【文章內(nèi)容簡介】 高 度機 械 化 和 工 業(yè) 化 的 建 造 方 法 ， 輔 助 設(shè) 備 和 勞 動 力 用 量 多 ， 增 加 了 造 價 ， 不 符合 廢 黃 河 廉莊公路橋設(shè)計、施工。 方 案 確 定通 過 以 上 的 方 案 比 選 ， 綜 合 考 慮 該 橋 的 經(jīng) 濟 性 、 技 術(shù) 性 、 施 工 可 行 性 及實 用 性 選 擇 第 三 方 案 （ 連 續(xù) 梁 橋 方 案 ） 為 最 后 的 實 施 方 案 ， 其 優(yōu) 點 如 下 ：施 工 工 藝 ： 懸 臂 掛 梁 施 工 法 ， 混 凝 土 連 續(xù) 梁 橋 施 工 期 間 抗 風(fēng) 能 力 強 ， 在施 工 期 間 可 以 不 需 要 附 加 的 抗 風(fēng) 措 施 ， 降 低 混 凝 土 長 懸 臂 施 工 時 抗 風(fēng) 帶 來 的風(fēng) 險 。 6第 二 章 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計本 章 主 要 介 紹 橋 梁 的 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計 。 橋 梁 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計 包 括 橋 梁 上 部 結(jié) 構(gòu) 和 橋 梁下 部 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計 。 橋 梁 上 部 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計 的 包 括 ： 截 面 尺 寸 的 擬 定 ， 內(nèi) 力 計 算 （ 恒載 內(nèi) 力 、 活 載 內(nèi) 力 和 內(nèi) 力 組 合 ） ， 配 筋 設(shè) 計 ， 施 工 階 段 和 使 用 階 段 的 應(yīng) 力 驗算 ， 最 終 承 載 力 極 限 狀 態(tài) 強 度 驗 算 、 剛 度 驗 算 ， 預(yù) 拱 度 設(shè) 置 等 。 下 部 結(jié) 構(gòu) 設(shè)計 的 主 要 內(nèi) 容 為 橋 墩 （ 臺 ） 的 設(shè) 計 。 本 章 詳 細 介 紹 了 設(shè) 計 資 料 及 上 部 構(gòu) 造 主梁 的 細 部 尺 寸 。 計 資 料 案 簡 述本 設(shè) 計 采 用 主 橋 14+32+14m 的 預(yù) 應(yīng) 力 混 凝 土 連 續(xù) 箱 梁 。 具 體 尺 寸 為 截 面梁 高 ， 為 主 跨 徑 的 1/15； 采 用 實 橋 墩 ， 橋 墩 高 度 為 8m。 計 依 據(jù) 要 技 術(shù) 指 標 跨 ： 32m 面 凈 寬 ： 凈 寬 18m， 橋 面 設(shè) 計 為 雙 向 4車 道 ， 為 單 箱 單 室 。 術(shù) 標 準 ： 設(shè) 計 荷 載 為 公 路 I 級 ； 環(huán) 境 標 準 為 I 類 環(huán) 境 ； 設(shè) 計 安 全等 級 為 二 級 。 關(guān) 參 數(shù) ： 體 系 均 勻 升 溫 25℃ 和 降 溫 20℃ ， 同 時 需 考 慮 不 均 勻 溫 差 ；人 行 欄 桿 每 側(cè) 重 量 分 別 為 ， 單 側(cè) 防 撞 欄 為 ， 橋 面 鋪 裝 用8cm 厚 防 水 混 凝 土 ＋ 8cm 厚 瀝 青 混 凝 土 。 