預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋設(shè)計(jì)計(jì)算書畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p>　　學(xué) 生 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)</p><p><b>　　設(shè)計(jì)計(jì)算書</b></p><p><b>　　2013年5月 </b></p><p>　課題名稱柳城預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋</p><p>　姓 名</p><p>　學(xué) 號</

2、p><p>　院 系土木工程學(xué)院</p><p>　專 業(yè)土木工程（橋梁與隧道方向）</p><p>　指導(dǎo)教師</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要IV</b></p><p>　　Abstrac

3、tV</p><p><b>　　1 緒 論1</b></p><p>　　1.1 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋概述1</p><p>　　1.2 畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的與意義3</p><p>　　1.3 畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)3</p><p>　　2 橋跨總體布置及結(jié)構(gòu)尺寸擬定5</p>

4、<p>　　2.1 設(shè)計(jì)原始資料5</p><p>　　2.1.1設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)5</p><p>　　2.1.2 本橋主要材料5</p><p>　　2.1.3 設(shè)計(jì)規(guī)范6</p><p>　　2.1.4 橋位自然條件6</p><p>　　2.2 橋型方案擬定與尺寸擬定9</p>

5、<p>　　2.2.1 橋孔分跨10</p><p>　　2.2.2 截面形式11</p><p>　　2.2.3 梁高12</p><p>　　2.2.4 細(xì)部尺寸12</p><p>　　2.2.5 下部結(jié)構(gòu)和附屬設(shè)施13</p><p>　　2.3 主梁分段與施工階段的劃分14</p

6、><p>　　2.3.1 分段原則14</p><p>　　2.3.2 具體分段14</p><p>　　2.3.3 主梁施工方法14</p><p>　　3 內(nèi)力計(jì)算與荷載組合15</p><p>　　3.1 全橋結(jié)構(gòu)計(jì)算圖式的確定15</p><p>　　3.2 全橋施工階段的劃分1

7、5</p><p>　　3.2.1 單元的截面特性和單元重量15</p><p>　　3.2.2 主梁施工分段17</p><p>　　3.2.3 本設(shè)計(jì)主要單元號與節(jié)點(diǎn)號。18</p><p>　　3.2.4 內(nèi)力計(jì)算18</p><p>　　3.3 溫度次內(nèi)力計(jì)算21</p><p&g

8、t;　　3.4 活載內(nèi)力計(jì)算22</p><p>　　3.4.1 車道荷載22</p><p>　　3.4.1人群荷載23</p><p>　　3.3 荷載組合25</p><p><b>　　4 配筋設(shè)計(jì)34</b></p><p>　　4.1 鋼束估算34</p>&

9、lt;p>　　4.2 預(yù)應(yīng)力鋼束的布置39</p><p>　　4.2.1 鋼束數(shù)確定39</p><p>　　4.2.2 布置原則40</p><p>　　5 預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算43</p><p>　　6 全橋應(yīng)力驗(yàn)算46</p><p>　　6.1 施工階段混凝土應(yīng)力驗(yàn)算46</p>

10、<p>　　6.2 使用階段混凝土應(yīng)力驗(yàn)算53</p><p>　　6.3 使用階段鋼束應(yīng)力驗(yàn)算57</p><p>　　6.4 變形驗(yàn)算62</p><p><b>　　7 施工說明63</b></p><p>　　7.1 施工概述63</p><p>　　7.2 主要控制技

11、術(shù)64</p><p>　　7.2.7 0號塊梁段托架拼裝及施工64</p><p>　　7.2.2 邊跨直線段施工64</p><p>　　7.2.3 體系轉(zhuǎn)換64</p><p>　　7.3施工的機(jī)具設(shè)備65</p><p>　　7.3.1錨具65</p><p>　　7.3.2

12、施工掛籃65</p><p>　　7.4 施工步驟66</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)68</b></p><p>　　附錄 英文翻譯69</p><p><b>　　致謝75</b></p><p>　　柳城預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋</p><

13、p>　　摘 要：本畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是崀山扶夷江大橋的初步設(shè)計(jì)由于預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋具有剛度大、變形小、行車順適、跨中建筑高度小、外形美觀、用料少、施工用地小等特點(diǎn)。</p><p>　　設(shè)計(jì)橋梁跨徑80m+150m+80m，截面形式為單箱單室箱形截面，橋面總寬14m，雙向雙車道。主梁施工采用懸臂掛籃施工，對稱平衡澆筑混凝土梁段。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)首先對主橋總體布置及結(jié)構(gòu)

14、尺寸擬定；然后運(yùn)用橋梁博士V3.0軟件對主橋上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算、荷載效應(yīng)組合、估算并配置縱向預(yù)應(yīng)力筋、模擬懸臂澆筑施工方法對全橋進(jìn)行內(nèi)力驗(yàn)算、輸出報(bào)告模版的編輯；最后在結(jié)構(gòu)內(nèi)力驗(yàn)算滿足規(guī)范要求的基礎(chǔ)上，繪制本設(shè)計(jì)主橋的橋位地質(zhì)圖、橋型方案圖、主梁一般構(gòu)造圖、縱向預(yù)應(yīng)力筋截面圖、施工流程圖等。</p><p>　　關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋；次內(nèi)力；懸臂施工</p><p>　　Abs

15、tract：The graduation project is preliminary design on Langshan fuyi River prestressed concrete continuous beam bridge. Because the prestressed concrete continuous bridge in a big way has the characteristics that rigidity

16、, to distort, the driving smooth, the cross height of building t is small slightly, the contour is artistic, the needed materials are few, construction land is small and so on.</p><p>　　Designing the bridge

17、span for80 m+150m+80m ,cross section shape for single box single room box sections,bridge deck total 14 m wide, dual two-lane.The main girder construction hanging basket cantilever construction ,symmetrical balance for p

18、ouring the concrete beam.</p><p>　　First for this design, I draw up the main span general arrangement and the structure size; then use software bridge Dr. V3.0 to caculate the endogenic force computation an

19、d the load effect combination using to the main span superstructure, to estimate and disposes the longitudinal pre-stressed muscle, to simulate bracket construction job practice to carry on the endogenic force checking c

20、alculation, to output report pattern plate's edition of the entire bridge; Finally, on the basis of endogeni</p><p>　　Keywords: Prestressed concrete continuous rigid frame bridge; cantilever construction

21、; Secondary forces; Cantilever constructio</p><p><b>　　1 緒 論</b></p><p>　　1.1 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋概述</p><p>　　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

