【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 風(fēng)雨兩種類型，其中臺(tái)風(fēng)雨危害較大。臺(tái)風(fēng)雨一般歷時(shí)二、三天，時(shí)間短，強(qiáng)度大，多在 9三個(gè)月，常造成嚴(yán)重的洪澇災(zāi)害。 1. 4 采用材料 混凝土如下： 1. 梁體混凝土強(qiáng)度等級(jí)采用 C50。 2. 擋砟墻、遮板混凝土強(qiáng)度等級(jí)采用 C40。 3. 人行道板采用 C40 鋼筋混凝土或 RPC 混凝土。 4. 防水層保護(hù)層采用 C40 纖維混凝土。 預(yù)應(yīng)力如下： 1. 縱向預(yù)應(yīng)力筋采用抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為 fpk=1860MPa,彈性模量為 Ep=195GPa,公稱直徑為 ㎜高強(qiáng)度鋼絞線，其技術(shù)條件符合 GB5224 標(biāo)準(zhǔn)。豎向預(yù)應(yīng)力采用抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為 fpk=830MPa、彈性模量為 Ep=200GPa 預(yù)應(yīng)力混凝土用螺紋鋼筋。 2. 管道形成：預(yù)應(yīng)力鋼絞線采用金屬波紋管成孔。豎向預(yù)應(yīng)力用螺紋鋼筋采用鐵皮套筒成孔。 3. 張拉錨固體系：采用符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、經(jīng)部產(chǎn)品認(rèn)證中心認(rèn)可的錨具及其配套產(chǎn)品，并核對(duì)其尺寸是否滿足設(shè)計(jì)要求。 鋼筋如下： 普通鋼筋采用 HPB235（彈性模量為 Ep=210GPa）和 HRB335（彈性模量為Ep=200GPa），其技術(shù)條件應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋》（ GB13013）和《鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋》（ GB1499）的要求。 防水層及保護(hù)層如下： 防水材料用高聚物改性瀝青防水卷材，施工工藝符合 “客運(yùn)專線橋梁混凝土橋面防水層技術(shù)條件 ”要求；保護(hù)層采用纖維混凝土保護(hù)層。 支座如下： 支座采用 CKPZ—Q 球型支座。 橋面泄水管及管蓋如下： PVC管材應(yīng)符合《埋地排污、廢水用硬聚氯乙烯（ PVCu）管材》（ GB/）蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 要求。 1. 5 設(shè)計(jì)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn) 依據(jù)的規(guī)范有： 1. 《鐵路橋含設(shè)計(jì)規(guī)范》（ ～ ）。 2. 《鐵路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB501112021） 。 3. 《 客運(yùn)專線鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南 》 （ TZ2132021）。 4. 《 鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)暫行規(guī)定 》 （鐵建設(shè)【 2021】 157 號(hào)）及 “局部修訂條文 ”（鐵建設(shè)【 2021】 140 號(hào)）。 5. 《 鐵路防雷、電磁兼容及接地工程技術(shù)暫行規(guī)定 》 （鐵建設(shè)【 2021】 90 號(hào)）。 6. 《 客運(yùn)專線綜合接地技術(shù)實(shí)施辦法 》 （鐵集成【 2021】 220 號(hào)）。 2. 方案比選 2. 1 構(gòu)思宗旨 ⑴ 符合城市發(fā)展規(guī)劃，滿足交通功能需要。 ⑵ 橋梁結(jié)構(gòu)造型簡(jiǎn)潔，輕巧，反映新科技成就，體現(xiàn)人民智慧。 ⑶ 設(shè)計(jì)方案力求結(jié)構(gòu)新穎，保證結(jié)構(gòu)受力合理，技術(shù)可靠，施工方便。 ⑷ 與高速公路的等級(jí)和周邊環(huán)境相宜。 ⑸ 學(xué)習(xí)變截面梁橋的設(shè)計(jì)過(guò)程。 2. 2 比選標(biāo)準(zhǔn) 在我國(guó)，安全、經(jīng)濟(jì)、適用、美觀是橋梁設(shè)計(jì)中的主要考慮因素，安全尤為重要。 2. 3 設(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì)方案一 : 變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋 1. 橋型介紹 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋是常用的一種橋梁結(jié)構(gòu)形式，屬于超靜定體系、其在恒載、活載作用下，產(chǎn)生的支點(diǎn)負(fù)彎矩對(duì)跨中正彎矩有卸載的作用，使其內(nèi)力狀態(tài)比較均勻合理。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋結(jié)構(gòu)剛度大，變形小，動(dòng)力性能好，主梁變形撓曲線平緩，有利于高速行車?？刹捎脩冶凼┕しā㈨斖品ā⒅鹂缡┕しㄊ┕?，充分應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，使施工設(shè)備機(jī)械化，生產(chǎn)工廠化；采用預(yù)制廠預(yù)制主梁，然后安裝就位， 張拉負(fù)彎矩鋼筋，形成連續(xù)結(jié)構(gòu)，施工速度快。 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 2. 尺寸擬定 ⑴ 橋跨布置 根據(jù)設(shè)計(jì)資料，采用三跨連續(xù)梁 ，邊跨跨徑約為中跨的 ～ 倍，按此經(jīng)驗(yàn)初步確定橋跨布置為： 48m+80m+48m，總長(zhǎng)為 176m。布置圖如圖 所示。 圖 橋型布置圖（連續(xù)梁） ⑵ 截面尺寸 超過(guò) 60m跨徑的橋梁一般采用變截面梁較經(jīng)濟(jì)，根據(jù)已建成的橋梁資料分析，支點(diǎn)截面的梁高約為（ 1/16～ 1/18） l(l 為中間跨長(zhǎng) )，跨中梁高約為（ 1/～ 1/） H。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，可以節(jié)省預(yù)應(yīng)力鋼束布置用量，加大梁高只是腹板加厚，增大混凝土用量有限。據(jù)此經(jīng)驗(yàn)，邊支點(diǎn)梁高為 ，中支點(diǎn)梁高為 ，跨中梁高為 ，梁底按照拋物線變化。 截面細(xì)部構(gòu)造圖如圖 所示。 ⑶ 下部結(jié)構(gòu) 墩身采用矩形空心墩，橋臺(tái)采用柱式橋臺(tái)，基礎(chǔ)采用鉆孔注樁基礎(chǔ)。 ⑷ 施工方案設(shè)計(jì) 連續(xù)梁橋的施工方法有先簡(jiǎn)支后連續(xù)法、頂推施工法、懸臂施工法 …… ，本次施工采用懸臂澆筑法施工。 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 圖 截面細(xì)部尺寸 設(shè)計(jì)方案二： 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛 構(gòu)橋 1. 橋型介紹 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛 構(gòu)橋是將連續(xù)梁的橋墩與梁部固結(jié)，減小了支座處的負(fù)彎矩，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性；預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)鋼構(gòu)橋結(jié)構(gòu)上主墩無(wú)支座、施工體系轉(zhuǎn)變方便、伸縮縫少、行車舒適、順橋向抗彎剛度和橫橋向抗扭剛度大、受力性能好，順橋向抗推剛度小，對(duì)溫度、混凝土收縮徐變及地震均有利。 