料 參 數(shù) 部 結(jié) 構(gòu) 混 凝 土 采 用 C55， C55混 凝 土 強 度 指 標 ：抗 壓 強 度 設(shè) 計 值 ,?抗 拉 強 度 設(shè) 計 值 ,189s彈 性 模 量 。? 面 鋪 裝 及 下 部 結(jié) 構(gòu) 混 凝 土 采 用 C35， C35混 凝 土 強 度 指 標 ：抗 壓 強 度 設(shè) 計 值 ，?抗 拉 強 度 設(shè) 計 值 ,4350M彈 性 模 量 。?7 應(yīng) 力 鋼 筋 采 用 標 準 強 度 為 1860Mpa 的 低 松 弛 鋼 絞 線 ， ?拉 控 制 應(yīng) 力 取 為 ， 預(yù) 應(yīng) 力 筋 的 錨 固 方 式 為 群 錨 ， 按 后 張 法 施 工 。 強pkf度 指 標 為 ：抗 拉 強 度 標 準 值 ， 1860pkfPa?抗 拉 強 度 設(shè) 計 值 ， 2d彈 性 模 量 。? 通 鋼 筋 采 用 HRB400 鋼 筋 。 其 強 度 指 標 為 ：抗 拉 強 度 設(shè) 計 值 ， 30sdfPa?彈 性 模 量 ，箍 筋 及 構(gòu) 造 鋼 筋 采 用 HRB335 鋼 筋 ， 其 強 度 指 標 為抗 拉 強 度 設(shè) 計 值 ，80sdfMa彈 性 模 量 。 ?? 計 依 據(jù)A.《 公 路 橋 涵 設(shè) 計 通 用 規(guī) 范 》 （ JTG D602022） 。B.《 公 路 鋼 筋 混 凝 土 及 預(yù) 應(yīng) 力 混 凝 土 橋 涵 設(shè) 計 規(guī) 范 》 （ JTG D622022） 。 上部構(gòu)造主梁細部尺寸 主梁尺寸擬定根 據(jù) 已 成 橋 資 料 及 《 梁 橋 》 、 《 橋 梁 工 程 》 （ 上 冊 ） 手 冊 有 關(guān) 連 續(xù) 箱梁 橋 截 面 形 式 及 尺 寸 的 相 關(guān) 內(nèi) 容 ， 擬 定 主 梁 尺 寸 如 下 ：橋 梁 單 幅 采 用 單 箱 單 室 主 梁 截 面 ， 箱 頂 寬 18m， 底 面 寬 11m。由 于 是 等 截 面 梁 ， 故 梁 底 采 用 直 線 。 底 板 厚 為 50cm， 腹 板 厚 為60cm， 頂 板 厚 為 30cm。 設(shè) 橫 隔 板 四 道 （ 兩 個 支 點 各 設(shè) 兩 道 ） ， 板 厚40cm， 中 間 留 有 尺 寸 為 130cm100cm 的 人 道 。 8圖 12 邊跨端部和跨中處截面 單位（cm） 截面特性及單元重量計算成果表表 11 單元數(shù)量列表單元號 左梁高 左面積 左單位重 右梁高 右面積 右單位重 單元重量1 342 342 6844 342 342 6848 342 342 68416 342 342 68424 342 342 68427 342 342 68430 342 342 684 荷載內(nèi)力計算 建模及數(shù)據(jù)輸入廢黃河廉莊公路橋初步設(shè)計采用《橋梁博士》軟件進行內(nèi)力分析計算。單元劃分根據(jù)施工情況及構(gòu)造要求，全橋共分為 30 個單元，31 個截面。具體劃分情況如下：圖 21 計算簡圖9圖 22 全橋立面模型圖 23 控制截面位置圖為了方便全橋施工，現(xiàn)采用《橋梁博士》軟件計算出了全橋上部結(jié)構(gòu)控制截面的幾何特性，具體情況如下：表 21 控制截面幾何信息節(jié)點 Ec?。?）MPaAo　 （ ）2m　 I（ ）4　Y （ ）m1（邊跨端部） +04 ` 4（邊跨 1/2L） +04 8（根部） +04 12(主跨 1/4L) +04 16（主跨1/2L） +04 廢黃河廉莊公路橋采用懸臂施工法，模擬施工如下：100 號塊采用現(xiàn)澆，其余號梁段采用掛籃施工，然后懸臂現(xiàn)澆邊跨及中跨，最后合攏中跨。