【正文】 面控制彎距相對減小，同時由于采用平衡懸臂施工方法，使橋梁單跨跨徑大大增大。本設(shè)計為82＋154+82m公路預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋設(shè)計，主要針對已經(jīng)給出的大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋的上部結(jié)構(gòu)設(shè)計，由于時間有限，本設(shè)計主要針對上部結(jié)構(gòu)，也就是主梁和橋面的設(shè)計。全橋上部結(jié)構(gòu)共分為92個梁單元，定義有23個施工階段，先進行邊跨合龍，再進行中跨合龍。在做完所有計算后，繪制結(jié)構(gòu)主要施工圖，包括橋跨布置圖、施工順序圖等，進行外文翻譯，最后編制設(shè)計計算說明書和文檔整理。設(shè)計過程中提高學(xué)生獨立的分析問題，解決問題的能力以及實踐動手能力，達到具備初步專業(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)。梁體采用單箱單室箱型截面，主梁共分92個單元，單元長度分3m、4m三種，合龍段為2m。這樣不僅使梁體自重得以減輕，還增加了橋梁的美觀效果。MIDAS軟件提供了一個估算配筋面積的功能，這讓本設(shè)計簡化了很多繁瑣了計算，但是估算出的配筋偏于保守，所以可以用簡化公式進行配筋檢查，這樣不僅直觀更能對本設(shè)計進行一個初期的檢查。畢業(yè)設(shè)計不僅僅是對橋梁這一專業(yè)的知識應(yīng)用，同時也涵蓋了計算機能力、外語以及整個土木工程專業(yè)的基礎(chǔ)理論，當然這些內(nèi)容已經(jīng)熔入了設(shè)計過程當中。感謝學(xué)校給予的畢業(yè)設(shè)計這樣一個實踐的過程。而且墩梁固結(jié)有利于懸臂施工，且可以減少大型支座及其養(yǎng)護維修和更換。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。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)剛夠和懸臂梁作比較：在恒載作用下，連續(xù)剛構(gòu)在支點處有負彎矩，由于負彎矩的卸載作用，跨中正彎矩顯著減小，其彎矩與同跨懸臂梁相差不大；而且橋墩承受一部分彎矩，使跨中彎矩減小，從而提高其跨越能力。雖然連續(xù)剛構(gòu)有很多優(yōu)點，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，因為限于當時施工主要采用滿堂支架法，到后來，由于懸臂施工方法的應(yīng)用，連續(xù)剛構(gòu)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)剛構(gòu)都發(fā)揮了其優(yōu)勢，成為優(yōu)勝方案。另外，由于連續(xù)剛夠體系的發(fā)展，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)鋼構(gòu)橋在中等跨徑范圍內(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。在我國，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)雖然也在不斷地發(fā)展，然而，想要趕超國際先進水平，就必須解決好下面幾個課題：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，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加快施工進度。另外，在設(shè)計預(yù)應(yīng)力連剛構(gòu)橋時，技術(shù)經(jīng)濟指針也是一個很關(guān)鍵的因素，它是設(shè)計方案合理性與經(jīng)濟性的標志。