【正文】 最大剪力 最小剪力 最大彎矩 最小彎矩 軸力 +02 +02 +01 +01 +01 +01 剪力 +02 +01 +03 +03 +02 +01 彎矩 +04 +04 +04 +04 +04 +04 選用使用內(nèi)力組合Ⅰ根 據(jù)正常使用極限狀態(tài)內(nèi)力組合表和承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力組合表可繪出正常使用極限狀態(tài)和承載能力狀態(tài)的彎矩包絡(luò)圖和相應(yīng)的剪力包絡(luò)圖。 同時(shí)考慮箱梁抗扭提高系數(shù)，本橋的上部箱梁在墩頂都有強(qiáng)大的橫隔板，且墩梁固結(jié)，當(dāng)箱梁承受偏載作用而使箱梁扭轉(zhuǎn)時(shí)，箱梁截面的自由扭轉(zhuǎn)受到約束，而是縱向纖維受到拉伸或壓縮，從而產(chǎn)生約束扭轉(zhuǎn)正應(yīng)力與約束扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力，橫向梁抗扭提高系數(shù)取用 。永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用某種代表值效應(yīng)、一種偶然作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合。永久作用的設(shè)計(jì)值 效應(yīng)與可變作用設(shè)計(jì)值效應(yīng)組合。于預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋，同一截面因不同荷載作用所產(chǎn)生的內(nèi)力可能同號(hào)，也可能異號(hào)，因此考慮不同的荷載安全系數(shù)進(jìn)行內(nèi)力組合。 a） 人群荷載 最大、最小 彎矩圖 （單位： kN m) 軸力 (kN) 剪力(kN) 彎矩(kN 人群荷載產(chǎn)生的內(nèi)力如下表所示。 m) 1 1 +00 +00 +00 +00 +00 +00 1 2 +00 +00 +00 +00 +03 +02 4 4 +00 +03 +03 +00 +02 +03 4 5 +00 +03 +03 +00 +02 +03 11 11 +00 +02 +04 +00 +02 +03 11 12 +00 +02 +04 +00 +02 +03 22 22 +00 +01 +03 +00 +03 +04 22 23 +00 +01 +03 +00 +03 +04 24 24 +01 +02 +03 +01 +02 +04 24 25 +01 +02 +03 +01 +03 +04 33 34 +01 +01 +03 +01 +03 +04 19 44 44 +02 +02 +04 +01 +01 +03 44 45 +02 +02 +04 +01 +01 +03 a） 車道荷載 最大、最小 彎矩圖 （單位： kN 表 單元號(hào) 節(jié)點(diǎn)號(hào) 汽車 MaxM 汽車 MinM 軸力 (kN) 剪力 (kN) 彎矩(kN m 18 a） 溫度次內(nèi)力彎矩圖（單位 ： kN 表 溫度次 內(nèi)力 單元號(hào) 升溫 降溫 軸力 kN 剪力 kN 彎矩 kN 溫度次內(nèi)力計(jì)算 按矩陣位移法求解溫度次內(nèi)力 ，在 ① 、 ② 號(hào)墩出現(xiàn)負(fù)彎矩最值，在中跨墩出現(xiàn)正彎矩最值 。如圖 17 圖 主梁施工分段 本設(shè)計(jì)主要單元號(hào)與節(jié)點(diǎn)號(hào)。 主跨及邊跨施工分段見下圖 ?；恢孟鄳?yīng)增設(shè)了幾個(gè)單元。 本設(shè)計(jì)的單元?jiǎng)澐郑恳粋€(gè)施工階段自然劃分為一個(gè)單元。 15 3 內(nèi)力計(jì)算與荷載組合 全橋結(jié)構(gòu)計(jì)算圖式的確定 按照桿系程序分析的原理，遵循結(jié)構(gòu)離散化的原則。 （ 2） 拆除主跨跨中掛籃，灌注主跨中跨合攏段。墩頂 0梁段開始澆注之前， 正式支座及臨時(shí)支座 (即鋼筋混凝土支墩 )均先就位，主跨墩支座全部臨時(shí)剛接形成固定鋼支座，活動(dòng)支座應(yīng)給予臨時(shí)鎖定。 邊跨合攏段長 ，中跨合攏段長 ，邊跨直線段長 。同時(shí)還要相應(yīng)增加平衡重或掛籃后錨固設(shè)施； 節(jié)段過短，影響施工進(jìn)度。欄桿高度為 。 （ 2） 橋面橫坡 根據(jù)規(guī)范規(guī)定為 %～ %,取 2%雙向 人字 橫坡 ?