畢業(yè)設(shè)計(jì)--預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的設(shè)計(jì)

1、<p>　　炭廠溝預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　設(shè)計(jì)說(shuō)明</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)依據(jù)</b></p><p>　　1、《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 D62- 2004）</p><p>　　2、《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（J

2、TG D60- 2004）</p><p>　　3、《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B01-2003）</p><p>　　二、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范</p><p><b>　　2.1技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)</b></p><p>　　1、荷載等級(jí)：公路—Ⅰ級(jí)；</p><p>　　2、橋面寬度：0.25m（欄桿）

3、+0.5m（防撞欄）+1.5m（人行道）+9m（行車道）+1.5m（人行道）+0.5m（防撞欄 ）+0.25m（欄桿）=13.5m。</p><p>　　3、橋面設(shè)有雙向2%的橫坡，通過(guò)橋面鋪裝完成；</p><p><b>　　2.2采用規(guī)范</b></p><p>　　1、《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 D62- 20

4、04）</p><p>　　2、《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTG D60- 2004）</p><p>　　3、《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B01-2003）</p><p>　　4、《公路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ024-85）</p><p>　　5、《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ041-2000）</p><

5、;p><b>　　三、基礎(chǔ)資料</b></p><p>　　該橋地質(zhì)情況從上到下為黃土、古土壤、亞粘土和石灰?guī)r。前三種土質(zhì)的側(cè)阻力分別為65KPa、70 KPa、85 KPa。由于本樁基礎(chǔ)是支撐在基巖上的端承式?；鶐r為石灰?guī)r，其地基承載力特征值。</p><p><b>　　四、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>&l

6、t;b>　　4.1 孔跨布置</b></p><p>　　根據(jù)路線設(shè)計(jì)線位，結(jié)合橋跨范圍地形地質(zhì)情況，對(duì)變截面連續(xù)梁橋孔跨布置設(shè)計(jì)，全橋孔跨組合為80m+125m+80m。</p><p>　　圖4-1 橋梁縱斷面布置圖</p><p><b>　　4.2 箱梁結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　箱梁采

7、用的是單箱單室箱型截面。</p><p>　　橋面行車道的凈寬為9m，人行道凈寬為2×1.5m，因此在設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)置2×0.5m的防撞欄及2×0.25m的人行欄桿。故箱頂寬為13.5m，底寬為7.5m，箱梁頂為平行面。箱梁跨中及邊跨現(xiàn)澆段梁高為2.8m，箱梁根部斷面和墩頂0號(hào)梁段高為7.0m。從中跨跨中至箱梁根部，箱高、箱梁底板、箱梁腹板均是按照二次拋物線變化的。從跨中跨中至箱梁根部箱梁

8、腹板從40cm變化為80cm，底板從30cm變化為90cm。</p><p><b>　　4.3預(yù)應(yīng)力鋼束</b></p><p>　　縱向預(yù)應(yīng)力鋼束共設(shè)置有頂板束、中跨底板束、邊跨底板束、合龍段臨時(shí)束和預(yù)備束五種。鋼筋束均采用Фs15.2鋼絞線，該設(shè)計(jì)中共采用27束和15束的兩種鋼筋束。采用的是預(yù)埋波紋管的形式形成管道。</p><p>　　

9、4.4橋面系、支座及伸縮縫 </p><p>　　橋面鋪裝采用10cm厚的瀝青混凝土和1cm瀝青抗摩層，橋面上設(shè)有防撞欄和人行欄桿。支座采用盆式橡膠支座；伸縮縫為梳齒狀伸縮縫。詳見施工圖所示。</p><p><b>　　4.5 主要材料</b></p><p>　　主梁采用的是C55號(hào)混凝土；墩身承臺(tái)采用的是C35號(hào)混凝土，基礎(chǔ)采用的是C30

10、號(hào)混凝土。防撞欄桿和人行欄桿采用的是C25號(hào)混凝土。預(yù)應(yīng)力鋼筋束采用的是 鋼絞線。普通鋼筋采用的是HRB335。</p><p><b>　　五、主要計(jì)算成果</b></p><p><b>　　5.1 計(jì)算參數(shù)</b></p><p>　?。?）汽車橫向分布系數(shù)計(jì)算</p><p>　　車道橫向分

11、布系數(shù)為2.30；</p><p>　?。?）混凝土結(jié)構(gòu)的收縮徐變按照《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》取值計(jì)算；</p><p><b>　?。?）溫度作用</b></p><p>　　根據(jù)氣象資料，全橋結(jié)構(gòu)體系溫差為+25℃,-15℃。溫度梯度作用取值為：</p><p>　　正溫度梯度為：14℃,5.5℃

12、,0℃；</p><p>　　負(fù)溫度梯度為；-7.0℃，-2.75℃，0℃；</p><p>　?。?）主橋結(jié)構(gòu)計(jì)算掛籃重量為125噸。</p><p><b>　　六、施工方案</b></p><p><b>　　6.1下部結(jié)構(gòu)施工</b></p><p>　　該橋的基礎(chǔ)均

13、采用的是鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。主墩采用立?，F(xiàn)澆施工。承臺(tái)混凝土體積較大，設(shè)計(jì)采用冷卻管和低水化熱水泥施工，減少水化熱，防止混凝土開裂。</p><p>　　墩身采用的是翻模法或者是滑模法施工，除安裝模板外，每個(gè)橋墩處至少配有一部高塔吊與一部施工電梯，其余所需則為常規(guī)的施工設(shè)備。</p><p>　　6.2 上部結(jié)構(gòu)施工</p><p><b>　?。?）主梁段施

14、工</b></p><p>　　橋墩施工完成后，墩頂0號(hào)塊梁段擬在墩頂埋有牛腿支撐托架上施工。用掛籃依次懸臂澆筑其余梁段，設(shè)計(jì)掛籃現(xiàn)澆階段最大的重量為157噸，掛籃重量為125噸。</p><p><b>　?。?）邊跨現(xiàn)澆段</b></p><p>　　邊跨現(xiàn)澆段在落地支架上施工，一次連續(xù)澆筑完成，邊跨底板張拉時(shí)，應(yīng)保證箱梁和支架

15、間水平向自由變形，為此在現(xiàn)澆段底模與支架承重縱梁間密排鋼管，在澆筑混凝土?xí)r應(yīng)保證梁體穩(wěn)定。</p><p>　?。?）主梁合龍段施工</p><p>　　全橋分三個(gè)合龍階段，第一、二階段合龍兩邊邊跨；第三階段合龍中跨，施工順序和過(guò)程分述如下：</p><p>　　（1）支架上澆筑箱梁的漸變段，完成邊跨合龍，待砼強(qiáng)度大于80%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，張拉鋼束；</p>

16、<p><b>　　（2）中跨合龍</b></p><p>　　中跨合龍施工順序如下:在中跨兩懸臂端將掛籃改裝為吊架，并在懸臂端設(shè)水箱作平衡重。在滿足設(shè)計(jì)合龍溫度情況下，焊好合龍骨架，澆筑合龍段砼，邊澆筑砼邊同步等效的放水。</p><p>　　6.3 主梁施工流程</p><p>　　主墩上搭設(shè)托架→現(xiàn)澆0號(hào)塊混凝土（可分為兩次

17、澆筑）→張拉鋼筋束→安裝掛籃→現(xiàn)澆1號(hào)塊混凝土→張拉鋼筋束→移動(dòng)并安裝掛籃……按照此程序施工主梁各節(jié)段至合龍段→搭設(shè)邊跨支架→澆筑邊跨主梁節(jié)段→澆筑邊跨合龍段→張拉邊跨現(xiàn)澆段鋼束→安裝主跨合龍吊架→跨中配重→安裝跨中合龍骨架→澆筑跨中合龍段砼，并同時(shí)等重卸除配重→分兩次交錯(cuò)張拉主邊跨底板鋼束。</p><p><b>　　七、施工注意事項(xiàng)</b></p><p>　　