22、之一。本章簡介其發(fā)展：</p><p>　　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。</p><p>　　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。這樣就可以抵消外荷載作用下混凝土產(chǎn)生的拉應(yīng)力。自從預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)產(chǎn)生之后，很

23、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。</p><p>　　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。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。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。&

24、lt;/p><p>　　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。現(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。</p><p>　　雖然預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的發(fā)展還不到80年。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。</p><p>　　連續(xù)梁

25、和懸臂梁作比較：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，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)。到后來，由于懸臂施工方法的應(yīng)用，連續(xù)梁在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中有了飛速的發(fā)展。60年代初期在中等跨預(yù)應(yīng)力混

26、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。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)梁都發(fā)揮了其優(yōu)勢，成為優(yōu)勝方案。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。</p><p>　　然而，當(dāng)跨度很大時(shí)，連續(xù)梁所須的巨型支座無論是在設(shè)計(jì)制造方面，還是在養(yǎng)護(hù)

27、方面都成為一個難題；而T型剛構(gòu)在這方面具有無支座的優(yōu)點(diǎn)。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。這種綜合了上述兩種體系各自優(yōu)點(diǎn)的體系是連續(xù)梁體系的一個重要發(fā)展，也是未來連續(xù)梁發(fā)展的主要方向。</p><p>　　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)。在城市預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁中，為充分利用空間，改善交通的

28、分道行駛，甚至已建成不少雙層橋面形式。</p><p>　　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課題：</p><p>　　(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。</p><p>　　(2

29、)在一切適宜的橋址，設(shè)計(jì)與修建墩梁固結(jié)的連續(xù)—剛構(gòu)體系，盡可能不采用養(yǎng)護(hù)調(diào)換不易的大噸位支座。</p><p>　　(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。</p><p>　　另外，在設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋時(shí)，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指針也是一個很關(guān)鍵的因素，它是設(shè)計(jì)方案合理性與經(jīng)濟(jì)性的標(biāo)志。目前，各國都以每平方米橋面的

30、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。但是，橋梁的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指針的研究與分析是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工作，三材指針和造價(jià)指針與很多因素有關(guān)，例如：橋址、水文地質(zhì)、能源供給、材料供應(yīng)、運(yùn)輸、通航、規(guī)劃、建筑等地點(diǎn)條件；施工現(xiàn)代化、制品工業(yè)化、勞動力和材料價(jià)格、機(jī)械工業(yè)基礎(chǔ)等全國基建條件。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)該包括整個使用期限內(nèi)的養(yǎng)護(hù)、維修

31、等運(yùn)營費(fèi)用在內(nèi)。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(jì)指針較高。因此，從這個角度來看，連續(xù)—剛構(gòu)也是未來連續(xù)體系的發(fā)展方向。</p><p>　　總而言之，一座橋的設(shè)計(jì)包含許多考慮因素，在具體設(shè)計(jì)中，要求設(shè)計(jì)人員綜合各種因素，作分析、判斷，得出可行的最佳方案。</p><p>　　1.2 畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的與意義</p><p

32、>　　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)立的完成一個專業(yè)課題的設(shè)計(jì)工作。設(shè)計(jì)過程中提高學(xué)生獨(dú)立的分析問題，解決問題的能力以及實(shí)踐動手能力，達(dá)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)。</p><p>　　1.3 畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)</p><p>　　本次設(shè)計(jì)任務(wù)：桃花江大橋是一座二級公路上的預(yù)應(yīng)力

33、混凝土連續(xù)梁橋。橋梁所處河段平順，河床平坦。根據(jù)橋位的自然地質(zhì)條件，擬定主橋橋長為310m，分孔情況為80m+150+80m.橋面設(shè)計(jì)車速為60km/h，雙向雙車道，全寬14m。采用3跨變截面連續(xù)箱梁。橫斷面采用單箱單室的箱型界面，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁具有剛度大、伸縮縫少、變形小、行車順適、跨中建筑高度小、外形美觀、用料省、施工用地小等特點(diǎn)。采用箱行界面具有較大的抗扭剛度。</p><p>　　由于預(yù)應(yīng)力混凝土連

34、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，所以采用有限元分析軟件—橋梁博士進(jìn)行，這樣不僅提高了效率，而且準(zhǔn)確度也得以提高。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋采用懸臂澆注法施工。懸臂澆注法施工具有很多優(yōu)越性：它不需要大型的機(jī)械設(shè)備；不影響橋下通航、通車；且施工受河道水位和季節(jié)的影響較小。</p><p><b>　　主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)</b>&

35、lt;/p><p>　　1) 設(shè)計(jì)荷載：公路Ⅱ級，人群荷載：2.5kN/m</p><p>　　2) 洪水頻率：按300年一遇設(shè)計(jì)。</p><p>　　3) 橋面凈空：凈10米</p><p>　　4) 橋面橫坡：行車道2%人字形面坡</p><p>　　6) 連續(xù)梁橋的施工方案：逐孔施工法，懸臂施工法，頂推施工法等。本

36、橋采用懸臂施工法，其特點(diǎn)有橋梁在施工過程產(chǎn)生負(fù)彎矩，橋墩也要承受由施工產(chǎn)生的彎矩;懸臂澆筑施工簡便，施工中可不斷調(diào)整位置；懸懸臂拼裝施工速度快，橋梁上、下結(jié)構(gòu)可平行作業(yè)。</p><p>　　7) 為了提高工作效率，提高計(jì)算精度，使對結(jié)構(gòu)物的受力分析更為符合實(shí)際，本次設(shè)計(jì)上部結(jié)構(gòu)采用橋梁博士V3.0設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)及驗(yàn)算、采用CAD繪圖。 </p><p>　　2 橋跨總體布置及結(jié)構(gòu)尺寸擬定&

37、lt;/p><p>　　2.1 設(shè)計(jì)原始資料</p><p>　　2.1.1設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)</p><p><b>　　（1）荷載等級</b></p><p>　　汽車荷載：公路-Ⅱ級</p><p>　　人群：人群荷載值取2.5kN/m。</p><p><b>　　

38、（2）橋?qū)挘?lt;/b></p><p>　　主橋：橋面凈寬10m，總寬4m。</p><p><b>　?。?）通航等級：</b></p><p>　?、?（3）級，凈空尺寸標(biāo)準(zhǔn)為：110m（凈寬）×10m（凈高）。</p><p>　　（4）設(shè)計(jì)水位：按300年一遇洪水頻率設(shè)計(jì)洪水位300.10m（

