橋梁工程專業(yè)畢業(yè)論文-等截面箱式預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋設(shè)計

1、多跨連續(xù)梁橋設(shè)計（L=90米，B=20米，箱梁）摘 要本設(shè)計橋梁為蘇州吳中開發(fā)區(qū)越溪路新建工程中一座跨河橋梁，采（30+30+30）m等截面預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)梁橋設(shè)計，橋?qū)?0m，梁高2m。橋面設(shè)22m（人行道）+20.5m（護欄）+15m（雙向四車道）。荷載等級為公路。梁斷面為單箱雙室截面，截面內(nèi)設(shè)ASTM-920級的低松弛高強鋼絞線，直徑為15.2mm，全橋采用通長鋼絞線162根，其中T1、T2和T3各3束，每束18根鋼絞線；在邊跨跨中下緣添加局部鋼絞線B1、B1取6束，每束16根鋼絞線；在中支座處上緣添加局部鋼絞線B2、B2取8束，每束18根鋼絞線。結(jié)構(gòu)計算分析在平面力系下進行，并采用

2、橋梁博士軟件對計算結(jié)果進行驗算。關(guān)鍵詞 預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)梁橋；等截面；單箱雙室；設(shè)計Design of multi-span continuous bridge（L=90m，B=20m，Box-type bridge）AbstractThe design of the bridge is more Wuzhong Zone New River Road, a crossing bridge engineering, mining (30 +30 +30) m other sections of prestressed concrete continuous beam bridge desi

3、gn, bridge width of 20m, beam of high 2m. Bridge design 2 2m (sidewalk) +2 (barrier) +15 m (two-way four lanes). Load rating of highway-I level, and the crowd load is 3.0. Beam cross section as a single box double room sectional, sectional features ASTM-920 class high-strength low-relaxation strand,

4、 diameter , full-bridge with a long pass strand 162, which T1, T2 and T3 of the 3 beam, Strand of each beam 18; in the side span across the lower edge of the added local strand B1, B1 to take 6 beam, beam 16 of each strand; in the bearing at the upper edge of the added local strand B2, B2 Take 8 bea

5、m, each beam 18 strand. Structure calculation and analysis under the plane force system, and using the bridge on the calculation results, Dr. checking software.Keywords prestressed concrete continuous beam bridge; such section; single-box double room; Design目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc295392

6、560 第1章 緒論 PAGEREF _Toc295392560 h 1 HYPERLINK l _Toc295392561 第2章 橋梁方案比選 PAGEREF _Toc295392561 h 4 HYPERLINK l _Toc295392562 2.1 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)的內(nèi)容和要求 PAGEREF _Toc295392562 h 4 HYPERLINK l _Toc295392563 2.2 第一方案：簡支箱梁橋 PAGEREF _Toc295392563 h 5 HYPERLINK l _Toc295392564 2.3 第二方案：連續(xù)剛構(gòu)橋 PAGEREF _Toc295392564 h

7、 5 HYPERLINK l _Toc295392565 2.4 第三方案：連續(xù)梁橋 PAGEREF _Toc295392565 h 6 HYPERLINK l _Toc295392566 2.5 方案比選 PAGEREF _Toc295392566 h 7 HYPERLINK l _Toc295392568 第3章 橋跨總體布置及結(jié)構(gòu)尺寸擬定 PAGEREF _Toc295392568 h 8 HYPERLINK l _Toc295392569 3.1 尺寸擬定 PAGEREF _Toc295392569 h 8 HYPERLINK l _Toc295392570 3.1.1 截面形式 PA

8、GEREF _Toc295392570 h 8 HYPERLINK l _Toc295392573 3.1.2 梁高 PAGEREF _Toc295392573 h 9 HYPERLINK l _Toc295392574 3.1.3 細部尺寸 PAGEREF _Toc295392574 h 9 HYPERLINK l _Toc295392577 3.2 主梁分段與施工階段的劃分 PAGEREF _Toc295392577 h 15 HYPERLINK l _Toc295392578 3.2.1 分段原則 PAGEREF _Toc295392578 h 15 HYPERLINK l _Toc29

9、5392579 3.2.2 具體分段 PAGEREF _Toc295392579 h 15 HYPERLINK l _Toc295392580 3.2.3 主梁施工方法及注意事項 PAGEREF _Toc295392580 h 15 HYPERLINK l _Toc295392581 第4章 內(nèi)力效應(yīng)計算及荷載組合 PAGEREF _Toc295392581 h 16 HYPERLINK l _Toc295392582 4.1 恒載內(nèi)力計算 PAGEREF _Toc295392582 h 16 HYPERLINK l _Toc295392583 4.1.1 一期恒載內(nèi)力計算 PAGEREF _