從施工上考慮，連續(xù)剛構(gòu)橋施工狀態(tài)和成橋保持一致，懸臂掛藍(lán)平衡施工技術(shù)成熟，操作相對(duì)簡(jiǎn)單。此外，墩梁固結(jié)也在一定程度上克服了大噸位支座設(shè)計(jì)與制造的困難，也省去了連續(xù)梁施工過(guò)程中墩梁臨時(shí)固結(jié)、合龍后再行調(diào)整的這一施工環(huán)節(jié)。 2. 尺寸擬定 ⑴ 橋跨布置 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)與連續(xù)梁橋的橋跨布置一樣，只是將連續(xù)梁的橋墩與梁部固結(jié)，使結(jié)構(gòu)形成一個(gè)整體。其布置如圖 所示。 圖 橋型布置圖（連續(xù)剛構(gòu)） 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 ⑵ 截面尺寸 連續(xù)剛構(gòu)的細(xì)部尺寸大致 與連續(xù)梁橋相同，其截面細(xì)部構(gòu)造圖如圖 所示。 圖 截面細(xì)部構(gòu)造圖 ⑶ 下部結(jié)構(gòu) 從受力性能上考慮，連續(xù)剛構(gòu)橋利用高墩的柔性來(lái)減小主梁跨中彎矩，同時(shí)減小橋墩的尺寸，雙薄壁墩對(duì)主梁支點(diǎn)的負(fù)彎矩有明顯的削峰作用，結(jié)構(gòu)受力合理、性能優(yōu)越。此橋橋墩采用雙薄壁矩形墩，橋臺(tái)采用柱式橋臺(tái)，基礎(chǔ)為鉆孔灌注樁。 ⑷ 施工方法設(shè)計(jì) 連續(xù)剛構(gòu)因墩梁固結(jié)，在采用懸臂澆筑法施工時(shí)免去了臨時(shí)固結(jié)的施工和解除，因此其最佳施工方法為懸臂澆筑法施工，對(duì)于本橋采用此方法施工。 設(shè)計(jì)方案三： 預(yù)應(yīng)力 混凝土簡(jiǎn)支梁橋 1. 橋型介紹 預(yù)應(yīng)力簡(jiǎn)支梁橋的特點(diǎn)是指其結(jié)構(gòu)在垂直荷載的作用下，其支座僅產(chǎn)生垂直反力，而無(wú)水平推力的橋梁。預(yù)應(yīng)力混凝土粱式橋受力明確，理論計(jì)算較簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)和施工的方法已經(jīng)很成熟。 混凝土簡(jiǎn)支梁橋具有以下主要特征： 1）混凝土材料以砂、石為主，可就地取材，成本較低 。 2）結(jié)構(gòu)造型靈活，可模型好，可根據(jù)使用要求澆筑成各種形狀的結(jié)構(gòu)； 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 3）結(jié)構(gòu)的耐久性和耐火性較好，建成后維修費(fèi)用較少； 4）結(jié)構(gòu)的整體性好，剛度較大，變形較?。? 5）可采用預(yù)制方式建造，將橋梁的構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)； 6）結(jié)構(gòu)自重較大，自重耗掉大部分材料的強(qiáng)度，因而大大限制其跨越能力。 2. 尺寸擬定 ⑴ 橋跨布置 此橋采用五跨預(yù)制梁 32m+32m+40m+40m+32m，其布置圖如圖 所示。 圖 橋型布置圖（簡(jiǎn)支梁） ⑵ 截面尺寸 根據(jù)高跨比的經(jīng)驗(yàn)值，取梁高為 ，全梁采用 T 梁形式，其細(xì)部構(gòu)造圖如圖 所示。 圖 截面細(xì)部尺寸 ⑶ 施工方法設(shè)計(jì) 對(duì)于簡(jiǎn)支梁橋可以采用預(yù)制架設(shè)施工，此橋采用預(yù)制安裝施工縮短工期，而且還可以保證梁的質(zhì)量。 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 2. 