大學(xué)本科橋梁畢業(yè)設(shè)計(jì)公路+5+m連續(xù)剛構(gòu)橋設(shè)計(jì)

1、西 南 交 通 大 學(xué)本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)院 系：土木工程學(xué)院專 業(yè)：土木工程 姓 名：x x x 2014年6月西 南 交 通 大 學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)公路82+154+82m連續(xù)剛構(gòu)橋設(shè)計(jì)(橋墩高度58/58m)2014年6月2 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第頁院 系 土木工程學(xué)院 專 業(yè) 土木工程 年 級 姓 名 題 目 公路82+154+82m連續(xù)剛構(gòu)橋設(shè)計(jì)(橋墩高度58/58m) 指導(dǎo)教師評 語 指導(dǎo)教師 (簽章)評 閱 人評 語 評 閱 人 (簽章)成 績 答辯委員會主任 (簽章) 年 月 日87 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第II頁畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書班 級

2、 學(xué)生姓名 學(xué) 號 發(fā)題日期： 2014年 4月9日 完成日期：2014年5月15日題 目 公路82+154+82m連續(xù)剛構(gòu)橋設(shè)計(jì)(橋墩高度58/58m) 一、設(shè)計(jì)原始資料1.主要技術(shù)指標(biāo)(1) 孔跨布置：公路82+154+82m連續(xù)剛構(gòu)橋設(shè)計(jì)(橋墩高度58/58m)； (2) 荷載標(biāo)準(zhǔn)：公路I級 (3) 橋面寬度：2×【0.5m防撞欄+11.75m行車道(3m應(yīng)急停靠+7.5m行車道+1.25m左路沿帶)+0.75m中間分隔帶】=26m； (4) 橋面縱坡：0% (平坡)； (5) 橋面橫坡：±2%； (6) 橋軸平面線型：直線。 2.材料規(guī)格(1) 梁體混凝土：C50級

3、混凝土；橋墩混凝土等級：C40級混凝土。 (2) 橋面鋪裝：S6級C30級防水混凝土； (3) 預(yù)應(yīng)力鋼筋及錨具：主梁縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋可選用7- fs15.2、 9- fs15.2、12-fs15.2、14- fs15.24、16- fs15.2、19- fs15.2或21- fs15.2高強(qiáng)度低松弛鋼絞線(1- fs15.2公稱直徑為15.2mm，公稱斷面面積為140.00mm2，MPa，MPa，)對應(yīng)錨具分別為YM15-7、YM15-9、YM15-12、 YM15-14、YM15-16、YM15-19或YM15-21，對應(yīng)波紋管外徑分別為77、87、92、97、102、107和117mm。主

4、梁豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋采用精軋螺紋鋼筋，一般用JL25或32；橫向預(yù)應(yīng)力鋼筋可采用橫排的扁錨錨固的鋼絞線預(yù)應(yīng)力體系。(4) 普通鋼筋：受力主鋼筋用HRB335級鋼筋，非受力鋼筋用R235級鋼筋。 3.施工方法橋臺采用明挖基礎(chǔ)，橋墩采用鉆孔樁基礎(chǔ)。主梁采用分段懸臂澆筑對稱施工，中跨及邊跨合攏段采用吊架。 二、部分內(nèi)容及時(shí)間分配(共 11 周)第一部分 借閱相關(guān)資料，布置任務(wù)，擬定尺寸，準(zhǔn)備計(jì)算數(shù)據(jù)； (2 周)第二部分 結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算，荷載組合； (1 周)第三部分 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算、布束、調(diào)束； (2 周)第四部分 應(yīng)力損失計(jì)算及有效預(yù)應(yīng)力計(jì)算 (1 周)第五部分 計(jì)算彈性次內(nèi)力及徐變次內(nèi)力等； (1

5、 周)第六部分 進(jìn)行荷載組合、截面驗(yàn)算，變形檢算，工程數(shù)量計(jì)算； (1 周)第七部分 編制設(shè)計(jì)說明書，繪制設(shè)計(jì)圖及資料翻譯，裝訂說明書。 ( 2 周)第八部分 評閱及答辯審查畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書及畢業(yè)答辯。 (1 周) 三、計(jì)算說明書內(nèi)容(1) 結(jié)構(gòu)截面尺寸初擬； (2) 自重恒載內(nèi)力計(jì)算(含一期及二期恒載)，活載內(nèi)力計(jì)算； (3) 主梁縱向預(yù)應(yīng)力束估算、布置和調(diào)整； (4) 凈截面和換算截面幾何特性的計(jì)算； (5) 各項(xiàng)預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算； (6) 彈性次內(nèi)力及徐變次內(nèi)力計(jì)算； (7) 荷載組合； (8) 主梁截面驗(yàn)算(按預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件驗(yàn)算)：包括承載力極限狀態(tài)下和正常使用狀態(tài)下的主梁驗(yàn)算以及主梁剛

