【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 置單向推力墩以承受不平衡的推力。由于鐵路橋所建位置地質(zhì)情況，故不考慮此橋型。梁拱組合橋軟土地基上建造拱橋，存在橋臺(tái)抵抗水平推力的薄弱環(huán)節(jié)。為此采用大噸位預(yù)應(yīng)力筋以承擔(dān)拱的水平推力；預(yù)應(yīng)力筋的寄體是系梁，即加勁縱梁，從而以梁式橋?yàn)榛w，按各種梁橋的彎矩包絡(luò)圖用拱來(lái)加強(qiáng)。這樣可以使橋梁結(jié)構(gòu)輕型化，同時(shí)能提高這類(lèi)橋梁的跨越能力。這類(lèi)橋梁不僅技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)先進(jìn)、造價(jià)低廉，同時(shí)橋型美觀，反映出力與美的統(tǒng)一、結(jié)構(gòu)形式與環(huán)境的和諧，增加了城市的景觀。斜拉橋斜拉橋的特點(diǎn)是依靠固定與索塔的斜拉索支撐梁跨，梁是多跨彈性支撐梁，梁內(nèi)彎矩與橋梁的跨度基本無(wú)關(guān)，而與拉索的間距有關(guān)。他們適用于大跨、特大跨度橋梁。斜拉橋直接錨于主梁上，受巨大的拉力，拉索的水平分力使主梁受壓，因此塔、梁均為壓彎構(gòu)件。斜拉橋具有施工方便、橋型美觀、用料省、主梁高度小、梁底直線容易滿足通航和排洪要求、動(dòng)力性能好的優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展非常迅速，跨徑不斷增大。但實(shí)際跨度不大，此橋型不予考慮。目前我國(guó)公路梁橋結(jié)構(gòu)一般考慮簡(jiǎn)支梁和連續(xù)梁結(jié)構(gòu)形式。簡(jiǎn)支梁受施工及結(jié)構(gòu)等條件的限制，當(dāng)跨度超過(guò)一定范圍時(shí)如（40～50 m） ，就很難做出經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)計(jì)。因而，大跨徑混凝土橋常采用在內(nèi)力分布方面較為合理的其它結(jié)構(gòu)體系，且預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋梁高較大，景觀稍差，行車(chē)條件也不如連續(xù)梁。連續(xù)梁結(jié)構(gòu)與同等跨度的簡(jiǎn)支梁相比，可以降低梁高，節(jié)省工程數(shù)量，有利于爭(zhēng)取橋下凈空，改善景觀；其結(jié)構(gòu)剛度大，具有良好的動(dòng)力特性以及減震降噪作用，使行車(chē)平穩(wěn)舒適，后期的維修養(yǎng)護(hù)工作也較少。從城市美學(xué)效果來(lái)看，連續(xù)梁造型輕巧、平整、線路流暢，將給城市爭(zhēng)色不少。但連續(xù)梁對(duì)基礎(chǔ)沉降要求嚴(yán)格，特別是由于聯(lián)長(zhǎng)較大，橋上無(wú)縫鋼軌因溫度變化而產(chǎn)生的水平力很大，使得梁體與墩臺(tái)之間的受力十分復(fù)雜，加大了設(shè)計(jì)難度。綜合考慮以上四項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行橋梁方案比選，最后的設(shè)計(jì)、施工將會(huì)變得容易，建成后的橋梁才是安全美、經(jīng)濟(jì)美、功能美與環(huán)境、視角美。從各種綜合因素來(lái)考慮，本設(shè)計(jì)最終選擇預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋。xx 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 11 頁(yè)第 2 章 橋梁總體布置及結(jié)構(gòu)主要尺寸 橋梁總體規(guī)劃布置 孔跨分布 連續(xù)梁橋可以做成三跨一聯(lián)的，也可以做成多跨一聯(lián)的，一般不超過(guò)六跨，特殊情況下也有例外的（如錢(qián)塘江二橋） 。每聯(lián)跨數(shù)太多，聯(lián)長(zhǎng)就要加大，受溫度變化及混凝土收縮等影響產(chǎn)生的縱向變形也就較大，使伸縮縫及活動(dòng)支座的構(gòu)造復(fù)雜，對(duì)橋梁的墩臺(tái)也不利；每聯(lián)長(zhǎng)度太短，則使伸縮縫的數(shù)目加多，不利于高速行車(chē)。