【正文】 拉扣掛懸臂拼裝施工的鋼箱提籃拱橋,其主拱圈一般是在遠離橋址的大型鋼結(jié)構(gòu)工廠加工制作的,加工制作時,必須通過施工控制的理論計算來確定加工制作的線形。兩道中縱梁頂面設(shè)63cm寬濕接縫，與橫梁頂面濕接縫形成井字框架，共同組成鋼—砼組合橋面。 1）、吊桿橫梁吊桿橫梁全部采用全焊式變截面鋼板梁，橫梁高度隨橋面縱坡的變化而變化，采用箱形斷面，頂板厚度24mm，底板厚度28mm，腹板厚度16mm，橫向加勁板常規(guī)間距150cm，加勁板厚度12mm,橫梁頂板上設(shè)置剪力釘與橋面板現(xiàn)澆段連接。由拱頂彎矩為零及結(jié)構(gòu)自重推力的對稱條件知,拱頂僅有通過截面重心和自重推力Hg,相應(yīng)彎矩Md=0,剪力Qd=0。由于橫梁較高，橫梁間設(shè)置鋼縱梁，橫梁及縱梁頂面設(shè)置濕接縫，形成鋼—砼組合橋面，增強整個橋面的整體剛度。c、低碳鋼焊接條應(yīng)符合GB/T511785的要求；低合鋼焊接條應(yīng)符合GB/T511885的要求。b、 、坍落度12cm～18cm,即保證混凝土易性和在硬化過程必須的水份，而不至因水份過多而在封閉箱內(nèi)形成殘留水。由于鋼材的強度高，在相同的承載能力條件下；與鋼筋混凝土橋梁相比，鋼橋構(gòu)件的截面較小，所以鋼橋的自重較輕，最適合于建造大跨度的橋梁。圖121設(shè)計方案比選方案比選橋型方案鋼箱拱橋(第一方案)預(yù)應(yīng)力混泥土連續(xù)T梁(第二方案)預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁(第三方案)經(jīng)濟性箱梁節(jié)段采用預(yù)制，工期及質(zhì)量都容易得到保證，簡易經(jīng)濟。由于斜拉橋的主梁通過拉緊的斜索與塔直接相連，增加了主梁抗彎、抗扭剛度，在動力特性上一般遠勝于懸索橋。應(yīng)便于制造和架設(shè)，應(yīng)盡量采用先進工藝技術(shù)和施工機械、設(shè)備，以利于減少勞動強度，加快施工進度，保證工程質(zhì)量和施工安全。 橋梁設(shè)計原則1． 適用性橋上應(yīng)保證車輛和人群的安全暢通，并應(yīng)滿足將來交通量增長的需要。南岸火星大道已修至瀏陽河大堤下，北岸為沖積堆積區(qū)，地勢較平坦開闊，遍布菜地、池塘。經(jīng)野外地質(zhì)調(diào)查與勘探，橋位區(qū)地下水類型主要有潛水和承壓水（上層滯水僅局部分布），潛水主要為賦存于圓礫中的孔隙水（具有微承壓性），補給來源主要為大氣降水及地表水體（瀏陽河水）橋位處不良地質(zhì)現(xiàn)象主要為小斷層及巖溶，區(qū)域地質(zhì)穩(wěn)定性一般。2． 舒適與安全性現(xiàn)代橋梁設(shè)計越來越強調(diào)舒適度，要控制橋梁的豎向與橫向振幅，避免車輛在橋上振動與沖擊。應(yīng)根據(jù)上述原則，對橋梁作出綜合評估。但實際跨度不大，此橋型不予考慮。采用預(yù)制T梁,需要大量預(yù)制場地需要大量吊裝設(shè)備，施工工藝復(fù)雜預(yù)制T型構(gòu)件，運至施工地點，采用混凝土現(xiàn)澆，將T型梁連接，其特點外型簡單、制造方便，整體性好適用性受力明確，構(gòu)造簡單，行車較為舒適。　　 (3)便于運輸。采用水泥、砂、石料和水均應(yīng)符合《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ0412000）的有關(guān)節(jié)規(guī)定，避免應(yīng)發(fā)生堿集料反應(yīng)。吊桿錨具采用擠壓墩頭錨吊桿下端采用可張拉的錨具類型。兩側(cè)各伸出5米寬非機動車道、行人通道。假定m=,相應(yīng)的，因，查《拱橋》（上冊）表III得半拱懸臂自重對截面和拱腳截面彎矩為： 故： 圖223懸鏈線拱軸計算圖示半拱懸臂集中力荷載對截面和拱腳截面彎矩為： =與之差小于半級，因此取拱軸系數(shù)m= 拱軸線型主拱圈為懸鏈無鉸拱橋面，計算跨徑L=，計算矢高f=，拱軸系數(shù)m=，拱軸線方程為：式中 橫向聯(lián)系為保證拱的橫向穩(wěn)定，在橋范圍內(nèi)共設(shè)7道永久橫撐，在橋面以下兩道橫撐之間增設(shè)A撐形成框架，除肋間橫梁腹板沿垂直設(shè)置外，其余橫撐腹板均垂直拱軸線。 