(chǎn)生次內(nèi)力，這些次內(nèi)力雖然都可用計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算，但學(xué)生在運(yùn)用程序時(shí)應(yīng)掌握這些計(jì)算的基本概念以及注意參數(shù)的取用，能定性的判斷計(jì)算結(jié)果的正確性。（三）內(nèi)力組合設(shè)計(jì)應(yīng)按持久狀況承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)兩種組合進(jìn)行。持久狀況承載能力極限狀態(tài)計(jì)算應(yīng)按要求，對(duì)構(gòu)件進(jìn)行承載力及穩(wěn)定計(jì)算，必要時(shí)尚應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的傾覆和滑移的驗(yàn)算。在

41、進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)計(jì)算時(shí)，使用（或荷載）的效應(yīng)（其中汽車荷載應(yīng)計(jì)入沖擊系數(shù)）應(yīng)采用其組合設(shè)計(jì)值，結(jié)構(gòu)材料性能采用其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。持久狀況正常使用極限狀態(tài)計(jì)算，采用使用（或荷載）的短期效應(yīng)組合、長(zhǎng)期效應(yīng)組合或短期效應(yīng)組合并考慮長(zhǎng)期效應(yīng)組合的影響，對(duì)構(gòu)件的抗裂、裂縫寬度和撓度進(jìn)行驗(yàn)算，并使各項(xiàng)計(jì)算值不超過(guò)規(guī)范限值。在上述各種組合中，汽車荷載效應(yīng)可不計(jì)沖擊系數(shù)。在預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中，預(yù)應(yīng)力作為荷載考慮，荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.0，對(duì)連續(xù)梁等超靜定結(jié)構(gòu)，尚應(yīng)計(jì)入由預(yù)應(yīng)力、溫度作用等引起的次效應(yīng)。（四）繪制內(nèi)力包絡(luò)圖 在內(nèi)力組合的基礎(chǔ)上就可以繪制包絡(luò)圖了。包絡(luò)圖有彎矩包絡(luò)圖和剪力包絡(luò)圖，它們是配筋設(shè)計(jì)的依據(jù)。

42、當(dāng)同一截面有多片主梁時(shí)，可選用各片梁的最大值。由于計(jì)算了兩種極限狀態(tài)的內(nèi)力組合值，因此彎矩和剪力各個(gè)包絡(luò)圖。(五) 配筋設(shè)計(jì)截面的配筋設(shè)計(jì)可根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理教材中提供的公式進(jìn)行，同一截面的預(yù)應(yīng)力筋（或鋼筋）可按正常使用極限狀態(tài)和承載能力極限狀態(tài)的最大組合內(nèi)力配置，然后取其大值。在預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)中為了防止預(yù)留管道在施工中堵塞，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)多留34個(gè)孔道。在正負(fù)彎矩區(qū)，如果需要調(diào)整束數(shù)，則當(dāng)截面承受負(fù)彎矩時(shí)，截面下部需多配n束，則上部也要相應(yīng)地增加n束才能滿足0的條件。同理，在承受正彎矩時(shí)，截面上部需多配n束，則下部也應(yīng)相應(yīng)多配n束。(六)施工驗(yàn)算 施工驗(yàn)算是按照施工步驟，把荷載效應(yīng)逐階段進(jìn)行疊加，每一階

43、段的計(jì)算荷載包括節(jié)段自重，施工荷載（施工機(jī)具、施工人員、模板等）和預(yù)應(yīng)力。如果用程序進(jìn)行驗(yàn)算，則應(yīng)確定每一階段的計(jì)算圖式，把荷載全部作用到正確位置進(jìn)行計(jì)算。在驗(yàn)算構(gòu)件吊裝階段的應(yīng)力時(shí)應(yīng)乘以動(dòng)力系數(shù)。(七)應(yīng)力驗(yàn)算 應(yīng)力驗(yàn)算主要指正常使用階段的應(yīng)力計(jì)算。對(duì)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)主要進(jìn)行變形和裂縫寬度的驗(yàn)算；預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)主要驗(yàn)算在使用荷載和預(yù)加力作用下，混凝土和預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力，變形及B類構(gòu)件裂縫寬度，值得注意的是，在進(jìn)行變形計(jì)算時(shí)，不論構(gòu)件處在開裂或不開裂狀態(tài)，都假定是理想的彈性體，只是構(gòu)件的剛度要進(jìn)行折減。(八)強(qiáng)度驗(yàn)算彎起鋼筋的抗剪承載能力（kN）：斜截面抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算公式（KN）: 下部結(jié)構(gòu)設(shè)