6、度驗(yàn)算等； (9) 主要工程數(shù)量的計(jì)算：包括混凝土用量、預(yù)應(yīng)力鋼筋和錨具數(shù)量的計(jì)算； (10)施工說明。 四、應(yīng)交出之圖紙及文件繪制橋梁結(jié)構(gòu)(主梁)主要構(gòu)造圖(立面、平面、橫斷面和階段劃分圖)，分階段預(yù)應(yīng)力鋼筋布置圖(各個(gè)施工階段預(yù)應(yīng)力布置，包括縱向立面、平面和各個(gè)橫斷面布置)，施工程序圖等，要求達(dá)到A3幅面圖紙不少于16張或A2幅面圖紙不少于8張(相當(dāng)于0#圖2張)；外文資料翻譯，要求選擇一篇外文專業(yè)科技文獻(xiàn)(外文字符不少于10000個(gè))翻譯或用外文寫出本人的畢業(yè)設(shè)計(jì)摘要(不少于500漢字)；畢業(yè)設(shè)計(jì)的說明書不少于15000漢字。 指導(dǎo)教師： 年 月 日審 批 人： 年 月 日 西南交通大學(xué)

7、本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第頁摘 要?jiǎng)倶?gòu)橋與其它型式的梁橋相比，連續(xù)剛構(gòu)橋具有外形尺寸小，橋下凈空大，混凝土用量少，結(jié)構(gòu)剛度好等優(yōu)點(diǎn)。比如說與同等跨徑的連續(xù)梁橋相比，由于橋墩承擔(dān)一部分的彎矩，剛構(gòu)橋的截面控制彎距相對減小，同時(shí)由于采用平衡懸臂施工方法，使橋梁單跨跨徑大大增大。近年來，隨著預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)的發(fā)展和懸臂施工方法的廣泛應(yīng)用，連續(xù)剛構(gòu)橋得到了進(jìn)一步的發(fā)展。本設(shè)計(jì)為82154+82m公路預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋設(shè)計(jì)，主要針對已經(jīng)給出的大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋的上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，由于時(shí)間有限，本設(shè)計(jì)主要針對上部結(jié)構(gòu)，也就是主梁和橋面的設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)主要采用MIDAS分析軟件來進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析計(jì)算，期間也用了A

8、utocad 和Excel進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)。全橋上部結(jié)構(gòu)共分為92個(gè)梁單元，定義有23個(gè)施工階段，先進(jìn)行邊跨合龍，再進(jìn)行中跨合龍。建好計(jì)算模型后，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行內(nèi)力分析計(jì)算，然后對預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量進(jìn)行估計(jì)并配置鋼筋，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力損失和各項(xiàng)次內(nèi)力計(jì)算，然后再進(jìn)行荷載組合并檢算主要控制截面的承載能力和變形情況，最后估算出全橋的主要工程量。在做完所有計(jì)算后，繪制結(jié)構(gòu)主要施工圖，包括橋跨布置圖、施工順序圖等，進(jìn)行外文翻譯，最后編制設(shè)計(jì)計(jì)算說明書和文檔整理。關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土，剛構(gòu)橋，懸臂澆筑施工，設(shè)計(jì) 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第IV頁AbstractCompared with other type o

9、f beam bridges, the continuous rigid frame bridge has the advantages such as small dimensions, great clearance, less consumption of concrete, good structural stiffness, etc. As compared with the same span of continuous beam bridge, the control sections bending moment of rigid frame bridge can be min

10、imized to obviously smaller level, and it is more easily to apply the balanced cantilever construction techniques, or longer individual span could be gotten. In recent years, with the development of the prestressed concrete technology and the wide use of the cantilever construction method, continuou

11、s rigid frame bridge has gotten further developed.The design here is that of an (82m154m+82m) spans of prestressed concrete continuous rigid frame bridge. It is intended for the superstructure design of the long-span continuous rigid frame bridge which has been given. Since time is limited，the desig

12、n puts emphasis just on the top structure， that is to say， the main beam and the bridge floor. This design mostly uses MIDAS to calculate the internal force, also used AutoCAD and Excel for-aided during the design. The entire bridge is discretized in 92beam elements, the construction process is simu

13、lated with 23 construction stages, the side spans are closed at first, and then the middle span.After the completion of the calculation model, analysis of the internal force of the structure, the amount of the steel bar is estimated and the collocation is done. After these processes, prestressing lo

14、ss and the redundant internal forces are calculated, and then load combination, the bearing capability of beams main controlling section are checked. At last, the main quantities of the full-bridge are estimated. After all of the calculation, the construction drawings (including bridge span arrangem

15、ent, construction procedure and so on), the translation of a foreign language article are completed. And the introduction of the designs text is made at last.Keywords: prestressed concrete, rigid frame bridge, cantilever construction, design目 錄第1章 緒論11.1畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的和意義11.2 連續(xù)剛構(gòu)橋回顧與展望11.3 連續(xù)剛構(gòu)橋的基本構(gòu)造特點(diǎn)31.3

16、.1 橋梁跨徑41.3.2 箱梁根部底板厚度41.3.3 箱梁頂板厚度41.3.4 主梁高度41.4 連續(xù)梁橋懸臂施工方法介紹51.4.1 施工特點(diǎn)51.4.2 托架與掛籃51.4.3 工藝流程6第2章 橋跨總體布置及結(jié)構(gòu)主要尺寸72.1 橋型布置及孔徑劃分72.2 截面形式及截面尺寸擬定72.2.1 截面形式72.2.2立面形式72.2.3主梁高度72.2.4 箱梁底板厚度設(shè)置82.2.5 腹板厚度設(shè)置82.2.6 橫隔板82.3主梁分段與施工階段的劃分92.3.1主梁分段92.3.2 具體分段92.3.3 主梁施工方法及注意事項(xiàng)102.3.4 施工階段的劃分11第3章 荷載內(nèi)力計(jì)算143.