10、Toc295392583 h 18 HYPERLINK l _Toc295392584 4.1.2 二期恒載內(nèi)力計算 PAGEREF _Toc295392584 h 19 HYPERLINK l _Toc295392585 4.2 汽車荷載作用效應(yīng)計算 PAGEREF _Toc295392585 h 20 HYPERLINK l _Toc295392586 4.2.1 沖擊系數(shù)和折減系數(shù) PAGEREF _Toc295392586 h 20 HYPERLINK l _Toc295392587 4.2.2 汽車荷載橫向分布影響的增大系數(shù)計算 PAGEREF _Toc295392587 h 22

11、HYPERLINK l _Toc295392588 4.2.3 汽車及人群活載效應(yīng)計算 PAGEREF _Toc295392588 h 24 HYPERLINK l _Toc295392589 4.3 溫差應(yīng)力及基礎(chǔ)沉降內(nèi)力計算 PAGEREF _Toc295392589 h 32 HYPERLINK l _Toc295392590 4.4 基礎(chǔ)沉降計算 PAGEREF _Toc295392590 h 35 HYPERLINK l _Toc295392591 4.4.1 取左邊支座沉降1cm計算結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)沉降內(nèi)力 PAGEREF _Toc295392591 h 35 HYPERLINK l _T

12、oc295392592 4.4.2 取左中支座沉降1cm計算結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)沉降內(nèi)力 PAGEREF _Toc295392592 h 36 HYPERLINK l _Toc295392593 4.5 內(nèi)力組合 PAGEREF _Toc295392593 h 38 HYPERLINK l _Toc295392594 4.5.1 按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計 PAGEREF _Toc295392594 h 38 HYPERLINK l _Toc295392597 按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計 PAGEREF _Toc295392597 h 39 HYPERLINK l _Toc295392599 第5章 預(yù)應(yīng)力鋼束的

13、估算及布置 PAGEREF _Toc295392599 h 43 HYPERLINK l _Toc295392600 鋼束估算 PAGEREF _Toc295392600 h 43 HYPERLINK l _Toc295392601 只在截面下緣布置預(yù)應(yīng)力筋 PAGEREF _Toc295392601 h 44 HYPERLINK l _Toc295392602 只在截面上緣布置預(yù)應(yīng)力筋 PAGEREF _Toc295392602 h 44 HYPERLINK l _Toc295392603 5.2 鋼束布置 PAGEREF _Toc295392603 h 45 HYPERLINK l _To

14、c295392604 5.2.1 鋼束布置構(gòu)造要求 PAGEREF _Toc295392604 h 45 HYPERLINK l _Toc295392605 5.2.2 鋼束布置原則 PAGEREF _Toc295392605 h 46 HYPERLINK l _Toc295392606 主梁凈截面及換算截面幾何特性 PAGEREF _Toc295392606 h 48 HYPERLINK l _Toc295392607 第6章 預(yù)應(yīng)力損失及有效預(yù)應(yīng)力計算 PAGEREF _Toc295392607 h 55 HYPERLINK l _Toc295392608 6.1 基本理論 PAGEREF

15、 _Toc295392608 h 55 HYPERLINK l _Toc295392609 6.2 預(yù)應(yīng)力損失計算 PAGEREF _Toc295392609 h 55 HYPERLINK l _Toc295392610 6.2.1 預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道之間摩擦引起的應(yīng)力損失 PAGEREF _Toc295392610 h 55 HYPERLINK l _Toc295392611 6.2.2 后張法錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮引起的應(yīng)力損失 PAGEREF _Toc295392611 h 57 HYPERLINK l _Toc295392612 6.2.3 后張法由混凝土彈性壓縮引起的應(yīng)力損失 P

16、AGEREF _Toc295392612 h 60 HYPERLINK l _Toc295392613 6.2.4 后張法由鋼筋松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失終極值 PAGEREF _Toc295392613 h 62 HYPERLINK l _Toc295392614 后張法由混凝土收縮、徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失 PAGEREF _Toc295392614 h 64 HYPERLINK l _Toc295392616 截面預(yù)應(yīng)力損失合計和有效預(yù)應(yīng)力 PAGEREF _Toc295392616 h 65 HYPERLINK l _Toc295392617 第7章 強度驗算 PAGEREF _Toc29539

17、2617 h 67 HYPERLINK l _Toc295392618 7.1 基本理論 PAGEREF _Toc295392618 h 67 HYPERLINK l _Toc295392619 7.2 計算公式 PAGEREF _Toc295392619 h 67 HYPERLINK l _Toc295392620 第8章 抗裂驗算 PAGEREF _Toc295392620 h 71 HYPERLINK l _Toc295392621 規(guī)范要求 PAGEREF _Toc295392621 h 71 HYPERLINK l _Toc295392622 8.1.1 正截面抗裂驗算 PAGERE

18、F _Toc295392622 h 71 HYPERLINK l _Toc295392623 8.1.2 斜截面抗裂驗算 PAGEREF _Toc295392623 h 71 HYPERLINK l _Toc295392624 8.2 正截面抗裂驗算 PAGEREF _Toc295392624 h 72 HYPERLINK l _Toc295392625 8.3 斜截面抗裂驗算 PAGEREF _Toc295392625 h 73 HYPERLINK l _Toc295392626 第9章 持久狀況構(gòu)件的應(yīng)力驗算 PAGEREF _Toc295392626 h 78 HYPERLINK l _

