畢業(yè)設(shè)計(jì)---連續(xù)梁橋設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)橋梁位于遼寧省盤錦市，跨越遼河，是盤錦市南北交通干道的主要組成部份。全橋共長(zhǎng)150米，為三跨變截面連續(xù)梁橋。計(jì)算跨徑組合為40m+70+40m，采用雙幅橋形式，上下行分離，設(shè)計(jì)荷載為公路I級(jí)車輛荷載，通航等級(jí)為I級(jí)。</p><p>　　本橋址的橋型方案設(shè)計(jì)主要考慮通航的要求。根據(jù)專業(yè)知識(shí)和查閱參考

2、資料，擬定了三個(gè)橋型方案：第一方案裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土等截面簡(jiǎn)支箱梁橋；第二方案預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋；第三方案裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋。通過方案比選，選擇預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋作為推薦設(shè)計(jì)方案并對(duì)此方案進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)。</p><p>　　預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋包括上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)和附屬結(jié)構(gòu)。主梁采用箱形截面，為單箱單室，支點(diǎn)梁高3.8 m，頂板寬9.5m，厚0.3m，底板寬6m，底板跨中處為0.3m，支點(diǎn)處厚0

3、.5m，腹板厚0.5m，主跨跨徑70 m，混凝土采用C50，預(yù)應(yīng)力鋼束采用后張法張拉。</p><p>　　上部結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，首先根據(jù)道路等級(jí)和車輛荷載，計(jì)算出主梁行車道板的內(nèi)力。在計(jì)算主梁恒載和活載內(nèi)力時(shí)，先將主梁劃分單元，在此基礎(chǔ)上用有限元程序計(jì)算出上部結(jié)構(gòu)在恒載作用下的內(nèi)力、位移和不同截面的內(nèi)力影響線，然后在內(nèi)力影響線上加載計(jì)算出活載內(nèi)力并進(jìn)行內(nèi)力組合，繪出全橋不同橫截面的內(nèi)力圖。</p>&l

4、t;p>　　根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，進(jìn)行全橋的預(yù)應(yīng)力鋼束的布置。最后進(jìn)行全橋不同截面的強(qiáng)度驗(yàn)算。</p><p>　　進(jìn)行下部結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)：先根據(jù)計(jì)算出的上部結(jié)構(gòu)內(nèi)力的大小選擇支座的類型；再根據(jù)橋位處的地質(zhì)情況橋臺(tái)采用框架式橋臺(tái)中的肋式橋臺(tái)；橋墩采用雙柱式橋墩；基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁并確定出具體尺寸。最后進(jìn)行了下部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性驗(yàn)算以及地基承載力驗(yàn)算。</p><p>　　關(guān)鍵詞:變截面連續(xù)梁、內(nèi)

5、力、預(yù)應(yīng)力、樁基礎(chǔ)</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　The bridge is located in PanJin, Liaoning Province, and across the River which is the north-south traffic major components of road in PanJ

6、in. A total of full-bridge 150 meters long, for the three-span continuous girder bridge with variable cross-section. Span combination of 40m +70 m +40 m. Designed load is the highway I-level vehicle loading, and traffic

7、levels is the I-level</p><p>　　The design of bridge site major consideration navigable clearance requirements .Then according to the specialized knowledge and the consult reference, it has formulated three p

8、lans: The prestressed concrete Cross-section such as box girder bridges；the prestressed concrete continuous bridgeand the Simply supported beam bridge. Through the plan comparison, choosing the prestressed concrete conti

9、nuous bridge as the recommendation design proposal and have carried on the further design regarding. </p><p>　　The prestressed continuous beam bridge includes the superstructure、the substructure、the bearing

10、and the accessory. The main beam is box beam and 3.8 meters in height 9.5 meters in tope width and 6 meters in bottle width. The ledger cross place is 0.3m, pivot place thick 0.5m， The web is 0.5 meters in width and deta

