【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 論計(jì)算較簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)和施工的方法較成熟 在垂直荷載的作用下，其支座僅產(chǎn)生垂直反力，而無(wú)水平推力。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)，整體性好，剛度較大，變性較小。受力明確，理論計(jì)算較簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)和施工的方法日趨完善和成熟。斜拉橋跨徑大，基礎(chǔ)施工量少，可采用懸臂預(yù)制拼裝，節(jié)約工期，設(shè)計(jì)和施工的方法不是很成熟，耐久性不是特別好。建筑造型側(cè)面上看線(xiàn)條明晰，與當(dāng)?shù)氐牡匦闻浜?，顯得美觀(guān)大方。側(cè)面上看線(xiàn)條明晰，與當(dāng)?shù)氐牡匦闻浜?，顯得美觀(guān)大方?？鐝捷^大，線(xiàn)條非常美，與環(huán)境和諧，增加了當(dāng)?shù)氐木坝^(guān)。養(yǎng)護(hù)量小小大工期較短較短較長(zhǎng)由上表可知，根據(jù)當(dāng)?shù)氐那闆r，結(jié)合橋梁設(shè)計(jì)原則，選擇第一方案上比第三方案和第二方案好；工期上較短，對(duì)整個(gè)工程進(jìn)度來(lái)說(shuō)不會(huì)受其影響；施工難度較小，針對(duì)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)情況，采用樁基，加強(qiáng)基礎(chǔ)強(qiáng)度。所以選擇第一方案作為首選。 梁體截面比選根據(jù)橋梁的設(shè)計(jì)跨度240m屬于大跨度橋梁，且是超靜定結(jié)構(gòu)，主梁需承受較大的抗扭、抗彎性能，且考慮到要盡量減小自重的緣故，因此可排除自重大的板式截面選用 箱形梁、組合箱梁、T型梁和組合T梁等四種截面形式進(jìn)行優(yōu)缺點(diǎn)比選。 1. 箱型梁箱梁梁截面是一種閉口薄壁截面，其結(jié)構(gòu)整體性強(qiáng)，抗扭剛度大，同時(shí)它的頂板和底板的面積比較大，能有效的承擔(dān)正負(fù)彎矩，并能滿(mǎn)足配筋的需要。因此，在大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁中大都采用箱型截面。在多車(chē)道橋梁中，其能承受較大的偏心荷載，內(nèi)力分布比較均勻。對(duì)于處于懸臂狀態(tài)的橋梁，具有良好的靜力和動(dòng)力穩(wěn)定性，因此使用與懸臂施工，適應(yīng)性強(qiáng)。景觀(guān)效果好。該方案需采用就地澆筑，現(xiàn)場(chǎng)澆筑混凝土及張拉預(yù)應(yīng)力工作量大，但可全線(xiàn)同步施工，施工期間工期不受控制,對(duì)橋下道路交通影響較其他方案稍大。 2. 組合箱梁組合箱梁是一種新型的橋梁結(jié)構(gòu)形式，它是由混凝土頂?shù)装?、體外預(yù)應(yīng)力筋和波紋鋼腹板三者構(gòu)成的組合結(jié)構(gòu)，是對(duì)傳統(tǒng)的混凝土橋梁的一種改進(jìn)。與普通混凝土腹板箱梁相比，它恰當(dāng)?shù)貙摗⒒炷两Y(jié)合起來(lái)，混凝土頂?shù)装蹇箯?，波紋鋼腹板抗剪，充分發(fā)揮了材料的使用效率。