建橋處的地形、地質(zhì)與水文條件，以及通航要求等對(duì)孔跨分布常常起著決定性的作用；此外，還要結(jié)合墩臺(tái)、基礎(chǔ)及支座的構(gòu)造，綜合分析比較才能選出最優(yōu)方案。從梁內(nèi)彎矩的分布情況來(lái)看，對(duì)于每聯(lián)三跨以上的連續(xù)梁，等跨時(shí)邊跨的跨中彎矩大于中間跨的跨中彎矩，故常用縮短邊跨的辦法來(lái)調(diào)整彎矩的分布，邊跨與中跨的比值可在 ～ 之間，甚至可選取 。對(duì)于三跨連續(xù)梁，邊跨與中跨的比值多用 ~。對(duì)于三跨連續(xù)梁，邊跨與中跨的比值多用 ～。介于綜合考慮，此設(shè)計(jì)定為 90+150+90 m，邊跨與中跨比值為 。xx 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁(yè)圖 橋跨布置圖 梁部截面形式比選連續(xù)梁結(jié)構(gòu)體系是預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的主要橋型之一，國(guó)內(nèi)外這種橋型都占有很大比重。橋梁的立面布置在初步設(shè)計(jì)中占有十分重要的地位，合理與否直接影響橋梁的適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的立面布置包括體系安排、橋跨布置、梁高選擇、橋梁下部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)形式等問(wèn)題，不同的布置方式將得到不同類(lèi)型的連續(xù)梁橋。在連續(xù)梁的截面選擇中，不僅要考慮彎矩?cái)?shù)值上的變化，而且要考慮彎矩符號(hào)的變化。在可變彎矩及軸力的作用下，構(gòu)建截面的應(yīng)力狀態(tài)與核心距離有關(guān)，當(dāng)軸箱壓力作用在截面核心范圍內(nèi)時(shí)，截面邊緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力。因此，截面的核心距離越大，軸向壓力的偏心可以越大，即預(yù)應(yīng)力鋼筋合力的力臂越大，預(yù)應(yīng)力的作用便可以充分發(fā)揮。對(duì)于矩形截面，核心距離約為 h/3，h 為截面的高度；具有寬翼緣的T 形截面，核心距離約為 h；箱形截面的核心距離隨腹板厚度與截面輪廓尺寸的比值而變化，有可能達(dá)到 h。截面核心距離的選擇，主要取決于恒載與活載的比值，對(duì)于活載較大的鐵路橋梁，宜采用核心距離大的箱形截面。對(duì)于用頂推法或懸臂法施工的連續(xù)梁，采用箱形截面也比較合適。在這次設(shè)計(jì)中，梁部截面形式考慮了箱形梁、組合箱梁、槽型梁、T 型梁等可采用的梁型，下面做個(gè)簡(jiǎn)單的比較。連續(xù)單箱梁結(jié)構(gòu)整體性強(qiáng)，抗扭剛度大，適應(yīng)性強(qiáng)。景觀效果好。該方案需采用就地澆筑，現(xiàn)場(chǎng)澆筑混凝土及張拉預(yù)應(yīng)力工作量大，但可全線同步施工，施工期xx 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁(yè)間工期不受控制，對(duì)橋下道路交通影響較其他方案稍大。組合箱梁結(jié)構(gòu)整體性強(qiáng)，抗扭剛度大，適應(yīng)性強(qiáng)。雙箱梁預(yù)制吊裝，鋪預(yù)制板，重量輕。但從橋下看，景觀效果稍差。從預(yù)制廠到土地的運(yùn)輸要求相對(duì)較低，運(yùn)輸費(fèi)用較低。但橋面板需現(xiàn)澆施工，增加現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)量，工期也相應(yīng)延長(zhǎng)。美觀較差，并且徐變變形大。槽型梁為下承式結(jié)構(gòu)，其主要優(yōu)點(diǎn)是造型輕巧美觀，線路建筑高度最低，且兩側(cè)的主梁可起到部分隔聲屏障的作用，但下承式混凝土結(jié)構(gòu)受力不很合理，受拉區(qū)混凝土即車(chē)道板圬工量大，受壓區(qū)混凝土圬工量小，梁體多以受壓區(qū)(上翼緣)壓潰為主要特征，不能充分發(fā)揮鋼及混凝土材料的性能。