；A(chǔ)為群樁基礎(chǔ)，每 個(gè) 墩樁基 礎(chǔ) 分 雙 排 ，共 6 根 D200cm端承 樁。因此本設(shè)計(jì)只在支座處設(shè)置支承橫隔梁。 （ 2） 橫隔梁 橫隔梁可以增強(qiáng)橋梁的整體性和良好的橫向分布，同時(shí)還可以限制畸變；支承處的橫隔梁還起著承擔(dān)和分布支承反力的作用。 maxl —— 橋梁最大跨徑。 腹板和其它細(xì)部結(jié)構(gòu) （ 1） 箱梁腹板厚度 腹板的功能是承受截面的剪應(yīng)力和主拉應(yīng)力。 參考如下（跨中截面）： 表 腹板與頂板尺寸關(guān)系 腹板間距（ m） 頂板厚度（ mm） 180 200 280 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。底板厚最小應(yīng)有 120mm。其尺寸要受到受力要求和構(gòu)造兩個(gè)方面的控制。懸臂端部厚度不小于 10cm，在本設(shè)計(jì)中取25cm， 靠腹板端懸臂厚度取 70cm。單箱單室截面 b:a 之比為 1：（ ～ ） 時(shí)橫向受力狀態(tài)較好。 本設(shè)計(jì)采用支點(diǎn)處梁高為 米，跨中梁高為 米。 本設(shè)計(jì)是一座公路連續(xù)箱型梁，采用的橫截面形式為 單箱單室箱形截面 。拿單箱單室和單箱雙室比較，兩者對截面底板的尺寸影響都不大，對腹板的影響也不致改變對方案的取舍；但是，由框架分析可知：兩者對頂板厚度的影響顯著不同，雙室式頂板的正負(fù)彎矩一般比單室式分別減少 70%和 50%。 常見的箱形截面形式有：單箱單室、單箱雙室、雙箱單室、單箱多室、雙箱多室等等。此外，箱形截面這種閉合薄壁截面抗扭剛度很大，對于彎橋和采用懸臂施工的橋梁尤為有利；同時(shí)，因其都具有較大的面積，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。 當(dāng)橫截面的核心距較大時(shí)，軸向壓力的偏心可以愈大，也就是預(yù)應(yīng)力鋼筋合力的力臂愈大，可以充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力的作用。 結(jié)合以上的敘述，所以本設(shè)計(jì)中采用懸臂施工法，變截面的梁。但是，移動(dòng)模架法、整孔架設(shè)法施工的橋梁，由于施工的需要，一般采用等高度梁?；痉弦陨显硪?。但是若采用 懸臂施工法，則不然。對于橋孔分跨，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)及支座構(gòu)造，力學(xué)要求，美學(xué)要求等。設(shè)計(jì)主跨為 120m。 依據(jù)上述分析，連續(xù) 剛構(gòu) 橋造價(jià)適中，施工方便，使用結(jié)構(gòu)性能好，河床壓縮少，有利于汛期泄洪，結(jié)合本地的具體地質(zhì)條件和人文環(huán)境以及其他客觀因素，我最終選擇了預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù) 剛構(gòu) 橋作為設(shè)計(jì)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。 5） 美觀性 一座橋梁，尤其是坐落于城市的橋梁應(yīng)具有優(yōu)美的外形，應(yīng)與周圍的景致相協(xié)調(diào)。 4） 先進(jìn)性 橋梁設(shè)計(jì)應(yīng)體現(xiàn)現(xiàn)代橋梁建設(shè)的新技術(shù)。 3） 經(jīng)濟(jì)性 設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性一般占首位。 10 2） 舒適與安全性 現(xiàn)代橋梁設(shè)計(jì)越來越強(qiáng)調(diào)舒適度，要控制橋梁的豎向與橫向振幅，避免車輛在橋上振動(dòng)與沖擊。 1） 適 用性 橋上應(yīng)保證車輛和人群的安全暢通，并應(yīng)滿足將來交通量增長的需要。 圖 橋位地質(zhì) 剖面 圖 橋型方案擬定與 尺寸擬定 隨著橋梁理論的不斷成熟，在橋梁設(shè)計(jì)中要求橋的適用性強(qiáng)、舒適安全、建橋費(fèi)用經(jīng)濟(jì)、科技含量高。 (五 )不良地質(zhì) 橋位區(qū)范圍內(nèi)的特殊性巖土主要為軟土，僅零星分布于橋位區(qū)內(nèi)的水溝、魚塘中，系長期高水位形成，厚度一般小于 3m，對橋梁樁基影響不大。 