該結(jié)構(gòu)自重輕，抗震性能好，運(yùn)輸和吊裝方便，經(jīng)濟(jì)美觀(guān)，綜合優(yōu)勢(shì)突出，而且可以解決現(xiàn)在很多大跨連續(xù)梁或連續(xù)剛構(gòu)中出現(xiàn)的混凝土腹板開(kāi)裂問(wèn)題，提高結(jié)構(gòu)的耐久性。波紋鋼腹板預(yù)應(yīng)力組合箱梁橋具備縮短工期、降低成本、提高效益等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)該說(shuō)是我國(guó)橋梁建設(shè)中一種較好的選擇。但從橋下看,景觀(guān)效果稍差，且橋面板需現(xiàn)澆施工,增加現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)量，工期也相應(yīng)延長(zhǎng)，并且徐變變形大，對(duì)于無(wú)縫線(xiàn)路整體道床軌道結(jié)構(gòu)形式來(lái)說(shuō)，存在著后期維修養(yǎng)護(hù)工作量大的缺點(diǎn)。 3. T型梁和組合T型梁T型梁結(jié)構(gòu)受力明確，設(shè)計(jì)及施工經(jīng)驗(yàn)成熟,跨越能力大,施工可采用預(yù)制吊裝的方法，施工進(jìn)度較快。該方案建筑結(jié)構(gòu)高度最高，有利于承受正彎矩，但不利于承受雙向彎矩。因此，對(duì)于大跨連續(xù)剛構(gòu)不妥。對(duì)于組合T型梁也具有外形簡(jiǎn)單，制造方便，整體性好的特點(diǎn)，便于運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)，但在受力方面，存在將橋梁主要承重構(gòu)件“攔腰”劃分為兩部分，不利于構(gòu)造的布置。而且由于梁底部呈網(wǎng)狀,景觀(guān)效果差。綜合起來(lái)，箱型梁抗扭剛度大，整體受力和動(dòng)力穩(wěn)定性能好，外觀(guān)簡(jiǎn)潔，適應(yīng)性強(qiáng)，在直線(xiàn)、曲線(xiàn)、折返線(xiàn)及過(guò)渡線(xiàn)等區(qū)間段均可采用，且施工技術(shù)成熟，造價(jià)適中。因此，結(jié)合工程特點(diǎn)和施工條件，選擇連續(xù)箱型梁。 橋梁整體布置和尺寸擬定1. 連續(xù)梁截面細(xì)部尺寸擬定原則箱形截面由頂板、底版、腹板等幾部分組成，它的細(xì)部尺寸的擬訂既要滿(mǎn)足箱梁縱、橫向的受力要求，又要滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)構(gòu)造及施工上的要求。底板厚度無(wú)預(yù)應(yīng)力束筋時(shí)盡可能滿(mǎn)足L/30(L為箱梁底部?jī)?nèi)壁凈距)，但不小于120mm。如箱梁底板上有預(yù)應(yīng)力束筋管孔，（D為管孔直徑）。并要加強(qiáng)輔助鋼筋，如管孔過(guò)密，在管孔間應(yīng)設(shè)吊筋。此外底板還承受掛籃底模梁后吊點(diǎn)的反力，設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)這些因素也應(yīng)考慮。 頂板厚度通?？紤]兩個(gè)因素：橋面板橫向彎矩的受力要求和布置縱向預(yù)應(yīng)力束和橫向受力鋼筋的構(gòu)造要求。 腹板的最小厚度必須滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)構(gòu)造及施工中澆筑混凝土的要求并且應(yīng)滿(mǎn)足剪切極限強(qiáng)度的要求。 2. 