【文章內容簡介】 0m的鉚接連續(xù)鋼桁架梁，從材料、設計到施工均依靠本國力量建成，并且發(fā)展了深水基礎，其中重型混凝土沉井，；；并且創(chuàng)造了新穎的復合基礎；清基潛水作業(yè)水深達65m。九江長江大橋（1992年）采用了更好的國產15MnVNq鋼材，最大鈑厚達56mm；栓焊連接，主跨達216m，系以柔拱加勁的連續(xù)鋼桁架梁；并進一步地發(fā)展了施工較為簡便的雙壁鋼圍堰鉆孔基礎。在鋼梁安裝方法上，也從單層吊索架發(fā)展為雙層吊索架安裝。 橋位特點分析新建某河大橋為水庫內橋梁，可以不考慮通航要求而且水庫內地質條件良好，地面8m以下為沖積層，樁基礎可以做成深8m左右的嵌巖樁；洪家渡水電站建成蓄水至正常蓄水位1140m后，考慮橋面最小凈空及經濟適用等因素，新建某河為150m ～180m以內的中小型橋梁，而且蓄水至正常水位后，水面比原來升高57m，如果在水庫內做多跨橋梁，橋墩可能較高；新建某河大橋橋面凈空為2m(人行道)+6(六車道)+2m(人行道)，橋面較寬。 研究方向及解決之道經參閱各種文獻資料，從多方面考慮，可以考慮在此處修建預應力混凝土連續(xù)梁橋、預應力混凝土簡支梁橋，準備擬定3個方案，分別是38m+40m+40m+38m四跨預應力混凝土簡支T梁、352m三跨等截面預應力混凝土連續(xù)箱梁、43m+70m+43m三跨變截面預應力混泥土連續(xù)箱梁。分別綜述如下：方案一：預應力混凝土簡支梁橋此方案為38m+40m+40m+38m四跨預應力混凝土簡支T梁，采用橋面連續(xù)的方式，橋墩設置橫向擋塊，總體橋面較寬，布置為左右兩幅，左右幅之間留有20cm間隙，單幅橋面寬14m，(人行道護欄)+2（人行道）m+3（單幅三車道）+（防撞墻），橋面設置2%橫坡，為預制方便，四跨之間用相同截面形式的T梁，主梁高度通常為跨徑的1/14～1/25，跨徑40m，此時H/L=16，主梁肋寬度一般為，～，當吊裝起重量允許時，～，這里主梁間距取2m，上翼板根部厚21cm，邊緣厚15cm，馬蹄全高42cm，全寬40cm共設置9道橫隔板；橋面順車道方向右側有60cm懸挑出去，四跨布置，每幅橋面包括7片主梁，每跨內7片主梁尺寸相同，可以一套模板重復使用，主梁預制場后張法預制、龍門架起吊運輸、梁式架橋機架設、橋墩橫橋向橫移的施工方案；下部采用雙柱式橋墩帶懸臂蓋梁的結構，橋墩直徑2m兩并排橋墩中設置兩道橫隔梁，橫隔梁高2m，兩幅橋面主墩蓋梁邊緣間距20cm。（見附圖一）方案二：等截面預應力混凝土連續(xù)梁橋主橋采用跨徑組合為：352m，三跨等截面預應力混凝土連續(xù)梁橋，布置為左右兩幅，左右幅之間留有20cm間隙，(人行道欄桿)+2m（人行道）+（防撞墻）+3（單幅橋面）+（防撞墻），橋面設置2%橫坡。主梁為矩形箱梁，根據經驗公式，梁高一般為跨徑的1/12到1/17，；兩側懸臂長度與兩腹板間距之比為1：（～）時橫向受力狀態(tài)較好，取懸臂長度為3m，（懸臂與腹板長度比為1：）；懸臂端部設置防撞墻，端部厚度不小于20cm，懸臂端部厚取25cm，懸臂根部厚60cm；～，頂板厚度可取175mm～300mm，頂板厚取28cm；支點處底板厚度一般為主跨的1/140～1/170，～，底板厚度取35cm，跨中處底板厚度可按布置預應力筋的構造要求確定，一般為22cm～28cm，跨中底厚度取25cm，墩上或靠近橋墩的箱梁根部腹板需加厚，以滿足剪力增加的要求。其厚度可達30cm～60cm甚至100cm。主跨為52m，跨徑相對較大，距支點處4m腹板要加厚，腹板厚度為60cm，腹板內有預應力束筋管道布置時，最小厚度為25cm～30cm，跨中腹板厚度取30cm；兩幅橋面主梁懸臂端間距20cm；采用盆式橡膠支座；下部采用雙柱式橋墩，橋墩直徑2m，兩橋墩之間設置兩道橫系梁；；主梁采用頂推法施工，現澆C50混凝土（先底板、后腹板和橋面板），預應力鋼筋采用后張法超張拉工藝。