馬鞍山南北高架橋某標(biāo)段畢業(yè)設(shè)計

1、摘 要根據(jù)設(shè)計任務(wù)書要求和設(shè)計規(guī)范的規(guī)定，畢業(yè)設(shè)計主要是關(guān)于合肥馬鞍山路南北高架小跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋某標(biāo)段上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計。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、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。本著“安全、經(jīng)濟、美觀、實用”八字原則，對合肥馬鞍山路南北高架橋的某段其中一聯(lián)進行了設(shè)計。該聯(lián)分為四跨，取每跨28m，上部結(jié)構(gòu)為連續(xù)梁。橋墩是柱式墩。施工方法選為滿堂支架就地澆筑施工。第一部分進行上部結(jié)構(gòu)的計算。擬定連續(xù)箱梁截面，對428m跨徑進行了很詳細(xì)的單元劃分，計算恒載內(nèi)力和活載內(nèi)力，部分采用采用橋梁博士軟件進行了預(yù)應(yīng)力筋鋼束配筋和應(yīng)

2、力驗算，且按新規(guī)范進行了預(yù)應(yīng)力損失的計算。第二部分進行下部結(jié)構(gòu)的計算。主要包括了橋墩墩柱的計算和驗算。蓋梁活載橫向分布系數(shù)在荷載對稱布置時采用杠桿法，非對稱布置時采用偏心受壓法進行計算。樁基礎(chǔ)采用“m法”,墩柱采用偏心受壓構(gòu)件進行了計算。關(guān)鍵詞: 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋 馬鞍山路 墩柱 滿堂支架施工AbstractAccording to the design plan requirements and design specifications requirements, the graduation is on the Ma An Shan Road, the main north-sout

3、h elevated small span prestressed concrete continuous beam bridge superstructure design of one section. Prestressed concrete continuous beam bridge with good mechanical properties of the structure, deformation is small, small joints, the driving comfort comfortable, a small amount of maintenance wor

4、k, such as seismic ability to become the most competitive one of the main bridge. The spirit of quot, security, economic, aesthetic, practical, character principle, Ma An Shan Road on the north and south of the viaduct Hefei certain one of the joint is designed. The Union is divided into four cross,

5、 take every cross 28m, the upper structure of the beam. Column pier is pier. Full support in-place construction method chosen placement and construction. The first part is the calculation of the upper structure. Development of continuous box girder cross-section of 4 28m span was very detailed unit

6、to calculate the internal force and dead load live load internal forces, part of the software used by Dr. bridge beam reinforcement and prestressed tendons stress check, and under the new specification Prestress losses were calculated. The second part is the calculation of the lower part the structu

7、re. Include a pier cap beam, pier pier calculations. Capping beam transverse live load distribution factors used in the Load Lever symmetrically, asymmetrical arrangement of eccentric compression method used to calculate. Pile with m Law, pier with eccentric compression was calculated. Keywords: Ma

8、An Shan Road pier full scaffold construction致 謝大四下學(xué)期才剛剛開始，我們便迎來了畢業(yè)設(shè)計,這是次讓人充滿期待和挑戰(zhàn)的機會。時光如白駒過隙，稍縱即逝，一晃珍貴的四年大學(xué)生活已接近尾聲。美好的大學(xué)生活也伴隨著畢業(yè)設(shè)計的完成而宣告結(jié)束。感謝老師對我們這四年的教育。畢業(yè)設(shè)計是對大學(xué)四年知識的一個匯總與檢驗,同時也是搭建學(xué)習(xí)與工作的橋梁與紐帶,通過這個學(xué)期的橋梁設(shè)計, 不僅加深了自己對橋梁設(shè)計的認(rèn)識，也使自己的專業(yè)知識得到了更大程度的鞏固，同時也使我明確了作為一個職業(yè)的結(jié)構(gòu)設(shè)計師的任務(wù)與職責(zé)所在。更為重要的是我學(xué)會了如何在一個群體當(dāng)中如何互相幫忙,互相探討

