【正文】 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(diǎn)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。 雖然預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的發(fā)展還不到 80 年。 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。 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。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。 為了解決這些問題，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)運(yùn)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。 畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 共 55 頁 第 1 頁 第一章 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。本章簡介其發(fā)展： 由于普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)存在不少缺點(diǎn)：如過早地出現(xiàn)裂縫，使其不能有效地采用高強(qiáng)度材料，結(jié)構(gòu)自重必然大，從而使其跨越能力差，并且使得材料利用率低。這樣就可以抵消外荷載作用下混凝土產(chǎn)生的拉 應(yīng)力。 預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁是在二戰(zhàn)前后發(fā)展起來的，當(dāng)時(shí)西歐很多國家在戰(zhàn)后缺鋼的情況下，為節(jié)省鋼材，各國開始競相采用預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)代替部分的鋼結(jié)構(gòu)以盡快修復(fù)戰(zhàn)爭帶來的創(chuàng)傷。雖然跨徑太大時(shí)并不總是用預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)比其它結(jié)構(gòu)好，但是，在實(shí)際工程中，跨徑小于 400 米時(shí)，預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁常常為優(yōu)勝方案?，F(xiàn)在，我國已經(jīng) 有了簡支梁、帶鉸或帶掛梁的 T 構(gòu)、連續(xù)梁、桁架拱、桁架梁和斜拉橋等預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)體系。但是，在橋梁結(jié)構(gòu)中，隨著預(yù)應(yīng)力理論的不斷成熟和實(shí)踐的不斷發(fā)展，預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的運(yùn)用必將越來越廣泛。雖然連續(xù)梁有很多優(yōu)點(diǎn)，但是剛開始它并不是預(yù)應(yīng)力結(jié) 構(gòu)體系中的佼佼者，因?yàn)橄抻诋?dāng)時(shí)施工主要采用滿堂支架法，采用連續(xù)梁費(fèi)工費(fèi)時(shí)。 60 年代初期在中等跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁中，應(yīng)用了逐跨架設(shè)法與頂推法；在較大跨連續(xù)梁中，則應(yīng)用更完善的懸臂施工方法，這就使連續(xù)梁方案重新獲得了競爭力，并逐步在 40— 200 米范圍內(nèi)占主要地位。目前，連續(xù)梁結(jié)構(gòu)體系已經(jīng)成為預(yù)應(yīng) 畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 共 55 頁 第 2 頁 力混凝土橋梁的主要橋型之一。因此有人將兩種結(jié)構(gòu)結(jié)合起來，形成一種連續(xù) — 剛構(gòu)體系。 另外，由于連續(xù)梁體系的發(fā)展，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁在中等跨徑范圍內(nèi)形成了很多不同類型，無論在橋跨布置、梁、墩截面形式，或是在體系上都不斷改進(jìn)。 在我國，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁雖然也在不斷地發(fā)展，然而，想要在本世紀(jì)末趕超國際先進(jìn)水平，就必須解決好下面幾個(gè)課題： 1． 發(fā)展大噸位的錨固張拉體系，避免配束過多而增大箱梁構(gòu)造尺寸，否則混凝土保護(hù)層難以保證，密集的預(yù)應(yīng)力管道與普通鋼筋層層迭置又使混凝土質(zhì)量難以提高。 3． 充分發(fā)揮三向預(yù)應(yīng)力的優(yōu)點(diǎn)，采用長懸臂頂板的單箱截面，既可節(jié)約材料減輕結(jié)構(gòu)自重，又可充分利用懸臂施工方法的特點(diǎn)加快施工進(jìn)度。目前，各國都以每平方米橋面的三材（混凝土、預(yù)應(yīng)力鋼筋、普通鋼筋）用量與每平方米橋面造價(jià)來表示預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。同時(shí)，一座橋的設(shè)計(jì)方案完成后，造價(jià)指針不能僅僅反應(yīng)了投資額的大小，而是還應(yīng)該包括整個(gè)使用期 限內(nèi)的養(yǎng)護(hù)、維修等運(yùn)營費(fèi)用在內(nèi)。因此，從這個(gè)角度來看，連續(xù) — 剛構(gòu)也是未來連續(xù)體系的發(fā)展方向。 本次設(shè)計(jì)為 (70+125+70)m 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，橋?qū)挒?，分為兩幅，設(shè)計(jì)時(shí)只考慮單幅的設(shè)計(jì)。由于多跨連續(xù)梁橋的受力特點(diǎn)，支點(diǎn)附近承受較大的負(fù)彎矩，而跨中則承受正彎矩，則梁高采用變高度梁，按二次拋物線變化。 由于預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋?yàn)槌o定結(jié)構(gòu)，手算工作量比較大，且準(zhǔn)確性難以保證，所以采用橋梁博士軟件進(jìn)行，這樣不僅提高了效率，而且準(zhǔn)確度也得以提高。 設(shè)計(jì)荷載：公路 — Ⅰ 級(jí) 橋面寬度：： 2（ +凈 — ＋ ） 抗震烈度： 7 級(jí)烈度設(shè)防 5．風(fēng)荷載： 500Pa 通航要求：無 溫度：最高月平均溫度 34186。 