【正文】 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，所以采用橋梁博士軟件進(jìn)行計(jì)算，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)梁橋采用目前比較流行的懸臂現(xiàn)澆法施工。懸臂現(xiàn)澆施工具有很多優(yōu)越性：它不需要大型的機(jī)械設(shè)備；不影響橋下通航、通車；且施工受河道水位和季節(jié)的影響較小。本次設(shè)計(jì)中得到了涂光亞、王達(dá)、陳歷強(qiáng)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，懇請各位老師批評指正。第 93 頁 共 87 頁2 設(shè)計(jì)說明 概述烏江洪家渡水電站庫區(qū)復(fù)建工程武佐河大橋位于貴州省納雍縣老凹壩鄉(xiāng)新街村和織金縣以那鎮(zhèn)三合村交界武佐河老橋下游約200m處，為保證水庫蓄水后的庫區(qū)交通能正常通行而重建。原武佐河公路大橋?yàn)閱慰纾↙=43m）石拱橋，全長52m，雙車道，，洪家渡水電站建成蓄水至正常蓄水位1140m后。 設(shè)計(jì)原始依據(jù)及基本設(shè)計(jì)要求1) 橋址斷面圖等。2) 汽車荷載：公路—I級，3) 橋面凈寬：2m(人行道)+6(六車道)+2m(人行道)4) 橋上縱坡為雙向2%； 地質(zhì)情況土 質(zhì) 厚 度(米)1）人工堆積層(為公路開挖堆積物) 2）殘、坡積層(土灰、黃褐色粘土夾少量白云巖碎塊石) 3）沖積層（由砂卵礫石組成，在河床分布） 4）砂質(zhì)泥巖 5）灰?guī)r 6）泥頁巖 7）灰?guī)r 主要材料1. 混凝土：主梁采用C50混凝土；基礎(chǔ)采用C25混凝土；其余構(gòu)件采用C30混凝土。2. 預(yù)應(yīng)力鋼材：預(yù)應(yīng)力鋼筋采用ASTM A41697a標(biāo)準(zhǔn)的低松弛鋼絞線（17標(biāo)準(zhǔn)型），抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 MPa，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 MPa，公稱面積140mm2，彈性模量 MPa。4. 鋼材：均采用Q235鋼，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)必須符合GB70079的規(guī)定，選用的焊接材料應(yīng)符合GB130077或GB98176的要求，并與所采用的鋼材材質(zhì)和強(qiáng)度相適應(yīng)。5. 錨具：采用OVM夾片式群錨，并采用與其配套的千斤頂。6. 預(yù)應(yīng)力管道：采用預(yù)埋金屬波紋管成型。7. 支座：采用GPXZ系統(tǒng)抗震型盆式橡膠支座。 橋面鋪裝采用10cm厚瀝青混凝土、4cm厚C25防水混凝土 施工方法懸臂現(xiàn)澆對稱掛藍(lán)施工。 設(shè)計(jì)規(guī)范（一）《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTG D602004）（二）《公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D612005）（三）《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》（JTG D622004）（四）《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ02485）（五）《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTJ00489)（六）《鋼筋焊接及驗(yàn)收規(guī)程》(JGJ 182003)（七）《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ0412000)（八）《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B012003）（九）《公路工程水文勘測設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG C302002） 支座沉降按中墩支座沉降2cm考慮，取最不利效應(yīng)。 其他事項(xiàng)其他未盡事宜，按中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ0412000）辦理。