但是，橋梁的技術(shù)經(jīng)濟指針的研究與分析是一項非常復(fù)雜的工作，三材指標和造價指標與很多因素有關(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)濟指針較高?？偠灾?，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。因此其主梁截面構(gòu)造、主要尺寸有下列特點： 橋梁跨徑連續(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。~，如果減少邊跨長度，則邊跨和中跨的跨中彎矩均減少，此外，邊跨跨長與中跨跨長的比值還與施工方法有關(guān)，對于現(xiàn)場澆灌的橋梁，但采用懸臂施工法，考慮到一部分邊跨采用懸臂施工外，余下的邊跨部分還需另搭腳手架，為使腳手架長度最短，【3】。因此底板設(shè)計成變厚度，根部厚(通常取墩頂梁高的1/101/12)；跨中薄(其尺寸受跨中布置的的預(yù)應(yīng)力鋼筋和普通鋼筋的控制)大跨度連續(xù)箱梁因跨中彎矩要求底板內(nèi)需配置一定數(shù)量的鋼束和鋼筋，無梗肋的箱梁下翼緣板厚至小應(yīng)大于125mm。有梗肋的梁也可采用構(gòu)造要求數(shù)值。 主梁高度由于預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋的跨度不斷增加，自重荷載設(shè)計荷載中占的比例明顯增大，對采用輕質(zhì)混凝土和高強度低松弛鋼絞線的橋梁，梁高有降低趨勢，以提高截面的有效承載力，減小自重。中小跨度橋梁可采用等跨度等梁高連續(xù)梁橋。 連續(xù)梁橋懸臂施工方法介紹本設(shè)計采用懸臂施工法，其主要特點如下： 施工特點懸臂施工法是利用已建成的橋墩沿橋跨方向?qū)ΨQ施工，其施工的必要條件是：施工中墩與梁固結(jié)，施工過程中橋墩需承受不對稱彎矩。其總體施工特點為：橋下無需搭設(shè)支架，對深水、大跨、通航、峽谷、高墩的條件下是最優(yōu)的施工方案；工藝簡單，施工設(shè)備少；多孔橋可平行施工，施工速度快；懸臂施工時使跨中正彎矩移到支點負彎矩，大大提高橋梁的跨越能力，節(jié)省施工費用，降低施工造價等。連續(xù)剛構(gòu)橋采用懸臂施工，存在施工中的力學(xué)體系轉(zhuǎn)換問題，所以施工中應(yīng)及時調(diào)整所施加的預(yù)應(yīng)力，并考慮體系轉(zhuǎn)化及其他因素引起的次內(nèi)力。它通常分為懸臂澆筑和懸臂拼裝兩類。懸臂拼裝法廣泛應(yīng)用于發(fā)達國家，其特點為工業(yè)化生產(chǎn)及機械化程度較高，比懸澆施工速度快；工期短、勞動力用量少。 托架與掛籃懸臂澆筑是在橋墩兩側(cè)對稱逐段澆筑混凝土，待混凝土達到一定強度后，張拉預(yù)應(yīng)力束，移動掛籃繼續(xù)澆筑下一梁段。懸臂澆筑施工中的主要設(shè)備是掛籃，因橋墩根部塊的重量較大，且為了滿足拼裝和支承掛籃要求的起步長度，經(jīng)常先用托架澆筑第一梁段。掛籃是一個能自動行走的空中活動腳手架，懸掛在已張拉的箱梁節(jié)段上，現(xiàn)澆段的模板安裝、鋼筋綁扎、管道安裝、預(yù)應(yīng)力操作、壓漿封端等工作均在掛籃上進行。 工藝流程用掛籃懸臂澆筑施工，除0號塊等少數(shù)梁段用托架施工外，其余利用掛籃施工。第2章 橋跨總體布置及結(jié)構(gòu)主要尺寸 橋型布置及孔徑劃分 橋型三跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，孔跨布置為82+154+82m。由于頂寬較大，分為上、下行，設(shè)計成雙幅橋，截面為兩個分離式單室單箱，設(shè)計時只考慮其中一幅。本橋為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，本橋跨徑組成82+154+82＝318m，梁高按二次拋物線變化。本設(shè)計采用二次拋物線型變高度箱型截面，連續(xù)剛構(gòu)橋根部的高跨比一般為～，其中大部分為左右，本設(shè)計箱梁支座處梁高取9m (H1/L1/)：主跨中部箱梁的高跨比一般為～，(H2/L=1/40)。 