44、計(jì)下部結(jié)構(gòu)包括橋墩、橋臺(tái)和基礎(chǔ)。它們的設(shè)計(jì)與上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一樣也由類型選擇、尺寸擬定、內(nèi)力計(jì)算、強(qiáng)度驗(yàn)算、穩(wěn)定性驗(yàn)算及抗震驗(yàn)算等幾部分組成，對(duì)于鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土墩臺(tái)還應(yīng)進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)。由于不同類型的墩臺(tái)其計(jì)算項(xiàng)目和計(jì)算方法也不相同，因此這部分內(nèi)容可參考公路橋涵設(shè)計(jì)手冊(cè)墩臺(tái)與基礎(chǔ)第二、三章中的設(shè)計(jì)與計(jì)算部分。施工方法設(shè)計(jì)正規(guī)的施工設(shè)計(jì)應(yīng)包括施工程序設(shè)計(jì)、施工設(shè)備的設(shè)計(jì)、施工組織設(shè)計(jì)、繪制施工進(jìn)度表、場(chǎng)地布置及綜合概預(yù)算。由于畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間限制，只要求做施工方法設(shè)計(jì)并繪制施工流程圖。這里所指的施工方法應(yīng)包括上、下部結(jié)構(gòu)。施工方法在擬定方案時(shí)就已選定了，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的自重內(nèi)力的計(jì)算和施工方法有密切關(guān)系

45、。在選擇施工方法時(shí)要考慮工期、造價(jià)的因素，在場(chǎng)地條件許可或橋址離預(yù)制場(chǎng)近的條件下優(yōu)先考慮預(yù)制裝配方案，為搶工期，盡量考慮上、下部同時(shí)施工的方案。基礎(chǔ)和墩臺(tái)施工應(yīng)安排在枯水期，在洪水到來(lái)以前最好把橋墩搶出設(shè)計(jì)洪水位。施工設(shè)備的選擇，盡可能采用一機(jī)多用，利用率要高。一座橋的施工，不宜采用多種施工方法，這樣會(huì)增加機(jī)具設(shè)備費(fèi)用，加大造價(jià)。這些僅是選擇的原則，在具體設(shè)計(jì)時(shí)不可能做到盡善盡美，只能抓住主要矛盾。2.4工程施工圖的繪制工程設(shè)計(jì)圖的內(nèi)容橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖是設(shè)計(jì)工程師們根據(jù)有關(guān)設(shè)計(jì)文件的要求及相關(guān)設(shè)計(jì)資料(如建橋點(diǎn)的道路狀況、交通量、地質(zhì)、地理、水文等條件)，以橋梁規(guī)范為依據(jù)，結(jié)合長(zhǎng)年積累的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)

46、，進(jìn)行系統(tǒng)細(xì)致地規(guī)劃、分析，設(shè)計(jì)繪制而成的，圖紙反映了設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)構(gòu)思和設(shè)計(jì)意圖。 概括地說(shuō)“橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖是橋梁工程中所用的一種按照一定原則繪制而成的能夠十分準(zhǔn)確表達(dá)橋梁結(jié)構(gòu)的外形輪廓、大小尺寸、結(jié)構(gòu)構(gòu)造和所選材料的圖樣”。 橋梁工程設(shè)計(jì)圖包括橋梁基礎(chǔ)；下部結(jié)構(gòu)的承臺(tái)、橋墩、橋臺(tái)；上部結(jié)構(gòu)主梁、欄桿、分隔帶、伸縮縫等；橋頭引道工程；附屬設(shè)施；以及說(shuō)明結(jié)構(gòu)概貌、施工方法等特征的設(shè)計(jì)說(shuō)明書。橋梁施工人員依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和施工規(guī)范，將設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)意圖正確地在現(xiàn)實(shí)中加以反映。所以，正確地繪制工程設(shè)計(jì)圖紙是非常重要的。畢業(yè)設(shè)計(jì)繪制施工圖的目的，就是讓學(xué)生了解橋梁工程施工圖的內(nèi)容，學(xué)會(huì)施工圖的繪制方法及如