3 方案比選 本課題設(shè)計(jì)（研究）的目的1） 通過設(shè)計(jì)，使學(xué)生能綜合運(yùn)用所學(xué)課程，系統(tǒng)地鞏固基本理論和專業(yè)知識；2） 培養(yǎng)分析問題和解決問題的獨(dú)立工作能力；3） 提高計(jì)算、繪圖、查閱文獻(xiàn)、使用規(guī)范手冊和編寫技術(shù)及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)計(jì)算等基本技能，使學(xué)生了解生產(chǎn)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和要求；4） 掌握大、中型橋梁的設(shè)計(jì)原則、設(shè)計(jì)方法和步驟；5） 樹立正確性設(shè)計(jì)思想以及嚴(yán)謹(jǐn)負(fù)責(zé)、實(shí)事求是、刻苦鉆研、勇于創(chuàng)新的作風(fēng)，為橋梁建設(shè)事業(yè)服務(wù)。 設(shè)計(jì)（研究）現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢（文獻(xiàn)綜述）梁橋構(gòu)造簡單、施工方便、工期短、造價(jià)低、且維修容易，除特大跨度橋梁外，是設(shè)計(jì)中優(yōu)先考慮的結(jié)構(gòu)體系，應(yīng)用甚廣。1949年前由國人設(shè)計(jì)監(jiān)造的梁橋，以總長1453m，最大跨度67m的杭州錢塘江公路鐵路兩用橋（1937年建成）為一里程碑，1949年后這種梁橋已有長足的發(fā)展。鋼筋混凝土梁橋是一種常用的中小跨度橋梁，以廣西壯族自治區(qū)的南寧邕江橋（1964年）為代表，主跨最大55m，系中國最早按閉口薄壁構(gòu)件設(shè)計(jì)的一座箱形懸臂梁橋。預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋在本世紀(jì)50年代中國即已開始研制?？缍?0m的京周公路橋也于同期建成。這種橋型的最大跨度為浙江省瑞安飛云江橋（跨度為62m，1988年）；，其中有77孔50m簡支梁采用連續(xù)長度達(dá)450m，并按部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。預(yù)應(yīng)力混凝土T型剛構(gòu)橋以其最適宜采用平衡懸臂拼裝或澆筑法施工，在中國60年代首先受到重視和發(fā)展。懸臂拼裝T型剛構(gòu)橋以河南五陵衛(wèi)河橋（1964年）為首創(chuàng)；懸臂澆筑T型剛構(gòu)橋則以廣西柳州柳江大橋（1967年）為先導(dǎo)。重慶長江大橋（1980年）是這種體系目前的最大者，主跨達(dá)174m.在預(yù)應(yīng)力混凝土T型剛構(gòu)橋的設(shè)計(jì)與施工經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，有發(fā)展了跨度更大、運(yùn)營條件更好的多聯(lián)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋和連續(xù)剛構(gòu)橋，其中廣東省廣州洛溪大橋（1988年）跨度達(dá)到180m；正在施工中的湖北省黃石長江大橋，跨度已增至245m。鐵路預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋中的杭州錢塘江二橋（1991年），跨度聯(lián)長（主跨80m，聯(lián)長18孔）。連續(xù)梁橋的廣泛采用，又促進(jìn)了頂推法（在直橋與彎橋上）、大噸位（500t浮吊安裝和移動式，模架逐孔澆筑等施工方法的發(fā)展。V型墩或Y型墩預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋或懸臂梁橋，可以優(yōu)化造型，削減支點(diǎn)彎矩，降低橋梁建筑高度。臺灣忠孝橋（1981年）、桂林雉山漓江橋（1987年）都是其中的佼佼者。鋼橋在中國主要用于鐵路橋或公路鐵路兩用橋。公路鋼橋以山東省北鎮(zhèn)黃河公路橋（1972年）為最大，最大跨度112m，是一座鉚接連續(xù)鋼桁梁，最長入土深度達(dá)107m，為目前國內(nèi)之最。1980年建成的廣東省馬房北江公路橋，已采用先進(jìn)的栓焊箱梁和正交異性鋼橋面板設(shè)計(jì)。公路鐵路兩用的武漢長江大橋（1957年）采用主跨128m的鋼連續(xù)桁架梁，3號鋼鉚接連接，（，1962年），是中國橋梁建設(shè)的又一里程碑。南京長江大橋（1968年）采用了較好的16Mnq鋼材，主跨增大為160m的鉚接連續(xù)鋼桁架梁，從材料、設(shè)計(jì)到施工均依靠本國力量建成，并且發(fā)展了深水基礎(chǔ)，其中重型混凝土沉井，；；并且創(chuàng)造了新穎的復(fù)合基礎(chǔ)；清基潛水作業(yè)水深達(dá)65m。九江長江大橋（1992年）采用了更好的國產(chǎn)15MnVNq鋼材，最大鈑厚達(dá)56mm；栓焊連接，主跨達(dá)216m，系以柔拱加勁的連續(xù)鋼桁架梁；并進(jìn)一步地發(fā)展了施工較為簡便的雙壁鋼圍堰鉆孔基礎(chǔ)。