11、iled scales can get from the paper. The main beam computed span is 70meters. The concrete mark is C50. The Construction method of high tensile wire stranded steel is post-tensioning me</p><p>　　When superstr

12、ucture computation, first of all, according to the category of roads and the vehicles Loa, the king post upper limb board the endogen force has been calculated. When computation king post permanent load and variable load

13、 endogen force, first of all I unit the king post division, then calculates in this foundation with the finite element procedure the superstructure under the dead load function endogen force, the displacement and the end

14、ogen force influence line. Increase in endogen </p><p>　　According to the above computed result, the prestressed reinforcement of the entire bridge has been arrangement. Finally, check the strength of differ

15、ent cross-section of the full-bridge</p><p>　　Choosing the support according to the superstructure endogen force size the type, again uses the rib type according to the bridge site geology situation; Using t

16、wo pillar type of the bridge pier. The foundation uses the drill hole to pour into the pile and the definite detail size. Finally, having carried on the substructure stability as well as the ground supporting capacity.&l

17、t;/p><p>　　Keywords: Continuous beam with variable cross-section; internal forces; Prestressed ; the pile foundation</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　第一章 橋涵水文5</p><

18、p><b>　　1.1基本資料5</b></p><p><b>　　1.2水文計(jì)算5</b></p><p>　　第二章 方案比選6</p><p>　　2.1裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支箱梁橋6</p><p>　　2.11孔徑布置：6</p><p>　　2

19、.12主梁結(jié)構(gòu)構(gòu)造：6</p><p>　　2.13下部構(gòu)造：6</p><p>　　2.14施工方案：6</p><p>　　2.2變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋6</p><p>　　2.2.1孔徑布置：6</p><p>　　2.2.2主梁結(jié)構(gòu)構(gòu)造：6</p><p>　　2.2.

20、3下部構(gòu)造：6</p><p>　　2.2.4施工方案：6</p><p>　　2.3：裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T梁6</p><p>　　2.3.1孔徑布置：7</p><p>　　2.3.2主梁結(jié)構(gòu)構(gòu)造：7</p><p>　　2.3.3下部構(gòu)造：7</p><p>　　2.3.4

21、施工方案：7</p><p>　　第四章 橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)8</p><p>　　4.1 橋孔分跨8</p><p><b>　　4.2截面形式8</b></p><p>　　4.2.1 立截面8</p><p>　　4.2.2 橫截面8</p><p>　　

22、4.2.3 梁高9</p><p>　　4.3橫向分布系數(shù)的計(jì)算：9</p><p><b>　　4.3.1計(jì)算9</b></p><p>　　4.3.2C的計(jì)算9</p><p>　　4.3.3抗扭修正系數(shù)的計(jì)算10</p><p>　　4.3.4荷載位于兩側(cè)腹板處對(duì)于左側(cè)腹板的影響線

23、豎標(biāo)為：11</p><p>　　4.4預(yù)應(yīng)力鋼束估算11</p><p>　　4.5內(nèi)力計(jì)算12</p><p>　　4.5.1設(shè)計(jì)資料12</p><p>　　4.5.2主要材料指標(biāo)12</p><p>　　4.5.3模型簡(jiǎn)介13</p><p>　　4.5.4成橋階段活荷載類型

24、13</p><p>　　4.5.5 荷載組合說明13</p><p>　　4.5.6 荷載工況名稱13</p><p>　　4.5.7荷載組合14</p><p>　　4.6內(nèi)力計(jì)算結(jié)果14</p><p>　　4.6.1承載能力極限荷載組合下內(nèi)力14</p><p>　　4.6.