17、1 MIDAS軟件簡介143.2 基本參數(shù)153.2.1 計(jì)算方法153.2.2 材料信息153.2.3 荷載信息163.3恒載計(jì)算173.3.1毛截面幾何特性173.3.2施工荷載183.3.3 二期恒載183.3.4 計(jì)算模型183.3.5 恒載計(jì)算結(jié)果193.2 活載內(nèi)力計(jì)算223.2.1 計(jì)算方法223.2.2 活載計(jì)算結(jié)果22第4章 預(yù)應(yīng)力鋼束設(shè)計(jì)244.1 估算預(yù)應(yīng)力鋼束244.1.1計(jì)算原理244.1.2 預(yù)應(yīng)力鋼束的估計(jì)274.1.3 預(yù)應(yīng)力鋼束的布置294.2 預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算314.2.1 預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道之間摩擦引起的應(yīng)力損失314.2.2 由錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮引

18、起的應(yīng)力損失324.2.3 混凝土彈性壓縮引起的應(yīng)力損失334.2.4 由鋼筋松弛引起的應(yīng)力損失的終極值334.2.5 由混凝土收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失344.2.6 有效預(yù)應(yīng)力計(jì)算35第5章 次內(nèi)力計(jì)算365.1 預(yù)加力次內(nèi)力計(jì)算365.1.1 等效荷載基本原理365.2 混凝土徐變次內(nèi)力計(jì)算385.3混凝土收縮次內(nèi)力計(jì)算395.4 溫度次內(nèi)力計(jì)算405.4.1 溫度對結(jié)構(gòu)的影響405.4.2 結(jié)構(gòu)溫度場405.5基礎(chǔ)沉降次內(nèi)力計(jì)算425.5.1 計(jì)算方法42第6章 截面驗(yàn)算446.1內(nèi)力組合446.1.1荷載和荷載效應(yīng)446.1.2內(nèi)力組合45 6.2承載力極限狀態(tài)驗(yàn)算47 6.2.1基

19、本理論476.2.2截面驗(yàn)算496.3 正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算496.3.1 正截面抗裂驗(yàn)算49 6.3.2 截面應(yīng)力驗(yàn)算566.3.3預(yù)應(yīng)力鋼筋拉應(yīng)力驗(yàn)算636.4變形驗(yàn)算66第7章 主要工程量估算68畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)69致謝70主要參考文獻(xiàn)71附錄72附錄1 畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告72附錄2 外文資料翻譯80 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第99頁第1章 緒論1.1畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的和意義畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的在于培養(yǎng)畢業(yè)生綜合能力，靈活運(yùn)用大學(xué)所學(xué)的各門基礎(chǔ)課和專業(yè)課知識，并結(jié)合相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，獨(dú)立的完成一個(gè)專業(yè)課題的設(shè)計(jì)工作。設(shè)計(jì)過程中提高學(xué)生獨(dú)立的分析問題，解決問題的能力以及實(shí)踐動手能力，達(dá)到具備初步專業(yè)工程

20、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(jì)的具體內(nèi)容是82154+82m公路預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋設(shè)計(jì)，橋?qū)挒?6m，分為兩幅，設(shè)計(jì)時(shí)只考慮單幅的設(shè)計(jì)。梁體采用單箱單室箱型截面，主梁共分92個(gè)單元，單元長度分3m、3.5m、4m三種，合龍段為2m。由于多跨連續(xù)剛構(gòu)橋的受力特點(diǎn)，靠近中間支點(diǎn)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。本設(shè)計(jì)中主要利用的軟件主要有MIDAS 2010版、Excel編程計(jì)算。MIDAS軟件提供了一個(gè)估算配筋面積的功能，這讓本設(shè)計(jì)簡化了很多繁瑣了計(jì)算，但是估算出的配筋偏

