三跨預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)

1、第一章 緒論第一節(jié) 連續(xù)剛構(gòu)橋概述連續(xù)剛構(gòu)橋也可稱為具有墩梁固結(jié)的連續(xù)梁橋。橋梁中的墩梁固結(jié)部分通常在需要布置大跨、高墩時(shí)才采用。從結(jié)構(gòu)適應(yīng)位移角度看，剛構(gòu)體系利用高墩的柔度來適應(yīng)結(jié)構(gòu)由預(yù)加力、混凝土收縮、徐變和溫度變化等應(yīng)起的縱向位移，即把高墩視為一種可擺動(dòng)的支承體系。邊跨橋墩因墩高較矮，相對剛度增大，當(dāng)其不能起到擺動(dòng)作用時(shí)，需在橋墩的頂部或底部設(shè)鉸，以適應(yīng)縱向位移。對長大橋梁，連續(xù)剛構(gòu)體橋往往是剛構(gòu)主體與連續(xù)梁的組合。剛構(gòu)橋一般是指橋跨結(jié)構(gòu)和墩臺(tái)整體相連的橋梁。其特點(diǎn)為：由于兩者之間是剛性連接，在豎向荷載作用下，將在主梁端部產(chǎn)生負(fù)彎矩，因而將減少跨中正彎矩，跨中截面尺寸也相應(yīng)的減小。剛構(gòu)橋

2、在豎向荷載作用下，支柱將承受壓力外，還承受彎矩。支柱一般也由混凝土構(gòu)件做成，其在豎向荷載作用下，一般都產(chǎn)生水平推力。剛構(gòu)橋一般都做成超靜定的結(jié)構(gòu)形式，故混凝土收縮，溫度變化，墩臺(tái)不均勻沉降和預(yù)應(yīng)力等因素都會(huì)在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生附加內(nèi)力。在施工過程中，當(dāng)結(jié)構(gòu)體系發(fā)生轉(zhuǎn)換時(shí)，徐變也會(huì)引起附加內(nèi)力。有時(shí)，這些附加內(nèi)力可占整個(gè)內(nèi)力相當(dāng)大的比例。第二節(jié) 連續(xù)剛構(gòu)橋的特點(diǎn)一、 連續(xù)剛構(gòu)橋的主要特點(diǎn)連續(xù)剛構(gòu)橋的主要特點(diǎn)表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1、 墩梁固結(jié)有利于懸臂施工，且可以減少大型支座及其養(yǎng)護(hù)維修和更換；2、 在受力方面，上部結(jié)構(gòu)仍表現(xiàn)出連續(xù)梁的特點(diǎn)，但必須計(jì)入由于橋墩受力及混凝土收縮、徐變和溫度變化應(yīng)起的變形對上

3、部結(jié)構(gòu)的影響；因橋墩具有一定的柔度，與t型剛構(gòu)橋相比，其根部所受的彎矩很小，而在墩梁結(jié)合處仍有剛架受力特點(diǎn)；3、 在構(gòu)造方面，主梁常采用變截面箱形梁，橋墩多采用矩形和箱形截面的柱式墩或雙薄壁墩；在橋梁兩端的伸縮裝置應(yīng)能適應(yīng)結(jié)構(gòu)縱向位移的需要，同時(shí)，橋 臺(tái)處需設(shè)置控制水平位移的的擋塊，以保證結(jié)構(gòu)的水平穩(wěn)定性。二、 連續(xù)剛構(gòu)橋的基本受力特點(diǎn) 連續(xù)梁的基本受力特點(diǎn)可歸納為：1、 隨著墩高的增加，連續(xù)剛構(gòu)的墩頂以及跨中彎矩趨近連續(xù)梁者；2、 墩的軸向力和墩底彎矩隨墩高的增加急劇減少；3、 兩墩之間的梁部所受到的軸向力隨墩高的增加而急劇減少。因此，連續(xù)剛構(gòu)橋的梁的高跨比h/l等設(shè)計(jì)參數(shù)可參照連續(xù)梁橋取值

4、（適當(dāng)偏?。?。對帶雙薄壁墩的連續(xù)剛構(gòu)橋，其梁部彎矩與雙薄壁墩的截面尺寸和兼具有較大的關(guān)系，梁高選擇時(shí)應(yīng)考慮這一因素。第二章 設(shè)計(jì)原則和主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)第一節(jié) 工程概況蘭州小西湖黃河大橋是蘭州市小西湖黃河大橋工程的一部分。該工程由北濱河路立交、黃河大橋、中濱河路立交及西津東路立交等四部分組成，大橋北起黃河北岸的華夏灶具廠與北濱河路立交相連，南訖黃河南岸與中濱河路立交相接。蘭州市小西湖黃河大橋是跨越黃河的一項(xiàng)樞紐工程，對蘭州的經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有戰(zhàn)略意義。第二節(jié) 自然條件、地質(zhì)、水文、氣象、地震一、自然地理及氣象橋址處河床寬300m，西側(cè)（上游）500余米靠南岸有一沙洲，叢生樹木，將主流挑向南岸，受南岸沙咀阻

5、擋，主流拐向北岸。而于南側(cè)河床形成較寬（寬約135m）的淺灘，低水位時(shí)露出卵石灘，高水位時(shí)被淹沒。橋位處最熱月平均氣溫22.3；最冷月平均氣溫-6.4。極端最高氣溫39.1；極端最低氣溫-23.1.最大日較差30.2。基本風(fēng)壓值為500pa。歷年最大風(fēng)速17.0m/s；歷年極大風(fēng)速27.6m/s。平均相對濕度59.4%；最大凍結(jié)深度1.20m。年最大降水量546.7mm；歷年月最大降水量236.2mm；歷年日最大降水量96.8mm。二、 地層巖性（一）、地層結(jié)構(gòu)及巖、土性質(zhì)1、2、3橋墩位于劉家堡隱伏活動(dòng)斷裂的北盤，表層堆積5.35.6m厚的第四系全新統(tǒng)沖積（）卵石、漂石、河岸人工堤壩有3.6