9、,共同進步更好地與團體相處,為以后工作奠定一個堅實的基礎(chǔ)!在這近半年的畢業(yè)設(shè)計過程中我所取得的進步離不開錢老師孜孜不倦地教誨,耐人尋味的講解，同時也離不開其他橋梁老師的耐心幫助與指導(dǎo)及同組同學(xué)的熱心幫忙，使我在學(xué)到知識的同時也更使我深深體會到了師生情誼及團體的力量，令我獲益匪淺、終身難忘!感謝我們學(xué)校這個大集體，它讓我更深刻地明白了自信、自尊，它把厚德博學(xué)、強吾興邦鑄入到我的思想深處，這將是我一生寶貴的財富。我會在將來的人生道路上努力完成本職工作，與祖國同呼吸、共命運，為中華民族的偉大復(fù)興貢獻自己的一份力量！20011年6月目 錄摘 要1致 謝3第1章 緒論7第2章 工程概況102.1 自然條

10、件102.1.1 氣象102.1.2 水文102.1.3 地形地貌112.2 區(qū)域地質(zhì)條件112.2.1 地層概況112.2.2 構(gòu)造概況112.2.3 新構(gòu)造運動及地震112.2.4 地層112.2.5 地質(zhì)構(gòu)造112.2.6 地下水的腐蝕11第 3 章 橋跨總體布置及結(jié)構(gòu)尺寸確定123.1 設(shè)計資料12設(shè)計荷載123.1.2 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)123.1.3 總體設(shè)計133.1.4 主要材料133.1.4.1 混凝土133.1.4.2 鋼筋133.1.4.3 普通鋼筋133.1.4.4 鋼箱梁133.1.4.5 支座133.1.4.6 伸縮縫133.1.4.7 預(yù)應(yīng)力管道133.1.4.8 錨具

11、14橋面鋪裝14主橋箱梁施工143.1.7 支座強迫位移143.1.8 設(shè)計依據(jù)153.2 尺寸確定15 橋梁分跨依據(jù)153.3 截面形式15 縱截面153.3.2 橫截面163.4 梁高163.5 細(xì)部尺寸17 頂板與底板17 腹板和其它細(xì)部結(jié)構(gòu)173.6 主梁分段與施工階段的劃分183.6.1 分段原則183.6.2 具體分段183.6.3 單元劃分183.6.4 主梁施工方法193.7 毛截面幾何特性計算193.7.1 毛截面面積193.7.2 毛截面幾何特性20第4章 橋梁內(nèi)力計算214.1 恒載內(nèi)力計算214.1.1 一期恒載集度21二期恒載集度214.2 活載內(nèi)力計算234.2.1

12、 橫向分布系數(shù)的考慮234.2.2 活載因子的計算234.3承載能力極限狀態(tài)效應(yīng)組合284.4 正常使用極限狀態(tài)效應(yīng)組合324.5 繪制內(nèi)力包絡(luò)圖37彎矩包絡(luò)圖37剪力包絡(luò)圖38第5章 預(yù)應(yīng)力鋼束的計算與布置405.1 受力鋼筋計算405.1.1 計算原理405.1.2 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算405.2 預(yù)應(yīng)力鋼束布置415.3 預(yù)應(yīng)力損失及有效應(yīng)力的計算425.3.1 預(yù)應(yīng)力損失的計算42摩阻損失43 錨具變形損失43 混凝土的彈性壓縮445.3.1.4 鋼束松弛損失455.3.1.5 收縮徐變損失46 有效預(yù)應(yīng)力的計算475.4 非預(yù)應(yīng)力鋼筋的計算與布置485.4.1 橋面板計算485.4.1.

