50+70+50m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋畢業(yè)設(shè)計設(shè)計說明書

1、本科畢業(yè)設(shè)計題目50m+70m+50m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱型梁橋設(shè)計學(xué)生姓名學(xué)號教學(xué)院系土木工程與建筑學(xué)院專業(yè)年級土木工程09級指導(dǎo)教師職稱講師單位西南石油大學(xué)輔導(dǎo)教師職 稱單位southwest petroleum university graduation thesisdesign of prestressed concrete continuous box beam bridgegrade: class 3, grade 2009 name: liu lian fu speciality: civil engineering instructor: liao yu feng school

2、of civil engineering and archetecture2012-6-5摘要本論文主要是進行預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱型梁橋上部結(jié)構(gòu)設(shè)計。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋具有變形小、行車穩(wěn)定舒適、結(jié)構(gòu)受力性能好、后期維護量小、抗震能力強等優(yōu)點成為現(xiàn)代橋梁的主要組成之一。本論文設(shè)計分為主橋和引橋的設(shè)計，在方案比選階段，主橋只涉及到了主要的尺寸擬定及平、縱、橫斷面圖的繪制，不做計算。引橋為本論文的核心。引橋為50+70+50m的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱型梁橋，分為單幅設(shè)計，單箱雙室，橋面寬13m，為3車道，設(shè)計荷載標準為公路一級。設(shè)計過程如下：尺寸擬定、利用橋博建模、恒載計算、次內(nèi)力計算、預(yù)應(yīng)力鋼筋的估算

3、、內(nèi)力組合、預(yù)應(yīng)力損失計算、主梁驗算、撓度與預(yù)拱度的設(shè)置、主要工程數(shù)量的匯總。關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋 恒載 次內(nèi)力 內(nèi)力組合 橋梁博士 主梁驗算 地震 abstract this dissertation is mainly on superstructure design of prestressed concrete continuous box girder bridge . the prestressed concrete continuous beam bridge has the advantages of small deformation、 stable driving

4、comfort、 good mechanical properties of the structure、 small amount of maintenance、 strong seismic ability and so on, which become one of the main components of modern bridge. this dissertation is divided into the design of the main bridge and the bridge approach. during comparison and selection phas

5、e of the program, the main bridge involves only the main dimensions formulate and flat、vertical、cross-sectional drawing, without being calculated. the approach bridge is the core of this dissertation. the approach bridge is a prestressed concrete continuous box girder bridge(structure size:50+70+50m

6、 ),which is divided into a single design, single box and double room.other indicators:bridge deck width of 13m、3 lanes, design load standard for highway 1.the design process is as follows:size formulation、modeling by using dr. bridge software、the calculation of dead load、the calculation of secondary

7、 internal force、estimation of prestressed reinforcement、the combination of internal forces、the calculation of the prestressed loss、girder checking、deflection and camber setting、the summary of major engineering quantity.keywords: prestressed concrete continuous beam bridge; dead load、secondary intern

8、al force；the combination of internal forces；dr. bridges software; beam calculation；earthquake目錄1緒論11.1預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱型梁橋的概述11.2選題的意義22設(shè)計資料32.1工程概況32.2主要材料及要求43橋跨總體布置及結(jié)構(gòu)尺寸擬定63.1尺寸擬定63.1.1橋孔分跨63.1.2截面形式63.1.3梁高73.1.4細部尺寸74主梁建模104.1主梁分段與施工階段劃分104.1.1分段原則104.1.2具體分段104.1.3主梁施工方法及注意事項115恒載計算145.1主梁內(nèi)力計算145.1.2恒

9、載計算165.2.活載因子的計算175.3活載內(nèi)力計算185.4單元影響線計算196 次內(nèi)力計算236.1預(yù)加力引起的次內(nèi)力236.2收縮徐變引起的次內(nèi)力236.3 溫度次內(nèi)力的計算256.4支座沉降次內(nèi)力的計算277預(yù)應(yīng)力鋼束的估算與布置3217.1預(yù)應(yīng)力束筋的估算327.1.1計算原理327.1.2鋼束估算357.2預(yù)應(yīng)力束筋的布置368預(yù)應(yīng)力損失及有效應(yīng)力計算398.1 預(yù)應(yīng)力損失的計算398.1.1摩阻損失398.1.2.錨具變形損失408.1.3.混凝土的彈性壓縮408.1.4.鋼束松弛損失408.1.5.收縮徐變損失419內(nèi)力組合439.1 承載能力極限狀態(tài)下的效應(yīng)組合439.2