6、m厚的填筑土；其下為上第三系中新統(tǒng)咸水河組中段棕紅色、暗紅色泥巖；其中2橋墩在23.75m以下為上第三系中新統(tǒng)咸水河組下段（x）淡黃色夾姜黃色疏松塊狀砂巖；4橋墩位于劉家堡隱伏活動(dòng)斷裂南盤，表層有3.5m厚的填筑土；其下為第四系全新統(tǒng)沖積（）卵石和中砂；再下為第四系下更新統(tǒng)沖積（）卵石。全新統(tǒng)地層與下更新統(tǒng)地層無明顯界限，臨近黃河，全新統(tǒng)地層一般厚69m。其巖、土性質(zhì)敘述與下： 1、填筑土（） 見于南北兩岸，厚3.55.6m。淡黃色或灰黑色，以粉土為主，含煤渣、磚塊及卵礫石，松散。 2、中砂（） 僅見于南岸4橋墩q卵石的底部，厚1.6m，中密，飽和。級(jí)松土。 3、卵石（）見于2、3、4橋墩表層

7、，卵石厚5.35.6m。灰色，青灰色，為硬質(zhì)巖石，潮濕至飽和，中密。卵石顆粒粒徑8040mm居多，由北向南逐漸變細(xì)。級(jí)硬土。 4、卵石（）僅見于4橋墩的下部（14.9m以下），灰白色、灰色，顆粒粒徑分布不均，成份均為硬質(zhì)巖石，中密至密實(shí)，飽和。級(jí)硬土。5、漂石（） 僅見于北岸1橋墩填筑土下部，厚5.3m，灰白色、灰色，粒徑大于200mm約65%，余為卵礫石及雜礫等充填，中密，飽和，級(jí)軟石。6、泥石（x） 據(jù)鉆探揭示，厚度大于23m，棕紅色、暗紅色為主，泥質(zhì)膠結(jié)，含鈣質(zhì)，巖芯一般為柱狀，每段長3050，最長1.0m。錘擊成凹痕，不易破裂，浸水易崩裂，露于空氣中易產(chǎn)生龜裂縫。上部3m裂隙較發(fā)育，以

8、下裂隙逐漸減少。成巖作用差，強(qiáng)風(fēng)化層與弱風(fēng)化層無明顯界線，從節(jié)理發(fā)育程度判斷，風(fēng)化層厚度約3m。風(fēng)化線下級(jí)軟石。 7、砂巖（x） 僅見于2橋墩，埋深23.75m，頂面高程1488.25m，淡黃色夾姜黃色，以中、細(xì)砂為主。泥質(zhì)膠巖，膠結(jié)性很差，巖芯為1030長的柱狀，手捏成松散砂粒，未見層理，為塊狀松散砂巖，巖層中含地下水。在側(cè)限條件下不擾動(dòng)其天然狀態(tài)，很密實(shí)，強(qiáng)度較高。級(jí)軟石。 巖、土參數(shù)的選用 重度、粘聚力c、內(nèi)摩擦角、樁尖處土的容許承載力、天然濕度的巖石單軸極限抗壓強(qiáng)度、樁周土的極限摩擦力 中砂 =19.0kn/； 卵石 =23kn/；全新統(tǒng)卵石=600 kpa、；下更新統(tǒng)卵石=700kp

9、a、泥巖 =22.1 kn/；c=30 kpa； ；強(qiáng)風(fēng)化層： =500 kpa、=1300kpa；微風(fēng)化層： =700 kpa；=1800 kpa 砂巖 =21.1 kn/ ；c=20kpa； ； =650 kpa ；=160（二）、地質(zhì)構(gòu)造橋址位于祁連山褶皺帶中祁連隆起帶東段的蘭州斷陷盆地。金城關(guān)活動(dòng)斷裂以南，劉家堡隱伏活動(dòng)斷裂以北，雷壇河活動(dòng)斷裂以西的斷塊上。受控制性斷裂的影響，工程范圍內(nèi)地層巖性、結(jié)構(gòu)變化較大。金城關(guān)斷裂：該斷層距橋梁施工現(xiàn)場以北200m以外，其主要活動(dòng)年代為q以前，晚更新世紀(jì)以來未活動(dòng)。說明該斷層近期發(fā)生大地震的可能性不大，對大橋工程不會(huì)有大的影響。劉家堡斷裂：劉家堡

10、斷裂是一條較為重要的全新世活動(dòng)斷裂，且橫穿小西湖黃河大橋。該斷裂位于金城關(guān)斷裂帶南側(cè)，與金城關(guān)斷裂平行，縱貫市區(qū)中心，它西起安寧區(qū)杏花村，向東經(jīng)劉家堡、孔家崖，斜穿黃河河床進(jìn)入七里河，直抵雷壇河橋附近，全長約16km。其總體走向?yàn)閚65w，傾向sw，傾角較陡，以孔家崖為界，該斷層?xùn)|段大致為直線型，走向?yàn)閚74w，西段總體走向n50w，局部偏轉(zhuǎn)為n38w，該斷裂為隱伏的正傾滑性活動(dòng)斷裂，早更新世以來斷裂平均傾滑速率為0.170.21/a。局部地段可見到斷錯(cuò)第四季地層。該斷裂在橋址場區(qū)內(nèi)主要發(fā)育于黃河河床內(nèi)，與小西湖黃河大橋主橋近乎正交，斷面中心位置距黃河南岸護(hù)堤58.8m。綜合研究表明， 該斷裂