9 礫砂：灰褐色，褐黃色，飽和，中密 ~密實(shí)，含少量有機(jī)質(zhì)及黏性土，稍含礫及卵石，揭露層厚為 ~，該層埋深較大，主要分布于 溈水河床中。 粉砂： 灰色，褐黃色，飽和，中密 ~密實(shí)，含少量有機(jī)質(zhì)及黏性土 ，稍含礫及卵石，層厚約 ，主要以透鏡體形式存在，僅局部存在。 第四系上更新統(tǒng) Q3 卵石：褐黃色為主，飽和，中密 ~密實(shí)，粒徑約 3~9cm，最大約 15cm，呈圓狀，亞圓狀，成分為砂巖、 石英巖及其它硅質(zhì)巖，局部夾漂石，間隙充填細(xì)沙、細(xì)圓礫及少量粘性土，層厚約 ~，橋位區(qū)廣泛分布 圓礫：褐黃色等雜色，飽和，中密 ~密實(shí)，粒徑一般 ~2Cm，呈亞圓狀，圓狀，成分為砂巖，石英砂巖及其他硅質(zhì)巖，間隙充填細(xì)沙，局部夾卵石，層厚約 ~，橋位區(qū)廣泛分布。 圓礫：雜色，飽和，中 密 ~密實(shí)，粒徑一般 ~2Cm，呈亞圓狀，圓狀，成分為砂巖，石英砂巖及其他硅質(zhì)巖，間隙充填細(xì)沙，局部夾卵石，層厚約~，橋位區(qū)廣泛分布，局部以透鏡體形式夾于卵石層中。 粉質(zhì)黏土：褐色，灰褐色，深灰色，可塑 ~硬塑狀，手摸略有砂感，局部夾薄層狀粉砂、圓礫，層厚約 ，主要分布于橋位區(qū)大堤兩側(cè)農(nóng)田 中。 8 種植土：褐色，灰褐色，松散，含少量植物根系，厚約 ，主要分布于 桃花江 兩岸水田中。 （四）地層巖性 及主要物理力學(xué)指標(biāo) 根據(jù)本次勘察，橋位區(qū)地層較為簡單，橋位區(qū)基本被第四系土層所覆蓋，其中卵石層上部多呈灰色、灰褐色等雜色，而下部多呈褐黃色、棕黃色，其表面多附有褐黃色鐵質(zhì)氧化物，這表明卵石層下部在其沉積歷史上曾出露地表，經(jīng)歷過淋濾和氧化作用，故以此為依據(jù)，將卵石層上部及其以上各地層劃至第四系全新統(tǒng)，卵石層下部及其以下各地層劃至第四系上更新統(tǒng)。 地下水主要是第四系覆蓋成中的孔隙水，賦存于粉細(xì)沙、圓礫及卵石等層中，具有一定的承壓性，水量較大。 橋位區(qū)內(nèi)分布有地表水與地下水。 （三）水文資料 常德 流域一般從 4 月開始漲水 ； 58 月為汛期， 8 月以后水勢平穩(wěn)； 1011月水位下落， 12 月至翌年 3 月為枯水期。 扶夷江 常年流水，水量較大，水位受季節(jié)影響較大，一般 48 月為豐水期。 （二）氣象 常德市 屬亞熱帶季風(fēng)氣候，溫暖濕潤，雨量豐富，年平均氣溫 ℃ ，年降水量 ，年日照 14001800 小時(shí)，無霜期 185188 天，春夏之交多暴雨， 46 月占全年降水量的 40%，區(qū)內(nèi)水網(wǎng)密集，小河水流均匯入 桃花江 。 橋位自然條件 （一） 地形地貌 橋位區(qū)屬于 常德鼎城區(qū) Ⅰ級階地地貌，地勢平坦，遍布水田及農(nóng)舍， 河 兩岸均有簡易公路通往橋位區(qū)，交通較為方便，施工條件好。所有材料及標(biāo)準(zhǔn)件產(chǎn)品均應(yīng)采用通過國家級或部級鑒定的產(chǎn)品，并應(yīng)按國標(biāo)部標(biāo)要求進(jìn)行抽樣檢驗(yàn) 。 （四）普通鋼材 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)必須符合“ GB7002020 碳素結(jié)構(gòu)鋼”規(guī)定，選用的焊接材料應(yīng)符合“ GB/T51171995”和“ GB/T51181995” 的要求，并與采用的鋼材材質(zhì)和強(qiáng)度相適應(yīng)。其中鋼筋直徑 d≥12mm全部采用 HRB335 鋼筋，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 fsk =335MPa，鋼筋直徑 d＜ 12mm 全部采用 R235 鋼筋，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 fsk=235MPa。預(yù)應(yīng)力筋采用的錨具、夾具和連接器應(yīng)滿足 （ GB/T143702020） 國標(biāo)要求。