39、黃海高程）。</p><p>　　2.1.2 本橋主要材料</p><p>　　參照規(guī)范規(guī)定，該橋材料取用如下：</p><p><b>　?。ㄒ唬┗炷?lt;/b></p><p>　　主橋懸澆連續(xù)梁采用C50；</p><p>　　20m預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆箱梁采用C50;匝道橋梁鋼筋混凝土現(xiàn)澆箱梁采

40、用C50；</p><p>　　橋面鋪裝采用10cm厚瀝青混凝土；</p><p>　　主橋下部構(gòu)造：承臺C25、C25封底；樁基C25；墩柱及頓頂蓋梁C25；</p><p>　　支座墊石采用C25；</p><p>　　配置混凝土所采用的水泥、砂、石、水等材料及混凝土的配合比、拌制、運(yùn)輸和澆筑應(yīng)嚴(yán)格按照《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》執(zhí)行，并應(yīng)符

41、合規(guī)范所規(guī)定的質(zhì)量檢驗(yàn)及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。</p><p><b>　　（二）預(yù)應(yīng)力鋼材</b></p><p>　　預(yù)應(yīng)力鋼絞線采用270級公稱直徑15.2低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線，其抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)f=1860MPa，彈性模量E=1.95×105 MPa，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)必須符合“ASTM416-90”和“GB5224-2003”有關(guān)規(guī)定。預(yù)應(yīng)力筋采用的錨具、夾具和連接器應(yīng)滿足（

42、GB/T14370-2007）國標(biāo)要求。</p><p><b>　　(三)普通鋼筋</b></p><p>　　普通鋼筋必須符合“GB1499.1-2008鋼筋混凝土用鋼第一部分：熱軋光圓鋼筋、B1499.2-2007鋼筋混凝土用鋼第二部分熱軋帶肋鋼筋”標(biāo)準(zhǔn)的各項(xiàng)規(guī)定。其中鋼筋直徑d≥12mm全部采用HRB335鋼筋，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fsk =335MPa，鋼筋直徑d

43、＜12mm全部采用R235鋼筋，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fsk=235MPa。橋墩樁基及墩柱柱鋼筋直徑d≥20mm應(yīng)采用機(jī)械接頭連接。</p><p><b>　?。ㄋ模┢胀ㄤ摬?</b></p><p>　　技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)必須符合“GB700-2006碳素結(jié)構(gòu)鋼”規(guī)定，選用的焊接材料應(yīng)符合“GB/T5117-1995”和“GB/T5118-1995”的要求，并與采用的鋼材材質(zhì)和強(qiáng)度

44、相適應(yīng)。</p><p><b>　?。ㄎ澹┢渌牧?lt;/b></p><p>　　本橋所有材料質(zhì)量的要求應(yīng)符合《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》JTJ041-2000的有關(guān)規(guī)定，并符合相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)。所有材料及標(biāo)準(zhǔn)件產(chǎn)品均應(yīng)采用通過國家級或部級鑒定的產(chǎn)品，并應(yīng)按國標(biāo)部標(biāo)要求進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)。</p><p>　　2.1.3 設(shè)計(jì)規(guī)范</p>&

45、lt;p>　　（1）交通部頒《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》 （JTG B01---2003）</p><p>　?。?）交通部頒《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》 （JTJ D20---2004）</p><p>　　（3）交通部頒《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》 （JTG D60---2004）</p><p>　?。?）交通部頒《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 D6

46、2---2004)</p><p>　?。?）交通部頒《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》 (JTG D63---2007)</p><p>　?。?）交通部頒《公路橋涵抗風(fēng)設(shè)計(jì)規(guī)范》 （JTG/T D60-1---2004）</p><p>　?。?）交通部頒《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則》 (JTG/T B02-01---2008)</p><p>　

47、?。?）交通部頒《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》 （JTJ041---2000）</p><p>　　本設(shè)計(jì)均按《中華人民共和國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性條文》公路工程部分執(zhí)行。</p><p>　　2.1.4 橋位自然條件</p><p><b>　?。ㄒ唬┑匦蔚孛?lt;/b></p><p>　　橋位區(qū)屬于常德鼎城區(qū)Ⅰ級階地地貌，地勢平

48、坦，遍布水田及農(nóng)舍，河兩岸均有簡易公路通往橋位區(qū)，交通較為方便，施工條件好。柳城大橋橫跨河水兩岸筑有防洪大提，堤頂距離約245左右，橋位處堤防設(shè)計(jì)水位為300.10m。</p><p><b>　?。ǘ庀?lt;/b></p><p>　　常德市屬亞熱帶季風(fēng)氣候，溫暖濕潤，雨量豐富，年平均氣溫16.7-16.9℃，年降水量1237.7-1691.2mm，年日照1400-

49、1800小時(shí)，無霜期185-188天，春夏之交多暴雨，4-6月占全年降水量的40%，區(qū)內(nèi)水網(wǎng)密集，小河水流均匯入桃花江。據(jù)調(diào)查，該區(qū)域桃花江歷史最高洪水位為306.17m。扶夷江常年流水，水量較大，水位受季節(jié)影響較大，一般4-8月為豐水期。河面在擬建橋位處河面寬約245m，水深約3.2-8m。</p><p><b>　?。ㄈ┧馁Y料</b></p><p>　　常

50、德流域一般從4月開始漲水； 5-8月為汛期，8月以后水勢平穩(wěn)；10-11月水位下落，12月至翌年3月為枯水期。四季雨量不均，流量變化大，據(jù)桃花江水文站記錄，歷年最大最大流量為15300m3/s，最小流量90.53m3/s。</p><p>　　橋位區(qū)內(nèi)分布有地表水與地下水。</p><p>　　主橋地表水主要為桃花江河水，河道寬約240m，勘察時(shí)水面高程約300.10m，水深約0.8-10

51、.5m，引橋地表水主要分布于水溝、水塘中，其水量、水位隨季節(jié)變化，直接由大氣降水補(bǔ)給。</p><p>　　地下水主要是第四系覆蓋成中的孔隙水，賦存于粉細(xì)沙、圓礫及卵石等層中，具有一定的承壓性，水量較大。地下水位主要位于上部粘性土層底部，水頭較高，一般位于鉆孔孔口以下4-6m左右，且水量較大。</p><p>　　（四）地層巖性及主要物理力學(xué)指標(biāo)</p><p>　

