【正文】 (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。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)。 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)的各門基礎(chǔ)課和專業(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)專業(yè)課題的設(shè)計(jì)工作。根據(jù)橋位的自然地質(zhì)條件，擬定主橋橋長(zhǎng)為310m，分孔情況為 80m+150+ 60km/h，雙向 雙 車道，全寬14m。 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 — 橋梁博士進(jìn)行，這樣不僅提高了效率，而且準(zhǔn)確度也得以提高。 3) 橋面凈空：凈 10 米 4) 橋面橫坡：行車道 2%人字形面坡 6) 連續(xù)梁橋的施工方案：逐孔施工法，懸臂施工法，頂推施工法等。 5 2 橋跨總體布置及結(jié)構(gòu)尺寸擬定 設(shè)計(jì)原始資料 設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) （ 1） 荷載等級(jí) 汽車荷載：公路 Ⅱ 級(jí) 人群：人群荷載值取 。 本橋主要材料 參照規(guī)范規(guī)定，該橋材料取用如下： （一）混凝土 主橋懸澆連續(xù)梁采用 C50； 20m 預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆箱梁采 用 C50。 6 (三 )普通鋼筋 普通鋼筋必須符合“ 鋼筋混凝土用鋼第一部分：熱軋光圓鋼筋、 鋼筋混凝土用鋼第二部分熱軋帶肋鋼筋”標(biāo)準(zhǔn)的各項(xiàng)規(guī)定。 （五）其他材料 本橋所有材料質(zhì)量的要求應(yīng)符合《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》 JTJ0412020的有關(guān)規(guī)定，并符合相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。 柳城 大橋橫跨 河水 7 兩岸筑有防洪大提，堤頂距離約 245 左右，橋位處堤防設(shè)計(jì)水位為 。 河面 在擬建橋位處河面寬約 245m，水深約 。 主橋地表水主要為 桃花江 河水，河道寬約 240m，勘察時(shí) 水面 高程約，水深約 ，引橋地表水主要分布于水溝、水塘中，其水量、水位隨季節(jié)變化，直接由大氣降水補(bǔ)給。現(xiàn)由新至老分述如下： 第四系全新統(tǒng) Q4 填筑土：褐黃色，灰褐色，松散，主要由黏性土組成，零呈分布于河堤及橋位區(qū)中的宅基地、鄉(xiāng)村路路基中，層厚約 。 細(xì)沙：灰褐色，灰綠色，稍密 ~中密狀，稍含泥，局部可見黑色腐殖質(zhì)，局部夾少量圓礫及卵石，厚約 ~。 礫砂：灰褐色，褐黃色，飽和，中密 ~密實(shí)，含少量有機(jī)質(zhì)及黏性土，稍含礫及卵石，揭露層厚為 ~，該層主要以透鏡體形式夾于卵石層中，橋位區(qū)廣泛分布。 卵石：雜色，飽和， 中密 ~密實(shí)，粒徑約 2~13cm，最大約 15cm，呈圓狀，亞圓狀，成分為砂巖、石英巖及其它硅質(zhì)巖，局部夾漂石，間隙充填細(xì)沙、細(xì)圓 礫 及少量粘性土，層厚約 5~7m，該層埋深較大，僅局部揭露。橋梁的形式可從安全、功能、經(jīng)濟(jì)、美觀、施工、占地與工期多方面擬定。整個(gè)橋跨結(jié)構(gòu)及各部分構(gòu)件，在制造、運(yùn)輸、安裝和使用過程中應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性。應(yīng)便于制造和架設(shè)，應(yīng)盡量采用先 進(jìn)工藝技術(shù)和施工機(jī)械、設(shè)備，以利于減少勞動(dòng)強(qiáng)度，加快施工進(jìn)度，保證工程質(zhì)量和施工安全。 本設(shè)計(jì)方案采用預(yù)應(yīng)力混凝土變截 面連續(xù) 剛構(gòu) 結(jié)構(gòu)，全長(zhǎng) 248m。若采用三跨或四跨不等的橋孔布置，一般邊跨長(zhǎng)度可取為中跨的 — 倍，這樣可使中跨跨中不致產(chǎn)生異號(hào)彎矩，此外，邊跨跨長(zhǎng)與中跨跨長(zhǎng)之比還與施工方法有著密切的聯(lián)系，對(duì)于采用現(xiàn)場(chǎng)澆筑的橋梁，邊跨長(zhǎng)度取為中跨長(zhǎng)度的 倍是經(jīng)濟(jì)合理的。 11 截面形式 立截面 從預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù) 剛構(gòu) 的受力特點(diǎn)來分析，連續(xù) 剛構(gòu) 的立面應(yīng)采取變高度布置為宜；在恒、活載作用下，支點(diǎn)截面將出現(xiàn)較大的負(fù)彎矩，從絕對(duì)值來看，支點(diǎn)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，變高度梁使梁體外形和諧，節(jié)省材料并增大橋下凈空。 