在鋼梁安裝方法上，也從單層吊索架發(fā)展為雙層吊索架安裝。 橋位特點(diǎn)分析新建武佐河大橋?yàn)樗畮靸?nèi)橋梁，可以不考慮通航要求而且水庫內(nèi)地質(zhì)條件良好，地面8m以下為沖積層，樁基礎(chǔ)可以做成深8m左右的嵌巖樁；洪家渡水電站建成蓄水至正常蓄水位1140m后，考慮橋面最小凈空及經(jīng)濟(jì)適用等因素，新建武佐河為150m ～180m以內(nèi)的中小型橋梁，而且蓄水至正常水位后，水面比原來升高57m，如果在水庫內(nèi)做多跨橋梁，橋墩可能較高；新建武佐河大橋橋面凈空為2m(人行道)+6(六車道)+2m(人行道)，橋面較寬。 研究方向及解決之道經(jīng)參閱各種文獻(xiàn)資料，從多方面考慮，可以考慮在此處修建預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋、預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋，準(zhǔn)備擬定3個(gè)方案，分別是38m+40m+40m+38m四跨預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁、352m三跨等截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁、43m+70m+43m三跨變截面預(yù)應(yīng)力混泥土連續(xù)箱梁。分別綜述如下：方案一：預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋此方案為38m+40m+40m+38m四跨預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁，采用橋面連續(xù)的方式，橋墩設(shè)置橫向擋塊，總體橋面較寬，布置為左右兩幅，左右幅之間留有20cm間隙，單幅橋面寬14m，(人行道護(hù)欄)+2（人行道）m+3（單幅三車道）+（防撞墻），橋面設(shè)置2%橫坡，為預(yù)制方便，四跨之間用相同截面形式的T梁，主梁高度通常為跨徑的1/14～1/25，跨徑40m，此時(shí)H/L=16，主梁肋寬度一般為，～，當(dāng)?shù)跹b起重量允許時(shí)，～，這里主梁間距取2m，上翼板根部厚21cm，邊緣厚15cm，馬蹄全高42cm，全寬40cm共設(shè)置9道橫隔板；橋面順車道方向右側(cè)有60cm懸挑出去，四跨布置，每幅橋面包括7片主梁，每跨內(nèi)7片主梁尺寸相同，可以一套模板重復(fù)使用，主梁預(yù)制場后張法預(yù)制、龍門架起吊運(yùn)輸、梁式架橋機(jī)架設(shè)、橋墩橫橋向橫移的施工方案；下部采用雙柱式橋墩帶懸臂蓋梁的結(jié)構(gòu)，橋墩直徑2m兩并排橋墩中設(shè)置兩道橫隔梁，橫隔梁高2m，兩幅橋面主墩蓋梁邊緣間距20cm。（見附圖一）方案二：等截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋主橋采用跨徑組合為：352m，三跨等截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋，布置為左右兩幅，左右幅之間留有20cm間隙，(人行道欄桿)+2m（人行道）+（防撞墻）+3（單幅橋面）+（防撞墻），橋面設(shè)置2%橫坡。主梁為矩形箱梁，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，梁高一般為跨徑的1/12到1/17，；兩側(cè)懸臂長度與兩腹板間距之比為1：（～）時(shí)橫向受力狀態(tài)較好，取懸臂長度為3m，（懸臂與腹板長度比為1：）；懸臂端部設(shè)置防撞墻，端部厚度不小于20cm，懸臂端部厚取25cm，懸臂根部厚60cm；～，頂板厚度可取175mm～300mm，頂板厚取28cm；支點(diǎn)處底板厚度一般為主跨的1/140～1/170，～，底板厚度取35cm，跨中處底板厚度可按布置預(yù)應(yīng)力筋的構(gòu)造要求確定，一般為22cm～28cm，跨中底厚度取25cm，墩上或靠近橋墩的箱梁根部腹板需加厚，以滿足剪力增加的要求。其厚度可達(dá)30cm～60cm甚至100cm。主跨為52m，跨徑相對較大，距支點(diǎn)處4m腹板要加厚，腹板厚度為60cm，腹板內(nèi)有預(yù)應(yīng)力束筋管道布置時(shí)，最小厚度為25cm～30cm，跨中腹板厚度取30cm；兩幅橋面主梁懸臂端間距20cm；采用盆式橡膠支座；下部采用雙柱式橋墩，橋墩直徑2m，兩橋墩之間設(shè)置兩道橫系梁；；主梁采用頂推法施工，現(xiàn)澆C50混凝土（先底板、后腹板和橋面板），預(yù)應(yīng)力鋼筋采用后張法超張拉工藝。