【正文】 0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)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)—?jiǎng)倶?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)指針。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)—?jiǎng)倶?gòu)也是未來連續(xù)體系的發(fā)展方向。 畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的與意義畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的在于培養(yǎng)畢業(yè)生綜合能力，靈活運(yùn)用大學(xué)所學(xué)的各門基礎(chǔ)課和專業(yè)課知識，并結(jié)合相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，獨(dú)立的完成一個(gè)專業(yè)課題的設(shè)計(jì)工作。本次設(shè)計(jì)為(30+40+30)m預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)梁，橋?qū)挒?8，分為兩幅，設(shè)計(jì)時(shí)只考慮單幅的設(shè)計(jì)。頂板、底板、腹板厚度均不變。這樣不僅使梁體自重得以減輕，還增加了橋梁的美觀效果。本次設(shè)計(jì)的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁采用滿堂支架法施工。由于本人水平有限，且又是第一次從事這方面的設(shè)計(jì)，難免出現(xiàn)錯(cuò)誤，懇請各位老師批評指正。在某處與瀝2（G319）國道成135176。全長900米(含主橋)。2 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（1）路線道路等級：高速公路上的主干道（2），其中機(jī)動(dòng)車雙向六車道。4 構(gòu)思宗旨（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)等截面梁橋的設(shè)計(jì)過程。由于為簡支箱梁橋，每跨之間還留有5厘米的伸縮縫。（2）主梁結(jié)構(gòu)構(gòu)造：全橋采用等截面箱梁組合梁。翼緣根部45cm，翼緣端部厚度22cm。％的橫坡，2%的縱坡,其中間標(biāo)高高于外側(cè)標(biāo)高。橋臺采用埋置式輕型橋臺。 裝配式簡支箱梁橋的發(fā)展簡支箱形截面梁以其優(yōu)良的力學(xué)特性－具有較大的剛度和強(qiáng)大的抗扭性能和結(jié)構(gòu)簡單，受力明確、節(jié)省材料、架設(shè)安裝方便，跨越能力較大、橋下視覺效果好等優(yōu)點(diǎn)。簡支箱梁橋是和簡支T梁同時(shí)發(fā)展起來的斜面形式。由于為簡支T梁橋，每跨之間還留有4厘米的伸縮縫。其中間標(biāo)高高于外側(cè)標(biāo)高。預(yù)制梁間的翼板和橫隔板待T梁架設(shè)后再現(xiàn)澆，以加強(qiáng)橫斷面的整體性。每跨設(shè)有12片T梁，全橋共計(jì)36片T梁。其中間標(biāo)高高于外側(cè)標(biāo)高。橋臺采用埋置式輕型橋臺。裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁預(yù)應(yīng)力混凝土T形梁橋有結(jié)構(gòu)簡單，受力明確、節(jié)省材料、架設(shè)安裝方便，跨越能力較大等優(yōu)點(diǎn)。 80年代以來，我國公路上修建了幾座具有代表性的預(yù)應(yīng)力混凝上簡支T型梁橋（或橋面連續(xù)），如河南的鄭州、開封黃河公路橋，浙江省的飛云江大橋等，其跨徑達(dá)到62m，吊裝重220t。預(yù)應(yīng)力體系采用鋼絞線群錨，在工地預(yù)制，吊裝架設(shè)?！　∑渥畲罂鐝揭圆怀^50m為宜，再加大跨徑不論從受力、構(gòu)造、經(jīng)濟(jì)上都不合理了?！　∧壳暗念A(yù)應(yīng)力混凝土T形梁采用預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力張拉后上拱偏大，影響橋面線形，帶來橋面鋪裝加厚。