橫截面 梁式橋橫截面的設(shè)計(jì)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(jì)用料等等因素都有關(guān)系?？傊湫谓孛媸谴?、中跨預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁最適宜的橫截面形式。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(diǎn)；但是雙室式也存在一些缺點(diǎn)：施工比較困難，腹板自重彎矩所占恒載彎矩比例增大等等。 細(xì)部尺寸 懸臂長(zhǎng)度 懸臂長(zhǎng)度一般不大于 5m，長(zhǎng)度超過 3m，宜布置橫向預(yù)應(yīng)力筋。 頂板與底板 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。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。在預(yù)應(yīng)力梁中，因?yàn)閺澥鴮?duì)外剪力的抵消作用，所以剪應(yīng)力和主拉應(yīng)力的值比較小，腹板不必設(shè)得太大； 同時(shí)，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(jì) 為： （ a） 墩上腹板厚度參數(shù) ： 3m ax110?? BlhtK pwp （ b） 跨中腹板厚度參數(shù)： 3m ax2 10?? BlhtK mwm 試中： wpt —— 墩上截面腹板厚度總和； 13 wmt —— 跨中截面腹板厚度總和； ph —— 墩上截面梁高； mh —— 跨中截面梁高； B—— 橋面總寬。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。 橋面鋪裝 （ 1） 橋面鋪裝 根據(jù)要求，選用 2cm 厚的防水層、 8cm厚的 C50 防水混凝土和 10cm 瀝青混凝土作為鋪裝層， (平均厚度 )。 主梁分段與施工階段的劃分 分段原則 懸臂澆筑的每個(gè)節(jié)段長(zhǎng)度一般為 34m，節(jié)段太長(zhǎng)，將增加混凝土自重與掛籃結(jié)構(gòu)的重量。 主梁施工方法 主梁施工方法 主梁采用懸臂澆注法施工，墩 頂梁段分別在各墩頂澆注，其余梁段用活動(dòng)掛籃懸臂澆注，掛籃及附屬設(shè)備重不大于 130t。 （ 3） 拆除全部模板，解除臨時(shí)約束并將主跨支座的一個(gè)改成固定 鉸支座，其余兩個(gè)改成活動(dòng)鉸支座，形成四跨連續(xù)梁，張拉全部剩余鋼索。這樣便于模擬施工過程，而且這些截面正 是需要驗(yàn)算的截面。全橋共分 86 個(gè)單元 、 87 個(gè)節(jié)點(diǎn)，其中兩個(gè)邊跨各有 24 個(gè)單元，中跨有 44 個(gè)單元，再后面的恒載、活載、施工及驗(yàn)算等內(nèi)力的計(jì)算時(shí)，代入程序的單元?jiǎng)澐中问蕉家砸陨线@種劃分方式填寫數(shù)據(jù)文件。本設(shè)計(jì)考慮主梁上下 緣溫差 7℃ ，溫度次內(nèi)力結(jié)果如 表 所示。 m） a) 溫度次內(nèi)力剪力圖 (單位 ： kN) 圖 活載內(nèi)力計(jì)算 車道荷載 全橋車道荷載內(nèi)力如表 。 m） b） 車道荷載 最大、最小 剪力 圖 （單位： kN） 圖 人群荷載 人群加載只需求出影響的正、負(fù)區(qū)段面積 。 m) 20 人群荷載最大、最小彎矩情況和最大、最小剪力如下圖 。 ⑴ 基本組合。偶然作用的效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)取 ；與偶然作用同時(shí)出現(xiàn)的可變作用可根據(jù)觀測(cè)資料和工程經(jīng)驗(yàn)取用適當(dāng)?shù)拇碇怠? a)承載能力極限狀態(tài) 彎矩下 最大與最小彎矩矩圖 （單位： kN m 單元號(hào) =1左節(jié)點(diǎn)號(hào) =1 內(nèi)力性質(zhì) 最大軸力 最小軸力 最大剪力 最小剪力 最大彎矩 最小彎矩 24 軸力 +04 +04 +04 +04 +04 +04 剪力 +02 +02 +02 +02 +02 +02 彎矩 +03 +03 +03 +03 +03 +03 單元號(hào) =1右節(jié)點(diǎn)號(hào) =2 內(nèi)力性質(zhì) 最大軸力 最小軸力 最大剪力 最小剪力 最大彎矩 最小彎矩 軸力 +04 +04 +04 +04 +04 +04 剪力 +02 +02 +02 +02 +02 +02 彎矩 +03 +03 +03 +03 +03 +03 單元號(hào) =4左節(jié)點(diǎn)號(hào) =4 內(nèi)力性質(zhì) 最大軸力 最小軸力 最大剪力 最小剪力 最大彎矩 最小彎矩 軸力 +04 +04 +04 +04 +04 +04 剪力 +03 +03 +03 +02 +03 +02 （續(xù)上表） 彎矩 +03 +03 +03 +02 +03 +01 