主梁跨中及支點(diǎn)截面尺寸擬定經(jīng)綜合考慮，擬定跨中及支點(diǎn)尺寸如下：，橋面寬12m，，， m， m折線(xiàn)過(guò)渡。，，， m，翼緣板尺寸同跨中截面。 跨中處箱梁截面圖，單位cm 支點(diǎn)處箱梁截面圖，單位cm3. 各截面梁高和底板厚度變化箱梁底緣線(xiàn)和底板厚度變化為二次拋物線(xiàn)； 梁高變化的拋物線(xiàn)方程為:h=χ5023，單位為米； 底板厚度變化的拋物線(xiàn)方程為：t1=h+(χ50)2+2，單位為米。 邁達(dá)斯模型圖 橋梁施工階段劃分1. 主梁分段原則主梁的分段在有限元分析計(jì)算桿件時(shí)十分關(guān)鍵，分段越詳細(xì)，相應(yīng)的計(jì)算結(jié)果的就越接近真實(shí)值。本設(shè)計(jì)單元的劃分，事由各個(gè)施工階段而確定的，每一個(gè)施工階段劃分為一個(gè)單元。如此模擬施工過(guò)程，可以得到對(duì)應(yīng)的截面，這些截面就是驗(yàn)算的所需的截面。此外，還相應(yīng)的在墩頂構(gòu)造變化位置相應(yīng)增沒(méi)了幾個(gè)單元，便于計(jì)算。2. 主梁的分段主梁全長(zhǎng)為240m，分為60個(gè)單元，共61個(gè)截面，邊跨現(xiàn)澆段長(zhǎng)度為9m，分為2個(gè)單元：邊跨合攏段長(zhǎng)度為2m分為1個(gè)單元；中跨合攏段為2m，分為2個(gè)單元，各1m；支點(diǎn)處劃分為6個(gè)單元，其中中間2個(gè)單元為0號(hào)塊，其兩邊的為橫隔板，5，6。 邊跨分段示意圖，單位cm 中跨分段示意圖，單位cm 懸臂施工過(guò)程及注意事項(xiàng)1. 施工過(guò)程本橋?yàn)轭A(yù)應(yīng)力剛構(gòu)橋，所以采用懸臂澆筑施工。墩頂梁段分別在各墩頂澆筑，其余梁段用活動(dòng)掛籃懸臂灌注，掛籃及附屬設(shè)備重為80t。根據(jù)施工過(guò)程，可計(jì)算各個(gè)階段的恒載內(nèi)力。 第一階段：完成橋臺(tái)，橋墩基礎(chǔ)、承臺(tái)及墩身的施工； 0號(hào)塊施工示意圖 1號(hào)塊施工示意圖第二階段：采用托架或支架澆筑0號(hào)塊及1號(hào)塊；第三階段：（1）安裝掛籃，立模后綁扎鋼筋，懸臂施工；（2）待強(qiáng)至90%后張拉鋼束； （3）壓漿后移動(dòng)掛籃，進(jìn)行下一階段的懸臂澆筑施工； （4）搭設(shè)支架，澆筑邊跨現(xiàn)澆段。 第四階段：采用掛籃懸澆至最大懸臂狀態(tài)。 最大懸臂端施工示意圖第五階段：（1）在邊跨合攏段加配重； （2）待日氣溫變化最小階段鎖定邊跨合攏段； （3）焊接剛性骨架，綁扎鋼筋，澆筑混凝土； （4）混凝土澆筑時(shí)逐步對(duì)配重卸載； （5）待強(qiáng)至90%后張拉邊跨連續(xù)鋼束。 第六階段：（1）在中跨合攏段加配重； （2）待日氣溫變化最小階段時(shí)鎖定中跨合攏段； （3）焊接剛性骨架，綁扎鋼筋，澆筑混凝土； （4）混凝土澆筑時(shí)逐步對(duì)配重卸載； （5）待強(qiáng)至90%后張拉中跨連續(xù)鋼束。 滿(mǎn)堂施工示意圖 邊跨合龍示意圖 中跨合龍示意圖第七階段：（1）澆筑護(hù)欄、安裝排水管； （2）進(jìn)行伸縮縫及橋面鋪裝的施工； （3）完成橋面和交通工程等的施工； （4）成橋運(yùn)營(yíng)。2. 注意事項(xiàng)（1）在合攏段混凝土灌注時(shí)，需選擇溫度變化不大的夜間氣溫最低時(shí)進(jìn)行，設(shè)計(jì)中無(wú)法預(yù)先確定合攏時(shí)的溫度值，所以依照合攏溫度為15℃來(lái)設(shè)計(jì)。