【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 不平衡的推力。（4）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)能提高這類橋梁的跨越能力。這類橋梁不僅技術(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。（5）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，現(xiàn)在還沒有其他類型的橋梁的跨度能超過斜拉橋。斜拉橋與懸索橋不同之處是，斜拉橋直接錨于主梁上，稱自錨體系，拉索承受巨大的拉力，拉索的水平分力使主梁受壓，因此塔、梁均為壓彎構(gòu)件。由于斜拉橋的主梁通過拉緊的斜索與塔直接相連，增加了主梁抗彎、抗扭剛度，在動(dòng)力特性上一般遠(yuǎn)勝于懸索橋。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，此方案不考慮。對(duì)以上所論述橋型進(jìn)行列表比較：表1 方案比選表比較項(xiàng)目第一方案第二方案橋跨橋型混凝土板式橋簡(jiǎn)直橋預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)直梁橋橋跨結(jié)構(gòu)特點(diǎn)板式橋是公路橋梁中量大、面廣的常用橋型，它構(gòu)造簡(jiǎn)單、受力明確,尤其是建筑高度受到限制和平原區(qū)高速公路上的中、小跨徑橋梁，特別受到歡迎，從而可以減低路堤填土高度，少占耕地和節(jié)省土方工程量。在垂直荷載的作用下，其支座僅產(chǎn)生垂直反力，而無水平推力。結(jié)構(gòu)造型靈活，整體性好，剛度較大，其跨徑較小；且簡(jiǎn)直梁梁高較大，與城市的景觀不協(xié)調(diào)。維修量較小小設(shè)計(jì)技術(shù)水平經(jīng)驗(yàn)很豐富，國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平經(jīng)驗(yàn)豐富，國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平施工技術(shù)預(yù)制空心板構(gòu)件，可在現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制, 它構(gòu)造簡(jiǎn)單、受力明確,施工方便,技術(shù)難度較少預(yù)制T型構(gòu)件，運(yùn)至施工地點(diǎn)，采用混凝土現(xiàn)澆，將T型梁連接，其特點(diǎn)外型簡(jiǎn)單、制造方便，整體性好工 期較短較短橋跨橋型預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋梁拱組合橋橋跨結(jié)構(gòu)特點(diǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋在垂直荷載作用下，支座僅產(chǎn)生垂直反力，而無水平推力。結(jié)構(gòu)造型靈活，可模型好，可根據(jù)使用要求澆鑄成各種形狀的結(jié)構(gòu)，整體性好，剛度較大，變性較小。受力明確，理論計(jì)算較簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)和施工的方法日臻完善和成熟。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)能提高這類橋梁的跨越能力維修量較大較大設(shè)計(jì)技術(shù)水平經(jīng)驗(yàn)較豐富，國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平經(jīng)驗(yàn)一般，國(guó)內(nèi)一般水平施工技術(shù)滿堂支架法：結(jié)構(gòu)不發(fā)生體系轉(zhuǎn)換，不引起恒載徐變二次矩，預(yù)應(yīng)力鋼筋可以一次布置，集中張拉等優(yōu)點(diǎn)。