19、Toc295392627 9.1 正截面混凝土壓應(yīng)力驗算 PAGEREF _Toc295392627 h 78 HYPERLINK l _Toc295392628 9.2 預(yù)應(yīng)力筋拉應(yīng)力驗算 PAGEREF _Toc295392628 h 79 HYPERLINK l _Toc295392629 9.3 混凝土主壓應(yīng)力驗算 PAGEREF _Toc295392629 h 80 HYPERLINK l _Toc295392630 第10章 撓度驗算 PAGEREF _Toc295392630 h 84 HYPERLINK l _Toc295392631 10.1 汽車荷載作用下主梁邊跨和中跨跨中

20、的最大截面撓度計算 PAGEREF _Toc295392631 h 84 HYPERLINK l _Toc295392633 中跨最大撓度計算 PAGEREF _Toc295392633 h 86 HYPERLINK l _Toc295392634 10.2 溫度效應(yīng)作用下主梁邊跨和中跨的最大撓度計算 PAGEREF _Toc295392634 h 86 HYPERLINK l _Toc295392635 10.2.1 邊跨最大撓度計算 PAGEREF _Toc295392635 h 86 HYPERLINK l _Toc295392636 10.2.2 中跨最大撓度計算 PAGEREF _T

21、oc295392636 h 86 HYPERLINK l _Toc295392637 10.3 消除結(jié)構(gòu)自重后長期撓度驗算 PAGEREF _Toc295392637 h 86 HYPERLINK l _Toc295392638 10.3.1 邊跨的長期撓度值驗算 PAGEREF _Toc295392638 h 86 HYPERLINK l _Toc295392639 10.3.2 中跨的長期撓度值驗算 PAGEREF _Toc295392639 h 87 HYPERLINK l _Toc295392640 第11章 支座尺寸設(shè)計 PAGEREF _Toc295392640 h 89 HYPE

22、RLINK l _Toc295392641 11.1 聚四氟乙烯板尺寸 PAGEREF _Toc295392641 h 89 HYPERLINK l _Toc295392642 氯丁橡膠板尺寸 PAGEREF _Toc295392642 h 89 HYPERLINK l _Toc295392643 下支座板尺寸 PAGEREF _Toc295392643 h 90 HYPERLINK l _Toc295392644 中間襯板厚度 PAGEREF _Toc295392644 h 91 HYPERLINK l _Toc295392645 115中間襯板偏轉(zhuǎn)控制 PAGEREF _Toc295392

23、645 h 92 HYPERLINK l _Toc295392646 梁底與支座墊石的局部承壓驗算 PAGEREF _Toc295392646 h 92 HYPERLINK l _Toc295392647 第12章 蓋梁的設(shè)計與計算 PAGEREF _Toc295392647 h 94 HYPERLINK l _Toc295392648 蓋梁自重及內(nèi)力計算 PAGEREF _Toc295392648 h 94 HYPERLINK l _Toc295392649 12.2 蓋梁活載計算 PAGEREF _Toc295392649 h 94 HYPERLINK l _Toc295392650 12

24、.2.1 活載橫向分布系數(shù)計算 PAGEREF _Toc295392650 h 94 HYPERLINK l _Toc295392651 12.2.2 活載反力最大值計算 PAGEREF _Toc295392651 h 95 HYPERLINK l _Toc295392652 12.2.3 梁的支座反力的計算 PAGEREF _Toc295392652 h 96 HYPERLINK l _Toc295392653 12.3 內(nèi)力組合 PAGEREF _Toc295392653 h 96 HYPERLINK l _Toc295392654 12.4 雙柱反力計算 PAGEREF _Toc2953

25、92654 h 97 HYPERLINK l _Toc295392655 12.5 內(nèi)力計算 PAGEREF _Toc295392655 h 97 HYPERLINK l _Toc295392656 12.6 配筋計算 PAGEREF _Toc295392656 h 97 HYPERLINK l _Toc295392657 12.6.1 彎矩作用下正截面配筋計算 PAGEREF _Toc295392657 h 97 HYPERLINK l _Toc295392658 12.6.2 剪力作用時配筋計算 PAGEREF _Toc295392658 h 98 HYPERLINK l _Toc2953

26、92659 12.7 抗裂驗算 PAGEREF _Toc295392659 h 98 HYPERLINK l _Toc295392660 第13章 墩柱的設(shè)計與計算 PAGEREF _Toc295392660 h 100 HYPERLINK l _Toc295392661 13.1 荷載計算 PAGEREF _Toc295392661 h 100 HYPERLINK l _Toc295392662 13.1.1 恒載計算 PAGEREF _Toc295392662 h 100 HYPERLINK l _Toc295392663 13.1.2 活載計算 PAGEREF _Toc295392663