10、正常使用極限狀態(tài)下的效應(yīng)組合4510主梁驗算4810.1持久狀況承載能力極限狀態(tài)驗算4810.1.1 正截面承載力計算4810.2 持久狀況正常使用極限狀態(tài)應(yīng)力驗算5010.2.1 正截面驗算（法向拉應(yīng)力）5110.2.2混凝土的主壓應(yīng)力驗算5411撓度與預(yù)拱度設(shè)計5512主要工程數(shù)量計算57 12.1混凝土總用量計算5712.1.1梁體混凝土計算5712.1.2橋面鋪裝層混凝土計算5712.1.3防撞墻欄桿計算5712.2鋼絞線用量5712.3波紋管用量5712.4錨具用量5713總結(jié)59致謝601參考文獻611.參考教材612.相關(guān)規(guī)范61350m+70m+50m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱型梁橋設(shè)

11、計1緒論1.1預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱型梁橋的概述隨著交通運輸特別是高等級公路的迅速發(fā)展，對行車平順舒適提出了更高的要求。連續(xù)梁橋以其整體性好、結(jié)構(gòu)剛度大、變形小、抗振性能好、主梁變形撓曲線平緩、伸縮縫少和行車平穩(wěn)舒適等突出優(yōu)點而得到了迅速發(fā)展。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱型梁橋在60-150m跨徑范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。下面簡介其發(fā)展。先前使用的普通鋼筋混凝土在結(jié)構(gòu)上存在許多缺點：如過早出現(xiàn)裂縫，使其不能有效的采用高強度材料，結(jié)構(gòu)自重增大跨越能力小，材料利用率降低。為了彌補這些缺點，預(yù)應(yīng)力混凝土應(yīng)運而生。所謂預(yù)應(yīng)力混凝土就是在結(jié)構(gòu)承擔(dān)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)

12、力。自從有了預(yù)應(yīng)力混凝土，許多橋梁和公路的建設(shè)中，普通鋼筋混凝土被預(yù)應(yīng)力混凝土逐漸所代替。預(yù)應(yīng)力混凝土是20世紀30年代誕生的，它的出現(xiàn)給橋梁建設(shè)提供了廉價、耐久且剛度和承載力均很大的建筑材料，從而推動橋梁的發(fā)展產(chǎn)生又一次的飛躍。1953年，前聯(lián)邦德國finsterwald首創(chuàng)采用掛籃的平衡懸臂施工法建造預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁技術(shù)，在萊茵河上成功建造了沃倫姆斯橋，該橋為帶剪力鉸的剛架橋，跨徑為101.65+114.20+104.20（m）。其后，該施工方法在全世界大跨度梁式橋中得到發(fā)展和應(yīng)用。在我國雖然預(yù)應(yīng)力混凝土起步晚，但是目前也取得了許多成就。如虎門大橋輔航道橋（主跨270m），云南元江大橋（主

13、跨265m）寧德下白石大橋（主跨260m）。連續(xù)梁橋主梁是以若干個孔為一聯(lián)，在中間支點上連續(xù)通過，是超靜定結(jié)構(gòu)。連續(xù)梁橋的最大正彎矩發(fā)生在跨中附近，而最大負彎矩（絕對值）發(fā)生在支點截面上。由于支點負彎矩的存在，可使得跨中正彎矩比同跨的簡支梁減少很多。比簡支梁橋有更大的跨越能力。（目前建成的重慶石板坡長江大橋復(fù)線橋主跨為330m的連續(xù)鋼箱梁結(jié)構(gòu)，是世界首位。當(dāng)跨度較大，恒荷載相對于總的荷載的比值稍大時，采用連續(xù)梁可導(dǎo)致材料用量的減少。在近幾年中由于施工技術(shù)的進步，連續(xù)梁橋更適合采用懸臂拼裝和懸臂灌筑、縱向拖拉或頂推法施工。當(dāng)一個孔受到破壞時，相鄰的孔可以給予支持，而使得整個橋梁不能夠墜落，對修復(fù)

14、與加固整個橋梁是有利的，且連續(xù)梁橋的剛度比較大，抗震性能也比較好。為了使連續(xù)梁橋的平面位置得到固定，而且能將縱向水平力傳給墩臺，每一聯(lián)必須設(shè)立一個固定支座，其余的為活動支座。公路橋為滿足高速平穩(wěn)行車的要1求，常常采用多孔一聯(lián)，用來減少橋面伸縮縫的數(shù)目，而將伸縮量集中在橋的活動支座的那一端，并且設(shè)置完善的、具有大變形量的伸縮縫裝置。這就使它更具有了競爭力，在50-300米范圍內(nèi)占據(jù)了主導(dǎo)地位。無論是城市橋梁、高架道路、山谷高架橋、還是跨河大橋預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱型梁橋發(fā)揮了其獨特的優(yōu)勢，成為了優(yōu)選方案。目前，連續(xù)結(jié)構(gòu)體系已成為混凝土橋梁中的主要體系。從當(dāng)前的橋梁成就水平來看，小跨徑橋梁已經(jīng)無法滿足