施工難度一般轉(zhuǎn)體施工法：對(duì)周圍的影響較小，將結(jié)構(gòu)分開建造，再最后合攏，可加快工期，是近十年來新興的施工方法，施工難度較大工 期較 長(zhǎng)較 長(zhǎng)由上表可知，根據(jù)本橋的實(shí)際情況，結(jié)合橋梁設(shè)計(jì)原則，選擇第一方案經(jīng)濟(jì)上比第二方案好；跨徑上滿足要求，景觀與環(huán)境協(xié)調(diào)，比第二方案好；工期上較短，對(duì)整個(gè)工程進(jìn)度來說不會(huì)受其影響；施工難度較小，針對(duì)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)情況，采用樁基，加強(qiáng)基礎(chǔ)強(qiáng)度。所以選擇第一方案作為首選。（二）橋梁截面形式比選橋梁截面形式考慮了箱形梁、組合箱梁、空心矩形板（梁）、T型梁等可采用的梁型。連續(xù)單箱梁截面方案的結(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，但可全線同步施工同時(shí)技術(shù)要求也相對(duì)較高。結(jié)構(gòu)整體性強(qiáng)，抗扭剛度大，適應(yīng)性強(qiáng)。箱梁預(yù)制吊裝，鋪預(yù)制板，重量輕。從預(yù)制廠到工地的運(yùn)輸要求相對(duì)較低，運(yùn)輸費(fèi)用較低。也可在施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置預(yù)制場(chǎng)地預(yù)制箱梁，成型后直接用吊車起吊安裝。橋面板需要現(xiàn)澆施工,增加現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)量，工期也相應(yīng)延長(zhǎng)。（梁）截面無論對(duì)鋼筋混凝土還是預(yù)應(yīng)力混凝土裝配式板橋來說，跨徑增大，實(shí)心矩形截面就顯得不合理。因而將截面中部部分地挖空，做成空心板，不僅能減小自重，而且對(duì)材料的充分利用也是合理的。鋼筋混凝土空心板目前使用范圍在6—16m?？招陌遢^同跨徑的實(shí)心板重量小，運(yùn)輸安裝方便，而建筑高度又較同跨徑的T梁小，因此目前使用較多。相應(yīng)于這些跨徑的板厚，—?？招陌鍢蛴行螤詈?jiǎn)單，施工方便，建筑高度小等優(yōu)點(diǎn)，因而在使用較廣泛。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)制在吊裝實(shí)施過程也存在著與其他預(yù)制梁同樣的問題[3]。相比之下，空心板橋有形狀簡(jiǎn)單，施工方便，建筑高度小等優(yōu)點(diǎn)，因而在使用較廣泛，且施工技術(shù)成熟，造價(jià)適中。因此，結(jié)合工程特點(diǎn)和施工條件，選擇空心板矩形板（梁）?？招陌寰匦伟澹海┙孛鎴D如圖（1）所示圖1三、主要構(gòu)件尺寸設(shè)計(jì)（一）結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)經(jīng)方案比選后采用五跨混凝土簡(jiǎn)支板（梁）結(jié)構(gòu)。根據(jù)橋下排洪要求，單跨跨徑定為16m。上部結(jié)構(gòu)設(shè)兩個(gè)車道，采用6片箱型梁，其中邊梁兩片,，中梁四片，橋面總寬9m，每側(cè)設(shè)1人行道，橋面凈寬為7m。一般跨河橋梁，總跨徑可參照水文來確定。橋梁的總跨徑必須保證橋下有足夠的排洪面積，使河床不致遭受過大的沖刷。另一方面，根據(jù)河床土壤的性質(zhì)和基礎(chǔ)的埋置情況，應(yīng)視河床的沖刷深度，適當(dāng)縮短橋梁的總長(zhǎng)度，以節(jié)約總投資。根據(jù)以上原則，對(duì)于一座較大的橋梁，應(yīng)當(dāng)分成幾孔，各孔的跨徑應(yīng)當(dāng)多大，這不僅影響到使用效果、施工難易等，并且在很大程度上關(guān)系到橋梁的總造價(jià)。跨徑越大、孔數(shù)越少，上部結(jié)構(gòu)的造價(jià)就很高，墩臺(tái)的造價(jià)就減少；反之，則上部結(jié)構(gòu)的造價(jià)降低，而墩臺(tái)造價(jià)將提高。這與橋墩的高度以及基礎(chǔ)工程的難易程度 有密切關(guān)系。最經(jīng)濟(jì)的分孔方式就是使下、下部結(jié)構(gòu)的總造價(jià)趨于最低。另外跨的選擇還與施工能力有關(guān)。XX橋是拆除改建工程，橋址已確定即在原橋位上修建，據(jù)XX橋河道流域面積、及50年內(nèi)河流洪水情況選用標(biāo)準(zhǔn)圖中的16米跨徑為本橋的跨徑。