13、1 恒載內(nèi)力以縱向梁寬為1m的板寬計算48 活載內(nèi)力（汽車-20級產(chǎn)生的內(nèi)力）485.4.2 箱梁截面普通鋼筋設(shè)計49第6章 主梁截面驗算506.1正截面強度計算與驗算506.1.1 說明506.1.1.1 基本理論506.1.1.2 正截面承載能力的計算與驗算506.2 截面正應(yīng)力的計算與驗算53說明536.2.2 預(yù)加預(yù)應(yīng)力階段混凝土截面正應(yīng)力計算536.2.2.1 由預(yù)加力產(chǎn)生的混凝土截面正應(yīng)力536.2.2.2 由構(gòu)件自重產(chǎn)生的混凝土截面正應(yīng)力546.2.2.3 預(yù)加應(yīng)力階段的總應(yīng)力546.2.2.4 驗算代表截面54第7章 橋墩的計算647.1 縱向水平力647.1.1 橋墩墩頂?shù)目?/p>

14、推剛度64、支座的抗推剛度657.1.3墩頂與支座的集成剛度66、混凝土的收縮667.1.5 溫度上升變化影響力在各墩上的分配667.1.6 汽車制動力667.1.7 水平力匯總677.2 橡膠支座的剪切變形驗算677.3 豎直力687.3.1 上部結(jié)構(gòu)恒載4578KN(以跨計算)687.3.2 下部結(jié)構(gòu)恒載687.3.3 汽車-超20級荷載697.3.4 掛車-120活載697.4 縱、橫向風(fēng)力707.5 橋墩外力匯總717.6 橋墩計算偏心距地增大系數(shù)737.6.1 樁在土中的假想固結(jié)點73墩柱與樁的換算直徑737.6.3 構(gòu)件計算長度747.7 墩柱截面驗算767.7.1 墩柱的作用力7

15、6結(jié) 論78參考文獻79第1章 緒論合肥市作為省會城市，既是安徽的政治文化中心，又是經(jīng)濟商業(yè)服務(wù)中心，隨著城市經(jīng)濟的高速發(fā)展，城市人口不斷膨脹，城市規(guī)模逐漸擴大，城市交通與城市經(jīng)濟的矛盾日益凸顯。南北高架一號線是連接城市主城區(qū)至濱湖新區(qū)的一條重要通道，路線總體是南北走向，規(guī)劃自火車站至濱湖新區(qū)，全長13.6公里，項目連接市區(qū)至一環(huán)、中環(huán)、二環(huán)以及合肥環(huán)城高速，在合肥市綜合交通運輸網(wǎng)絡(luò)中具有十分重要的意義。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

16、點：如過早地出現(xiàn)裂縫，使其不能有效地采用高強度材料，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(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)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(dāng)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100m。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?，F(xiàn)在，

17、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(fù)彎矩，由于負(fù)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(fù)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，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(dāng)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

18、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40120 m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(dāng)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

19、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(jì)末趕超國際先進水平，就必須解決好下面幾個課題：1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。2在一切適宜的橋址，設(shè)計與修建墩梁固結(jié)

20、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。3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(biāo)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(biāo)和造價指標(biāo)與很多因素有關(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

21、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蛔鶚虻脑O(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。本次設(shè)計段為4*28預(yù)應(yīng)力砼等截面連續(xù)梁，橋?qū)拞畏鶠?2m，設(shè)計時只考慮單幅的設(shè)計。梁體采用單箱雙室箱型截面，全梁共分40個單元一般單元長度分為3.5m左右（特殊情況具體說明，

22、以控制截面作為分界點。頂板、底板、腹板厚度均不變。由于多跨連續(xù)梁橋的受力特點，靠近中間支點附近承受較大的負(fù)彎矩，而跨中則承受正彎矩，則梁高采用變高度梁，按二次拋物線變化。這樣不僅使梁體自重得以減輕，還增加了橋梁的美觀效果。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(zhǔn)確性難以保證，所以橋梁博士進行，這樣不僅提高了效率，而且準(zhǔn)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。第2章 工程概況2.1 自然條件2.1.1 氣象橋位處于亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，具有季風(fēng)明顯，四季分明，氣候溫和濕潤，雨量充沛，霜期短，日照長，雨熱同季等特點。年平均氣溫為15.0左右，一年中以1月