匝道橋梁鋼筋混凝土現(xiàn)澆箱梁采用C50； 橋面鋪裝采用 10cm厚瀝青混凝土； 主橋下部構(gòu)造：承臺(tái) C2 C25 封底；樁基 C25；墩柱及頓頂蓋梁 C25； 支座墊石采用 C25； 配置混凝土所采用的水泥、砂、石、水等材料及混凝土的配合比、拌制、運(yùn)輸和澆筑應(yīng)嚴(yán)格按照《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》執(zhí)行，并應(yīng)符合規(guī)范所規(guī)定的質(zhì)量檢驗(yàn)及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 。 （ 4）設(shè)計(jì)水位：按 300 年一遇洪水頻率設(shè)計(jì)洪水位 （黃海高程） 。 （ 2） 橋?qū)?： 主橋：橋面凈寬 10m，總寬 4m。 7) 為了提高工作效率，提高計(jì)算精度，使對結(jié)構(gòu)物的受力分析更為符合實(shí)際，本次設(shè)計(jì)上部結(jié)構(gòu)采用橋梁博士 設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)及驗(yàn)算、采用 CAD繪圖。本橋采用懸臂施工法，其特點(diǎn)有橋梁在施工過程產(chǎn)生負(fù)彎矩，橋墩也要承受由施工產(chǎn)生的彎矩 。 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 1) 設(shè)計(jì)荷載：公路 Ⅱ 級，人群荷載： 4 2) 洪水頻率：按 300 年一遇設(shè)計(jì)。 本次設(shè)計(jì)的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋采用懸臂澆注法施工。采用箱行界面具有較大的抗扭剛度。采用 3 跨變截面連續(xù)箱梁。橋梁所處河段平順，河床平坦。設(shè)計(jì)過程中提高學(xué)生獨(dú)立的分析問題，解決問題的能力以及實(shí)踐動(dòng)手能力，達(dá)到具備初步專業(yè)工程人員的水平，為將來走向工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。 總而言之，一座橋的設(shè)計(jì)包含許多考慮因素，在具體設(shè)計(jì)中，要求設(shè)計(jì)人員綜合各種因素，作分析、判斷，得出可行的最佳方案。通過連續(xù)梁、 T 型剛構(gòu)、連續(xù) —?jiǎng)倶?gòu)等箱形截面上部結(jié)構(gòu)的比較可見：連續(xù) — 剛構(gòu)體系的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指針較高。但是，橋梁的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指針的研究與分析是一項(xiàng)非常復(fù) 3 雜的工作，三材指針和造價(jià)指針與很多因素有關(guān)，例如：橋址、水文地質(zhì)、能源供給、材料供應(yīng)、運(yùn)輸、通航、規(guī)劃、建筑等地點(diǎn)條件；施工現(xiàn)代化、制品工業(yè)化、勞動(dòng)力和材料價(jià)格、機(jī)械工業(yè)基礎(chǔ)等全國基建條件。 另外，在設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋時(shí)，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指針也是一個(gè)很關(guān)鍵的因素，它是設(shè)計(jì)方案合理性與經(jīng)濟(jì)性的標(biāo)志。 (2)在一切適宜的橋址，設(shè)計(jì)與修建墩梁固結(jié)的連續(xù) — 剛構(gòu)體系，盡可能不采用養(yǎng)護(hù)調(diào)換不易的大噸位支座。在城市預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁中，為充分利用空 間，改善交通的分道行駛，甚至已建成不少雙層橋面形式。這種綜合了上述兩種體系各自優(yōu)點(diǎn)的體系是連續(xù)梁體系的一個(gè)重要發(fā)展，也是未來連續(xù)梁發(fā)展的主要方向。 然而，當(dāng)跨度很大時(shí)，連續(xù)梁所須的巨型支座無論是在設(shè)計(jì)制造方面，還是在養(yǎng)護(hù)方面都成為一個(gè)難題；而 T 型剛構(gòu)在這方面具有無支座的優(yōu)點(diǎn)。無論是城市橋梁、高架道路、山谷高架棧橋，還是跨河大橋，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁都發(fā)揮了其優(yōu)勢，成為優(yōu)勝方案。到后來，由于懸臂施工