箱梁底板厚度設(shè)置中跨：底板中支撐處，負彎距大，需底板適當加厚，提供必要的受壓面積，跨中正彎距大，避免恒載彎距，因此“中薄邊厚”設(shè)置，本設(shè)計中，支座底板厚80cm，按線性變化，跨中為40cm厚；邊跨與中跨對稱。同時應(yīng)滿足構(gòu)造要求：單個腹板厚度t0≥。在近支座附近60cm厚，跨中取30cm厚。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)置橫隔板，甚至不設(shè)置中間橫隔板而只在支座處設(shè)置支承橫隔板。于是選用單箱單室截面為該橋的橫向斷面構(gòu)造，每片梁頂緣寬13m。梁段長度變化處的梁段重量差應(yīng)盡量減少，以利于施工控制。 具體分段本橋全長318m，全橋主梁共分92個梁段，雙薄壁墩有64個單元，承臺有4個單元，中支點0號塊長度14m，一般梁段長度分成3m、。每個橋墩由10個4m單元加上6個3m單元組成；從雙薄壁墩中心線向跨中算起：5m+2m+3m2+2+4m14+1m=77m；邊跨支架澆注單元為4m，中跨，邊跨合攏段都為2m。施工程序建議分為三大步驟：澆筑墩頂0號梁段施工時。拆除跨中掛籃，澆筑邊跨19號合龍段，其后，澆筑中跨合攏段。中跨合攏段混凝土澆筑，應(yīng)選擇非溫度急劇變化日之夜間氣溫最低時進行 (由于設(shè)計中不能事先確定合攏時之溫度值，故按合攏溫度為15℃~20℃設(shè)計)，為切實保證澆筑質(zhì)量，在中跨合攏段兩端截面間設(shè)鋼支撐，并于頂、底板上各張拉四根臨時鋼束，張拉力為500 kN，以鎖定合攏段兩側(cè)梁部，并在跨中合攏段左右分別設(shè)置2000kN的頂推力。梁段懸澆時，與前段混凝土結(jié)合面應(yīng)予鑿毛，并清洗干凈，縱向非預(yù)應(yīng)力鋼筋采用搭接。澆筑梁段混凝土?xí)r應(yīng)分水平層，一次整體澆筑成型，當混凝土自流高度大于2m時，必須用溜槽或?qū)Ч茌斔?，以保證混凝土的澆筑質(zhì)量。為使主梁施工達到高質(zhì)量、高精度和高安全度，除要求混凝土強度達到85％以后方可施加預(yù)應(yīng)力外，對已澆筑的梁段，要求通過以下四個方面的檢查校核后，方可進行下一梁段的施工：(1) 箱梁截面各部尺寸以及中線誤差必須滿足施工規(guī)范要求。(3) 預(yù)應(yīng)力的錨具控制應(yīng)力和鋼絞線的伸長量是否達到設(shè)計值。所有直接由廠家提供的產(chǎn)品，如支座、錨具、鋼絞線、鋼筋等必須為合格產(chǎn)品，符合設(shè)計要求。(2) 澆筑0號梁段。(4) 在0梁段上對稱架設(shè)掛籃，每個掛籃按75噸考慮。(2) 混凝土強度達到85％后，張拉預(yù)應(yīng)力束。(2) 對稱澆筑2號梁段。7張拉2塊預(yù)應(yīng)力鋼束1架設(shè)3掛藍58澆筑3塊34步驟：(1) 按前步驟依次澆筑3—18號梁段。9張拉3塊預(yù)應(yīng)力鋼束1架設(shè)4掛藍510澆筑4塊311張拉4塊預(yù)應(yīng)力鋼束1架設(shè)5掛藍512澆筑5塊313張拉5塊預(yù)應(yīng)力鋼束1架設(shè)6掛藍514澆筑6塊315張拉6塊預(yù)應(yīng)力鋼束1架設(shè)7掛藍516澆筑7塊317張拉7塊預(yù)應(yīng)力鋼束1架設(shè)8掛藍518澆筑8塊319張拉8塊預(yù)應(yīng)力鋼束1架設(shè)9掛藍520澆筑9塊321張拉9塊預(yù)應(yīng)力鋼束1架設(shè)10掛藍522澆筑10塊323張拉10塊預(yù)應(yīng)力鋼束1架設(shè)11掛藍524澆筑11塊325張拉11塊預(yù)應(yīng)力鋼束1架設(shè)12掛藍526澆筑12塊327張拉12塊預(yù)應(yīng)力鋼束1架設(shè)13掛藍528澆筑13塊329張拉13塊預(yù)應(yīng)力鋼束1架設(shè)14掛藍530澆筑14塊331張拉14塊預(yù)應(yīng)力鋼束132架設(shè)15掛藍533澆筑15塊334張拉15塊預(yù)應(yīng)力鋼束135架設(shè)16掛藍536澆筑16塊337張拉16塊預(yù)應(yīng)力鋼束138架設(shè)17掛藍539澆筑17塊340張拉17塊預(yù)應(yīng)力鋼束141架設(shè)18掛藍542澆筑18塊343張拉18塊預(yù)應(yīng)力鋼束144橋端施工605步驟：(1) 安裝邊支座，并現(xiàn)澆邊跨梁段(2) 6個水箱配重。