【文章內(nèi)容簡介】 ……………47 畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 共 65 頁 第 1 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第一章 概述 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋概述 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋以結(jié)構(gòu)受力性能好、變形小、伸縮縫少、行車平順舒適、造型簡潔美觀、養(yǎng)護(hù)工程量小、抗震能力強(qiáng)等而成為最富有 競(jìng)爭力的主要橋型之一。本章簡介其發(fā)展： 由于普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)存在不少缺點(diǎn)：如過早地出現(xiàn)裂縫，使其不能有效地采用高強(qiáng)度材料，結(jié)構(gòu)自重必然大，從而使其跨越能力差，并且材料利用率低。 為了解決這些問題，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生，所謂預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，就是在結(jié)構(gòu)承擔(dān)荷載之前，預(yù)先對(duì)混凝土施加壓力。這樣就可以抵消外荷載作用下混凝土產(chǎn)生的拉應(yīng)力。自預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)產(chǎn)生之后，很多鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)被 其 替 代 。 預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁是在二戰(zhàn)前后發(fā)展起來的。 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。在實(shí)際工程中，跨徑小于 400 米時(shí)，預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁常常為優(yōu)勝方案。 我國的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)起步晚，但近年來得到了飛速發(fā)展。現(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。 雖然預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的發(fā)展還不到 80 年。但是，在橋梁結(jié)構(gòu)中，隨著預(yù)應(yīng)力理論的不斷成熟和實(shí)踐的不斷發(fā)展，預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的運(yùn)用必將越來越廣泛。 連續(xù)梁和懸臂梁作比較：在恒載作用下，連續(xù)梁在支點(diǎn)處有負(fù)彎矩，由于負(fù)彎矩的卸載作用，跨中正彎矩顯著減小，其彎矩與同跨懸 臂梁相差不大；但是，在活載作用下，因主梁連續(xù)產(chǎn)生支點(diǎn)負(fù)彎矩對(duì)跨中正彎矩仍有卸載作用，其彎矩分布優(yōu)于懸臂梁。懸臂施工方法的應(yīng)用 使得 連續(xù)梁在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中飛速發(fā)展。 60 年代初期在中等跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁中，應(yīng)用了逐跨架設(shè)法與頂推法；在較大跨連續(xù)梁中，則應(yīng)用更完善的懸臂施工方法，這就使連續(xù)梁方案獲得 較強(qiáng) 競(jìng)爭力，并逐步在 40—200米范圍內(nèi)占主要地位。無論是城市橋梁、高架道路、山谷高架棧橋，還是跨河大橋， 畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 共 65 頁 第 2 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁都發(fā)揮了其優(yōu)勢(shì)，成為優(yōu)勝方案。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。 然而，當(dāng)跨度很大時(shí)，連續(xù)梁所 需 的巨型支座無論是在設(shè)計(jì)制造方面，還是在養(yǎng)護(hù)方面都成為一個(gè)難題；而 T 型剛構(gòu)在這方面具有無支座的優(yōu)點(diǎn)。因此有人將兩種結(jié)構(gòu)結(jié)合起來，形成一種連續(xù) —?jiǎng)倶?gòu)體系。這種綜合了上述兩種體系各自優(yōu)點(diǎn)的體系是連續(xù)梁體系的一個(gè)重要發(fā)展，也是未來連續(xù)梁發(fā)展的主要方向。 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)。 