（見附圖二）方案三：變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋（推薦方案）主橋跨徑組合為：43m+70m+43m三跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋，，左右幅之間留有20cm間隙，(人行道欄桿)+2m（人行道）+（防撞墻）+3（單幅橋面）+（防撞墻），橋面設(shè)置2%橫坡，主梁為矩形箱梁；箱梁根部截面的高跨比一般為1/16～1/20，最大跨徑為70m，～，支點(diǎn)處梁高取4m，跨中處截面梁高通常為支點(diǎn)處截面梁高的1 /～1/，～，跨中截面梁高取2m，梁高從跨中的2m漸變至根部的4m，變化軌跡為二次拋物線；箱梁兩側(cè)懸臂板長3m，懸臂端部設(shè)置防撞墻，端部厚度不小于20cm，懸臂端部厚取25cm，懸臂根部厚60cm；，～，頂板厚度可取175mm～300mm，頂板厚取28cm；，支點(diǎn)處底板厚度一般為主跨的1/120～1/170，～，底板厚度取50cm，跨中處底板厚度可按布置預(yù)應(yīng)力筋的構(gòu)造要求確定，一般為22cm～28cm，跨中底板厚度取25cm，底板厚度由跨中的25cm漸變到跨中的50cm，腹板厚度由40cm變至60cm，主梁采用掛籃懸臂澆筑法施工。箱梁縱向、橫向配有預(yù)應(yīng)力筋，下部采用雙柱式橋墩，橋墩直徑2m，兩橋墩之間設(shè)置兩道橫系梁；，樁深9m，打至沖積層以下。（見附圖三） 推薦方案方案序號設(shè)計(jì)方案一設(shè)計(jì)方案二設(shè)計(jì)方案三橋型簡支梁橋等截面連續(xù)梁橋變截面連續(xù)梁橋?qū)嵱眯栽O(shè)計(jì)、施工技術(shù)成熟；變形小，跨徑較小，施工方便，采用預(yù)制方案，工期較短，結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡單，利于養(yǎng)護(hù)。整體性能好，結(jié)構(gòu)剛度大，變形小，結(jié)構(gòu)不發(fā)生體系轉(zhuǎn)換，預(yù)應(yīng)力筋可一次布置，集中張拉等優(yōu)點(diǎn)，動力性能好，主梁變形撓曲線平緩，有利于高速行車。跨越能力大，懸臂施工，施工技術(shù)成熟，行車平順舒；抗震能力強(qiáng)。高度變化基本上與內(nèi)力變化相適應(yīng)，降低了跨中的設(shè)計(jì)彎矩。安全性整體性較差，結(jié)構(gòu)剛度小，抗風(fēng)抗震能力相對較弱；橋墩對地基要求較低，對地形的適應(yīng)性很強(qiáng)。連續(xù)梁在恒活載作用下，產(chǎn)生的支點(diǎn)負(fù)彎矩對跨中正彎矩有卸載的作用，使內(nèi)力狀態(tài)比較均勻合理且施工較為簡單。但墩臺的不均勻沉降會引起梁體各孔內(nèi)力發(fā)生變化采用懸臂施工，施工階段主梁的剛度大且內(nèi)力與運(yùn)營階段主梁內(nèi)力基本一致。對常年溫差、基礎(chǔ)變形、日照溫均較敏感；對基礎(chǔ)要求較高。美觀性跨徑一般，線條明晰，但比較單調(diào)。全橋線條明快，周圍環(huán)境協(xié)調(diào)能力好，橋型簡潔實(shí)用。橋梁的線型美觀，富有動感，景觀效果較好。分析結(jié)論： 通過分析方案，在經(jīng)濟(jì)上（工程費(fèi)用，維修養(yǎng)護(hù)，運(yùn)營費(fèi)大小）的比較，以及以橋梁結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性、安全性、美觀性和施工的難易程度為考慮因素，綜合個(gè)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)缺點(diǎn)，最終選定一個(gè)最優(yōu)方案：方案三變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋。 推薦方案尚需解決的具體問題、活載內(nèi)力計(jì)算問題，并考慮支點(diǎn)不均勻沉降造成的影響。全橋計(jì)算模型采用平面桿系模型，模擬其邊界條件，中橫隔板作為結(jié)點(diǎn)荷載處理，邊橫隔板作為非結(jié)點(diǎn)荷載處理，整個(gè)計(jì)算中考慮的因素較多，比較復(fù)雜。，按照結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理上的計(jì)算方法按照正常使用極限狀態(tài)和承載極限能力狀態(tài)進(jìn)行全預(yù)應(yīng)力混凝土的力筋估算，根據(jù)布置需要進(jìn)行調(diào)整，計(jì)算預(yù)應(yīng)力損失，考慮最終的有效預(yù)應(yīng)力對換算截面連續(xù)梁產(chǎn)生的次內(nèi)力，調(diào)整原有的彎矩包絡(luò)圖，據(jù)此進(jìn)行截面驗(yàn)算，判斷現(xiàn)有預(yù)應(yīng)力體系能否滿足調(diào)整后的彎矩包絡(luò)圖的強(qiáng)度要求