47、何利用圖紙表現(xiàn)工程設(shè)計(jì)意圖。設(shè)計(jì)圖的繪制1圖紙標(biāo)準(zhǔn)圖紙的規(guī)格即圖紙幅面的大小尺寸有全國(guó)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：圖紙幅面的基本尺寸為五種，代號(hào)分別為A0、A1、A2、A3、A4。為適應(yīng)建筑物的具體情況，該標(biāo)準(zhǔn)又規(guī)定了圖紙的長(zhǎng)邊可以加長(zhǎng)，圖幅尺寸及加長(zhǎng)規(guī)定見表2-1，表2-2表2-1 圖幅尺寸（mm）基本幅面代號(hào)A0A1A2A3A4B×1841×1189594×841420×594297×420297×210C105a25表2-2 圖紙長(zhǎng)邊加長(zhǎng)尺寸（mm）幅面代號(hào)長(zhǎng)邊尺寸長(zhǎng)邊加長(zhǎng)后尺寸A011891338 1487 1635 1784 2

48、081 2230 2387A1841051 1261 1472 1682 1892 2102A2594743 892 1041 1189 1338 1487 1635 1784 1932 2081A3420631 841 1051 1261 1472 1682 1892圖紙中的圖標(biāo)是說(shuō)明設(shè)計(jì)單位、設(shè)計(jì)人員、圖名、圖紙編號(hào)、設(shè)計(jì)日期、圖紙比例等的表格。2. 圖線型式及用途在設(shè)計(jì)圖中，為了表達(dá)不同的意思，并達(dá)到圖形的主次分明，必須采用不同的線型和不同寬度的圖線來(lái)表達(dá)。線型分為實(shí)線、虛線、點(diǎn)劃線、折斷線、波浪線等。線的寬度用B作單位，其值按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)以表2-3取用。表2-3 線寬表線寬比線 寬 (mm

49、)B2.01.41.00.70.50.350.5b1.00.70.50.350.250.180.35b0.70.50.350.250.18施工圖的編排順序和表現(xiàn)意圖一套橋梁施工圖按其結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度不同，可以由幾張圖甚至上百?gòu)垐D紙組成，為清晰地表達(dá)結(jié)構(gòu)圖的層次，設(shè)計(jì)人員往往按照?qǐng)D紙內(nèi)容的主次關(guān)系系統(tǒng)地編排圖紙順序，一般遵循的原則為：基本圖在前，詳圖在后：總圖在前，局部圖在后；主要部分在前，次要部分在后；布置圖在前，構(gòu)件圖在后。橋梁結(jié)構(gòu)施工圖一般常用的排列順序是：圖紙目錄，設(shè)計(jì)總說(shuō)明，總平面圖，結(jié)構(gòu)總體布置圖，基礎(chǔ)圖，承臺(tái)圖，橋墩、橋臺(tái)圖，上部承重結(jié)構(gòu)圖，橋面系圖，附屬構(gòu)件圖。畢業(yè)設(shè)計(jì)階段施工圖的

