【正文】 一些構(gòu)造措施，如在驗算截面附近布置一定數(shù)量的非預(yù)應(yīng)力鋼筋，使得溫度應(yīng)力分布均勻，控制溫度裂縫的產(chǎn)生或發(fā)展。 重視箱梁結(jié)構(gòu)非預(yù)應(yīng)力鋼筋的配置縱向公布鋼筋或受力鋼筋，特別是箍筋對構(gòu)件的抗剪、斜截面強度和主拉應(yīng)力的貢獻很大。 本章小結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋在我國的發(fā)展與應(yīng)用雖然只有20余年歷史，但如今在公路、城市道路和鐵路建設(shè)中廣泛采用。今天，我們需要不斷地總結(jié)經(jīng)驗、吸取教訓(xùn)，在設(shè)計理論、設(shè)計規(guī)范、預(yù)應(yīng)力材料和施工技術(shù)上不斷完善、不斷發(fā)展、勇于創(chuàng)新。第2章 橋梁設(shè)計總體概況 設(shè)計基本資料 在南京，有102031328四條國道和一條國道主干線跨越長江，這種交通壓力，光靠輪渡是難以緩解的。超過設(shè)計能力一倍多！南京長江大橋已超負荷運營：公路橋面每年被損面積2 萬平方米以上，橋面結(jié)構(gòu)也遭到一定程度的損壞?！　?jù)預(yù)測，到2000年，南京地區(qū)每日過江交通量將超過6萬輛，2010年將超過11萬輛，2020年超過25萬輛?！　慕?jīng)濟發(fā)展看，在實施“以上海浦東開發(fā)開放為龍頭，進而推動長江三角洲和長江沿江開發(fā)開放和經(jīng)濟發(fā)展”的重大戰(zhàn)略決策中，南京作為長江下游的中心城市，正處于沿海、沿江開發(fā)開放經(jīng)濟帶“T ”型交叉的結(jié)合部。“沿江成束、跨江成環(huán)、南北放射、輻射周邊”，這是對南京城市交通系統(tǒng)規(guī)劃框架的總體描述。建設(shè)南京長江二橋則是實現(xiàn)此目標的重要步驟。一方面從整個路線或路線網(wǎng)的觀點上來看，既要力求降低橋梁的建筑和養(yǎng)護費用，也要避免或減少因車輛繞道而增加的運輸費用；另一方面，從橋梁本身的經(jīng)濟性和穩(wěn)定性出發(fā)，硬脊梁選擇在河道順直、水流穩(wěn)定、河面較窄、地質(zhì)良好、沖刷較小的河段上，以降低造價和養(yǎng)護費用，并防止因沖刷過大而發(fā)生橋梁倒塌的危險。 南京長江二橋的主要作用是溝通繞城公路，在東西向上聯(lián)系從上海到成都的312國道，南北向聯(lián)系由北京通往福州的104國道，此外，還有由南京通往南通方向的328國道和通向蕪湖方向的205國道，在南京也要經(jīng)過二橋的轉(zhuǎn)換。 八卦洲是一個江中孤島，進出交通靠汽渡，一旦天氣不好，只好困守孤島，嚴重地影響八卦洲的經(jīng)濟發(fā)展，當?shù)厝烁袊@“寧隔千山，不隔一水”。同時，可連接八卦洲、鐘山風(fēng)景區(qū)以及數(shù)條國道及城市主干道，既將各旅游勝地連接起來同時也將過境車輛引向南京長江二橋，避免過境車輛進入市區(qū)，緩解南京長江大橋的交通壓力。北汊大橋即位于北汊中段，北起大廠區(qū)張營村，南止八卦洲三道灣（圖211）。北汊航道為揚子石化等五大家族專用航道，通行3000t船舶。 水文資料 北汊大橋水文計算分析成果如下：設(shè)計流量（300年一遇） 設(shè)計水位 ；設(shè)計流速 ／s；一般沖刷 ；局部沖刷 ，過渡墩 ；最大沖刷深度 主墩 ，過渡墩 建議施工水位 （頻率1／15） 氣象資料 南京屬北亞熱帶向中亞熱帶過渡氣候區(qū)，四季分明，冬冷夏熱，溫差較大，春季風(fēng)和日麗，夏季炎熱，雨量充沛，秋季秋高氣爽，冬季天氣晴朗，寒冷干燥。