本次設(shè)計為簡單起見，全橋共分 3 個施工階段，第一施工階段為梁體施工階段，第二階段為橋面鋪裝階段，第三階段為隨后的養(yǎng)護及運營階段。橫 隔 板 在 全 橋 截 面 計 算 中 已 經(jīng) 計 入 ， 故 此 處 不 必 重 復(fù) 計 算 ，人 行 欄 桿 ，?防 撞 欄 ，270橋 面 鋪 裝 層 ，3(.)1867./kNm????施 工 階 段 每 延 米 重 度 為 。1q 計 算 結(jié) 果 及 數(shù) 據(jù) 處 理所 有 數(shù) 據(jù) 輸 完 并 檢 查 無 誤 后 ， 進 入 結(jié) 構(gòu) 計 算 模 塊 ， 輸 出 單 元 截 面 內(nèi) 力 如下 表 所 示 ： 恒 載 內(nèi) 力表 22 控 制 截 面 結(jié) 構(gòu) 重 力 表節(jié)點 　 M()kNm?　 V()kN1 0 6454 2290 14108 24500 547012 8350 274016 19300 0表 23 控 制 截 面 第 一 階 段 永 久 荷 載 結(jié) 構(gòu) 內(nèi) 力 表節(jié)點 　 M()kNm?　 V()kN1 0 6454 2290 14108 24500 547012 8350 274016 19300 011恒 載 內(nèi) 力 作 用 下 ， 結(jié) 構(gòu) 彎 矩 圖 ：圖 24 結(jié) 構(gòu) 彎 矩 圖恒 載 內(nèi) 力 作 用 下 ， 結(jié) 構(gòu) 剪 力 圖 ：圖 25 結(jié) 構(gòu) 剪 力 圖 活 載 內(nèi) 力 擊 系 數(shù)沖 擊 系 數(shù) 值 可 按 下 式 計 算 ：u當 時 ， ??當 時 ， 4f??當 時 ， f?.4式 中 ——結(jié) 構(gòu) 基 頻 （ Hz） 。橋 梁 結(jié) 構(gòu) 的 基 頻 反 映 結(jié) 構(gòu) 的 建 筑 材 料 、 尺 寸 、 類 型 等 動 力 特 性 內(nèi) 容 ， 直接 反 映 沖 擊 系 數(shù) 與 橋 梁 結(jié) 構(gòu) 間 的 關(guān) 系 。 不 管 橋 梁 的 建 筑 材 料 、 結(jié) 構(gòu) 類 型 是 否有 差 別 ， 結(jié) 構(gòu) 尺 寸 與 跨 徑 是 否 有 差 別 ， 在 橋 梁 結(jié) 構(gòu) 的 基 頻 相 同 ， 同 樣 條 件 的汽 車 荷 載 下 ， 就 可 以 得 到 基 本 相 同 的 沖 擊 系 數(shù) 。橋 梁 的 自 振 頻 率 宜 采 用 有 限 元 方 法 計 算 ， 對 于 連 續(xù) 梁 結(jié) 構(gòu) ， 沒 有 更 精 確方 法 計 算 時 ， 可 采 用 下 列 公 式 估 算 ： （ 21）??12 （ 22） ?? （ 23） /cGg式 中 —結(jié) 構(gòu) 的 計 算 跨 徑 （ ） ；l —結(jié) 構(gòu) 材 料 的 彈 性 模 量 （ ） ；E2/N —結(jié) 構(gòu) 跨 中 截 面 的 截 面 慣 矩 （ ） ；CI 4 —結(jié) 構(gòu) 跨 中 處 的 單 位 長 度 質(zhì) 量 （ ） ， 當 換 算 為 重 力 計m/kgm算 時 ， 其 單 位 應(yīng) 為 （ ） ；2/Ns—結(jié) 構(gòu) 跨 中 處 延 米 結(jié) 構(gòu) 重 力 （ ） ；G/N—重 力 加 速 度 ， 。(/)gms?