【正文】 拱。鋼筋伸入長(zhǎng)度滿(mǎn)足錨固長(zhǎng)度要求，鋼筋截面積應(yīng)不小于立柱混凝土計(jì)算截面積的 %。 f、吊桿采用預(yù)應(yīng)力鋼絲束，直徑 8cm。 （ 4）施工方法設(shè)計(jì) 主拱部分采用纜索吊裝拼裝法，引橋板梁仍采用現(xiàn)場(chǎng)吊裝。 ，采用鋼管混凝土構(gòu)件。吊桿錨具采用冷鑄錨式的拉錨體系錨具；系桿錨具另采用經(jīng)過(guò)耐疲勞及強(qiáng)度試驗(yàn)證明其可靠性的預(yù)應(yīng)力體系常規(guī)錨具。拱橋邊跨采用單向推力墩，橋臺(tái)采用 U 型橋臺(tái)。 拱肋相對(duì)于拋物線(xiàn)拱制作程序簡(jiǎn)單。一個(gè)好的橋梁方案不僅能節(jié)約造價(jià)、縮短工期，而且在整個(gè)設(shè)計(jì)周期中起著 “萬(wàn)事開(kāi)頭難 ”的功效。又如在大營(yíng)坡立交橋設(shè)計(jì)中，橋墩是采用圓柱還是方柱問(wèn)題上，我們?cè)O(shè)計(jì)組也進(jìn)行了結(jié)構(gòu) 分析和討論，最終一致選擇用方柱，保證橋墩的結(jié)構(gòu)剛度（因上部結(jié)構(gòu)傳下的偏心彎矩較大），方柱的四角采用了 R15cm第 1 章 橋梁設(shè)計(jì)方案比選 11 的圓角，以盡量減少橋下車(chē)輛對(duì)橋墩摩擦引起橋梁結(jié)構(gòu)的不安全和增強(qiáng)橋梁建筑的美觀。在貴陽(yáng)市都司路高架橋跨越中華路的 大南門(mén)交叉口位置，設(shè)計(jì)者在地面設(shè)置了交通導(dǎo)流環(huán)島，一跨 20 米跨徑的橋梁正好處于環(huán)島內(nèi)。 第 2 章 預(yù)應(yīng)力混凝土空心板的設(shè)計(jì)計(jì)算 12 第 2 章 預(yù)應(yīng)力混凝土空心板橋設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)資料 跨度和橋面寬度 （ 1）標(biāo)準(zhǔn)跨徑 ： 16m（墩中心距）。 主要材料 （ 1）混凝土：混凝土空心板采用 C50 混凝土，鉸縫采用 C40 混凝土；橋面鋪裝采用 C30 瀝青混凝土 9cm 厚， C40 防水混凝土 8cm， C30 混凝土墊層 。 設(shè)計(jì)參數(shù) （ 1 ） C50 混凝土的材料特性：3 2 .4 , 2 2 .4c k c df M P a f M P a?? MPa?， MPa? （ 2）瀝青混凝土重度按 23kN/ 計(jì)，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)重度按 26kN/ 計(jì)，混凝土重度按 25kN/ 計(jì) 。 （ 2）汽車(chē)荷載橫向分布系數(shù)：此處空心板跨中和 L/4 處大的荷載橫向分布系數(shù)按鉸接板法計(jì)算，支點(diǎn)按杠桿原理法計(jì)算，支點(diǎn)至 L/4 點(diǎn)之間截面的荷載橫向分布系數(shù)通過(guò)直線(xiàn)內(nèi)插求得。 表 24 空心板的荷載橫向分布系數(shù) 作用位置 跨中至 L/4 處 支點(diǎn) 支點(diǎn)至 L/4 處 四車(chē)道汽車(chē)荷載 直線(xiàn)內(nèi)插 兩車(chē)道汽車(chē)荷載 （ 3）車(chē)道荷載效應(yīng)計(jì)算：計(jì)算車(chē)道荷載引起的空心板跨中及 L/4 處截面的效應(yīng)時(shí)，均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值 kq 應(yīng)滿(mǎn)布于使空心板產(chǎn)生最不利效應(yīng) 的同號(hào)影響線(xiàn)上，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值 kP 只作用于影響線(xiàn)中的一個(gè)最大影響線(xiàn)峰值處，如圖 26， 27 所示。在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁設(shè)計(jì)時(shí) ，首先根據(jù)結(jié)構(gòu)在正常使用極限狀態(tài)正截面抗裂性確定預(yù)應(yīng)力鋼筋的數(shù)量，然后根據(jù)構(gòu)件的承載能力極限狀態(tài)要求確定普通鋼筋的數(shù)量。 