【正文】 用菱形掛籃系統(tǒng)，設(shè)計承載能力為250t。設(shè)計時，需要考慮施工時的受力和變形，保證全橋在施工階段，運(yùn)營階段的驗算均通過。本次設(shè)計取2m。橫隔板傳遞荷載較大，一般采用兩片式剛性橫隔板，中間開過人洞。在懸臂施工階段，主梁的自重需要通過零號塊傳給蹲身。如果不通過則調(diào)整鋼束的數(shù)量或位置或修改截面尺寸直至通過，若通過就開始繪制施工圖和編制設(shè)計文件。 本橋式結(jié)構(gòu)的特點 設(shè)計特點預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋的通常設(shè)計步驟：1）根據(jù)經(jīng)驗公式和相關(guān)規(guī)范初擬立面和截面尺寸，在軟件中建立相應(yīng)的模型并大致模擬出實際的施工過程，并按照橋梁的實際受力和約束條件施加相應(yīng)的荷載和邊界條件，利用軟件計算得到恒載、活載和附加恒載產(chǎn)生的內(nèi)力之和。隨著橋墩高度的增加，薄壁墩對上部梁體的嵌固作用越來越小，逐步退化為柔性墩的作用。由于連續(xù)剛構(gòu)橋的整個結(jié)構(gòu)連接成一個整體，屬于多次超靜定結(jié)構(gòu)，因而由鋼束預(yù)應(yīng)力、混凝土收縮徐變,溫度變化和支座沉降所引起的結(jié)構(gòu)縱向位移將在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生較大的次內(nèi)力。連續(xù)剛構(gòu)橋一般用于較大跨度橋梁。典型的連續(xù)剛構(gòu)體系采用對稱布置，并采用平衡懸臂施工方法建成?；谏鲜鰞?yōu)點，目前，在大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋中，連續(xù)剛構(gòu)橋已成為主要的橋型選擇。4）最后，進(jìn)行截面驗算。 構(gòu)造特點1）零號塊零號塊是橋墩正上方的一個塊體，它的立面形狀包括中間的等截面和兩邊懸出端的變截面。一般只在橋墩部位零號塊內(nèi)設(shè)置橫隔板。合龍段的長度應(yīng)盡量縮短，～3m。因施工方法的不同，橋梁的內(nèi)力也不同，體系轉(zhuǎn)換也不同。懸臂施工法是在已經(jīng)建成的橋墩上，沿橋墩兩側(cè)對稱逐段澆筑混凝土，這樣可以充分利用了預(yù)應(yīng)力混凝土承受負(fù)彎矩的能力，將跨中正彎矩轉(zhuǎn)移到支點負(fù)彎矩，提高了橋梁的跨越能力。（2）邊跨同時合龍，釋放左、右橋墩處的臨時固結(jié)。近年來大量的公路橋梁也在不斷的修建起來。通過本次設(shè)計，使同學(xué)們將四年學(xué)習(xí)的各種基本知識真正的綜合起來，并用于實踐。 第2章 結(jié)構(gòu)初步設(shè)計 設(shè)計概述(1) 孔跨布置：80m+140m+80m公路預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋；(2) 橋面寬度（半幅）：++2++=；(3) 橋面縱坡：0% (平坡)；(4) 橋面橫坡： 2%；(5) 荷載標(biāo)準(zhǔn)：公路I級；(6) 公路等級：高速公路；(7) 設(shè)計速度：120km/h；(8) 施工方法：主梁采用對稱懸臂澆筑施工，邊跨靠近邊支座梁段采用滿堂支架現(xiàn)澆施工；(9) 橋軸平面線型：直線；(10)橋面鋪裝：10cm瀝青混凝土，8cm C40防水混凝土調(diào)平層。 立面布置 連續(xù)剛構(gòu)橋是墩梁固結(jié)的連續(xù)梁橋。但伸縮縫的數(shù)目也不可太多，否則不利于高速行車。在本設(shè)計，跨中截面處梁高為3m，為橋跨的1/47,支座處梁高為8m,為橋跨的1/。另外，由于箱型截面具有較大的面積，因而能夠有效地承受正負(fù)彎矩，并容易滿足配筋的構(gòu)造要求；同時，箱形截面是閉合截面，保證了抗扭剛度，在主梁懸臂施工的過程中，容易滿足受力要求；箱型截面很適合連續(xù)剛構(gòu)橋。在本設(shè)計中墩處的底板厚取100cm，跨中底板厚取30cm，在墩與跨中間按2次拋物線形變化，則底板厚度的變化方程為：（ 坐標(biāo)原點為橋墩處）y＝++(m) (22)2）箱梁頂板設(shè)計箱形梁頂板和底板除承受法向荷載外，還承受軸向拉、壓荷載，頂、底板厚度除了按板的構(gòu)造要求確定外，還應(yīng)考慮橋跨方向彎矩的影響。此外為了保證施工澆筑的質(zhì)量，還需要從構(gòu)造上確定腹板的最小厚度。從雙薄壁墩中心線向跨中計起：2m1+3m1+1m1+3m9+4m9+1m=70m，中跨和邊跨合龍段均是2m，邊跨滿堂支架現(xiàn)澆段為10m，共300m。