52、　根據(jù)本次勘察，橋位區(qū)地層較為簡單，橋位區(qū)基本被第四系土層所覆蓋，其中卵石層上部多呈灰色、灰褐色等雜色，而下部多呈褐黃色、棕黃色，其表面多附有褐黃色鐵質(zhì)氧化物，這表明卵石層下部在其沉積歷史上曾出露地表，經(jīng)歷過淋濾和氧化作用，故以此為依據(jù)，將卵石層上部及其以上各地層劃至第四系全新統(tǒng)，卵石層下部及其以下各地層劃至第四系上更新統(tǒng)。現(xiàn)由新至老分述如下：</p><p><b>　　第四系全新統(tǒng)Q4</b&

53、gt;</p><p>　　填筑土：褐黃色，灰褐色，松散，主要由黏性土組成，零呈分布于河堤及橋位區(qū)中的宅基地、鄉(xiāng)村路路基中，層厚約1.5-2.0m。</p><p>　　種植土：褐色，灰褐色，松散，含少量植物根系，厚約0.3-0.5m，主要分布于桃花江兩岸水田中。</p><p>　　淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土：灰褐色，灰黑色，灰綠色，流~軟塑，含有機(jī)質(zhì)及腐殖質(zhì)，稍有異味，層厚

54、約1.0-1.3零呈分布于橋位區(qū)內(nèi)的水溝、魚塘中。</p><p>　　粉質(zhì)黏土：褐色，灰褐色，深灰色，可塑~硬塑狀，手摸略有砂感，局部夾薄層狀粉砂、圓礫，層厚約1.5-11.0m，主要分布于橋位區(qū)大堤兩側(cè)農(nóng)田中。</p><p>　　細(xì)沙：灰褐色，灰綠色，稍密~中密狀，稍含泥，局部可見黑色腐殖質(zhì)，局部夾少量圓礫及卵石，厚約2.5~5.0m。 </p><p>　　

55、圓礫：雜色，飽和，中密~密實(shí)，粒徑一般0.5~2Cm，呈亞圓狀，圓狀，成分為砂巖，石英砂巖及其他硅質(zhì)巖，間隙充填細(xì)沙，局部夾卵石，層厚約3.0~5.0m，橋位區(qū)廣泛分布，局部以透鏡體形式夾于卵石層中。</p><p>　　卵石：灰褐色等雜色，飽和，中密~密實(shí)，粒徑約2~7cm,最大約18cm，呈圓狀，亞圓狀，成分為砂巖、石英砂巖及其它硅質(zhì)巖，局部夾漂石，間隙充填細(xì)沙、細(xì)圓礫及少量粘性土，層厚約6.0~16.0m，

56、橋位區(qū)廣泛分布。</p><p><b>　　第四系上更新統(tǒng)Q3</b></p><p>　　卵石：褐黃色為主，飽和，中密~密實(shí)，粒徑約3~9cm，最大約15cm，呈圓狀，亞圓狀，成分為砂巖、石英巖及其它硅質(zhì)巖，局部夾漂石，間隙充填細(xì)沙、細(xì)圓礫及少量粘性土，層厚約10.0~28.0m，橋位區(qū)廣泛分布</p><p>　　圓礫：褐黃色等雜色，飽和

57、，中密~密實(shí)，粒徑一般1.0~2Cm，呈亞圓狀，圓狀，成分為砂巖，石英砂巖及其他硅質(zhì)巖，間隙充填細(xì)沙，局部夾卵石，層厚約13.0~41.0m，橋位區(qū)廣泛分布。</p><p>　　礫砂：灰褐色，褐黃色，飽和，中密~密實(shí)，含少量有機(jī)質(zhì)及黏性土，稍含礫及卵石，揭露層厚為1.7~14.6m，，該層主要以透鏡體形式夾于卵石層中，橋位區(qū)廣泛分布。</p><p>　　粉砂：灰色，褐黃色，飽和，中密~

58、密實(shí)，含少量有機(jī)質(zhì)及黏性土，稍含礫及卵石，層厚約5.0m，主要以透鏡體形式存在，僅局部存在。</p><p>　　黏土：褐色，灰褐色，褐黃色，切口平之光滑，粘感強(qiáng)，含少量黑色鐵錳質(zhì)結(jié)核及灰白色高嶺土，層厚約1.8~13.5m，橋位區(qū)僅局部分布，主要以透鏡體形式存在。</p><p>　　礫砂：灰褐色，褐黃色，飽和，中密~密實(shí)，含少量有機(jī)質(zhì)及黏性土，稍含礫及卵石，揭露層厚為8.3~32.5m

59、，該層埋深較大，主要分布于溈水河床中。</p><p>　　卵石：雜色，飽和，中密~密實(shí)，粒徑約2~13cm，最大約15cm，呈圓狀，亞圓狀，成分為砂巖、石英巖及其它硅質(zhì)巖，局部夾漂石，間隙充填細(xì)沙、細(xì)圓礫及少量粘性土，層厚約5~7m，該層埋深較大，僅局部揭露。</p><p><b>　　(五)不良地質(zhì)</b></p><p>　　橋位區(qū)范圍

60、內(nèi)的特殊性巖土主要為軟土，僅零星分布于橋位區(qū)內(nèi)的水溝、魚塘中，系長期高水位形成，厚度一般小于3m，對橋梁樁基影響不大。位于橋梁兩側(cè)接線路基部分的軟土建議采用直接清除、填砂礫的方法處理。</p><p>　　圖2.1 橋位地質(zhì)剖面圖</p><p>　　2.2 橋型方案擬定與尺寸擬定</p><p>　　隨著橋梁理論的不斷成熟，在橋梁設(shè)計(jì)中要求橋的適用性強(qiáng)、舒適安

61、全、建橋費(fèi)用經(jīng)濟(jì)、科技含量高。橋梁的形式可從安全、功能、經(jīng)濟(jì)、美觀、施工、占地與工期多方面擬定。</p><p><b>　　1） 適用性</b></p><p>　　橋上應(yīng)保證車輛和人群的安全暢通，并應(yīng)滿足將來交通量增長的需要。橋下應(yīng)滿足泄洪、安全通航或通車等要求。</p><p><b>　　2） 舒適與安全性</b>

62、</p><p>　　現(xiàn)代橋梁設(shè)計(jì)越來越強(qiáng)調(diào)舒適度，要控制橋梁的豎向與橫向振幅，避免車輛在橋上振動與沖擊。整個橋跨結(jié)構(gòu)及各部分構(gòu)件，在制造、運(yùn)輸、安裝和使用過程中應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性。</p><p><b>　　3） 經(jīng)濟(jì)性</b></p><p>　　設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性一般占首位。經(jīng)濟(jì)性應(yīng)綜合發(fā)展遠(yuǎn)景及將來的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。</