夏季主導(dǎo)風(fēng)向為東南風(fēng)、東風(fēng)，冬季主導(dǎo)風(fēng)向為東北風(fēng)、東風(fēng)，橋址處江面以上 28m高，百年一遇 ／s；地震烈度 7度；無霜期 237天；每年6月下旬到7月中旬為梅雨季節(jié)。橋址主河槽及兩岸漫灘廣泛分布第四系覆蓋層，其厚度在河槽中約28～38m，巖性以粉細砂為主，零星分布淤泥質(zhì)亞粘土、亞沙土和薄層亞粘土；兩岸漫攤分布連續(xù)性較差，厚度5m左右，以亞粘土為主，其次為淤泥質(zhì)亞粘土、亞砂土和細砂。橋址區(qū)下伏基巖屬白堊系上統(tǒng)浦口組綜紅色泥巖、鈣質(zhì)泥巖及粉砂巖，巖石層理發(fā)育，相變及尖滅頻繁，由于組成巖石的礦物成分和膠結(jié)程序不同。根據(jù)交通預(yù)測情況分析決定：南京長江二橋北汊大橋按六車道高速公路特大橋設(shè)計，具體技術(shù)指標如下：（1） 設(shè)計行車速度：；（2） 設(shè)計荷載：公路級；（3） 設(shè)計風(fēng)速：；（4） 地震基本烈度：Ⅶ度；（5） 船舶撞擊荷載：順水流方向，橫水流方向；（6） 通航凈空：凈寬，凈高；（7） 設(shè)計最高通航水位：；（8） 設(shè)計最低通航水位：（通航保證率）；（9） 設(shè)計洪水頻率：；（10） 橋梁最大縱坡：不大于主要材料。公稱面積139m2，標準強度Ryb=1860MP，彈性模量Ey=105MP。(3)普通鋼筋采用HRB335鋼筋。3. 其它材料（1）本橋擬采用抗震盆式橡膠支座。 橋型方案比選及總體布置 橋梁總體設(shè)計原則 橋梁設(shè)計必須遵照“實用、經(jīng)濟、安全和美觀”的基本原則。 可能的橋型方案及總體布置 在設(shè)計中，考慮采用斜拉橋、懸索橋和拱橋三橋型，但因南汊大橋采用斜拉橋的形式，如果北汊大橋采用斜拉橋、懸索橋橋型，則不能突出南汊大橋的雄偉；若采用拱橋，則拱橋?qū)Φ图壍某休d能力要求較高，因橋位處地質(zhì)條件好壞不均，地基難以承受拱橋傳來的較大的水平推力，同時以上三種橋型施工難度較大，故以予以舍棄。 橋跨總體布置中，重點考慮下述因素：（1）兩岸均已建成長江南京河段達標大堤，為堤防安全，應(yīng)避開大堤設(shè)墩，并留以足夠的安全距離，確保施工及運營期大堤安全。（3）盡量減少深水基礎(chǔ)，以縮短工期、節(jié)省投資?？紤]到一座大跨經(jīng)PC連續(xù)梁或連續(xù)剛構(gòu)在邊路近邊支點梁段裂縫的經(jīng)驗教訓(xùn)，本橋主橋設(shè)計中，適當減小了邊孔跨徑，降低邊、中跨徑比，以期盡量減小邊跨主拉應(yīng)力，避免裂縫產(chǎn)生，并有利于施工。（6）漫灘中引橋適當采用稍大的跨徑，這一跨徑應(yīng)能跨越兩岸江堤，堤內(nèi)引橋則以經(jīng)濟跨徑布設(shè)。綜合考慮上述諸因素，同時考慮到：邊跨過長會削弱邊跨的剛度，增大活載在中跨跨中截面處的彎矩變化幅值，減少預(yù)應(yīng)力筋的數(shù)量，而邊跨過短，又會導(dǎo)致邊跨橋臺支座產(chǎn)生負反力，故在設(shè)計中，~（引于范立礎(chǔ)主編《橋梁工程》北京：人民交通出版社， 第78頁）。結(jié)果認為，主孔165m的布孔方案已基本覆蓋了航跡范圍，滿足通航及防洪要求，且大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)整體性能良好，剛度大，變形小，行車舒適，斷面抗扭剛度大，抗震性能好，主墩剛度相對較大，抵抗航舶撞擊能力較強，全橋型線簡潔大方，施工難度不大，養(yǎng)護維修方便，造價適度，故北汊主橋最終采用的五跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁方案。主橋橋面標高，按兩次邊孔在最高通航水位以上留有通航凈高18m考慮，%的雙向縱坡，并設(shè)半徑16000m的凸型豎曲線，為改善大橋景觀，展示大橋結(jié)構(gòu)造型美感，在大橋南、北引橋分別設(shè)置了半徑為8000m和4136m的平曲線。