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁雖然也在不斷地發(fā)展，然而 還有一些問題有待 解決： 1． 發(fā)展大噸位的 錨固張拉體系，避免配束過多而增大箱梁構(gòu)造尺寸。 2． 在 適宜的橋址 設(shè)計(jì)修建墩梁固結(jié)的連續(xù) —?jiǎng)倶?gòu)體系，盡可能 避免采用 不 易 調(diào)換 的大噸位支座。 3． 充分發(fā)揮三向預(yù)應(yīng)力的優(yōu)點(diǎn)，采用長懸臂頂板的單箱截面，充分利用懸臂施工方法的特點(diǎn)加快施工進(jìn)度。 另外，在設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋時(shí)，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指針也是一個(gè)很關(guān)鍵的因素，它是設(shè)計(jì)方案合理性與經(jīng)濟(jì)性的標(biāo)志。目前，各國都以每平方米橋面的混凝土、預(yù)應(yīng)力鋼筋、普通鋼筋用量與每平方米橋面造價(jià)來表示預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指針。但是，橋梁的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指針的研究與分析是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工作， 各 指標(biāo) 和造價(jià) 指標(biāo) 與很多因素有關(guān)。同時(shí)，一座橋的設(shè)計(jì)方案完成后，造價(jià)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(gè)使用期限內(nèi)的養(yǎng)護(hù)、維修等運(yùn)營費(fèi)用在內(nèi)。通過連續(xù)梁、 T 型剛構(gòu)、連續(xù) —?jiǎng)倶?gòu)等箱形截面上部結(jié)構(gòu)的比較可見：連續(xù) —?jiǎng)倶?gòu)體系的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指針較高。因此，從這個(gè)角度來看，連續(xù) —?jiǎng)倶?gòu)也是未來連續(xù)體系的發(fā)展方向。 總而言之，一座橋的設(shè)計(jì)包含許多考慮因素，在具體設(shè)計(jì)中，要求設(shè)計(jì)人員綜合各種因素，作分析、判斷，得出可行的最佳方案。 本次設(shè)計(jì)為 (52+88+52)m 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁 ，橋?qū)挒?2 ， 分為兩幅，設(shè)計(jì)時(shí) 按 單幅 考慮 。梁體采用單箱 單 室截面，全梁共分 61 個(gè)單元 。 由于多跨連續(xù)梁橋的受力特點(diǎn)，支點(diǎn)附近承受較大的負(fù)彎矩，跨中承受正彎矩， 故 采用變高度梁，按 一 畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 共 65 頁 第 3 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 點(diǎn)八 次拋物線變化。這樣不僅 減輕 了 梁體自重，還增加了美觀效果。 由于預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋?yàn)槌o定結(jié)構(gòu)，手算工作量比較大，且準(zhǔn)確性難以保證，所以采用 Midas 軟件 進(jìn)行。 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 及 設(shè)計(jì)規(guī)范 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) （ 1） 設(shè)計(jì)橋梁的橋位地型及地質(zhì)圖一份。 （ 2） 設(shè)計(jì)荷載：公路 — Ⅰ級(jí) （ 3） 橋面寬度： 2（凈 — ＋ 2 ） （ 4） 抗震烈度： 8 級(jí)烈度設(shè)防 （ 5） 通航要求：通航凈空 235 18m （ 6） 橋面鋪裝： 8cm 水泥混凝土 +8cm 瀝青混凝土 （ 7） 氣象條件：年平均氣溫 22～ 26℃ 設(shè)計(jì)規(guī)范 （ 1） JTG D602022《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》 （ 2） JTG D622022《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》 （ 3） JTJ 02285《公路磚石及混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》 工程地質(zhì) 表 地質(zhì) 地質(zhì)取樣報(bào)告 ZK1 K117+522 標(biāo)高 地質(zhì)狀況 變質(zhì)安山巖 中等風(fēng) 化安山巖 綠泥石化安山巖 ZK2 K117+526 變質(zhì)安山巖 畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 共 65 頁 第 4 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 中等風(fēng)化安山巖 砂粒沉積 ZK3 K117+531 變質(zhì)安山巖 中等風(fēng)化安山巖 泥灰質(zhì)片石綠泥 種植土 ZK4 K117+555 粘土 種植土 水文條件 地表水 橋址區(qū)地表水主要為寒溪河 ，常年流水，河床較寬，水流不急，流量隨季節(jié)而變化，枯水季節(jié)流量小，水位低；雨季流量大，遇山洪暴發(fā)，可起到排水瀉洪的作 用。 