根據(jù)式 pkf? ? ，此處取 pkf? ? ，預(yù)應(yīng)力損失總和∑ 近似假定為 20%的張拉控制應(yīng)力，則： 第 2 章 預(yù)應(yīng)力混凝土空心板的設(shè)計(jì)計(jì)算 27 221349390 1 3 9 5 1 3 . 9 50 . 2 0 . 8 0 . 6 5 1 8 6 0p e p epc o n L c o n c o nNNA m m c m? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ?? 。普通鋼筋布置見(jiàn)圖 211 。 空心板截面可換算成等效工字形截面來(lái)考慮（見(jiàn)圖 210）： 由 212 7 6 5 6 4 1 0 1 0 4 0 5 62kkb h c m? ? ? ? ? ? ? 以及 32341 1 1 1 10[ 76 56 4 277 .78 4 10 10 ( 28 ) ]12 2 12 2 3494 717 .33kkbhcm? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? 圖 29 跨中截面預(yù)應(yīng)力鋼筋布 置圖（尺寸單位： cm） 第 2 章 預(yù)應(yīng)力混凝土空心板的設(shè)計(jì)計(jì)算 28 上兩式中 的含義見(jiàn)圖 210 。 在設(shè)計(jì)時(shí)， st? 和 pc? 得值可按下式進(jìn)行計(jì)算 /st sMW? ? 第 2 章 預(yù)應(yīng)力混凝土空心板的設(shè)計(jì)計(jì)算 26 pe pcpc NeNAW? ?? 式中 A、 W構(gòu)件毛截面面積及其對(duì)毛截面受拉邊緣的彈性抵抗矩； pe預(yù) 應(yīng)力鋼筋重心對(duì)毛截面重心軸的偏心距，ppe y a??，pa可預(yù)先假定； sM 按作用短期效應(yīng)組合計(jì)算得彎矩值。 m） 剪力 V /kN 跨中 L/4 跨中 L/4 支點(diǎn) 車(chē) 道 荷 載 兩車(chē)道 不計(jì)沖擊 計(jì)沖擊 四車(chē)道 不計(jì)沖擊 計(jì)沖擊 . 作用效應(yīng)組合 據(jù)可能同時(shí)出現(xiàn)的效應(yīng)選擇了四種最不利效應(yīng)組合：短期效應(yīng)組合、長(zhǎng)期效應(yīng)組合、標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)組合和承載能力極限狀態(tài)基本組合，見(jiàn)表 26。各板的橫向分布影響線(xiàn)及橫向最不利布載見(jiàn)圖 24，由于橋梁橫斷面結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)，故只需計(jì)算 1～ 7 號(hào)板的橫向分布影響線(xiàn)坐標(biāo)值。 橋面鋪裝上層為 9cm 厚 C30 瀝青混凝土，中間層為 8cm 厚 C40 防水混凝土，下層為 厚的 C30 混凝土墊層，則全橋?qū)掍佈b層每延米重力為： 0 . 1 1 5( 0 . 0 9 2 3 0 . 0 8 2 5 2 5 ) 1 5 . 2 5 8 3 . 9 9 /2 k N m? ? ? ? ? ? ? 上述自重效應(yīng)是在各空心板形成整體后再加至橋上的，由于橋梁橫向彎曲變形，各板分配到的自重效應(yīng)是不相同。 （ 3）空心板斷面：空心板高度 ，寬度 ，各板之間留有 的縫隙。采用混凝土防撞護(hù)欄，線(xiàn)荷載為 。比如在城區(qū)建一座二、三十米跨度的立交橋， 不管用鋼還是預(yù)應(yīng)力砼，通常的做法是用一根等截面梁跨越，但由于人們的視覺(jué)有錯(cuò)覺(jué)，所以往往把這根梁看成是帶下垂撓度的彎梁，看起來(lái)很不舒服，甚至有怕它掉下來(lái)的危險(xiǎn)。故在橋梁設(shè)計(jì)中，在滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)安全的前提下，應(yīng)盡量地考慮經(jīng)濟(jì)。至于橋梁美觀，要視經(jīng)濟(jì)而定，設(shè)計(jì)的橋梁再美觀，一旦經(jīng)濟(jì)不允許，只能是 “紙上談兵 ”，到頭來(lái)還得重新設(shè)計(jì)。 