（見附圖二）方案三：變截面預應力混凝土連續(xù)梁橋（推薦方案）主橋跨徑組合為：43m+70m+43m三跨預應力混凝土連續(xù)梁橋，，左右幅之間留有20cm間隙，(人行道欄桿)+2m（人行道）+（防撞墻）+3（單幅橋面）+（防撞墻），橋面設置2%橫坡，主梁為矩形箱梁；箱梁根部截面的高跨比一般為1/16～1/20，最大跨徑為70m，～，支點處梁高取4m，跨中處截面梁高通常為支點處截面梁高的1 /～1/，～，跨中截面梁高取2m，梁高從跨中的2m漸變至根部的4m，變化軌跡為二次拋物線；箱梁兩側懸臂板長3m，懸臂端部設置防撞墻，端部厚度不小于20cm，懸臂端部厚取25cm，懸臂根部厚60cm；，～，頂板厚度可取175mm～300mm，頂板厚取28cm；，支點處底板厚度一般為主跨的1/120～1/170，～，底板厚度取50cm，跨中處底板厚度可按布置預應力筋的構造要求確定，一般為22cm～28cm，跨中底板厚度取25cm，底板厚度由跨中的25cm漸變到跨中的50cm，腹板厚度由40cm變至60cm，主梁采用掛籃懸臂澆筑法施工。箱梁縱向、橫向配有預應力筋，下部采用雙柱式橋墩，橋墩直徑2m，兩橋墩之間設置兩道橫系梁；，樁深9m，打至沖積層以下。（見附圖三） 推薦方案方案序號設計方案一設計方案二設計方案三橋型簡支梁橋等截面連續(xù)梁橋變截面連續(xù)梁橋實用性設計、施工技術成熟；變形小，跨徑較小，施工方便，采用預制方案，工期較短，結構構造簡單，利于養(yǎng)護。整體性能好，結構剛度大，變形小，結構不發(fā)生體系轉換，預應力筋可一次布置，集中張拉等優(yōu)點，動力性能好，主梁變形撓曲線平緩，有利于高速行車。跨越能力大，懸臂施工，施工技術成熟，行車平順舒；抗震能力強。高度變化基本上與內力變化相適應，降低了跨中的設計彎矩。安全性整體性較差，結構剛度小，抗風抗震能力相對較弱；橋墩對地基要求較低，對地形的適應性很強。連續(xù)梁在恒活載作用下，產生的支點負彎矩對跨中正彎矩有卸載的作用，使內力狀態(tài)比較均勻合理且施工較為簡單。但墩臺的不均勻沉降會引起梁體各孔內力發(fā)生變化采用懸臂施工，施工階段主梁的剛度大且內力與運營階段主梁內力基本一致。對常年溫差、基礎變形、日照溫均較敏感；對基礎要求較高。美觀性跨徑一般，線條明晰，但比較單調。全橋線條明快，周圍環(huán)境協(xié)調能力好，橋型簡潔實用。橋梁的線型美觀，富有動感，景觀效果較好。分析結論： 通過分析方案，在經濟上（工程費用，維修養(yǎng)護，運營費大?。┑谋容^，以及以橋梁結構的經濟性、實用性、安全性、美觀性和施工的難易程度為考慮因素，綜合個設計方案的優(yōu)缺點，最終選定一個最優(yōu)方案：方案三變截面預應力混凝土連續(xù)梁橋。 推薦方案尚需解決的具體問題、活載內力計算問題，并考慮支點不均勻沉降造成的影響。全橋計算模型采用平面桿系模型，模擬其邊界條件，中橫隔板作為結點荷載處理，邊橫隔板作為非結點荷載處理，整個計算中考慮的因素較多，比較復雜。，按照結構設計原理上的計算方法按照正常使用極限狀態(tài)和承載極限能力狀態(tài)進行全預應力混凝土的力筋估算，根據布置需要進行調整，計算預應力損失，考慮最終的有效預應力對換算截面連續(xù)梁產生的次內力，調整原有的彎矩包絡圖，據此進行截面驗算，判斷現有預應力體系能否滿足調整后的彎矩包絡圖的強度要求，之后進行撓度、混凝土應力（不能出現拉應力）的正常使用極限狀態(tài)驗算。4 毛截面幾何特性計算 基本資料 橋梁跨徑及橋寬橋型布置：43m+70m+43m變截面連續(xù)梁橋（）橋面布置：(人行道欄桿)+2m（人行道）+（防撞墻）+3（單幅橋面）+（防撞墻）設計荷載：公路—I級橋面橫坡：2 % 主梁橫截面圖（單位：cm）橋面鋪裝重：=24+25=防撞護欄：=25+25= kN/m人行道欄桿：=25= kN/m合計為q=++= kN/m 材料規(guī)格主梁：采用50號混凝土，容重為25kN/m3，彈性模量取kPa；橋面鋪裝：采用厚度為10cm的瀝青混凝土加4cm防水混凝土，瀝青混凝土與防水混凝土容重均為25kN/m3；防撞護欄：采用C30混凝土，容重為25kN/m3；橫隔板：采用C50號混凝土，容重為25kN/m3，彈性模量取kPa。