地下水 根據(jù)地下水的賦存條件及水理性質(zhì)，地下水可分為松散巖類孔隙潛水及基巖裂隙水，其特點(diǎn)如下： ⑴ 松散巖類孔隙潛水，賦水地層為第四紀(jì)河床相砂、礫、漂卵石，主要分布于河流兩岸及灘地，地下水埋深較淺，主要補(bǔ)給為大氣降水及河水下滲。其水質(zhì)對(duì)混凝土無侵蝕性。 ⑵ 基巖裂隙水，橋址區(qū)基巖為花崗巖，受構(gòu)造影響，裂隙較發(fā)育，裂隙水。多以泉水形式排出。 據(jù)臨近工點(diǎn)水質(zhì)分析報(bào)告可知，地表水及地下水對(duì)混凝土不具腐蝕性。 地震狀況 畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 共 65 頁 第 5 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 橋位地區(qū) 地震震 動(dòng)峰值加速度 ，抗震設(shè)防烈度 8 級(jí)。 使 用材料 混凝土： C50 混凝土 混凝土橋面鋪裝材料： C40 混凝土 預(yù)應(yīng)力鋼筋：φ j151860 鋼絞線 非預(yù)應(yīng)力鋼筋：直徑≥ 12mm 的用Ⅱ級(jí)螺紋鋼筋，直徑 12mm 的用Ⅰ級(jí)光圓鋼筋； 錨具： XM 錨或 OVM 錨 第二章 方案比選 構(gòu)思宗旨 （ 1）符合發(fā)展規(guī)劃，滿足交通功能需要。 （ 2） 橋梁結(jié)構(gòu)造型簡潔，輕巧，反映新科技成就，體現(xiàn)人民智慧。 （ 3） 設(shè)計(jì)方案力求結(jié)構(gòu)新穎，保證結(jié)構(gòu)受力合理，技術(shù)可靠，施工方便。 （ 4） 與高速公路的等級(jí)和周邊環(huán)境 相宜。 （ 5）學(xué)習(xí)變截面梁橋的設(shè)計(jì)過程。 比選標(biāo)準(zhǔn) 設(shè)計(jì)從安全性、技術(shù)適用性、施工難度、設(shè)計(jì)施工周期、經(jīng)濟(jì)型、實(shí)用性和觀賞性等幾方面 對(duì)各比選方案進(jìn)行評(píng)比。 設(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì)方案 一 ： 預(yù)應(yīng)力混凝土 變截面 連續(xù)梁橋 1. 橋跨布置： 全橋?yàn)槿珉p 幅預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁。里程樁號(hào)為 K117+， 橋孔布 畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 共 65 頁 第 6 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 置為 52+88+52＝ 192m，梁底為 次拋物線，橋面設(shè) 雙向 ％的橫坡。 圖 21 連續(xù)梁橋全橋布置圖 2. 主梁： ⑴ 截面形式： 本橋箱梁為單箱雙 室截面，箱底寬 ，兩側(cè)翼緣寬 ，箱梁頂面全寬為 。 ⑵ 截面尺寸：箱梁在各墩支點(diǎn)處的截面高度為 （ L/），在跨中及橋端支點(diǎn)處的高度為 （ L/40），箱梁頂板厚 30cm，腹板厚 50cm（跨中）～ 70（支點(diǎn) ） cm，底板厚 30cm（跨中）～ 70cm（支點(diǎn)）。 ⑶ 橫隔板的設(shè)置：上部結(jié)構(gòu)箱梁在各墩支點(diǎn)及橋端支點(diǎn)處設(shè)橫隔板 .墩支點(diǎn)處設(shè)兩個(gè)厚 75cm橫隔板，端支點(diǎn)處橫隔板厚 150cm，橫隔板與箱梁連接處均設(shè)有承托 。 ⑴ 墩頂 截面 ⑵ 墩頂 截面 圖 22 箱梁截面形式示意圖 3. 基礎(chǔ)： 橋墩基礎(chǔ)連成整體， 基礎(chǔ) 采用 摩擦型 鉆孔灌注樁群樁 ， 橋墩為緣端型實(shí)體墩 。 4. 施工： 主梁采用懸臂 節(jié)段 澆 筑 施工， 墩 的 施工采用爬模法 ， 兩端橋臺(tái)整體現(xiàn)澆 。 畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 共 65 頁 第 7 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 設(shè)計(jì)方案二 ： 下承式鋼管混凝土系桿拱橋 1. 橋跨布置： 主跨布置為 21+150+21＝ 192m 主跨 150m 圖 23 鋼管混凝土系 桿拱橋布置圖 2. 主拱拱肋： 采用下 承式雙肋懸鏈線無鉸拱，計(jì)算跨度 150m，矢高 2