21、于保守，所以可以用簡化公式進(jìn)行配筋檢查，這樣不僅直觀更能對本設(shè)計(jì)進(jìn)行一個(gè)初期的檢查。由于時(shí)間的限制和本文作者對橋梁設(shè)計(jì)方面知識接觸的程度的限制，本設(shè)計(jì)有很多不完善的地方，眾多的設(shè)計(jì)施工中的實(shí)際問題都沒有考慮，很多問題，即使是考慮了也是做簡單的近似和模擬。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅僅是對橋梁這一專業(yè)的知識應(yīng)用，同時(shí)也涵蓋了計(jì)算機(jī)能力、外語以及整個(gè)土木工程專業(yè)的基礎(chǔ)理論，當(dāng)然這些內(nèi)容已經(jīng)熔入了設(shè)計(jì)過程當(dāng)中。在老師、同學(xué)和各種資料的幫助下，這是一個(gè)各方面能力提高的過程。感謝學(xué)校給予的畢業(yè)設(shè)計(jì)這樣一個(gè)實(shí)踐的過程。1.2 連續(xù)剛構(gòu)橋回顧與展望剛構(gòu)橋與其它型式的梁橋相比，具有較為顯著的經(jīng)濟(jì)性和很多優(yōu)點(diǎn)，比如說與同等跨徑

22、的連續(xù)梁橋相比，由于橋墩承擔(dān)一部分的彎矩，剛構(gòu)橋的截面控制彎距相對減小，同時(shí)由于采用平衡懸臂施工方法，使橋梁單跨跨徑大大增大。而且墩梁固結(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。由于普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)存在不少缺點(diǎn)：如過早地出現(xiàn)裂縫，使其不能有效地采用高強(qiáng)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(yùn)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)力按照施工方法又分為先張法和后張法。我

23、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，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【1】。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(shí)踐的不斷發(fā)展，預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的運(yùn)用必將越來越廣泛。連續(xù)剛夠和懸臂梁作比較：在恒載作用下，連續(xù)剛構(gòu)在支點(diǎn)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；而且橋墩承受一部分彎矩，使跨中彎矩減小，從而提高其跨越能力。但是，在活載作用下，因主梁連續(xù)產(chǎn)生支點(diǎn)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)剛構(gòu)

24、有很多優(yōu)點(diǎn)，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?yàn)橄抻诋?dāng)時(shí)施工主要采用滿堂支架法，到后來，由于懸臂施工方法的應(yīng)用，連續(xù)剛構(gòu)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)剛構(gòu)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)剛構(gòu)都發(fā)揮了其優(yōu)勢，成為優(yōu)勝方案。目前，連續(xù)剛構(gòu)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。另外，由于連續(xù)剛夠體系的發(fā)展，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)鋼構(gòu)橋在中等跨徑范圍內(nèi)形成了很多

25、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(jìn)。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)剛構(gòu)雖然也在不斷地發(fā)展，然而，想要趕超國際先進(jìn)水平，就必須解決好下面幾個(gè)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(hù)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(jì)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(hù)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(diǎn)，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

26、的特點(diǎn)加快施工進(jìn)度。4解決好橋梁梁體開裂和抗裂的問題，在地震活躍帶一定要對梁體進(jìn)行特別的設(shè)計(jì)，防止橋梁在發(fā)生小于自身抗震級別時(shí)，由于橋體損壞而導(dǎo)致無法正常使用，災(zāi)區(qū)人民無法逃生的問題。另外，在設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力連剛構(gòu)橋時(shí)，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指針也是一個(gè)很關(guān)鍵的因素，它是設(shè)計(jì)方案合理性與經(jīng)濟(jì)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(jià)來表示預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指針。但是，橋梁的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指針的研究與分析是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工作，三材指標(biāo)和造價(jià)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(yùn)輸、通航、規(guī)劃、建筑等地點(diǎn)條件；施工現(xiàn)代化、制品工業(yè)化、勞

27、動力和材料價(jià)格、機(jī)械工業(yè)基礎(chǔ)等全國基建條件。同時(shí)，一座橋的設(shè)計(jì)方案完成后，造價(jià)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(gè)使用期限內(nèi)的養(yǎng)護(hù)、維修等運(yùn)營費(fèi)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(jì)指針較高。因此，從這個(gè)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【2】?？偠灾?，一座橋的設(shè)計(jì)包含許多考慮因素，在具體設(shè)計(jì)中，要求設(shè)計(jì)人員綜合各種因素，作分析、判斷，得出可行的最佳方案。1.3 連續(xù)剛構(gòu)橋的基本構(gòu)造特點(diǎn)連續(xù)剛構(gòu)橋是超靜定結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)剛度大、變形小、主梁變形的撓曲線平緩，有利于高速行車。因此其主梁截面構(gòu)造、主要尺寸有下列特點(diǎn)：1.3.

28、1 橋梁跨徑連續(xù)剛構(gòu)可以多跨相連，也可以將邊跨松開，采用支座，形成剛構(gòu)一連續(xù)梁體系。一聯(lián)內(nèi)無縫，改善了行車條件；梁、墩固結(jié)，不設(shè)支座；合理選擇梁與墩的剛度，可以減小梁跨中彎矩，從而可以減小梁的建筑高度。一般邊跨長度可取中跨長的0.50.8倍，如果減少邊跨長度，則邊跨和中跨的跨中彎矩均減少，此外，邊跨跨長與中跨跨長的比值還與施工方法有關(guān)，對于現(xiàn)場澆灌的橋梁，邊跨長度取為中跨跨長度的0.8倍是經(jīng)濟(jì)合理，但采用懸臂施工法，考慮到一部分邊跨采用懸臂施工外，余下的邊跨部分還需另搭腳手架，為使腳手架長度最短，則邊跨長度應(yīng)取中跨長度的0.65倍為宜【3】。1.3.2 箱梁根部底板厚度采用懸臂施工方法時(shí)，底板

