【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 新統(tǒng) Q4 填筑土：褐黃色，灰褐色，松散，主要由黏性土組成，零呈分布于河堤及橋位區(qū)中的宅基地、鄉(xiāng)村路路基中，層厚約 。 8 種植土：褐色，灰褐色，松散，含少量植物根系，厚約 ，主要分布于 桃花江 兩岸水田中。 淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土：灰褐色，灰黑色，灰綠色，流 ~軟塑，含有機(jī)質(zhì)及腐殖質(zhì)，稍有異味，層厚約 零呈分布于橋位區(qū)內(nèi)的水溝、魚塘中。 粉質(zhì)黏土：褐色，灰褐色，深灰色，可塑 ~硬塑狀，手摸略有砂感，局部夾薄層狀粉砂、圓礫，層厚約 ，主要分布于橋位區(qū)大堤兩側(cè)農(nóng)田 中。 細(xì)沙：灰褐色，灰綠色，稍密 ~中密狀，稍含泥，局部可見黑色腐殖質(zhì)，局部夾少量圓礫及卵石，厚約 ~。 圓礫：雜色，飽和，中 密 ~密實(shí)，粒徑一般 ~2Cm，呈亞圓狀，圓狀，成分為砂巖，石英砂巖及其他硅質(zhì)巖，間隙充填細(xì)沙，局部夾卵石，層厚約~，橋位區(qū)廣泛分布，局部以透鏡體形式夾于卵石層中。 卵石：灰褐色等雜色，飽和，中密 ~密實(shí)，粒徑約 2~7cm,最大約 18cm，呈圓狀，亞圓狀，成分為砂巖、石英砂巖及其它硅質(zhì)巖，局部夾漂石，間隙充填細(xì)沙、細(xì)圓礫及少量粘性土，層厚約 ~，橋位區(qū)廣泛分布。 第四系上更新統(tǒng) Q3 卵石：褐黃色為主，飽和，中密 ~密實(shí)，粒徑約 3~9cm，最大約 15cm，呈圓狀，亞圓狀，成分為砂巖、 石英巖及其它硅質(zhì)巖，局部夾漂石，間隙充填細(xì)沙、細(xì)圓礫及少量粘性土，層厚約 ~，橋位區(qū)廣泛分布 圓礫：褐黃色等雜色，飽和，中密 ~密實(shí)，粒徑一般 ~2Cm，呈亞圓狀，圓狀，成分為砂巖，石英砂巖及其他硅質(zhì)巖，間隙充填細(xì)沙，局部夾卵石，層厚約 ~，橋位區(qū)廣泛分布。 礫砂：灰褐色，褐黃色，飽和，中密 ~密實(shí)，含少量有機(jī)質(zhì)及黏性土，稍含礫及卵石，揭露層厚為 ~，該層主要以透鏡體形式夾于卵石層中，橋位區(qū)廣泛分布。 粉砂： 灰色，褐黃色，飽和，中密 ~密實(shí)，含少量有機(jī)質(zhì)及黏性土 ，稍含礫及卵石，層厚約 ，主要以透鏡體形式存在，僅局部存在。 黏土：褐色，灰褐色，褐黃色，切口平之光滑，粘感強(qiáng)，含少量黑色鐵錳質(zhì)結(jié)核及灰白色高嶺土，層厚約 ~，橋位區(qū)僅局部分布，主要以透鏡體形式存在。 9 礫砂：灰褐色，褐黃色，飽和，中密 ~密實(shí)，含少量有機(jī)質(zhì)及黏性土，稍含礫及卵石，揭露層厚為 ~，該層埋深較大，主要分布于 溈水河床中。 卵石：雜色，飽和， 中密 ~密實(shí)，粒徑約 2~13cm，最大約 15cm，呈圓狀，亞圓狀，成分為砂巖、石英巖及其它硅質(zhì)巖，局部夾漂石，間隙充填細(xì)沙、細(xì)圓 礫 及少量粘性土，層厚約 5~7m，該層埋深較大，僅局部揭露。 (五 )不良地質(zhì) 橋位區(qū)范圍內(nèi)的特殊性巖土主要為軟土，僅零星分布于橋位區(qū)內(nèi)的水溝、魚塘中，系長(zhǎng)期高水位形成，厚度一般小于 3m，對(duì)橋梁樁基影響不大。位于橋梁兩側(cè)接線路基部分的軟土建議采用直接清除、填砂礫的方法處理。 