【文章內容簡介】 方法有著密切的聯(lián)系。但是若采用懸臂施工法，則還需要邊跨現(xiàn)較段的長度。本設計 跨度，主要根據設計任務書來確定，其跨度組合為：60m+110m+60m，邊跨與中跨比 為 ，滿足以上原理要求。 截面形式 （1）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)很大的負彎矩，從絕對值來看，支點截面 的負彎矩遠遠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，在采用 頂推法、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。 （2）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，因而也受到了工程人員的親睞。 總之，箱形截面是大、中跨預應力連續(xù)梁最適宜的橫斷面形式。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。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，由橫架分析可知：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。本設計是一座公路預應力混凝 土連續(xù)剛構箱梁橋，橋面寬為11m，屬中等跨度截面，故采用的橫截面形式為單箱 單室。（3）梁高 根據已建成橋梁資料分析，預應力混凝土連續(xù)剛構橋的中支點主梁高度與其跨徑之比通常在 1/15—1/20 之間，而跨中梁高與主跨之比一般為 1/30—1/50 之間。當建 筑高度不受限制時，增大梁高往往是較經濟的方案，因為增大梁高只是增加腹板高度， 而混凝土用量增加不多，卻能顯著節(jié)省預應力鋼束用量。 ① 支座處梁高：Hs =(1/151/20)L 取 Hs=6m； ② 跨中截面：Hc=(1/301/50)L 取 Hc=； 梁底曲線：選用二次拋物線。(4) 細部尺寸① 頂板、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。在設計中，一般情況下，頂板厚度通常不變，底板厚度 變化時，采用直線線性變化，從而形成一厚度變化的曲線。腹板的變化是外輪廓不變，內輪廓漸變。箱梁底板厚度:在連續(xù)箱梁中，底板厚度隨箱梁負彎矩的增大而逐漸加厚至墩頂， 以適應受壓要求。底板除須符合運營階段的受壓要求外，在破壞階段還宜使中性軸保 持在底板以內，并有適當?shù)母挥唷Ｖё幍装搴穸雀鶕涷灴扇?1/10～1/12 梁高。 本設計支座處底板厚取 100cm，跨中處底板厚取 28cm,以跨中梁頂為原點。箱梁頂板厚度:確定箱形截面頂板厚度一般要顧及兩個因素：滿足橋面板橫向彎 矩的要求，滿足布置縱向預應力鋼束的要求。本設計取 25cm。② 腹板和其它細部結構 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，其設計經驗為：1. 腹板內無預應力筋時，采用 200mm。2. 腹板內有預應力筋管道時，采用 250—300mm。3. 腹板內有錨頭時，采用 250—300mm。4. 大跨度預應力混凝土箱梁橋，采用 300—600mm，甚至可達到 1m 左右。 本設計支座處腹板厚取 80cm.，跨中腹板厚取 45cm。梗腋: 在頂板和腹板接頭處須設置梗腋。梗腋的作用是：提高截面的抗扭剛度和 抗彎剛度，減少扭轉剪應力和畸變應力。此外，梗腋使力線過渡比較平緩，減弱了應 力的集中程度。本設計中，根據箱室的外形設置了 80cm：50cm 的上部梗腋和 25cm： 25cm 的下部梗腋。橫隔梁：可以提高橋梁的整體性，使橫向分布性能更好，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。另外由于中間橫隔梁的尺寸及對內力的影響較小，在內力計算中也可不作考慮。 下部結構設計 主墩墩身采用雙薄壁空心墩，中心距 8m 。 橋臺采用樁柱式橋臺。 由于地質條件不理想，墩臺均采用柱基礎。 主梁節(jié)段劃分及施工步驟 結構離散化是一個十分重要的步驟，將完整的結構進行分段，離散成許多的單元， 計算這些單元的內力以便進行下一步的設計計算。所以如果單元分得越細，內力計算 也就越精確。但是考慮到實際施工的要求，一般以一個施工節(jié)段作為一個單元比較合 理。分段長度確定主要考慮每段吊裝重量不超過掛籃的承載能力、每段長度滿足肋束 下彎時設置豎曲線的需要，使各施工塊重量大致相等，邊跨及中跨跨中留 3m 長的合攏段。在本設計的過程中，主梁劃分為 68個單元，具體劃分見圖紙。 本設計將該橋的施工劃分為 16個階段(實際計算中上試塊濕重和試塊生成及張拉預應力分為三個步驟進行)，如下所示：1現(xiàn)澆墩和柱11上 9塊并張拉預應力2上 0塊12上 10塊并張拉預應力3上 1塊并張拉預應力13上 11塊并張拉預應力4上 2塊并張拉預應力14上 12塊并張拉預應力5上 3塊并張拉預應力15上邊跨合攏段，并張拉預應力6上 4塊并張拉預應力16上中跨合攏段，并張拉預應力7上 5塊并張拉預應力8上 6塊并張拉預應力9上 7塊并張拉預應力10上 8塊并張拉預應力 建立分析的有限元模型 本模型中所有結構均采用梁單元模擬。