18、1、本橋使用的各種材料必須符合設(shè)計(jì)提出的技術(shù)要求，按有關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格進(jìn)行檢驗(yàn)，妥善保管，并滿足現(xiàn)行有效的規(guī)范、規(guī)程要求。</p><p>　　2、主梁各階段（除現(xiàn)澆段和0號(hào)塊外）應(yīng)一次現(xiàn)澆完成，澆筑時(shí)應(yīng)保證連續(xù)和振搗密實(shí)。所有工作縫應(yīng)認(rèn)真鑿毛清潔，確保新老混凝土結(jié)合可靠等強(qiáng)。</p><p>　　全橋預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，混凝土強(qiáng)度必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求的值后（即混凝土強(qiáng)度達(dá)到80%以上且在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)

19、條件下，混凝土養(yǎng)護(hù)齡期不小于5天）才能施加預(yù)應(yīng)力，懸臂拼裝現(xiàn)澆構(gòu)件應(yīng)及時(shí)（一般不宜超過(guò)12天）進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼束的張拉，所有預(yù)應(yīng)力鋼束嚴(yán)格按照對(duì)稱、均衡張拉的原則進(jìn)行張拉。預(yù)應(yīng)力鋼束采用張拉力和伸長(zhǎng)量雙指標(biāo)控制，以張拉力為主，伸長(zhǎng)量為輔（伸長(zhǎng)量又施工單位根據(jù)所購(gòu)鋼束的具體參數(shù)指標(biāo)校核計(jì)算，并報(bào)監(jiān)理工程師審批）。</p><p>　　預(yù)應(yīng)力鋼束張拉完畢后，嚴(yán)禁撞擊錨頭和鋼束，鋼絞線和粗鋼筋多余長(zhǎng)度應(yīng)用切割機(jī)切割。<

20、;/p><p>　　主梁縱向預(yù)應(yīng)力體系設(shè)計(jì)采用真空灌漿法施工工藝，并采用向配套的塑料波紋管。</p><p>　　3、主梁雙懸臂澆筑施工時(shí)，梁段砼的澆筑、掛籃和機(jī)具的移動(dòng)等，均應(yīng)遵循對(duì)稱、均衡、同步進(jìn)行的原則，主梁面上應(yīng)嚴(yán)格控制堆放材料和施工機(jī)具，并注意懸臂兩端對(duì)稱堆放。每個(gè)梁段各個(gè)施工工序應(yīng)有監(jiān)控、監(jiān)測(cè)以確保施工質(zhì)量。在特殊情況下兩側(cè)不平衡重（含現(xiàn)澆砼不對(duì)稱的質(zhì)量）只允許偏差1/4節(jié)段重量（

21、節(jié)段自身不平衡重除外）。</p><p>　　4、主梁懸澆至最大懸臂時(shí)，應(yīng)根據(jù)分析計(jì)算所確定的危險(xiǎn)風(fēng)速，有必要時(shí)（施工季節(jié)），結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)和施工實(shí)際情況，研究制定具體抗風(fēng)措施（可設(shè)臨時(shí)抗風(fēng)索），并報(bào)監(jiān)理工程師或?qū)＜以u(píng)審批準(zhǔn)后實(shí)施。</p><p>　　5、主梁合龍段砼澆筑采用預(yù)壓配重法，即預(yù)先在合龍段兩端按合龍段砼重量注水壓重，邊澆筑砼邊防水。為了盡量減小溫度的影響，要求盡快焊接合龍段勁性骨架

22、連接（待壓重水灌滿后再施焊合龍段剛性骨架），并盡快澆筑合龍段砼。</p><p>　　6、主梁施工完成現(xiàn)澆橋面鋪裝時(shí)，應(yīng)將主梁頂面全面鑿毛，清除松散物、施工防水層后，方可澆筑橋面鋪裝，確保橋面板與橋面鋪裝有效結(jié)合。</p><p>　　7、承臺(tái)、墩身等構(gòu)件的砼體積較大，施工時(shí)應(yīng)采取可靠措施（如采用低水化熱的水泥、摻入粉煤灰、埋設(shè)冷卻管）降低水化熱，避免砼形成微裂縫甚至開裂；結(jié)構(gòu)各施工縫、后

23、澆筑的構(gòu)件結(jié)合面（包括封錨處）應(yīng)嚴(yán)格處理，確?？煽拷Y(jié)合；封錨區(qū)砼可采用微膨脹砼。墩身施工需要設(shè)置勁性骨架。</p><p>　　8、施工中應(yīng)注意有關(guān)預(yù)埋件的設(shè)置。</p><p>　　9、對(duì)施工圖設(shè)計(jì)中所提供的基礎(chǔ)坐標(biāo)、高程等必須先進(jìn)行核查，確認(rèn)無(wú)誤后方可對(duì)照實(shí)施。</p><p>　　10、設(shè)計(jì)說(shuō)明中未盡事宜，請(qǐng)?jiān)敿?xì)參閱圖中標(biāo)注，并嚴(yán)格按照《公路橋梁施工技術(shù)規(guī)范》

24、(JTJ041-2000)執(zhí)行。</p><p>　　一 方案簡(jiǎn)介和上部結(jié)構(gòu)尺寸擬定</p><p>　　本設(shè)計(jì)方案比選后采用的是三跨預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)梁結(jié)構(gòu)。邊中跨比為0.64，全聯(lián)跨徑為80m+125m+80m=285m。</p><p>　　橋上部結(jié)構(gòu)采用的是單箱單室結(jié)構(gòu)，箱寬為13.5m。下部結(jié)構(gòu)采用的摩擦樁。</p><p>&

25、lt;b>　　1.1設(shè)計(jì)基本資料</b></p><p>　　平曲線半徑：無(wú)平曲線；</p><p>　　豎曲線半徑：半徑為無(wú)窮大，不考慮縱坡；</p><p><b>　　通航要求：無(wú)；</b></p><p>　　地震參數(shù)：不考慮地震影響。</p><p><b>

26、　　1.2 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)</b></p><p>　　1.2.1 順橋上的尺寸擬定</p><p>　　跨徑：80m+125m+80m，施工方法為懸臂施工。 </p><p>　　圖1.1 橋梁縱斷面圖</p><p>　　梁高：根據(jù)規(guī)范，跨中梁高取2.8m（L/44.6），支點(diǎn)處梁高取7.0m（L/17.9）。</p>

27、<p>　　梁底曲線：選用二次拋物線形式。在支座處設(shè)3m的直線梁，以懸臂梁的懸臂為起點(diǎn)，梁底曲線方程為 （式中的 ），L為懸臂長(zhǎng)61m。</p><p>　　箱梁底板上緣曲線：箱梁底板從跨中到支點(diǎn)截面是按照二次拋物線逐漸變厚的，坐標(biāo)原點(diǎn)仍為懸臂梁的懸臂起點(diǎn)，則箱梁底板上緣曲線方程為 </p><p>　　1.2.2橫橋向的尺寸擬定</p><p>　

28、　橋面布置為：0.25m（欄桿）+0.5m（防撞欄）+1.5m（人行道）+9m（行車道）+1.5m（人行道）+0.5m（防撞欄 ）+0.25m（欄桿）=13.5m。 </p><p>　　圖1.2 橋面布置橫斷面圖</p><p>　　通過(guò)橋面鋪裝實(shí)現(xiàn)雙向2%的橫坡。</p><p><b>　　二 橋型方案的選擇&l

29、t;/b></p><p><b>　　2.1方案選擇原則</b></p><p>　　在橋梁設(shè)計(jì)中要求橋梁技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、適用耐久、經(jīng)濟(jì)合理。 隨著和諧社會(huì)的提出和公眾環(huán)保意識(shí)的提高，生態(tài)環(huán)保已經(jīng)成為一種不可或缺的考慮因素。建設(shè)在城市中的橋梁還特別注重美觀大方，即遵循我國(guó)橋梁設(shè)計(jì)中還要滿足美觀、環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的原則。由此，對(duì)于一定的建橋條件，根據(jù)側(cè)重

30、點(diǎn)的不同可能會(huì)做出基于基本要求的多種不同設(shè)計(jì)方案，只有通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)等方面的綜合比較才能科學(xué)的得出最合適的設(shè)計(jì)方案。</p><p>　　在橋梁設(shè)計(jì)中，基本設(shè)計(jì)原則如下：</p><p><b>　?。?）適用耐久</b></p><p>　　橋上應(yīng)保證橋梁在100年的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)正常使用；橋面寬度滿足當(dāng)前以及今后規(guī)劃年限內(nèi)的交通流量；橋梁結(jié)構(gòu)在