29、除承受自身荷載外，在靠近橋墩處還將承受很大的壓應(yīng)力，如掛籃底模架后支反力。因此底板設(shè)計(jì)成變厚度，根部厚(通常取墩頂梁高的1/10-1/12)；跨中薄(其尺寸受跨中布置的的預(yù)應(yīng)力鋼筋和普通鋼筋的控制)大跨度連續(xù)箱梁因跨中彎矩要求底板內(nèi)需配置一定數(shù)量的鋼束和鋼筋，無梗肋的箱梁下翼緣板厚至小應(yīng)大于125mm。如果達(dá)到150mm或D/30則較好(D為箱梁內(nèi)壁凈距)。有梗肋的梁也可采用構(gòu)造要求數(shù)值。1.3.3 箱梁頂板厚度確定箱形截面頂板厚度一般考慮兩個(gè)因素：一是要滿足橋面板橫向抗彎的要求，二是要滿足布置縱向預(yù)應(yīng)力鋼束的要求。1.3.4 主梁高度由于預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋的跨度不斷增加，自重荷載設(shè)計(jì)荷載

30、中占的比例明顯增大，對采用輕質(zhì)混凝土和高強(qiáng)度低松弛鋼絞線的橋梁，梁高有降低趨勢，以提高截面的有效承載力，減小自重。對于跨度較大的連續(xù)剛構(gòu)橋一般宜采用不等跨的形式，且是變高度連續(xù)梁。中小跨度橋梁可采用等跨度等梁高連續(xù)梁橋。變高度梁的截面變化規(guī)律可采用圓弧線、二次拋物線和直線等，通常以二次拋物線為最常用。1.4 連續(xù)梁橋懸臂施工方法介紹本設(shè)計(jì)采用懸臂施工法，其主要特點(diǎn)如下：1.4.1 施工特點(diǎn)懸臂施工法是利用已建成的橋墩沿橋跨方向?qū)ΨQ施工，其施工的必要條件是：施工中墩與梁固結(jié)，施工過程中橋墩需承受不對稱彎矩。懸臂施工時(shí)隨梁段增長，梁內(nèi)出現(xiàn)的負(fù)彎矩不斷增大，對梁上緣需逐段施加預(yù)應(yīng)力，使其與完成的梁段

31、連成整體。其總體施工特點(diǎn)為：橋下無需搭設(shè)支架，對深水、大跨、通航、峽谷、高墩的條件下是最優(yōu)的施工方案；工藝簡單，施工設(shè)備少；多孔橋可平行施工，施工速度快；懸臂施工時(shí)使跨中正彎矩移到支點(diǎn)負(fù)彎矩，大大提高橋梁的跨越能力，節(jié)省施工費(fèi)用，降低施工造價(jià)等。此施工方法由早期的T形剛構(gòu)橋，后來又被推廣應(yīng)用于連續(xù)梁、連續(xù)剛構(gòu)、斜腿剛架、斜拉橋及拱橋等。連續(xù)剛構(gòu)橋采用懸臂施工，存在施工中的力學(xué)體系轉(zhuǎn)換問題，所以施工中應(yīng)及時(shí)調(diào)整所施加的預(yù)應(yīng)力，并考慮體系轉(zhuǎn)化及其他因素引起的次內(nèi)力。懸臂施工是由兩個(gè)相鄰的橋墩同時(shí)向兩側(cè)分段進(jìn)行，水平推進(jìn)，直到跨中合攏，各整段用預(yù)應(yīng)力緊密連成整體。它通常分為懸臂澆筑和懸臂拼裝兩類。懸

32、臂澆筑法在發(fā)展中國家應(yīng)用較為普遍，其特點(diǎn)是適應(yīng)性強(qiáng)；工程造價(jià)一般比懸臂拼裝節(jié)省；運(yùn)輸、起吊設(shè)備要求低；全部為濕接頭，施工質(zhì)量極其控制易保證；工期較長、勞動力用量多。懸臂拼裝法廣泛應(yīng)用于發(fā)達(dá)國家，其特點(diǎn)為工業(yè)化生產(chǎn)及機(jī)械化程度較高，比懸澆施工速度快；工期短、勞動力用量少。高強(qiáng)混凝土質(zhì)量容易保證，但接頭處易造成預(yù)應(yīng)力損失，施工控制要求高；工程造價(jià)一般比懸臂澆注法高【4】。1.4.2 托架與掛籃懸臂澆筑是在橋墩兩側(cè)對稱逐段澆筑混凝土，待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，張拉預(yù)應(yīng)力束，移動掛籃繼續(xù)澆筑下一梁段。梁節(jié)段長度與梁段自重、掛籃重、平衡配重及施工荷載密切相關(guān)，一般每個(gè)階段的長度為34m，特大橋?yàn)?m左右。