對(duì)于跨河橋梁，橋梁的標(biāo)高應(yīng)保證橋下排洪和通航的需要。XX橋建成后橋面標(biāo)高應(yīng)當(dāng)與原路面標(biāo)高相一致，保證橋梁與路線的順暢，梁（板）。(1)空心矩形板（梁）高度混凝土空心簡(jiǎn)支板（梁）橋的梁高度與跨徑之比通常在～1/25之間，在設(shè)計(jì)中，高跨比約在～，當(dāng)建筑高度不受限制時(shí)，增大梁高是比較經(jīng)濟(jì)的方案。加大梁高只是腹板加厚，增大混凝土用量有限，但可在增大空心截面的慣性矩。根據(jù)橋下排洪情況，并且為達(dá)到美觀的效果，，位于～之間，符合要求。細(xì)部尺寸：在板截面跨中處頂板厚取9cm，腹板處取18cm，到腹板處按二次拋物曲線變化。底板厚取9cm，底板腹板處厚取14cm；腹板處厚取10cm。具體尺寸如圖3示：圖3圖墩柱、鉆孔灌注樁尺寸設(shè)計(jì)蓋梁、墩柱、鉆孔灌注樁尺寸見圖4。圖4（1）混凝土：預(yù)制空心板、封頭、鉸縫均采用C30混凝土，橋面鋪裝采用C40混凝土。（2）鋼筋：除特殊要求外，普通鋼筋應(yīng)滿足下列要求：直徑≥12mm者采用II級(jí)鋼筋 直徑≤12mm者采用 I級(jí)鋼筋（二）橋梁設(shè)計(jì)荷載根據(jù)規(guī)范本橋設(shè)計(jì)等級(jí)為公路II級(jí)。汽車荷載由車道荷載和車輛荷載組成。車道荷載由均布荷載和集中荷載組成。公路I級(jí)車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值為；集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值按以下規(guī)定選?。簶蛄河?jì)算跨徑小于或等于5m時(shí)，=180KN橋梁計(jì)算跨徑等于或大于5m時(shí)，=360KN 橋梁計(jì)算跨徑大于5m，小于50m時(shí)，值采用直線內(nèi)插求得。計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)。[5]。橋梁結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)采用車道荷載；橋梁結(jié)構(gòu)的局部加載采用車輛荷載。故本橋的車道荷載計(jì)算圖式如下圖：圖5 二、 行車道板設(shè)計(jì)（一）計(jì)算理論行車道板是直接承受車輛輪壓的鋼筋混凝土板,它在構(gòu)造上與主梁梁肋和橫隔梁連接在一起,既保證了梁的整體作用,又將活載傳于主梁。在橋梁設(shè)計(jì)中，通常把邊長(zhǎng)比或長(zhǎng)寬比等于和大于2的周邊支承板看作單向板由短跨承受荷載的單向受力板（簡(jiǎn)稱單向板）來設(shè)計(jì)[6]。 在橋梁設(shè)計(jì)中，為了計(jì)算方便起見，通常近似地把車輪壓力與橋面的接觸面看作是b2的矩形。a2：車輪沿行車方向的著地長(zhǎng)度b2：車輪的寬度荷載在鋪裝層內(nèi)的擴(kuò)散可偏安全地按45度來計(jì)算，則作用于鋼筋混凝土承重板頂面的矩形荷載壓力面的邊長(zhǎng)為：沿縱向： （式1）沿橫向： （式2）式中H鋪裝層的厚度。《橋規(guī)》中對(duì)于單向板的荷載有效分布寬度的規(guī)定：跨徑中間的幾個(gè)相同荷載： （式3）式中荷載在板的支承處： （式4）式中t板的厚度荷載靠近板的支承處： （式5）（二）單向板內(nèi)力計(jì)算公式： （式6），當(dāng)主梁的梁肋寬度較大時(shí)（如箱式梁）取肋間的凈距加板的厚度，即但不大于此處為橋的凈跨徑，為板厚，為梁肋寬度： （式7）： （式8）汽車軸重 板的有效工作寬度： （式9）矩形部分荷載的合力為 （式10）三角形部分荷載的合力為 （式11）式中：和——對(duì)應(yīng)于有效工作寬度和處的荷載強(qiáng)度； 和——對(duì)應(yīng)于荷載合力和的支點(diǎn)剪力影響線豎標(biāo)值： （式12） （式13） （式14） （式15）(三)行車道板設(shè)計(jì) 主梁截面尺寸如圖3，橋面鋪裝采用10—，容重為25kN/m3；面層為8cm厚瀝青混凝土，容重為23kN/m3[2]。