31、通過(guò)設(shè)計(jì)荷載時(shí)不出現(xiàn)過(guò)大的變形和過(guò)寬的裂縫；應(yīng)考慮不同的環(huán)境類別對(duì)橋梁耐久性的影響；在選擇材料、保護(hù)層厚度、阻銹等方面滿足耐久性的要求；橋跨結(jié)構(gòu)下面有利于泄洪、通航等要求。</p><p>　　具體到本三跨連續(xù)梁橋，因?yàn)槭歉呱綅{谷所以沒有通航要求、不需要考慮腐蝕性水對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。</p><p><b>　　（2）安全可靠</b></p><p&g

32、t;　　對(duì)于設(shè)計(jì)的橋梁結(jié)構(gòu)在強(qiáng)度和穩(wěn)定方面應(yīng)有足夠的安全儲(chǔ)備；防撞欄桿應(yīng)有足夠的高度和強(qiáng)度，人與車流之間應(yīng)做好防護(hù)欄、防止車輛撞入人行道或破壞欄桿而落入橋梁；對(duì)于交通繁忙的橋梁，應(yīng)設(shè)計(jì)好照明設(shè)施，并有明確的交通標(biāo)志，兩端引橋坡度不宜太陡，以避免發(fā)生車輛碰撞等引起的車禍；對(duì)于修建在地震區(qū)的橋梁，應(yīng)按抗震要求采取防撞措施，對(duì)于河床易變遷的河道，應(yīng)設(shè)計(jì)好導(dǎo)流措施，防止橋梁基礎(chǔ)底部被過(guò)度的沖刷等。</p><p>　　對(duì)

33、于該橋在設(shè)計(jì)上選用的是新澤西防撞欄桿、雙菱形人行道欄桿；因處在不是地震區(qū)的溝谷，則不需要考慮抗震要求、不需要考慮橋梁基礎(chǔ)被沖刷的要求。</p><p><b>　　（3）技術(shù)先進(jìn)</b></p><p>　　橋梁設(shè)計(jì)應(yīng)體現(xiàn)現(xiàn)代橋梁建設(shè)的新技術(shù)。積極采用國(guó)內(nèi)外的新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝和新設(shè)備，以便于橋梁的建造和架設(shè)、減少勞動(dòng)強(qiáng)度、加快施工進(jìn)度、提高施工效率、保證工程質(zhì)量

34、和施工安全。充分利用最新科學(xué)技術(shù)成就，把學(xué)習(xí)和創(chuàng)新結(jié)合起來(lái)，淘汰和摒棄原來(lái)落后和不合理的東西，只有這樣才能提高我國(guó)的橋梁建設(shè)水平，趕超世界先進(jìn)水平。</p><p><b>　?。?）經(jīng)濟(jì)性</b></p><p>　　橋梁設(shè)計(jì)應(yīng)遵循因地制宜、就地取材和方便施工的原則，經(jīng)濟(jì)的橋型應(yīng)該是造價(jià)和使用年限內(nèi)養(yǎng)護(hù)費(fèi)用綜合最省的橋型，設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮維修的方便和維修費(fèi)用少，維修

35、時(shí)盡可能的不中斷交通、或中斷交通的時(shí)間最短。</p><p><b>　　（5）美觀</b></p><p>　　一座橋梁應(yīng)具有優(yōu)美的外形，結(jié)構(gòu)布置必須精煉，并在空間上有和諧的比例。橋型應(yīng)與周圍的環(huán)境向協(xié)調(diào)，城市橋梁和旅游區(qū)的橋梁，可比較對(duì)多的考慮建筑藝術(shù)上的要求。合理的結(jié)構(gòu)布置和輪廓是美觀的主要因素，結(jié)構(gòu)細(xì)部的美學(xué)處理十分重要，另外，施工質(zhì)量對(duì)橋梁的美觀也有影響。&

36、lt;/p><p>　　（6）環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展</p><p>　　橋梁設(shè)計(jì)必須考慮環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的要求，包括生態(tài)、水、空氣、噪音等方面，應(yīng)從橋位布置、基礎(chǔ)方案、墩身外形、上部結(jié)構(gòu)施工方法、施工組織設(shè)計(jì)等方面全面考慮環(huán)境要求，采取必要的工程控制措施，并建立環(huán)境監(jiān)測(cè)保護(hù)體系，將不利影響減至最小。</p><p><b>　　2.2方案比選</b&

37、gt;</p><p>　　合理性往往都是在比較中發(fā)現(xiàn)的，沒有最好的，只有更合理的。所以本橋的初步設(shè)計(jì)是在綜合考慮適用性、舒適與安全性、經(jīng)濟(jì)性、先進(jìn)性、美觀等多方面因素，結(jié)合本橋址處地形、地貌、水文等信息進(jìn)行方案必選。</p><p>　　方案必選的重要流程為：綜合地質(zhì)、地貌、水文信息——確定橋梁長(zhǎng)度和橋面標(biāo)高——選擇橋型，擬定尺寸——多方案比較，擇優(yōu)。</p><p&

38、gt;　　設(shè)計(jì)方案通常是從擬定橋梁型式和橋梁分孔開始。根據(jù)不同的橋梁采用合理的主跨與邊跨的比值，一般選幾個(gè)(通常2~3個(gè))有特色的體系進(jìn)行進(jìn)一步的分析。</p><p>　　設(shè)計(jì)方案的評(píng)價(jià)和比較要全面考慮上述各項(xiàng)指標(biāo)，綜合分析每一方案的優(yōu)缺點(diǎn)，最后選定一個(gè)最佳的推薦方案。按橋梁的設(shè)計(jì)原則，造價(jià)低、材料省、施工難度小、勞動(dòng)力少和橋型美觀的方案應(yīng)優(yōu)先采用。但當(dāng)技術(shù)因素或是使用性質(zhì)有特殊要求時(shí)就另當(dāng)別論了，因此我們?cè)谶x

39、擇時(shí)還要注重考慮設(shè)計(jì)的側(cè)重點(diǎn)。技術(shù)高，造價(jià)必然會(huì)高，各個(gè)因素是相互制約的。所以在比選時(shí)必須從任務(wù)書提出的要求以及地形資料和施工條件，找出影響方案的最重要因素，分清主次，進(jìn)行比選。</p><p>　　在本次初擬方案時(shí)，共提出80m+125m+80m的預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)梁、75m+135m+75m的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)、80m+125m（掛梁長(zhǎng)為30m）+80m T型剛構(gòu)三種橋型，三種橋型均為變截面的梁。<

40、;/p><p>　　三種橋型的上部尺寸的擬定分別綜述為下：</p><p>　?。?）80m+125m+80m的預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)梁：由于預(yù)應(yīng)力混凝土變截面橋的邊中跨之比以0.6-0.7為宜（文獻(xiàn)[12]P480），故選取0.64的邊跨比。且支點(diǎn)梁高選取L/17.9=7.0m，跨中梁高取L/44.6=2.8m.梁底曲線選用最常用的二次拋物線形式。</p><p>　

41、　橋面寬為0.25m（欄桿）+0.5m（防撞欄）+1.5m（人行道）+9m（行車道）+1.5m（人行道）+0.5m（防撞欄 ）+0.25m（欄桿）=13.5m。故橫截面可選取的是單箱單室截面。由文獻(xiàn)[12]P480和文獻(xiàn)[13]P84擬定出箱梁截面的細(xì)部尺寸為：箱梁頂寬為13.5m，底寬為7.5m.頂板厚度支點(diǎn)為70cm,再轉(zhuǎn)化為35cm，其余為28cm，懸臂端厚度為20 cm，底板厚度由跨中到支點(diǎn)由30 cm變厚到90 cm，腹板厚度

42、由跨中到支點(diǎn)從40 cm變厚到80 cm，均是按照二次拋物線變化。頂板與腹板連接處的承托選用1:3的比例,底板與腹板的連接處的承托選用1:1的比例。</p><p>　　具體的尺寸見預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的總體布置圖。</p><p>　?。?）75m+135m+75m的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)：根據(jù)文獻(xiàn)[12]P487擬定邊中跨之比選用0.556。支點(diǎn)梁高取L/18=7.5m，跨中梁高取L/5