63、p><p><b>　　4） 先進(jìn)性</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)。應(yīng)便于制造和架設(shè)，應(yīng)盡量采用先進(jìn)工藝技術(shù)和施工機(jī)械、設(shè)備，以利于減少勞動強(qiáng)度，加快施工進(jìn)度，保證工程質(zhì)量和施工安全。 </p><p><b>　　5） 美觀性</b></p><p

64、>　　一座橋梁，尤其是坐落于城市的橋梁應(yīng)具有優(yōu)美的外形，應(yīng)與周圍的景致相協(xié)調(diào)。合理的結(jié)構(gòu)布局和輪廓是美觀的主要因素，決不應(yīng)把美觀片面的理解為豪華的裝飾。</p><p>　　依據(jù)上述分析，連續(xù)剛構(gòu)橋造價(jià)適中，施工方便，使用結(jié)構(gòu)性能好，河床壓縮少，有利于汛期泄洪，結(jié)合本地的具體地質(zhì)條件和人文環(huán)境以及其他客觀因素，我最終選擇了預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋作為設(shè)計(jì)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p>

65、　　本設(shè)計(jì)方案采用預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)剛構(gòu)結(jié)構(gòu)，全長248m。設(shè)計(jì)主跨為120m。</p><p>　　2.2.1 橋孔分跨</p><p>　　連續(xù)剛構(gòu)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。對于橋孔分跨，往往要受到如下因素的影響：橋址地形、地質(zhì)與水文條件，通航要求以及墩臺、基礎(chǔ)及支座構(gòu)造，力學(xué)要求，美學(xué)要求等。若采用三跨或四跨不等的橋孔布置，一般邊跨長度可取

66、為中跨的0.5—0.7倍，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，邊跨長度取為中跨長度的0.7倍是經(jīng)濟(jì)合理的。但是若采用懸臂施工法，則不然。</p><p>　　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：80m+150m+80m?；痉弦陨显硪蟆?lt;/p><p>　　2.2.2 截面形式</p&

67、gt;<p>　　立截面 從預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)的受力特點(diǎn)來分析，連續(xù)剛構(gòu)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。但是，移動模架法、整孔架設(shè)法施工的橋梁，由于施工的需要，一般采用等高度梁。等高度梁的缺點(diǎn)是：在支點(diǎn)上不能利用增加梁高而

68、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。</p><p>　　結(jié)合以上的敘述，所以本設(shè)計(jì)中采用懸臂施工法，變截面的梁。</p><p>　　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

69、關(guān)系。</p><p>　　當(dāng)橫截面的核心距較大時(shí)，軸向壓力的偏心可以愈大，也就是預(yù)應(yīng)力鋼筋合力的力臂愈大，可以充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力的作用。箱形截面就是這樣的一種截面。此外，箱形截面這種閉合薄壁截面抗扭剛度很大，對于彎橋和采用懸臂施工的橋梁尤為有利；同時(shí)，因其都具有較大的面積，所以能夠有效地抵抗正負(fù)彎矩，并滿足配筋要求；箱形截面具有良好的動力特性；再者它收縮變形數(shù)值較小，因而也受到了人們的重視。總之，箱形截面是大、中跨

70、預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁最適宜的橫截面形式。</p><p>　　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。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。拿單箱單室和單箱雙室比較，兩者對截面底板的尺寸影響都不大，對腹板的影響也不致改變對方案的取舍；但是，由框架分析可知：兩者對頂板厚度的影響顯著不同，雙室式頂板的正負(fù)彎矩一般比單室式分別減少70%和50%。由于雙室式腹板總厚度增加，主拉

71、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。</p><p>　　本設(shè)計(jì)是一座公路連續(xù)箱型梁，采用的橫截面形式為單箱單室箱形截面。</p><p><b>　　2.2.3 梁高</b></p><p>　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的支點(diǎn)截面梁高h(yuǎn)支

72、一般取（1/16～1/20）L，其中L為主跨長度；跨中梁高h(yuǎn)中=（1/2.5～1/3.5）h支。本設(shè)計(jì)采用支點(diǎn)處梁高為8.0米，跨中梁高為3.0米。</p><p>　　2.2.4 細(xì)部尺寸</p><p>　　懸臂長度 懸臂長度一般不大于5m，長度超過3m，宜布置橫向預(yù)應(yīng)力筋。單箱單室截面b:a之比為1：（2.5～3.0）時(shí)橫向受力狀態(tài)較好。</p><p>　

73、　本設(shè)計(jì)采用b=3.5m，a=7.00m。懸臂端部厚度不小于10cm，在本設(shè)計(jì)中取25cm，靠腹板端懸臂厚度取70cm。</p><p>　　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。其尺寸要受到受力要求和構(gòu)造兩個方面的控制。支墩處底板還要承受很大的壓應(yīng)力，一般來講：底板厚度與跨徑L之比一般取1/140～1/170，跨中區(qū)域底板厚度則可按構(gòu)造要求設(shè)計(jì)，一般取22～28cm。底板厚最小應(yīng)有

74、120mm。箱梁頂板厚度應(yīng)滿足橫向彎矩的要求和布置縱向預(yù)應(yīng)力筋的要求。</p><p>　　參考如下（跨中截面）：</p><p>　　表2.1 腹板與頂板尺寸關(guān)系</p><p>　　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。底板在支點(diǎn)處厚70cm,在跨中厚40cm.頂板厚50cm。</p><p><b>

75、　　腹板和其它細(xì)部結(jié)構(gòu)</b></p><p>　?。?）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。在預(yù)應(yīng)力梁中，因?yàn)閺澥鴮ν饧袅Φ牡窒饔?，所以剪?yīng)力和主拉應(yīng)力的值比較小，腹板不必設(shè)得太大；同時(shí)，腹板的最小厚度應(yīng)考慮力筋的布置和混凝土澆筑要求，其設(shè)計(jì)為：</p><p>　?。╝）墩上腹板厚度參數(shù)： </p><p>　　（b）跨中腹板厚

76、度參數(shù)： </p><p>　　試中： ——墩上截面腹板厚度總和；</p><p>　　——跨中截面腹板厚度總和；</p><p><b>　　——墩上截面梁高；</b></p><p><b>　　——跨中截面梁高；</b></p><p><b>　　B——橋面

