【正文】 2 3 . 5 8 5 6 2 5 4 2 4 7 . 6 6 k N( 1 / 1 4 . 7 7 4 5 2 . 7 2 9 4 / 2 3 . 5 8 5 6 )peN ????? 則： 2 5 4 2 4 7 . 6 6 1 0 0 0 1 6 3 8 . 9 9 6( ) 0 . 8 1 3 9 5 1 3 9PePc o n S PNn A?? ?? ? ?? ? ? 根 ③鋼絞線根數(shù)的選定 因為 1 730n ? 根 ， 2 724n ? 根 ， 3 47n ? 根 ， 4 2859n ? 根 ， 5 1639n ? 根 ，暫選定鋼 絞線根數(shù) 748n? 根 。為滿足抗裂要求 ,所需的有效預(yù)加力為： )//1( / 0 weA wMN pSpe ?? 式 （ ） SM 為短期效應(yīng)彎矩組合設(shè)計值 ,由 Midas 計算得 ： 401 800 kN mSM ??,估算鋼筋數(shù)量時 , 可近似采用毛截面幾何性質(zhì)。預(yù)應(yīng)力鋼筋的計算見配筋計算書。 其它橋面系單元從墩頂 0 號塊對稱向兩邊沿伸，分別取 11 個， 5m長的單元 4 個，直到最大懸臂長度 59m處，主跨跨中合龍段取 2m, 劃分為兩個 1m的單元，邊跨取 2m的現(xiàn)澆合龍段。 鋼筋信息 預(yù)應(yīng)力砼鋼材：縱向鋼筋采用φ ㎜鋼絞線 ,公稱抗拉強度為 Ry=1860MPa,抗 拉控制強度用 ,Ey=105MPa頂板橫向預(yù)應(yīng)力采用 ㎜鋼絞線 ,Ry=1860MPa,張拉控制強度為 ,Ey=105MPa。變化方 程為 δ =（ ） x2+，其中： 58≤ x≤58（以跨中為原點） 。在 巫 老師的建議指導(dǎo)下，大橋的細(xì)部尺寸擬定如下： 立面布置 本橋邊跨 66m，中跨 120m，邊中跨之比為 ，箱梁底板下緣高沿二次拋物線變化。合攏順序為先邊跨合攏后中跨合攏，最后將臨時錨固約束解除，見圖 圖 橋型與截面（單位： cm） 2021屆土木工程（橋梁）專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 7 各方案的技術(shù)經(jīng)濟比較 各方案技術(shù)經(jīng)濟比較見表 。兩岸的邊孔均為主梁連續(xù)的變截面的連續(xù)梁橋，橋全寬為 。鋼管直徑 D=，截面高度 H=。索塔基礎(chǔ)采用 9 根直徑Φ ，樁約長30m，見圖 。下部結(jié)構(gòu)采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，直徑為Φ ，采用輕型橋臺。 C：主橋為 170m的懸索橋，引橋為 35m 標(biāo)準(zhǔn)跨簡支梁，跨徑組合為 35+170+35m。 橋面橫坡：雙向 2%。 本文 是 一座典型的三跨 (66+120+66m)變截面預(yù)應(yīng)力混凝土 單 箱 單室連續(xù)箱梁橋 的設(shè)計。連續(xù)梁是一種超靜定體系，設(shè)計時考慮的因素很多，計算較復(fù)雜，計算量也很大，用手算不僅費時費工，而且可靠性不高，故在該計算過程中內(nèi)力及影響線采用 Midas2021 版計算軟件計算，預(yù)應(yīng)力估算、鋼束預(yù)應(yīng)力損失以及結(jié)構(gòu)驗算均采用手算完成，而且所有設(shè)計均按照新規(guī) 范《公路橋涵設(shè)計規(guī)范》（ JTG D602021）、《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（ JTG D622021）等相關(guān)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計。通過連續(xù)梁、 T 型剛構(gòu)、連續(xù) — 剛構(gòu)等箱形截面上部結(jié)構(gòu)的比較可見：連續(xù) — 剛構(gòu)體系的技術(shù)經(jīng)濟指針較高。在城市預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁中，為充分利用空間，改善交通的分道行駛，甚至已建成不少雙層橋面形式。