23、氣溫最低（平均2.4左右），7月氣溫最高，極端最高氣溫為41.0，極端最低氣溫為-20.0。年平均降水量一般在989.3；年內(nèi)降水集中在58月，降水量約為全年總降水量的60，每年11月12月降水量最少；年平均降雪日1518天。年平均蒸發(fā)量為1459.4。年平均無霜期為224天。平均相對濕度為76。區(qū)內(nèi)冷暖氣團交鋒頻繁，氣候多變，再季風(fēng)環(huán)流異常情況下，春季的低溫、梅汛期的暴雨洪澇、伏秋季的干旱和臺風(fēng)等自然災(zāi)害長出現(xiàn)。 水文區(qū)內(nèi)地表水系較發(fā)育屬淮河水系，南淝河支系，合肥市城區(qū)內(nèi)主要有南淝河、四里河、板橋河、二里河、十五里河、二十埠河等河流。合肥市河湖水量，系由降水量水產(chǎn)地面徑流形成，水位變化與降水

24、量特征密切相關(guān)。夏季雨量充足，水位較高，冬季寸量小，水位較低，甚至枯竭斷流。各河道最高水位多發(fā)生在7月，最低水位多發(fā)生在11/12月。2.1.3 地形地貌合肥市地處江淮丘陵地帶，境內(nèi)具有丘陵崗地、低山殘丘、河湖低洼平原三種地貌，以丘陵崗地為最大地貌單元。橋位區(qū)為沖積平原，微地貌為南淝河河漫灘、一級階地、二級階地。地形起伏不大，地面標(biāo)高一般為13.036.0m.2.2 區(qū)域地質(zhì)條件 2.2.1 地層概況橋位區(qū)第四系較發(fā)育，分布范圍較廣，厚度一般大于20米，以第四系全新統(tǒng)沖積層和第四系上更新統(tǒng)沖積層為主。下伏基巖主要為第三系土金山組沙質(zhì)泥漿，局部夾泥巖、泥質(zhì)砂巖等。2.2.2 構(gòu)造概況合肥地區(qū)斷層

25、較為發(fā)育，而且規(guī)模較大。但大多數(shù)遠(yuǎn)離擬建高架橋，少數(shù)與高架橋相近的斷層也沒有與其相交。2.2.3 新構(gòu)造運動及地震地震時新構(gòu)造運動的另一種表現(xiàn)形式，合肥地區(qū)地震活動頻繁，地震的震源多沿斷裂構(gòu)造分布，擬建高架橋工程地區(qū)屬地震中等活動區(qū)。有史記載以來，有記錄的地震約67次，其中5級以上強震3次。2.2.4 地層在鉆探所達深度范圍內(nèi)，場地上部地層層為填筑土，層為第四系全新沖積層，層為第四系上更新統(tǒng)沖積層，下伏基巖為第三層土金山組砂質(zhì)泥巖，局部夾泥巖、泥質(zhì)砂巖。2.2.5 地質(zhì)構(gòu)造橋位區(qū)附近無不良地質(zhì)，無活動斷裂經(jīng)過，適宜建橋。2.2.6 地下水的腐蝕地下水位標(biāo)高為8.7232.95m，地下水類型主要