圖 橋位地質(zhì) 剖面 圖 橋型方案擬定與 尺寸擬定 隨著橋梁理論的不斷成熟，在橋梁設(shè)計(jì)中要求橋的適用性強(qiáng)、舒適安全、建橋費(fèi)用經(jīng)濟(jì)、科技含量高。橋梁的形式可從安全、功能、經(jīng)濟(jì)、美觀、施工、占地與工期多方面擬定。 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(lái)交通量增長(zhǎng)的需要。橋下應(yīng)滿足泄洪、安全通航或通車等要求。 10 2） 舒適與安全性 現(xiàn)代橋梁設(shè)計(jì)越來(lái)越強(qiáng)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(dòng)與沖擊。整個(gè)橋跨結(jié)構(gòu)及各部分構(gòu)件，在制造、運(yùn)輸、安裝和使用過程中應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性。 3） 經(jīng)濟(jì)性 設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性一般占首位。經(jīng)濟(jì)性應(yīng)綜合發(fā)展遠(yuǎn)景及將來(lái)的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。 4） 先進(jìn)性 橋梁設(shè)計(jì)應(yīng)體現(xiàn)現(xiàn)代橋梁建設(shè)的新技術(shù)。應(yīng)便于制造和架設(shè)，應(yīng)盡量采用先 進(jìn)工藝技術(shù)和施工機(jī)械、設(shè)備，以利于減少勞動(dòng)強(qiáng)度，加快施工進(jìn)度，保證工程質(zhì)量和施工安全。 5） 美觀性 一座橋梁，尤其是坐落于城市的橋梁應(yīng)具有優(yōu)美的外形，應(yīng)與周圍的景致相協(xié)調(diào)。合理的結(jié)構(gòu)布局和輪廓是美觀的主要因素，決不應(yīng)把美觀片面的理解為豪華的裝飾。 依據(jù)上述分析，連續(xù) 剛構(gòu) 橋造價(jià)適中，施工方便，使用結(jié)構(gòu)性能好，河床壓縮少，有利于汛期泄洪，結(jié)合本地的具體地質(zhì)條件和人文環(huán)境以及其他客觀因素，我最終選擇了預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù) 剛構(gòu) 橋作為設(shè)計(jì)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。 本設(shè)計(jì)方案采用預(yù)應(yīng)力混凝土變截 面連續(xù) 剛構(gòu) 結(jié)構(gòu)，全長(zhǎng) 248m。設(shè)計(jì)主跨為 120m。 橋孔分跨 連續(xù) 剛構(gòu) 橋有做成三跨或者四跨一聯(lián)的，也有做成多跨一聯(lián)的，但一般不超過六跨。對(duì)于橋孔分跨，往往要受到如下因素的影響：橋址地形、地質(zhì)與水文條件，通航要求以及墩臺(tái)、基礎(chǔ)及支座構(gòu)造，力學(xué)要求，美學(xué)要求等。若采用三跨或四跨不等的橋孔布置，一般邊跨長(zhǎng)度可取為中跨的 — 倍，這樣可使中跨跨中不致產(chǎn)生異號(hào)彎矩，此外，邊跨跨長(zhǎng)與中跨跨長(zhǎng)之比還與施工方法有著密切的聯(lián)系，對(duì)于采用現(xiàn)場(chǎng)澆筑的橋梁，邊跨長(zhǎng)度取為中跨長(zhǎng)度的 倍是經(jīng)濟(jì)合理的。