因橋梁的固定支左設(shè)于2號墩，故，橋梁左端伸縮縫寬度為：(m)橋梁右端伸縮縫寬度為：(m) 結(jié)構(gòu)尺寸擬定大跨度PC連續(xù)梁橋上部構(gòu)造結(jié)構(gòu)自量占設(shè)計荷載的比重，隨著跨度的增加而增大，在保證結(jié)構(gòu)剛度的前提下，盡可能地減輕上部結(jié)構(gòu)自重、并獲得較大的截面有效承載力，是其斷面設(shè)計首先考慮的問題。這樣的三向預(yù)應(yīng)力單箱單室斷面，具有抗扭剛度大，截面效率高、動力性能良好等優(yōu)點，并能有效地減輕上部構(gòu)造自重和減小下部結(jié)構(gòu)構(gòu)造尺寸，節(jié)省材料。連續(xù)箱梁橋支點梁高約為跨徑的1/15~1/20，跨中截面梁高通常為1/30~1/50（根據(jù)張繼堯、王昌將主編《懸臂澆筑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋》第51頁）。箱梁根部底板厚度一般為墩頂梁高的1/10~1/12，或按以下公式選定箱梁底板面積： (公式141)式中 ————箱梁底板混凝土面積； ————箱梁根部底板厚度參數(shù)； ————墩上梁高；————橋面寬度；————最大跨度。頂板厚度與腹板間距關(guān)系見表141。腹板厚的經(jīng)驗公式為： 當梁高低于6m時，(mm) (公式142) 當梁高高于7m時，(mm) (公式143) 式中 d——腹板厚度；h——對應(yīng)的為梁高；f——預(yù)應(yīng)力鋼筋直徑(mm) (3) 根據(jù)預(yù)應(yīng)力束的錨固構(gòu)造要求及局部應(yīng)力的分散要求，選擇腹板厚度最小尺寸： 當腹板內(nèi)有預(yù)應(yīng)力筋時，可取25~30cm； 當腹板內(nèi)有豎向預(yù)應(yīng)力筋時，可取30cm； 當預(yù)應(yīng)力筋錨固在腹板上時，可取35~40cm。腹板上設(shè)置通風(fēng)孔，以便縮小箱內(nèi)、外溫差。腹板上設(shè)通風(fēng)孔，以便縮小箱內(nèi)、外的溫差。橋梁橫斷面布置如圖111圖111 橋梁橫斷面布置（單位：m）箱梁在墩頂0號塊設(shè)厚度為 ，其位置與主墩側(cè)壁對應(yīng)，以便懸臂澆筑時，設(shè)置墩梁臨時固結(jié)構(gòu)造，在邊跨端部，即作為一個末端的橫隔板，又作為后張法預(yù)應(yīng)力筋分散錨固在端部的構(gòu)造要求。圖112 縱斷面梁段劃分全橋的綜合設(shè)計采用連續(xù)梁橋，配合抗扭剛度大的箱梁，從橋梁的經(jīng)濟性，美學(xué)造型，結(jié)構(gòu)受力，施工養(yǎng)護方面看都是合理的。第三章 成橋內(nèi)力計算 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的計算分析方法預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的計算分析一般都包括靜力計算分析和動力計算分析兩部分。因而，平面桿系有限元法是計算預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋內(nèi)力的基礎(chǔ)。然后將結(jié)構(gòu)模型劃分為有限個桿件單元。 主梁的計算分析方法主梁的計算分析，一般采用平面桿系有限單元法，即剛度矩陣法，其基礎(chǔ)理論是彈性小變形理論。 本計算書的方向及符號約定軸力：使單元受壓為正，單位KN；剪力：由單元底緣向頂緣方向為正，單位KN；彎矩：使單元底緣受拉為正，單位KN?m；正應(yīng)力（法向應(yīng)力）：壓應(yīng)力為正，單位MPa；剪應(yīng)力：由截面底緣向頂緣方向為正，單位MPa；主應(yīng)力：正表示壓，單位MPa。