25、2短期荷載組合下內(nèi)力16</p><p>　　4.6.3長(zhǎng)期荷載組合下內(nèi)力19</p><p>　　4.7截面驗(yàn)算21</p><p>　　4.7.1實(shí)用階段正截面抗彎驗(yàn)算21</p><p>　　4.7.2使用階段斜截面抗剪驗(yàn)算24</p><p>　　第五章 橋臺(tái)計(jì)算28</p><

26、;p>　　5.1上部結(jié)構(gòu)恒載反力及橋臺(tái)臺(tái)身、基礎(chǔ)上土重計(jì)算28</p><p>　　5.2 土壓力計(jì)算29</p><p>　　5.2.1臺(tái)后填土表面無活載時(shí)土壓力計(jì)算29</p><p>　　5.2.2臺(tái)后填土表面有汽車荷載時(shí)30</p><p>　　5.2.3臺(tái)前溜坡填土自重對(duì)橋臺(tái)前側(cè)上的主動(dòng)土壓力31</p>

27、<p>　　5.3支座活載反力計(jì)算32</p><p>　　5.3.1 橋上有汽車荷載，臺(tái)后無活載32</p><p>　　5.3.2 橋上、臺(tái)后均有汽車荷載32</p><p>　　5.4 支座摩阻力計(jì)算33</p><p>　　5.5 荷載組合33</p><p>　　5.5.1橋上有活載，

28、臺(tái)后無汽車荷載33</p><p>　　5.5.2橋上有活載臺(tái)后有汽車荷載33</p><p>　　5.5.3橋上無活載，臺(tái)后有汽車荷載33</p><p>　　5.5.4無上部構(gòu)造時(shí)33</p><p>　　5.6肋板配筋計(jì)算及應(yīng)力計(jì)算34</p><p>　　5.6.1荷載計(jì)算34</p>

29、<p>　　5.6.2截面設(shè)計(jì)34</p><p>　　5.6.3截面復(fù)核35</p><p>　　第六章 橋臺(tái)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)36</p><p>　　6.1樁的計(jì)算寬度b36</p><p>　　6.2樁的變形系數(shù)α37</p><p>　　6.3 樁頂剛度系數(shù)ρ1，ρ2，ρ3，ρ437<

30、/p><p>　　6.4 計(jì)算承臺(tái)底面遠(yuǎn)點(diǎn)O處位移，，37</p><p>　　6.5計(jì)算作用在每根樁頂上作用力Pi Qi Mi38</p><p>　　6.6計(jì)算最大沖刷線以下深度Z處樁截面上的彎矩38</p><p>　　6.7樁頂縱向水平位移驗(yàn)算39</p><p>　　6.8樁身材料截面強(qiáng)度驗(yàn)算39&

31、lt;/p><p>　　6.9群樁基礎(chǔ)承載力的驗(yàn)算40</p><p>　　第七章 橋墩設(shè)計(jì)40</p><p>　　7.1荷載計(jì)算41</p><p>　　7.2截面配筋41</p><p>　　7.3截面驗(yàn)算41</p><p>　　第八章 橋墩樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)42</p>

32、<p>　　8.1荷載計(jì)算42</p><p>　　8.2單樁容許承載力43</p><p>　　8.3樁的根數(shù)估算43</p><p>　　8.4樁的計(jì)算寬度b43</p><p>　　8.5樁的變形系數(shù)α43</p><p>　　8.6 樁頂剛度系數(shù)ρ1，ρ2，ρ3，ρ443</p&

33、gt;<p>　　8.7 計(jì)算承臺(tái)底面遠(yuǎn)點(diǎn)O處位移，，44</p><p>　　8.8計(jì)算作用在每根樁頂上作用力Pi Qi Mi45</p><p>　　8.9計(jì)算最大沖刷線以下深度Z處樁截面上的彎矩45</p><p>　　8.10樁頂縱向水平位移驗(yàn)算45</p><p>　　8.11樁身材料截面強(qiáng)度驗(yàn)算46&l

34、t;/p><p>　　8.12群樁基礎(chǔ)承載力的驗(yàn)算47</p><p>　　第九章 施工組織47</p><p>　　9.1工程說明47</p><p>　　9.2工程主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)47</p><p>　　9.2.1建設(shè)規(guī)模47</p><p>　　9.2.2荷截標(biāo)準(zhǔn)47</p&

