【正文】 (3)充分發(fā)揮三向預應力的優(yōu)點，采用長懸臂頂板的單箱截面，既可節(jié)約材料減輕結構自重，又可充分利 用懸臂施工方法的特點加快施工進度。同時，一座橋的設 計方案完成后，造價指針不能僅僅反應了投資額的大小，而是還應該包括整個使用期限內的養(yǎng)護、維修等運營費用在內。 畢業(yè)設計的目的與意義 畢業(yè)設計的目的在于培養(yǎng)畢業(yè)生綜合能力，靈活運用大學所學的各門基礎課和專業(yè)課知識，并結合相關設計規(guī)范，獨 立的完成一個專業(yè)課題的設計工作。根據(jù)橋位的自然地質條件，擬定主橋橋長為310m，分孔情況為 80m+150+ 60km/h，雙向 雙 車道，全寬14m。 由于預應力混凝土連續(xù)梁橋為超靜定結構，手算工作量比較大，且準確性難以保證，所以采用有限元分析軟件 — 橋梁博士進行，這樣不僅提高了效率，而且準確度也得以提高。 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 橋跨總體布置及結構尺寸擬定 設計原始資料 設計技術標準 （ 1） 荷載等級 汽車荷載：公路 Ⅱ 級 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 預應力混凝土現(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”標準的各項規(guī)定。 （五）其他材料 本橋所有材料質量的要求應符合《公路橋涵施工技術規(guī)范》 JTJ0412020的有關規(guī)定，并符合相應的國家標準。 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，橋位處堤防設計水位為 。 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 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，直接由大氣降水補給?，F(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 。 細沙：灰褐色，灰綠色，稍密 ~中密狀，稍含泥，局部可見黑色腐殖質，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，含少量有機質及黏性土，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，粒徑約 2~13cm，最大約 15cm，呈圓狀，亞圓狀，成分為砂巖、石英巖及其它硅質巖，局部夾漂石，間隙充填細沙、細圓 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、經濟、美觀、施工、占地與工期多方面擬定。整個橋跨結構及各部分構件，在制造、運輸、安裝和使用過程中應具有足夠的強度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性。應便于制造和架設，應盡量采用先 進工藝技術和施工機械、設備，以利于減少勞動強度，加快施工進度，保證工程質量和施工安全。 本設計方案采用預應力混凝土變截 面連續(xù) 剛構 結構，全長 248m。若采用三跨或四跨不等的橋孔布置，一般邊跨長度可取為中跨的 — 倍，這樣可使中跨跨中不致產生異號彎矩，此外，邊跨跨長與中跨跨長之比還與施工方法有著密切的聯(lián)系，對于采用現(xiàn)場澆筑的橋梁，邊跨長度取為中跨長度的 倍是經濟合理的。 11 截面形式 立截面 從預應力混凝土連續(xù) 剛構 的受力特點來分析，連續(xù) 剛構 的立面應采取變高度布置為宜；在恒、活載作用下，支點截面將出現(xiàn)較大的負彎矩，從絕對值來看，支點截面的負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 梁式橋橫截面的設計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、美觀要求以及經濟用料等等因素都有關系?？傊?，箱形截面是大、中跨預應力連續(xù)梁最適宜的橫截面形式。由于雙室式腹板總厚度增加，主拉應力和剪應力數(shù)值不大，且布束容易，這是單箱雙室的優(yōu)點；但是雙室式也存在一些缺點：施工比較困難，腹板自重彎矩所占恒載彎矩比例增大等等。 細部尺寸 懸臂長度 懸臂長度一般不大于 5m，長度超過 3m，宜布置橫向預應力筋。 頂板與底板 箱形截面的頂板和底板是結構承受正負彎矩的主要工作部位。箱梁頂板厚度應滿足橫向彎矩的要求和布置縱向預應力筋的要求。在預應力梁中，因為彎束對外剪力的抵消作用，所以剪應力和主拉應力的值比較小，腹板不必設得太大； 同時，腹板的最小厚度應考慮力筋的布置和混凝土澆筑要求，其設計 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置橫 隔梁，甚至不設置中間橫隔梁而只在支座處設置支承橫隔梁。 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 懸臂澆筑的每個節(jié)段長度一般為 34m，節(jié)段太長，將增加混凝土自重與掛籃結構的重量。 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，其余梁段用活動掛籃懸臂澆注，掛籃及附屬設備重不大于 130t。 （ 3） 拆除全部模板，解除臨時約束并將主跨支座的一個改成固定 鉸支座，其余兩個改成活動鉸支座，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 是需要驗算的截面。全橋共分 86 個單元 、 87 個節(jié)點，其中兩個邊跨各有 24 個單元，中跨有 44 個單元，再后面的恒載、活載、施工及驗算等內力的計算時，代入程序的單元劃分形式都以以上這種劃分方式填寫數(shù)據(jù)文件。本設計考慮主梁上下 緣溫差 7℃ ，溫度次內力結果如 表 所示。 m） a) 溫度次內力剪力圖 (單位 ： kN) 圖 活載內力計算 車道荷載 全橋車道荷載內力如表 。 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。偶然作用的效應分項系數(shù)取 ；與偶然作用同時出現(xiàn)的可變作用可根據(jù)觀測資料和工程經驗取用適當?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 =1左節(jié)點號 =1 內力性質 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 =1右節(jié)點號 =2 內力性質 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 =4左節(jié)點號 =4 內力性質 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 =4右節(jié)點號 =5 內力性質 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 =11左節(jié)點號 =11 內力 性質 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 =11右節(jié)點號 =12 內力性質 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 =22左節(jié)點號 =22 內力性質 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 =22右節(jié)點號 =23 內力性質 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 =24左節(jié)點號 =24 內力性質 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 =24右節(jié)點號 =25 內力性質 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 =33左節(jié)點號 =33 內力性質 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 =33右節(jié)點號 =34 內力性質 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 =44左節(jié)點號 =44 內力性質 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 =44右節(jié)點號 =45 內力性質 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 選用使用內力組合Ⅰ 根據(jù)正常使用極限狀態(tài)內力組合表和承載能力極限狀態(tài)內力組合表可繪出正常使用極限狀態(tài)和承載能力狀態(tài)的彎矩包絡圖和相應的剪力包絡圖。 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 配筋設計 鋼束估算 根據(jù)配筋計算要求，預應力梁應滿足彈性階段的應力要求和塑性階段的強度要求。在《公路橋規(guī)》中，當預拉區(qū)配 置受 力的非預應力鋼筋時，容許截面出現(xiàn)少許拉應力，但在估算鋼束數(shù)量時，依然假設 RL等于零。在確定每個截面的錨固束和通過束時，必須考慮到一個重要因素；懸臂施工的連續(xù)梁橋一般采用大噸位預應力群錨體系，集中錨固