第三方案：變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋（1） 孔徑布置：30m+40m+30m,，％的橫坡，2%的縱坡，其中間標(biāo)高高于外側(cè)標(biāo)高。采用雙幅分離的的單箱雙室形式。（具體尺寸擬定見圖3/2）（3） 下部構(gòu)造：上、下行橋的橋墩基礎(chǔ)是連成整體的，全橋基礎(chǔ)均采用鉆孔灌注摩擦樁，橋墩為圓端形實(shí)體墩。變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋發(fā)展概況：連續(xù)剛構(gòu)橋也是預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋之一，一般采用變截面箱梁?！　∵B續(xù)剛構(gòu)可以多跨相連，也可以將邊跨松開，采用支座，形成剛構(gòu)一連續(xù)梁體系。所以，連續(xù)剛構(gòu)保持了T形剛構(gòu)和連續(xù)梁的優(yōu)點(diǎn)。高墩采用柔性薄壁，如同擺柱，對主梁嵌固作用減小，梁的受力接近于連續(xù)梁。由于連續(xù)剛構(gòu)受力和使用上的特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土橋時(shí)，優(yōu)先考慮這種橋形?！　〗陙恚覈飞闲藿藥鬃念A(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，如廣東洛溪大橋，主孔180m；湖北黃石長江大橋，主孔3245m；廣東虎門大橋副航道橋，主孔270m，為目前世界同類橋中最大跨徑。一般采用50～60號高標(biāo)號混凝土和大噸位預(yù)應(yīng)力鋼束。由于連續(xù)剛構(gòu)跨徑加大，自重隨著加大，恒載比例已高達(dá)90％以上，故片面增大跨徑，已無實(shí)際意義。五 方案比選：橋型方案第一方案：裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱梁橋第二方案：裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁第三方案：變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋使用性能建筑高度較低，易保養(yǎng)和維護(hù)，橋下視覺效果好。行車平順舒；抗震能力強(qiáng)。經(jīng)濟(jì)性等截面形式，可大量節(jié)省模板，加快建橋進(jìn)度，簡易經(jīng)濟(jì)。采用等截面梁能較好符合梁的內(nèi)力分布規(guī)律，充分利用截面，合理配置鋼筋，經(jīng)濟(jì)實(shí)用美觀性構(gòu)造簡單，線形簡潔美觀構(gòu)造簡單，線形簡潔美觀構(gòu)造簡單，線形簡潔美觀施工方面橋梁的上、下部可平行施工，使工期大大縮短；無需在高空進(jìn)行構(gòu)件制作，質(zhì)量以控制，可在一處成批生產(chǎn)，從而降低成本。 由于連續(xù)體系梁橋與簡支體系梁橋受力差別很大，故他們的施工方式大不相同。由于在高空作業(yè)，施工危險(xiǎn)度高。適用于各種地質(zhì)情況；用于對工期緊的工程；對通航無過高要求的工程。第一方案和第三方案比較：簡支梁橋?qū)儆陟o定結(jié)構(gòu)，它構(gòu)造簡單，施工方便，其結(jié)構(gòu)尺寸易于設(shè)計(jì)成系列化和標(biāo)準(zhǔn)化，有利于在工廠內(nèi)或地上廣泛采用工業(yè)化施工，組織大規(guī)模預(yù)制生產(chǎn)，并用現(xiàn)代化的起重設(shè)備進(jìn)行安裝。就現(xiàn)在建橋技術(shù)而言，裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋技術(shù)成熟的多。而且橋是建在G319國道上的，這有利于大型吊裝設(shè)備的運(yùn)作。造價(jià)相對比第三方案要少很多。雖然第一方案有些地方不如第二和第三方案，如跨越能力沒第三方案長等。對此項(xiàng)工程而言第一方案明顯優(yōu)于第三方案。箱型截抗較之T形截面梁橋扭剛度大，受力性能好。其它方面第一方案與第二方案無太大差別。綜上所述，變截面預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋，最終選定為第三方案。第三章 橋跨總體布置及結(jié)構(gòu)尺寸擬定 尺寸擬定本設(shè)計(jì)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)，全長100m。 