27、 h 100 HYPERLINK l _Toc295392664 132 截面配筋計算及應(yīng)力驗算 PAGEREF _Toc295392664 h 103 HYPERLINK l _Toc295392665 13.2.1 作用于墩柱頂?shù)耐饬?PAGEREF _Toc295392665 h 103 HYPERLINK l _Toc295392666 13.2.2 作用于墩柱底外力 PAGEREF _Toc295392666 h 103 HYPERLINK l _Toc295392667 13.2.3 墩柱的配筋 PAGEREF _Toc295392667 h 103 HYPERLINK l _To

28、c295392670 第14章 鉆孔灌注樁計算 PAGEREF _Toc295392670 h 106 HYPERLINK l _Toc295392671 14.1 荷載計算 PAGEREF _Toc295392671 h 106 HYPERLINK l _Toc295392672 14.2 樁長計算 PAGEREF _Toc295392672 h 107 HYPERLINK l _Toc295392673 14.3 樁的內(nèi)力及位移計算 PAGEREF _Toc295392673 h 110 HYPERLINK l _Toc295392674 14.3.1 基本假定 PAGEREF _Toc2

29、95392674 h 110 HYPERLINK l _Toc295392675 14.3.2 樁的計算寬度 PAGEREF _Toc295392675 h 111 HYPERLINK l _Toc295392676 14.3.3 樁的變形系數(shù) PAGEREF _Toc295392676 h 111 HYPERLINK l _Toc295392677 14.3.4 樁頂剛度系數(shù)、值計算 PAGEREF _Toc295392677 h 112 HYPERLINK l _Toc295392678 14.3.5 計算承臺底面原點O處位移、 PAGEREF _Toc295392678 h 113 HY

30、PERLINK l _Toc295392679 14.3.6 計算作用在每根樁頂上的作用力、 PAGEREF _Toc295392679 h 113 HYPERLINK l _Toc295392680 14.3.7 計算最大沖刷線處樁身彎矩、水平力及軸力 PAGEREF _Toc295392680 h 114 HYPERLINK l _Toc295392681 14.3.8 樁身最大彎矩位置及最大彎矩計算 PAGEREF _Toc295392681 h 114 HYPERLINK l _Toc295392682 14.4 配筋計算及樁身材料截面強度驗算 PAGEREF _Toc29539268

31、2 h 114 HYPERLINK l _Toc295392683 14.5 樁各截面的橫向土抗力 PAGEREF _Toc295392683 h 115 HYPERLINK l _Toc295392684 14.6 樁頂縱向水平位移驗算 PAGEREF _Toc295392684 h 117 HYPERLINK l _Toc295392685 14.7 群樁基礎(chǔ)承載力驗算 PAGEREF _Toc295392685 h 118 HYPERLINK l _Toc295392686 14.8 群樁基礎(chǔ)沉降驗算 PAGEREF _Toc295392686 h 119 HYPERLINK l _To

32、c295392687 14.8.1 地基的分層 PAGEREF _Toc295392687 h 119 HYPERLINK l _Toc295392688 14.8.2 確定 PAGEREF _Toc295392688 h 121 HYPERLINK l _Toc295392689 14.8.3 確定 PAGEREF _Toc295392689 h 121 HYPERLINK l _Toc295392690 結(jié)論 PAGEREF _Toc295392690 h 123 HYPERLINK l _Toc295392691 致 謝 PAGEREF _Toc295392691 h 124 HYPER

33、LINK l _Toc295392692 參 考 文 獻 PAGEREF _Toc295392692 h 125 HYPERLINK l _Toc295392693 附錄A 譯文 PAGEREF _Toc295392693 h 126 HYPERLINK l _Toc295392695 附錄B 外文原文 PAGEREF _Toc295392695 h 131第1章 緒論預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋以結(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(jié)構(gòu)存在不少缺點：如過早地出現(xiàn)裂縫，使其不能有效地

34、采用高強度材料，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)運而生，所謂預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，就是在結(jié)構(gòu)承擔荷載之前，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。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。 預(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)代替部分的鋼結(jié)構(gòu)以盡快修復(fù)戰(zhàn)爭帶來的創(chuàng)傷。50年代，預(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)比其它結(jié)構(gòu)好，但是，在實際工程中

35、，跨徑小于400米時，預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁常常為優(yōu)勝方案。 我國的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)起步晚，但近年來得到了飛速發(fā)展。現(xiàn)在，我國已經(jīng)有了簡支梁、帶鉸或帶掛梁的T構(gòu)、連續(xù)梁、桁架拱、桁架梁和斜拉橋等預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)體系。 雖然預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的發(fā)展還不到80年。但是，在橋梁結(jié)構(gòu)中，隨著預(yù)應(yīng)力理論的不斷成熟和實踐的不斷發(fā)展，預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)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(chǎn)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，

36、但是剛開始它并不是預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)體系中的佼佼者，因為限于當時施工主要采用滿堂支架法，采用連續(xù)梁費工費時。到后來，由于懸臂施工方法的應(yīng)用，連續(xù)梁在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中有了飛速的發(fā)展。60年代初期在中等跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁中，應(yīng)用了逐跨架設(shè)法與頂推法；在較大跨連續(xù)梁中，則應(yīng)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(nèi)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(yù)應(yīng)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(jié)構(gòu)體系已經(jīng)成為預(yù)應(yīng)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(shè)計制造方面，還是在養(yǎng)護方面