43、4=2.5m.為了改善L/4— L/8截面底板的混凝土的應(yīng)力，梁底截面選用1.65次曲線形式。</p><p>　　橋面寬為12m，橫截面形式仍然選用的是單箱單室截面。由文獻(xiàn)[2]P97、文獻(xiàn)[12]P487和文獻(xiàn)[13]P84擬定出箱梁的細(xì)部尺寸為: 箱梁頂寬為13.5m，底寬為7.5m. 頂板厚度除支點(diǎn)為30cm其余為27cm，懸臂端厚度為20 cm，底板厚度由跨中到支點(diǎn)由32 cm變厚到90 cm，腹板厚度

44、由跨中到支點(diǎn)從40 cm變厚到70 cm，頂板與腹板連接處的承托選用1:3的比例,底板與腹板的連接處的承托選用1:1的比例。</p><p>　　具體的尺寸見預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋的總體布置圖。</p><p>　　(3) 80m+125m（掛梁長(zhǎng)為30m）+80m T型剛構(gòu):根據(jù)文獻(xiàn)[13]P202擬定邊中跨之比為0.64。支點(diǎn)梁高為L(zhǎng)/17-L/21，取6.5m,跨中梁高為支點(diǎn)梁高的1

45、/5-1/2，選取2.5m。梁底截面選用二次拋物線形式。掛梁選用30m長(zhǎng)。</p><p>　　橋面寬為13.5m，但是由于腹板的經(jīng)濟(jì)間距為2.5-4m，懸臂端的長(zhǎng)為2-4m，故此橋型的橫截面選用的是單箱雙室截面。由文獻(xiàn)[13]P202擬定出的箱梁的細(xì)部尺寸為：箱梁頂寬為13.5m，底寬為7m 懸臂端長(zhǎng)為2m。頂板厚度除支點(diǎn)為25cm其余為20cm，懸臂端厚度為15 cm，底板厚度由跨中到支點(diǎn)由18 cm變厚到6

46、0 cm，腹板厚度從跨中到支點(diǎn)為60 cm等厚，頂板與腹板連接處的承托選用1:3的比例,底板與腹板的連接處的承托選用1:1的比例。</p><p>　　具體的尺寸見預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋的總體布置圖</p><p>　　三種橋型的比選方案如表2-1所示。</p><p>　　綜上所述，由于該橋位處的地基不好，而連續(xù)剛構(gòu)橋?qū)Φ鼗某休d力要求較高，并且此橋型為超靜定結(jié)構(gòu)

47、，由于混凝土收縮徐變、溫度變化、預(yù)應(yīng)力作用、墩臺(tái)不均勻沉降的影響將會(huì)產(chǎn)生較大的次內(nèi)力，因此結(jié)構(gòu)的受力不明確，主墩的直接抗壓能力較差。若地基發(fā)生過(guò)大的不均勻沉降，連續(xù)梁可通過(guò)支座調(diào)整標(biāo)高，抵消下沉來(lái)補(bǔ)救，而連續(xù)剛構(gòu)做不到。而且，連續(xù)剛構(gòu)的梁墩聯(lián)結(jié)處應(yīng)力復(fù)雜，也是該橋型的一大缺點(diǎn)。T型剛構(gòu)橋由于其在施工階段經(jīng)常會(huì)遇到強(qiáng)迫合龍，使用階段經(jīng)常會(huì)因?yàn)閾隙榷嗍沟脴蛎婢€性不平整，結(jié)構(gòu)中的伸縮縫較多，現(xiàn)在該橋型已經(jīng)不流行。</p><

48、;p>　　鑒于以上理由，現(xiàn)推薦80m+125m+80m的預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)梁為最佳方案。設(shè)計(jì)采用變截面梁是為了能更好地符合梁的內(nèi)力分布規(guī)律，從絕對(duì)值看，一般情況下，支點(diǎn)的負(fù)彎矩大于跨中的正彎矩，結(jié)構(gòu)的抗彎剛度與彎矩分布規(guī)律基本協(xié)調(diào)；采用懸臂施工法時(shí)變截面梁與施工狀態(tài)的內(nèi)力吻合，且施工內(nèi)力與成橋結(jié)構(gòu)內(nèi)力也基本吻合，預(yù)應(yīng)力筋的作用效益高；線形美觀，外型和諧，增大了橋下凈空，有利于橋下通航和降低橋頭引線標(biāo)高以節(jié)省投資。除外形高度變化

49、外，為滿足梁內(nèi)各截面抗壓和抗剪的受力要求，設(shè)計(jì)中底板和腹板均采用二次拋物線變厚度。</p><p>　　表2-1 橋型的比選表</p><p>　　三 設(shè)計(jì)依據(jù)和主要參數(shù)</p><p>　　3.1 主要材料參數(shù)</p><p>　?。?）混凝土：主梁采用的是C55號(hào)混凝土。墩身承臺(tái)采用的是C35號(hào)混凝土，基礎(chǔ)采用的是C30號(hào)混凝土；防撞欄桿

50、和人行欄桿采用的是C25號(hào)混凝土。</p><p>　?。?）預(yù)應(yīng)力鋼筋:采用的是 ，公稱直徑為139mm²，采用的是27 、15 和9 三種形式。</p><p>　?。?）普通鋼筋：采用的是HRB335。</p><p>　　（4）錨具：采用的是OVM15－27、OVM15－15以及OVM15-9三種，對(duì)應(yīng)的錨固墊的尺寸是350×295

51、15;Ф210、300×240×Ф170和240×180×Ф125（單位均為mm）。</p><p>　?。?）預(yù)應(yīng)力管道:采用預(yù)埋橡膠波紋管成孔，三種預(yù)應(yīng)力鋼筋束對(duì)應(yīng)的波紋管的內(nèi)徑分別為120mm、90mm、80mm。</p><p>　?。?）支座：采用盆式橡膠支座。</p><p>　?。?）橋面鋪裝：采用的是10cm的

52、瀝青混凝土鋪裝層和1cm抗滑磨耗層。</p><p>　?。?）伸縮縫：采用的是梳齒式伸縮縫。</p><p>　　3.2設(shè)計(jì)計(jì)算主要依據(jù)</p><p>　　《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 D62- 2004）</p><p>　　《公路磚石及混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D63-2005）</p>&l

53、t;p>　　《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTG D60- 2004）</p><p>　　《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B01-2003）</p><p><b>　　3.3基本計(jì)算數(shù)據(jù)</b></p><p>　　根據(jù)《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》中的各種規(guī)定，混凝土的各項(xiàng)基本數(shù)據(jù)以及各階段的限值，如下表所示：</p&

54、gt;<p>　　表3-1 材料的各項(xiàng)基本數(shù)據(jù)與限制</p><p>　　四 設(shè)計(jì)、受力、構(gòu)造以及施工特點(diǎn)</p><p><b>　　4.1 設(shè)計(jì)特點(diǎn)：</b></p><p>　　本橋上部結(jié)構(gòu)為三跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋，采用分段懸臂澆筑的方法施工，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋采用懸臂施工法需在施工中進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換，經(jīng)過(guò)一系列施工階段逐漸

55、形成最終的連續(xù)梁體系。在各個(gè)階段，可能具有不同的靜力體系，其中包括安裝單元、拆除單元、預(yù)應(yīng)力張拉、移動(dòng)掛籃等工況，因此恒載內(nèi)力計(jì)算時(shí)必須精確模擬各個(gè)施工階段。橋梁的恒載內(nèi)力是有各個(gè)施工階段引起的內(nèi)力迭加而成，顯然對(duì)不同的施工方法，橋梁的恒載內(nèi)力是有很大的區(qū)別的。而活載和溫度、沉降內(nèi)力在成橋后才發(fā)生，作用在最終的連續(xù)體系上，故與施工方法無(wú)關(guān)。懸臂施工涉及到非常 多的施工工況，且由于體系發(fā)生轉(zhuǎn)換而使得預(yù)加力和混凝土徐變產(chǎn)生的次內(nèi)力的計(jì)算變得