50、組成和內(nèi)容：結(jié)構(gòu)總體布置圖表明橋梁結(jié)構(gòu)的總體概貌?；A(chǔ)立面布置圖反映基礎(chǔ)底部與持力層的相對(duì)位置關(guān)系?；A(chǔ)構(gòu)造配筋圖反映基礎(chǔ)的具體構(gòu)造布置和配筋情況。橋墩構(gòu)造配筋圖反映橋墩的具體構(gòu)造布置和配筋情況以及橋墩與上部結(jié)構(gòu)支承(支座)的相互關(guān)系。橋臺(tái)構(gòu)造配筋圖反映橋墩的具體構(gòu)造布置和配筋情況以及橋臺(tái)與上部結(jié)構(gòu)、引道的相互關(guān)系。主梁構(gòu)造圖反映上部承重結(jié)構(gòu)的構(gòu)造布置及與施工方法有關(guān)的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)。主梁普通鋼筋配筋圖根據(jù)主梁構(gòu)造圖及結(jié)構(gòu)受力情況配置的鋼筋。主梁預(yù)應(yīng)力鋼束布置圖反映預(yù)應(yīng)力鋼束的布置情況。施工順序圖反映結(jié)構(gòu)的整個(gè)施工過(guò)程。第三章 方案比選3.1設(shè)計(jì)方案第一方案：裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支板梁橋（1）孔徑布

51、置：10m，全長(zhǎng)10米,寬12.50m。由于為簡(jiǎn)支板梁橋，每跨之間還留有5厘米的伸縮縫。橋面設(shè)有1.5的橫坡，其中間標(biāo)高高于外側(cè)標(biāo)高。（2）主梁結(jié)構(gòu)構(gòu)造：全橋采用等截面箱梁組合梁。每跨設(shè)有9片板梁，全橋共計(jì)9片板梁。橋面設(shè)有1.5的橫坡，2%的縱坡,其中間標(biāo)高高于外側(cè)標(biāo)高。（3）下部構(gòu)造：采用三圓柱式橋墩；擴(kuò)大基礎(chǔ)。橋臺(tái)采用U型橋臺(tái)。（4）施工方案：全橋采用裝配式施工方法。 裝配式空心板梁橋的發(fā)展：簡(jiǎn)支板形截面梁以其優(yōu)良的力學(xué)特性具有較大的剛度和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，受力明確、節(jié)省材料、架設(shè)安裝方便，跨越能力較大、橋下視覺(jué)效果好等優(yōu)點(diǎn)。而被廣泛地應(yīng)用于城市橋梁和高等級(jí)公路立交橋的上部結(jié)構(gòu)中。簡(jiǎn)支板梁橋是和

52、簡(jiǎn)支T梁同時(shí)發(fā)展起來(lái)的斜面形式。 第二方案：裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T梁（1） 孔徑布置：10m，全長(zhǎng)10米，寬12.50m。由于為簡(jiǎn)支T梁橋，每跨之間還留有4厘米的伸縮縫。橋面設(shè)有1.5的橫坡，2%的縱坡。其中間標(biāo)高高于外側(cè)標(biāo)高。（2） 主梁結(jié)構(gòu)構(gòu)造：全橋采用等跨等截面T型梁，主梁間距2.20m。預(yù)制T梁寬為1.8m，現(xiàn)澆濕接縫0.50m，預(yù)制梁間的翼板和橫隔板待T梁架設(shè)后再現(xiàn)澆，以加強(qiáng)橫斷面的整體性。中心梁高2.30m，肋厚0.20m，馬蹄寬0.40m，高0.40m，T梁翼緣端部厚0.18m，翼緣根部厚0.30m。橫隔板間距為6.5米。單跨設(shè)有8片T梁，全橋共計(jì)8片T梁。橋面設(shè)有1.5的橫坡

