【正文】 日評審意見： 評審人簽名：年 月 日 畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯評語及成績 成績： 專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 答辯委員會主任簽名： 年 月 日審查意見： 院（系）負(fù)責(zé)人簽名： 年 月 日注；此成績單一式兩份，一份裝入學(xué)生學(xué)籍檔案，一份裝訂入畢業(yè)論文中。要求數(shù)據(jù)正確、思路清晰、觀點正確，邏輯合理，語句通順，文本格式符合規(guī)范要求。中 南 大 學(xué)CENTRAL SOUTH UNIVERSITY本科畢業(yè)論文(設(shè)計)論文題目 60m+90m+60m公路連續(xù)橋設(shè)計 學(xué)生姓名 指導(dǎo)老師 學(xué) 院 中 南 大 學(xué)畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計）任 務(wù) 書函授站(點): 專業(yè): 土木工程 年級： 學(xué) 生姓名： 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：60m+90m+60m公路連續(xù)梁橋設(shè)計起止日期： 2013年 10 月 1 日—— 2014年5月10日指導(dǎo)教師： 張穎畢業(yè)設(shè)計（論文）要求（包括日程安排和進(jìn)度）：一、日程安排和進(jìn)度階段階 段 內(nèi) 容起止時間總體設(shè)計設(shè)計內(nèi)容的主要構(gòu)架章節(jié)和重點難點內(nèi)容資料收集通過現(xiàn)場調(diào)研、文獻(xiàn)查閱、網(wǎng)上收集等收集資料 初稿撰寫根據(jù)總體設(shè)計和有關(guān)要求撰寫并完成初稿設(shè)計修改補(bǔ)充根據(jù)導(dǎo)師意見對初稿進(jìn)行修改補(bǔ)充 文檔整理按畢業(yè)設(shè)計格式要求整理文檔，準(zhǔn)備答辯答辯二、論文要求 畢業(yè)論文由題目（標(biāo)題）、摘要、引言（前言）、正文、結(jié)論、參考文獻(xiàn)和附錄等幾部分構(gòu)成。整篇論文字?jǐn)?shù)不少于8000字左右，書寫方式必須為計算機(jī)打印。注：本任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫并經(jīng)審查后，一份由學(xué)生裝訂在畢業(yè)設(shè)計（論文）的封面之后，原件存函授站。摘 要在本設(shè)計中，根據(jù)地形圖和任務(wù)書要求，依據(jù)現(xiàn)行公路橋梁設(shè)計規(guī)范提出了預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋、預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)、下承式拱橋三種橋型方案。 本設(shè)計利用橋梁博士軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，根據(jù)橋梁的尺寸擬定建立橋梁基本模型，然后進(jìn)行內(nèi)力分析，計算配筋結(jié)果，進(jìn)行施工各階段分析及截面驗算。 本設(shè)計主要是預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的上部結(jié)構(gòu)設(shè)計，設(shè)計中主要進(jìn)行了橋梁總體布置及結(jié)構(gòu)尺寸擬定、橋梁荷載內(nèi)力計算、橋梁預(yù)應(yīng)力鋼束的估算與布置、橋梁預(yù)應(yīng)力損失及應(yīng)力的驗算、次內(nèi)力的驗算、內(nèi)力組合驗算、主梁截面應(yīng)力驗算。關(guān)鍵字：比選方案 連續(xù)梁橋 連續(xù)剛構(gòu) 拱橋 結(jié)構(gòu)分析 驗算┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊目 錄概述 1 1 3 3 4方案比選 5 5 5 5 5 5 5 6 6 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋總體布置 7 7 7 7 9 11 11 11荷載內(nèi)力計算 12 12 劃分單元原則 12 12 12 12 12 13 13 13 14 15 16 17 18 18 19 19預(yù)應(yīng)力鋼束的估算與布置 20 21： 21 22 25 27 27 錨具變形損失 28 混凝土的彈性壓縮損失 28 28 29 30 31次內(nèi)力驗算 37 37 預(yù)加力引起的二次力矩 37 溫度次內(nèi)力的計算 37橋梁內(nèi)力組合 38 38 承載能力極限狀態(tài)下的效應(yīng)組合 38 正常使用極限狀態(tài)下的效應(yīng)組合 40主梁截面驗算 44 正截面抗彎承載力驗算 44 持久狀況正常使用極限狀態(tài)應(yīng)力驗算 45 正截面抗裂驗算 45 斜截面抗裂驗算 48 使用階段預(yù)應(yīng)力混凝土受壓區(qū)混凝土最大壓應(yīng)力驗算 48 預(yù)應(yīng)力鋼筋中的拉應(yīng)力驗算 49 混凝土的主壓應(yīng)力驗算 49 短暫狀況預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件應(yīng)力驗算 49致 謝 50參考文獻(xiàn) 51┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊概述預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋以結(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)等而成為最富有競爭力的主要橋型之一。 