施工溫度 10186。 圖 地形圖 混凝土： C50 混凝土 混凝土橋面鋪裝材料： C40 混凝土 預(yù)應(yīng)力鋼筋： 270 級(jí)鋼絞線（ ） 非預(yù)應(yīng)力鋼筋：直徑 ≥12mm的用 Ⅱ 級(jí)螺紋鋼筋，直徑 12mm 的用 Ⅰ 級(jí)光圓鋼筋； 錨具： XM 錨或 OVM 錨 采用規(guī)范 JTG D602021《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》 JTJ 02285《公路磚石及混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》 畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 共 55 頁 第 4 頁 JTG D622021《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》 JTG D622021《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》 第二章 方案比選 （ 1）符合城市發(fā)展規(guī)劃，滿足交通功能需要。 （ 3）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。 （ 5）學(xué)習(xí)變截面梁橋的設(shè)計(jì)過程。 變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋（橋型布置圖見第三章） （ 1）孔徑布置： 70m+125m+70m，全長 265m，寬 25m，分兩幅布置。由橋面設(shè)有 2％的橫坡，2%的縱坡，其中中間標(biāo)高高于兩側(cè)標(biāo)高。采用雙幅分離的的單箱單室形式。 （ 3）下部結(jié)構(gòu)：橋墩基礎(chǔ)是連成整體的，全橋基礎(chǔ)均采用鉆孔灌注摩擦樁，橋墩為柱式墩。 中承式拱橋 畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 共 55 頁 第 5 頁 圖 中承式拱橋立面圖 1） 孔徑布置：跨徑 50m+170m+50m，全長 270m。 （ 2）結(jié) 構(gòu)構(gòu)造：主橋采用勁性骨架鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，主跨 170m，拱圈高 ，矢跨比為 1/4，主梁采用單箱雙室。鋼管采用 16Mn 鋼，即可采用成品無縫鋼管，也可由鋼板卷制加工而成。 （ 3） 主梁施工：主梁采用加勁骨架下的掛籃現(xiàn)澆施工。 （ 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。橋面設(shè)有 2%縱坡。 （ 2）結(jié)構(gòu)構(gòu)造：橋塔采用混凝土澆筑，采用 H 形橋塔，高 63m，塔墩固接，塔梁間為半漂浮體系。拉索采用雙索面扇形布置，類型為 PE 防護(hù)的平行鋼絲索。 （ 4）施工方案：主梁采用頂推施工，橋塔采用整體模板逐段提升法，拉索采用分步牽引法安裝 。 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、頂推法和旋轉(zhuǎn)施工法在預(yù) 畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 共 55 頁 第 7 頁 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。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。 綜上所述，根據(jù)安全、經(jīng)濟(jì)、適用、美觀的原則，變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋最終選定為本次設(shè)計(jì)的推薦方案。 徑布置 連續(xù)梁跨徑布置一般以采用不等跨形式 。如果減小邊跨長度，則邊跨和中跨的跨中彎矩都將減小。 由于某些因素的影響，連續(xù)梁的分跨問題不能夠按最理想的跨長來選擇，以致有些跨度過長，有些跨度過短，這時(shí)可根據(jù)不同情況靈活處理。 從結(jié)構(gòu)受力性能分析，等跨連續(xù)梁要比不等跨的連續(xù)梁差一些。所以跨湖、過海灣的長橋多采用等跨連續(xù)梁的布置。 （ 1）橋梁立面圖 畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 共 55 頁 第 8 頁 從預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的受力特點(diǎn)來分析，連續(xù)梁的立面應(yīng)采取變高度的布置為宜。同時(shí)，采用懸臂法施工的連續(xù)梁，變高度梁又與施工時(shí)的內(nèi)力狀況相吻合。所以從已建橋梁統(tǒng)計(jì)資料分析，跨徑大于 100m 的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋有 90%以上是選用變高度梁。 圖 推薦方案 連續(xù)梁橋立面圖 變高度與等高度相比較，等高度梁的缺點(diǎn)是：在支點(diǎn)上不能利用增加梁高而只能增加預(yù)應(yīng)力束筋用量來抵抗較大的負(fù)彎矩，材料用量多。 梁截面采用二次拋物線形，二次拋物線的變化規(guī)律與連續(xù)梁的彎矩變化規(guī)律基本相近。 在目前已建成的大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋中，當(dāng)梁橋的跨徑繼續(xù)增大超過 60m后，箱形截面是最適宜的橫截面型式。同時(shí)，因其頂板和底板都有較大的面積，所以能有效的抵抗正、負(fù)彎矩，并滿足配筋要求。 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。一般常用在橋?qū)?14m 左右的范圍。如上圖：頂板厚度取 30cm；跨中處底板厚 35cm，支點(diǎn)處底板厚為 70cm,中間底板板厚成二次拋物線性變化；跨中處腹板厚度采用 50cm，支點(diǎn)處腹板采用 75cm，中間腹板厚度采用二次拋物線性變化。 （ 1）頂板與底板 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。豎向荷載是指自重、橋面活載和施工荷載。因此，頂板、底板除按板的構(gòu)造要求決定厚度之外，還要按橋跨方向上總彎矩決定其厚度。底板除須符合使用階段的受壓要求外，在破壞階段還宜使中和軸保持在底板以內(nèi)，并有適當(dāng)?shù)母辉！? — 橋面寬度 。 — 最大跨徑。 當(dāng)設(shè)有橫向預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，頂板厚度須足夠布置預(yù)應(yīng)力筋的套管并留有混凝土的注入間隙。 畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 共 55 頁 第 11 頁