計 算 連 續(xù) 梁 的 沖 擊 力 引 起 的 正 彎 矩 、 剪 力 效 應(yīng) 時 ， 采 用 ； 沖 擊 力 引1f起 的 負 彎 矩 效 應(yīng) 時 ， 采 用 。2f廢黃河廉莊公路橋初步設(shè)計計 算 跨 徑 取 32m， 彈 性 模 量 ，??計 算 得 出 跨 中 截 面 慣 性 矩 ， 截 面 面 積 ， 將 數(shù) 據(jù) 代 ?上 式 ： ???4/ ????? ...5cIfl?由 于 ,所以沖擊系數(shù)按公式 計 算 ， ?.????結(jié) 構(gòu) 的 安 全 等 級 為 二 級 其 重 要 性 系 數(shù) 取 ； 人 群 荷 載 標 準 值 13圖 26 邊 跨 端 部 截 面 內(nèi) 力 影 響 線圖 27 邊 跨 1/2L 截 面 內(nèi) 力 影 響 線圖 28 根 部 截 面 內(nèi) 力 影 響 線圖 29 主 跨 L/4 截 面 內(nèi) 力 影 響 線14圖 210 跨 中 截 面 內(nèi) 力 影 響 線 車 活 載 作 用 下 結(jié) 構(gòu) 內(nèi) 力 表表 24 控 制 截 面 汽 車 結(jié) 構(gòu) 內(nèi) 力 表maxM節(jié)點 　 V()kN　 M()kNm?1 0 04 153 10908 13312 126016 159 2022表 25 控 制 截 面 汽 車 結(jié) 構(gòu) 內(nèi) 力 表minM節(jié)點 　 V()kN　 M()kNm?1 0 04 131 7098 361 160012 25416 146表 26 控 制 截 面 汽 車 結(jié) 構(gòu) 內(nèi) 力 表maxQ節(jié)點 　 V()kN　 M()kNm?151 396 04 193 9928 459 80612 340 95516 202 1620表 27 控 制 截 面 汽 車 結(jié) 構(gòu) 內(nèi) 力 表minQ節(jié)點 　 V()kN　 M()kNm?1 131 04 217 5638 13312 106016 205 1640 群 活 載 作 用 下 結(jié) 構(gòu) 內(nèi) 力 表表 28 控 制 截 面 人 群 結(jié) 構(gòu) 內(nèi) 力 表maxM節(jié)點 　 V()kN　 ()kNm?1 0 04 1148 12 15816 327表 29 控 制 截 面 人 群 結(jié) 構(gòu) 內(nèi) 力 表minM節(jié)點 　 V()kN　 M()kNm?1 0 04 148168 38912 16 0 表 210 控 制 截 面 人 群 結(jié) 構(gòu) 內(nèi) 力 表maxQ節(jié)點 　 V()kN　 M()kNm?1 04 8 38912 16 149表 211 控 制 截 面 人 群 結(jié) 構(gòu) 內(nèi) 力 表minQ節(jié)點 　 V()kN　 M()kNm?1 04 1008 12 16 149 荷 載 組 合 及 其 原 理 原 理根 據(jù) 《 公 路 橋 涵 設(shè) 計 通 用 規(guī) 范 》 （ JTGD60—2022） 規(guī) 定 有 以 下 兩 種 組合 ： 載 能 力 極 限 狀 態(tài) 的 效 應(yīng) 組 合根 據(jù) “橋 規(guī) ”采 用 以 下 兩 種 作 用 效 應(yīng) 組 合 ：17a)基 本 組 合 ： 永 久 作 用 與 可 變 作 用 設(shè) 計 值 效 應(yīng) 相 組 合 ， 其 效 應(yīng) 組 合 表 達式 ：