33、懸臂澆筑施工中的主要設(shè)備是掛籃，因橋墩根部塊的重量較大，且為了滿足拼裝和支承掛籃要求的起步長度，經(jīng)常先用托架澆筑第一梁段。托架上施工頭幾個(gè)梁段達(dá)到掛籃起步長度后，拼裝對接掛籃，待懸澆到一定長度后，再將對接掛籃承重梁分開，形成兩個(gè)獨(dú)立的掛籃向墩的兩側(cè)逐段推進(jìn)，新澆梁段達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后張拉預(yù)應(yīng)力束筋與前一梁段連成一體。掛籃是一個(gè)能自動行走的空中活動腳手架，懸掛在已張拉的箱梁節(jié)段上，現(xiàn)澆段的模板安裝、鋼筋綁扎、管道安裝、預(yù)應(yīng)力操作、壓漿封端等工作均在掛籃上進(jìn)行。完成一個(gè)梁段后，掛籃可前移一個(gè)梁段，循環(huán)懸臂澆完所有梁段。1.4.3 工藝流程用掛籃懸臂澆筑施工，除0號塊等少數(shù)梁段用托架施工外，其余利用掛籃

34、施工。其主要工藝流程為：拼裝掛籃、澆筑梁段；前移掛籃、調(diào)整、錨固；澆筑下一梁段；依次完成懸臂澆筑全部梁段；掛籃拆除；合龍段施工。第2章 橋跨總體布置及結(jié)構(gòu)主要尺寸2.1 橋型布置及孔徑劃分 橋型三跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，孔跨布置為82+154+82m。2.2 截面形式及截面尺寸擬定2.2.1 截面形式為了減小上部結(jié)構(gòu)的自重，達(dá)到增加跨度、減少下部結(jié)構(gòu)的工程量、增加截面抗扭剛度的目的，本橋采用單室箱截面。由于頂寬較大，分為上、下行，設(shè)計(jì)成雙幅橋，截面為兩個(gè)分離式單室單箱，設(shè)計(jì)時(shí)只考慮其中一幅。上部結(jié)構(gòu)采用變截面箱形梁。2.2.2立面形式本橋?yàn)轭A(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，本橋跨徑組成82+154+8

35、2318m，梁高按二次拋物線變化。橋墩高度為58/58m。2.2.3主梁高度本設(shè)計(jì)采用二次拋物線型變高度箱型截面，連續(xù)剛構(gòu)橋根部的高跨比一般為，其中大部分為左右，本設(shè)計(jì)箱梁支座處梁高取9m (H1/L1/18.5)：主跨中部箱梁的高跨比一般為，本設(shè)計(jì)跨中最小梁高為3.5m(H2/L=1/40)。中跨：梁底曲線可設(shè)置為圓弧線、半立方拋物線、二次拋物線，本設(shè)計(jì)選為：二次拋物線變化；邊跨：與中跨對稱的梁段梁高與中跨對稱，其余的均采用3.5m的梁高過渡到邊支座或者橋臺。2.2.4 箱梁底板厚度設(shè)置中跨：底板中支撐處，負(fù)彎距大，需底板適當(dāng)加厚，提供必要的受壓面積，跨中正彎距大，避免恒載彎距，因此“中薄邊

36、厚”設(shè)置，本設(shè)計(jì)中，支座底板厚80cm，按線性變化，跨中為40cm厚；邊跨與中跨對稱。2.2.5 腹板厚度設(shè)置腹板厚度確定經(jīng)驗(yàn)公式：腹板總厚度：t(1+)(m)，其中，B為橋面總寬度(m)；L為主跨跨度(m)。同時(shí)應(yīng)滿足構(gòu)造要求：單個(gè)腹板厚度t00.15m。中跨，支點(diǎn)附近承受剪力較大，腹板宜加厚，跨中宜減薄，本設(shè)計(jì)中按直線型變化。在近支座附近60cm厚，跨中取30cm厚。2.2.6 橫隔板橫隔板可以增強(qiáng)橋梁的整體性和良好的橫向分布，同時(shí)還可以限制畸變；支承處的橫隔板還起著承擔(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設(shè)置橫隔板，甚至不設(shè)置中間橫隔板而只在支座處

37、設(shè)置支承橫隔板。因此本設(shè)計(jì)只0號段處對稱設(shè)置了兩塊厚為80cm的橫隔板 ，邊支座中心線處設(shè)計(jì)為實(shí)心梁體。于是選用單箱單室截面為該橋的橫向斷面構(gòu)造，每片梁頂緣寬13m。根據(jù)同類橋梁設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)資料以及已經(jīng)建成的梁橋定得界面尺寸見圖2-1： 圖2-1 跨中和支座截面尺寸圖(單位：cm)2.3主梁分段與施工階段的劃分2.3.1主梁分段根據(jù)選用的施工方案(懸臂澆筑)及所用施工機(jī)具(掛籃)的承重、支承點(diǎn)位置及支反力，對上部箱梁進(jìn)行施工分段，梁段長度規(guī)格應(yīng)盡量減少，以利于掛籃施工。梁段長度變化處的梁段重量差應(yīng)盡量減少，以利于施工控制。箱梁分段完成后進(jìn)行單元?jiǎng)澐志幪枴?.3.2 具體分段本橋全長318m，全橋主

