連續(xù)梁橋設(shè)計(jì)計(jì)算

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第1章緒論

1.1概述

隨著我國交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，人們對馬路橋梁的建設(shè)提出了更高的要求，例如行車要舒適、平穩(wěn)，建設(shè)周期要短等等。于是，兼顧簡支梁橋和連續(xù)梁橋優(yōu)點(diǎn)的先簡支后連續(xù)橋梁形式應(yīng)運(yùn)而生。

簡支變連續(xù)梁橋經(jīng)歷了簡支梁橋面（板）連續(xù)→恒載簡支、活載連續(xù)、體系不轉(zhuǎn)換→先簡支后連續(xù)結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展歷程，從原來的普通鋼筋連接墩頂發(fā)展到現(xiàn)在的采用預(yù)應(yīng)力筋連接，但是墩頂混凝土的開裂問題的戰(zhàn)勝效果不佳，就此國內(nèi)外主要對墩頂混凝土開裂，以及如何更好連接墩頂以防止開裂的研究進(jìn)行了大量的研究?？鐝酱笥性黾?，并且有繼續(xù)增大的趨勢，成為現(xiàn)代橋梁建設(shè)中的一種重要橋型。

簡支梁橋?qū)儆趩慰嘴o定結(jié)構(gòu)，它構(gòu)造簡單，施工便利，其結(jié)構(gòu)尺寸易于設(shè)計(jì)成系列化和標(biāo)準(zhǔn)化，有利于在工廠內(nèi)或地上廣泛采用工業(yè)化施工，組織大規(guī)模預(yù)制生產(chǎn)，并用現(xiàn)代化的起重設(shè)備進(jìn)行安裝。采用裝配式的施工方法可以大量儉約模板支架木材，降低勞動強(qiáng)度，縮短工期，顯著加快建橋速度。然而簡支梁橋也存在很大缺點(diǎn)：從運(yùn)營條件來說，簡支梁橋在梁銜接處的撓曲線會發(fā)生不利于行車的折點(diǎn)，一般簡支梁在梁銜接處設(shè)置成伸縮縫或橋面連續(xù)，伸縮縫造價較高，易受破壞，又無法避免行車的不舒適性；橋面連續(xù)也簡單出現(xiàn)破壞(已建工程中簡支梁上橋面連續(xù)出現(xiàn)破壞的屢見不鮮)，另外簡支梁跨中彎矩較大，致使梁的截面尺寸和自重顯著增加，需要耗用材料多，這些都是簡支梁橋的顯著缺點(diǎn)。

而連續(xù)梁橋同簡支梁橋相比較而言，其特點(diǎn)區(qū)別很大：結(jié)構(gòu)較繁雜，且從橋梁建筑現(xiàn)代化的角度來衡量，鋼筋混凝土連續(xù)梁橋遜色于簡支梁橋，由于當(dāng)跨徑較大時，長而重的構(gòu)件不利于預(yù)制安裝施工，而往往要在工費(fèi)昂貴的支架上現(xiàn)澆，需要的工期長。但是連續(xù)梁橋無斷點(diǎn)，行車舒適，且由于支點(diǎn)負(fù)彎矩的存在，使跨中正彎矩值明顯減少，從而減少材料用量及結(jié)構(gòu)自重，這些特點(diǎn)是簡支梁橋所無法比較的。

先簡支后連續(xù)梁橋剛好發(fā)揮了上述兩種梁橋的優(yōu)點(diǎn)，戰(zhàn)勝它們的缺點(diǎn)。其施工特點(diǎn)是先按簡支梁規(guī)?；┕?，后用濕接縫把相臨跨的梁塊連接成連續(xù)梁，從而得到連續(xù)梁優(yōu)越的使用效果。

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1.2先簡支后連續(xù)體系的特點(diǎn)

先簡支后連續(xù)是連續(xù)梁橋施工中較為常見的一種方法。采用先簡支后連續(xù)的橋梁設(shè)計(jì)，可減少橋梁接縫，大大提高行車舒適度，所以近來被大量采用。從施工方法而言，其特點(diǎn)是簡單便利，質(zhì)量可靠，實(shí)現(xiàn)了橋梁施工的工廠化、裝配化。該方法目前在中、小跨徑的連續(xù)梁橋的建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用。

先簡支后連續(xù)有以下幾種常見的施工方法：

(1)主梁的普通鋼筋在墩頂連續(xù)該方法簡單易行，缺點(diǎn)是墩頂負(fù)彎矩區(qū)往往發(fā)生橫向裂縫，影響橋梁的正常使用。

(2)主梁縱向預(yù)應(yīng)力鋼束在墩頂連續(xù)該方法效果最好，缺點(diǎn)是施工難度大，往往需要特別的連接器來完成，一般也不采用。

(3)墩頂兩側(cè)主梁在一定范圍內(nèi)布設(shè)預(yù)應(yīng)力短束實(shí)現(xiàn)連續(xù)該方法簡單可行，具有第2種方法的優(yōu)點(diǎn)，同時戰(zhàn)勝了墩頂負(fù)彎矩區(qū)的開裂問題。