56、復(fù)雜，故該設(shè)計(jì)采用橋梁博士軟件進(jìn)行計(jì)算。</p><p><b>　　4.2受力特點(diǎn)：</b></p><p>　　采用懸臂施工的連續(xù)梁，在施工階段中經(jīng)歷T型剛構(gòu)受力狀態(tài)，合龍后形成連續(xù)梁橋，恒載產(chǎn)生的內(nèi)力有各個(gè)施工階段產(chǎn)生的內(nèi)力迭加而成。由于合龍段較短，其產(chǎn)生的內(nèi)力一般較小，故T型剛構(gòu)受力狀態(tài)為主要部分。對(duì)懸臂施工連續(xù)梁橋，合龍后根部負(fù)彎矩很大，而中跨跨中彎矩很小；

57、二期恒載加上去以后，根部彎矩增大，中跨跨中承受較小的正彎矩。因而，截面尺寸擬定時(shí)，應(yīng)根據(jù)以上彎矩分布特點(diǎn)，增大主梁根部附近的抗彎剛度，提高截面下緣的承壓能力。</p><p>　　懸臂是施工時(shí)，澆筑一節(jié)段梁體，達(dá)到一定強(qiáng)度后張拉此段鋼束。梁體自重產(chǎn)生負(fù)彎矩，而預(yù)應(yīng)力鋼束產(chǎn)生正彎矩，二者結(jié)合使得梁體基本處于偏心受壓受力狀態(tài)，其軸向力非常大，抗剪強(qiáng)度一般不成問(wèn)題，而最小正壓力又較大，故主拉應(yīng)力也易滿足，所以可不設(shè)下彎

58、配索。否則，可微彎縱向束，設(shè)置豎向預(yù)應(yīng)力筋。</p><p><b>　　4.3構(gòu)造特點(diǎn)</b></p><p><b>　　4.3.1零號(hào)塊</b></p><p>　　零號(hào)塊是懸臂澆筑施工時(shí)的中心塊體，又是體系轉(zhuǎn)換的控制體。梁體的受力經(jīng)過(guò)零號(hào)塊通過(guò)支座向墩身傳遞，零號(hào)塊受力非常復(fù)雜，且一般作為施工機(jī)具和材料堆放的臨時(shí)場(chǎng)

59、地，故其頂板、底板、腹板尺寸都取的較大。</p><p><b>　　4.3.2合龍段</b></p><p>　　合龍段的施工是橋梁施工的重要環(huán)節(jié)。在合龍段施工過(guò)程中，由于溫度變化、混凝土早期收縮、已完成結(jié)構(gòu)的收縮徐變、現(xiàn)澆混凝土的水化熱，以及結(jié)構(gòu)體系變化和施工荷載等的因素，對(duì)尚未達(dá)到強(qiáng)度的合龍段混凝土有直接的影響，故必須重視合龍段的構(gòu)造措施，使合龍段與兩側(cè)梁體保持

60、變形協(xié)調(diào)，并在施工過(guò)程中能傳遞內(nèi)力。合龍段的長(zhǎng)度在滿足施工要求的情況下，應(yīng)盡量縮短，以便于構(gòu)造處理，該設(shè)計(jì)中取2m。</p><p>　　合龍段施工應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）合龍段應(yīng)采用早強(qiáng)、高強(qiáng)、少收縮混凝土；(2)合龍段混凝土澆筑時(shí)間應(yīng)選在一天中溫度較低時(shí)，并使混凝土澆筑后溫度開始緩慢上升為宜；（3）加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)。</p><p>　　4.3.3臨時(shí)固結(jié)措施</p>&l

61、t;p>　　懸臂施工時(shí)，為保證結(jié)構(gòu)幾何體系不變，需將墩梁固結(jié)，以承受不平衡彎矩。常用的固結(jié)方法為：在支座縱向兩側(cè)設(shè)置兩排臨時(shí)混凝土塊作為臨時(shí)支座。臨時(shí)支座內(nèi)穿預(yù)應(yīng)力鋼束，兩端分別錨固在主墩和主梁橫隔板內(nèi)。鋼束的數(shù)量應(yīng)由施工中的不平衡彎矩確定。為便于拆除，在臨時(shí)支座內(nèi)設(shè)有約2cm厚的硫磺砂漿夾層。硫磺砂漿具有抗壓強(qiáng)度高、加熱容易軟化的特點(diǎn)，便于臨時(shí)支座的拆除。</p><p><b>　　4.4施工

62、特點(diǎn)</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)采用的是后支點(diǎn)掛籃懸臂澆筑的施工方法。用掛籃逐段懸拼澆筑施工的主要工藝程序?yàn)椋汗嘧?#塊，拼裝掛籃，對(duì)稱的澆筑1號(hào)段，掛籃的錨固點(diǎn)的轉(zhuǎn)移、前移、調(diào)整，灌注下一段梁，依次類推完成懸臂灌注，掛籃拆除換為吊架，邊跨、中跨的合龍。</p><p>　　按照每一梁段的混凝土分為分兩次澆筑，即先澆筑底板、后澆筑腹板和頂板混凝土的施工流程圖如圖4-1所

63、示。</p><p>　　圖4-1 懸臂澆筑流程</p><p><b>　　五 建立計(jì)算模型</b></p><p>　　使用環(huán)境：Dr.Bridge3.0</p><p>　　外部環(huán)境特性：計(jì)算相對(duì)濕度為80%，升溫按照25℃，降溫按照15℃。</p><p><b>　　5.1單

64、元的劃分</b></p><p>　　根據(jù)該橋梁的構(gòu)造特點(diǎn)，劃分的單元為以下形式，共劃分為86個(gè)單元，邊跨為2×24個(gè)，中跨為1×38個(gè)，如圖5-1所示。</p><p>　　圖5-1 邊跨的模型簡(jiǎn)圖</p><p>　　5. 2施工階段劃分</p><p>　　按照該橋的實(shí)際施工工序，首先澆筑1號(hào)墩和2號(hào)墩

65、的0號(hào)塊件（采用托架支撐）并設(shè)置臨時(shí)固定支座，以抵抗在懸臂施工中產(chǎn)生的不平衡彎矩。然后安裝掛籃，并對(duì)稱的澆筑其他塊件，支架現(xiàn)澆邊跨，合龍邊跨后拆除臨時(shí)固定支座再合龍中跨，然后施加二期恒載。根據(jù)各階段的施工順序，由橋梁博士軟件建立橋梁的施工模型。</p><p>　　階段1:0號(hào)塊件的施工</p><p><b>　　階段2:掛籃拼裝</b></p>&l

66、t;p><b>　　階段3：掛籃加載</b></p><p>　　本階段的新澆筑的單元通過(guò)掛籃傳遞其自重，但本身不參與結(jié)構(gòu)受力。</p><p>　　階段4：安裝1號(hào)塊件</p><p>　　在澆筑的混凝土經(jīng)過(guò)養(yǎng)護(hù)后強(qiáng)度達(dá)到要求時(shí)，對(duì)預(yù)應(yīng)力進(jìn)行張拉，施加預(yù)應(yīng)力。</p><p>　　階段5：掛籃轉(zhuǎn)移錨固</p

67、><p>　　當(dāng)澆筑的單元開始參與結(jié)構(gòu)受力（即填入施工階段的“安裝桿件號(hào)”中），其重力不再通過(guò)掛籃傳遞。進(jìn)行掛籃加載后，必須進(jìn)行相應(yīng)的“掛籃錨固”階段，解除掛籃受力。</p><p>　　階段6：掛籃的拆除和安裝</p><p>　　在掛籃進(jìn)行移動(dòng)操作時(shí)，除了在“掛籃拆除”信息中填入拆除掛籃號(hào)還要在“掛籃安裝”信息中填入要安裝的掛籃號(hào)和移動(dòng)的距離。即一個(gè)掛籃的移動(dòng)操作是

68、由掛籃拆除和掛籃安裝兩個(gè)操作在同一個(gè)階段完成的。</p><p>　　……（重復(fù)階段3到階段7）</p><p>　　階段64：懸臂掛籃拆除，換為吊架進(jìn)行邊、中跨的合龍</p><p>　　階段65：支架現(xiàn)澆邊跨</p><p>　　階段66:在懸臂端采用水箱壓重，重量為合龍段自重(45t)的一半加上吊架重量(25t)的一半，邊跨合龍段用勁性