到后來，由于懸 臂施工方法的應(yīng)用，連續(xù)梁在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中有了飛速的發(fā)展。 50 年代，預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁跨徑開始突破了 100 米，到 80 年代則達(dá)到440 米。由于普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)存在不少缺點：如過早地出現(xiàn)裂縫，使其不能有效地采用高強度材料，結(jié)構(gòu)自重必然大，從而使其跨越能力差，并且使得材料利用率低?，F(xiàn)在，我國已經(jīng)有了簡支梁、帶鉸或帶掛梁的 T 構(gòu)、連續(xù)梁、桁架拱、桁架梁和斜拉橋等預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié) 構(gòu)體系。目前，連續(xù)梁結(jié)構(gòu)體系已經(jīng)成為預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的主要橋型之一。充分發(fā)揮三向預(yù)應(yīng)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(jié)構(gòu)自重，又可充分利用懸臂施工方法的特點加快施工進(jìn)度。 畢業(yè)設(shè)計的目的在于培養(yǎng)畢業(yè)生綜合能力，靈活運用大學(xué)所學(xué)的各門基礎(chǔ)課和專業(yè)課知識，并結(jié)合相關(guān)設(shè)計規(guī)范，獨立的完成一個專業(yè)課題的設(shè)計工作。特別要感謝的是我的指導(dǎo)老師巫祖烈老師 , 在整個設(shè)計期間，從方案初選、比選到最后的結(jié)構(gòu)計算和配筋設(shè)計，都給予我悉心的指導(dǎo)。 根據(jù)對 本橋進(jìn)行的單元劃分，總共分為 19個施工階段。設(shè)計洪水位 ，測時水位 ，橋下不考慮通航問題。 F：主橋為飛燕式鋼管混泥土拱橋，引橋為 30m 標(biāo)準(zhǔn)跨簡支梁，跨徑組合為30+196+30m。拉索張拉端以 ，其另一端在主梁錨固區(qū)的縱梁上。橋的全寬為 ，主橋跨將拱肋與橋墩固結(jié)，不設(shè)支座，采用預(yù)應(yīng)力鋼絞線作為拉桿來平衡拱的拱力。由 21 對Φ 10mm鍍鋅鋼絲束組成，用熱擠 PE 管防護。主梁混泥土的強度采用 C50，箱梁采用三向預(yù)應(yīng)力體系。 連續(xù)梁橋構(gòu)造簡單，橋下凈空較大，與地形極為相符，并且與自然和諧統(tǒng)一，整體美觀，視覺效果較好。 懸出部分長度相同均為 。橫橋向墩寬為 , 縱橋向墩寬 5m。 其他 橋面鋪裝厚度為 15cm，橋面設(shè)置雙向 2%橫 坡，橋面鋪裝時形成橫坡，橋面鋪裝使用 9cm瀝青混泥土鋪裝層和 6cmC30 防水混泥土調(diào)平層。分別取 3m長的單元組合為一個掛藍(lán)。 黃磊：石棉水電站大橋設(shè)計 14 表 截面幾何特性 最不利荷載組合 見表 最不利荷載組合表 ： 表 最不利荷載組合 階段 節(jié)點 最大剪力 （kN ） 最小剪力 （ kN ） 最大彎矩（ mkN? ） 最小彎矩（ mkN? ） 承載能力極限狀態(tài)組合Ⅰ 21 +004 +004 +005 +005 31 +004 +003 +005 +004 39 +003 +003 +004 +004 正常使用極限狀態(tài)組合 Ⅱ 21 +004 +004 +005 +005 31 +003 +003 +004 +004 39 +002 +002 +004 +004 預(yù)應(yīng)力鋼束估算 估筋原則 （ 1）受負(fù)彎矩在最大彎矩作用下截面上緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力，截面下緣不至壓碎 。 采用 ? 每根鋼絞線面積 2mm139?yA ，抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值 pkf =1860 MPa ,張拉控制應(yīng)力取 M P a1 3 9 51 8 6 ???? pkc on f? ，預(yù)應(yīng)力損失按張拉控制應(yīng)的 20%估算。