77、總寬。</b></p><p><b>　　——橋梁最大跨徑。</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)支座處腹板厚取700mm，跨中腹板厚取500mm。</p><p><b>　　（2）橫隔梁</b></p><p>　　橫隔梁可以增強(qiáng)橋梁的整體性和良好的橫向分布，同時(shí)還可以限制畸變；支承

78、處的橫隔梁還起著承擔(dān)和分布支承反力的作用。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。因此本設(shè)計(jì)只在支座處設(shè)置支承橫隔梁。</p><p>　　圖2.2 跨中和支點(diǎn)截面(尺寸單位：cm)</p><p>　　2.2.5 下部結(jié)構(gòu)和附屬設(shè)施</p><p><b>　　下部構(gòu)造 <

79、;/b></p><p>　　承臺尺寸為10.0×12.0×3.0m?；A(chǔ)為群樁基礎(chǔ)，每個墩樁基礎(chǔ)分雙排，共6根D200cm端承樁。</p><p><b>　　橋面鋪裝</b></p><p>　?。?）橋面鋪裝 根據(jù)要求，選用2cm厚的防水層、8cm厚的C50防水混凝土和10cm瀝青混凝土作為鋪裝層，(平均厚度)

80、。</p><p>　?。?）橋面橫坡 根據(jù)規(guī)范規(guī)定為1.5%～3.0%,取2%雙向人字橫坡。</p><p>　　（3）人行道 人行道的寬度為1. 5m，設(shè)0.5m的欄桿。欄桿高度為1.5m 。</p><p>　　2.3 主梁分段與施工階段的劃分</p><p>　　2.3.1 分段原則</p><p>　　

81、懸臂澆筑的每個節(jié)段長度一般為3-4m，節(jié)段太長，將增加混凝土自重與掛籃結(jié)構(gòu)的重量。同時(shí)還要相應(yīng)增加平衡重或掛籃后錨固設(shè)施；節(jié)段過短，影響施工進(jìn)度。</p><p>　　2.3.2 具體分段</p><p>　　本橋全長310米，中支點(diǎn)0#塊長度6m，1—8#長3m，9-18#長4m</p><p>　　。邊跨合攏段長2.0m，中跨合攏段長2.0m，邊跨直線段長4.0

82、m。</p><p>　　2.3.3 主梁施工方法</p><p>　　主梁施工方法 主梁采用懸臂澆注法施工，墩頂梁段分別在各墩頂澆注，其余梁段用活動掛籃懸臂澆注，掛籃及附屬設(shè)備重不大于130t。墩頂0#梁段開始澆注之前，正式支座及臨時(shí)支座(即鋼筋混凝土支墩)均先就位，主跨墩支座全部臨時(shí)剛接形成固定鋼支座，活動支座應(yīng)給予臨時(shí)鎖定。</p><p>　　施工程序建議

83、分為三大步驟</p><p>　　（1）在墩頂0#梁段施工完畢之后，兩側(cè)對稱懸臂澆注至合攏之前的梁段，邊跨上的等高直線段采用滿堂支架施工，一次性澆注，邊跨2、3號段合攏，形成單懸臂簡支梁。</p><p>　　（2）拆除主跨跨中掛籃，灌注主跨中跨合攏段。</p><p>　　（3）拆除全部模板，解除臨時(shí)約束并將主跨支座的一個改成固定鉸支座，其余兩個改成活動鉸支座，形

84、成四跨連續(xù)梁，張拉全部剩余鋼索。</p><p>　　3 內(nèi)力計(jì)算與荷載組合</p><p>　　3.1 全橋結(jié)構(gòu)計(jì)算圖式的確定</p><p>　　按照桿系程序分析的原理，遵循結(jié)構(gòu)離散化的原則。全橋以下原則在適當(dāng)位置劃分節(jié)點(diǎn)：1）桿件的轉(zhuǎn)折點(diǎn)和截面的變化點(diǎn)；2）施工分界點(diǎn)、邊界處及支座處；3）需驗(yàn)算或求位移的截面處；4）當(dāng)出現(xiàn)位移不連續(xù)的情況時(shí)，例如相鄰兩單元以鉸

85、接形式相連（轉(zhuǎn)角不連續(xù)），可在鉸接處設(shè)置兩個節(jié)點(diǎn)，利用主從約束考慮該連接方式。</p><p>　　本設(shè)計(jì)的單元劃分，每一個施工階段自然劃分為一個單元。這樣便于模擬施工過程，而且這些截面正是需要驗(yàn)算的截面?；恢孟鄳?yīng)增設(shè)了幾個單元。如圖所示</p><p>　　圖3.1 主橋單元劃分示意圖</p><p>　　3.2 全橋施工階段的劃分</p><

86、;p>　　3.2.1 單元的截面特性和單元重量 </p><p>　　為了方便全橋的施工分段，更好地根據(jù)起吊重量來劃分，特用程序?qū)澐值牧旱膯卧慕孛嫣匦院蛦卧亓坑?jì)算出來，具體結(jié)果見表3.1：</p><p>　　表3.1 單元毛截面特征</p><p>　?。ù藶樽蟀肟缌憾巫灾?，右半跨與之對應(yīng)相等）</p><p>　　3.2.2

87、 主梁施工分段</p><p>　　除第1單元和、第268單元在邊跨合攏前采用滿堂支架現(xiàn)澆成形，其它邊跨梁段均與主跨梁段同時(shí)對稱懸臂澆注，在此不一一列出。</p><p>　　主跨及邊跨施工分段見下圖3.2。全橋共分86個單元、87個節(jié)點(diǎn)，其中兩個邊跨各有24個單元，中跨有44個單元，再后面的恒載、活載、施工及驗(yàn)算等內(nèi)力的計(jì)算時(shí)，代入程序的單元劃分形式都以以上這種劃分方式填寫數(shù)據(jù)文件。如圖

88、3.2</p><p>　　圖3.2 主梁施工分段</p><p>　　3.2.3 本設(shè)計(jì)主要單元號與節(jié)點(diǎn)號。</p><p>　　表3.2重要單元號與節(jié)點(diǎn)號</p><p>　　由于本計(jì)算書篇幅所限,本計(jì)算書除單元截面配筋表外所有表都只例全橋左邊的重要單元號與節(jié)點(diǎn)號。</p><p>　　3.3 溫度次內(nèi)力計(jì)算<