修復(fù)；鋼材用量大，抗腐蝕、耐火 性能不好。使裝配式結(jié)構(gòu)集成整體，進(jìn)一步擴(kuò)大了裝配式結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍 鋼管混凝土拱橋是將鋼管內(nèi)填充混凝土，由于鋼管的徑向約束而限制受壓混凝土的膨脹，使混凝土處于三向受壓狀態(tài)，從而能顯著提高混凝土的抗壓強(qiáng)度由于鋼管的套箍作用，使混凝土處于三向受壓狀態(tài)，從 而顯著提高混凝土的抗壓強(qiáng)度。 間采用 3 道縱向加勁梁，加勁梁使用高 50cm，厚 5cm，翼緣寬 15cm，翼緣厚 厚的工字鋼 。在拱腳埋置段內(nèi) ,宜在鋼管外緣設(shè)置螺旋箍筋或其它可靠構(gòu)造措施。 3）軸線(xiàn)采用圓形拱半徑為： 。 （ 2）尺寸擬定 1）橋跨布置 初步確定橋跨布置為 5 16 17 .5 60 3 17 .5 5 16? ? ? ? ? ? ?（ ）,總長(zhǎng) 375m。 e、 吊桿及系桿 ： 考慮吊桿和系桿的防護(hù)措施和耐久性。拱肋鋼管采用卷制焊接管，鋼管拱肋節(jié)段采用對(duì)接焊縫，符合建筑鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范的一級(jí)焊縫標(biāo)準(zhǔn)。 （ 5）材料用量估算 箱梁、空心板梁均采用 C50 混凝土等等，具體材料明細(xì)見(jiàn)表 12 方案一材料用量統(tǒng)計(jì)： 表 12 方案一材料用量統(tǒng)計(jì) 方案一材料用量匯總表 混凝土 C30 混凝土 ( ) C40 混凝土 ( ) C50 混凝 土 ( ) 5581 5802 23685 鋼筋（ kg） 預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn) HRB400 HRB335 1 7 標(biāo)準(zhǔn)型 GB/T 52241995 鋼絞線(xiàn) 28 28 25 22 20 16 12 10 8 183579 221050 169750 80985 275772 27484 12556 142392 87149 30245 其他構(gòu)件 支座 (個(gè) ) 波紋管 (m) 錨墊板 錨具 定位鋼板 (kg) 1072+32 6348 120 個(gè) 120 組 6904 橋面鋪裝 瀝青混凝土 ( ) C40 防水混凝土 ( ) 混凝土墊 層 ( ) 10*1010*10圖 14 空心板梁截面尺寸圖（左圖：中間板，右圖：邊板） 第 1 章 橋梁設(shè)計(jì)方案比選 5 （ 1）橋型介紹 鋼管 混凝土拱橋是將鋼管內(nèi)填充混凝土，由于鋼管的徑向約束而限制受壓混凝土的膨脹，使混凝土處于三向受壓狀態(tài)，從而能顯著提高混凝土的抗壓強(qiáng)度由于鋼管的套箍作用，使混凝土處于三向受壓狀態(tài)，從而顯著提高混凝土的抗壓強(qiáng)度。 跨中底板宜采用 ~；支點(diǎn)底板厚度一般取梁高的 1/10。并且主跨相應(yīng)的跨越能力大大增加，便于跨越不便設(shè)置墩臺(tái)的地方。 夏冬季節(jié)長(zhǎng)，分別為 105 天 、 145 天，春秋季短，分別為 55 天 、 60 天。該段南水北調(diào)中線(xiàn)工程穿越現(xiàn)狀三環(huán)輔路、太平河和石太高速公路段為暗渠，之后向北至石閻路段為明渠。 7. Check of the section stress and deflection。 2. The parabolic arch concrete filled steel tube (CFST) arch bridge。 下部結(jié)構(gòu)采用板式橡膠支座，三柱式墩，鉆孔灌注摩擦樁及重力式橋臺(tái)。本橋要求采用雙幅分離式橋；單幅橋面寬 米；安全等級(jí)為一級(jí)；設(shè)計(jì)車(chē)速為 100km/h 等。 本設(shè)計(jì)是主跨采用三跨一連連續(xù)梁橋，截面形式為單箱雙室，縱向變截面 ；施工方式是滿(mǎn)堂支架整體現(xiàn)澆。 single bridge meters wide。 4. Arrangement of prestressed reinforcing bar。 castinplace bored pile。