11、在橋址場內(nèi)走向?yàn)?n58w，傾向sw，傾角在5577之間，上盤淺層范圍內(nèi)主要為第四系卵石層，下盤為全新世卵石層及第三系砂質(zhì)泥巖、砂巖，斷層影響帶約15m。橋址附近鉆孔資料表明，斷裂南北兩側(cè)中更新統(tǒng)咸水河組淺紫紅色、黃色粉砂質(zhì)粘土層及砂巖，垂直斷距約超過300m,而且黃河河谷中斷裂兩側(cè)全新世沖積礫石層厚度不等，說明該斷裂在第四季一直活動(dòng)。對橋梁結(jié)構(gòu)有一定影響。雷壇河斷裂：雷壇河斷層橫穿蘭州市區(qū)的黃河谷地，但在所穿的、級(jí)階地上都未見到地形上的明顯變化，說明該斷層全新世以來沒有活動(dòng)跡象。雷壇河斷裂距工程場地最近距離為1.0，對工程場址影響不大。三、水文地質(zhì)條件（一）、地表水橋址處所在地區(qū)屬黃河水系，

12、黃河由西向東流經(jīng)蘭州市市區(qū)北側(cè)。黃河河槽300m左右，兩岸為人工漿砌堤岸。其水量、水位受黃河上游劉家峽水庫調(diào)洪影響較大，枯水季節(jié)，黃河主流位于黃河北岸，水面寬約50100m，豐水季節(jié)或上游水庫放水時(shí)，則河水淹沒整個(gè)河床，水流大，流速快。按年內(nèi)逐月流量分配大致可分為三個(gè)時(shí)期：6月至10月為豐水期，各月平均流量大于1000/s；4月至5月及11月為平水期，各月平均流量6001000/s；12月至翌年3月為枯水期，各月平均流量小于600/s。地表水對混凝土的腐蝕性如下：a、 主流帶的表層水質(zhì)：ph=7.7；=199.7mg/l。隊(duì)混凝土無腐蝕。b、 主流帶靠近河底的水質(zhì)：ph=7.7；=256.8

13、mg/l。對混凝土具弱腐蝕。c、 南岸附近淺灘洼地的水質(zhì)：ph=8.4；=622.6 mg/l。對混凝土具中等腐蝕。（二）、地下水橋址范圍內(nèi)地下水類型為第四系孔隙潛水和沿裂隙水。第四系孔隙潛水含水層為卵石、漂石層，地下水位埋深5.511m，含水層厚度大，水量大。由于受大氣降水、黃河河水的影響，地下水變化幅度較大?；鶐r裂隙水見于疏松塊狀砂巖中，水量較小。其穩(wěn)定水位為： a、1墩（北岸），地下水埋深3.25m，高程1514.76m。 b、2墩（主流），卵石層中潛水與河水聯(lián)通。砂石中的地下水埋深25m，高程1487m。 c、3（淺灘），卵石層中的潛水與河水聯(lián)通，隨河水而升降。 d、4（南岸），地下水

14、埋深5.8m，高程1514.15m。水質(zhì)的主要指標(biāo)：a、 卵石中潛水，ph=8.28.4；so。對混凝土具弱至中等蝕。b、 砂巖中的裂隙水，ph=8.4；so。對混凝土具有弱等蝕。四、場地地震危險(xiǎn)性分析及沙類土地震液化評價(jià)（一）、地震危險(xiǎn)性分析計(jì)算結(jié)果（a）在50年基準(zhǔn)期、超越概率為63.2%的風(fēng)險(xiǎn)水平下，工程場地的地震烈度，即第一水準(zhǔn)烈度（眾值烈度）為6.3度，相對應(yīng)的基巖水平峰值加速度為0.065g，地震動(dòng)持續(xù)時(shí)間為22.0s。（b）在50年基準(zhǔn)期、超越概率為10%的風(fēng)險(xiǎn)水平，工程場地的地震烈度，即第一水準(zhǔn)烈度（基本烈度）為8.1度,相對應(yīng)的基巖水平峰值加速度為0.220g，地震動(dòng)持續(xù)時(shí)間

15、為20.3s。根據(jù)場地地震危險(xiǎn)性分析結(jié)果，其地震烈度結(jié)果可以作為確定場地基本烈度的依據(jù)；根據(jù)國家對烈度分區(qū)的歸整辦法，考慮到本區(qū)的地震地質(zhì)特征以及歷史地震影響烈度分析結(jié)果，場地的地震基本烈度復(fù)核評定為度。（二）、飽和砂土地震液化評價(jià)在場地遭受未來相當(dāng)于地震基本烈度襲擊時(shí)，土層不會(huì)發(fā)生變化，可不予考慮場地地震液化。（三）、場地抗震性能評價(jià)蘭州市小西湖黃河大橋場址，地層結(jié)構(gòu)較為簡單、穩(wěn)定，大部分地段場地土為中硬土，場地本身無明顯的不良工程地質(zhì)現(xiàn)象存在。但場地跨越或毗鄰活動(dòng)斷裂，故場地總體上屬于抗震不利區(qū)。第三節(jié) 采用的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)（一）城市橋梁設(shè)計(jì)準(zhǔn)則(jtj11-93)（二）城市橋梁設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)(