同時(shí)，由于結(jié)構(gòu)為開(kāi)口截面，結(jié)構(gòu)剛度及抗扭性較差，而且需要較大的技術(shù)儲(chǔ)各才能實(shí)現(xiàn)。T 型梁結(jié)構(gòu)受力明確，設(shè)計(jì)及施工經(jīng)驗(yàn)成熟，跨越能力大，施工可采用預(yù)制吊裝的方法，施工進(jìn)度較快。該方案建筑結(jié)構(gòu)高度最高，由于梁底部呈網(wǎng)狀，景觀效果差。同時(shí)，其帽梁雖較槽型梁方案短些，但較其他梁型長(zhǎng)，設(shè)計(jì)時(shí)其帽梁也須設(shè)計(jì)成預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土帽梁，另外預(yù)制和吊裝的實(shí)施過(guò)程也存在著與其他預(yù)制梁同樣的問(wèn)題。相對(duì)而言，箱型梁抗扭剛度大，整體受力和動(dòng)力穩(wěn)定性能好，外觀簡(jiǎn)潔，適應(yīng)性強(qiáng)，在直線、曲線、折返線及過(guò)渡線等區(qū)間段均可采用，且施工技術(shù)成熟造價(jià)適中。所以，考慮到各方面的因素，本設(shè)計(jì)選擇連續(xù)箱型梁。 結(jié)構(gòu)主要尺寸梁式橋橫截面的設(shè)計(jì)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(jīng)濟(jì)用料等等因素都有關(guān)系。常見(jiàn)的箱形截面形式有：?jiǎn)蜗鋯问?、單箱雙室、雙箱單室、單箱多室、雙箱多室等等。其中單箱單室截面多用在頂板寬度小于 18 m 的橋梁，其優(yōu)點(diǎn)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(duì)截面底板的尺寸影響都不大，對(duì)腹板的影響也不致改變對(duì)方案的取舍；由于雙室式腹板總厚度增加，主拉應(yīng)力和剪應(yīng)力數(shù)值不大，且布束容易，這是單箱雙室的優(yōu)點(diǎn)；但是雙室式也存在一些缺點(diǎn)：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(shè)計(jì)是xx 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 14 頁(yè)一座公路連續(xù)箱形梁，半幅橋橋面寬為 m，因此采用的橫截面形式為單箱單室。 梁高的擬定連續(xù)梁橋支點(diǎn)截面負(fù)彎矩絕對(duì)值比跨中正彎矩大，采用變截面形式符合受力特點(diǎn)，同時(shí)變截面梁一般采用懸臂法施工，變高度梁與施工階段內(nèi)力相適應(yīng)。從美學(xué)觀點(diǎn)看，變高度梁比較有韻律感。 變截面梁的梁底線形可采用折線、拋物線、圓曲線和正弦曲線等。二次拋物線與連續(xù)梁的彎矩變化相適應(yīng)，最常采用。根據(jù)已建成橋梁的資料分析，支點(diǎn)梁高H S約為最大跨徑L m的15~20，跨中梁高H約為支點(diǎn)梁高H S的1~.625.本設(shè)計(jì)支點(diǎn)兩高取為9 m，跨中兩高選為4 m。 底板、頂板的擬定箱形截面為閉口截面，截面具有良好的抗彎和抗扭性能，并且箱形截面有頂板和底板，可以在跨中或支座部位能有效地抵抗正負(fù)彎矩。常用的箱形截面，其中單箱單室截面多用在頂板寬度小于 18 m 的橋梁。（1）箱梁底板厚度在連續(xù)箱梁中，底板厚度隨箱梁負(fù)彎矩的增大而逐漸加厚至根部，以適應(yīng)受壓要求。根部底板厚度一般為根部梁高的 1/10～1/12，以須符合運(yùn)營(yíng)階段的受壓要求外，并在破壞階段使中性軸盡量保持在底板以內(nèi)，并有適當(dāng)?shù)母挥?。本設(shè)計(jì)支座處底板厚取 200 cm，跨中處底板厚取 33 cm，以滿足跨中正負(fù)彎矩變化及板內(nèi)配置預(yù)應(yīng)力鋼筋與普通鋼筋的要求。上下底板都從支點(diǎn)出 200 cm 向中合攏斷按二次拋物線變化。