69、鋼桿臨時(shí)鎖定。</p><p>　　階段67：澆筑合龍段砼，同時(shí)逐級(jí)卸除邊跨懸臂端的壓重荷載(22.5t)并且張拉部分邊跨合龍鋼束。</p><p>　　階段68：邊跨現(xiàn)澆支架落架，拆除主墩頂臨時(shí)支座，鎖定主墩頂永久支座，完成體系轉(zhuǎn)換(結(jié)構(gòu)變?yōu)閮蓚€(gè)單懸臂梁），拆除邊跨吊架（25t/個(gè)）。</p><p>　　階段69 ：澆筑中跨合龍段砼，同時(shí)逐級(jí)卸除中跨懸臂端的壓重

70、荷載(45t)，中跨合龍段臨時(shí)鎖定，并且切斷主墩臨時(shí)支承的鋼筋。同時(shí)按先長(zhǎng)后短的順序張拉部分中跨合龍段鋼束。</p><p>　　階段70：拆除中跨的吊架</p><p>　　階段71：張拉邊、中跨剩余的連續(xù)鋼束，施加橋面二期恒載 </p><p>　　階段72：根據(jù)《公橋規(guī)》的編制理念，使用階段的收縮徐變時(shí)間應(yīng)為“0”天，而將結(jié)構(gòu)的收縮徐變考慮到施工階段中，即添加

71、一個(gè)較長(zhǎng)的施工周期，用以完成結(jié)構(gòu)的收縮徐變，而不在使用階段考慮。故最后一個(gè)階段為考慮收縮徐變，加一個(gè)較長(zhǎng)的施工期，本設(shè)計(jì)選用10年，即3650天。</p><p><b>　　5.3荷載信息</b></p><p>　　橋梁模型在建立的過(guò)程中，需輸入施工荷載和使用荷載，以模擬實(shí)際橋梁的受力狀況。</p><p><b>　　5.3.1

72、施工荷載</b></p><p>　?。?）永久荷載：永久性作用于結(jié)構(gòu)上的荷載，如二期恒載等，在階段71施加二期恒載-58.13KN/m。（方向向下，故為負(fù)號(hào)）</p><p>　　每延米的二期恒載的計(jì)算:</p><p>　　10cm厚的瀝青混凝土鋪裝層：</p><p>　　γ1=0.1×25×1.5

73、15;2+（0.1+0.1×1.02）×4.5×25×0.5×2=30.23 kN/m；</p><p>　　1cm厚瀝青找平及抗滑層：</p><p>　　γ2=1.5×0.01×2×24+（0.01+0.01×1.02）×4.5×24×0.5×2=2.90

74、kN/m；</p><p>　　人行道欄桿與新澤西防撞欄容重總共記γ3=25 kN/m。</p><p>　　綜上所述,二期恒載每延米的容重為58.13kN/m。</p><p>　?。?）臨時(shí)荷載：一般為施工機(jī)具等荷載，下一階段將自動(dòng)去除；在階段66到階段70添加吊架和壓重的臨時(shí)荷載。</p><p>　　5.3.2 使用荷載</p&

75、gt;<p>　?。?）升溫溫差為25℃，降溫溫差為15℃；非線性溫度根據(jù)《通規(guī)》第4.3.10條規(guī)定，溫度基數(shù)T1為14℃，T2為5.5℃。梁高均大于400mm，則A值取300mm。如圖5-2所示。</p><p>　　圖5-2 非線性溫度示意圖</p><p>　?。?）車道荷載為公路—Ⅰ級(jí)；</p><p>　　人群荷載根據(jù)“計(jì)算跨徑小于或等于5

76、0m，人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值為3.0kN/m²，計(jì)算跨徑等于或大于150m時(shí)，人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值為2.5kN/m²，對(duì)跨徑不等的連續(xù)結(jié)構(gòu)，以最大跨徑為準(zhǔn)”，故采用內(nèi)插法得到125m跨徑的人群荷載為：</p><p>　?。?）升溫溫差取25℃，降溫溫差取15℃；</p><p>　?。?）三跨連續(xù)梁橋四個(gè)支點(diǎn)中的每個(gè)支點(diǎn)分別下沉2cm。</p><p>　　

77、六 恒載、活載內(nèi)力的計(jì)算</p><p>　　6.1 恒載內(nèi)力的計(jì)算</p><p>　　恒載內(nèi)力主要包括結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力和二期恒載內(nèi)力疊加。一期恒載和二期恒載由所建的計(jì)算模型輸入單元結(jié)果信息中引用。</p><p>　　一期恒載：程序按照截面尺寸信息自動(dòng)計(jì)入；</p><p>　　二期恒載：含鋪裝層和欄桿重，按58.1kN/m計(jì)入。</

78、p><p>　　根據(jù)以上建立的計(jì)算模型，利用橋梁博士軟件對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，得出每個(gè)單元的特征值以及各截面的內(nèi)力、位移值。</p><p>　　6.1.1截面幾何特性的計(jì)算</p><p>　　計(jì)算結(jié)構(gòu)的內(nèi)力、應(yīng)力前，需要首先計(jì)算出截面的幾何特性。由于結(jié)構(gòu)對(duì)稱，故現(xiàn)在只列出1-44號(hào)結(jié)構(gòu)的各個(gè)截面的幾何特性值，其余截面與其對(duì)應(yīng)。如表6-1。</p><p

79、>　　表6-1 截面幾何特性值</p><p><b>　　續(xù)表6-1</b></p><p>　　6.1.2使用階段結(jié)構(gòu)重力作用效應(yīng)計(jì)算</p><p>　　表6-2 結(jié)構(gòu)重力作用下的位移</p><p>　　表6-3 結(jié)構(gòu)重力作用下的內(nèi)力</p><p>　　由于結(jié)構(gòu)對(duì)稱，故表中只列出1

80、-44號(hào)單元的內(nèi)力值。</p><p>　　表6-4 結(jié)構(gòu)重力作用下支反力</p><p><b>　　6.2活載內(nèi)力計(jì)算</b></p><p>　?。?）汽車荷載采用中交新04規(guī)范，即公路-Ⅰ級(jí)，車道荷載，不計(jì)掛車荷載。人群集度利用內(nèi)插法計(jì)算得為2.625KN/ 。橋面描述的滿人總寬度為橋梁總寬為12m，人行道寬度為2×1.5m=

81、3m。</p><p>　　對(duì)于整體箱梁汽車荷載橫向分布調(diào)整系數(shù)是其所承受的汽車總列數(shù)，考慮橫向折減，偏載后的修正值。</p><p>　　根據(jù)《橋規(guī)》4.3.1條規(guī)定，當(dāng)橋涵設(shè)計(jì)車道數(shù)大于2時(shí)，由汽車荷載產(chǎn)生的效應(yīng)應(yīng)該進(jìn)行折減，但是折減后的效應(yīng)不得小于設(shè)計(jì)車道數(shù)為2的效應(yīng)?，F(xiàn)橫向分布系數(shù)為2（車道數(shù)）×1（雙車道的橫向折減系數(shù)）×1.15（偏載系數(shù)）=2.30。<

82、;/p><p>　　在橋梁博士有限元計(jì)算程序中，對(duì)于箱梁結(jié)構(gòu)，若如實(shí)填寫人行道寬度（或滿人寬度），則人群荷載的橫向分布系數(shù)填1。</p><p>　　（2） 沖擊系數(shù)的計(jì)算，在《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》P84第4.3.2條規(guī)定橋梁自振頻率（基頻）為：</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p><b&

83、gt;　?。?-2）</b></p><p>　　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</p><p>　　式中 ----結(jié)構(gòu)的計(jì)算跨徑（m）;</p><p>　　-----結(jié)構(gòu)跨中截面的抗彎慣性矩（）；</p><p>　　E-----結(jié)構(gòu)材料的彈性模量（）；<

84、/p><p>　　-----結(jié)構(gòu)跨中處的單位長(zhǎng)度質(zhì)量（），當(dāng)換算為重力計(jì)算時(shí)，其單位應(yīng)為（）；</p><p>　　G----結(jié)構(gòu)跨中處延米結(jié)構(gòu)重力（）；</p><p>　　g----重力加速度，g=9.81（）。</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)，中跨的計(jì)算跨徑是l=125m，跨中截面的Ic=10.2m4，彈性模量為E=3.55×104