斷面圖如下： 圖 11 河流橫斷面圖 氣候條件 路線(xiàn)走廊經(jīng)過(guò)地區(qū)為華北平原，地形總體平坦、開(kāi)闊，村鎮(zhèn)密集，河流和渠道縱橫交織，偶爾有溝豁及小丘出現(xiàn)。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁是常用的一種橋梁結(jié)構(gòu)形式，屬于超靜定體系。布置圖如圖 12 所示： 2）截面尺寸 第 1 章 橋梁設(shè)計(jì)方案比選 3 本橋主梁采用等截面連續(xù)箱梁，根據(jù)資料（ 箱梁頂板需要滿(mǎn)足橫向抗彎以及布置預(yù)應(yīng)力鋼筋的需求。懸壁板長(zhǎng)度一般為 ~,懸臂端部厚度一般取 ~，懸臂根部厚度一般為 ~。若單位以 cm 記，以一端為起點(diǎn)則軸線(xiàn)方程為 Y= 6000 +X。 d、鋼管混凝土無(wú)鉸拱將拱肋伸入拱座內(nèi)，伸入長(zhǎng)度大于拱肋弦管直徑的 1 倍以上，以確保拱肋與拱座固結(jié)。 g、橫梁采用工字鋼。 （ 5）材料用量估算 材料種類(lèi)、用量等參見(jiàn)表 13 方案二材料用量統(tǒng)計(jì)： 表 13 方案二材料用量統(tǒng)計(jì) 方案二材料用量匯總 拱肋、連梁、立柱等鋼管用鋼材 （ kg） 556193 混凝土 C50 混凝土（ ） C40 混凝土（ ） C30 混凝土（ ） 2660 9211 6376 橫梁 (kg) 2419763 縱向聯(lián)系梁 (kg) 283542 HRB335 鋼筋 (kg) 28 25 22 20 16 12 10 8 249542 38612 348106 59075 24454 186932 120611 81193 1 7 標(biāo)準(zhǔn)型 GB/T 52241995 鋼絞線(xiàn) (kg) 55305 預(yù)應(yīng)力吊索 (kg) 51138 其他構(gòu)件 支座 （個(gè)） 錨具 (組 ) 定位板鋼 (kg) 橋面鋪裝 ( ) 624 個(gè) 216 8628 瀝青混凝土 防水混凝土 515 400 與主拱管垂直的連接鋼管采用15 cm 0 .8cm 鋼管；斜撐采用8cm 0 .6 cm 鋼 管。對(duì)于鋼管混凝土構(gòu)件，立柱下端直接與拱肋鋼管焊接形成固結(jié)，立柱上端周邊應(yīng)有鋼筋分別伸入立柱和蓋梁。 對(duì)外露的錨具部分應(yīng)設(shè)防護(hù)罩；對(duì)靠邊的短吊桿錨端設(shè)可轉(zhuǎn)動(dòng)球鉸。具體尺寸等參見(jiàn)方案圖。 缺點(diǎn) 結(jié)構(gòu)自重較大，自重消耗掉大部分材料的強(qiáng)度，因而大大限制其跨越能力，并且增加了下部結(jié)材料性能要求高，施工復(fù)雜，要求施工水平較高，建成后維修費(fèi)用高，墩梁固結(jié)，在基材料性能要求高，施工復(fù)雜，要求施工水平較高，建成后維修費(fèi)用高，墩梁固結(jié)，在基礎(chǔ)發(fā)生變位時(shí)不能第 1 章 橋梁設(shè)計(jì)方案比選 10 構(gòu)的工程量。一旦橋梁方案確定，在初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)時(shí)，借助于現(xiàn)代橋梁電算，可以說(shuō)是不難的。 經(jīng)濟(jì)是橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的保證 一座橋梁建筑設(shè)計(jì)的再如何漂亮，若它的造價(jià)比看上去一般化的橋梁高出許多，這座漂亮的橋梁設(shè)計(jì)也是失敗的。橋梁建成后，隨著城市的發(fā)展，車(chē)輛的增多，該交叉口經(jīng)常塞車(chē)，不得已取消了地面環(huán)島。 （ 2）計(jì)算跨徑 L： 。 （ 2）鋼筋：預(yù)應(yīng)力鋼筋采用高強(qiáng)度低松弛 7 絲捻制的預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)，公稱(chēng)直徑為 ，公稱(chēng)面積 140 ，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度 =1860Mpa，彈性模量 Ep= MPa。 空心板截面幾何特性計(jì)算 截面面積 空心板截面面積為： 221 2 2 8 0 7 6 5 6 4 0 .5 1 0 1 0 2 [ ( 3 7 ) 1 5 / 2 1 / 2 7 7