為了解決這些問題，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)運而生，所謂預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，就是在結(jié)構(gòu)承擔(dān)荷載之前，預(yù)先對混凝土施加壓力。自從預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)產(chǎn)生之后，很多普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)被預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)所代替。50年代，預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁跨徑開始突破了100米，到80年代則達(dá)到440米。 我國的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)起步晚，但近年來得到了飛速發(fā)展。 雖然預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的發(fā)展還不到80年。連續(xù)梁和懸臂梁作比較：在恒載作用下，連續(xù)梁在支點處有負(fù)彎矩，由于負(fù)彎矩的卸載作用，跨中正彎矩顯著減小，其彎矩與同跨懸臂梁相差不大；但是，在活載作用下，因主梁連續(xù)產(chǎn)生支點負(fù)彎矩對跨中正彎矩仍有卸載作用，其彎矩分布優(yōu)于懸臂梁。到后來，由于懸臂施工方法的應(yīng)用，連續(xù)梁在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中有了飛速的發(fā)展。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。 然而，當(dāng)跨度很大時，連續(xù)梁所需的巨型支座無論是在設(shè)計制造方面，還是在養(yǎng)護(hù)方面都成為一個難題；而T型剛構(gòu)在這方面具有無支座的優(yōu)點。這種綜合了上述兩種體系各自優(yōu)點的體系是連續(xù)梁體系的一個重要發(fā)展，也是未來連續(xù)梁發(fā)展的主要方向。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。在一切適宜的橋址，設(shè)計與修建墩梁固結(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。另外，在設(shè)計預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋時，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指針也是一個很關(guān)鍵的因素，它是設(shè)計方案合理性與經(jīng)濟(jì)性的標(biāo)志。但是，橋梁的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指針的研究與分析是一項非常復(fù)雜的工作，三材指標(biāo)和造價指標(biāo)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)、運輸、通航、規(guī)劃、建筑等地點條件；施工現(xiàn)代化、制品工業(yè)化、勞動力和材料價格、機(jī)械工業(yè)基礎(chǔ)等全國基建條件。通過連續(xù)梁、T型剛構(gòu)、連續(xù)—剛構(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。總而言之，一座橋的設(shè)計包含許多考慮因素，在具體設(shè)計中，要求設(shè)計人員綜合各種因素，作分析、判斷，得出可行的最佳方案。梁體采用單箱單室箱型截面，全梁共分118個單元，單元長度分別有3m、2m、1m。這樣不僅使梁體自重得以減輕，還增加了橋梁的美觀效果。設(shè)計橋梁的橋位地型及地質(zhì)圖一份。 最低月平均溫度0186。 8．平曲線半徑：7000米 豎曲線半徑 ： 4500米 9．縱坡： =3% 橫坡：=%10．橋頭引道填土高度：=4米 該處地質(zhì)條件較差，地面上不為粘土，再往下為中細(xì)沙，再往下為亞粘土，再往下為粘土夾卵礫石，直到地下將近四五十米的地方才為卵礫巖。（2）橋梁結(jié)構(gòu)造型簡潔，輕巧，反映新科技成就，體現(xiàn)人民智慧。（4）與高速公路的等級和周邊環(huán)境相宜。在我國，安全、經(jīng)濟(jì)、適用、美觀是橋梁設(shè)計中的主要考慮因素，安全尤為重要。跨中梁高2m，從一號塊到跨中按二次拋物線變化。（2）主梁結(jié)構(gòu)構(gòu)造：上部結(jié)構(gòu)為變截面箱梁。主要采用高強(qiáng)混凝土以及大噸位預(yù)應(yīng)力體系來實現(xiàn)主梁的輕型化。（4）施工方法：全橋整體采用懸臂節(jié)段澆筑施工法，兩端橋臺處使用整體現(xiàn)澆法。（2）主梁結(jié)構(gòu)構(gòu)造：上部結(jié)構(gòu)為變截面箱梁。主要采用高強(qiáng)混凝土以及大噸位預(yù)應(yīng)力體系來實現(xiàn)主梁的輕型化。（4）施工方案：全橋采用懸臂節(jié)段澆筑施工法。％的橫坡，護(hù)欄采用金屬制橋梁護(hù)欄。拱肋截面形式采用三角形格構(gòu)型形式，這種形式縱向剛度大，橫向剛度也大。橫撐鋼管采用D60*12mm與D80*12mm鋼管。