4 方案比選結(jié)果 ⑴ 根據(jù)設(shè)計(jì)構(gòu)思宗旨，橋型方案應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)新穎、受力合理、技術(shù)可靠、施工方便、造價(jià)合理的原則。以上三種方案基本都滿足這一要求。 ⑵ 方案三 的 跨中彎矩大，結(jié)構(gòu)自重較大，自重消耗掉大部分材料的強(qiáng)度，因而大大限制其跨越能力，所以排除此方案。 ⑶ 方案一與方案二相比，一個(gè)是預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋，一個(gè)是預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋結(jié)構(gòu)受力性能好、變形小、伸縮縫少、行車平順舒適、造型簡(jiǎn)潔美觀、養(yǎng)護(hù)工程量小、抗震能力強(qiáng)等而成為最富有競(jìng)爭(zhēng)力的主要橋型之一。在恒載作用下，連續(xù)梁在支點(diǎn)處有負(fù)彎矩，由于負(fù)彎矩的卸載作用，跨中正彎矩顯著減小。 由于連續(xù)梁橋的墩梁固結(jié)在施工中存在很多問(wèn)題，所以選擇方案一。如： （安放電熱絲）組成的墩梁固結(jié)中存在的問(wèn)題是 ⑴ 電解電阻絲容易出現(xiàn)故障，往往不能完 全熔化臨時(shí)支座或不能不能同時(shí)對(duì)稱熔化而產(chǎn)生不平衡荷載 。⑵ 在實(shí)際施工拆除臨時(shí)支座時(shí)間長(zhǎng)，增加了合攏周期，對(duì)塊件合攏不利； ⑶ 拆除硫磺砂漿墊塊后，其對(duì)應(yīng)部位的梁底板外觀較差。 ⑴ 砂筒在承受梁體重量和施工荷載時(shí)會(huì)有較小的沉降，造成砂筒受力不均勻； ⑵ 比較浪費(fèi)材料，砂筒制作較為復(fù)雜。 ⑴ 鋼管混凝土柱上口與梁體接觸面顯傾斜狀，兩者之間在承受施工荷載時(shí)有微小的滑移； ⑵ 由于該橋的主墩均在水中，這樣拆除水下鋼管混凝土比較困難。 4 豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋與鋼管組合成墩梁固結(jié)中存在的問(wèn)題 ⑴ 由于鋼管傾斜，同一排鋼管的頂面很難控制在一條線上，造成各鋼管受力不均； ⑵ 穩(wěn)定性不太好。在前移掛藍(lán)時(shí)，梁體有微小的抖動(dòng)。 綜上所 述，根據(jù)安全、經(jīng)濟(jì)、適用、美觀 ，最終選定設(shè)計(jì)方案一 變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)的推薦方案。 3. 截面尺寸擬定和主梁施工階段的劃分 設(shè)計(jì)特點(diǎn)及受力特點(diǎn) 設(shè)計(jì)特點(diǎn) 經(jīng)過(guò)各種方案比選，本設(shè)計(jì)方案采用三跨混凝土變截面連續(xù)結(jié)構(gòu)，全長(zhǎng) 176m，設(shè)蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 計(jì)主跨為 80m。采用分段懸臂澆筑的方式施工，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋采用懸臂施工法需要進(jìn)行體系轉(zhuǎn)化，最終形成連續(xù)梁橋。 連續(xù)梁橋有做成三跨或者四跨一聯(lián)的，也有做成多跨一聯(lián)的，但一般不超過(guò)六跨。對(duì)于橋孔分跨，往往要受到如下因素的影響： 橋址地形、地質(zhì)與水文條件，通航要求以及墩臺(tái)、基礎(chǔ)及制作構(gòu)造，力學(xué)要求，美學(xué)要求等。本設(shè)計(jì)采用三跨不等的橋孔布置，邊跨長(zhǎng)度可取為中跨的 倍左右，這要可使中跨跨中不致產(chǎn)生異號(hào)彎矩，此外對(duì)于采用懸臂施工澆筑法的橋梁，邊跨長(zhǎng)度取為中跨長(zhǎng)度的比例是經(jīng)濟(jì)合理的。本設(shè)計(jì)的跨度根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書來(lái)確定，其跨度組合為： 48m+80m+48m?