模型中節(jié)點總數(shù)79個(節(jié)點號1to69,70to71,72to73,74to75,76to77,78,79),梁單元總數(shù)72個（兩單元號1to68,69,70,71,72）,見下圖： 主要材料 混凝土材料梁體（C50）:混凝土容重：γ=25kN/m3 ；彈性模量：E=104MPa； 線膨脹系數(shù)：α=10－5； 抗壓強度標準值： fck =； 抗拉強度標準值： ftk ＝；墩身（C40）:混凝土容重：γ=25kN/m3 ；彈性模量：E=104MPa； 線膨脹系數(shù):α＝10－5； 抗壓強度標準值： fck =； 抗拉強度標準值： ftk ＝ 鋼筋 預應力鋼筋及錨具：主梁縱向預應力鋼筋采用高強度低松弛鋼絞線( 公稱斷面面積為 )， frk =1860MPa。預應力錨具參照有關的產品規(guī)格選?。ㄈ缤扑] ESM、OVM 產品等等）。 普通鋼筋：采用 HRB335(d=650)， f 39。 =280MPa， fad =280MPa； 各種作用的取值 結構自重：在程序中以自重輸入，二期荷載：w=,徐變和干縮，張拉預應力損失（由程序計算），預應力長期損失（由程序計算）：應力松弛、徐變和干縮引起的損失，掛籃荷載：掛籃自重 P= e= M=P*e= 施工階段劃分 、MIDAS 簡介(1) 系統(tǒng)功能midas 可以根據輸入的數(shù)據文件，按用戶要求算出并累加所有各施工階段和運營 階段恒、活載內力、位移、反力及預應力等內容；并給出對應的內力圖、位移圖、包 絡圖等。(2) 使用范圍 系統(tǒng)能考慮的恒載有：自重、混凝土收縮、徐變、溫度變化、二期恒載、施工臨時荷載及其它外加荷載；能輸出如下結果：結構簡圖、各階段恒載內力圖、位移圖、 內力包絡圖。(3) 系統(tǒng)組成系統(tǒng)可以導入 cad 等文件，按圖層分塊，在給各塊賦值后，系統(tǒng)生成結構模型， 從而在加載后，生成內力圖，并可以進行承載了的計算。(4) 注意事項由于 midas 是一個以圖層分塊的軟件，因此在導入文件時，一定要注意對塊的分 層。(5) 優(yōu)點在經過一段時間的使用后，我覺得 midas 的最大優(yōu)點是，在設計中出現(xiàn)問題時， 可以有步驟地，清晰的，直觀地進行查找，改正。 、分段原則和分段由于吊裝的限制，塊斷重量要控制在 200t 以內，因此分段時要控制塊段的質量， 本設計中,最大為 ，最小為 3m(其中中、邊跨合攏段均為 3 m)。 、施工方法連續(xù)梁橋的內力與應力狀態(tài)，與形成結構的順序及過程密切相關，不同的施工方案及施工順序將導致結構產生不同的受力狀況。有時，施工方案將決定一種結構方案是否能夠成立。人們也可以用一些特殊的施工方法來調整結構的內力分布，使結構處 于設計期望狀態(tài)。在橋梁的設計初期，施工方案、施工順序及施工機具等必須事先確 定下來。對預應力混凝土連續(xù)剛構來說，設計方面主要考慮以下幾點：(1) 施工方案：本設計采用懸臂澆筑施工和滿堂支架就地澆筑（邊跨）施工。(2) 施工順序：對懸臂施工的連續(xù)剛構，特別是多跨一聯(lián)的連續(xù)梁，施工順序 的確定是至關重要的。不僅要考慮結構受力方面的需要，還需考慮施工單位的機具、 設備、技術力量及附屬工程的進度和橋址處的水文、地質、氣象等因素。(3) 掛籃的形式、自重和承載能力。新澆混凝土的自重是通過掛籃作用在已安裝 梁體上的，掛籃的形式決定了其力學計算圖示；掛籃的自重對橋梁受力特別是施工狀 態(tài)的受力有影響；掛籃的承載能力決定了每一節(jié)段的最大質量。掛籃重取 600kN,其簡 化為一集中荷載和一彎矩作用。(4) 箱梁施工節(jié)段的劃分主要考慮以下因素：1) 掛籃的承載力和抗傾覆穩(wěn)定性。 從目前國內施工水平來看，掛籃承載力不宜超過 1200kN，節(jié)段長度不宜超過 5m。2) 對大跨徑預應力混凝土連續(xù)梁，一般頂板鋼束采用大噸位預應力群錨體系,集中錨固 在腹板承托上。 3）梁段不宜過短，應滿足預應力管道彎曲半徑和最小直線段的要求。 4）梁段劃分的規(guī)格盡量減少，以利于施工。其中最大梁段重為 。邊跨 用滿堂支架就地澆筑施工。 主要計算結果 、應力圖施工階段內力圖 最大懸臂內力圖 成橋階段內力圖 最大懸臂位移 成橋階段位移 最大懸臂應力圖 成橋階段應力圖、應力分析結果成橋階段內力分析結果單元荷載位置軸向 (kN)剪力y (kN)剪力z (kN)扭矩 (kN*m)彎矩y (kN*m)彎矩z (kN*m)1cLCB16I[1]01cLCB16J[2]2cLCB16I[2]2cLCB16J[3]3cLCB16I[3]3cLCB16J[4]4cLCB16I[4]4cLCB16J[5]2845cLCB16I[5]5cLCB16J[6]6cLCB16I[6]6cLCB16J[7]7cLCB16I[7]7cLCB16J[8]8cLCB16I[8]08cLCB16J[9]09cLCB16I[9]09cLCB16J[10]010cLCB16I[10]10cLCB16J[11]11cLCB16I[11]11cLCB16J[12]12cLCB16I[12]12cLCB16J[13]13cLCB16I[13]13cLCB16J[14]14cLCB16I[14]14cLCB16J[15]15cLCB16I[15]15cLCB16J[16]16cLCB16I[16]16cLCB16J[17]17cLCB16I[17]17