為保證灌注的質(zhì)量，在中跨合攏段兩端截面間設(shè)鋼支撐，并且在頂板和底板上各張拉四根臨時(shí)鋼索，以鎖定合攏段兩側(cè)梁部。合攏段混凝土達(dá)90%強(qiáng)度后，拆除臨時(shí)支座，放松臨時(shí)索重新張拉至設(shè)計(jì)張拉力。 （2）懸臂澆筑施工時(shí)，兩懸臂端的施工設(shè)備重量必須保持平衡，而且需注意無(wú)左右偏載，兩端澆筑混凝土進(jìn)度之差不得過(guò)大。 （3）每項(xiàng)施工工序必須嚴(yán)格遵守有關(guān)的施工規(guī)范，確保工程質(zhì)量及施工人員的生命安全。 （4）施工中需不斷的校對(duì)千斤頂，防止超過(guò)允許的誤差值。 （5）在各施工階段鋼束張拉時(shí)，必須嚴(yán)格控制張拉應(yīng)力。 （6）邊跨支架施工時(shí)，基礎(chǔ)應(yīng)夯實(shí)，確保牢固可靠，防止下沉變形。3 主梁內(nèi)力計(jì)算主梁的內(nèi)力計(jì)算分為設(shè)計(jì)內(nèi)力和施工內(nèi)力兩部分。 設(shè)計(jì)內(nèi)力用于強(qiáng)度驗(yàn)算及配筋設(shè)計(jì)，施工內(nèi)力是施工過(guò)程中，各施工階段的臨時(shí)施工荷載，如施工機(jī)具設(shè)備（掛藍(lán)、張拉設(shè)備等）、模板、施工人員等引起的內(nèi)力，主要供施工階段驗(yàn)算用。本設(shè)計(jì)中對(duì)施工階段設(shè)計(jì)的內(nèi)容進(jìn)行了簡(jiǎn)化，主要考慮了一般恒載內(nèi)力、活載內(nèi)力。 主梁恒載內(nèi)力，包括自重引起的主梁自重（一期恒載）內(nèi)力SG1和二期恒載（如鋪裝、欄桿等）引起的主梁后期恒載內(nèi)力SG2。主梁的自重內(nèi)力計(jì)算方法可分為兩類(lèi)：在施工過(guò)程中結(jié)構(gòu)不發(fā)生體系轉(zhuǎn)換,如在滿(mǎn)堂支架現(xiàn)澆等，如果主梁為等截面，可按均布荷載乘主梁內(nèi)力影響線(xiàn)總面積計(jì)算；在施工過(guò)程中有結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換時(shí)，應(yīng)該分階段計(jì)算內(nèi)力。本設(shè)計(jì)采用懸臂施工法, 由橋面鋪裝混凝土鋪裝層，人行道，防撞護(hù)欄等自重集度可計(jì)算所得每延米二期恒載集度γ=24121+152= kN/m。（其中25kN/m3為10cm瀝青混凝土的容重，15 kN/m為人行道護(hù)欄等的恒載集度） 恒載內(nèi)力計(jì)算 1. 毛截面幾何特性本橋截面為箱型截面，截面較多，故采用MIDAS中的“截面特性值計(jì)算器”來(lái)計(jì)算比較簡(jiǎn)便，由于全橋?yàn)閷?duì)稱(chēng)的截面，故只計(jì)算左邊一半的截面即可，其結(jié)果如表所示。 毛截面幾何特性截面梁高(m)截面面積(m2)截面慣性矩(m4)中性軸到梁頂?shù)木嚯x（m）中性軸到梁底的距離（m）0039。123456789101112131339。1439。1539。2. 