15、人們的需求了。為了滿足現(xiàn)代人們的物質(zhì)生活和精神生活方面的需求，今后修建的橋梁的趨勢和原則如下：1、研究具有輕質(zhì)、高強、耐腐蝕、高性能的新型建橋材料，以適合更大跨徑橋梁重載交通和長壽命運營的要求。2、探索和研究適應(yīng)于超大跨度橋梁的結(jié)構(gòu)體系，結(jié)合海洋工程的經(jīng)驗，研究超深水基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)形式與施工方法，以及抗風(fēng)、抗震、抗海浪的技術(shù)措施。3、研究更適合實際受力狀態(tài)的力學(xué)分析法和新的設(shè)計理論。在大跨徑橋梁設(shè)計方面，重視對空氣動力學(xué)、振動、穩(wěn)定、非線性等的研究。研究開發(fā)成套的設(shè)計、計算和繪圖軟件，進一步完善cad技術(shù)。4、施工方面，越來越要求施工方法快速簡便，提倡工業(yè)化制造。5、環(huán)境保護已經(jīng)成為21世紀的建橋

16、工程師及其他各行各業(yè)建設(shè)者們共同面臨的一大課題，因此，在橋梁建設(shè)中，更加注重橋梁自身的美學(xué)要求及其對周邊環(huán)境的影響?？偠灾?，橋梁的設(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，做分析、做判斷得出最優(yōu)方案。1.2選題的意義本次設(shè)計計算僅進行引橋的設(shè)計計算，跨徑布置為50+70+50m的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱型梁橋，橋?qū)?6m，分為兩幅，設(shè)計時只考慮單幅的設(shè)計。主梁采用單箱雙室型截面，為了提高跨越能力、減輕結(jié)構(gòu)自重、線性優(yōu)美等原則采用變截面形式。連續(xù)梁橋由于是超靜定結(jié)構(gòu)，計算量大，且準確性難以保證，所以采用有限元分析軟件-橋梁博士3.03進行，這樣不僅提高了效率，而且準確性也得到了保

17、證。在施工方面，結(jié)合其地形情況及起重設(shè)備等方面的考慮，采用滿堂支架施工法。2設(shè)計資料2.1工程概況 1工程概況本工程屬于xxx到xxx的高速公路，橋梁全長1105m，寬26m，主橋為雙塔三跨式斜拉橋（跨徑布置為170m+425m+170m），兩端引橋均為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱型梁橋（跨徑布置為50m+70m+50m）。設(shè)計標準為公路一級。本次設(shè)計為該工程中的引橋部分為主要設(shè)計對象進行其相關(guān)的設(shè)計計算。2技術(shù)標準1）公路等級：一級2）荷載等級：公路一級3）截面形式:單箱雙室4）橋面全寬：12+2*0.5m單幅5）設(shè)計車速：80km/h6）坡度：橫坡為2% 縱坡5%7）計算跨徑：50m+70m+50m

18、8） 地震烈度8度設(shè)防, 場地類別為類, 地震加速度0.10g。設(shè)計特征周期0.35秒3地質(zhì)條件橋位地形系由侵蝕作用形成低山河谷 ，橋區(qū)附近河段順直，河流呈n50e方向。河段呈“u”型河谷，大橋北岸級階地幾乎被人工破壞殆盡，邊灘、漫灘發(fā)育，南岸為基座階地，漫灘后部基巖裸露。經(jīng)鉆探及地調(diào)測繪，橋址區(qū)出露及揭露地層為第四系及侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組?，F(xiàn)分述如下：第四系全新統(tǒng)人工填筑層（）人工填筑土：雜色，填筑物主要為建筑垃圾和少量生活垃圾以及礫、卵石、碎、塊石土、低液限粉土。稍濕，松散。分布于左岸公路沿線及房屋周圍，厚度變化在0.510.00m之間。第四系全新統(tǒng)近代河流沖擊層（）粉砂：淺黃灰色，成份以石

19、英、長石為主，及其它深色礦物次之，次棱角狀。結(jié)構(gòu)不均，夾薄層狀的低液限粉土，局含少量卵礫石。松散，飽和，透水性好。主要分布于高河漫灘上部，厚16m不等。卵石質(zhì)土：褐黃色，石質(zhì)成份主要以石英巖、砂巖為主，灰?guī)r、花崗巖、等次之，次圓圓狀，一般粒組組成約5%，20060mm約20%，6020mm約20%，202mm約45%，余為砂及少量粉粘粒。全層結(jié)構(gòu)不均，局部砂、礫石分別富集或含較多的漂石，松散稍密，飽和，透水性好。分布于河床以及左岸高河漫灘粉砂層之下，該層在左岸可大于45m，沿橋軸往南岸則逐漸變薄，至南岸地段該層已尖滅稱為基巖河床。第四系全新統(tǒng)坡洪積層（）低液限粘土：褐黃、黃棕色，結(jié)構(gòu)不均，局部