16、cjj77-98)（三）公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(jtg d60-2004)（四）公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(jtgd62-2004)（五）內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)(gbj139-90)（六）公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(jtj001-97)（七）公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（jtj041-2000）（八）城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范(cjj37-90)（九）公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(jtj004-89)（十）公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（jtj024-85）（十一）公路磚石及混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（jtj022-85）（十二）公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范（jtj064-98）第四節(jié) 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)一、 橋梁設(shè)計(jì)荷載公路i級(jí),人群:3.0kn/m2。

17、二、 橋面寬度橋面總寬27.5,其中包括兩側(cè)各2.75m(含欄桿)的人行道。三、 橋面縱坡 主橋1%雙面坡四、 橋面橫坡車行道:2%人字坡。人行道:單向橫坡1.0%（向內(nèi)）。五、 地震基本烈度：度，按度設(shè)防。六、 設(shè)計(jì)行車速度：50km/h。七 設(shè)計(jì)通航凈空：黃河蘭州段通航等級(jí)級(jí)，根據(jù)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)（gbj139-90）規(guī)定，通航孔通航凈寬應(yīng)不小于46m，上底寬不應(yīng)小于38m，凈高不小于8m。最高通航水位同10年一遇洪水位即1518.17m。第三章 方案比選第一節(jié) 簡支梁橋方案 簡支梁橋?qū)儆陟o定結(jié)構(gòu)，它受力明確，構(gòu)造簡單，施工方便，使中小跨度橋梁中應(yīng)用最廣泛的橋型。簡支梁橋

18、的尺寸以設(shè)計(jì)成系列化和標(biāo)準(zhǔn)化，這就立于在工廠內(nèi)或在工地上廣泛采用工業(yè)化制造或施工，組織大規(guī)模的預(yù)制生產(chǎn)，并利用其中設(shè)備進(jìn)行裝配。 結(jié)構(gòu)方案初步擬定為10跨30m的預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋。在簡支梁橋中，當(dāng)跨徑超過20m時(shí)，一般采用預(yù)應(yīng)力混凝土梁。我國后張法裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁的標(biāo)準(zhǔn)跨徑有25m、30m、35m、40m四種。標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)中高跨比約為1/171/20。其主梁高度主要取決于活載標(biāo)準(zhǔn)，主梁間距可在較大范圍內(nèi)變化，通常其高跨比在1/151/25之間。所以梁高定為1.5m，板梁寬定為1.5m，采用空心板，塊件之間的連接采用企口混凝土鉸接，并要設(shè)置一定數(shù)量的橫隔板，來增加橋的整體穩(wěn)定性，增大梁體

19、的抗扭剛度。設(shè)計(jì)方案的總體布置土見圖2.2.1。圖3.1.1 簡支梁橋總體布置圖 （單位：cm）第二節(jié) 部分斜拉橋方案部分斜拉橋，又稱矮塔斜拉橋。屬組合體系橋梁，它的上部結(jié)構(gòu)由主梁，拉索和索塔三種構(gòu)件組成。它是一種橋面體系以上梁受軸向力（密索體系）或受彎（稀索體系）為主，支承體系以拉索受拉和索塔受壓為主的橋梁。部分斜拉橋是索塔上用若干斜向拉索，支承起主梁以跨越較大的障礙。拉索的作用相當(dāng)于在主梁跨內(nèi)增加了若干彈性支承，使主梁跨徑顯著減小，從而大大減少了梁內(nèi)彎矩，梁體尺寸和梁體重力，使梁的跨越能力顯著增大。他的另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是由調(diào)整拉索的預(yù)拉力可以調(diào)整主梁的內(nèi)力，使主梁的內(nèi)力分布更均勻合理?，F(xiàn)代大跨

20、度部分斜拉橋主梁施工常用懸臂法，利用眾多的斜向拉索（密索布置時(shí)）在施工時(shí)吊拉主梁，充分發(fā)揮斜拉橋的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢以減輕施工荷載，使結(jié)構(gòu)在施工階段和受力階段的受力基本一致。橋式方案采用一聯(lián)（81.2+136+81.2）m預(yù)應(yīng)力混凝土雙塔單索面部分斜拉橋，橋長300m，采用塔梁固結(jié)、梁墩分設(shè)的結(jié)構(gòu)形式。梁體采用單箱三室大懸臂橫斷面。質(zhì)點(diǎn)量高4.5m，跨中梁高2.6m，梁體下緣按二次拋物線變化，箱梁頂寬27.5m，箱底寬15.42816.948m；箱梁外腹板斜置，斜率0.4。斜拉索布置在中室。主梁處支點(diǎn)處設(shè)各個(gè)墻外，每根拉索錨固點(diǎn)處均設(shè)有隔墻，間距4.0m左右。中支點(diǎn)處中室隔墻后3.0m，邊室隔墻厚2.0

21、m，邊支點(diǎn)隔墻厚1.32m。主塔結(jié)構(gòu)高17.0m，為主跨的1/8，主塔采用實(shí)心矩形受力面積，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，順橋向長3.0m，橫橋向?qū)?.0m。 第三節(jié) 連續(xù)剛構(gòu)橋方案連續(xù)剛構(gòu)體系的梁部結(jié)構(gòu)受力性能基本與連續(xù)梁相同，但是解決了巨型支座的設(shè)計(jì)、制造及其養(yǎng)護(hù)、更換難這一系列突出問題。連續(xù)剛構(gòu)體系各部位內(nèi)力隨著墩高的增加與連續(xù)梁愈加接近，故其要求橋墩具有一定的柔度來適應(yīng)結(jié)構(gòu)由預(yù)應(yīng)力、混凝土收縮、徐變及溫度變化所引起的縱向位移，此類橋型主要應(yīng)用于大跨高墩結(jié)構(gòu)中。上部結(jié)構(gòu)為三孔連續(xù)剛構(gòu)橋，跨徑組合為85m+130m+85m，橋梁全長為300m。主梁截面為單箱雙室箱梁結(jié)構(gòu)，橋面為雙向六車道。下部結(jié)構(gòu)擬采用