但是若采用 懸臂施工法，則不然。 本設(shè)計(jì)跨度，主要根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書來(lái)確定，其跨度組合為： 80m+150m+80m。基本符合以上原理要求。 11 截面形式 立截面 從預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù) 剛構(gòu) 的受力特點(diǎn)來(lái)分析，連續(xù) 剛構(gòu) 的立面應(yīng)采取變高度布置為宜；在恒、活載作用下，支點(diǎn)截面將出現(xiàn)較大的負(fù)彎矩，從絕對(duì)值來(lái)看，支點(diǎn)截面的負(fù)彎矩往往大于跨中截面的正彎矩，因此，采用變高度梁能較好地符合梁的內(nèi)力分布規(guī)律，另外，變高度梁使梁體外形和諧，節(jié)省材料并增大橋下凈空。但是，移動(dòng)模架法、整孔架設(shè)法施工的橋梁，由于施工的需要，一般采用等高度梁。等 高度梁的缺點(diǎn)是：在支點(diǎn)上不能利用增加梁高而只能增加預(yù)應(yīng)力束筋用量來(lái)抵抗較大的負(fù)彎矩，材料用量多，但是其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡(jiǎn)單、線形簡(jiǎn)潔美觀、預(yù)制定型、施工方便。 結(jié)合以上的敘述，所以本設(shè)計(jì)中采用懸臂施工法，變截面的梁。 橫截面 梁式橋橫截面的設(shè)計(jì)主要是確定橫截面布置形式，包括主梁截面形式、主梁間距、主梁各部尺寸；它與梁式橋體系 在立面上布置、建筑高度、施工方法、美觀要求以及經(jīng)濟(jì)用料等等因素都有關(guān)系。 當(dāng)橫截面的核心距較大時(shí)，軸向壓力的偏心可以愈大，也就是預(yù)應(yīng)力鋼筋合力的力臂愈大，可以充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力的作用。箱形 截面就是這樣的一種截面。此外，箱形截面這種閉合薄壁截面抗扭剛度很大，對(duì)于彎橋和采用懸臂施工的橋梁尤為有利；同時(shí)，因其都具有較大的面積，所以能夠有效地抵抗正負(fù)彎矩，并滿足配筋要求；箱形截面具有良好的動(dòng)力特性；再者它收縮變形數(shù)值較小，因而也受到了人們的重視?？傊?，箱形截面是大、中跨預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁最適宜的橫截面形式。 常見的箱形截面形式有：?jiǎn)蜗鋯问?、單箱雙室、雙箱單室、單箱多室、雙箱多室等等。單箱單室截面的優(yōu)點(diǎn)是受力明確，施工方便，節(jié)省材料用量。拿單箱單室和單箱雙室比較，兩者對(duì)截面底板的尺寸影響都不大，對(duì)腹板的影響也不致改變對(duì)方案的取舍；但是，由框架分析可知：兩者對(duì)頂板厚度的影響顯著不同，雙室式頂板的正負(fù)彎矩一般比單室式分別減少 70%和 50%。由于雙室式腹板總厚度增加，主拉應(yīng)力和剪應(yīng)力數(shù)值不大，且布束容易，這是單箱雙室的優(yōu)點(diǎn)；但是雙室式也存在一些缺點(diǎn)：施工比較困難，腹板自重彎矩所占恒載彎矩比例增大等等。 本設(shè)計(jì)是一座公路連續(xù)箱型梁，采用的橫截面形式為 單箱單室箱形截面 。 