橋孔分跨連續(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，但一般不超過六跨。若采用三跨不等的橋孔布置，—，這樣可使中跨跨中不致產(chǎn)生異號彎矩，此外，邊跨跨長與中跨跨長之比還與施工方法有著密切的聯(lián)系，對于采用現(xiàn)場澆筑的橋梁。本設(shè)計(jì)跨度，主要根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書來確定，其跨度組合為：(30+40+30)米。 截面形式一、 立截面 從預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁的受力特點(diǎn)來分析，連續(xù)梁的立面應(yīng)采取變高度布置為宜；在恒、活載作用下，支點(diǎn)截面將出現(xiàn)較大的負(fù)彎矩，從絕對值來看，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，變高度梁使梁體外形和諧，節(jié)省材料并增大橋下凈空。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，但是其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡單、線形簡潔美觀、預(yù)制定型、施工方便。采用等截面布置使橋梁構(gòu)造簡單，施工迅速。2. 等截面布置以等跨布置為宜，由于各種原因需要對個(gè)別跨徑改變跨長時(shí)，也以等截面為宜。雙層橋梁在無需做大跨徑的情況下，選用等截面布置可使結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡化。二、 橫截面 梁式橋橫截面的設(shè)計(jì)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。箱形截面就是這樣的一種截面。總之，箱形截面是大、中跨預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁最適宜的橫截面形式。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。由于雙室式腹板總厚度增加，主拉應(yīng)力和剪應(yīng)力數(shù)值不大，且布束容易，這是單箱雙室的優(yōu)點(diǎn)；但是雙室式也存在一些缺點(diǎn)：施工比較困難，腹板自重彎矩所占恒載彎矩比例增大等等。 梁高根據(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之間。連續(xù)梁在支點(diǎn)和跨中的梁估算值：等高度梁： H=（～）l，常用H=（～）l變高度（曲線）梁：支點(diǎn)處：H=（～）l，跨中H=（～）l變高度（直線）梁：支點(diǎn)處：H=（～）l，跨中H=（～）l而此設(shè)計(jì)采用變高度的直線梁。其尺寸要受到受力要求和構(gòu)造兩個(gè)方面的控制。底板厚最小應(yīng)有120。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。二、 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。（2） 腹板內(nèi)有預(yù)應(yīng)力筋管道時(shí)，采用250—300mm。大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋，腹板厚度可從跨中逐步向支點(diǎn)加寬，以承受支點(diǎn)處交大的剪力，一般采用300—600mm，甚至可達(dá)到1m左右。2. 梗腋 在頂板和腹板接頭處須設(shè)置梗腋。梗腋的作用是：提高截面的抗扭剛度和抗彎剛度，減少扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力和畸變應(yīng)力。本設(shè)計(jì)中，根據(jù)箱室的外形設(shè)置了寬250mm，長600mm的上部梗腋，而下部采用1：1的梗腋。由于箱形截面的抗扭剛度很大，一般可以比其它截面的橋梁少設(shè)置橫隔梁，甚至不設(shè)置中間橫隔梁而只在支座處設(shè)置支承橫隔梁。跨中截面及中支點(diǎn)截面示意圖如下所示：（單位為cm） 跨中處 主梁分段與施工階段的劃分 分段原則主梁的分段應(yīng)該考慮有限元在分析桿件時(shí)，分段越細(xì)，計(jì)算結(jié)果的內(nèi)力越接近真實(shí)值，并且兼顧施工中的實(shí)施，所以本設(shè)計(jì)分為50個(gè)單元。 