26、為潛水，主要為大氣降水和南淝河水補給，地下水位隨河水位和大氣變化。第 3 章 橋跨總體布置及結(jié)構(gòu)尺寸確定3.1 設(shè)計資料3.1.1設(shè)計荷載本橋設(shè)計荷載等級確定為汽車荷載（公路-I級）。3.1.2 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1 道路等級：公路級2. 計算行車速度：80km/h3 設(shè)計荷載 公路I級4 橋面單幅凈寬12m，兩幅機動車雙向六車道?？鐝綖?*28m（本設(shè)計段）5. 橋面坡度：橫坡1.5、縱坡26. 橋面鋪裝：10C40防水混凝土+防水層+5瀝青混凝土7. 地震基本烈度7度，地震動峰值加速度0.1g，本橋按8度設(shè)防.8 構(gòu)思宗旨（1）符合城市發(fā)展規(guī)劃，滿足交通功能需要。（2）橋梁結(jié)構(gòu)造型簡潔，輕巧，反

27、映新科技成就，體現(xiàn)人民智慧。（3）設(shè)計方案力求結(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）與高速公路的等級和周邊環(huán)境相宜。3.1.3 總體設(shè)計橋址處地形平坦，人員比較密集。已建成的馬鞍山路一級公路為雙向六車道，交通量較大。要求施工過程中不能中斷各交叉路口和馬鞍山路的通行，因而橋梁規(guī)模、施工難度都比較大。橋型方案設(shè)計，力求做到技術(shù)可靠、經(jīng)濟合理、施工方便、施工周期短、維護費用低，并且盡量減少對相關(guān)工程正常運營的影響。墩臺均按法向布置（選擇其中一聯(lián)進行設(shè)計），各幅布跨相同。下部構(gòu)造為：圓形墩，矩形挖孔灌注樁基礎(chǔ)。圖3-1 平面圖3.1.4 主要材料.1 混凝土預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁采用C50混

28、凝土，橋墩混凝土采用C30混凝土，.2 鋼筋 預(yù)應(yīng)力鋼絞線采用fpk=1860MPa、符合ASTM162003的規(guī)定，單根鋼絞線直徑 s15.24mm，截面面積140mm2，彈性模量Ep=1.95X105MPa。.3 普通鋼筋R235、HRB335鋼筋應(yīng)分別符合GB13013-91和GB1499-98的規(guī)定，鋼筋直徑12mm采用HRB335（20MnSi）熱扎螺紋鋼，鋼筋直徑12mm采用R235（A3）鋼。3.1.4.4 鋼箱梁鋼箱梁采用Q345C鋼板。.5 支座采用盆式橡膠支座。3.1.4.6 伸縮縫伸縮縫采用毛肋或型鋼伸縮縫。.7 預(yù)應(yīng)力管道預(yù)應(yīng)力管道均采用鍍鋅金屬波紋管。.8 錨具錨具采

29、用群錨體系YM錨或YM錨。建議鋼絞線規(guī)格采用75，以下為常用錨具尺寸供設(shè)計時選用。 表3-1 錨具尺寸表錨具型號錨墊板寸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mmYM15-518062/551704Ycw100200YM15-720077/702406Ycw150230YM15-923087/802706Ycw250260VM15-1227097/903307Ycw250290YM15-19320107/1004008Ycw400420YM15-27370127/1204708Ycw650490YM15-516567/601705YDC1500210YM15-719

30、077/701905YDC1500230YM15-921587/802106YDC2000270YM15-1225092/852506YDC2500320YM15-15290102/953206YDC3200370YM15-17300107/1003407YDC4200400YM15-19300107/1003507YDC4200420YM15-24320117/1104007YDC52004603.1.5橋面鋪裝橋面鋪裝采用10cm瀝青混凝土。對于鋼箱梁，其橋面鋪裝采用10cm厚鋼筋混凝土（剪力釘）+5cm厚瀝青混凝土。3.1.6主橋箱梁施工箱梁均采用滿堂支架、泵送現(xiàn)澆砼施工。3.1.7 支

