【文章內容簡介】 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。 淤泥質粉質黏土：灰褐色，灰黑色，灰綠色，流 ~軟塑，含有機質及腐殖質，稍有異味，層厚約 零呈分布于橋位區(qū)內的水溝、魚塘中。 粉質黏土：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)大堤兩側農田 中。 細沙：灰褐色，灰綠色，稍密 ~中密狀，稍含泥，局部可見黑色腐殖質，局部夾少量圓礫及卵石，厚約 ~。 圓礫：雜色，飽和，中 密 ~密實，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巖，間隙充填細沙，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，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巖，局部夾漂石，間隙充填細沙、細圓礫及少量粘性土，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，粒徑約 3~9cm，最大約 15cm，呈圓狀，亞圓狀，成分為砂巖、 石英巖及其它硅質巖，局部夾漂石，間隙充填細沙、細圓礫及少量粘性土，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，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巖，間隙充填細沙，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，含少量有機質及黏性土，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，含少量有機質及黏性土 ，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，含少量黑色鐵錳質結核及灰白色高嶺土，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，含少量有機質及黏性土，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，粒徑約 2~13cm，最大約 15cm，呈圓狀，亞圓狀，成分為砂巖、石英巖及其它硅質巖，局部夾漂石，間隙充填細沙、細圓 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 橋位區(qū)范圍內的特殊性巖土主要為軟土，僅零星分布于橋位區(qū)內的水溝、魚塘中，系長期高水位形成，厚度一般小于 3m，對橋梁樁基影響不大。位于橋梁兩側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 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，在橋梁設計中要求橋的適用性強、舒適安全、建橋費用經濟、科技含量高。橋梁的形式可從安全、功能、經濟、美觀、施工、占地與工期多方面擬定。 1） 適 用性 橋上應保證車輛和人群的安全暢通，并應滿足將來交通量增長的需要。橋下應滿足泄洪、安全通航或通車等要求。 10 2） 舒適與安全性 現(xiàn)代橋梁設計越來越強調舒適度，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。整個橋跨結構及各部分構件，在制造、運輸、安裝和使用過程中應具有足夠的強度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性。 3） 經濟性 設計的經濟性一般占首位。經濟性應綜合發(fā)展遠景及將來的養(yǎng)護費用。 4） 先進性 橋梁設計應體現(xiàn)現(xiàn)代橋梁建設的新技術。應便于制造和架設，應盡量采用先 進工藝技術和施工機械、設備，以利于減少勞動強度，加快施工進度，保證工程質量和施工安全。 5） 美觀性 一座橋梁，尤其是坐落于城市的橋梁應具有優(yōu)美的外形，應與周圍的景致相協(xié)調。合理的結構布局和輪廓是美觀的主要因素，決不應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 橋造價適中，施工方便，使用結構性能好，河床壓縮少，有利于汛期泄洪，結合本地的具體地質條件和人文環(huán)境以及其他客觀因素，我最終選擇了預應力混凝土連續(xù) 剛構 橋作為設計方案進行設計。 本設計方案采用預應力混凝土變截 面連續(xù) 剛構 結構，全長 248m。設計主跨為 120m。 橋孔分跨 連續(xù) 剛構 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。對于橋孔分跨，往往要受到如下因素的影響：橋址地形、地質與水文條件，通航要求以及墩臺、基礎及支座構造，力學要求，美學要求等。若采用三跨或四跨不等的橋孔布置，一般邊跨長度可取為中跨的 — 倍，這樣可使中跨跨中不致產生異號彎矩，此外，邊跨跨長與中跨跨長之比還與施工方法有著密切的聯(lián)系，對于采用現(xiàn)場澆筑的橋梁，邊跨長度取為中跨長度的 倍是經濟合理的。但是若采用 懸臂施工法，則不然。 本設計跨度，主要根據(jù)設計任務書來確定，其跨度組合為： 80m+150m+80m?；痉弦陨显硪?。 11 截面形式 立截面 從預應力混凝土連續(xù) 剛構 的受力特點來分析，連續(xù) 剛構 的立面應采取變高度布置為宜；在恒、活載作用下，支點截面將出現(xiàn)較大的負彎矩，從絕對值來看，支點截面的負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，移動模架法、整孔架設法施工的橋梁，由于施工的需要，一般采用等高度梁。等 高度梁的缺點是：在支點上不能利用增加梁高而只能增加預應力束筋用量來抵抗較大的負彎矩，材料用量多，但是其優(yōu)點是結構構造簡單、線形簡潔美觀、預制定型、施工方便。 結合以上的敘述，所以本設計中采用懸臂施工法，變截面的梁。 橫截面 梁式橋橫截面的設計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、美觀要求以及經濟用料等等因素都有關系。 