，在橋一端設置的橫隔板厚度為1m。 單元劃分 為了保證結構在計算時的準確性，不宜將結構單元劃分得太少。本設計中對于全長為156m的橋，單元劃分支座處受力復雜所以劃分為單元較小，橋墩為145號節(jié)點從橋墩到施工最大懸臂狀態(tài)單元劃分為1m++4+23m+4+，邊中跨合攏段為2m，邊跨現澆段為2因此全橋共分為60個單元，共61個截面。（支座截面為1，17，45，61）如下圖所示： 單元劃分圖（單位m） 毛截面幾何特性計算在橋博中建立連續(xù)梁桿件模型，由程序計算可知截面的幾何特性，由于全橋對稱，所以只列半橋的截面特性。表431 截面幾何特性表節(jié)點號節(jié)點X坐標截面高度（m）截面面積（m2）截面抗彎慣矩（m4）截面中性軸高度（m）10222372492561578229101112341314391541642417434184441942047續(xù)表431節(jié)點號節(jié)點X坐標截面高度（m）截面面積（m2）截面抗彎慣矩（m4）截面中性軸高度（m）212252232425266427287129307725 主梁作用效應計算 恒載內力計算 恒載內力（1）橋面系荷載橋面鋪裝重：=24+25=防撞護欄：=25+25= kN/m人行道欄桿：=25= kN/m合計為q=++= kN/m將橋面系荷載作為二期恒載以均布荷載的形式加在主梁上。（2）主梁自重按γ=25kN/m3的容重，以計主梁自重的形式計入恒載中。且在每個橋墩處設有一道橫隔梁，其重量按非結點荷載計算?？紤]到恒載內力的對稱性，這里只給出半橋的計算結果。表511 恒載內力數據節(jié)點號軸力（kN）剪力（kN）彎矩（）節(jié)點號軸力（kN）剪力（kN）彎矩（）10+03017+04+0520+03+0318+04+0530337+0319+04+0540421+0320+04+055+03+0321+03+056+03+0322+03+047+03+0323+03+048+03+0424+03+04續(xù)表5119+03+0425+03+0410+03+0426+03+0411+03+0427+03+0312+03+0428+03+0313+03+0529+03+0314+04+0530271+0415+04+0531+0416+04+05圖511 恒載彎矩圖圖512 恒載剪力圖 汽車荷載及人群荷載作用效應計算 車道橫向分布調整系數車道橫向分布調整系數可近似計算為：車道數車道橫向折減系數偏載系數單幅橋，橫向分布調整系數為3= 沖擊系數根據《通規(guī)》，使用于連續(xù)梁的結構基頻計算公式如下： （51） （52） （53）式中 ：??2——基頻Hz，計算連續(xù)梁沖擊力引力的正彎矩效應和剪力效應時，采用?1；計算連續(xù)梁沖擊力引起的負彎矩效應時，采用?2； —結構的計算跨徑（）； —結構材料的彈性模量（Pa）； —結構跨中截面的截面慣矩（）； —結構跨中處的單位長度質量（），當換算為重力計算時，其單位應為（）；—結構跨中處延米結構重力（）；—重力加速度。其中： =沖擊系數μ=㏑（≤?≤14Hz）則：μ=㏑=㏑=μ=㏑=㏑= 計算活載內力由橋梁博士計算所得公路一級汽車荷載作用下。各控制截面的內力值如下各表示：考慮到內力的對稱性，這里只給出半橋的計算結果。表521 汽車荷載內力表節(jié)點號最大彎矩（）最小彎矩（）最大剪力（kN）最小剪力（kN）100+035242+03+03+035303+03+03+035454+04+03+036015+04+03+037046+04+03841850續(xù)表521節(jié)點號最大彎矩（）最小彎矩（）最大剪力（kN）最小剪力（kN）7+04+03689+038+04+04554+03