31、座強迫位移邊支座：下沉1cm；中支座：下沉1.5cm。3.1.8 設(shè)計依據(jù)公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（JTG D60-2004），以下簡稱通用規(guī)范公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTG D62-2004）公路工程抗震設(shè)計規(guī)范(JTJ00489)公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(JTJ02485)3.2 尺寸確定本設(shè)計方案采用四跨一聯(lián)預(yù)應(yīng)力混凝土等截面連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，全長112m。3.2.1 橋梁分跨依據(jù)連續(xù)梁橋有做成三跨或者四跨一聯(lián)的，也有做成多跨一聯(lián)的，但一般不超過六跨。對于橋孔分跨，往往要受到如下因素的影響：橋址地形、地質(zhì)與水文條件，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

32、三跨不等的橋孔布置，一般邊跨長度可取為中跨的0.5-0.8倍，這樣可使中跨跨中不致產(chǎn)生異號彎矩，此外，邊跨跨長與中跨跨長之比還與施工方法有著密切的聯(lián)系，對于采用現(xiàn)場澆筑的橋梁，邊跨長度取為中跨長度的0.8倍是經(jīng)濟合理的。但是若采用懸臂施工法，則不然。本設(shè)計跨度，主要根據(jù)設(shè)計任務(wù)書來確定，其跨度為：4*28m?；痉弦陨显硪蟆?.3 截面形式3.3.1 縱截面從預(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(fù)彎矩，從絕對值來看，支點截面的負(fù)彎矩往往大于跨中截面的正彎矩，因此，采用變高度梁能較好地符合梁的內(nèi)力分布規(guī)律，另外，變高度

33、梁使梁體外形和諧，節(jié)省材料并增大橋下凈空。但是，在采用頂推法、移動模架法、整孔架設(shè)法施工的橋梁，由于施工的需要，一般采用等高度梁。等高度梁的缺點是：在支點上不能利用增加梁高而只能增加預(yù)應(yīng)力束筋用量來抵抗較大的負(fù)彎矩，材料用量多，但是其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡單、線形簡潔美觀、預(yù)制定型、施工方便。一般用于如下情況：1. 橋梁為小跨徑，以30米為主。采用等截面布置使橋梁構(gòu)造簡單，施工迅速。由于跨徑不大，梁的各截面內(nèi)力差異不大，可采用構(gòu)造措施予以調(diào)節(jié)。2. 等截面布置以等跨布置為宜，由于各種原因需要對個別跨徑改變跨長時，也以等截面為宜。3. 采用有支架施工，逐跨架設(shè)施工、移動模架法和頂推法施工的連續(xù)梁橋較多

34、采用等截面布置。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，等高度的梁。3.3.2 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，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(dāng)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(fù)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

35、數(shù)值較小，因而也受到了人們的重視。總之，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、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(fù)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

36、連續(xù)箱形梁，采用的橫截面形式為單箱雙室。3.4 梁高根據(jù)經(jīng)驗確定，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的中支點主梁高度與其跨徑之比通常在1/15-1/25之間，而跨中梁高與主跨之比一般為1/401/50之間。當(dāng)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，支點處梁高為1.8m，跨中梁高為1.8m。3.5 細(xì)部尺寸3.5.1 頂板與底

37、板箱形截面的頂板和底板是結(jié)構(gòu)承受正負(fù)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。支墩處底版還要承受很大的壓應(yīng)力，一般來講：變截面的底板厚度也隨梁高變化，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，且底板由支點處以拋物線的形式向跨中變化。底板在支點處設(shè)計為50cm,在跨中厚20cm，頂板厚22cm。3.5.2 腹板和其它細(xì)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

38、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：（1） 腹板內(nèi)無預(yù)應(yīng)力筋時，采用200mm。（2） 腹板內(nèi)有預(yù)應(yīng)力筋管道時，采用250-300mm。（3） 腹板內(nèi)有錨頭時，采用250-300mm。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300-600mm，甚至可達到1m左右。本設(shè)計支座處腹板厚取50cm，跨中腹板厚取50cm。2. 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(dān)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