3) 進(jìn)行合龍段混凝土澆筑時，應(yīng)選擇溫度非急劇變化的日子或者夜間氣溫最低時進(jìn)行，避免惡劣天氣對合龍質(zhì)量造成影響。a) 箱梁截面各部位尺寸以及軸線誤差必須滿足施工規(guī)范的要求b) 混凝土強(qiáng)度達(dá)到或超過設(shè)計標(biāo)號 c) 實際測出的撓度值與設(shè)計值相符 第3章 主梁內(nèi)力計算主梁內(nèi)力計算在整個設(shè)計過程中是比較重要的一部分。本畢業(yè)設(shè)計使用橋梁專用軟件MIDAS CIVIL 。圖31 全跨模型圖 計算單元的劃分邁達(dá)斯是有限元計算軟件，結(jié)構(gòu)的離散化是有限元計算的關(guān)鍵步驟。本設(shè)計所采用的計算單元就是施工單元。3)溫度變化的影響：本畢業(yè)設(shè)計考慮系統(tǒng)升溫(+200C)、系統(tǒng)降溫(200C)、正溫度梯度、負(fù)溫度梯度四種情況。掛籃荷載：本設(shè)計假定掛籃荷載為一集中力作用在前一段已經(jīng)澆筑完成的梁體上，不考慮由于掛籃懸出部分以及下一節(jié)段濕重引起的彎矩，根據(jù)荷載的激活和鈍化來模擬掛籃的移動。本設(shè)計一共分成23個結(jié)構(gòu)組，4 個邊界組，63 個荷載組。(9) 施工階段24—第1 天：激活荷載組二期恒載。表32 恒載內(nèi)力表單元位置剪力（KN)彎矩（KN/m)1I[1]0單元位置剪力（KN)彎矩（KN/m)2I[2]3I[3]4I[4]5I[5]6I[6]59287I[7]8I[8]9I[9]10I[10]11I[11]12I[12]725713I[13]14I[14]15I[15]16I[16]17I[17]18I[18]19I[19]20I[20]21I[21]22I[22]23I[23]24I[24]25I[25]26I[26]27I[27]單元位置剪力（KN)彎矩（KN/m)28I[28]29I[29]30I[30]31I[31]32I[32]33I[33]34I[34]35I[35]44839236I[36]37I[37]38I[38]39I[39]40I[40]41I[41]42I[42]43I[43]44I[44]45I[45]46I[46]47I[47]48I[48]49I[49]50I[50] 圖32 恒載彎矩圖(單位：kN同時需要考慮多車道的橫向折減及沖擊效應(yīng)。同時根據(jù)《公路橋涵通用設(shè)計規(guī)范》 條規(guī)定，橋梁的自振頻率(基頻)宜采用有限元方法計算，對于常規(guī)結(jié)構(gòu)，當(dāng)無更精確方法計算時，可采用公式計算。m）圖36 活載剪力包絡(luò)圖（單位：kN 預(yù)應(yīng)力筋的估算方法 按承載能力極限計算時滿足正截面強(qiáng)度要求預(yù)應(yīng)力梁到達(dá)受彎的極限狀態(tài)時，受壓區(qū)混凝土應(yīng)力達(dá)到混凝土抗壓設(shè)計強(qiáng)度，受拉區(qū)鋼筋達(dá)到抗拉設(shè)計強(qiáng)度。其計算的區(qū)別在于(41)式中bx含義及計算公式不同，這一點是相對容易理解的，此處不作贅述。那么： (45) (46)在最大彎矩Mmax作用下，截面上下翼緣混凝土應(yīng)力應(yīng)滿足： (47) (48)式中： 分別指由預(yù)加力引起混凝土上下翼緣應(yīng)力。根據(jù)《公路預(yù)應(yīng)力橋涵規(guī)范》 條規(guī)定，鋼絲、 ，即1395MPa。（下同）表41 配束表（半結(jié)構(gòu)，另一半對稱布置）位置信息頂板束底板束合龍束單元位置坐標(biāo)1I[1]04402I[2]34403I[3]64404I[4]94405I[5]104406I[6]114407I[7]158408I[8]1912409I[9]23162010I[10]27202011I[11]31240012I[12]35280013I[13]39320014I[14]43360015I[15]47380016I[16]50420017I[17]53460018I[18]56500019I[19]595200單元位置坐標(biāo)20I[20]62540021I[21]65560022I[22]68580023I[23]71600024I[24]74620025I[25]75640026I[26]640027I[27]78640028I[28]80640029I[29]82640030I[30]640031I[31]85640032I[32]86620033I[33]89600034I[34]92580035I[35]95560036I[36]98540037I[37]101520038I[38]104500039I[39]107460040I[40]110420041I[41]113380042I[42]117360043I[43]121320044I[44]125280045I[45]1292400單元位置坐標(biāo)46I[46]133200047I[47]137160248I[48]141120449I[49]14580450I[50]14940451I[51]150404 