由 Midas 輸出的數(shù)據(jù) ： ? , ? 。為滿足抗裂要 求 ,所需的有效預(yù)加力為 )//1(/0 weAwMNpSpe ?? 式 （ ） SM 為短期效應(yīng)彎矩組合設(shè)計值 ,由表查得 ： 206 80k N mSM ??,估算鋼筋數(shù)量時 ,可近似采用毛截面幾何性質(zhì)。 ? 。由橋梁由 Midas 輸出的數(shù)據(jù) ： ? , ? 。 Pe 為 預(yù) 應(yīng) 力 鋼 筋 重 心 至 毛 截 面 重 心 的 距 離 , 假設(shè) ?Pa , 則有1 .4 3 3 0 .1 5 1 .2 8 3 mP C X Pe y a? ? ? ? ?,代入公式得到 ： 6 9 8 2 0 / 8 . 9 7 0 7 3 0 0 5 9 . 5 9 2 k N( 1 / 8 . 6 2 8 1 . 2 8 3 / 8 . 9 7 0 7 )peN ??? 則： 3 0 0 5 9 . 5 9 2 1 0 0 0 1 9 3 . 7 7 8( ) 0 . 8 1 3 9 5 1 3 9PePc o n S PNn A?? ?? ? ?? ? ? 根 b、保證下緣不被壓碎： ? ?????xxppepe wMw eNAN m in 式 （ ） 則有： 2021屆土木工程（橋梁）專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 19 ? ?xpxpe weA wMN //1 /.m in??? ? 式 （ ） 32 2 . 4 1 0 6 9 8 2 0 / 6 . 7 4 5 2 1 6 3 1 4 9 . 3 9 7 k N( 1 / 8 . 6 2 8 1 . 2 8 3 / 6 . 7 4 5 2 )peN ??? ? ?? 則： 1 6 2 1 4 9 . 3 9 7 1 0 0 0 1 0 4 5 . 2 8 9( ) 0 . 8 1 3 9 5 1 3 9PePc o n S PNn A?? ?? ? ?? ? ? 根 當(dāng)在荷載 Mmax作用下： a、保證下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力： 0m a x ??? xx ppepe wMw eNAN 式 （ ） 則有： xpxpe weA wMN //1 /.m ax??? 式 （ ） maxM 為基本組合彎矩組合設(shè)計值 ,由表查得 ： m a x 104 900 kN mM ??,估算鋼筋數(shù)量時 ,可近似采用毛截面幾何性質(zhì)。 Midas 輸出的數(shù)據(jù) ： ? , ? ， ? 。 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算 A、根部截面 21 ①根據(jù)正常使用極限狀態(tài)正截面抗裂要求 ,確定預(yù)應(yīng) 力鋼筋數(shù)量。 內(nèi)力圖和內(nèi)力組合 根據(jù)《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》（ JTG D0602021）和《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（ JTG D0622021）的要求，參照《結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》（人民交通出版社）和《公路橋涵設(shè)計手冊 — 梁橋分冊》（人民交通出版社）采用手算。為簡化計算，將 0 號塊劃分為 4個單元，墩根部兩邊各一個節(jié)點， 0 號塊中點處需劃分一個節(jié)點。 4 根樁的樁徑 ，凈間距 ,埋深 15m。底板為不等厚，由跨中向根部處隨拋物線變化，逐漸變厚，從 。 