39、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。截面示意圖如圖3-1所示：圖3-2 箱梁截面（單位為cm）3.6 主梁分段與施工階段的劃分3.6.1 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(xì)，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。3.6.2 具體分段本橋全長112m，全梁共分40個梁段，一般的梁段長度分成3.5m。特殊的作了說明。3.6.3 單元劃分拆分單元時，以將支點和橋規(guī)（JTJ023-04）規(guī)定的驗算界面位于單元的節(jié)點處，同時在截面構(gòu)造尺寸變化點處布置節(jié)點為

40、原則。考慮到本設(shè)計橋跨較?。?28m），將每計算跨徑的8等分作為一個單元，另外，為便于中支點剪力計算，在B、C、D支點兩邊及邊支點以外分別增加0.75m的小單元（即10、11、20、21、30、31六個小單元），全橋共計40個單元，41個節(jié)點。每個單元分段如下圖3-3 單元劃分其中第一個節(jié)點到第二個節(jié)點之間 和最后兩個節(jié)點間距是0.5m，在B、C、D支點兩邊及邊支點以外分別增加0.75m的小單元（即10、11、20、21、30、31六個小單元），是為便于計算。表3-2 節(jié)點號與截面號對應(yīng)關(guān)系節(jié)點號23456789截面AL1/8L1/43L1/8L1/25L1/83L1/47L1/8節(jié)點號111

41、3141516171819截面BL/8L/43L/8L/25L/83L/47L/8 表3-3 節(jié)點坐標(biāo)表節(jié)點號1234567891011坐標(biāo)-56-55.5-52.063-48.625-45.188-41.75-38.313-34.875-31.438-28.75-28節(jié)點號1213141516171819202122坐標(biāo)-27.25-24.5-21-17.5-14-10.5-7-3.5-0.7500.75節(jié)點號2324252627282930313233坐標(biāo)3.5710.51417.52124.527.252828.7531.438節(jié)點號3435363738394041坐標(biāo)34.87538.

42、31341.7545.18848.62552.06355.5563.6.4 主梁施工方法主梁施工方法：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。3.7 毛截面幾何特性計算3.7.1 毛截面面積毛截面尺寸見圖3.7.2 毛截面幾何特性全截面對頂板板高處的靜矩，計算結(jié)果見下表：表3-4 毛截面幾何特性分塊號分塊面積Ai(cm2)Yi(cm)Si=Ai*Yi(cm3)(Ys-Yi)(cm)Ix=Ai(Ys-Yi)2(cm4)Ii(cm4)1224015.5=72007.755400066.932224392224015.53/12=135000225240=600023.31398

43、0051.1156672602240253/36=208333.33218050=18000901620000-15.643804802451803/12=437400004227522=121001113310063.4486366762*275*223/12=488033.35227520=110001701870000-95.61005329602*275*203/12=36666.7626020=240028.76880045.75012376460203/36=53333.3725025=2500151.7379250-77.314938225450253/36=48828.1818

44、050=900090810000-15.62190240501803/12=24300000合計=68200Ys=74.4=5074950/=223582609=69010194.7293910425具體分塊信息見下圖所示:圖3-4 截面分塊示意圖第4章 橋梁內(nèi)力計算4.1 恒載內(nèi)力計算計算按全橋?qū)掃M行。4.1.1 一期恒載集度一期恒載集度包括橫梁及橫隔板的集度，也可只考慮箱梁集度而將橫隔板作為集中力加在節(jié)點。本設(shè)計將箱梁及橫隔板一起處理成分段均布集度作用在相應(yīng)的單元上，計算公式為：其中： i單元號 i單元號一期恒載集度 i號單元的毛截面，等于該單元兩端節(jié)點截面積的平均值。按上式計算的各單元一