37、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。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(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進。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。在我國，預(yù)應(yīng)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：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(gòu)造尺寸，否則

38、混凝土保護層難以保證，密集的預(yù)應(yīng)力管道與普通鋼筋層層迭置又使混凝土質(zhì)量難以提高。在一切適宜的橋址，設(shè)計與修建墩梁固結(jié)的連續(xù)剛構(gòu)體系，盡可能不采用養(yǎng)護調(diào)換不易的大噸位支座。充分發(fā)揮三向預(yù)應(yīng)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(jié)構(gòu)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(shè)計預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋時，技術(shù)經(jīng)濟指針也是一個很關(guān)鍵的因素，它是設(shè)計方案合理性與經(jīng)濟性的標志。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)濟指針。但是，橋梁的技術(shù)經(jīng)濟指針的研究與分析是一項非常復(fù)雜的工作，三材指標和造價指標與很多因素

39、有關(guān)，例如：橋址、水文地質(zhì)、能源供給、材料供應(yīng)、運輸、通航、規(guī)劃、建筑等地點條件；施工現(xiàn)代化、制品工業(yè)化、勞動力和材料價格、機械工業(yè)基礎(chǔ)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應(yīng)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、維修等運營費用在內(nèi)。通過連續(xù)梁、T型剛構(gòu)、連續(xù)剛構(gòu)等箱形截面上部結(jié)構(gòu)的比較可見：連續(xù)剛構(gòu)體系的技術(shù)經(jīng)濟指針較高。因此，從這個角度來看，連續(xù)剛構(gòu)也是未來連續(xù)體系的發(fā)展方向?？偠灾?，一座橋的設(shè)計包含許多考慮因素，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，得出可行的最佳方案。畢業(yè)設(shè)計的目的在于培養(yǎng)畢業(yè)生綜合能力，靈活運用大學(xué)所學(xué)的各門基

40、礎(chǔ)課和專業(yè)課知識，并結(jié)合相關(guān)設(shè)計規(guī)范，獨立的完成一個專業(yè)課題的設(shè)計工作。設(shè)計過程中提高學(xué)生獨立的分析問題，解決問題的能力以及實踐動手能力，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(chǔ)。本次設(shè)計為(30+30+30)m預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)梁，橋?qū)挒?0m。梁體采用單箱雙室箱型截面。頂板厚度不變，底板、腹板厚度線性變化。由于預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋為超靜定結(jié)構(gòu)，手算工作量比較大，且準確性難以保證，所以采用橋梁博士進行，這樣不僅提高了效率，而且準確度也得以提高。本次設(shè)計的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁采用滿堂支架法施工。本次設(shè)計中得到了李新生老師的悉心指導(dǎo)，在此表示衷心的感謝。由于本人水平有限，且又是第

41、一次從事這方面的設(shè)計，難免出現(xiàn)錯誤，懇請各位老師批評指正。第2章 橋梁方案比選2.1 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)的內(nèi)容和要求設(shè)計條件：工程地質(zhì)： 見工程地質(zhì)勘測報告、工程地質(zhì)剖面圖、河床斷面圖氣候： 溫和濕潤，四季分明。 年平均氣溫 最熱月月平均氣溫 最冷月月平均氣溫 極端最高氣溫 極端最低氣溫 全年平均風速 /s 30年一遇最大風速 /s抗震要求： 地震設(shè)防烈度為6度。設(shè)計依據(jù)： 公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（JTGD60-2004） 公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（JTJ024-85） 公路磚石及混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTJ022-85） 公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTGD62-2004） 公路橋涵施

42、工技術(shù)設(shè)計規(guī)范（JTJ041-89） 公路基本建設(shè)工程概預(yù)算編制辦法（2007年版）橋梁概況 常水位為85黃海高程1.4m左右。為蘇州吳中開發(fā)區(qū)越溪路新建工程中一座跨河橋梁，斜交角0，橋位中心里程K0+550.00?？缭胶恿鳛閷挒┖恿?，主河槽不明顯，河寬85m。地質(zhì)土層為亞粘土、亞砂土。荷載要求：公路I級。構(gòu)造設(shè)計 內(nèi)容包括橋型方案的選擇、構(gòu)造的設(shè)計及梁板布置的選擇定位、施工圖設(shè)計和繪制。指導(dǎo)老師將視情況對設(shè)計條件進行補充。結(jié)構(gòu)計算 內(nèi)容包括結(jié)構(gòu)布置、結(jié)構(gòu)分析與計算、繪制施工圖。結(jié)構(gòu)計算以手算完成主承載結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算。設(shè)計計算必須符合現(xiàn)行規(guī)范并以通用的計算方法進行校驗。施工圖預(yù)算 內(nèi)容包括人工