（2）箱梁頂板厚度當(dāng)設(shè)有橫向預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，頂板厚度需足夠布置預(yù)應(yīng)力筋的套管并留有混凝土注入的間隙。xx 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 15 頁(yè)頂板兩側(cè)懸臂板的長(zhǎng)度是調(diào)節(jié)頂板內(nèi)彎矩的重要因素。懸臂板長(zhǎng)度一般采用2～5 m，當(dāng)長(zhǎng)度超過(guò)3 m后，一般需布置橫向預(yù)應(yīng)力筋。 對(duì)于變截面連續(xù)梁，箱梁跨中底板厚度一般按構(gòu)造選定，若不配預(yù)應(yīng)力筋，厚度可取15～18 cm；配有預(yù)應(yīng)力筋，厚度一般為20～25 cm。 在負(fù)彎矩區(qū)特別是在靠近橋墩的截面底板，承受較大的負(fù)彎矩，由于底板的寬度比頂板小得多，底板的厚度要比頂板大，以適應(yīng)受壓要求。墩頂處底板厚度一般為支點(diǎn)梁高的1/10～1/12，底板厚度由跨中向支點(diǎn)逐漸加厚。確定箱形截面頂板厚度一般要顧及兩個(gè)因素：滿足橋面板橫向彎矩的要求，滿足布置縱向預(yù)應(yīng)力鋼束的要求，本設(shè)計(jì)取為 30 cm，支點(diǎn)處加厚到 70 cm。 腹板的擬定跨中腹板厚度的選定，主要取決于布置預(yù)應(yīng)力筋和澆注混凝土必要的間隙等構(gòu)造要求。一般情況下可按以下原則選用：腹板內(nèi)無(wú)預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，可取20 cm；腹板內(nèi)有預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，可取25～30 cm；腹板內(nèi)有預(yù)應(yīng)力筋錨固頭時(shí)，取35 cm。為滿足支點(diǎn)較大剪應(yīng)力要求，墩上或靠近橋墩的箱梁根部腹板需加厚到30～60 cm，特殊情況可達(dá)100 cm。大跨度橋腹板應(yīng)采用變厚度形式，從跨中向支點(diǎn)分段線形逐步加厚，變厚段一般為一個(gè)節(jié)段長(zhǎng)。為方便施工，簡(jiǎn)化內(nèi)模構(gòu)造，中、小跨徑連續(xù)梁橋腹板一般采用等厚度形式。此設(shè)計(jì)腹板從墩支座處的120 cm到跨中的50 cm。xx 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 16 頁(yè)圖 支座處橫斷面截面尺寸圖（單位:m 尺寸比例：1 ：100 ）圖 跨中處橫斷面截面尺寸圖（單位:m 尺寸比例 1：100）第 3 章 橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算 Midas 軟件簡(jiǎn)介xx 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 17 頁(yè)MIDAS/Civil 不僅是通用的結(jié)構(gòu)分析三維軟件，而且還可以分析像預(yù)應(yīng)力箱型橋梁、懸索橋、斜拉橋等特殊的結(jié)構(gòu)形式，并且可以正確模擬施工方法做施工階段分析、水化熱分析，靜力彈塑性分析、支座沉降分析、大位移分析，是強(qiáng)有力的土木工程分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)。MIDAS 可以根據(jù)建立的模型，按用戶要求算出并累加所有各施工階段和運(yùn)營(yíng)階段恒、活載內(nèi)力、位移、反力及預(yù)應(yīng)力等內(nèi)容；并給出對(duì)應(yīng)的內(nèi)力圖、應(yīng)力圖、位移圖、包絡(luò)圖等；對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，還給出按規(guī)范的截面驗(yàn)算結(jié)果；系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算體系轉(zhuǎn)換及次內(nèi)力。