45、期恒載集度見下表:表4-1 一期橫載集度表（kN/m）單元號12345678集度170.5170.5170.5170.5170.5170.5170.5170.5單元號910111213141516集度170.5170.5170.5170.5170.5170.5170.5170.5單元號1718192021222324集度170.5170.5170.5170.5170.5170.5170.5170.5單元號2526272829303132集度170.5170.5170.5170.5170.5170.5170.5170.5單元號3334353637383940集度170.5170.5170.517

46、0.5170.5170.5170.5170.54.1.2二期恒載集度 橋面鋪裝為20毫米厚的瀝青表面處治以及80毫米厚的防水混凝土，忽略護欄、路燈等的自重，計算所得每延米二期恒載集度Q為：二期荷載(后期荷載)集度約為：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Sg1和二期恒載（如鋪裝、欄桿等）引起的主梁后期恒載內(nèi)力Sg2。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。本設(shè)計采用滿堂支架法,二期恒載(又稱后期恒載)集度為:Q=38.08kN

47、/m根據(jù)單元劃分、各單元（節(jié)點）幾何特性及相應(yīng)的恒載集度，可方便地求出一期恒載內(nèi)力和一、二期恒載內(nèi)力，其中恒載彎矩分別如下圖所示，剪力將在以后的內(nèi)力組合一并給出。 圖4-1 一二期荷載組合彎矩圖（單位:kNm） 圖4-2 使用階段恒載彎矩圖（單位: kNm） 圖4-3 恒載彎矩包絡(luò)圖（單位: kNm） 圖4-4 恒載剪力圖（單位：kN）4.2 活載內(nèi)力計算活載內(nèi)力計算為基本可變荷載(公路I級)在橋梁使用階段所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)內(nèi)力。4.2.1 橫向分布系數(shù)的考慮荷載橫向分布是指作用在橋上的車輛荷載如何在各主梁之間進行分配的，或者說各主梁如何分擔(dān)車輛荷載。截面采用單箱雙室，用一根梁來模擬計算箱梁，通常取

48、橫向分布系數(shù)=。車輛雙向行駛，設(shè)計車道數(shù)為四車道，由橫向折減系數(shù)為0.67，因此橫向分布系數(shù)為。4.2.2 活載因子的計算橋梁結(jié)構(gòu)的極品反映了結(jié)構(gòu)尺寸、類型、建筑材料等動力特性內(nèi)容，他直接反映了沖擊系屬于橋梁結(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)尺寸與跨進是否有差別，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，也可采用些列公式估算： （4-1） （4-2） （4-3） 式中 結(jié)構(gòu)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)

49、構(gòu)跨中出的單位長度質(zhì)量（，當(dāng)換算為重力計算時，其單位應(yīng)為）； 結(jié)構(gòu)跨中處延米結(jié)構(gòu)重力（）； 重力加速度，。計算連續(xù)梁沖擊力引起的正彎矩效應(yīng)和剪力效應(yīng)時，采用；計算連續(xù)梁的沖擊力引起的負(fù)彎矩效應(yīng)時，采用。取=28m,查得,兩側(cè)欄桿：鋪裝層荷載：跨中單元：可按下式計算；當(dāng)時， 當(dāng)時， 當(dāng)時， 式中結(jié)構(gòu)基頻()當(dāng)計算正彎矩效應(yīng)和剪力效應(yīng)時：；當(dāng)計算負(fù)彎矩效應(yīng)：。在橋梁博士中輸入單元信息及施工信息以后，使用信息里面對活荷載進行描述，輸入上面計算的荷載分布系數(shù)，通過橋博計算得到活載內(nèi)力。具體見下圖： 圖4-6 汽車荷載彎矩圖（單位：kNm） 圖4-7 汽車荷載剪力包絡(luò)圖（單位：kN）表4-2 活載內(nèi)力計算表單元號節(jié)點號組合1組合2組合3組合41100002001008-420220022.6-4203-849270018.7-45033 8492700-18.7-4504-6474400108-66644 6474400-108-6665