縱梁全橋共設(shè)4道鋼縱梁，以增強全橋總體剛度，縱梁為箱形斷面形式，中縱梁為724760mm,中縱梁頂?shù)装搴?6mm，腹板厚12mm。主橋設(shè)2道伸縮縫，在主橋即肋間橫梁位置各設(shè)一道160型型鋼伸縮縫。本橋采用的是鋼箱提籃施工，鋼箱提籃拱橋施工控制的關(guān)鍵技術(shù)主要體現(xiàn)在主拱圈安裝過程中的斜拉扣掛扣索索力以及拱段定位標(biāo)高的確定和橫梁定位標(biāo)高的確定,特別是當(dāng)扣、背索采用鋼鉸線施工時,客觀上要求扣、背索應(yīng)盡量減少張拉次數(shù),標(biāo)高也不允許反復(fù)調(diào)整。圖313后續(xù)階段索力計算,結(jié)果如表31：表31 臨時扣索初張力單元荷載內(nèi)力I (tonf)內(nèi)力J (tonf)扣索1恒荷載扣索2恒荷載扣索3恒荷載扣索4恒荷載扣索5恒荷載計算模型的建立,是按照施工吊裝過程進行的,其過程見圖312。如圖211，設(shè)溫度變化引起拱軸在水平方向的變位為△,與彈性壓縮同樣道理，必然在彈性中心產(chǎn)生一對水平力Ht。根據(jù)公式 在拱頂截面，上緣頂板應(yīng)力為： 下緣頂板應(yīng)力為：在拱腳截面，上緣頂板應(yīng)力為：下緣頂板應(yīng)力為：由于是對稱布置，所以取一邊的邊縱梁和中縱梁。因此，橋面板按其計算寬度=1m,截面高度h=450mm?！豆窐蛞?guī)》根據(jù)國內(nèi)外的有關(guān)試驗資料，對配有腹筋的鋼筋混凝土斜截面抗剪承載力的計算采用下述半經(jīng)驗半理論的公式：式中 ：斜截面受壓端正截面上由作用（或荷載）效應(yīng)所產(chǎn)生的最大剪力組合設(shè)計值（KN）； ：橋梁結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)；：異號彎矩影響系數(shù)；；預(yù)應(yīng)力提高系數(shù)。在這半學(xué)期里，我們不斷學(xué)習(xí)、不斷積累并且不斷的提高。謝老師多次詢問學(xué)習(xí)進程，并為我指點迷津，幫助我開拓研究思路，精心點撥、熱忱鼓勵。特別是拱橋方面的。:斜截面內(nèi)縱向受拉鋼筋的配筋率；：混凝土立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值（MPA）；：箍筋配筋率；：箍筋抗拉強度設(shè)計值（MPA）；：彎起鋼筋抗拉強度設(shè)計值（MPA）；：斜截面內(nèi)在同一個彎起鋼筋平面內(nèi)的彎起鋼筋總截面面積（）；：彎起鋼筋的切線與構(gòu)件水平縱向軸線的夾角。假設(shè)=40mm，則有效高度為(2) 、判定T型截面類型∴該構(gòu)件屬于第二類T形截面。對連續(xù)梁各中間跨正彎矩區(qū)段，；邊跨正彎矩區(qū)段，；各中間支點負彎矩區(qū)段。沖擊作用以車體的振動和橋跨自身的變形和振動。圖411 MIDAS模型 主拱內(nèi)力計算拱肋共分44個單元，對稱布置，每片22個單元。圖312 主拱圈施工示意圖大跨度橋梁的施工往往是一個非常復(fù)雜且不斷變化的過程,當(dāng)采用斜拉扣掛的方式進行施工時,其中扣索的索力確定和預(yù)拱度的計算,必須采用正裝計算法和倒裝計算法兩種方法反復(fù)迭代,工作量十分繁重。鋼箱提籃拱橋的施工控制實施是此類橋型安全保質(zhì)按時建成的關(guān)鍵。橋面空心板高度40cm,行車道橫向共設(shè)19塊板。 橫梁 主橋橫梁共兩種結(jié)構(gòu)，分為吊桿橫梁和肋間橫梁。由于懸鏈線的受力情況較好,又有完整的計算表格可供利用,所以用懸鏈線作為拱軸線,采用“五點重合法”確定其m值。 主橋總體布置主橋為一跨過河的鋼箱拱肋懸鏈線無鉸拱結(jié)構(gòu)，計算跨徑138m，矢跨比1/4，拱軸系數(shù)：。b、焊劑應(yīng)符合GB/529385的要求。拱座內(nèi)的混凝土采用C40的微膨脹混凝土，應(yīng)具有如下的施工性能：a、 流動性好、坍落度衰減慢、初凝時間相對較長、終凝時間相對較短。