43、、主要材料、機械臺班預(yù)算單價計算，分項工程計算及匯總，間接費計算及建安費計算。2.2 第一方案：簡支箱梁橋本方案設(shè)計為（30+30+30）m預(yù)應(yīng)力混凝土等截面簡支箱梁橋，橋?qū)挒?0m。主梁采用單箱雙室箱型截面。橋墩為實體式橋墩，基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁。簡支箱梁橋具有以下特點：優(yōu)良的力學(xué)特性，結(jié)構(gòu)簡單，受力明確。具有較大的剛度和強大的抗扭性能。架設(shè)安裝方便，節(jié)省材料?？缭侥芰^大，橋下視覺效果好。圖2-1 方案一立面圖2.3 第二方案：連續(xù)剛構(gòu)橋本方案為（30+30+30）m的連續(xù)剛構(gòu)橋，跨越能力大，結(jié)構(gòu)受力性能好，免去了支座，后期維修養(yǎng)護費用少，伸縮縫較少，行車平順，適用于高橋墩的情況，對橋墩的要

44、求較高。梁墩聯(lián)結(jié)處應(yīng)力復(fù)雜。若地基發(fā)生過大不均勻沉降，連續(xù)梁可通過調(diào)整墩頂支座的高程來補救，連續(xù)剛構(gòu)則無法做到。施工技術(shù)成熟，無需設(shè)支座，避免了連續(xù)梁橋施工時存在的臨時固結(jié)、體系轉(zhuǎn)換等問題。施工穩(wěn)固性好。但是在施工難度相對連續(xù)梁橋較大，要求較高。主橋的布置圖如圖所示：圖2-2 方案二立面圖2.4 第三方案：連續(xù)梁橋 本方案設(shè)計為（30+30+30）m預(yù)應(yīng)力混凝土等截面連續(xù)梁橋，橋?qū)挒?0m。主梁采用單箱雙室箱型截面。主梁采用高強度混凝土以及大噸位預(yù)應(yīng)力體系來實現(xiàn)主梁的輕型化，采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。圖2-3 方案三立面圖2.5 方案比選橋型方案比選表 表2-1橋型方案第一方案：簡支箱梁橋第二方案：

45、連續(xù)剛構(gòu)橋第三方案：連續(xù)梁橋使用性能建筑高度較低，易保養(yǎng)和維護，橋下視覺效果好。 行車平順，后期維護少行車平順舒；抗震能力強。建筑高度較高，易開裂，難以維護受力性能受力明確受力性能好，梁墩聯(lián)結(jié)處應(yīng)力復(fù)雜橋墩參加受彎作用，使主梁彎矩進一步減??；超靜定次數(shù)高，對常年溫差、基礎(chǔ)變形、日照溫均較敏感；對基礎(chǔ)要求較高。經(jīng)濟性等截面形式，可大量節(jié)省模板，加快建橋進度，簡易經(jīng)濟。相對費用最高，后期維護費少采用等截面梁能較好符合梁的內(nèi)力分布規(guī)律，充分利用截面，合理配置鋼筋，經(jīng)濟實用美觀性構(gòu)造簡單，線形簡潔美觀構(gòu)造簡單，線形簡潔美觀構(gòu)造簡單，線形簡潔美觀施工方面橋梁的上、下部可平行施工，使工期大大縮短；無需在高

46、空進行構(gòu)件制作，質(zhì)量以控制，可在一處成批生產(chǎn)，從而降低成本。 橋梁的上、下部可平行施工，使工期大大縮短；無需在高空進行構(gòu)件制作，質(zhì)量以控制，可在一處成批生產(chǎn)，從而降低成本。 由于連續(xù)體系梁橋與簡支體系梁橋受力差別很大，故他們的施工方式大不相同。目前所用的施工方式大致可分為逐孔施工法，節(jié)段施工法和頂推施工法。由于在高空作業(yè)，施工危險度高。適用性適用于對橋下視覺有要求的工程，適用于各種地質(zhì)情況；用于對工期緊的工程；對通航無過高要求的工程。適用于各種地質(zhì)情況；用于對工期緊的工程；對通航無過高要求的工程。對通航無過高要求的工程；對抗震有要求的工程；對整體性有要求的工程。綜合經(jīng)濟技術(shù)、美觀舒適、安全耐久

47、等方面考慮，選擇（30+30+30）m的變等截面連續(xù)梁橋為設(shè)計方案。第3章 橋跨總體布置及結(jié)構(gòu)尺寸擬定3.1 尺寸擬定本設(shè)計方案采用三跨一聯(lián)預(yù)應(yīng)力混凝土等截面連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，全長90m。3 截面形式（1）立截面 從預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁的受力特點來分析，連續(xù)梁的立面應(yīng)采取變高度布置為宜；在恒、活載作用下，支點截面將出現(xiàn)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，采用變高度梁能較好地符合梁的內(nèi)力分布規(guī)律，但此次設(shè)計跨徑較小且為三等跨，為方便施工宜采用等截面形式。結(jié)合以上的敘述，所以本設(shè)計中采用滿堂支架施工方法，等截面的梁。（2）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