35、gt;<p>　　9.2.3橋面坡度47</p><p>　　9.2.4水位47</p><p>　　9.2.5通航標(biāo)準(zhǔn)47</p><p>　　9.3合同工期48</p><p>　　9.4主要工程數(shù)量48</p><p>　　9.5工程地質(zhì)概況48</p><p>

36、　　9.6臨時(shí)工程48</p><p>　　9.6.1進(jìn)場(chǎng)道路48</p><p>　　9.6.2駐地建設(shè)48</p><p>　　9.6.3施工用水48</p><p>　　9.6.4施工用電48</p><p>　　9.6.5施工通訊49</p><p>　　9.6.6混凝土生產(chǎn)

37、線49</p><p>　　9.7施工準(zhǔn)備49</p><p>　　9.7.1施工組織機(jī)構(gòu)49</p><p>　　9.7.2工程測(cè)量49</p><p>　　9.7.3工程試驗(yàn)49</p><p>　　9.8主要工程項(xiàng)目的施工方案50</p><p>　　9.8.1線型50<

38、;/p><p>　　9.8.2混凝土外觀質(zhì)量保證措施50</p><p>　　9.8.3橋梁總體質(zhì)量：50</p><p>　　9.8.4鉆孔灌注樁50</p><p>　　9.8.5鋼筋籠制作與安裝51</p><p>　　9.8.6陸上承臺(tái)的施工方法52</p><p>　　9.8.7

39、橋墩53</p><p>　　9.9工程質(zhì)量保證措施57</p><p>　　9.9.1質(zhì)量檢查組織機(jī)構(gòu)57</p><p>　　9.9.2各部職責(zé)58</p><p>　　9.9.3質(zhì)保措施59</p><p>　　9.10工期保證措施60</p><p>　　9.10.1工期實(shí)施

40、計(jì)劃60</p><p>　　9.10.2組織方法61</p><p>　　9.10.3控制方法61</p><p>　　9.11安全管理61</p><p>　　9.11.1安全教育61</p><p>　　9.11.2安全設(shè)施62</p><p>　　9.12 雨季施工及農(nóng)忙季節(jié)

41、的對(duì)策62</p><p>　　9.12.1 雨季施工措施62</p><p>　　9.12.2農(nóng)忙季節(jié)的施工安排62</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)63</b></p><p><b>　　致謝63</b></p><p><b>　　第一章 橋

42、涵水文</b></p><p><b>　　1.1基本資料</b></p><p>　　設(shè)計(jì)洪水位深6.25m</p><p>　　W圖=10380.62mm²=778.5465m²</p><p>　　河床平均寬度B=141.35m</p><p>　　平均深度h

43、=W/B=788.5465/141.35=5.51m</p><p>　　河床粗糙系數(shù)Mc=40，河灘粗糙系數(shù)Mt=30，洪水比降系數(shù)J=0.036%</p><p><b>　　1.2水文計(jì)算</b></p><p>　　洪水平均流速Vc=Mc·h2/3·J1/2=40×5.512/3×0.000361

44、/2=40×3.12×0.0245=3.06m/s</p><p>　　流量Qt=W·V=778.5465×3.06=2382.35m³/s</p><p>　　取設(shè)計(jì)流量Qp=2400m³/s</p><p>　　q=Qp/B=2400/141.35=16.98㎡/s</p><p&

45、gt;　　β=K1·B0.06/h=1×141.350.06/5.51=1.21</p><p>　　Lj=Qp/(B·q)==116.81m</p><p>　　橋下凈過水面積Aj===540.16㎡</p><p>　　橋下平均流速Vm=（+Vc）=(+3.06)=3.75m/s</p><p>　　水流

46、阻力系數(shù)η=0.05</p><p>　　最大壅水高度Δz=η（Vm²-V0²）=0.05×（3.75²-3.06²）=0.23m</p><p>　　浪程D=500m 平均水深13m 風(fēng)速Vw=18m/s</p><p><b>　　==0.393</b></p><p&g