縱向預(yù)應(yīng)力鋼束的布置一般來說，預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)盡量與吻合術(shù)靠近，這樣預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的次彎矩就沒有了。3) 預(yù)應(yīng)力束應(yīng)避免合用多次反向曲率的連續(xù)束，因為這會引起很大的摩阻損失，降低預(yù)應(yīng)力束的效益。7) 鋼束在橫斷面中布置時頂板束靠近頂板位置,直接錨固在承托或倒角上,腹板束布置在腹板附近,便于下彎錨固?？v向預(yù)應(yīng)力鋼束具體布置如圖43。本設(shè)計通過計算表明：在縱向預(yù)應(yīng)力鋼束的作用下，僅有部分剪應(yīng)力過大的地方出現(xiàn)了斜截面主拉應(yīng)力超過規(guī)范限值，因而豎向預(yù)應(yīng)力鋼束大部分承擔(dān)抗剪作用。在本次設(shè)計中，預(yù)應(yīng)力損失計算主要依據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（也即JTG D622004）來進(jìn)行的。根據(jù)規(guī)范，得出鋼筋松弛損失的最終值按下式計算： （54）其中：Ψ—張拉系數(shù)，當(dāng)鋼筋一次張拉時，當(dāng)鋼筋超張拉時， —鋼筋松弛系數(shù)，當(dāng)鋼筋為Ⅰ級松弛時，當(dāng)鋼筋為Ⅱ級松弛時，—傳力錨固階段時鋼筋應(yīng)力，對于后張法構(gòu)件取 混凝土收縮徐變損失在本次設(shè)計中，隨著時間的延長，混凝土?xí)a(chǎn)生收縮，徐變這都會引起預(yù)應(yīng)力的損失。本設(shè)計采用MIDAS CIVIL 輸入影響因素自動計算得到次內(nèi)力，主要考慮的次內(nèi)力有溫度次內(nèi)力、預(yù)加力引起的次內(nèi)力、徐變收縮次內(nèi)力及支座不均勻沉降引起的次內(nèi)力。先期靜定結(jié)構(gòu)在自重下變形，不受任何約束限制；在合攏后則會受到后期超靜定結(jié)構(gòu)多余約束的影響，變形受到限制，從而對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加內(nèi)力，這個內(nèi)力就是混凝土徐變產(chǎn)生的次內(nèi)力?；炷劣捎谡舭l(fā)失水而收縮，混凝土在長期荷載作用下而徐變。對于靜定結(jié)構(gòu)混凝土收縮、徐變不會引起收縮、徐變次內(nèi)力。m）圖62 徐變引起的彎矩次內(nèi)力圖（單位：kN將上述等效荷載作用于超靜定結(jié)構(gòu)的基本靜定結(jié)構(gòu)上，便可求得預(yù)加力初預(yù)矩；將其直接作用于超靜定結(jié)構(gòu)上，便可求得預(yù)加力總預(yù)矩；兩者的差值即為預(yù)加力引起的結(jié)構(gòu)次力矩。 先期預(yù)應(yīng)力束產(chǎn)生的徐變次內(nèi)力在合攏前，即懸臂澆筑階段，先期預(yù)應(yīng)力束張拉時，結(jié)構(gòu)為靜定結(jié)構(gòu)，自身不會產(chǎn)生次內(nèi)力的作用。本設(shè)計暫未考慮該項次內(nèi)力的作用。將后期預(yù)應(yīng)力束等效荷載作用于超靜定結(jié)構(gòu)的基本靜定結(jié)構(gòu)上，可以得到其初預(yù)矩；將等效荷載作用于超靜定結(jié)構(gòu)上可以得到總預(yù)矩；二者之差便是后期預(yù)應(yīng)力束產(chǎn)生的彈性次力矩。年溫差影響，指氣溫隨季節(jié)發(fā)生緩慢變化。但通常對于縱橫向尺度差別很大、各構(gòu)件本身沿其縱向具有一致形狀的橋梁結(jié)構(gòu)，一般不考慮沿結(jié)構(gòu)構(gòu)件縱向的溫度場變化；此外，箱梁結(jié)構(gòu)一般只有在頂板承受日照輻射，為方便計算，將箱梁斷面溫度場簡化為沿高度方向變化的一維溫度場。圖66豎向梯度溫度(mm)圖中T1 表示橋面板