【正文】 多不同類(lèi)型，無(wú)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(guó)，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(guó)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(guò)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) —?jiǎng)倶?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(zhǎng)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(diǎn)加快 施工進(jìn)度。 另外，在設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋時(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(guó)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(lái)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、勞動(dòng)力和材料價(jià)格、機(jī)械工業(yè)基礎(chǔ)等全國(guó)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(yíng)費(fèi)用在內(nèi)。通過(guò)連續(xù)梁、 T型剛構(gòu)、連續(xù) —?jiǎng)倶?gòu)等箱形截面上部結(jié)構(gòu)的比較可見(jiàn)：連續(xù) —?jiǎng)倶?gòu)體系的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指針較高。因此，從這個(gè)角度來(lái)看，連續(xù) —?jiǎng)倶?gòu)也是未來(lái)連續(xù)體系的發(fā)展方向。 4 總 而言 之，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。 畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的與意義 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(mén)基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)課知識(shí)，并結(jié)合相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，獨(dú)立的完成一個(gè)專(zhuān)業(yè)課題的 設(shè)計(jì)工作。設(shè)計(jì)過(guò)程中提高學(xué)生獨(dú)立的分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力以及實(shí)踐動(dòng)手能力，達(dá)到具備初步專(zhuān)業(yè)工程人員的水平，為將來(lái)走向工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。 本次設(shè)計(jì)為 (30+40+30)m 預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)梁 ，橋?qū)挒?28，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 雙 室箱型截面，全梁共分 50個(gè)單元一般單元長(zhǎng)度分為 2m。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(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。 由于預(yù) 應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋?yàn)槌o定結(jié)構(gòu)，手算工作量比較大，且準(zhǔn)確性難以保證，所以采用有限元分析軟件 — MIDAS 進(jìn)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(jì)的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁采用 滿堂支架 法施工。 本次設(shè)計(jì)中得到了 羅紀(jì)彬、陳立強(qiáng)、李學(xué)文 等幾位老師的悉心指導(dǎo)，在此表示衷心的感謝。 