85、MPa，跨中截面的面積是8.41 。</p><p>　　單位長(zhǎng)度的質(zhì)量為 : </p><p><b>　　將數(shù)據(jù)代入公式有</b></p><p>　　由于f<1.5HZ,根據(jù)規(guī)定μ=0.05</p><p>　　汽車荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算公式</p><p><b>　　（

86、6-3）</b></p><p>　　人群荷載作用下的計(jì)算公式</p><p><b>　　（6-4）</b></p><p>　　汽車荷載引起的內(nèi)力匯總?cè)绫砀?-5、6-6所示，由于該荷載對(duì)結(jié)構(gòu)作用產(chǎn)生的軸力均為0，故在表中不再列出各截面軸力的值。</p><p>　　表6-5 汽車荷載MaxM、MinM作

87、用內(nèi)力</p><p><b>　　續(xù)表6-5</b></p><p><b>　　續(xù)表6-5</b></p><p><b>　　續(xù)表6-5</b></p><p><b>　　續(xù)表6-5</b></p><p>　　表6-6 汽

88、車荷載MaxM、MinM作用內(nèi)力</p><p><b>　　續(xù)表6-6</b></p><p><b>　　續(xù)表6-6</b></p><p><b>　　續(xù)表6-6</b></p><p><b>　　續(xù)表6-6</b></p><

89、p><b>　　續(xù)表6-6</b></p><p>　　七 溫度及支座沉降次內(nèi)力的計(jì)算</p><p>　　7.1 溫度引起的內(nèi)力計(jì)算</p><p>　　溫度作用分為均勻溫度作用和梯度溫度作用。均勻溫度作用是指長(zhǎng)年氣溫變化導(dǎo)致橋梁沿縱向均勻的移動(dòng)，當(dāng)結(jié)構(gòu)的位移受到約束時(shí)就會(huì)引起溫度次內(nèi)力。計(jì)算橋梁結(jié)構(gòu)因均勻溫度作用引起外加變形或約束變形

90、時(shí)，應(yīng)從結(jié)構(gòu)受到約束時(shí)的結(jié)構(gòu)溫度作為起點(diǎn)，計(jì)算結(jié)構(gòu)最高和最低有效溫度的溫度效應(yīng)。梯度溫度作用是在太陽(yáng)輻射的作用下，結(jié)構(gòu)沿高度方向形成非線性的溫度梯度，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生溫度次內(nèi)力。</p><p>　　溫度應(yīng)力可按一般結(jié)構(gòu)力學(xué)或有限元方法進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算時(shí)一般采用以下假定：</p><p>　　① 沿橋長(zhǎng)的溫度分布是均勻的。</p><p>　　② 混凝土是彈性均質(zhì)材料。&

91、lt;/p><p>　?、?梁變形服從平面假定。</p><p>　?、?豎向溫度應(yīng)力和橫向溫度應(yīng)力可分別計(jì)算，最后疊加。</p><p>　　用矩陣位移法求解溫度效應(yīng)時(shí)，溫度變化引起的結(jié)點(diǎn)荷載向量為：</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p><b>　　——形心縱坐

92、標(biāo)；</b></p><p>　　——y=0處方程，； （7-2）</p><p>　　——變形曲率，。 （7-3）</p><p>　　按矩陣位移法可求得溫度次內(nèi)力及次應(yīng)力。溫度自應(yīng)力為平衡應(yīng)力，根據(jù)變形協(xié)調(diào)原理，可由下式求得：</p><p><b>

93、;　?。?-4）</b></p><p>　　由上分析可見，程序計(jì)算的關(guān)鍵在于計(jì)算式（7-2）、（7-3）。由于橋梁截面寬度b（y）一般不能寫成連續(xù)函數(shù)，而溫度場(chǎng)t（y）一般也不是連續(xù)形式，可用分段折線來(lái)近似t（y），這樣可使用類似于節(jié)線法的方法來(lái)描述截面的溫度場(chǎng)。式（7-2）、（7-3）可寫成數(shù)值積分的形式，以便于程序運(yùn)算，見式（7-5）、（7-6）：</p><p><

94、;b>　?。?-5）</b></p><p><b>　　（7-6）</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)中升溫溫差按25℃，降溫溫差按15℃考慮；考慮橋面板由于日照溫差產(chǎn)生的梯度溫度效應(yīng)，非線性溫度根據(jù)《通規(guī)》第4.3.10條規(guī)定，橋面板表面豎向日照正溫差計(jì)算基數(shù)T1取14℃，T2取5.5℃，豎向日照反溫差為正溫差乘以-0.5，按照以上規(guī)定由橋梁博士

95、有限元軟件程序可算出不均勻溫度引起的內(nèi)力。</p><p>　　升溫溫差與降溫溫差對(duì)結(jié)構(gòu)所引起的內(nèi)力值如表7-1和7-2，由于結(jié)構(gòu)對(duì)稱，故只列出1-44號(hào)單元。</p><p>　　表7-1 升溫溫差對(duì)結(jié)構(gòu)引起的內(nèi)力值</p><p><b>　　續(xù)表7-1</b></p><p>　　表7-2 降溫溫差對(duì)結(jié)構(gòu)引起的內(nèi)力

96、值</p><p><b>　　續(xù)表7-2</b></p><p><b>　　續(xù)表7-1</b></p><p>　　圖7-1 溫度引起的內(nèi)力圖</p><p>　　7.2 支座位移引起的內(nèi)力計(jì)算</p><p>　　由于各個(gè)支座處的豎向支座反力和地質(zhì)條件的不同引起支座不均

97、勻變?yōu)?，連續(xù)梁是一種超靜定結(jié)構(gòu)，對(duì)支座的不均勻沉降特別敏感，所以由它引起的內(nèi)力是構(gòu)成內(nèi)力的重要組成部分，其計(jì)算方法是；三跨連續(xù)梁橋四個(gè)支點(diǎn)中的每個(gè)支點(diǎn)分別下沉2cm，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。</p><p>　　支座沉降引起的結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算依據(jù)如下：</p><p>　　結(jié)構(gòu)位移方程可用分塊矩陣表示為：</p><p><b&g

98、t;　　（7-7）</b></p><p>　　式中：{x1}—要計(jì)算的節(jié)點(diǎn)位移</p><p>　　{x2}—已知的支撐節(jié)點(diǎn)位移</p><p>　　{B1}—已知的節(jié)點(diǎn)力列陣</p><p>　　{B2}—支承節(jié)點(diǎn)上的節(jié)點(diǎn)力列陣，可分為和兩部分，其中為已知的支承節(jié)點(diǎn)上的外荷載列陣；為支承節(jié)點(diǎn)反力。</p><

99、;p>　　將式（7-7）展開，可得：</p><p><b>　　（7-8）</b></p><p>　　由上式可求得節(jié)點(diǎn)位移列陣{x1}，方程解法為改進(jìn)平方跟法。得到{x1}后，便可求得支座沉降次內(nèi)力。</p><p>　　再由{x1}和式（7-7）可得：</p><p><b>　?。?-9）<

100、/b></p><p>　　由于橋梁支座沉降所引起的位移如下圖所示：</p><p>　　圖7-2 支座沉降引起的位移圖</p><p>　　圖7-3 支座沉降產(chǎn)生的正應(yīng)力圖</p><p><b>　　八 內(nèi)力組合（一）</b></p><p>　　公路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)上可能同時(shí)出現(xiàn)

101、的作用，按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行作用效應(yīng)組合，取其最不利的組合進(jìn)行設(shè)計(jì)，作用效應(yīng)組合原則如下：</p><p>　　① 只有在結(jié)構(gòu)上可能同時(shí)出現(xiàn)的作用，才進(jìn)行其效應(yīng)的組合。當(dāng)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件需要做不同受力方向的驗(yàn)算時(shí)，則應(yīng)以不同方向的最不利效應(yīng)組合進(jìn)行組合。</p><p>　　② 當(dāng)可變作用的出現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生有利影響時(shí)，該作用不應(yīng)參與組合。實(shí)際不可能同時(shí)出現(xiàn)的作用或

102、同時(shí)參與組合概率很小的作用，不考慮其作用效應(yīng)的組合。</p><p>　?、?施工階段作用效應(yīng)的組合，應(yīng)按計(jì)算需要及結(jié)構(gòu)所處條件而定，結(jié)構(gòu)上的施工人員和施工機(jī)具設(shè)備均應(yīng)作為臨時(shí)荷載加以考慮。</p><p>　?、?多個(gè)偶然作用不同時(shí)參與組合。</p><p>　　橋梁博士會(huì)自動(dòng)計(jì)算承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的作用效應(yīng)組合，其對(duì)組合效應(yīng)的解釋如下：</

103、p><p>　　① 承載能力極限狀態(tài)組合：</p><p>　　組合I：基本組合，按規(guī)范JTG D60-2004第4.1.6條規(guī)定。</p><p>　　組合IV：撞擊組合，按規(guī)范JTG D60-2004第4.1.6條規(guī)定。</p><p><b>　　其余組合不用。</b></p><p>　?、?

