【正文】 響線坐標。為簡化計算，此處僅按兩車道和四車道布載，分別進行計算，取最不利情況進行設計。為了計算方便，近似按各板平均分配橋面鋪裝重量來考慮，則每塊空心板分配到的 每延米橋面系重力為： 2 / 13 /G k N m?? （ 3）鉸縫自重計算（二期結構自重） 3G ： 43 ( 1 9 9 1 8 0 ) 1 0 2 5 0 .6 9 7 5 /G k N m?? ? ? ? ? ? 有上述計算得空心板每延米總重力為： 1 14. 313 /G kN m? (一期結構自重 ) 23 5 5 /G k N m? ? ? ?(二期結構自重 ) 圖 23 截面抗扭剛度簡化計算圖式（單位： cm） 第 2 章 預應力混凝土空心板的設計計算 15 1 2 3 1 4 .3 1 3 8 .3 0 7 5 2 2 .6 2 0 5G G G k N?? ? ? ? ? 由此可計算出簡支空心板永久作用效應，計 算結果見表 21： 表 21 永久作用效應計算表 作用種類 作用集度 /（ kN/m） 計算跨徑 /m 作用效應 彎矩 M（ kN 空心板毛截面對其重心軸的慣性矩為： 3 2 3 22 2 24 6 4{ 1 2 2 8 0 / 1 2 1 2 2 8 0 1 .0 6 ( 7 6 5 6 / 1 2 7 6 5 6 1 .0 6 ) 4 2 7 7 . 782 5 0 [ ( 2 8 1 0 / 3 1 .0 6 ) ( 2 8 1 0 / 3 1 .0 6 ) ] 1 9 9 ( 2 9 .3 2 5 1 .0 6 ) 22 8 3 8 .9 1 } 4 .0 3 3 1 0cIc m c m? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ???空心板截面的抗扭剛度可簡化為如圖 23 所示的箱型截面來近似計算： 根據下式，抗扭剛度： 22 123244 / ( 2 / 2 / ) [ 4 ( 12223 ) ( 80 12) ] / 2 [ ( 80 12) / 12 2( 122 23 ) / 23 ] 903TI b h h t b tcm? ? ? ? ?? ? ? ? ? ??? 作用效應計算 永久作用效應計算 （ 1）空心板自重（一期結構自重） 1G ： 41 55 05 10 26 / 14 .31 3 /G k N m k N m?? ? ? ? （ 2）橋面系自重（二期結構 自重） 2G ：本設計采用混凝土防撞護欄，按單側。 空心板截面幾何特性計算 截面面積 空心板截面面積為： 221 2 2 8 0 7 6 5 6 4 0 .5 1 0 1 0 2 [ ( 3 7 ) 1 5 / 2 1 / 2 7 7 ] 5 5 0 5A c m c m? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?.2 截面重心位置 全截面對 1/2 板高處的靜矩為 : /2 332 [ 0 . 5 7 7 ( 4 0 1 5 7 / 3 ) 1 5 3 ( 4 0 1 5 / 2 ) 0 . 5 4 1 5( 4 0 2 / 3 1 5 ) ] 5 8 3 5 . 6 6 7hS c m c m? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ??? 鉸縫的面積為： 222 ( 0. 5 7 7 15 3 0. 5 4 15 ) 19 9A c m c m? ? ? ?? ? ? ? ? ?鉸 則毛截面重心離 1/2 板高的距離為： /2 / 583 67 / 550 5 6hd S A c m? ? ? (即毛截面重心離板上緣距離為 ) 鉸縫重心與 1/2 板高處的距離為： /2 / 5 8 3 5 .6 6 7 / 1 9 9 2 9 .3 2 5hd S A c m? ? ?鉸 鉸 空心板毛截面對其重心軸的慣性矩計算 邊長為 10cm 的等腰直角三角形對自身重心軸的慣性矩為： 41 cm? 。 （ 6）橋梁橫斷面與構造及空心板截面尺寸如圖 2圖 22 所示。 （ 4） 橋面鋪裝：為 厚的 C30 瀝青混凝土， 厚的 C40 防水混凝土， 厚的 C30%cm混凝土墊層 11. 