有限元計算簡化模型如圖321所示。（編號1133）。其中橋面鋪裝采用均布力模擬。其中掛籃拆除、安裝、加載共1天，轉(zhuǎn)移錨固、澆筑混凝土及張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋6天，橫隔板及豎向預(yù)應(yīng)力均在施工階段計入，橫隔板采用均布力模擬。 ，設(shè)計中對糧的受力影響可忽略。C，升、降溫各按20。80mm瀝青混凝土鋪裝層溫度基數(shù)為：=。C，其中300mm（豎向梯度溫度分布如圖322）圖322 豎向梯度溫度（尺寸單位：mm） 本橋擬采用抗震盆式橡膠支座，支座最大噸位為65000kN。支座與混凝土面接觸的摩擦系數(shù)為。 設(shè)計采用公路Ⅰ級荷載，不考慮人群荷載。沖擊系數(shù)計算如下：(1)結(jié)構(gòu)基頻 (公式321) (公式322)式中：——結(jié)構(gòu)基頻，計算連續(xù)梁的沖擊力引起的正彎矩效應(yīng)和剪力效應(yīng)時采用(Hz)； ——結(jié)構(gòu)基頻，計算連續(xù)梁的沖擊力引起的負彎矩效應(yīng)時采用(Hz)； l——結(jié)構(gòu)的計算跨徑 (m) ，本橋取165(m)。 設(shè)計中中間兩墩沉降10cm。表321 截面性質(zhì)計算結(jié)果節(jié)點號截面高度(m)毛截面面積(m2)毛截面抗彎慣性矩(m4)截面形心距下緣的距離(m)1 220+001+0012 219+001+0013 218+001+0014 217+001+0015 216+001+0016 215+001+0017 214+001+0018 213+001+0019 59 60 110 111 161 162 212+001+00110 58 61 109 112 160 163 211+001+00111 57 62 018 113 159 164 210+001+00112 56 63 107 114 158 165 209+001+00113 55 64 106 115 157 166 208+001+00114 54 65 105 116 156 167 207+001+00115 53 66 104 117 155 168 206+001+00116 52 67 103 118 154 169 205+001+00117 51 68 102 119 153 170 204+001+00118 50 69 101 120 152 171 203+001+00119 49 70 100 121 151 172 202+001+00120 48 71 99 122 150 173 201+001+00121 47 72 98 123 149 174 200+001+00122 46 73 97 124 148 175 199+001+00123 45 74 96 125 147 176 198+001+00124 44 75 95 126 146 177 197+001+00125 43 76 94 127 145 178 196+001+00226 42 77 93 128 144 179 195+001+00227 41 78 92 129 143 180 194+001+00228 40 79 91 130 142 181 193+001+00229 39 80 90 131 141 182 192+001+00230 38 81 89 132 140 183 191+001+00231 37 82 88 133 139 184 190+001+00232 36 83 87 134 138 185 189+001+00233 35 84 86 135 137 186 188+001+00234 85 136 187