材料性能參數(shù) （ 1）混凝土 強度等級 C50，主要強度指標(biāo)為： 強度標(biāo)準(zhǔn)值 ckf = MPa， tkf = MPa 強度設(shè)計值 cdf = MPa, tdf = MPa 彈性模量 Ep=104 MPa 強度等級 C40，主要強度指標(biāo)為： 強度標(biāo)準(zhǔn)值 ckf = MPa， tkf = MPa 強度設(shè)計值 cdf = MPa, tdf = MPa 彈性模量 Ep=104 MPa 強度等 級 C30，主要強度指標(biāo)為： 強度標(biāo)準(zhǔn)值 ckf = MPa， tkf = MPa 強度設(shè)計值 cdf = MPa, tdf = MPa 彈性模量 Ep=104 MPa （ 2）預(yù)應(yīng)力鋼筋采用 17 標(biāo)準(zhǔn)型 — 1995 鋼絞線，其強度指標(biāo)為： 抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值 pkf =1860 MPa 抗拉強度設(shè)計值 pdf =1260 MPa 彈性模量 Ep=105 MPa （ 3）普通鋼筋 1） 縱向抗拉普通鋼筋采用 HRB400 鋼筋，其強度指標(biāo)為： 抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值 skf =400 MPa 抗拉強度設(shè)計值 stf =330 MPa 彈性模量 Es=105 MPa 2） 箍筋及構(gòu)造 鋼筋采用 HRB335 鋼筋，其強度指標(biāo)為： 抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值 skf =335 MPa 黃磊：石棉水電站大橋設(shè)計 10 抗拉強度設(shè)計值 stf =280 MPa 彈性模量 Es=105 MPa 結(jié)構(gòu)尺寸擬 定 在石棉水電站大橋的設(shè)計過程中，我 參閱了修建好的各連續(xù)梁橋的尺寸擬定，同時，參閱了其他與該橋跨徑相當(dāng)?shù)倪B續(xù)梁細(xì)部尺寸設(shè)計 。箱梁施工時先將墩和梁臨時錨固，形成施工 0 號塊，采用掛藍(lán)懸臂現(xiàn)澆施工，跨 中合攏。 圖 橋型與截面（單位： cm） 黃磊：石棉水電站大橋設(shè)計 6 第三方案 — 預(yù)應(yīng)力混泥土連續(xù)梁橋 總體布置和結(jié)構(gòu)體系：橋跨布置為 66m+120m+66m， 全長為 256m，主橋跨為 120m。截面為四肢型，四肢格構(gòu)型由上、下兩根鋼管（肢）2021屆土木工程（橋梁）專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 5 組成，上肢、下肢各兩根鋼管均由綴板連接?；ㄆ啃退魉臋M向剛度大，具有足夠的抗風(fēng)穩(wěn)定性，且造型美觀。 主橋采用結(jié)構(gòu)造型宏偉美觀的花瓶型索塔、漂浮體系和雙鎖面扇形斜拉鎖布置。 B：主橋為三跨的鋼桁架橋，跨徑組合為 72+96+72m。 橋面縱坡： %單向坡。 在設(shè)計大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土橋 梁 時，優(yōu)先考慮這種橋 型。全文分為方案比選、結(jié)構(gòu)設(shè)計、配筋計算、施工組織設(shè)計等幾部分。同時，一座橋的設(shè)計方案完成后，造價指針不能僅僅反應(yīng)了投資額的大小，而是還應(yīng)該包括整個使用期限內(nèi)的養(yǎng)護、維修等運營費用在內(nèi)。 另外，由于連續(xù)梁體系的發(fā)展，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁在中等跨徑范圍內(nèi)形成了很多不同類型，無論在橋跨布置、梁、墩截面形式，或是在體系上都不斷改進(jìn)。雖然連續(xù)梁有很多優(yōu)點，但是剛開始它并不是預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)體系中的佼佼者，因為限于當(dāng)時施工主要采用滿堂支架法，采用連續(xù)梁費工費時。 預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁是在二戰(zhàn)前后發(fā)展起