5cm防水混凝土8C40防水層cm瀝青混凝土9圖 21 橋梁橫斷面及構造圖（單位： cm） 第 2 章 預應力混凝土空心板的設計計算 13 混凝土墊層。 （ 2）橋面板橫坡為 %，雙向橫坡，各板水平，靠混凝土墊層找坡。 （ 2）鋼筋：預應力鋼筋采用高強度低松弛 7 絲捻制的預應力鋼絞線，公稱直徑為 ，公稱面積 140 ，標準強度 =1860Mpa，彈性模量 Ep= MPa。 （ 3） 設計安全等級：一級。 技術標準 （ 1）設計荷載：公路 I 級。 （ 4）橋面寬度（橋面凈空）：凈 +2 （防撞護欄）。 （ 2）計算跨徑 L： 。 綜合考慮以上四項標準來進行橋梁方案比選，最后的設計、施工將會變得容易，建成后的橋梁才是安全 美、經濟美、功能美與環(huán)境、視角美。我們在貴陽市中心環(huán)南線朝陽洞路 —玉廠路立交橋方案設計中，有意把梁底線作成反拱線，在橋墩支點處稍微增加一點材料，但給橋下車輛和行人一種安全美的感覺。 美觀是橋梁設計必須考慮的一部分 城市橋梁建筑不僅是交通工程中的重點建筑物，而且也是美化環(huán)境的點綴品，所以設計必須精心方案比選、精心設計、精心施工，以期求得在增加投資不多的條件下，取得橋梁美觀的效果。橋梁建成后，隨著城市的發(fā)展，車輛的增多，該交叉口經常塞車，不得已取消了地面環(huán)島。作為橋梁設計人員必須注意這一點來進行橋梁方案比選，乃至方案確定后的橋梁分跨。 功能在橋梁結構設計中也不應忽視 城市橋梁不同于公路橋梁，在城市交通日益劇增的情況下，橋梁方案設計中，交通組織功能也要擺在重要的地位上，尤其是立交橋，不光橋上有車輛，橋下車輛也川流不息。因為本橋地處偏遠大山之中的大渡河上，當地的砂、石料比較豐 富，可就地取材，而鋼管拱不僅昂貴，且鋼管運距也相當遠。 經濟是橋梁結構設計的保證 一座橋梁建筑設計的再如何漂亮，若它的造價比看上去一般化的橋梁高出許多，這座漂亮的橋梁設計也是失敗的。根據實際的地形、地質、地物，最后綜合比較選擇了中承式拱橋，一跨 135 米跨過，保證了急流的大渡河流水斷面和橋梁結構自身安全（該橋驗算荷載為特種荷載 300，已于 1999 年 10 月通車，并進行了動、靜載實驗，運行良好）。 安全是橋梁結構設計的前提 隨著改革開放的力度加大，城市車輛的飛速發(fā)展，城市交通運 輸十分繁忙，車速也在不斷提高，橋梁結構不光要求結構自身的受力安全，而且要求橋梁構造的安全。其中自然要數安全與經濟為重，過去設計往往對橋梁功能重視不夠，現在由于城市交通量的發(fā)展，需要十分重視橋下凈空是否滿足城市車輛的通行、橋下車行軌跡是否滿足行車習慣。一旦橋梁方案確定，在初步設計和施工圖設計時，借助于現代橋梁電算，可以說是不難的。 橋梁設計前期方案比選重要性淺析 橋梁設計的方案比選是一個非常重要的課題，也是一個比較困難的問題，它對以后的初步設計乃至施工圖設計起著至關重要的作用。整體性較差，縱向、橫向剛度低，行車穩(wěn)定性不好。整體性較差，縱向、橫向剛度低，行車穩(wěn)定性不好。 缺點 結構自重較大，自重消耗掉大部分材料的強度，因而大大限制其跨越能力，并且增加了下部結材料性能要求高，施工復雜，要求施工水平較高，建成后維修費用高，墩梁固結，在基材料性能要求高，施工復雜，要求施工水平較高，建成后維修費用高，墩梁固結，在基礎發(fā)生變位時不能第 1 章 橋梁設計方案比選 10 構的工程量。同時鋼管兼有縱向主筋和橫向套箍的作用，同時可作為施工模板，方便混凝土澆筑，施工過程中，鋼管可作為勁性 承重骨架，其焊接工作簡單，吊裝重量輕，從而能簡化施工工藝，縮短施工工期。同時鋼管兼有縱向主筋和橫向套箍的作用，同 時 可 作 為施 工 模板，方便混凝土澆筑，施工過程中，鋼管可作為勁性承重骨架，其焊接工作簡單，吊裝重量輕，從而能簡化施工工藝，縮短施工工期。 （ 5）材料用量估算 材料種類、用量等參見表 14 方案三材料用量統(tǒng)計 ： 表 14 方案三材料用量統(tǒng)計 方案三材料用量匯總 拱肋、連梁、立柱等鋼管用鋼 材 (kg) 713251 混凝土（ ） C50 混凝 土 C40 混凝 土 C30 混凝 土 3469 7339 3427 橫 梁 (kg) 1716324 縱向聯(lián)系 梁 (kg) 202058 鋼 筋 (kg) 28 25 22 20 16 12 10 8 135858 52849 216500 20457 12473 164262 110147 50236 預應力吊 索 (kg) 51138 1 7 標準型 GB/T 52241995 鋼絞線 (kg) 66366 其他構 件 支 座 (個 ) 錨具 (組 ) 定位板鋼 (kg) 橋面鋪 裝 ( ) 728 個 212 4396 瀝青混凝 土 防水混凝 土 480 374 方案比選 三方案各項指標及評定結果如表 15 所示： 圖 18 拱肋橫斷面尺寸圖 第 1 章 橋梁設計方案比選 9 表 15 方案比選表 橋型 內容 指標 預應力鋼筋混凝 土連續(xù)箱梁橋 鋼管混凝土拋物線拱橋 鋼管混凝土圓弧拱橋 橋跨布置 16 9+（ 48+60+48）+16 9,總長 444m 16 5+（ +60 3+） +16 5,總長375m 16 6+150+16 6,總長342m 截面形式 單箱雙室箱梁 +空心板梁 雙啞鈴拱肋 +空心板梁 雙啞鈴拱肋 +空心板梁 優(yōu)點 、石為主，可就地取材，成本較低； ，可模型號，可根據使用要求澆筑成各種形狀的結構； 、耐久性較好，建成后維修費用較少； 構整體性好，剛度較大，變形較小 應力混凝土梁式橋可有效利用高強度材料，并明顯降低自重所占全部設計荷載的比重，及節(jié)省材料、增大其跨越能力，有提高其抗裂和抗疲勞的能力；采用的預應力技術為橋梁裝配式結構提供了最有效的拼裝手段，通過施加縱向、橫向預應力。具體尺寸等參見方案圖。 2）截面尺寸 主拱截面采用雙啞鈴型鋼管混凝土截面，截面形式及細部構造尺寸如圖 18所示： （ 3）下部結構 22119 10 11 12 1310 2 3 4 5 6 7 8圖 17 圓弧型拱拱橋橋跨布置圖（邊跨采用空心板梁橋） 第 1 章 橋梁設計方案比選 8 引橋橋墩采用柱式墩，單排樁。 （ 2）尺寸擬定 1）橋跨布置 初步確定橋跨布置為 16 6+150+16 6,總長 342m。 I型鋼。 對外露的錨具部分應設防護罩；對靠邊的短吊桿錨端設可轉動球鉸。吊桿及系桿所用防護材料不得含有對鋼材有腐蝕作用的成分。 拱座內拱腳截面下應設置 2～ 4 層分布鋼筋網。 伸入拱座內，伸入長度大于拱肋弦管直徑的 1 倍以上，以確保拱肋與拱座固結。對于鋼管混凝土構件，立柱下端直接與拱肋鋼管焊接形成固結，立柱上端周邊應有鋼筋分別伸入立柱和蓋梁。 采用 C50。 ⑤ 材料選定：（拱肋鋼管、聯(lián)系鋼管）均采用 B 級 Q345 號鋼。 2）本方案根據渠、堤斷面情況主跨采用 單 跨拱橋，跨境為 150 米；兩側邊跨引橋仍然采用 16 米跨境的預應力空心板梁橋 ，每側 6 跨。 （ 5）材料用量估算 材料種類、用量等參見表 13 方案二材料用量統(tǒng)計： 表 13 方案二材料用量統(tǒng)計 方案二材料用量匯總 拱肋、連梁、立柱等鋼管用鋼材 （ kg） 556193 混凝土 C50 混凝土（ ） C40 混凝土（ ） C30 混凝土（ ） 2660 9211 6376 橫梁 (kg) 2419763 縱向聯(lián)系梁 (kg) 283542 HRB335 鋼筋 (kg) 28 25 22 20 16 12 10 8 249542 38612 348106 59075 24454 186932 120611 81193 1 7 標準型 GB/T 52241995 鋼絞線 (kg) 55305 預應力吊索 (kg) 51138 其他構件 支座 （個） 錨具 (組 ) 定位板鋼 (kg) 橋面鋪裝 ( ) 624 個 216 8628 瀝青混凝土 防水混凝土 515 400 與主拱管垂直的連接鋼管采用15 cm 0 .8cm 鋼管；斜撐采用8cm 0 .6 cm 鋼 管。具體尺寸等參見方案圖。布置 如圖 15 所 示： 圖 15 拋物線型拱拱橋 橋跨布置圖（邊跨采用空心板梁橋） 221110 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14