20、夾淤泥質(zhì)粘土，底部含少量碎、塊石，軟硬塑狀。分布于右岸斜坡以及坳溝地帶，厚度0.510.00m不等。第四系全新統(tǒng)階堆積層（）低液限粉土：灰黃色，夾510cm厚的粉細砂，底部含少量的小礫石，軟塑狀。分布于左右兩岸的階地上，厚310.00m不等。卵石質(zhì)土：褐黃色，石質(zhì)成份主要以石英巖、砂巖為主，灰?guī)r、花崗巖、等次之，次圓圓狀，一般粒組組成約5%，20060mm約20%，6020mm約20%，202mm約45%，余為砂及少量粉粘粒。全層結(jié)構(gòu)不均，局部砂、礫石分別富集，松散稍密，飽和，透水性好。分布于階低液限土之下，厚度510.00m不等。2.2主要材料及要求混凝土1)橋面混凝土鋪裝：c40；2)箱梁

21、主體；c50；3)樁基、承臺、橋墩、橋臺、搭板：c30 ；4)防撞墻：c20； 鋼筋1)主筋：ii級鋼筋2)輔助鋼筋：i級鋼筋3)預(yù)應(yīng)力筋：箱梁縱向預(yù)應(yīng)力束采用j15.24高強度低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線，astma416-90a270級標準，標準強度ryb=1860mpa ，ey=1.95105mpa；加載至規(guī)定負荷的80%時，松弛損失不大于3.5；張拉控制應(yīng)力k=0.75 rby=1395mpa。要求鋼絞線的供貨廠家必須取得iso9002質(zhì)量體系認證證書，產(chǎn)品質(zhì)量應(yīng)有部級以上鑒定證書。預(yù)應(yīng)力管道 預(yù)應(yīng)力管道均采用預(yù)埋波紋管。錨具采用群錨體系ovm錨或ym錨。建議鋼絞線規(guī)格采用75，以下為常用錨具尺

22、寸供設(shè)計時選用。如表2.1所示錨具型號錨墊板寸mm波紋管徑外/內(nèi)mm螺旋筋圈徑mm圈數(shù)千斤頂型號錨具最小布置間距mmovm15-518062/551704ycw100200ovm15-720077/702406ycw150230ovm15-923087/802706ycw250260vm15-1227097/903307ycw250290ovm15-19320107/1004008ycw400420ovm15-27370127/1204708ycw650490ym15-516567/601705ydc1500210ym15-719077/701905ydc1500230ym15-921587/

23、802106ydc2000270ym15-1225092/852506ydc2500320ym15-15290102/953206ydc3200370ym15-17300107/1003407ydc4200400ym15-19300107/1003507ydc4200420ym15-24320117/1104007ydc5200460表2.1常用錨具型號 其產(chǎn)品性能符合國際預(yù)應(yīng)力協(xié)會編制的后張預(yù)應(yīng)力體系驗收建議（fip-91）和預(yù)應(yīng)力筋錨具、 夾片和連接器(gb/t14370-93)的要求。供貨廠家必須取得iso9002和bsi質(zhì)量體系認證證書。2.3主橋箱梁施工箱梁采用滿堂支架法施工。3橋跨

24、總體布置及結(jié)構(gòu)尺寸擬定3.1尺寸擬定本方案引橋采用三跨一聯(lián)的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱型梁橋，橋梁全長170m，設(shè)計主跨為70m。3.1.1橋孔分跨連續(xù)梁橋有做成三跨或者多跨一聯(lián)的，但一般不超過六跨。對于橋孔分跨，往往受到以下因素的影響：地形、地質(zhì)和水文條件，通航要求以及墩臺基礎(chǔ)及支座構(gòu)造，力學(xué)要求，美學(xué)要求等。若采用三跨一聯(lián)不等的橋孔布置，一般邊跨與主跨之比為0.-0.8倍，這樣可使中跨跨中不至于產(chǎn)生正彎矩，此外，邊跨與中跨之比還與施工方法有關(guān)系。本設(shè)計跨度，主要根據(jù)設(shè)計任務(wù)書來確定，其跨度組合為50m+70m+50m。符合以上原理要求，主跨比為0.71。3.1.2截面形式1.立面布置當(dāng)連續(xù)梁的跨徑