48、，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)濟用料等等因素都有關(guān)系。當橫截面的核心距較大時，軸向壓力的偏心可以愈大，也就是預(yù)應(yīng)力鋼筋合力的力臂愈大，可以充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力的作用。箱形截面就是這樣的一種截面。此外，箱形截面這種閉合薄壁截面抗扭剛度很大，對于彎橋和采用懸臂施工的橋梁尤為有利；同時，因其都具有較大的面積，所以能夠有效地抵抗正負彎矩，并滿足配筋要求；箱形截面具有良好的動力特性；再者它收縮變形數(shù)值較小，因而也受到了人們的重視?？傊?，箱形截面是大、中跨預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁最適宜的橫截面形式。常見的箱形截面形式有：單箱單室、單箱雙室、雙箱單室

49、、單箱多室、雙箱多室等等。單箱單室截面的優(yōu)點是受力明確，施工方便，節(jié)省材料用量。拿單箱單室和單箱雙室比較，兩者對截面底板的尺寸影響都不大，對腹板的影響也不致改變對方案的取舍；但是，由框架分析可知：兩者對頂板厚度的影響顯著不同，雙室式頂板的正負彎矩一般比單室式分別減少70%和50%。由于雙室式腹板總厚度增加，主拉應(yīng)力和剪應(yīng)力數(shù)值不大，且布束容易，這是單箱雙室的優(yōu)點；但是雙室式也存在一些缺點：施工比較困難，腹板自重彎矩所占恒載彎矩比例增大等等。本設(shè)計是一座公路連續(xù)箱形梁，采用的橫截面形式為單箱雙室。（3）縱斷面橋面設(shè)雙向縱坡，坡度為3%，橋面采用圓曲線計算豎曲線要素：3 梁高根據(jù)經(jīng)驗確定，預(yù)應(yīng)力混

50、凝土連續(xù)梁橋的中支點主梁高度與其跨徑之比通常在1/151/25之間，而跨中梁高與主跨之比一般為1/401/50之間。當建筑高度不受限制時，增大梁高往往是較經(jīng)濟的方案，因為增大梁高只是增加腹板高度，而混凝土用量增加不多，卻能顯著節(jié)省預(yù)應(yīng)力鋼束用量。連續(xù)梁在支點和跨中的梁估算值：等高度梁： H=（）l，常用H=（）l變高度（曲線）梁：支點處：H=（）l，跨中H=（）l變高度（直線）梁：支點處：H=（）l，跨中H=（）l而此設(shè)計采用等高度的直線梁，梁高為2米。3 細部尺寸（1）頂板與底板 箱形截面的頂板和底板是結(jié)構(gòu)承受正負彎矩的主要工作部位。其尺寸要受到受力要求和構(gòu)造兩個方面的控制。支墩處底版還要承

51、受很大的壓應(yīng)力，一般來講：變截面的底版厚度也隨梁高變化，墩頂處底板為梁高的1/10-1/12，跨中處底板一般為200-250。底板厚最小應(yīng)有120。箱梁頂板厚度應(yīng)滿足橫向彎矩的要求和布置縱向預(yù)應(yīng)力筋的要求。本設(shè)計中采用雙面配筋，且底板尺寸由支點處按線性向跨中變化。取跨中底板厚30cm，頂板厚30cm，支座處底板厚50cm，頂板30cm。（2）腹板和其它細部結(jié)構(gòu)1. 箱梁腹板厚度 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，因為彎束對外剪力的抵消作用，所以剪應(yīng)力和主拉應(yīng)力的值比較小，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)驗為： 腹板內(nèi)無預(yù)應(yīng)力筋

52、時，采用200mm。 腹板內(nèi)有預(yù)應(yīng)力筋管道時，采用250300mm。 腹板內(nèi)有錨頭時，采用250300mm。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。本設(shè)計支座處腹板厚取70cm.，跨中腹板厚取50cm。2. 梗腋 在頂板和腹板接頭處須設(shè)置梗腋。梗腋的形式一般為1：2、1：1、1：3、1：4等。梗腋的作用是：提高截面的抗扭剛度和抗彎剛度，減少扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力和畸變應(yīng)力。此外，梗腋使力線過渡比較平緩，減弱了應(yīng)力的集中程度。本設(shè)計中，根據(jù)箱室的外形設(shè)置了寬300mm，長600mm的上部梗腋，而下部采用300mm300m

53、m的梗腋。3. 橫隔梁橫隔梁可以增強橋梁的整體性和良好的橫向分布，同時還可以限制畸變；支承處的橫隔梁還起著承擔和分布支承反力的作用。由于箱形截面的抗扭剛度很大，一般可以比其它截面的橋梁少設(shè)置橫隔梁，甚至不設(shè)置中間橫隔梁而只在支座處設(shè)置支承橫隔梁。因此本設(shè)計沒有加以考慮，而且由于中間橫隔梁的尺寸及對內(nèi)力的影響較小，在內(nèi)力計算中也可不作考慮?？缰薪孛婕爸兄c截面示意圖如下所示：（單位為cm） SHAPE * MERGEFORMAT 3.2 主梁分段與施工階段的劃分3 分段原則主梁的分段應(yīng)該考慮有限元在分析桿件時，分段越細，計算結(jié)果的內(nèi)力越接近真實值，并且兼顧施工中的實施，所以本設(shè)計分為180個單元