89、;/p><p>　　按矩陣位移法求解溫度次內(nèi)力，在①、②號墩出現(xiàn)負(fù)彎矩最值，在中跨墩出現(xiàn)正彎矩最值。本設(shè)計(jì)考慮主梁上下緣溫差7℃，溫度次內(nèi)力結(jié)果如表3.4所示。</p><p>　　表3.5 溫度次內(nèi)力</p><p>　　溫度次內(nèi)力彎矩圖（單位：kN·m）</p><p>　　溫度次內(nèi)力剪力圖(單位：kN)</p>&l

90、t;p>　　圖3.5溫度次內(nèi)力圖</p><p>　　3.4 活載內(nèi)力計(jì)算</p><p>　　3.4.1 車道荷載</p><p>　　全橋車道荷載內(nèi)力如表3.6所示。</p><p>　　表3.6車道荷載內(nèi)力</p><p>　　a） 車道荷載最大、最小彎矩圖（單位：kN·m）</p>

91、<p>　　車道荷載最大、最小剪力圖（單位：kN）</p><p>　　圖3.6車道荷載內(nèi)力圖</p><p><b>　　3.4.1人群荷載</b></p><p>　　人群加載只需求出影響的正、負(fù)區(qū)段面積。人群荷載產(chǎn)生的內(nèi)力如下表所示。</p><p>　　表3.7人群荷載內(nèi)力表</p>&

92、lt;p>　　人群荷載最大、最小彎矩情況和最大、最小剪力如下圖3.7。</p><p>　　人群荷載最大、最小彎矩圖（單位：kN·m）</p><p>　　人群荷載最大、最小剪力圖（單位：kN）</p><p>　　圖3.7人群荷載內(nèi)力圖</p><p><b>　　3.3 荷載組合</b></p&

93、gt;<p>　　在進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)計(jì)算時(shí)，作用(或荷載）的效應(yīng)（其中汽車荷載計(jì)入沖擊系數(shù)）應(yīng)采用其組合設(shè)計(jì)值；結(jié)構(gòu)材料性能采用其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。于預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋，同一截面因不同荷載作用所產(chǎn)生的內(nèi)力可能同號，也可能異號，因此考慮不同的荷載安全系數(shù)進(jìn)行內(nèi)力組合。</p><p>　?、?基本組合。永久作用的設(shè)計(jì)值效應(yīng)與可變作用設(shè)計(jì)值效應(yīng)組合。</p><p>　?、?偶然

94、組合。永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用某種代表值效應(yīng)、一種偶然作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合。偶然作用的效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)取1.0；與偶然作用同時(shí)出現(xiàn)的可變作用可根據(jù)觀測資料和工程經(jīng)驗(yàn)取用適當(dāng)?shù)拇碇怠?lt;/p><p>　　同時(shí)考慮箱梁抗扭提高系數(shù)，本橋的上部箱梁在墩頂都有強(qiáng)大的橫隔板，且墩梁固結(jié)，當(dāng)箱梁承受偏載作用而使箱梁扭轉(zhuǎn)時(shí)，箱梁截面的自由扭轉(zhuǎn)受到約束，而是縱向纖維受到拉伸或壓縮，從而產(chǎn)生約束扭轉(zhuǎn)正應(yīng)力與約束扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力，橫向梁抗

95、扭提高系數(shù)取用1.15。按上述規(guī)定進(jìn)行荷載組合，</p><p>　　表3.8 承載能力極限狀態(tài)荷載組合Ⅰ內(nèi)力結(jié)果</p><p>　　單位：軸力kN，剪力kN，彎矩kN·m</p><p><b>　?。ɡm(xù)上表）</b></p><p><b>　　(續(xù)上表)</b></p>

96、<p>　　選用使用內(nèi)力組合Ⅰ根據(jù)正常使用極限狀態(tài)內(nèi)力組合表和承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力組合表可繪出正常使用極限狀態(tài)和承載能力狀態(tài)的彎矩包絡(luò)圖和相應(yīng)的剪力包絡(luò)圖。</p><p>　　a)承載能力極限狀態(tài)彎矩下最大與最小彎矩矩圖（單位：kN·m）</p><p>　　b)承載力極限狀態(tài)最彎矩下最大最小下剪力圖（單位：kN）</p><p>　　c)

97、承載能力極限狀態(tài)剪力下最大最小彎矩圖（單位：kN·m）</p><p>　　d)承載能力極限狀態(tài)剪力下最大與最小剪力圖（單位：kN）</p><p>　　e)承載能力極限狀態(tài)軸力下最大與最小彎矩圖（單位：kN·m）</p><p>　　f)承載能力極限狀態(tài)軸力下最大與最小剪力圖（單位：kN）</p><p>　　圖3.8承

98、載能力極限狀態(tài)下彎矩剪力圖</p><p>　　表3.9 正常使用極限狀態(tài)荷載組合Ⅰ內(nèi)力結(jié)果 </p><p>　　單位：軸力kN，剪力kN，彎矩kN·m</p><p><b>　?。ɡm(xù)上表）</b></p><p><b>　?。ɡm(xù)上表）</b></p><p>

99、;　　選用使用內(nèi)力組合Ⅰ根據(jù)正常使用極限狀態(tài)內(nèi)力組合表和承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力組合表可繪出正常使用極限狀態(tài)和承載能力狀態(tài)的彎矩包絡(luò)圖和相應(yīng)的剪力包絡(luò)圖。</p><p>　　a)正常使用極限狀態(tài)彎矩下最大與最小彎矩圖（單位：kN·m）</p><p>　　b) 正常使用極限狀態(tài)彎矩下最大與最小剪力圖（單位：kN）</p><p>　　c) 正常使用極限狀態(tài)剪

100、力下最大與最小彎矩圖（單位：kN·m）</p><p>　　d） 正常使用極限狀態(tài)剪力下最大與最小剪力圖（單位：kN）</p><p>　　e）正常使用極限狀態(tài)軸力下最大與最小彎矩圖（單位：kN·m）</p><p>　　f)正常使用極限狀態(tài)軸力下最大與最小剪力圖（單位：kN）</p><p>　　圖3.9正常使用極限狀態(tài)

101、下彎矩剪力圖</p><p><b>　　4 配筋設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　4.1 鋼束估算</b></p><p>　　根據(jù)配筋計(jì)算要求，預(yù)應(yīng)力梁應(yīng)滿足彈性階段的應(yīng)力要求和塑性階段的強(qiáng)度要求。因此，預(yù)應(yīng)力筋的數(shù)量可以從滿足這幾方面的要求來考慮。</p><p>　　按正常使用極限狀