22、雙薄壁柔性墩，墩身為實(shí)體式，墩身截面形式為矩形。雙薄壁單墩中心距為7.4m，薄壁尺寸為：13.22m1.6m，初步擬定墩高為左墩13.5m，右墩為12.5m?；A(chǔ)采用高樁承臺(tái)樁基礎(chǔ)，承臺(tái)尺寸為：；高4m，擬采用12根樁，樁徑為2m。剛構(gòu)橋一般是指橋垮結(jié)構(gòu)和墩臺(tái)整體相連的橋梁。其特點(diǎn)為：由于兩者之間是剛性連接，在豎向荷載作用下，將在主梁端部產(chǎn)生負(fù)彎矩，因而將減少跨中正彎矩，跨中截面尺寸也相應(yīng)的減小。剛構(gòu)橋在豎向荷載作用下，支柱將承受壓力外，還承受彎矩。支柱一般也由混凝土構(gòu)件做成，其在豎向荷載作用下，一般都產(chǎn)生水平推力。剛構(gòu)橋一般都做成超靜定的結(jié)構(gòu)形式，故混凝土收縮，溫度變化，墩臺(tái)不均勻沉降和預(yù)應(yīng)

23、力等因素都會(huì)在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生附加內(nèi)力。在施工過程中，當(dāng)結(jié)構(gòu)體系發(fā)生轉(zhuǎn)換時(shí)，徐變也會(huì)引起附加內(nèi)力。有時(shí)，這些附加內(nèi)力可占整個(gè)內(nèi)力相當(dāng)大的比例。剛構(gòu)橋的主要優(yōu)點(diǎn)是：外形尺寸小，橋下凈空大，橋下視野開闊。鋼筋混凝土剛構(gòu)橋的混凝土的用量少，但鋼筋的用量較大，基礎(chǔ)的造價(jià)也較高，所以，目前常用的是中小跨度；預(yù)應(yīng)力混凝土剛構(gòu)橋則常用于高墩大跨橋梁，且具有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性，其橋型方案主要采用連續(xù)剛構(gòu)。連續(xù)剛構(gòu)橋的主要優(yōu)點(diǎn)：1、 墩梁固結(jié)的特點(diǎn)省去了大跨連續(xù)梁的支座，無須進(jìn)行巨型支座的設(shè)計(jì) 、制造、養(yǎng)護(hù)和更換，節(jié)省了昂貴的支座費(fèi)用。2、 因墩梁固結(jié)，橋墩的厚度大大減小，約為梁在支點(diǎn)處的高度的0.20.4倍，比t型剛

24、構(gòu)的墩厚小得多，減少橋墩與基礎(chǔ)工程的材料用量。3、 抗震性能好，水平地震力可均攤給各個(gè)墩來承受，不需像連續(xù)梁設(shè)置制動(dòng)墩承受，或采用價(jià)格較昂貴的專用抗震支座。4、 墩梁固結(jié)便于采用懸臂施工方法，省去連續(xù)梁施工在體系轉(zhuǎn)換時(shí)采用的臨時(shí)固結(jié)措施。通過上述三種方案的介紹可知每種方案都有其獨(dú)到的優(yōu)點(diǎn)。簡支梁橋，施工便捷，便于流水化作業(yè)，可節(jié)約工期。但簡支梁橋受跨越能力的限制，勢必增加跨數(shù)，從而增加了橋墩的數(shù)量，進(jìn)而產(chǎn)生了不良的后果。橋墩數(shù)目過多，一者阻水面積增大，使橋下排水不暢，將為以后防洪工作埋下隱患。二者使通航受到嚴(yán)格的限制，嚴(yán)重影響了水上交通。再者，阻水面積的增大，將使水流流速增大，水流將急劇沖刷墩

25、臺(tái)，基礎(chǔ)將面臨著嚴(yán)重的考驗(yàn)。部分斜拉橋結(jié)構(gòu)受力性能好，且外形優(yōu)美，與黃河風(fēng)情融為一體。但斜拉橋設(shè)計(jì)、施工復(fù)雜，且目前技術(shù)不是很成熟，再加上斜拉橋造價(jià)昂貴，若條件具備的不是很充分，修建橋梁將面臨著相當(dāng)?shù)睦щy。連續(xù)剛構(gòu)橋綜合了連續(xù)梁和t型剛構(gòu)橋的受力特點(diǎn)，將主梁做成連續(xù)梁，與薄壁橋墩固接而成 。連續(xù)剛構(gòu)橋若采用水平抗推剛度較小的雙薄壁墩，將顯著減小水平位移在墩頂產(chǎn)生的彎矩。同時(shí)墩梁固結(jié)，（比起連續(xù)梁來）節(jié)省了大型支座的昂貴費(fèi)用，減少了墩及基礎(chǔ)的工程量，并改善了結(jié)構(gòu)在水平荷載（例如地震荷載）作用下的受力性能。連續(xù)剛構(gòu)橋主梁連續(xù)無縫，行車平順又可最大限度地應(yīng)用平衡懸臂施工法，且主梁線形優(yōu)美，可成為城市