軟件能考慮的恒載有：自重、中活載、公路活載、混凝土收縮、徐變、溫度變化、支座位移、預(yù)加應(yīng)力、二期恒載、施工臨時(shí)荷載及其它外加荷載等；能輸出如下結(jié)果：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖、各階段恒載內(nèi)力圖、位移圖、內(nèi)力包絡(luò)圖、預(yù)應(yīng)力損失、預(yù)應(yīng)力筋用量示意圖、箱形截面扭曲彎矩圖及各圖的相應(yīng)資料，各階段內(nèi)力、預(yù)應(yīng)力、活載內(nèi)力、位移及截面驗(yàn)算結(jié)果。系統(tǒng)分為前處理、運(yùn)行結(jié)構(gòu)分析、后處理、PSC 截面驗(yàn)算與 RC 設(shè)計(jì)。其中前處理主要是劃分單元、定義截面和材料、建立模型、約束邊界、輸入荷載；運(yùn)行分析模塊能得出相應(yīng)的內(nèi)力、應(yīng)力、位移、反力；后處理即查看結(jié)果，可自動(dòng)進(jìn)行荷載組合；PSC 設(shè)計(jì)可對(duì)各指定截面進(jìn)行驗(yàn)算、并作出判斷；RC 設(shè)計(jì)主要是針對(duì)普通筋的設(shè)計(jì)。Midas 建模操作步驟簡(jiǎn)單，其運(yùn)行分析結(jié)果準(zhǔn)確，在橋梁設(shè)計(jì)中，越來(lái)越受到設(shè)計(jì)者的青睞。 Midas 建模步驟簡(jiǎn)說(shuō)（1）定義材料和截面按照材料要求與所擬截面尺寸，在 Midas 中直接定義。（2）建立結(jié)構(gòu)模型將設(shè)計(jì)橋梁劃分節(jié)點(diǎn)、建立單元后，將已經(jīng)定義好的材料和截面相應(yīng)地賦給單元。（3）輸入 PSC 截面鋼筋xx 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 18 頁(yè)在 PSC 設(shè)計(jì)模塊中定義截面鋼筋規(guī)格及裂縫寬度系數(shù)等各項(xiàng)系數(shù)。（4）輸入荷載：恒荷載，鋼束特性和形狀，鋼束預(yù)應(yīng)力荷載按所設(shè)計(jì)的預(yù)應(yīng)力剛束輸入剛束形狀，并添加各種荷載。（5）定義施工階段根據(jù)各種條件選擇施工方法，定義好施工步驟。（6）輸入移動(dòng)荷載數(shù)據(jù)定義車(chē)道，定義車(chē)輛，移動(dòng)荷載工況。（7）運(yùn)行結(jié)構(gòu)分析（8）查看分析結(jié)果（9）.PSC 設(shè)計(jì) :PSC 設(shè)計(jì)參數(shù)確定，運(yùn)行設(shè)計(jì)，查看設(shè)計(jì)結(jié)果 靜力荷載內(nèi)力計(jì)算 計(jì)算原理預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的計(jì)算與所采用的施工方法密切相關(guān)，不同的施工方法和施工過(guò)程中不同的施工順序都將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)不同的受力狀況。有時(shí)，施工順序?qū)Q定一種結(jié)構(gòu)方案是否能夠成立。為了正確計(jì)算出所需要的結(jié)果，必須采用適當(dāng)?shù)氖┕し椒▽⑵渎?lián)系起來(lái)。設(shè)計(jì)中可以利用一些特殊的施工方法或施工順序來(lái)調(diào)整結(jié)構(gòu)各部位的內(nèi)力及應(yīng)力分布，使結(jié)構(gòu)各部位處于理想的設(shè)計(jì)預(yù)期狀態(tài)，使其在設(shè)計(jì)中起著輔助的作用。梁段的劃分:本橋上部結(jié)構(gòu)采用的是對(duì)稱(chēng)懸臂澆注的施工方法。而懸臂澆注箱梁的節(jié)段劃分主要受如下主要因素的控制：（1）墩頂梁段（0塊）①長(zhǎng)度一般為 5 m～10 m，但以具體情況如施工技巧、施工能力而定，此設(shè)計(jì)中取 7 m.②施工托架：在混凝土澆筑以前，搭好托架并應(yīng)對(duì)托架進(jìn)行試壓。（2）由 0塊段兩側(cè)對(duì)稱(chēng)分段懸臂澆筑部分①根據(jù)情況將 0塊兩側(cè)的梁進(jìn)行分塊，以便掛籃施工，長(zhǎng)度一般為 m～5 m，也有個(gè)別跨度大的