38、梁共分92個(gè)梁段，雙薄壁墩有64個(gè)單元，承臺有4個(gè)單元，中支點(diǎn)0號塊長度14m，一般梁段長度分成3m、3.5m和4m，跨中合攏段2.0m。其中0號塊在托架上現(xiàn)澆，邊跨采用滿堂支架施工。每個(gè)橋墩由10個(gè)4m單元加上6個(gè)3m單元組成；從雙薄壁墩中心線向跨中算起：5m+2m+3m×2+3.5m×2+4m×14+1m=77m；邊跨支架澆注單元為4m，中跨，邊跨合攏段都為2m。2.3.3 主梁施工方法及注意事項(xiàng)1、主梁采用懸臂澆筑法施工，墩頂梁段分別在各墩頂澆筑，其余梁段用活動掛籃懸臂澆筑，掛籃總重750kN。2、施工程序建議分為三大步驟：澆筑墩頂0號梁段施工時(shí)。安裝掛籃，

39、對稱懸臂澆筑至18號梁段。拆除跨中掛籃，澆筑邊跨19號合龍段，其后，澆筑中跨合攏段。拆除全部模板，形成三跨連續(xù)剛構(gòu)橋，張拉全部剩余鋼束。3、中跨合攏段混凝土澆筑，應(yīng)選擇非溫度急劇變化日之夜間氣溫最低時(shí)進(jìn)行 (由于設(shè)計(jì)中不能事先確定合攏時(shí)之溫度值，故按合攏溫度為1520設(shè)計(jì))，為切實(shí)保證澆筑質(zhì)量，在中跨合攏段兩端截面間設(shè)鋼支撐，并于頂、底板上各張拉四根臨時(shí)鋼束，張拉力為500 kN，以鎖定合攏段兩側(cè)梁部，并在跨中合攏段左右分別設(shè)置2000kN的頂推力。合攏段混凝土達(dá)85強(qiáng)度后，拆除臨時(shí)支座，放松臨時(shí)支座時(shí)重新張拉至設(shè)計(jì)張拉力。4、梁段懸澆時(shí)，與前段混凝土結(jié)合面應(yīng)予鑿毛，并清洗干凈，縱向非預(yù)應(yīng)力鋼

40、筋采用搭接。5、懸臂澆筑施工時(shí)，兩端施工設(shè)備的重量要保持平衡，并注意無左右偏載，兩端澆筑混凝土進(jìn)度之差不得大于2m3。6、澆筑梁段混凝土?xí)r應(yīng)分水平層，一次整體澆筑成型，當(dāng)混凝土自流高度大于2m時(shí)，必須用溜槽或?qū)Ч茌斔?，以保證混凝土的澆筑質(zhì)量。7、施工時(shí)所有備用孔道均需經(jīng)設(shè)計(jì)單位同意方可使用，施工完畢后，應(yīng)對備用孔道進(jìn)行壓漿處理。8、為使主梁施工達(dá)到高質(zhì)量、高精度和高安全度，除要求混凝土強(qiáng)度達(dá)到85以后方可施加預(yù)應(yīng)力外，對已澆筑的梁段，要求通過以下四個(gè)方面的檢查校核后，方可進(jìn)行下一梁段的施工：(1) 箱梁截面各部尺寸以及中線誤差必須滿足施工規(guī)范要求。(2) 混凝土強(qiáng)度必須達(dá)到或超過設(shè)計(jì)標(biāo)號。(3

41、) 預(yù)應(yīng)力的錨具控制應(yīng)力和鋼絞線的伸長量是否達(dá)到設(shè)計(jì)值。(4) 實(shí)測撓度值是否與設(shè)計(jì)值相符。9、所有直接由廠家提供的產(chǎn)品，如支座、錨具、鋼絞線、鋼筋等必須為合格產(chǎn)品，符合設(shè)計(jì)要求。2.3.4 施工階段的劃分表2-1 具體施工段劃分表施工階段號內(nèi)容工期(天)備注1橋墩601#步驟：(1) 剛構(gòu)墩墩身施工完畢至墩頂。(2) 澆筑0號梁段。(3) 混凝土強(qiáng)度達(dá)到85后，張拉預(yù)應(yīng)力索。(4) 在0梁段上對稱架設(shè)掛籃，每個(gè)掛籃按75噸考慮。2澆筑0#塊103張拉0#塊預(yù)應(yīng)力鋼束， 5架設(shè)1#掛藍(lán)204澆筑1#塊32#步驟：(1) 對稱澆筑1號梁段。(2) 混凝土強(qiáng)度達(dá)到85后，張拉預(yù)應(yīng)力束。5張拉1#塊