(4) 澆筑邊跨合攏段。(2) 張拉頂?shù)装甯?根臨時預(yù)應(yīng)力鋼索。(4) 混凝土強度達到85％后，張拉預(yù)應(yīng)力索。52工后收縮徐變608步驟：工后60天，安裝橋面欄桿施加橋面二期荷載。，并提供了強大的數(shù)據(jù)自動生成和編輯功能，以及有效的數(shù)據(jù)糾錯與查錯功能，從而使得數(shù)據(jù)輸入這一繁瑣的工作得到了大大的簡化。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)計算安排在后臺進行，從而可以隨時對項目的計算進程進行干預(yù)，包括項目的啟動、停止以及設(shè)置項目計算的起始點。，本系統(tǒng)所有的文字和圖形結(jié)果可以隨時在各種打印機和繪圖儀上輸出，同時提供了打印預(yù)覽功能【5】。 材料信息(1)混凝土本設(shè)計梁體采用C50 級混凝土，雙薄壁墩墩采用C40 級混凝土，承臺采用C30級混凝土，根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范JTG D622004》 條規(guī)定【6】，具體材料特性見表31所示：表31 混凝土材料特性表類別材料特性C50級混凝土(梁體)C40級混凝土(墩身)C30級混凝土(承臺)混凝土容重γ(kN/m3)26彈性模量Ec(MPa)104104104線膨脹系數(shù)α105105105軸心抗壓強度設(shè)計fcd(MPa)軸心抗拉強度設(shè)計ftd(MPa)軸心抗壓強度標準fck(MPa)軸心抗拉強度標準ftk(MPa)(2)縱向預(yù)應(yīng)力鋼束，其張拉控制應(yīng)力部分取σh ==1395MPa，其余取σh ==1332MPa，張拉時混凝土強度要達到85%的設(shè)計強度。b) 單根鋼束總面積A：A= ；c) 預(yù)應(yīng)力鋼束的彈性模量Ep：Ep=105MPa；d) 預(yù)應(yīng)力鋼束的標準強度fpk：fpk =1860MPa；e) 張拉控制應(yīng)力σh：σh = =1860=1395MPa， σh ==1332MPa；f) 鋼筋松弛系數(shù)：；g) 預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道壁的摩擦系數(shù)：；h) 管道每米局部偏差對摩擦的影響系數(shù)：；i) 錨具變形、鋼束回縮和接縫壓縮值：；j) 張拉方式：超張拉。(2)活載：汽車荷載采用公路一級荷載。根據(jù)《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范JTG D602004》 規(guī)定：豎向日照溫差計算的溫度基數(shù)分為：梁截面升溫： T1=14，T2=；梁截面降溫： T1=7，T2=；預(yù)應(yīng)力估束階段只考慮了系統(tǒng)升溫和系統(tǒng)降溫的影響。(5)收縮徐變的影響：根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范JTG D622004》來考慮混凝土收縮徐變的影響，取年平均相對濕度為90%，收縮開始時的混凝土齡期為3 天。集中力的大小可根據(jù)各階段的掛籃自重、鋼筋網(wǎng)重量、混凝土重量等計算得到，并適當考慮由于各梁段長度不同而導(dǎo)致的荷載重心位置的變化。當施工梁段達到一定強度后，掛籃前移開始澆筑下一梁段。當施工梁段達到一定強度后，掛籃前移開始澆筑下一梁段。 二期恒載本設(shè)計二期恒載的設(shè)計值為80kN/