25、接近或大于70m時，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，指點截面的負彎矩遠遠要大于跨中截面的正彎矩。所以，采用加大支點高度的變截面梁可以更好的適應(yīng)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布規(guī)律。這樣做既對恒載引起的截面內(nèi)力影響不大，也不會妨礙橋下通航的凈空要求，并且還能滿足支點處較大剪力的要求。同時，變截面的立面布置使結(jié)構(gòu)外形和諧、美觀。采用變截面布置尤其適用于懸臂法施工，施工階段主梁的剛度大，且與施工內(nèi)力狀態(tài)相吻合。圖形如3.1所示。 圖3.1 立面布置2.橫截面布置預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋橫截面形式主要有：板式、肋梁式和箱型截面。板式截面一般用于中小跨徑的連續(xù)梁橋中，多采用支架現(xiàn)澆施工，一般空心截

26、面用于跨徑15-30m的連續(xù)梁橋中。此外，連續(xù)梁橋主梁除了跨中部分承受正彎矩外，支點還要承受負彎矩，因此，在截面設(shè)計中支點截面往往需要加強。常做成馬蹄形的t形截面，適用跨徑在30-50m。當(dāng)跨徑較大時，主梁一般采用箱型截面。箱型截面的頂、底板都有比較大的面積，因而能有效抵抗正、負彎矩，并滿足配筋要求。而且截面閉合抗扭剛度比較大，具有比t形截面高的截面效率指標，當(dāng)橋梁承受偏心荷載時內(nèi)力分布比較均勻，整體性好。另外，箱型截面構(gòu)造布置靈活，適用于懸臂施工、逐孔施工、支架現(xiàn)澆施工等。箱型截面根據(jù)橋面寬度、施工方法的不同，可以采用不同的形式，常見的截面形式有單箱單室（頂板寬度小于20m）；單箱雙室（頂板

27、寬度35m左右）；雙箱單室（頂板寬度達40m左右）；多箱多室截面可以不受限制。本設(shè)計采用單箱雙室截面，截面寬度為13m。3.1.3梁高根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)和已建成橋梁的資料分析可知，通常支點梁高和主跨之比一般為（1/16-1/20）l，跨中梁高：一般為(1/30-1/50)l。當(dāng)建筑高度不受限制時，增大梁高往往是比較經(jīng)濟的方法，因為增大梁高只是增加腹板高度，而混凝土的用量卻增加不多，卻能顯著減少預(yù)應(yīng)力鋼束的用量。經(jīng)驗數(shù)據(jù)如下等截面連續(xù)梁：一般施工法梁高為1/15-1/25 頂推法施工梁高為1/12-1/17變截面連續(xù)梁：折線形 跨中梁高為1/22-1/28 支點處梁高為1.1-1.75倍的跨中梁高，即

28、1/16-1/20 曲線形 跨中梁高為1/30-1/50 支點處梁高1.5-3.2倍的跨中梁高，即1/16-1/20本次設(shè)計采用變截面曲線形，支點梁高取1/18.7，即3.75m，跨中梁高取1/40，即1.75m。3.1.4細部尺寸一、頂板與底板頂板厚度一般要考慮兩方面的因素：一方面，按照行車道板的要求，具有承受橫向彎矩的能力；另一方面，要滿足布置縱、橫向預(yù)應(yīng)力束筋的要求。通常，頂板的中部厚度不應(yīng)小于板凈跨徑的1/30，且不小于200mm。連續(xù)梁中底板要承受支座負彎矩和跨中正彎矩，因此，要按構(gòu)造要求設(shè)計。支點處底板：一般為（1/10-1/12)h支，跨中底板一般在22-25cm之間。本次設(shè)計中

29、采用雙面配筋，且底板也是由支點處向跨中按拋物線變化，因此，支點處底板取37cm，跨中底板取25cm，頂板取25cm。二、腹板和其它細部尺寸1)、腹板厚度 一般來說，變截面箱梁采用直腹板，主要功能是承受結(jié)構(gòu)的彎曲切應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力所引起的主拉應(yīng)力，墩頂區(qū)域剪力大，因而腹板較寬，跨中區(qū)域的腹板較窄。一般設(shè)計經(jīng)驗為：1、 腹板內(nèi)無預(yù)應(yīng)力束筋管道布置時，其最小厚度采用20cm。2、 腹板內(nèi)有預(yù)應(yīng)力束筋管道布置時，其最小厚度采用25-30cm。3、 腹板內(nèi)無預(yù)應(yīng)力束筋錨固頭時，其最小厚度采用35cm。本次設(shè)計支座處腹板厚度取60cm，跨中腹板厚度取25cm。2) 、承托箱型截面梁頂與腹板相連處應(yīng)設(shè)置承托

30、，底板與腹板相連處應(yīng)設(shè)倒角，必要時也設(shè)置承托。目的在于提高截面的抗扭剛度和抗彎剛度，減小扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力和畸變應(yīng)力。此外，承托使力線過渡比較平緩，減弱了應(yīng)力的集中程度。常用的承托在頂板與腹板之間一般為1:1,1:2.1:3，底板與腹板之間一般為1:1。本次設(shè)計中，支點處頂板與腹板之間采用200x600mm，底板與腹板采用600x600mm，跨中處頂板與腹板之間采用200x600mm，底板與腹板采用300x300mm?？缰薪孛婧椭c截面示意圖如3.2a和b所示：（單位為cm）圖a支點處截面 b支點橫斷面圖圖3.2橋梁斷面圖 4主梁建模4.1主梁分段與施工階段劃分4.1.1分段原則采用桿系結(jié)構(gòu)有限元單元