104、正常使用極限狀態(tài)內(nèi)力組合：</p><p>　　組合I：長(zhǎng)期效應(yīng)組合，按規(guī)范JTG D60-2004第4.1.7條規(guī)定。</p><p>　　組合II：短期效應(yīng)組合，按規(guī)范JTG D60-2004第4.1.7條規(guī)定。</p><p><b>　　組合V：施工組合；</b></p><p><b>　　其余組合不

105、用。</b></p><p>　　在本設(shè)計(jì)中，根據(jù)以上的組合原則和設(shè)計(jì)中的實(shí)際情況，主要考慮以下三種組合：</p><p>　　組合Ⅰ：基本組合。永久作用的設(shè)計(jì)值效應(yīng)與可變作用的設(shè)計(jì)值效應(yīng)相組合。</p><p>　　組合Ⅱ：作用短期效應(yīng)組合。永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用頻遇值效應(yīng)相組合。</p><p>　　組合Ⅲ：作用長(zhǎng)期效應(yīng)

106、組合。永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用準(zhǔn)永久值效應(yīng)相組合。</p><p>　　8.1 承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力組合</p><p><b>　　組合Ⅰ：基本組合</b></p><p>　　考慮永久作用：結(jié)構(gòu)重力（包括施工階段的將結(jié)構(gòu)自重、永久荷載、收縮徐變和預(yù)應(yīng)力效應(yīng)）、基礎(chǔ)沉降；</p><p>　　考慮可變作用：汽車荷載

107、、人群荷載、溫度梯度作用</p><p>　　則基本組合作用效應(yīng)表達(dá)式為：</p><p><b>　　(8-1)</b></p><p><b>　　或 </b></p><p><b>　　(8-2)</b></p><p>　　式中 —

108、—承載能力極限狀態(tài)下作用基本組合的效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值；</p><p>　　——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，該設(shè)計(jì)中的安全等級(jí)是二級(jí)，故取值為1.0；</p><p>　　——第i個(gè)永久作用效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)，其中結(jié)構(gòu)自重取1.2、預(yù)加力取1.2、混凝土收縮和徐變?nèi)?.0、基礎(chǔ)變位取0.5。</p><p>　　、——第i個(gè)永久作用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值；</p><p

109、>　　——汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力）的分項(xiàng)系數(shù)，為1.4；</p><p>　　、——汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力）的標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值；</p><p>　　——在作用效應(yīng)組合中除汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力）、風(fēng)荷載外的其他第j個(gè)可變作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)，取1.4；</p><p>　　、——在作用效應(yīng)組合中除汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離

110、心力）外的第j個(gè)可變作用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值；</p><p>　　——在作用效應(yīng)組合中除汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力）外的其他可變作用效應(yīng)的組合系數(shù)，現(xiàn)在除了汽車荷載（含汽車沖擊力、離心力）外有兩種其他可變作用（分別為人群荷載和溫度溫度梯度作用）參與組合，故現(xiàn)在的組合系數(shù)為0.70.</p><p>　　圖8-1 承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力包絡(luò)圖</p><p>

111、　　使用階段承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力組合Ⅰ結(jié)果如表8-1所示，在表中只列出各單元的左截面的內(nèi)力值。由于軸力很小，故對(duì)于一個(gè)截面當(dāng)它為前一單元的左截面和后一單元的有截面時(shí)差值不大，而剪力只是在符號(hào)上有差別。由于結(jié)構(gòu)對(duì)稱，只列出1-44號(hào)截面。以下表格中的剪力單位均為kN，彎矩單位均為kN·m。</p><p>　　表8-1承載能力極限狀態(tài)組合Ⅰ內(nèi)力值</p><p><b>

112、　　續(xù)表8-1</b></p><p><b>　　續(xù)表8-1</b></p><p>　　8.2正常使用極限狀態(tài)的內(nèi)力組合</p><p>　　8.2.1 短期組合</p><p>　　作用短期效應(yīng)組合永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用頻遇值效應(yīng)相組合，其效應(yīng)組合表達(dá)式為：</p><p>

113、;<b>　?。?-3）</b></p><p>　　式中 ——作用短期效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值；</p><p>　　——第j個(gè)可變作用效應(yīng)的頻遇值系數(shù)，汽車荷載（不計(jì)沖擊系數(shù)）取0.7、人群荷載取1.0、溫度梯度為0.8；</p><p>　　——第j個(gè)可變作用效應(yīng)的頻遇值。</p><p>　　圖8-2 正常使用極限狀態(tài)組

114、合Ⅰ內(nèi)力包絡(luò)圖</p><p>　　同承載能力極限狀態(tài)一樣，在表7-2中只列出1-44號(hào)單元的左截面的內(nèi)力值。</p><p>　　表8-2 正常使用極限狀態(tài)組合Ⅰ的內(nèi)力值</p><p><b>　　續(xù)表8-1</b></p><p><b>　　續(xù)表8-1</b></p><

115、p>　　8.2.2長(zhǎng)期效應(yīng)組合</p><p>　　作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)和可變作用準(zhǔn)永久值效應(yīng)組合，其效應(yīng)組合表達(dá)式為：</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　式中 ——作用短期效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值；</p><p>　　——第j個(gè)可變作用效應(yīng)的準(zhǔn)永久值系數(shù)，汽車荷載（不計(jì)沖

116、擊系數(shù)）取0.4、人群荷載取0.4、溫度梯度為0.8；</p><p>　　——第j個(gè)可變作用效應(yīng)的準(zhǔn)永久值。</p><p>　　圖8-3 正常使用極限狀態(tài)組合Ⅱ內(nèi)力包絡(luò)圖</p><p>　　九 預(yù)應(yīng)力鋼筋的估算</p><p>　　9.1預(yù)應(yīng)力鋼筋束的選擇</p><p>　　《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)

117、計(jì)規(guī)范》P11中對(duì)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)鋼筋的規(guī)定是：普通鋼筋應(yīng)選用的是熱軋R235、HRB335、HRB400及KL400鋼筋，預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中的箍筋應(yīng)選用其中的帶肋鋼筋；按構(gòu)造要求配置的鋼筋可采用冷軋帶肋鋼筋。預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)該選用的是鋼絞線、鋼絲；中小型構(gòu)件或豎橫向預(yù)應(yīng)力鋼筋，也可選用精軋螺紋鋼筋。</p><p>　　預(yù)應(yīng)力混凝土主梁鋼筋數(shù)量估算的一般方法是,首先根據(jù)結(jié)構(gòu)的使用性能要求（即正常使用極限狀態(tài)正截面抗裂性或

118、裂縫寬度限值）確定預(yù)應(yīng)力鋼筋的數(shù)量，然后再由構(gòu)件的承載能力極限狀態(tài)要求確定普通鋼筋的數(shù)量，即預(yù)應(yīng)力混凝土梁鋼筋估算的基本原則是按照結(jié)構(gòu)使用性能要求確定預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量，極限承載力的不足部分由普通鋼筋來(lái)補(bǔ)充。</p><p>　　確定預(yù)應(yīng)力鋼筋的面積后，結(jié)合錨具選型和構(gòu)造要求，選擇預(yù)應(yīng)力鋼筋束的數(shù)量和組成，布置預(yù)應(yīng)力鋼筋。</p><p>　　9.2預(yù)應(yīng)力鋼筋束的估算</p>&