由于本人水平有限，且又是第一次從事這方面的設(shè)計(jì)，難免出現(xiàn)錯(cuò)誤，懇請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。 5 第一章 設(shè)計(jì)原始資料 一 、工程概況： 1 工程概況： 工程項(xiàng)目 屬 衡昆國(guó)道主干線福寧至廣南高速公路 。 在 某處與瀝 2（ G319）國(guó)道成135176。立體交叉，屬小壩分離式立交橋。 全長(zhǎng) 900 米 (含主橋 )，東接線長(zhǎng) 米 ，西接線長(zhǎng) 米 。接線按平微 一 級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè) 。大橋全長(zhǎng) 米，寬 米 。本設(shè)計(jì)為其工程中的 米立交橋部分。 2 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) （ 1） 路線道路等級(jí)：高速公路上的主干道 （ 2） 橋面總寬為 米 ，其中機(jī)動(dòng)車(chē)雙向六車(chē)道 ，欄桿 米。 （ 3）車(chē)輛載荷等級(jí)：公路 — I 級(jí) （ 4） 橋面坡 度 ： 橫坡 ％ 、縱坡 2％ 3 地質(zhì)條件 該處的地質(zhì)條件較差，表層 4 米的范圍內(nèi)為沙爍石土，接著為 米的粘 土，中層有 5 米以上沙爍石土，下層為灰延。 4 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(jiǎn)潔，輕巧，反映新科技成就，體現(xiàn)人民智慧。 （ 3） 設(shè)計(jì)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(jí)和周邊環(huán)境相宜。 （ 5）學(xué)習(xí)等截面梁橋的設(shè)計(jì)過(guò)程。 6 第二章 方案比選 四、設(shè)計(jì)方案 第一方 ：裝配式 預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支 箱 梁橋 （ 1） 孔徑布置： 30m+40m+30m，全長(zhǎng) 米 ,寬 26m。 由于為簡(jiǎn)支 箱 梁橋，每跨之間還 留有 5 厘米的伸縮縫。橋面設(shè)有 ％的橫坡，其中間標(biāo)高高于外側(cè)標(biāo)高。 （ 2） 主梁結(jié)構(gòu)構(gòu)造：全橋采用等截面 箱梁組合梁。頂板厚度 25cm，腹板厚度30cm，底板厚度 25cm。翼緣根部 45cm，翼緣端部厚度 22cm，箱梁寬度 。 每跨設(shè)有 8 片 箱梁 ，全橋共計(jì) 24 片 箱梁 。橋面設(shè)有 ％的橫坡， 2%的縱坡 ,其中間標(biāo)高高于外側(cè)標(biāo)高。 （ 3） 下部構(gòu)造：采用 三 圓柱式橋墩；樁基礎(chǔ)（鉆孔灌注樁）。橋臺(tái)采用 埋置式輕型橋臺(tái)。 （ 4） 施工方案：全橋采用 裝配式 施工方法。 裝配式簡(jiǎn)支箱梁橋的發(fā)展 簡(jiǎn)支箱形截面梁以其優(yōu) 良的力學(xué)特性－具有較大的剛度和強(qiáng)大的抗扭性能和 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，受力明確、節(jié)省材料、架設(shè)安裝方便，跨越能力較大、橋下視覺(jué)效果好等優(yōu)點(diǎn)。 而被廣泛地應(yīng)用于城市橋梁和高等級(jí)公路立交橋的上部結(jié)構(gòu)中。簡(jiǎn)支箱梁橋是和簡(jiǎn)支 T 梁同時(shí)發(fā)展起來(lái)的斜面形式。 第二 方案：裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn) 支 T 梁 （ 1） 孔徑布置： 30m+40m+30m，全長(zhǎng) 105 米 ，寬 26m。 由于為簡(jiǎn)支 T 梁橋，每跨之間還留有 4 厘米的伸縮縫。橋面設(shè)有 ％的橫坡， 2%的縱坡。 其中間標(biāo)高高于外側(cè)標(biāo)高。 （ 2） 主梁結(jié)構(gòu)構(gòu)造：全橋采用等跨等截面 T 型梁， 主梁間距 。預(yù)制T 梁寬為 ， 現(xiàn)澆濕接縫 ， 預(yù)制梁間的翼板和橫隔板待 T 梁架設(shè)后再現(xiàn)澆，以加強(qiáng)橫斷面的整體性。中心梁高 ，肋厚 ，馬蹄寬 ，高 ， T 梁翼緣端部厚 ，翼緣根部厚 。橫隔板間距為 米。 每跨設(shè)有 12 片 T 梁，全橋共計(jì) 36 片 T 梁。橋面設(shè)有 ％的橫坡， 2%的縱坡。 其中間標(biāo)高高于外側(cè)標(biāo)高。 （ 3） 下部構(gòu)造：采用 三 圓柱式橋墩；樁基礎(chǔ)（鉆孔灌注樁）。橋臺(tái)采用 埋置式輕型橋臺(tái)。 （ 4） 施工方案：全橋采用裝配式施工方法。 裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土 簡(jiǎn) 支 T 梁 預(yù)應(yīng)力混凝土 T 形梁 橋 有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，受力明確、節(jié)省材料、架設(shè)安裝方便，跨越能力較大等優(yōu)點(diǎn)。 T 型梁橋在我國(guó)公路上修建最多，早在50、 60 年代，我國(guó)就建造了許多 T 型梁橋，這種橋型對(duì)改善我國(guó)公路交通 起到了重要作用。 80 年代以來(lái)，我國(guó)公路上修建了幾座具有代表性的預(yù)應(yīng)力混凝上簡(jiǎn)支 T 型梁橋（或橋面連續(xù)），如河南的鄭州、開(kāi)封黃河公路橋，浙江省的飛云江大橋等，其 跨徑達(dá)到 62m，吊裝重 220t。 T 形梁采用鋼筋混凝土 結(jié)構(gòu) 的已經(jīng)很少了，從 16m 到 50m 跨徑，大多 都是采用預(yù)制拼裝后張法預(yù)應(yīng)力混凝土 T 形梁。預(yù)應(yīng)力體系采用鋼 7 絞線群錨，在工地預(yù)制，吊裝架設(shè)。其發(fā)展趨勢(shì)為：采用高強(qiáng)、低松弛鋼絞線群錨：混凝土標(biāo)號(hào) 40～ 60 號(hào)； T 形梁的翼緣板加寬， 25m 是合適的；吊裝重量增加；為了減少接縫，改善行車(chē)，采用工型梁，現(xiàn)澆梁端橫梁濕接頭和橋面 ，在橋面現(xiàn)澆混凝土中布置負(fù)彎矩鋼束，形成比橋面連續(xù)更進(jìn)一步的 “準(zhǔn)連續(xù) ”結(jié)構(gòu)。 其最大跨徑以不超過(guò) 50m 為宜，再加大跨徑不論從受力、構(gòu)造、經(jīng)濟(jì)上都不合理了。大于 50m跨徑以選擇箱形截面為宜。 目前的預(yù)應(yīng)力混凝土 T 形梁采用預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力張拉后上拱偏大，影響橋面線形，帶來(lái)橋面鋪裝加厚。為了改善這些缺點(diǎn)，建議預(yù)制時(shí)在臺(tái)座上設(shè)反拱，反拱值可采用預(yù)施應(yīng)力后裸梁上拱值的 1/2～ 2/3。 第三方案：變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù) 梁 橋 （ 1） 孔徑布置： 30m+40m+30m,全長(zhǎng) ，寬 ％的橫坡 ， 2%的縱坡，其中間標(biāo)高高于外側(cè)標(biāo)高。 （ 2） 主梁結(jié)構(gòu)構(gòu)造： 上部結(jié)構(gòu)為變截面箱梁。采用雙幅分離的的單箱 雙 室形式。主要采用高強(qiáng)混凝土以及大噸位預(yù)應(yīng)力體系來(lái)實(shí)現(xiàn)主梁的輕型化。 （具體尺寸擬定見(jiàn)圖 3/2） （ 3） 下部構(gòu)造： 上、下行橋的橋墩基礎(chǔ)是連成整體的，全橋基礎(chǔ)均采用鉆孔灌注摩擦樁，橋墩為圓端形實(shí)體墩。 （ 4） 施工方案 ：全橋采用懸臂節(jié)段澆筑施工法。 變截面 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù) 剛構(gòu) 橋 發(fā)展概況： 連續(xù)剛構(gòu)橋也是預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋之一，一般采用變截面箱梁。我國(guó)公路系統(tǒng)從 80 年中期開(kāi)始設(shè)計(jì)、建造連續(xù)剛構(gòu)橋，至今方興未艾。 連續(xù)剛構(gòu)可以多 跨相連，也可以將邊跨松開(kāi)，采用支座，形成剛構(gòu)一連續(xù)梁體系。一聯(lián)內(nèi)無(wú)縫，改善了行車(chē)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。所以，連續(xù)剛構(gòu)保持了 T 形剛構(gòu)和連續(xù)梁的優(yōu)點(diǎn)。 連續(xù)剛構(gòu)橋適合于大跨徑、高墩。高墩采用柔性薄壁，如同擺柱，對(duì)主梁嵌固作用減小，梁的受力接近于連續(xù)梁。柔性墩需要考慮主梁縱向變形和轉(zhuǎn)動(dòng)的影響以及墩身偏壓柱的穩(wěn)定性；墩壁較厚，則作為剛性墩連續(xù)梁，如同框架，橋墩要承受較大彎矩。 由于連續(xù)剛構(gòu)受力和使用上的特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土橋時(shí)， 優(yōu)先考慮這種橋形。當(dāng)然，橋墩較矮時(shí)，這種橋型受到限制。 近年來(lái)，我國(guó)公路上修建了幾座著名的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，如廣東洛溪大橋，主孔 180m；湖北黃石長(zhǎng)江大橋，主孔 3245m；廣東虎門(mén)大橋副航道橋，主孔 270m，為 目前 世界同類(lèi)橋中最大跨徑。 