恒載內(nèi)力計(jì)算（1）由MIDAS計(jì)算出橋梁在自重作用下和二期恒載作用下的剪力彎矩如下表所示 恒荷載內(nèi)力截面剪力(kN)彎矩(kNm)截面剪力(kN)彎矩(kNm)1020221322423524625140097268279281029113012311332143315341635173618371938（2）恒載梁?jiǎn)卧蓸蚝髢?nèi)力如圖所示 成橋后的剪力圖，單位kN 成橋后的恒載彎矩圖，單位kNm（3）施工0號(hào)塊階段恒載內(nèi)力圖如下 0號(hào)塊彎矩圖，單位kNm 0號(hào)塊剪力圖，單位kN（4）施工階段11內(nèi)力圖如下 施工階段11剪力圖，單位kN 施工階段11彎矩圖，單位kNm（5）邊跨合龍內(nèi)力圖 邊跨合龍彎矩圖，單位kNm 邊跨合龍剪力圖，單位kN 活載內(nèi)力計(jì)算1. 沖擊系數(shù)的計(jì)算由《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTG D602004））計(jì)算沖擊系數(shù)。結(jié)構(gòu)基頻：橋梁的自振頻率（基頻）宜采用有限元方法計(jì)算，對(duì)于連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，當(dāng)無(wú)更精確方法計(jì)算時(shí)，也可采用下列公式估算。f1=f2= mc=G/g式中： l―結(jié)構(gòu)的計(jì)算跨徑，單位：m； E―結(jié)構(gòu)材料的彈性模量，單位：N/m2； Ιc―結(jié)構(gòu)跨中截面的截面慣性矩，單位：m4；mc―結(jié)構(gòu)跨中處的單位長(zhǎng)度質(zhì)量（單位：kg/m），當(dāng)換算為重力計(jì)算時(shí)，其單位應(yīng)為：N / s2；G―結(jié)構(gòu)跨中處每延米結(jié)構(gòu)重力，單位：N/m；g―重力加速度，g=(m/s2)計(jì)算連續(xù)梁的沖擊力引起的正彎矩效應(yīng)和剪力效應(yīng)時(shí)，采用f1；計(jì)算連續(xù)梁的沖擊力引起的負(fù)彎矩效應(yīng)時(shí)，采用f2。 因邊垮跨度小按照最不利效應(yīng)計(jì)算法則l＝65m，查得Ιc= ，mc=14204kg/m 沖擊系數(shù)最終可采用Midas Civil進(jìn)行計(jì)算，結(jié)構(gòu)比按規(guī)范手算更為精確，所以本設(shè)計(jì)最終采用軟件計(jì)算的沖擊系數(shù)。f1==101014204=f2==根據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTG D622004）當(dāng)f，μ=2. 活載內(nèi)力的計(jì)算原理由于本設(shè)計(jì)采用單箱單室截面。本設(shè)計(jì)計(jì)算采用直接在內(nèi)力影響線(xiàn)上布置荷載計(jì)算內(nèi)力： Sp=1+μξηm(kΩ+Pyi)式中：Sp—主梁最大活載內(nèi)力；1+μ—汽車(chē)荷載的沖擊系數(shù)；ξ—車(chē)道折減系數(shù)，據(jù)橋規(guī)ξ=；Pi—汽車(chē)車(chē)軸重力；yi—計(jì)算截面內(nèi)力影響線(xiàn)縱坐標(biāo)；Ω—主梁內(nèi)力影響線(xiàn)面積；K—均布荷載；η—縱向折減系數(shù)，本設(shè)計(jì)為連續(xù)剛構(gòu)計(jì)算跨徑取240（150l400）取η=；33以邊跨、中跨跨中截面的影響線(xiàn)加載為例： 邊跨跨中彎矩最小影響線(xiàn)加載，單位kN3333 邊跨跨中剪力最大影響線(xiàn)加載，單位kN333 邊跨跨中彎矩最大影響線(xiàn)加載，單位kN3 邊跨跨中剪力最小影響線(xiàn)加載，單位kN 中跨跨中彎矩最大影響線(xiàn)加載，單位kN3333 中跨跨中彎矩最小影響線(xiàn)加載，單位kN 33 中跨跨中剪