主梁施工方法及注意事項(xiàng)主梁施工方法 ：主梁采用滿堂支架法施工，箱梁均采用滿堂支架、泵送現(xiàn)澆砼施工。（一）恒載內(nèi)力計(jì)算1． 第一期恒載（結(jié)構(gòu)自重）恒載集度 則： 2． 第二期恒載包括結(jié)構(gòu)自重、橋面二期荷載按65KN/m計(jì)?？煞譃榱N情況作用在橋梁上。其具體計(jì)算方法是：三跨連續(xù)梁的四個(gè)支點(diǎn)中的每個(gè)支點(diǎn)分別下沉，其余的支點(diǎn)不動(dòng)，所得到的內(nèi)力進(jìn)行疊加，取最不利的內(nèi)力范圍。梁體截面分布圖：利用橋梁計(jì)算軟件建模，將其平分為個(gè)單元，每單元，將單位集中荷載在梁體上移動(dòng)，畫出其各節(jié)點(diǎn)的影響線，影響線確定后，將移動(dòng)荷載作用在最大處，由此來計(jì)算出移動(dòng)荷載在最不利位置而產(chǎn)生的梁體的內(nèi)力。計(jì)算簡圖如下解得： 將數(shù)據(jù)與由Midas計(jì)算出的結(jié)果相比，相差不大，檢算滿足要求?，F(xiàn)將各種組合下的內(nèi)力列于下表：自重+二期恒載截面位置剪力 彎矩 端部01/4跨截面邊跨跨中截面支座截面跨中截面其彎矩圖：自重+二期恒載+沉降截面位置剪力 彎矩 端部01/4跨截面邊跨跨中截面支座截面跨中截面其彎矩圖：自重+二期恒載+移動(dòng)荷載截面位置剪力 彎矩 端部01/4跨截面邊跨跨中截面支座截面跨中截面其彎矩圖：自重+二期恒載+沉降+移動(dòng)荷載截面位置剪力 彎矩 端部01/4跨截面邊跨跨中截面支座截面跨中截面其彎矩圖： 將上述的組合進(jìn)行包絡(luò)，最終求出彎矩包絡(luò)圖，根據(jù)包絡(luò)圖進(jìn)行配筋。因?yàn)榻孛娌捎脝蜗鋯问視r(shí)，可直接按平面桿系結(jié)構(gòu)進(jìn)行活載內(nèi)力計(jì)算，無須計(jì)算橫向分布系數(shù)，所以全橋采用同一個(gè)橫向分配系數(shù)。用剛性橫梁法計(jì)算橫向影響線豎標(biāo)值1. 抗扭修正系數(shù)＝2. 計(jì)算橫向影響線豎標(biāo)值對于1號邊梁的橫向影響線豎標(biāo)值可以通過簡化公式計(jì)算：單箱雙室計(jì)算簡化為3片梁肋汽車荷載布置見下圖： 圖 汽車荷載布置其中：＝+0+＝ m2 ＝＝ ＝＝影響線圖如下： 圖 影響線圖用剛性橫梁法的橫向分布影響線為直線，設(shè)影響線零點(diǎn)離1號梁軸線的距離為x，則：解得：x＝根據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》本設(shè)計(jì)的橋面凈寬度W＝，車輛單向行駛時(shí)在，橋涵的設(shè)計(jì)車道數(shù)為3車道。不管橋梁的建筑材料、結(jié)構(gòu)類型是否有差別，也不管結(jié)構(gòu)尺寸與跨徑是否有差別，只要橋梁結(jié)構(gòu)的基頻相同，在同樣條件的汽車荷載下，就能得到基本相同的沖擊系數(shù)。計(jì)算連續(xù)梁的沖擊力引起的正彎矩效應(yīng)和剪力效應(yīng)時(shí)，采用；計(jì)算連續(xù)梁的沖擊力引起的負(fù)彎矩效應(yīng)時(shí)，采用。求得：正彎矩效應(yīng)： 負(fù)彎矩效應(yīng)： FACTOR=(1+μ)nηξ 式中 1+μ—沖擊系數(shù)；n—車道數(shù)；η—車道折減系數(shù)；ξ—偏載系數(shù)。一、 按承載能力極限計(jì)算時(shí)滿足正截面強(qiáng)度要求： 預(yù)應(yīng)力梁到達(dá)受彎的極限狀態(tài)時(shí)，受壓區(qū)混凝土應(yīng)力達(dá)到混凝土抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度，受拉區(qū)鋼筋達(dá)到抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度。，所需預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量按下式計(jì)算：h0xNdfcd如圖：， （） ， （）解上兩式得：受壓區(qū)高度 （）預(yù)應(yīng)力筋數(shù) （）或 （）式中 —截面上組合力矩。這忽略實(shí)際上存在的雙筋影響時(shí)（受拉區(qū)和受壓區(qū)都有預(yù)應(yīng)力筋）會使計(jì)算結(jié)果偏大，作為力筋數(shù)量的估算是允許的。寫成計(jì)算式為：對于截面上緣