26、一道靚麗的風(fēng)景線。綜上所述，選擇連續(xù)剛構(gòu)橋是勢在必行的，它是因時(shí)因地而選定的最佳方案。第四章 上部結(jié)構(gòu)尺寸擬定本設(shè)計(jì)經(jīng)方案比選后，采用預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)剛構(gòu)結(jié)構(gòu)，全長300m,根據(jù)當(dāng)?shù)厮?、地址及橋下通航凈空要求，主跨擬定為130m。 上部結(jié)構(gòu)采用單箱雙室截面。采用單箱雙室形截面可以相對減輕自重、增大抗扭剛度，施工方法宜采用懸臂現(xiàn)澆施工或懸拼施工，本橋采用懸臂現(xiàn)澆施工法。箱梁下部寬度為變寬度，采用寬翼板，懸臂部分長4.5m，屬長懸臂，采用斜腹板。第一節(jié) 主跨徑的擬定大、中跨連續(xù)剛構(gòu)一般采用不等跨布置，根據(jù)相關(guān)資料可知，邊跨一般為中跨的0.50.8倍，本設(shè)計(jì)采用邊跨跨徑為85m，則全橋跨徑為

27、85+130+85300m。第二節(jié) 順橋向梁的尺寸擬定連續(xù)剛構(gòu)橋的支座設(shè)計(jì)負(fù)彎矩一般要比跨中設(shè)計(jì)正彎矩大，所以采用變截面比較合理，主跨跨徑大于80m的大跨連續(xù)剛構(gòu)橋一般主梁采用變高度形式，高度變化基本與內(nèi) 力變化相適應(yīng)，梁底曲線可采用二次拋物線型。拋物線方程為：y=-0.000819616 （其中x以跨中計(jì)）。一、 支點(diǎn)梁高：根據(jù)范立礎(chǔ)主編橋梁工程，支點(diǎn)梁高h(yuǎn)=(1/161/20)l,取h=l/18.6,即7.0m。二、 跨中梁高：根據(jù)范立礎(chǔ)主編橋梁工程，跨中梁高h(yuǎn)=(1/301/50)l,取4.0m。第三節(jié) 橫橋向梁的尺寸擬定主梁截面細(xì)部尺寸擬定結(jié)果見構(gòu)造圖，支點(diǎn)處及跨中橫截面尺寸如圖4.3

28、.1及4.3.2所示：圖4.3.1 跨中截面 （單位：cm） 圖4.3.2 支點(diǎn)處截面 (單位：cm) 一、頂板和底板厚度箱形梁頂板和底板除承受法向荷載外，還承受軸向的拉、壓荷載。頂板的法向荷載有自重，橋面活載和施工荷載，底板的法向荷載有自重和施工荷載。軸向荷載是橋跨方向上合恒、活載傳來的軸向力，以及縱向和橫向預(yù)應(yīng)力荷載，因此頂、底板除按板的構(gòu)造要求即決定厚度以外，還要按跨方向總彎矩來決定厚度。其選定原則如下： 箱梁根部底板厚度一般為墩頂梁高度的1/101/12。 連續(xù)梁跨中區(qū)段截面主要承受正彎矩，對預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，底板中需要配一定數(shù)量的預(yù)應(yīng)力束筋與普通輔助鋼筋，底板厚度一般為0.40.6

29、5m,有預(yù)應(yīng)力束筋管孔，其最小厚度為3.3d(d為管孔直徑，d=0.1m)并要求有輔助鋼筋。 箱梁頂板厚度首先要滿足布置縱橫預(yù)應(yīng)力筋構(gòu)造要求。可根據(jù)范立礎(chǔ)主編的橋梁工程第92頁，表219參考選用。根據(jù)以上的原則，頂板厚度取0.30m,跨中跨度7.1m。底板厚采用變厚度以便布置預(yù)應(yīng)力束及承受局部壓力，支點(diǎn)處厚度采用0.70m,(考慮橋的跨度大，支點(diǎn)負(fù)彎矩較大，以提供足夠的混凝土承壓面積，防止支點(diǎn)處混凝土被壓碎)，跨中底板厚度為0.25m，支點(diǎn)至跨中采用線性變化。二、 腹板厚度根據(jù)厚度的選定主要取決于布置預(yù)應(yīng)力箱和布置預(yù)應(yīng)力鋼束錨頭及澆注混凝土必要的間隙構(gòu)造要求，一般可按以下原則選用：腹板內(nèi)無預(yù)應(yīng)

30、力筋時(shí)，可用0.2m；腹板內(nèi)有預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，可用0.250.3m；腹板內(nèi)有預(yù)應(yīng)力固定錨時(shí)，可用0.35m； 墩上或靠近墩的箱梁根部腹板需加厚到0.300.60m,或取1m?？紤]以上因素，為便于計(jì)算，在該設(shè)計(jì)中，腹板厚度在兩邊斜腹板處取46cm，在中間腹板處取50cm。主梁支點(diǎn)橫截面細(xì)部尺寸圖（單位：cm）第四節(jié) 橋面鋪裝的選定橋面鋪裝：橋面鋪裝采用兩層鋪裝，下層鋪9cm厚的防水混凝土，上層鋪6cm厚的瀝青混凝土。防水混凝土的容重取，瀝青混凝土容重取23k。第五節(jié) 人行道尺寸的擬定人行道一般高出車道0.250.35m。本橋人行道高度采用為0.3m, 人行道板構(gòu)造詳細(xì)尺寸見圖4.5.1: 圖4.5.