由于鋼材具有強度高、材質(zhì)均勻、塑性及韌性良好和可焊性好等諸多優(yōu)點；因此，用鋼材建造的橋梁——鋼橋具有如下特點：　　 (1)跨越能力大。箱形梁結(jié)構(gòu)簡單，油漆方便，且由于內(nèi)部為閉合空間，更容易抗銹蝕；④箱形截面的中性軸大致居中，對于抵抗正負彎矩具有幾乎相等的能力，能較好的適應(yīng)主拱圈各截面正負彎矩變化的需要； ⑤結(jié)構(gòu)新穎，外形簡潔、美觀。斜拉橋與懸索橋不同之處是，斜拉橋直接錨于主梁上，稱自錨體系，拉索承受巨大的拉力，拉索的水平分力使主梁受壓，因此塔、梁均為壓彎構(gòu)件。4． 先進性橋梁設(shè)計應(yīng)體現(xiàn)現(xiàn)代橋梁建設(shè)的新技術(shù)。52米；機動車凈高：；非機動車、行人凈高：；設(shè)計洪水頻率：兩百年一遇； 設(shè)計洪水位： %=；地震裂度：7度設(shè)防；設(shè)計基本風(fēng)速：。橋位屬沖洪積階地地貌，河床寬約220m。場地內(nèi)地層結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，不良地質(zhì)現(xiàn)象較發(fā)育，該場地可按村建筑抗震不利地段考慮,場地穩(wěn)定性一般，可以建筑。整個橋跨結(jié)構(gòu)及各部分構(gòu)件，在制造、運輸、安裝和使用過程中應(yīng)具有足夠的強度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性。 設(shè)計方案比選 預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋具有以下主要特征：1）混凝土材料以砂、石為主，可就地取材，成本較低；2）結(jié)構(gòu)造型靈活，可模型好，可根據(jù)使用要求澆鑄成各種形狀的結(jié)構(gòu)；3）結(jié)構(gòu)的耐久性和耐火性較好，建成后維修費用較少；4）結(jié)構(gòu)的整體性好，剛度較大，變性較小；5）可采用預(yù)制方式建造，將橋梁的構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化，進而實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)；6）結(jié)構(gòu)自重較大，自重耗掉大部分材料的強度，因而大大限制其跨越能力；7）預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋可有效利用高強度材料，并明顯降低自重所占全部設(shè)計荷載的比重，既節(jié)省材料、增大其跨越能力，又提高其抗裂和抗疲勞的能力；8）預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋所采用的預(yù)應(yīng)力技術(shù)為橋梁裝配式結(jié)構(gòu)提供了最有效的拼裝手段，通過施加縱向、橫向預(yù)應(yīng)力，使裝配式結(jié)構(gòu)集成整體，進一步擴大了裝配式結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍。 鋼箱拱橋鋼箱拱橋的主要特點是：① 重量輕、省鋼　　 由于箱形梁更能有效地發(fā)揮鋼板的承載能力，因此，采用正交異性鋼橋面板和用薄鋼板作梁肋與底板的箱形梁，比桁梁橋節(jié)省鋼材20％左右，跨徑愈大愈節(jié)約。建橋速度快，工期及質(zhì)量都容易得到保證。由于鋼橋構(gòu)件的自重較輕，特別是在交通不便的山區(qū)便于汽車運輸.　　 (4)安裝速度快。 普通鋼筋 鋼筋技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)必須符合GB149998的有關(guān)規(guī)定。 密封材料 吊索在拱肋出口處采用聚氨酯密封材料（顏色待定），該材料必須滿足以下技術(shù)指標(biāo)；極限伸長率≥35%，抗拉強度≥5MPA，粘結(jié)強度≥5MPA，固體含量≥90%，低溫柔性≤20℃，耐熱溫度≥150℃，硬度≤50，耐老化、紫外線性能良好固化實干≤10小時。