12 梁高 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù) 梁 橋的支點(diǎn)截面梁高 h 支 一般取 （ 1/16～1/20） L，其中 L 為主跨長(zhǎng)度；跨中梁高 h 中 =（ 1/～ 1/） h 支 。 本設(shè)計(jì)采用支點(diǎn)處梁高為 米，跨中梁高為 米。 細(xì)部尺寸 懸臂長(zhǎng)度 懸臂長(zhǎng)度一般不大于 5m，長(zhǎng)度超過 3m，宜布置橫向預(yù)應(yīng)力筋。單箱單室截面 b:a 之比為 1：（ ～ ） 時(shí)橫向受力狀態(tài)較好。 本設(shè)計(jì)采用 b=， a=。懸臂端部厚度不小于 10cm，在本設(shè)計(jì)中取25cm， 靠腹板端懸臂厚度取 70cm。 頂板與底板 箱形截面的頂板和底板是結(jié)構(gòu)承受正負(fù)彎矩的主要工作部位。其尺寸要受到受力要求和構(gòu)造兩個(gè)方面的控制。支墩處底板還要承受很大的壓應(yīng)力，一般來(lái)講：底板厚度 2δ 與跨徑 L 之比一般取 1/140～ 1/170，跨中區(qū)域底板厚度則可按構(gòu)造要求設(shè)計(jì)，一般取 22～ 28cm。底板厚最小應(yīng)有 120mm。箱梁頂板厚度應(yīng)滿足橫向彎矩的要求和布置縱向預(yù)應(yīng)力筋的要求。 參考如下（跨中截面）： 表 腹板與頂板尺寸關(guān)系 腹板間距（ m） 頂板厚度（ mm） 180 200 280 本設(shè)計(jì)中采用雙面配筋，且底板由支點(diǎn)處以拋物線的形式向跨中變化。底板在支點(diǎn)處厚 70cm,在跨中厚 50cm。 腹板和其它細(xì)部結(jié)構(gòu) （ 1） 箱梁腹板厚度 腹板的功能是承受截面的剪應(yīng)力和主拉應(yīng)力。在預(yù)應(yīng)力梁中，因?yàn)閺澥鴮?duì)外剪力的抵消作用，所以剪應(yīng)力和主拉應(yīng)力的值比較小，腹板不必設(shè)得太大； 同時(shí)，腹板的最小厚度應(yīng)考慮力筋的布置和混凝土澆筑要求，其設(shè)計(jì) 為： （ a） 墩上腹板厚度參數(shù) ： 3m ax110?? BlhtK pwp （ b） 跨中腹板厚度參數(shù)： 3m ax2 10?? BlhtK mwm 試中： wpt —— 墩上截面腹板厚度總和； 13 wmt —— 跨中截面腹板厚度總和； ph —— 墩上截面梁高； mh —— 跨中截面梁高； B—— 橋面總寬。 maxl —— 橋梁最大跨徑。 本設(shè)計(jì)支座處腹板厚取 700mm，跨中腹板厚取 500mm。 （ 2） 橫隔梁 橫隔梁可以增強(qiáng)橋梁的整體性和良好的橫向分布，同時(shí)還可以限制畸變；支承處的橫隔梁還起著承擔(dān)和分布支承反力的作用。由于箱形截面的抗扭剛度很大，一般可以比其它截面的橋梁少設(shè)置橫 隔梁，甚至不設(shè)置中間橫隔梁而只在支座處設(shè)置支承橫隔梁。因此本設(shè)計(jì)只在支座處設(shè)置支承橫隔梁。 圖 跨中和支點(diǎn)截面 (尺寸單位： cm) 下部結(jié)構(gòu)和附屬設(shè)施 下部構(gòu)造 14 承臺(tái)尺寸為 ?；A(chǔ)為群樁基礎(chǔ)，每 個(gè) 墩樁基 礎(chǔ) 分 雙 排 ，共 6 根 D200cm端承 樁。 橋面鋪裝 （ 1） 橋面鋪裝 根據(jù)要求，選用 2cm 厚的防水層、 8cm厚的 C50 防水混凝土和 10cm 瀝青混凝土作為鋪裝層， (平均厚度 )。 （ 2） 橋面橫坡 根據(jù)規(guī)范規(guī)定為 %～ %,取 2%雙向 人字 橫坡 。 （ 3） 人行 道 人行道的寬度為 1. 5m， 設(shè) 的欄桿 。欄桿高度為 。 主梁分段與施工階段的劃分 分段原則 懸臂澆筑的每個(gè)節(jié)段長(zhǎng)度一般為 34m，節(jié)段太長(zhǎng)，將增加混凝土自重與掛籃結(jié)構(gòu)的重量。同時(shí)還要相應(yīng)增加平衡重或掛籃后錨固設(shè)施； 節(jié)段過短，影響施工進(jìn)度。 具體分段 本橋全長(zhǎng) 310 米，中支點(diǎn) 0塊長(zhǎng)度 6m， 1— 8長(zhǎng) 3m， 918長(zhǎng) 4m 。 邊跨合攏段長(zhǎng) ，中跨合攏段長(zhǎng) ，邊跨直線段長(zhǎng) 。 主梁施工方法 主梁施工方法 主梁采用懸臂澆注法施工，墩 頂梁段分別在各墩頂澆注，其余梁段用活動(dòng)掛籃懸臂澆注，掛籃及附屬設(shè)備重不大于 130t。墩頂 0梁段開始澆注之前， 正式支座及臨時(shí)支座 (即鋼筋混凝土支墩 )均先就位，主跨墩支座全部臨時(shí)剛接形成固定鋼支座，活動(dòng)支座應(yīng)給予臨時(shí)鎖定。 施工程序建議分為三大步驟 （ 1） 在墩頂 0梁段施工完畢之后，兩側(cè)對(duì)稱懸臂澆注至合攏之前的梁段，邊跨上的等高直線段采用滿堂支架施工，一次性澆注，邊跨 3 號(hào) 段合攏，形成單懸臂簡(jiǎn)支梁。 （ 2） 拆除主跨跨中掛籃，灌注主跨中跨合攏段。 （ 3） 拆除全部模板，解除臨時(shí)約束并將主跨支座的一個(gè)改成固定 鉸支座，其余兩個(gè)改成活動(dòng)鉸支座，形成四跨連續(xù)梁，張拉全部剩余鋼索。 15 3 內(nèi)力計(jì)算與荷載組合 全橋結(jié)構(gòu)計(jì)算圖式的確定 按照桿系程序分析的原理，遵循結(jié)構(gòu)離散化的原則。全橋以下原則在適當(dāng)位置劃分節(jié)點(diǎn)： 1）桿件的轉(zhuǎn)折點(diǎn)和截面的變化點(diǎn)； 2）施工分界點(diǎn)、邊界處及支座處； 3）需驗(yàn)算或求位移的截面處； 4）當(dāng)出現(xiàn)位移不連續(xù)的情況時(shí)，例如相鄰兩單元以鉸接形式相連（轉(zhuǎn)角不連續(xù)），可在鉸接處設(shè)置兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，利用主從約束考慮該連接方式。 本設(shè)計(jì)的單元?jiǎng)澐?，每一個(gè)施工階段自然劃分為一個(gè)單元。這樣便于模擬施工過程，而且這些截面正 是需要驗(yàn)算的截面?；恢孟鄳?yīng)增設(shè)了幾個(gè)單元。如圖所示 圖 主橋單元?jiǎng)澐质疽鈭D 全橋施工階段的劃分 單元的截面特性和單元重量 為了方便全橋的施工分段，更好地根據(jù)起吊重量來(lái)劃分，特用程序?qū)澐值牧旱膯卧慕孛嫣匦院蛦卧亓坑?jì)算出來(lái)，具體結(jié)果見表 ： 表 單元毛截面特征 單元號(hào) 截面抗彎慣距 (m4) 截面面積 (m2) 截面高度 (m) 中性軸高 (m) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 （ 續(xù)上表 ） 單元號(hào) 截面抗彎慣距 (m4) 截面面積 (m2) 截面高度 (m) 中性軸高 (m)