當橫截面的核心距較大時，軸向壓力的偏心可以愈大，也就是預應力鋼筋合力的力臂愈大，可以充分發(fā)揮預應力的作用。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，對于彎橋和采用懸臂施工的橋梁尤為有利；同時，因其都具有較大的面積，所以能夠有效地抵抗正負彎矩，并滿足配筋要求；箱形截面具有良好的動力特性；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、中跨預應力連續(xù)梁最適宜的橫截面形式。 常見的箱形截面形式有：單箱單室、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，兩者對截面底板的尺寸影響都不大，對腹板的影響也不致改變對方案的取舍；但是，由框架分析可知：兩者對頂板厚度的影響顯著不同，雙室式頂板的正負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，主拉應力和剪應力數(shù)值不大，且布束容易，這是單箱雙室的優(yōu)點；但是雙室式也存在一些缺點：施工比較困難，腹板自重彎矩所占恒載彎矩比例增大等等。 本設計是一座公路連續(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)經驗確定，預應力混凝土連續(xù) 梁 橋的支點截面梁高 h 支 一般取 （ 1/16～1/20） L，其中 L 為主跨長度；跨中梁高 h 中 =（ 1/～ 1/） h 支 。 本設計采用支點處梁高為 米，跨中梁高為 米。 細部尺寸 懸臂長度 懸臂長度一般不大于 5m，長度超過 3m，宜布置橫向預應力筋。單箱單室截面 b:a 之比為 1：（ ～ ） 時橫向受力狀態(tài)較好。 本設計采用 b=， a=。懸臂端部厚度不小于 10cm，在本設計中取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構承受正負彎矩的主要工作部位。其尺寸要受到受力要求和構造兩個方面的控制。支墩處底板還要承受很大的壓應力，一般來講：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造要求設計，一般取 22～ 28cm。底板厚最小應有 120mm。箱梁頂板厚度應滿足橫向彎矩的要求和布置縱向預應力筋的要求。 參考如下（跨中截面）： 表 腹板與頂板尺寸關系 腹板間距（ m） 頂板厚度（ mm） 180 200 280 本設計中采用雙面配筋，且底板由支點處以拋物線的形式向跨中變化。底板在支點處厚 70cm,在跨中厚 50cm。 腹板和其它細部結構 （ 1） 箱梁腹板厚度 腹板的功能是承受截面的剪應力和主拉應力。在預應力梁中，因為彎束對外剪力的抵消作用，所以剪應力和主拉應力的值比較小，腹板不必設得太大； 同時，腹板的最小厚度應考慮力筋的布置和混凝土澆筑要求，其設計 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。 本設計支座處腹板厚取 700mm，跨中腹板厚取 500mm。 （ 2） 橫隔梁 橫隔梁可以增強橋梁的整體性和良好的橫向分布，同時還可以限制畸變；支承處的橫隔梁還起著承擔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置橫 隔梁，甚至不設置中間橫隔梁而只在支座處設置支承橫隔梁。因此本設計只在支座處設置支承橫隔梁。 圖 跨中和支點截面 (尺寸單位： cm) 下部結構和附屬設施 下部構造 14 承臺尺寸為 ?；A為群樁基礎，每 個 墩樁基 礎 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 的欄桿 。欄桿高度為 。 主梁分段與施工階段的劃分 分段原則 懸臂澆筑的每個節(jié)段長度一般為 34m，節(jié)段太長，將增加混凝土自重與掛籃結構的重量。同時還要相應增加平衡重或掛籃后錨固設施； 節(jié)段過短，影響施工進度。 具體分段 本橋全長 310 米，中支點 0塊長度 6m， 1— 8長 3m， 918長 4m 。 邊跨合攏段長 ，中跨合攏段長 ，邊跨直線段長 。 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，其余梁段用活動掛籃懸臂澆注，掛籃及附屬設備重不大于 130t。墩頂 0梁段開始澆注之前， 正式支座及臨時支座 (即鋼筋混凝土支墩 )均先就位，主跨墩支座全部臨時剛接形成固定鋼支座，活動支座應給予臨時鎖定。 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，兩側對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 段合攏，形成單懸臂簡支梁。 （ 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，解除臨時約束并將主跨支座的一個改成固定 鉸支座，其余兩個改成活動鉸支座，形成四跨連續(xù)梁，張拉全部剩余鋼索。 15 3 內力計算與荷載組合 全橋結構計算圖式的確定 按照桿系程序分析的原理，遵循結構離散化的原則。全橋以下原則在適當位置劃分節(jié)點： 1）桿件的轉折點和截面的變化點； 2）施工分界點、邊界處及支座處； 3）需驗算或求位移的截面處； 4）當出現(xiàn)位移不連續(xù)的情況時，例如相鄰兩單元以鉸接形式相連（轉角不連續(xù)），可在鉸接處設置兩個節(jié)點，利用主從約束考慮該連接方式。 本設計的單元劃分，每一個施工階段自然劃分為一個單元。這樣便于模擬施工過程，而且這些截面正 是需要驗算的截面?；恢孟鄳鲈O了幾個單元。如圖所示 圖 主橋單元劃分示意圖 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)起吊重量來劃分，特用程序將劃分的梁的單元的截面特性和單元重量計算出來，具體結果見表 ： 表 單元毛截面特征 單元號 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 截面抗彎慣距 (m4) 截面面積 (m2) 截面高度 (m) 中性軸高 (m)