取=,=：取縱向1米寬的板條進(jìn)行計(jì)算(1)每延米板上的永久作用瀝青混凝土面層 KN/mC40混凝土面層KN/m合計(jì)： KN/m(2)永久作用效應(yīng) 由（式6，式7）得(1)車道均布荷載作用效應(yīng)(2)車道集中荷載作用效應(yīng) 取沖擊系數(shù)由（式8，式9，式10，式11）得 (4)配筋設(shè)計(jì)取1米寬的板進(jìn)行配筋計(jì)算，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖6示圖6設(shè)計(jì)選用間距150mm的HRB335級(jí)鋼筋受拉。選用間距150mm的HRB335級(jí)鋼筋 ,基截面面積為驗(yàn)算適用條件五、主梁（板）設(shè)計(jì)（一）荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算(1) 杠桿原理法：杠桿原理法進(jìn)行荷載橫向分布計(jì)算，其基本假定是忽略主梁之間橫向結(jié)構(gòu)的聯(lián)系作用，即假設(shè)橋面板在主梁上斷開，而當(dāng)作沿橫向支承在主梁上的簡(jiǎn)支梁或懸臂梁來考慮。(2) 偏心壓力法：也稱剛性橫梁法。橋梁兩端及跨度中央設(shè)置橫隔梁后，增加了橋梁的整體性，并加大了橋梁橫向結(jié)構(gòu)的剛度。在車輛荷載作用下中間橫隔梁像一根剛度無窮大的剛性梁一樣保持直線的形狀，從橋梁受荷后各主梁的變形規(guī)律看，它完全類似材料力學(xué)中桿件偏心受壓的情況。適用于橋的寬跨比B/。(3) 橫向鉸接板法：適用于用混凝土企口縫連接的裝配式板橋。當(dāng)混凝土企口縫連接的裝配式板橋某一塊板承受荷載P時(shí)，除本身引起縱向撓度外，其他板也會(huì)受力而發(fā)生相應(yīng)的撓度。這是因各板塊之間通過接合縫所承受的內(nèi)力在起傳遞荷載的作用[7]。本設(shè)計(jì)中板與板之間通過鉸接縫來進(jìn)行聯(lián)結(jié)，故選用橫向鉸接板法進(jìn)行橫向分布系數(shù)的計(jì)算。(1) 截面力學(xué)性質(zhì)截面形式如圖4示?？招陌褰瓢瓷舷聦?duì)稱截面計(jì)算，則形心軸位于截面二分之一高度處。查鉸接板荷載橫向分布影響線計(jì)算用表中6663，對(duì)應(yīng)的影響線豎標(biāo)值。數(shù)值見表2表2 影響線豎標(biāo)值計(jì)算表板號(hào)單位荷載作用位置（i號(hào)板中心）123456123將表中數(shù)值按一定比例繪于各板的軸線下主，連接成光滑曲線，得1號(hào)2號(hào)3號(hào)板的橫向分布系數(shù)。如圖7示：對(duì)于1號(hào)板：對(duì)于2號(hào)板對(duì)于3號(hào)板1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)板荷載橫向分布影響線3號(hào)板2號(hào)板1號(hào)板圖7車道荷載車道荷載車道荷載荷載位于橋跨中間部分時(shí)，由于橋梁橫向結(jié)構(gòu)的傳力作用使所有主梁都參與受力，因此荷載的橫向分布比較均勻。但當(dāng)荷載在支點(diǎn)處作用在某主梁上時(shí)荷載就直接由該主梁傳至支座，其他主梁基本上不參與受力。因此，荷載在橋跨縱向的位置不同，對(duì)某一主梁產(chǎn)生的橫向分布也不同。在計(jì)算荷載橫向分布的方法中，通常用“杠桿原理法”來計(jì)算荷載位于支點(diǎn)處的橫向分布。對(duì)于無中間橫隔梁或僅有一根中隔梁的情況，跨中部分采用不變的，從離支點(diǎn)L/4處起至支點(diǎn)的區(qū)段內(nèi)呈直線過渡。（二）主梁內(nèi)力計(jì)算 (1)內(nèi)力計(jì)算公式永久作用下的彎矩公式： （式15）永久作用下的剪力公式： （式16）式中——主梁在離支點(diǎn)任一截面的彎矩值 ——主梁的計(jì)算跨徑——截面位置——主梁在離支點(diǎn)任一截面的剪力值可變作用下的內(nèi)力計(jì)算公式： （式17）式中——所求截面的彎矩或剪力——汽車荷載的沖擊系數(shù)，取=——多車道橋涵的汽車荷載折減系數(shù)——沿橋跨縱向與荷載位置對(duì)應(yīng)的橫向分布系數(shù)——沿橋跨縱向與荷載位置對(duì)應(yīng)的內(nèi)力影響線坐標(biāo)值——車輛荷載的軸重(2)配筋設(shè)計(jì)公式主梁正截面抗彎承載力計(jì)算公式見（式12式13式14式15）主梁斜截面抗剪公式