單元號(hào) =4右節(jié)點(diǎn)號(hào) =5 內(nèi)力性質(zhì) 最大軸力 最小軸力 最大剪力 最小剪力 最大彎矩 最小彎矩 軸力 +04 +04 +04 +04 +04 +04 剪力 +02 +02 +02 +03 +03 +02 彎矩 +03 +03 +02 +03 +03 +02 單元號(hào) =11左節(jié)點(diǎn)號(hào) =11 內(nèi)力 性質(zhì) 最大軸力 最小軸力 最大剪力 最小剪力 最大彎矩 最小彎矩 軸力 +04 +04 +04 +04 +04 +04 剪力 +03 +03 +03 +03 +03 +03 彎矩 +03 +03 +04 +03 +04 +03 單元號(hào) =11右節(jié)點(diǎn)號(hào) =12 內(nèi)力性質(zhì) 最大軸力 最小軸力 最大剪力 最小剪力 最 大彎矩 最小彎矩 軸力 +04 +04 +04 +04 +04 +04 剪力 +03 +03 +03 +03 +03 +03 彎矩 +02 +02 +03 +04 +04 +04 單元號(hào) =22左節(jié)點(diǎn)號(hào) =22 內(nèi)力性質(zhì) 最大軸力 最小軸力 最大剪力 最小剪力 最大彎矩 最小彎矩 軸力 +05 +05 +05 +05 +05 +05 剪力 +04 +04 +04 +04 +04 +04 彎矩 +03 +03 +04 +04 +04 +04 單元號(hào) =22右節(jié)點(diǎn)號(hào) =23 內(nèi)力性質(zhì) 最大軸力 最小軸力 最大剪力 最小剪力 最大彎矩 最小彎矩 軸力 +05 +05 +05 +05 +05 +05 剪力 +04 +04 +04 +04 +04 +04 彎矩 +03 +03 +04 +04 +04 +04 單元號(hào) =24左節(jié)點(diǎn)號(hào) =24 內(nèi)力性質(zhì) 最大軸力 最小軸力 最大剪力 最小剪力 最大彎矩 最小彎矩 軸力 +05 +05 +05 +05 +05 +05 25 剪力 +03 +03 +03 +03 +03 +02 彎矩 +03 +04 +04 +04 +04 +04 單元號(hào) =24右節(jié)點(diǎn)號(hào) =25 內(nèi)力性質(zhì) 最大軸力 最小軸力 最大剪力 最小剪力 最大彎矩 最小彎矩 軸力 +05 +05 +05 +05 +05 +05 剪力 +04 +03 +04 +03 +03 +04 彎矩 +04 +04 +04 +04 +04 +04 單元號(hào) =33左節(jié)點(diǎn)號(hào) =33 內(nèi)力性質(zhì) 最大軸力 最小軸力 最大剪力 最小剪力 最大彎矩 最小彎矩 軸力 +04 +04 +04 +04 +04 +04 剪力 +03 +03 +03 +03 +03 +03 彎 矩 +03 +03 +03 +04 +04 +04 （續(xù)上表） 單元號(hào) =33右節(jié)點(diǎn)號(hào) =34 內(nèi)力性質(zhì) 最大軸力 最小軸力 最大剪力 最小剪力 最大彎矩 最小彎矩 軸力 +04 +04 +04 +04 +04 +04 剪力 +03 +03 +03 +03 +03 +03 彎矩 +04 +04 +04 +03 +04 +03 單元號(hào) =44左節(jié)點(diǎn)號(hào) =44 內(nèi)力性質(zhì) 最大軸力 最小軸力 最大剪力 最小剪力 最大彎矩 最小彎矩 軸力 +04 +04 +04 +04 +04 +04 剪力 +02 +02 +02 +02 +02 +02 彎矩 +03 +04 +03 +03 +03 +04 單元號(hào) =44右節(jié)點(diǎn)號(hào) =45 內(nèi)力性質(zhì) 最大軸力 最小軸力 最大剪力 最小剪力 最大彎矩 最小彎矩 軸力 +04 +04 +04 +04 +04 +04 剪力 +02 +01 +02 +02 +02 +01 彎矩 +03 +04 +03 +03 +03 +04 選用使用內(nèi)力組合Ⅰ 根據(jù)正常使用極限狀態(tài)內(nèi)力組合表和承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力組合表可繪出正常使用極限狀態(tài)和承載能力狀態(tài)的彎矩包絡(luò)圖和相應(yīng)的剪力包絡(luò)圖。 m） f)正常使用極限狀態(tài) 軸力下最大與最小 剪力圖（單位： kN） 圖 27 4 配筋設(shè)計(jì) 鋼束估算 根據(jù)配筋計(jì)算要求，預(yù)應(yīng)力梁應(yīng)滿足彈性階段的應(yīng)力要求和塑性階段的強(qiáng)度要求。在《公路橋規(guī)》中，當(dāng)預(yù)拉區(qū)配 置受 力的非預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)，容許截面出現(xiàn)少許拉應(yīng)力，但在估算鋼束數(shù)量時(shí)，依然假設(shè) RL等于零。在確定每個(gè)截面的錨固束和通過束時(shí)，必須考慮到一個(gè)重要因素；懸臂施工的連續(xù)梁橋一般采用大噸位預(yù)應(yīng)力群錨體系，集中錨固