42、預(yù)應(yīng)力鋼束1架設(shè)2#掛藍(lán)56澆筑2#塊33#步驟：(1) 往兩端移動掛籃。(2) 對稱澆筑2號梁段。(3) 混凝土強(qiáng)度達(dá)到85后，張拉預(yù)應(yīng)力束。7張拉2#塊預(yù)應(yīng)力鋼束1架設(shè)3#掛藍(lán)58澆筑3#塊34#步驟：(1) 按前步驟依次澆筑318號梁段。(2) 混凝土強(qiáng)度達(dá)到85后，張拉預(yù)應(yīng)力束。9張拉3#塊預(yù)應(yīng)力鋼束1架設(shè)4#掛藍(lán)510澆筑4#塊311張拉4#塊預(yù)應(yīng)力鋼束1架設(shè)5#掛藍(lán)512澆筑5#塊313張拉5#塊預(yù)應(yīng)力鋼束1架設(shè)6#掛藍(lán)514澆筑6#塊315張拉6#塊預(yù)應(yīng)力鋼束1架設(shè)7#掛藍(lán)516澆筑7#塊317張拉7#塊預(yù)應(yīng)力鋼束1架設(shè)8#掛藍(lán)518澆筑8#塊319張拉8#塊預(yù)應(yīng)力鋼束1架設(shè)9#

43、掛藍(lán)520澆筑9#塊321張拉9#塊預(yù)應(yīng)力鋼束1架設(shè)10#掛藍(lán)522澆筑10#塊323張拉10#塊預(yù)應(yīng)力鋼束1架設(shè)11#掛藍(lán)524澆筑11#塊325張拉11#塊預(yù)應(yīng)力鋼束1架設(shè)12#掛藍(lán)526澆筑12#塊327張拉12#塊預(yù)應(yīng)力鋼束1架設(shè)13#掛藍(lán)528澆筑13#塊329張拉13#塊預(yù)應(yīng)力鋼束1架設(shè)14#掛藍(lán)530澆筑14#塊331張拉14#塊預(yù)應(yīng)力鋼束132架設(shè)15#掛藍(lán)533澆筑15#塊334張拉15#塊預(yù)應(yīng)力鋼束135架設(shè)16#掛藍(lán)536澆筑16#塊337張拉16#塊預(yù)應(yīng)力鋼束138架設(shè)17#掛藍(lán)539澆筑17#塊340張拉17#塊預(yù)應(yīng)力鋼束141架設(shè)18#掛藍(lán)542澆筑18#塊343張

44、拉18#塊預(yù)應(yīng)力鋼束144橋端施工605#步驟：(1) 安裝邊支座，并現(xiàn)澆邊跨梁段(2) 6個(gè)水箱配重。(3) 安裝邊跨和中跨合攏段8個(gè)吊架。(4) 澆筑邊跨合攏段。45邊跨合龍掛籃1046邊跨合龍現(xiàn)澆1047邊跨合龍張拉348跨中合攏掛籃106#步驟：(1) 在中跨合攏段左右分別施加2000kN頂推力。(2) 張拉頂?shù)装甯?根臨時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼索。(3) 澆筑合攏段梁段。(4) 混凝土強(qiáng)度達(dá)到85后，張拉預(yù)應(yīng)力索。49跨中合攏現(xiàn)澆1050跨中合攏張拉351撤銷掛籃57#步驟：拆除所有掛籃吊架。52工后收縮徐變608#步驟：工后60天，安裝橋面欄桿施加橋面二期荷載。53施加二期恒載3054收縮徐變3

45、600第3章 荷載內(nèi)力計(jì)算3.1MIDAS軟件簡介MIDAS系統(tǒng)是一套通用橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工計(jì)算系統(tǒng)，具有以下特點(diǎn)：1.系統(tǒng)寄托在Windows工作平臺，遵從國際標(biāo)準(zhǔn)的用戶界面，充分利用Windows強(qiáng)大的軟件與設(shè)備支持特性和多任務(wù)功能。2.系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸入全部采用標(biāo)準(zhǔn)的界面人機(jī)交互輸入，并提供了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)自動生成和編輯功能，以及有效的數(shù)據(jù)糾錯(cuò)與查錯(cuò)功能，從而使得數(shù)據(jù)輸入這一繁瑣的工作得到了大大的簡化。3.系統(tǒng)具有強(qiáng)大的直線橋梁、平面斜、彎和異型橋梁設(shè)計(jì)與施工計(jì)算功能，能進(jìn)行各種結(jié)構(gòu)體系的恒載與活載的線性與非線性結(jié)構(gòu)響應(yīng)計(jì)算，能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的截面施工操作，能夠有效地模擬施工中采用的臨時(shí)支架和掛籃設(shè)備，能夠進(jìn)行結(jié)構(gòu)上下部共同作用的分析；能夠自動對斜拉橋等帶索體系進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化及考慮活載效應(yīng)后估算拉索面積，并能夠自動計(jì)算每根拉索的施工張拉力；能夠自動按照規(guī)范進(jìn)行三種承載能力極限狀態(tài)組合和六種正常使用極限狀態(tài)組合(包括施工階段組合V)，并根據(jù)您的要求進(jìn)行這九種組合的配筋計(jì)算或應(yīng)力驗(yàn)算和強(qiáng)度驗(yàn)算及抗裂性驗(yàn)算；系統(tǒng)同時(shí)附有截面設(shè)