53、，2%的縱坡。其中間標(biāo)高高于外側(cè)標(biāo)高。（3） 下部構(gòu)造：采用三圓柱式橋墩；擴(kuò)大基礎(chǔ)。橋臺(tái)采用T梁橋墩。（4） 施工方案：全橋采用裝配式施工方法。裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T梁：預(yù)應(yīng)力混凝土T形梁橋有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，受力明確、節(jié)省材料、架設(shè)安裝方便，跨越能力較大等優(yōu)點(diǎn)。T型梁橋在我國(guó)公路上修建最多，早在50、60年代，我國(guó)就建造了許多T型梁橋，這種橋型對(duì)改善我國(guó)公路交通起到了重要作用。 80年代以來(lái)，我國(guó)公路上修建了幾座具有代表性的預(yù)應(yīng)力混凝上簡(jiǎn)支T型梁橋（或橋面連續(xù)），如河南的鄭州、開封黃河公路橋，浙江省的飛云江大橋等，其跨徑達(dá)到62m，吊裝重220t。T形梁采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的已經(jīng)很少了，從16m到5

54、0m跨徑，大多都是采用預(yù)制拼裝后張法預(yù)應(yīng)力混凝土T形梁。預(yù)應(yīng)力體系采用鋼絞線群錨，在工地預(yù)制，吊裝架設(shè)。其發(fā)展趨勢(shì)為：采用高強(qiáng)、低松弛鋼絞線群錨：混凝土標(biāo)號(hào)4060號(hào)；T形梁的翼緣板加寬，25m是合適的；吊裝重量增加；為了減少接縫，改善行車，采用工型梁，現(xiàn)澆梁端橫梁濕接頭和橋面，在橋面現(xiàn)澆混凝土中布置負(fù)彎矩鋼束，形成比橋面連續(xù)更進(jìn)一步的“準(zhǔn)連續(xù)”結(jié)構(gòu)。其最大跨徑以不超過(guò)50m為宜，再加大跨徑不論從受力、構(gòu)造、經(jīng)濟(jì)上都不合理了。大于50m跨徑以選擇箱形截面為宜。目前的預(yù)應(yīng)力混凝土T形梁采用預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力張拉后上拱偏大，影響橋面線形，帶來(lái)橋面鋪裝加厚。為了改善這些缺點(diǎn)，建議預(yù)制時(shí)在臺(tái)座上設(shè)反拱

55、，反拱值可采用預(yù)施應(yīng)力后裸梁上拱值的1/22/3。第三方案：變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋（1） 孔徑布置：10m,全長(zhǎng)10m，寬12.50m.橋面設(shè)有1.5的橫坡，2%的縱坡，其中間標(biāo)高高于外側(cè)標(biāo)高。（2） 主梁結(jié)構(gòu)構(gòu)造：上部結(jié)構(gòu)為變截面箱梁。采用雙幅分離的的單箱雙室形式。主要采用高強(qiáng)混凝土以及大噸位預(yù)應(yīng)力體系來(lái)實(shí)現(xiàn)主梁的輕型化。（具體尺寸擬定見圖3/2）（3） 下部構(gòu)造：上、下行橋的橋墩基礎(chǔ)是連成整體的，全橋基礎(chǔ)均采用鉆孔灌注摩擦樁，橋墩為圓端形實(shí)體墩。（4） 施工方案：全橋采用懸臂節(jié)段澆筑施工法。變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋發(fā)展概況：連續(xù)剛構(gòu)橋也是預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋之一，一般采用變截面箱梁。我國(guó)公路系統(tǒng)從80年中期開始設(shè)計(jì)、建造連續(xù)剛構(gòu)橋，至今方興未艾。連續(xù)剛構(gòu)可以多跨相連，也可以將邊跨松開，采用支座，形成剛構(gòu)一連續(xù)梁體系。一聯(lián)內(nèi)無(wú)縫，改善了行車條件；梁、墩固結(jié)，不設(shè)支座；合理選擇梁與墩的剛度，可以減小梁跨中彎矩，從而可以減小梁的建筑高度。所以，連續(xù)剛構(gòu)保持了T形剛構(gòu)和連續(xù)梁的優(yōu)點(diǎn)。連續(xù)剛構(gòu)橋適合于大跨徑、高墩。高墩采用柔性薄壁，如同擺柱，對(duì)主梁嵌固作用減小，梁的受力接近于連續(xù)梁。柔性墩需要考慮主梁縱向變形和轉(zhuǎn)動(dòng)的影響以