31、法分析橋梁時，分段越細，計算所得的內(nèi)力越接近實際內(nèi)力的分布狀況真實值。本次設(shè)計分為80個單元。4.1.2具體分段本次設(shè)計引橋部分全長170m，全橋共分為80個單元，分別為17*1m、10*3m、2*3m、10*3m、2*2m、10*3m、2*3m、10*3m、17*1m。起初，本次設(shè)計采用懸臂施工法進行建模，因為懸臂施工法在施工階段劃分的過程有一定的難度，而且存在體系轉(zhuǎn)換，受力比較復(fù)雜，具有一定的挑戰(zhàn)性。建力模型如下圖所示（由于單元號和節(jié)點號較多，顯示出來無法看清，故省略）如圖4.1和4.2所示圖4.1全橋外形圖圖4.2全橋三維圖本次設(shè)計中在采用懸臂施工法時，由于考慮施工階段較多，而且存在體系

32、轉(zhuǎn)換，受力比較復(fù)雜，由于時間關(guān)系，沒有過多的時間和精力去研究和考慮，所以臨時改為滿堂支架法。全橋共分為80個單元，分別為17*1m、10*3m、2*3m、10*3m、2*2m、10*3m、2*3m、10*3m、17*1m。因為滿堂支架不考慮施工階段的劃分，所以單元劃分不像懸臂施工法那么麻煩，由于時間關(guān)系，單元劃分和懸臂施工法的單元劃分采取一致建模圖形如下4.3和4.4所示（由于單元號和節(jié)點號較多，故省略） 圖4.3全橋外形圖 圖4.4全橋三維圖4.1.3主梁施工方法及注意事項滿堂支架法是采取按一定間隔，密布搭設(shè)，起支撐作用的腳手架的施工方法。目前常見于現(xiàn)澆橋梁施工及現(xiàn)澆樓板施工。滿堂支架法施工

33、是一種長期被采用的方法,施工時需要大量的模板支架。支架法施工是在橋位處搭設(shè)支架,在支架上澆筑橋體混凝土,待混凝土達到強度后拆除模板及支架。支架法施工最大的優(yōu)點是不需要大型吊裝設(shè)備,其缺點是施工用的支架模板消耗量大、工期長,對山區(qū)橋梁及高墩有很大的局限性滿堂支架法現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁在橋梁工程中是一種較為常見的施工方法，最近幾年，隨著國內(nèi)鐵路、公路交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的高速發(fā)展，按照滿堂支架施工設(shè)計的橋梁也越來越多，大大推進了滿堂支架的應(yīng)用進程，滿堂支架施工工藝也不斷進行改進?，F(xiàn)代滿堂支架施工技術(shù)亦朝著大噸位、大跨徑方向發(fā)展，常規(guī)滿堂支架鋼管桿件本身承載能力有限，所以探討如何實現(xiàn)在特殊大噸位箱梁

34、、高墩、大斷面現(xiàn)澆箱梁等工況條件下的現(xiàn)澆箱梁施工是橋梁建設(shè)者經(jīng)?？紤]的問題之一。一、施工特點：滿堂支架是在一聯(lián)或多跨橋下設(shè)置支架，體系轉(zhuǎn)換次數(shù)很少，或者沒有，南京三橋南引橋滿堂支架施工按照逐孔現(xiàn)澆設(shè)計，需要發(fā)生體系轉(zhuǎn)換，但是逐孔現(xiàn)澆施工法的優(yōu)點是需要的支架數(shù)量少，周轉(zhuǎn)次數(shù)多，利用效益高，而且可以超前搶大支架及支設(shè)模板，施工速度快。移動模架逐孔現(xiàn)澆施工接縫一般設(shè)置在跨徑的1/4-1/6處，即接近連續(xù)梁零彎矩點附近，施工狀態(tài)與成橋狀態(tài)受力模式比較接近。二、適用范圍：一般造橋機等設(shè)備由于本身體積龐大，安裝比較麻煩，經(jīng)過測算，如果待建橋梁長度不足800m，造橋機安裝費用攤銷很高，如果施工長度大于130