（4）下部構(gòu)造：全橋基礎(chǔ)均采用鉆孔灌注摩擦樁（5）施工方案：岸跨及邊跨采用有支架施工，主拱圈建成后，進(jìn)行進(jìn)行骨架下吊籃現(xiàn)澆施工。以上三種方案基本都滿足著一要求。一般可以節(jié)省鋼材30～40％，跨徑愈大，節(jié)省愈多。因此，預(yù)應(yīng)力梁可顯著減少建筑高度，使大跨徑橋梁做得輕柔美觀。 4. 預(yù)應(yīng)力技術(shù)的采用，不但使鋼橋采用的一些施工方法，如：懸臂拼裝、頂推法（由鋼橋的縱向拖拉施工方法演化而成）和旋轉(zhuǎn)施工法在預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋中得到新的發(fā)展與應(yīng)用，而且為現(xiàn)代預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)提供了最有效的接合和拼裝手段。此外還發(fā)展了逐段或逐孔現(xiàn)澆施工方法。（3）方案一與方案二相比，一個是預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋，一個是預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋。在恒載作用下，連續(xù)梁在支點處有負(fù)彎矩，由于負(fù)彎矩的卸載作用，跨中正彎矩顯著減小。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋總體布置本設(shè)計推薦方案采用三跨一聯(lián)預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，橋全長210m。以三跨連續(xù)梁為例，若為三孔等跨連續(xù)梁，其中孔跨中活載正彎矩與活載負(fù)彎矩的絕對值之和（即彎矩變化峰值）與同跨簡支梁彎矩相同。一般邊跨長度可取為中跨長度的（～）倍，這樣可使中跨跨中彎矩不致產(chǎn)生異號彎矩。例如，對于城市橋梁或跨線橋，有時為了增大中跨跨徑，此時邊跨端支點上將出現(xiàn)較大的負(fù)應(yīng)力，為此就要設(shè)計專門的能抵抗拉力的支座，或者在跨端部分設(shè)置巨大的平衡重來消除負(fù)應(yīng)力。但在某些條件下，特別由于施工工藝要求，也需要采用等跨布置，例如，當(dāng)橋梁總長度很大，設(shè)計者決定采用頂推或先簡支后連續(xù)梁施工方法時，則等跨結(jié)構(gòu)受力性能較差所帶來的欠缺完全可以從施工經(jīng)濟(jì)效益的提高而得到補(bǔ)償。本設(shè)計推薦方案根據(jù)任務(wù)書要求以及橋址地形、地質(zhì)與水文條件，通航要求等確定為60m+90m+60m的形式。連續(xù)梁在恒、活載作用下，支點截面的負(fù)彎矩往往大于跨中正彎矩，因此采用變高度梁能較好的符合梁的內(nèi)力分布規(guī)律。另外，變高度梁使梁體外形和諧，節(jié)省材料并增大橋下凈空。再者在恒、活載作用下，支點截面將出現(xiàn)較大的負(fù)彎矩，從絕對值來看，支點截面的負(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，變高度梁使梁體外形和諧，節(jié)省材料并增大橋下凈空。綜上所述，推薦方案采用的是變截面預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋，跨中梁高2m。（2）橋梁橫截面圖圖2 橋梁橫截面梁式橋橫截面的設(shè)計主要是確定 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。箱型截面還有如下優(yōu)點：這種閉合薄壁截面抗扭剛度很大，對于采用懸臂施工的橋梁尤為有利。箱形截面亦具有良好的動力特性。從對箱形截面的受力狀態(tài)分析表明，單箱單室截面受力明確，施工方便，節(jié)省材料用量。綜上所述，根據(jù)任務(wù)書設(shè)計要求本推薦橋型方案橫截面采用的是單箱單室的箱型截面。（3）橋梁的梁高連續(xù)梁在支點和跨中的梁估算值：根據(jù)已建成橋梁的資料分析，梁高可按下表采用：表2 梁高的采用橋型支點梁高 (m)跨中梁高 (m)等高度連續(xù)梁H =(1/15～1/30) L常用(1/18～1/20) L變高度(折線形)連續(xù)梁H =(1/16～1/20) Lh =(1/22～1/28) L變高度(曲線形)連續(xù)梁H =(1/16～1/20) Lh =(1/30～1/50) L根據(jù)以上估算值，跨中梁高為2m。除承受豎向荷載外，還承受軸向拉、壓荷載。軸向荷載是指橋跨方向上，恒、活載轉(zhuǎn)換過來的軸向力以及縱向和橫向的預(yù)應(yīng)力荷載。箱梁根部底板厚度箱梁底板厚度隨箱梁負(fù)彎矩的增大而逐漸加厚至墩頂，以適應(yīng)受壓要求。一般約為墩頂梁高的1/10~1/12，或按以下推薦公式選用：　　墩上底板厚度參數(shù)　　　　　　式中：　　　 k1—墩上底板厚度參數(shù)　　 Hs—墩上梁高。　 　 Af—箱梁底板混凝土面積。 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15~18cm，當(dāng)跨度較大，跨中正彎矩較大，需要配置一定數(shù)量的鋼束或鋼筋時，厚度可取20~25cm。在結(jié)構(gòu)設(shè)計時，盡可能用長懸臂或利用橫向坡度和彎折預(yù)應(yīng)力筋以調(diào)整板中橫向彎矩。底板在支點處厚60cm。在預(yù)應(yīng)力梁中，因為彎束對外剪力的抵消作用，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，腹板的最小厚度應(yīng)考慮力筋的布置和混凝土澆筑要求，其設(shè)計經(jīng)驗為：（1） 腹板內(nèi)無預(yù)應(yīng)力筋時，采用200mm。（3）