102、態(tài)的應(yīng)力要求計(jì)算。</p><p>　　預(yù)應(yīng)力梁在預(yù)加應(yīng)力和使用荷載作用下的應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)滿足的條件是：</p><p>　　上緣應(yīng)力： ≤ （4 . 1 . 2） </p><p>　　+ +≤0.5Rba （4 . 1 . 2）</p&g

103、t;<p>　　下緣應(yīng)力： ≥ + （4 . 1 . 3）</p><p>　　-≤0.5Rba (4 . 1 . 4）</p><p>　　一般情況下，由于梁截面較高，受壓區(qū)面積較大，上緣和下緣的壓應(yīng)力不是控制因素，為方便計(jì)算，可只考慮上緣和下緣的拉應(yīng)力的這個限制條件。在《公路橋規(guī)》中，

104、當(dāng)預(yù)拉區(qū)配置受力的非預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)，容許截面出現(xiàn)少許拉應(yīng)力，但在估算鋼束數(shù)量時(shí)，依然假設(shè)RL等于零。由預(yù)應(yīng)力鋼束所產(chǎn)生的截面上緣應(yīng)力σy上和截面下緣應(yīng)力σy下分以下三種情況討論：</p><p>　　截面上、下緣均布置力筋，</p><p>　　由力筋N上及N下在截面上、下緣產(chǎn)生的應(yīng)力分別為：</p><p>　　=++-

105、 （4 . 1 . 5）</p><p>　　=-++ （4 . 1 . 6）</p><p>　　可得到上緣和下緣預(yù)應(yīng)力筋的數(shù)目:</p><p>　　n上=[(e下-K下)-(K上+e下)]/[(K上+K下)(e上+e下)]×1/ （4 . 1 . 7）</p><p>

106、;　　n下=[(e下+K下)+(K上-e下)]/[(K上+K下)(e上+e下)]×1/（4 . 1 . 8）</p><p>　　當(dāng)截面只在下緣布置預(yù)應(yīng)力筋N下以抵抗正彎矩時(shí),當(dāng)由上緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時(shí):</p><p>　　由- </p><p>　　得到:

107、（4 . 1 . 9）</p><p>　　當(dāng)由下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時(shí),</p><p>　　由 - </p><p>　　得到: （4 . 1 . 10）</p><p>　　當(dāng)截面只在上緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時(shí),由N上以抵抗負(fù)彎矩時(shí)分

108、兩種情況考慮:</p><p>　　當(dāng)由上緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時(shí),由 - </p><p>　　得到: （4 . 1 . 11）</p><p>　　當(dāng)由下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時(shí),由 + </p><p>　　得到: （4 .

109、 1 . 12）</p><p>　　計(jì)算出預(yù)應(yīng)力筋數(shù)的面積如下表4.1和4.2：</p><p>　　表4.1預(yù)應(yīng)力筋數(shù)的數(shù)量</p><p><b>　?。ɡm(xù)上表）</b></p><p><b>　?。ɡm(xù)上表）</b></p><p>　　由橋梁博士你可知本橋在支點(diǎn)截面

110、出現(xiàn)最大負(fù)彎矩，在中跨合攏段截面出現(xiàn)最大正彎矩。結(jié)合鋼筋估算結(jié)果（由上表）與20%預(yù)應(yīng)力損失，對本橋支點(diǎn)截面上緣配置1140（76束）根15φs15.2的鋼絞線，其他截面由支點(diǎn)向跨中截面遞減；中跨合攏段截面下緣配置330（22束）根15φs15.2的鋼絞線，其他截面由跨中向兩邊遞減，邊跨下緣配置150根（10束）15φs15.2的鋼絞線，頂板120（8束）15φs15.2的鋼絞線。</p><p>　　4.2 預(yù)

111、應(yīng)力鋼束的布置</p><p>　　4.2.1 鋼束數(shù)確定</p><p>　　估算出各截面的最小配筋面積后，根據(jù)擬定的鋼絞線類型，并考慮適當(dāng)調(diào)整，可以定出每個截面所需的鋼束數(shù)。在確定每個截面的錨固束和通過束時(shí)，必須考慮到一個重要因素；懸臂施工的連續(xù)梁橋一般采用大噸位預(yù)應(yīng)力群錨體系，集中錨固在腹板的上承托處。再考慮到受力對稱的需要，對該單箱單室截面每個斷面的錨固束只能是2束、4束、6束。故

112、可能需要根據(jù)構(gòu)造要求對鋼束作較大調(diào)整。如果截面上緣調(diào)整后的鋼束數(shù)比計(jì)算鋼束數(shù)增加，增加的鋼束對下緣混凝土產(chǎn)生拉應(yīng)力，因此下緣也需要增加鋼束平衡。下緣所需增加的鋼束數(shù)nH可由下緣混凝土應(yīng)力等于零這一條件按下式求得：</p><p>　?。? . 2 . 1）</p><p>　　同理，如增加下緣配束nH，則相應(yīng)上緣需要增加負(fù)彎矩束nB,即</p><p>　?。? .

113、 2 . 2）</p><p>　　式中： ——增加的上緣束或下緣束的束數(shù)；</p><p>　　——相應(yīng)增加的上緣束或下緣束的束數(shù)；</p><p>　　——截面重心至上、下鋼束重心的距離；</p><p>　　——截面重心至上、下核心點(diǎn)的距離。</p><p>　　本橋采用符合GB5224-1995的鋼絞線，其公稱

114、直徑15.24（7Φ5）mm，Rb=1500MPa,Ey=1.9×105MPa,公稱面積139.98mm，最小破斷力219.52KN。頂板和底板束均采用7股一束，采用OVM15-9錨具，YCD200千斤頂，墊板尺寸≥315 mm×315 mm×40mm,開孔ΦD=134mm,錨孔中心距≥260mm，墊板邊緣到混凝土邊緣≥30mm，擴(kuò)孔設(shè)長L≥500mm,孔道直徑84mm，孔道中心距≥125mm。</p

115、><p>　　4.2.2 布置原則</p><p>　　各斷面的錨固束和通過束確定以后，就應(yīng)確定各鋼束在箱梁中的空間位置及幾何特征，這是計(jì)算預(yù)應(yīng)力效應(yīng)和施工放樣的依據(jù)。鋼束布置時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：</p><p>　　（1）應(yīng)滿足構(gòu)造要求。如孔道中心最小距離，錨孔中心最小距離，最小曲線半徑，最小擴(kuò)孔長度等。</p><p>　?。?）注意鋼束平、