35、0m，導(dǎo)致工程工期較長，所以移動模架施工的適用橋梁長度為8001300m，大于1300m可以考慮采用2套移動模架，同時造橋機施工盡可能的避免中途拆裝作業(yè)；由于移動模架設(shè)備本身比較昂貴，一次性投入相當(dāng)大，往往是未得到第一孔現(xiàn)澆梁的計價款，在安裝完畢之前先期投資巨大，導(dǎo)致一般項目上的資金壓力相當(dāng)大，目前制約其推廣的主要因素是按照移動模架施工的橋梁設(shè)計還是相對較少，移動模架的周轉(zhuǎn)次數(shù)相對較少，如果一套模架能夠周轉(zhuǎn)施工2次以上，經(jīng)濟效益比滿堂支架相當(dāng)可觀；同時雖然移動模架施工速度相當(dāng)快，但是由于一般施工單位投入數(shù)量有限，導(dǎo)致工作面少，所以對于工期特別緊的項目，沒有滿堂支架大面積采用人海戰(zhàn)術(shù)施工突擊搶工

36、期的條件。滿堂支架適用于高度低于20m左右的墩身上部結(jié)構(gòu)以及其它施工方法不經(jīng)濟的情況下建造橋梁上部結(jié)構(gòu)，具有周轉(zhuǎn)次數(shù)多，周轉(zhuǎn)時間短，使用輔助設(shè)備少，減少了人力物資的浪費，特別適用于多跨現(xiàn)澆梁施工，既保證了工程質(zhì)量，又能加快施工進度，具有良好的經(jīng)濟效益。尤其是在無通航要求的地方，干擾性小、靈活性強，更適合用此方法。三、工藝原理：滿堂支架是通用橋梁施工的工法，施工時多點支撐，沉降容易控制，張拉時支架反彈量小，對主梁健康有利，線型也同樣容易控制。1、支架的搭設(shè)2、支架預(yù)壓3、模板的調(diào)整：滿堂支架預(yù)拱度的調(diào)整是施工中重點，施工前要進行超載預(yù)壓，得到可靠的預(yù)拱度各項設(shè)計參數(shù)，并考慮周全，撓度值的計算要盡

37、量結(jié)合實際情況，模板的調(diào)整主要通過可調(diào)頂托來實現(xiàn)。4、內(nèi)模支撐及混凝土的澆注箱梁混凝土整孔一次澆注完成，由懸臂端向已澆梁段推進。5、門洞搭設(shè)滿堂支架施工現(xiàn)澆箱梁線性控制：實際控制標高（設(shè)計標高位置處）fc=f0+f2-f3-f4+f5公式計算： 其中：f0:線路設(shè)計標高；f2:滿堂支架支撐系統(tǒng)的彈性與非彈性壓縮變形；f3:預(yù)應(yīng)力張拉對砼箱梁線型的影響，設(shè)計院提供參考數(shù)據(jù)；f4:現(xiàn)澆箱梁張拉壓漿完畢后的箱梁的預(yù)拱度，設(shè)計院提供參考數(shù)據(jù)；f5:正?？缡┕r懸臂端后吊點下?lián)隙扔稍O(shè)計院提供參考數(shù)據(jù)，將其以線性分配計入施工段模型預(yù)拱度中，影響較小。四、移動模架施工現(xiàn)澆箱梁砼二次澆筑要點：二次澆注混凝土同

38、樣采取對稱、平衡澆注，縱向分段，水平分層，但比一次全斷面澆注混凝土質(zhì)量容易控制，但是共同的難點在于是保證腹板與底板相交梗掖處的砼密實，同時為了保證施工縫處前支點墩頂頂板不出現(xiàn)裂縫，需要結(jié)合現(xiàn)澆梁鋼筋、預(yù)應(yīng)力孔道布置（特別是梗掖處的底板預(yù)應(yīng)力孔道是否布置非常集中）、底板承托是否很平導(dǎo)致砼很難進入充滿梗掖等，確定合理的澆筑順序以及內(nèi)模結(jié)構(gòu)，一般砼澆筑縱向順序采用由跨中向兩邊，即墩頂合攏的縱向澆注順序，橫向采用先梗掖底板、腹板頂板的澆筑順序，梗掖處可內(nèi)模板開天窗觀察及輔助振搗，具體落實過程要視具體情況合理選用，不斷摸索坍落度等技術(shù)指標，優(yōu)化施工方案。 5恒載計算5.1主梁內(nèi)力計算 5.1.1截面特征

39、計算 截面計算通過橋梁博士計算得到以下數(shù)據(jù)，由于結(jié)構(gòu)式對稱的，所以表格中數(shù)據(jù)只列出全橋結(jié)構(gòu)的一半，如表5.1所示表5.1截面特征單元號節(jié)點號截面截面高度截面面積截面抗彎慣距截面中性軸高度單元自重11邊支座1.757.40753.432841185211.757.40753.4328412211.757.40753.432841185321.757.40753.4328413321.757.40753.432841185431.757.40753.4328414431.757.40753.432841185541.757.40753.4328415541.757.40753.4328411856

