【正文】 式橋墩。重力式實(shí)體橋墩主要依靠自身重力來平衡外力保證橋墩的穩(wěn)定，適用于地基良好的橋梁。重力式橋墩一般用混凝土或片石混凝土砌筑，街面尺寸及體積較大，外形粗壯，很少應(yīng)用于城市橋梁。空心橋墩適用于橋長而谷深的橋梁，這樣可減少很大的圬工。柱式橋墩是目前公路橋梁、橋?qū)捿^大的城市橋梁和立交橋及中小跨度鐵路旱橋中廣泛采用的橋墩形式。這種橋墩既可以減輕墩身重量、節(jié)省圬工材料，又比較美觀、結(jié)構(gòu)輕巧，橋下通視情況良好。輕型橋墩適用于小跨度、低墩以及三孔以下（全橋長不大于20m）的公路橋梁。輕型橋墩可減少圬工材料，獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。在地質(zhì)不良地段、路基穩(wěn)定不能保證時，不宜采用輕型橋墩。拼裝式橋墩可提高施工質(zhì)量、縮短施工周期、減輕勞動強(qiáng)度，使橋梁建設(shè)向結(jié)構(gòu)輕型化、制造工廠化及施工機(jī)械化發(fā)展。適用于交通較為方便、同類橋墩數(shù)量多的長大干線中的中小跨度橋梁工點(diǎn)。由上面的解釋可知，柱式橋墩是最合適的墩型，與天津地鐵一號線的要求非常吻合。所以選擇柱式橋墩。第二章 上部結(jié)構(gòu)尺寸擬定及內(nèi)力計算本設(shè)計經(jīng)方案比選后采用三跨一聯(lián)預(yù)應(yīng)力混凝土等截面連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，全長。根據(jù)橋下通航凈容要求，主跨徑定為。上部結(jié)構(gòu)根據(jù)通行個車道要求，采用單箱雙室箱型梁，箱寬。1． 主跨徑的擬定主跨徑定為，邊跨跨徑根據(jù)國內(nèi)外已有經(jīng)驗(yàn)，為主跨的倍，采用倍的中跨徑，即，則全聯(lián)跨徑為：2．主梁尺寸擬定（跨中截面）（1） 主梁高度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的主梁高度與起跨徑之比通常在～之間，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計中，高跨比約在～，當(dāng)建筑高度不受限制時，增大梁高是比較經(jīng)濟(jì)的方案?？梢怨?jié)省預(yù)應(yīng)力鋼束布置用量，加大深高只是腹板加厚，增大混凝土用量有限。根據(jù)橋下通車線路情況，并且為達(dá)到美觀的效果，取梁高為，這樣高跨比為，位于～之間，符合要求。（2） 細(xì)部尺寸在跨中處頂板厚取，底板厚取，腹板厚?。恢ё帪楸阌谂渲妙A(yù)應(yīng)力筋，頂板厚取，底板厚取，腹板厚??；端部為了布設(shè)錨具，因此將腹板厚度設(shè)定為。具體尺寸見下圖：一、 本橋主要材料預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁采用號混凝土；預(yù)應(yīng)力鋼筋采用的鋼絞線，；非預(yù)應(yīng)力鋼筋采用級鋼筋，構(gòu)造鋼筋采用級鋼筋。二、 橋梁設(shè)計荷載根據(jù)規(guī)范規(guī)定荷載等級為輕軌車輛，如下圖：三、 主梁內(nèi)力計算根據(jù)梁跨結(jié)構(gòu)縱斷面的布置，并通過對移動荷載作用最不利位置，確定控制截面的內(nèi)力，然后進(jìn)行內(nèi)力組合，畫出內(nèi)力包絡(luò)圖。（一）恒載內(nèi)力計算1． 第一期恒載（結(jié)構(gòu)自重）恒載集度 則： 2． 第二期恒載包括結(jié)構(gòu)自重、橋面二期荷載按65KN/m計。（二）活載內(nèi)力計算活載取重車荷載及輕車荷載，如下圖： 活載計算時，為六節(jié)車廂?？煞譃榱N情況作用在橋梁上。（三）支座位移引起的內(nèi)力計算由于各個支座處的豎向支座反力和地質(zhì)條件的不同引起支座的不均勻沉降，連續(xù)梁是一種對支座沉降特別敏感的結(jié)構(gòu)，所以由它引起的內(nèi)力是構(gòu)成內(nèi)力的重要組成部分。其具體計算方法是：三跨連續(xù)梁的四個支點(diǎn)中的每個支點(diǎn)分別下沉，其余的支點(diǎn)不動，所得到的內(nèi)力進(jìn)行疊加，取最不利的內(nèi)力范圍。（四）荷載組合及內(nèi)力包絡(luò)圖首先求出在自重和二期荷載及其共同作用下而產(chǎn)生的梁體內(nèi)力。梁體截面分布圖：利用橋梁計算軟件建模，將其平分為個單元，每單元，將單位集中荷載在梁體上移動，畫出其各節(jié)點(diǎn)的影響線，影響線確定后，將移動荷載作用在最大處，由此來計算出移動荷載在最不利位置而產(chǎn)生的梁體的內(nèi)力。