31、1 人行道板構(gòu)造圖 (單位：cm)第六節(jié) 本橋采用的主要材料一、.混凝土：主橋采用c50混凝土，。 抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，彈性模量。人行道板，欄桿和橋面鋪裝墊層采用c30混凝土，抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 ，彈性模量。二.瀝青混凝土：容重取23k三. 預(yù)應(yīng)力鋼絞線：每束鋼束采用19根鋼絞線，每根直徑為15.2mm，每根鋼絞線的截面積為140 mm，每束截面面積為2660mm,預(yù)應(yīng)力鋼絞線抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，彈性模量。四. 錨具: 采用ovm15-19錨具。五.預(yù)應(yīng)力管道：預(yù)應(yīng)力管道采用鋼波紋管,直徑為10

32、0mm。第五章 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋內(nèi)力計(jì)算第一節(jié) 計(jì)算模型建立一、結(jié)構(gòu)和單元?jiǎng)澐衷谟胹ap90計(jì)算內(nèi)力時(shí)，需對整橋進(jìn)行梁單元的劃分，根據(jù)掛籃的承載能力，單元?jiǎng)澐謴?m到6.5m不等。整橋各單元?jiǎng)澐秩鐖D5.1.1所示： 圖5.1.1 單元?jiǎng)澐謭D該橋有限單元?jiǎng)澐譃?1個(gè)單元，72個(gè)結(jié)點(diǎn)，在1號(hào)和68號(hào)節(jié)點(diǎn)處設(shè)為鉸支座，在69、70、71、72四節(jié)點(diǎn)出為固定端。二、截面特性的計(jì)算 各單元的坐標(biāo)及截面特性如表4.1-1所示：表5.1-1 單元坐標(biāo)和截面特性截面號(hào)坐標(biāo)面積慣性矩彈性模量ex（m）y（m）（）（）（mpa）10017.65145.1365413.45e+0726.5017.65145.

33、1365413.45e+07312.5017.65145.1365413.45e+07418.5017.65145.1365413.45e+07521.5017.813945.9244983.45e+07627.5018.509749.8953943.45e+07733.5019.271255.4390833.45e+07839.5020.09262.9564333.45e+07945.5020.965972.9268213.45e+071051.5021.886585.9257273.45e+071155022.442695.1748393.45e+071258.5023.0108105.8

34、220893.45e+071362023.591118.0891333.45e+071465.5024.1809132.1073873.45e+071568.5024.6934145.6804483.45e+071671.5025.2116160.832293.45e+071774.5025.7346177.7029713.45e+071877.5026.3693196.8463053.45e+071981.3026.792217.2052753.45e+072088.7026.792217.2052753.45e+072192.5026.3693196.8463053.45e+072295.

35、5025.7346177.7029713.45e+072398.5025.2116160.832293.45e+0724101.5024.6934145.6804483.45e+0725104.5024.1809132.1073873.45e+0726108023.591118.0891333.45e+0727111.5023.0108105.8220893.45e+0728115022.442695.1748393.45e+0729118.5021.886585.9257273.45e+0730124.5020.965972.9268213.45e+0731130.5020.09262.95

36、64333.45e+0732136.5019.271255.4390833.45e+0733142.5018.509749.8953943.45e+0734148.5017.813945.9244983.45e+0735151.5017.813945.9244983.45e+0736157.5018.509749.8953943.45e+0737163.5019.271255.4390833.45e+0738169.5020.09262.9564333.45e+0739175.5020.965972.9268213.45e+0740181.5021.886585.9257273.45e+074

37、1185022.442695.1748393.45e+0742188.5023.0108105.8220893.45e+0743192023.591118.0891333.45e+0744195.5024.1809132.1073873.45e+0745198.5024.6934145.6804483.45e+0746201.5025.2116160.832293.45e+0747204.5025.7346177.7029713.45e+0748207.5026.3693196.8463053.45e+0749211.3026.792217.2052753.45e+0750218.7026.7

38、92217.2052753.45e+0751222.5026.3693196.8463053.45e+0752225.5025.7346177.7029713.45e+0753228.5025.2116160.832293.45e+0754231.5024.6934145.6804483.45e+0755234.5024.1809132.1073873.45e+0756238023.591118.0891333.45e+0757241.5023.0108105.8220893.45e+0758245022.442695.1748393.45e+0759248.5021.886585.92572

39、73.45e+0760254.5020.965972.9268213.45e+0761260.5020.09262.9564333.45e+0762266.5019.271255.4390833.45e+0763272.5018.509749.8953943.45e+0764278.5017.813945.9244983.45e+0765281.5017.65145.1365413.45e+0766287.5017.65145.1365413.45e+0767293.5017.65145.1365413.45e+0768300017.65145.1365413.45e+076981.3-20.

40、521.1524.512426673.45e+077088.7-20.521.1524.512426673.45e+0771211.3-19.521.1524.512426673.45e+0772218.7-19.521.1524.512426673.45e+07第二節(jié) 自重內(nèi)力的計(jì)算主梁恒載內(nèi)力，包括一起恒載（箱梁自重）及二期恒載(橋面鋪裝和人行道及欄桿等橋面系)作用下的內(nèi)力，故恒載計(jì)算分一期恒在和二期恒載兩部分計(jì)算。二者均采用sap90程序計(jì)算（詳見附錄）。一、一期恒載的計(jì)算 主梁自重（即一期恒載）是在結(jié)構(gòu)逐步形成的過程中作用于橋上的，因而它的計(jì)算與施工方法有密切的關(guān)系。特別在大、中跨度預(yù)