我國(guó)的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，幾乎都采用懸臂澆筑法施工。一般采用 50～ 60 號(hào)高標(biāo)號(hào)混凝土和大噸位預(yù)應(yīng)力鋼束。 現(xiàn)在，有人正準(zhǔn)備設(shè)計(jì) 300m左右跨徑的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)，在我看 來(lái)，若能采用輕質(zhì)高強(qiáng)混凝土材料，其跨徑有望達(dá) 300m左右。由于連續(xù)剛構(gòu)跨徑加大，自重隨著加大，恒載比例已高達(dá) 90％以上，故片面增大跨徑，已無(wú)實(shí)際意義。此時(shí)應(yīng)考慮選擇斜拉橋或別的橋型。 8 五 方案比選： 橋型方案 第一方案 ： 裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支 箱 梁橋 第二 方案 ： 裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn) 支T 梁 第三 方案 ：變截面 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù) 梁 橋 使用 性能 建筑高度較低，易保養(yǎng)和維護(hù) ，橋下視覺(jué)效果好。 建筑高度較低，易保養(yǎng)和維護(hù) ；抗震能力差。 行 車(chē)平順舒 ；抗震能力強(qiáng)。 建筑高度較高，易開(kāi)裂，難以維護(hù) 受力 性能 受力 明 確 受力 明確 橋墩參加受彎作用，使主梁彎矩進(jìn)一步減??； 超靜定次數(shù)高，對(duì)常年溫差、基礎(chǔ)變形、日照溫均較敏感 ；對(duì)基礎(chǔ)要求較高。 經(jīng)濟(jì)性 等截面形式，可大量節(jié)省模板，加快建橋進(jìn)度，簡(jiǎn)易經(jīng)濟(jì) 。 等截面形式，可大量節(jié)省模板，加快建橋進(jìn)度，簡(jiǎn)易經(jīng)濟(jì) 。 采用 等截面 梁能較好符合梁的內(nèi)力分布規(guī)律，充分利用截面，合理配置鋼筋，經(jīng)濟(jì)實(shí)用 美觀性 構(gòu)造簡(jiǎn)單，線形簡(jiǎn)潔美觀 構(gòu)造簡(jiǎn)單，線形簡(jiǎn)潔美觀 構(gòu)造簡(jiǎn)單，線形簡(jiǎn)潔美觀 施工方面 橋梁的上、下部可平行施工，使工期大大縮短；無(wú)需在高空進(jìn)行構(gòu)件制作，質(zhì)量以控制，可在一處成批生產(chǎn)，從 而降低成本。 橋梁的上、下部可平行施工，使工期大大縮短；無(wú)需在高空進(jìn)行構(gòu)件制作，質(zhì)量以控制，可在一處成批生產(chǎn)，從而降低成本。 由于 連續(xù)體系梁橋與簡(jiǎn)支體系梁橋受力差別很大，故他們的施工方式大不相同。目前所用的施工方式大致可分為逐孔施工發(fā)節(jié)段施工法和頂推施工法。由于在高空作業(yè)，施工危險(xiǎn)度高。 適用性 適用于 對(duì)橋下視覺(jué)有要求的工程，適用于 各種地質(zhì)情況 ；用于對(duì)工期緊的工程；對(duì)通航無(wú)過(guò)高要求的工程。 適用于各種地質(zhì)情況 ；用于對(duì)工期緊的工程；對(duì)通航無(wú)過(guò)高要求的工程。 對(duì)通航無(wú)過(guò)高要求的工程；對(duì)抗震有要求的工程；對(duì) 整體性有要求的工程。 第一方案和第三方案比較： 簡(jiǎn)支梁橋?qū)儆陟o定結(jié)構(gòu)，它構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便，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 大量節(jié)約模板支架木材，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短工期，顯著加快建橋速度 。就現(xiàn)在建橋技術(shù)而言， 裝配式預(yù)應(yīng)力 9 混凝土簡(jiǎn) 支 梁 橋技術(shù)成熟的多。 建筑高度較低，易保養(yǎng)和維護(hù) 。而且橋是建在 G319國(guó)道上的，這有利于大型吊裝設(shè)備的運(yùn)作。工程跨度不是很大，長(zhǎng)度也相對(duì)不長(zhǎng)，簡(jiǎn)支箱梁完全可以滿足工程 要求。造價(jià)相對(duì)比第三方案要少很多。由于第一方案中箱梁是 在 預(yù)制廠制作的，無(wú)需高空作業(yè)， 在施工安全上，第一方案明顯優(yōu)于第三方案。 雖然第一方案有