54、。3 具體分段本橋全長90米，全梁共分180個梁段，一般梁段長度分成m。3 主梁施工方法及注意事項 主梁施工方法 ：主梁采用滿堂支架法施工，箱梁均采用滿堂支架、泵送現(xiàn)澆砼施工圖3-4 結(jié)構(gòu)簡圖第4章 內(nèi)力效應(yīng)計算及荷載組合 恒載內(nèi)力計算主梁的內(nèi)力計算可分為設(shè)計和施工內(nèi)力計算兩部分。設(shè)計內(nèi)力是強度驗算及配筋設(shè)計的依據(jù)。施工內(nèi)力是指施工過程中，各施工階段的臨時施工荷載，如施工機具設(shè)備（支架、張拉設(shè)備等）、模板、施工人員等引起的內(nèi)力，主要供施工階段驗算用。由于對施工方面的知識不熟，本設(shè)計中對該項設(shè)計內(nèi)容作了簡化，主要考慮了一般恒載內(nèi)力、活載內(nèi)力。主梁恒載內(nèi)力，包括自重引起的主梁自重（一期恒載）內(nèi)力S

55、g1 和二期恒載（如鋪裝、欄桿等）引起的主梁后期恒載內(nèi)力Sq2。主梁的自重內(nèi)力計算方法可分為兩類：在施工過程中結(jié)構(gòu)不發(fā)生體系轉(zhuǎn)換,如在滿堂支架現(xiàn)澆等，如果主梁為等截面，可按均布荷載乘主梁內(nèi)力影響線總面積計算；在施工過程中有結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換時，應(yīng)該分階段計算內(nèi)力。為方便計算先講將主梁分為180 個小段進行內(nèi)力的分析。每小段的自重如下： 主梁單元自重匯集表 表4-1各分段編號單元自重（kN）各分段編號單元自重（kN）各分段編號單元自重（kN）邊跨1220中跨61220邊跨121220221862218122218321763217123217421664216124216521465214125214

56、621366213126213721267212127212821068210128210920969209129209102087020813020811206712061312061220572205132205132037320313320314202742021342021520175201135201161997619913619917198771981371981819678196138196191957919513919520194801941401942119281192141192221918219114219123189831891431892418884188144188

57、251868518614518626185861851461852718487184147184281828818214818229181891811491813017990179150179311799117915117932181921811521813318293182153182341849418415418435185951851551853618696186156186371889718815718838189981891581893919199191159191401921001921601924119410119416119442195102195162195431961031

58、961631964419810419816419845199105199165199462011062011662014720210720216720248203108203168203492051092051692055020611020617020651208111208171208522091122091722095321011321017321054212114212174212552131152131752135621411621417621457216117216177216582171182171782175921811921817921860220120220180220.1

59、一期恒載內(nèi)力計算本橋是采用現(xiàn)澆一次成橋的，施工時結(jié)構(gòu)為二次超靜定結(jié)構(gòu)體系，采用力法求解時選取的基本體系如圖所示：原結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)圖圖圖圖4-1 力法計算示意圖根據(jù)力法方程：由圖乘法可求得各項系數(shù)和自由項：由對稱性知：解得：將數(shù)據(jù)與橋梁博士計算結(jié)果相比，相差不大，檢算滿足要求。橋梁博士輸出彎矩圖剪力圖如下：圖4-2 一期恒載彎矩圖（kNm）圖4-3 一期恒載剪力圖（kN）4.1.2 二期恒載內(nèi)力計算二期自重作用集度為橋面鋪裝集度、防撞護欄與人行道板的集度之和。橋面鋪裝：10cm單側(cè)防撞護欄：人行道板：根據(jù)通規(guī)的均布荷載計算。二期自重作用集度：仍采用力法求解，計算公式同一期自重作用效應(yīng)計算，得將數(shù)據(jù)

60、與橋梁博士計算結(jié)果相比，相差不大，檢算滿足要求。橋梁博士輸出彎矩圖剪力圖如下：圖4-4 二期恒載彎矩圖（kNm）圖4-5 二期恒載剪力圖（kN） 自重作用效應(yīng)匯總表 表4-2 類型一期自重荷載二期自重荷載截面彎矩（kNm）剪力（kN）彎矩（kNm）剪力（kN）邊座支點046160882邊跨1/42222717774364328邊跨跨中24521-11464918-226邊跨3/43898-40681142-781左中支點（左）-34366-6907-6792-1335左中支點（右）-343665762-67921108中跨1/4-41202923-556554中跨跨中7338015220注：以