40、51.757.40753.4328416651.757.40753.432841185761.757.40753.432841771/8截面1.757.40753.432841185871.757.40753.4328418871.757.40753.432841185981.757.40753.4328419981.757.40753.4328411851091.757.40753.432841101091.757.40753.43284118511101.757.40753.4328411111101.757.40753.43284118512111.757.40753.432841121

41、2111.757.40753.43284118513121.757.40753.43284113131/4截面1.757.40753.43284118514131.757.40753.4328411414131.757.40753.43284118515141.757.40753.4328411515141.757.40753.43284118516151.757.40753.4328411616151.757.40753.43284118517161.757.40753.432841續(xù)表5.1單元號節(jié)點號截面截面高度截面面積截面抗彎慣距截面中性軸高度單元自重1717161.757.40753

42、.4328411851818171.757.40753.432841562193/8截面1.847.585053.89471.051919201.847.585053.89471.0557820231.957.831654.547641.12020231.957.831654.547641.160021262.088.155495.448491.1721211/2截面2.088.155495.448491.1762722292.248.570066.665381.242222292.248.570066.665381.2466223322.439.081448.269551.3323233/8

43、截面2.439.081448.269551.3370524352.649.7105310.38631.422424352.649.7105310.38631.4275725382.8810.469713.14051.5325251/4截面2.8810.469713.14051.5382026413.1511.385216.73551.642626413.1511.385216.73551.6489527443.4412.473921.40441.7627271/8截面3.4412.473921.40441.7698428473.7513.77227.43711.892828473.7513.7

44、7227.43711.89103029503.7513.77227.43711.892929支座3.7513.77227.43711.89103030533.7513.77227.43711.893030533.7513.77227.43711.8997831563.3912.30720.64541.743131563.3912.30720.64541.7487832593.0711.109315.61811.6132321/8截面3.0711.109315.61811.6179733622.7810.136911.90691.483333622.7810.136911.90691.48731

45、34652.539.355419.183691.373434652.539.355419.183691.3767935682.318.741357.197481.2735351/4截面2.318.741357.197481.2763836712.138.266055.771431.193636712.138.266055.771431.1960737741.987.910734.763161.123737741.987.910734.763161.1258438771.877.658384.079551.0638383/8截面1.877.658384.079551.06559續(xù)表5.1單元號節(jié)

46、點號截面截面高度截面面積截面抗彎慣距截面中性軸高度單元自重3939801.797.489893.649281.0255940831.757.40753.4328414040831.757.40753.432841370411/2截面1.757.40753.4328415.1.2恒載計算 主梁恒載內(nèi)力包括主梁自重引起 的自重內(nèi)力和后期恒載引起的恒載內(nèi)力。一期恒載內(nèi)力（結(jié)構(gòu)自重），二期恒載內(nèi)力（橋面鋪裝）鋪裝層：0.2*25*13=65kn/m，防撞墻：采用8kn/m，合計：73kn/m一期恒載和二期恒載內(nèi)力由橋梁博士計算得到如表5.2所示（不計收縮徐變）表5.2恒載內(nèi)力單元號節(jié)點號截面軸力剪力彎

47、矩11邊支座136003500-8180213700-3190-4850771/8截面50500486-1690013131/4截面66500326-212001466500-629-2050019193/8截面84500222-262020868002690-113021211/2截面64300-4220726022645002840209023233/8截面56400-473023500245620056101260025251/4截面68900-442041100266860075403430027271/8截面92700-647052700289190

48、09870449002929支座1040011000330003010400-75205980032321/8截面573007510158003357400-40502360035351/4截面572006380-53703656600-5210616038383/8截面591002270-198003957800-2720-151004040647001380-14500411/2截面64600-0.336-13900由恒載內(nèi)力引起的彎矩和剪力圖如圖5.1圖5.1恒載彎矩和剪力圖5.2.活載因子的計算橋梁結(jié)構(gòu)的基頻反映了結(jié)構(gòu)的尺寸、類型、建筑材料等動力特性內(nèi)容，它直接反映了沖擊系數(shù)與橋梁結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。不管橋梁的建筑材料、結(jié)構(gòu)類型是否有差別，也不管結(jié)構(gòu)尺寸與跨徑是否有差別，只要橋梁結(jié)構(gòu)的基頻相同，在同樣條件的汽車荷載下，就能得到基本相同的沖擊系數(shù)。橋梁的自振頻率（基頻）宜采用有限元方法計算，對于連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，當(dāng)無更精確方法計算時，也可采用下列公式估算： （5.1） （5.2） （5.3）式中 結(jié)構(gòu)的計算跨徑（）； 結(jié)構(gòu)材料的彈性模量（）； 結(jié)構(gòu)跨中截面的截面慣矩（）； 結(jié)構(gòu)跨中處的單位長度質(zhì)