其具體計算過程如下：自重作用下梁產(chǎn)生的內(nèi)力為：將1/4跨截面、跨中截面和支座截面的數(shù)據(jù)列于下表：截面位置剪力 彎矩 端部01/4跨截面邊跨跨中截面支座截面跨中截面檢算過程：分析：將梁體視為二次超靜定結(jié)構(gòu)，其計算簡圖如下：由上面計算可以知道，自重作用在梁上的荷載集度為：作用簡圖如圖： 根據(jù)力法求解，將兩側(cè)的支座假設(shè)定為單位作用力1下，簡直梁的彎矩圖分別為：在自重作用下，支座處的支座反力為： 根據(jù)力法的平衡方程： 將以上數(shù)據(jù)代入方程： 解得： 將 、帶入方程，求支座2和3的反力。計算簡圖如下解得： 將數(shù)據(jù)與由Midas計算出的結(jié)果相比，相差不大，檢算滿足要求。 自重作用下的彎矩圖：在二期恒載作用下，梁產(chǎn)生的內(nèi)力為：截面位置剪力 彎矩 端部01/4跨截面邊跨跨中截面支座截面跨中截面二期恒載作用下的彎矩圖：支座沉降下，梁產(chǎn)生的內(nèi)力為：截面位置剪力 彎矩 端部01/4跨截面邊跨跨中截面支座截面跨中截面支座沉降下，產(chǎn)生的彎矩圖為：利用Midas求出影響線。1截面反力影響線： 移動荷載在1截面作用的最不利位置如圖所示：2截面即邊跨1/4截面彎矩影響線：3截面即邊跨跨中截面彎矩影響線：4截面即支座處反力影響線： 移動荷載最不利加載情況：彎矩影響線為： 5截面即跨中截面彎矩影響線： 根據(jù)上面的影響線，將移動荷載加載在最不利的位置，由此得出移動荷載作用下，梁產(chǎn)生的內(nèi)力為：截面位置剪力 彎矩 端部01/4跨截面邊跨跨中截面支座截面跨中截面移動荷載作用下的彎矩圖： 將上述的荷載進(jìn)行組合，可以有5種情況：自重+二期恒載自重+二期恒載+沉降自重+二期恒載+移動荷載自重+二期恒載+沉降+移動荷載將上述組合分別計算，求出內(nèi)力。現(xiàn)將各種組合下的內(nèi)力列于下表：自重+二期恒載截面位置剪力 彎矩 端部01/4跨截面邊跨跨中截面支座截面跨中截面其彎矩圖：自重+二期恒載+沉降截面位置剪力 彎矩 端部01/4跨截面邊跨跨中截面支座截面跨中截面其彎矩圖：自重+二期恒載+移動荷載截面位置剪力 彎矩 端部01/4跨截面邊跨跨中截面支座截面跨中截面其彎矩圖：自重+二期恒載+沉降+移動荷載截面位置剪力 彎矩 端部01/4跨截面邊跨跨中截面支座截面跨中截面其彎矩圖： 將上述的組合進(jìn)行包絡(luò)，最終求出彎矩包絡(luò)圖，根據(jù)包絡(luò)圖進(jìn)行配筋。包絡(luò)數(shù)據(jù)為：截面位置剪力 彎矩 端部01/4跨截面邊跨跨中截面支座截面跨中截面其彎矩圖：第三章 預(yù)應(yīng)力筋的設(shè)計與布置 根據(jù)包絡(luò)圖可知，支座處的彎矩絕對值最大，由此按支座處的彎矩估算預(yù)應(yīng)力筋的面積，通長配置。根據(jù)輕軌規(guī)范規(guī)定，頂面保護(hù)層厚度取，則估算 預(yù)應(yīng)力筋面積估算公式為： 其中：——彎矩設(shè)計值； ——預(yù)應(yīng)力筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計值： ——預(yù)應(yīng)力鋼筋重心到受壓合力的距離，近似取用 則 擬定鋼絞線采用，其面積為 則總共所需鋼絞線： 取為140根，擬定共18個預(yù)埋金屬波紋管管道，則每個管道至少有鋼絞線為10根。 由公式 可知： 截面抗彎承載力按下式驗(yàn)算： 經(jīng)檢驗(yàn)： 滿足要求根據(jù)規(guī)范取預(yù)埋金屬波紋管直徑為，管間的間距為 插圖預(yù)應(yīng)力筋圖綜合分析，三號預(yù)應(yīng)力鋼筋在節(jié)點(diǎn)便可以彎到下側(cè)，抵抗下部的彎矩值，上部分由一號、二號和短索就可以滿足要求，三號鋼筋取用半徑為，則在節(jié)點(diǎn)時高度為780mm。在節(jié)點(diǎn)時，上部的彎矩由一號預(yù)應(yīng)力筋及短索就可以承擔(dān)，二號鋼筋可以彎到下部與三號鋼筋共同承擔(dān)下部所受的彎矩，采用半徑，則在節(jié)點(diǎn)時二號筋高度為，節(jié)點(diǎn)時二號鋼筋的高度時。在節(jié)點(diǎn)時，上部彎矩由短索既可以完全承擔(dān)，所以一號鋼筋此時也可以彎到下部與其它鋼筋共同承擔(dān)下部逐漸增大的彎矩，在節(jié)點(diǎn)采用半徑，節(jié)點(diǎn)時高度為，到節(jié)點(diǎn)時一號預(yù)應(yīng)力鋼筋的高度。下面進(jìn)行驗(yàn)證： 分析12節(jié)點(diǎn)的預(yù)應(yīng)力筋配置 其中 設(shè)受壓區(qū)高度利用公式求出，由此來確定鋼筋可下移