第一種方法雖然簡單易行，但常在墩頂負(fù)彎矩區(qū)內(nèi)發(fā)生橫向裂縫，影響橋梁的正常使用。方法二的效果最好，但施工很困難，故一般不采用。第三種方法不僅施工可行，并且具有方法二的優(yōu)點(diǎn)，同時又戰(zhàn)勝了采用普通鋼筋連續(xù)的開裂問題。所以一般先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)梁橋多采用墩頂短束與普通鋼筋連續(xù)的構(gòu)造處理來實(shí)現(xiàn)簡支轉(zhuǎn)連續(xù)。

由于先簡支后連續(xù)梁橋在施工過程中存在體系轉(zhuǎn)換，那么必需依據(jù)具體的施工過程來分析結(jié)構(gòu)的受力。其受力特點(diǎn)是：施工的第一階段是形成簡支梁，此階段主梁承受一期恒載自重產(chǎn)生的內(nèi)力以及在簡支梁施加的預(yù)應(yīng)力；其次階段首先澆筑墩頂連續(xù)段混凝土，待混凝土達(dá)到要求的強(qiáng)度后張拉墩頂負(fù)彎矩束（局部短束），最終形成連續(xù)梁。連續(xù)梁成橋狀態(tài)主要承受二期恒載、活載、溫度、支座沉降產(chǎn)生的內(nèi)力以及負(fù)彎矩束的預(yù)加力、預(yù)加力的二次矩、徐變二次矩等。

先簡支后連續(xù)的連續(xù)梁橋，主要應(yīng)用于跨徑在20m～35m、吊裝重量小于70t的中小跨徑的空心板、箱梁、T梁、I型組合梁橋中，有些高速馬路上,40m、50m跨徑的T梁也采用了先簡支后連續(xù)結(jié)構(gòu)。先簡支后連續(xù)結(jié)構(gòu)由于跨徑不大，預(yù)制梁體較小，因此梁下設(shè)置的支座以板式橡膠支座為多，同時考慮到下部結(jié)構(gòu)受力的均勻性，分聯(lián)一般為以100m～200m一聯(lián)為宜，最長不宜超過300m。采用先簡支后連續(xù)結(jié)構(gòu)體系，最大的特點(diǎn)是在進(jìn)行下部結(jié)構(gòu)施工的同時，可在預(yù)制場上預(yù)制梁體，這樣既可保證質(zhì)量又可縮短工期。而簡單、便利、迅速地預(yù)制梁體的前提是預(yù)制梁體的幾何尺寸基本一致，因此這種橋型在不需設(shè)置超高的順直路線上采用比較適合。位于順直路段的橋梁，橋

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面橫坡一般是一個定值，預(yù)制梁部分的幾何尺寸基本一致，預(yù)制便利，施工簡單，速度較快。

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第2章橋梁設(shè)計(jì)方案確定

2.1橋梁設(shè)計(jì)資料

2.1.1地形

表2.1橋軸斷面數(shù)據(jù)表樁號(m)k11+584.00+600.00+608.00+621.00+655.00+670.80+683.80+709.00+734.90+763.00+796.20地面標(biāo)高(m)344.72343.63345.03331.71315.96316.06316.95329.75333.68343.75354.84設(shè)計(jì)標(biāo)高(m)354.77354.77354.77354.77354.77354.77354.77354.77354.77354.77354.772.1.2地質(zhì)描述

覆蓋層為泥土，厚3m～5m，下伏基巖為砂巖。2.1.3水文通航狀況無水文通航要求。2.1.4路線資料

直線橋

2.1.5橋面布置

凈7m（行車道）+2x2.5m（人行道）=12m2.1.6設(shè)計(jì)荷載

馬路II級人群荷載按規(guī)范取值

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2.1.7當(dāng)?shù)貧庀鬆顩r

多年平均氣溫為17.9℃，極端最高氣溫41.7℃，極端最低氣溫-3.5℃。地震烈度為VI度。

2.2橋型方案擬定

2.2.1方案初選

本橋位所在位置地形為較平坦的地形，無徑流，基巖為完整砂巖，表面有厚度為3m～5m的塊石土覆蓋層，下伏基巖為砂巖，地質(zhì)狀況良好，適合多種體系橋。初擬的6個方案分別為①：6跨30m等截面簡支變連續(xù)梁橋；②：左右對稱跨徑90m的單塔雙跨斜拉橋；③：凈跨徑為130m，凈矢跨比為1/9的上承式拱橋；④：主孔凈跨徑130m，凈矢跨比1/6的中承式鋼管混凝土拱橋⑤：80m+120m兩跨連續(xù)梁橋⑥：50m+80m+50m連續(xù)鋼構(gòu)橋。

方案比選主要依據(jù)實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、安全、美觀、有利于環(huán)保的基本原則，同時考慮要符合橋梁發(fā)展規(guī)律，表達(dá)現(xiàn)代新科技的成就。橋型的選擇要求在技術(shù)上是可靠的，在施工上是切實(shí)可行的。而且要綜合考慮各式橋梁的優(yōu)缺點(diǎn)以進(jìn)行比較。

根據(jù)以上原則經(jīng)過初選，篩選得到6跨30m等截面簡支變連續(xù)梁