圖211 總體布置圖 橋梁寬度及組成橋面寬度:設(shè)計總寬為:()。橫撐采用鋼箱斷面，腹板采用16毫米鋼板，頂、底板采用12（16）毫米鋼板，內(nèi)設(shè)縱向加勁板和橫隔板。邊縱梁為12576cm，邊縱梁頂?shù)装搴?6mm，腹板厚16mm，人行道的挑梁，在橫梁位置焊接于橫梁腹板上，截面形式為箱形，其余位置焊接在邊縱梁的腹板上，截面形式為工字形，共同承受人行道荷載。 小結(jié)擬定了橋梁的各個截面，通過計算確定了拱軸系數(shù)，并確定了拱軸線型。否則,很容易產(chǎn)生鋼絲松弛導(dǎo)致索力損失,甚至滑脫而造成質(zhì)量事故。圖313 拱圈段施工位移圖 （mm）表32 各節(jié)段預(yù)抬量拱段拱段A拱段B拱段C拱段D拱段E預(yù)抬量（mm） 小結(jié)本拱橋采用的是斜拉扣掛施工。由典型方程得a)溫度變化引起贅余力計算圖示b)溫度變化引起拱中的內(nèi)力圖424式中：——溫度變化值，即最高（或最低）溫度與合龍溫度之差。其簡圖如圖261圖461圖462 運用結(jié)構(gòu)力學(xué)做出車道荷載對縱梁跨中截面影響線,使車道集中荷載Pk作用于影響線峰值處,得到車輛荷載對縱梁跨中截面的彎矩最大、最小值，同理，可算出縱梁各個截面的影響線，求出其彎矩值。C40混凝土，HRB400級鋼筋。對鋼筋混凝土受彎構(gòu)件，=1；：受壓翼緣的影響系數(shù)，對具有受壓翼緣的截面，取。這次的畢業(yè)設(shè)計，是對我這四年來所學(xué)的專業(yè) 知識是否踏實的檢驗，讓我對這四年中所學(xué)知識進行了綜合，也讓我溫習(xí)了一些已經(jīng)快要淡忘的專業(yè)知識，并且還學(xué)到了一些實際工程經(jīng)驗。謝老師一絲不茍的 作風(fēng)，嚴(yán)謹求實的態(tài)度，踏踏實實的精神，不僅授我以文，而且教我做人，對謝老師的感激之情是無法用言語表達的。這段時間，我查閱了大量的資料，在鞏固以前所學(xué)知識的同時，也掌握了很多新的知識。:斜截面受壓端正截面上的有效高度，自縱向受拉鋼筋合力點到受壓邊緣的距離（mm）。M=為了計算方便,先將空心板截面換算成等效的工字形截面，上翼板厚度 下翼板厚度 腹板厚度 (1) 、空心板采用綁扎鋼筋骨架,一層受拉主筋。1）、簡支梁計算跨徑的1/3。 ——材料的線膨脹系數(shù)： 混凝土或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)=110 混凝土預(yù)制塊砌體=10 石砌體=10由溫度變化引起拱中任意截面的附加內(nèi)力為彎矩 軸向力 剪力 圖425整體升溫作用下主拱的彎矩圖圖426整體升溫作用下主拱的剪力圖圖427整體升溫作用下主拱的軸力圖圖428整體降溫作用下主拱的彎矩圖圖429整體降溫作用下主拱的剪力圖圖4210整體降溫作用下主拱的軸力圖 活載內(nèi)力計算 沖擊系數(shù)的計算汽車的沖擊系數(shù)是汽車過橋時對橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的豎向動力效應(yīng)的增大系數(shù)。第四章 結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算分析 結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算 節(jié)點坐標(biāo) 全橋共分172個節(jié)點，368個單元，其具體坐標(biāo)見附表I。圖311主拱圈分段由于本拱橋主拱圈采用臨時鉸接條件下的逐段吊裝扣掛方式施工，在拱圈標(biāo)高和坐標(biāo)調(diào)整完畢之前，各拱段之間采用高強螺栓臨時連接，以提供調(diào)整標(biāo)高和坐標(biāo)的余地，標(biāo)高調(diào)整完畢后，放松扣掛索，再進行拱腳固結(jié)和各段連接，各拱段之間拱箱壁全部采用焊接。此類橋型能改善平行拱的靜力圖式,增強橫向穩(wěn)定性,能有效解決施工中面外的穩(wěn)定性,同時提籃拱形極富美學(xué)價值。 橋面板1）、道橋面板主橋行車道橋面板全部采用先簡支后連續(xù)的鋼筋混凝土空心板梁，兩跨之間設(shè)順橋向