41、應(yīng)力混凝土超靜定梁橋的施工過程中不斷有體系轉(zhuǎn)換的過程，在計(jì)算主梁內(nèi)力時(shí)必須分階段進(jìn)行，有一定的復(fù)雜性。 為了模擬施工過程，一期恒載的計(jì)算分為大的三個(gè)階段：（1）、懸臂施工階段：（2）、邊跨支架現(xiàn)澆及邊跨合攏；（3）、中跨跨中合攏。 一期恒載上述三個(gè)階段的彎矩圖分別如圖5.2.1、5.2.2、5.2.3所示： （1）、懸臂施工階段 其中：圖5.2.1 懸臂施工階段彎矩圖（2）、邊跨支架現(xiàn)澆及邊跨合攏階段其中：圖5.2.2 邊跨支架現(xiàn)澆及邊跨合攏階段彎矩圖（3）、中跨跨中合攏階段 其中：圖5.2.3 中跨跨中合攏階段彎矩圖二、二期恒載的計(jì)算 經(jīng)計(jì)算，計(jì)算二期恒載時(shí)的恒載集度為100kn/m，結(jié)構(gòu)計(jì)

42、算圖示為三跨連續(xù)剛構(gòu)橋，其中，其彎矩圖如圖4.2.4所示：圖5.2.4 二期恒載彎矩圖（注：以上四圖為sap輸出圖形，與工程中彎矩圖不相符，在sap圖形中，負(fù)彎矩畫在下側(cè)，正彎矩畫在上側(cè)。）恒載內(nèi)力（包括剪力和彎矩）用表格形式匯總?cè)绫?.2-1及5.2-2所示：表5.2-1 恒載彎矩匯總圖節(jié)點(diǎn)號(hào)一期恒載(kn.m)二期恒載(kn.m)總值(kn.m)第一階段 第一階段 第三階段 1000002040562.35-214.9615294.6455642.033060794.8-413.3925715.2686096.674064505.91-611.8232586.2996480.3850601

43、56.43-711.0334690.794136.16-8499.7447308.08-909.4636237.3374136.217-34339.9634459.72-1107.8834234.3633246.248-78231.9421611.37-1306.3128681.78-29245.19-140942.518763.01-1504.7419579.61-114104.6310-223288.16-4085.34-1703.176927.84-222148.8311-280702.21-11580.21-1818.92-2091.59-296192.9312-345265.23-1

44、9075.09-1934.66-12318.87-378593.8513-417158.16-26569.96-2050.41-23753.99-469532.5214-496565.62-34064.83-2166.16-36396.97-569193.5815-570748.75-40489.01-2265.38-48195.15-661698.2916-650710.47-46913.19-2364.59-60880.74-760868.9917-736572-53337.36-2463.8-74453.73-866826.8918-828461.97-59761.54-2563.02-

45、88914.11-979700.6419左-953706.56-67898.83-2688.69-108504.52-1132798.619右-939669.74-66774.76-3254.61-107781.77-1117480.8820左-939669.74-121.38-23996.26-138723.59-1102510.9720右-953706.560-24971.64-141683.62-1120361.8221-828461.970-22349.21-119436.52-970247.722-7365720-20278.86-102878.74-859729.623-65071

46、0.470-18208.52-87208.36-756127.3524-570748.750-16138.18-72425.38-659312.3125-496565.620-14067.84-58529.8-569163.2626-417158.160-11652.44-43439.87-472250.4727-345265.230-9237.04-29557.79-384060.0628-280702.210-6821.64-16883.55-304407.429-223288.160-4406.24-5417.17-233111.5730-140942.510-265.5511429.3

47、9-129778.6731-78231.9403875.1324726.34-49630.4732-34339.9608015.8234473.78149.5633-8499.74012156.540671.4644328.22340016297.1943319.6259616.81350016292.8343312.659605.4336-8499.74012134.7240636.3544271.3337-34339.9607976.6134410.518047.1638-78231.9403818.524635.07-49778.3739-140942.510-339.6111310.0

48、3-129972.0940-223288.160-4497.72-5564.62-233350.541-280702.210-6923.28-17047.38-304672.8742-345265.230-9348.85-29738-384352.0843-417158.160-11774.41-43636.46-472569.0344-496565.620-14199.97-58742.78-569508.3745-570748.750-16279.03-72652.4-659680.1846-650710.470-18358.08-87449.42-756517.9747-7365720-

49、20437.14-103133.84-860142.9848-828461.970-22516.2-119705.67-970683.8449左-953706.560-25149.66-141970.55-1120826.7749右-938962.6-98.63-24187.93-138952.08-1102201.2450左待添加的隱藏文字內(nèi)容2-938962.6-67192.24-3106.52-107507.46-1116768.8250右-953706.56-68351.08-2575.94-108359.56-1132993.1451-828461.97-60192.65-2455.

50、54-88775.94-979886.152-736572-53751.79-2360.48-74320.9-867005.1753-650710.47-47310.92-2265.43-60753.26-761040.0854-570748.75-40870.06-2170.38-48073.02-661862.2155-496565.62-34429.19-2075.32-36280.19-569350.3256-417158.16-26914.85-1964.43-23643.45-469680.8957-345265.23-19400.51-1853.53-12214.56-37873

51、3.8358-280702.21-11886.17-1742.64-1993.53-296324.5559-223288.16-4371.82-1631.747019.66-222272.0660-140942.518509.91-1441.6419660.73-114213.5161-78231.9421391.64-1251.5328752.21-29339.6262-34339.9634273.37-1061.4234294.0933166.0863-8499.7447155.1-871.3236286.3674070.464060036.83-681.2134729.0494084.6665064403-586.1632619.279643