；痉弦陨显硪蟆? 受力特點(diǎn) 采用懸臂澆筑的方法施工，在施工階段中要經(jīng)歷 T 形剛構(gòu)受力狀態(tài)，此后才形成連續(xù)梁橋，橫截面產(chǎn)生的內(nèi)力由各個(gè)施工階段的內(nèi)力疊加而成。由于合龍段較短 （ 2m）其懸臂施工段的受力狀態(tài)。 主截面 從預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁的受力特點(diǎn)來(lái)分析，連續(xù)梁的立面應(yīng)才取變高度布置為宜；在恒、活載作用下 ，支點(diǎn)截面將出現(xiàn)較大的負(fù)彎矩，從絕對(duì)值來(lái)看，支點(diǎn)截面的負(fù)彎矩往往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(nèi)力分布規(guī)律，另外，相對(duì)于等截面梁來(lái)說(shuō)，變高度梁使梁體外形和諧，節(jié)省材料并增大橋下凈空，節(jié)省材料。所以本設(shè)計(jì)中采用懸臂現(xiàn)澆施工方法，變截面的梁。 橫截面 大跨度連續(xù)梁橋橫截面的設(shè)計(jì)主要采用箱形截面，箱形截面的核心距較大時(shí)，軸向壓力的偏心可以越大，也就是預(yù)應(yīng)力鋼筋合力的偏心越大，可以充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力的作用。此外，箱形截面抗扭剛度很大，對(duì)于采用懸臂施工的橋梁尤為有利； 同時(shí)，因箱形截面具有較大的面積，所以能夠有效地抵抗正負(fù)彎矩，并滿足配筋要求。箱形截面具有良好的動(dòng)力特性；再者它收縮變形數(shù)值較小，因而也受到了人們的重視。相對(duì)于其他形式的截面，單箱單室截面的優(yōu)點(diǎn)是受力明確，施工方便，節(jié)省材料用量。所以本設(shè)計(jì)采用扁平的單箱單室。 由于主橋?yàn)樽兘孛嫦湫瘟簶?，根?jù)經(jīng)驗(yàn)確定，預(yù) 應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的中支點(diǎn)主梁高度與其跨徑之比通常在 1/15～ 1/25 之間，而跨中梁高與主跨之比一般為 1/40～ 1/50 之蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 間。本設(shè)計(jì)中連續(xù)梁在支點(diǎn)和跨中的梁估算值為： 支點(diǎn)處： H=(1/16～ 1/20)l，跨中 H=（ 1/30～ 1/50） l。所以本設(shè)計(jì)采用的支點(diǎn)處梁高為 米，跨中梁高為 米。 箱形截面的頂板和底板是結(jié)構(gòu)承受正負(fù)彎矩的主要工作部位。其尺寸要受到受力要求和構(gòu)造兩個(gè)方面的控制。支墩處底板還要承受很大的壓應(yīng)力，一般來(lái)講，變截面的底板厚度也隨梁高變化，墩頂處底板為梁高的 1/10～ 1/12，跨中處底板一般為 200 ㎜～ 250㎜。箱梁頂板厚度應(yīng)滿足橫向彎矩的要求和布置縱向預(yù)應(yīng)力筋的要求。本設(shè)計(jì)中采用雙面配筋，且底板由支點(diǎn)處以拋物線的形式向跨中變化。 底板在支點(diǎn)處厚 ，在跨中厚 頂板厚 。 腹板和其它細(xì)部構(gòu)造 （ 1）箱梁腹板厚度 腹板的功能主要是承受截面的剪應(yīng)力和主拉應(yīng)力。在預(yù)應(yīng)力混凝土梁中，因?yàn)閺澥鴮?duì)外剪力的抵消作用，所以剪應(yīng)力和主拉應(yīng)力的值比較小，腹板不必設(shè)得太大；同時(shí)，腹板的最小厚度應(yīng)考慮受力筋的布置和混凝土澆筑要求，其設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)為： ① 腹板內(nèi)沒預(yù)應(yīng)力束筋管道布置時(shí)為 200mm； ② 腹板內(nèi)有預(yù)應(yīng)力束筋管道布置時(shí)為 30