47、t;　　0．7×0.3930.7=0.364</p><p><b>　　==15.123</b></p><p>　　0.018（）0.45=0.018()0.45=0.0057</p><p>　　Th x= ,e=2.7183</p><p>　　th0.364==0.349</p><

48、;p>　　0.13.th0.364=0.13×0.349=0.045</p><p>　　th=th0.127==0.126</p><p>　　th0.364×th0.127=0.364×0.126=0.046</p><p>　　浪高h(yuǎn)L==0.245m</p><p><b>　　第二章

49、方案比選</b></p><p>　　2.1裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支箱梁橋</p><p><b>　　2.11孔徑布置：</b></p><p>　　30m+30m+30+30+30m，全長(zhǎng)150米,寬9.5m。由于為簡(jiǎn)支箱梁橋，每跨之間還留有5厘米的伸縮縫。橋面設(shè)有1.5％的橫坡，其中間標(biāo)高高于外側(cè)標(biāo)高。</p>&

50、lt;p>　　2.12主梁結(jié)構(gòu)構(gòu)造：</p><p>　　全橋采用等截面箱梁組合梁。頂板厚度25cm，腹板厚度30cm，底板厚度25cm。翼緣根部45cm，翼緣端部厚度22cm，箱梁寬度9.5m。，全橋共5片箱梁。橋面設(shè)有1.5％的橫坡，2%的縱坡,其中間標(biāo)高高于外側(cè)標(biāo)高。</p><p><b>　　2.13下部構(gòu)造：</b></p><p

51、>　　采用雙圓柱式橋墩；樁基礎(chǔ)（鉆孔灌注樁）。橋臺(tái)采用埋置式輕型橋臺(tái)。</p><p><b>　　2.14施工方案：</b></p><p>　　全橋采用裝配式施工方法。</p><p>　　2.2變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋</p><p>　　2.2.1孔徑布置：</p><p>　　4

52、0m+70m+40m,全長(zhǎng)150.00m，采用雙幅，每幅寬9.5m.橋面設(shè)有1.5％的橫坡，2%的縱坡，其中間標(biāo)高高于外側(cè)標(biāo)高。</p><p>　　2.2.2主梁結(jié)構(gòu)構(gòu)造：</p><p>　　上部結(jié)構(gòu)為變截面箱梁。采用單箱單室形式。主要采用高強(qiáng)混凝土以及大噸位預(yù)應(yīng)力體系來實(shí)現(xiàn)主梁的輕型化。</p><p>　　2.2.3下部構(gòu)造：</p><

53、p>　　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，橋墩為梁柱式。</p><p>　　2.2.4施工方案：</p><p>　　全橋采用懸臂節(jié)段澆筑施工法。</p><p>　　2.3：裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T梁</p><p>　　2.3.1孔徑布置：</p><p>　　30.4m+30

54、.4m+30.4m+30.4m+30.4m，全長(zhǎng)150.2米，寬18m。由于為簡(jiǎn)支T梁橋，每跨之間還留有4厘米的伸縮縫。橋面設(shè)有1.5％的橫坡，2%的縱坡。其中間標(biāo)高高于外側(cè)標(biāo)高。</p><p>　　2.3.2主梁結(jié)構(gòu)構(gòu)造：</p><p>　　全橋采用等跨等截面T型梁，預(yù)制T梁寬為1.8m，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。中心梁高2.30m，肋厚0.20

55、m，馬蹄寬0.40m，高0.40m，T梁翼緣端部厚0.18m，翼緣根部厚0.30m。橋面設(shè)有1.5％的橫坡，2%的縱坡。其中間標(biāo)高高于外側(cè)標(biāo)高。</p><p>　　2.3.3下部構(gòu)造：</p><p>　　采用三圓柱式橋墩；樁基礎(chǔ)（鉆孔灌注樁）。橋臺(tái)采用埋置式輕型橋臺(tái)。</p><p>　　2.3.4施工方案：</p><p>　　全橋采用

56、裝配式施工方法</p><p><b>　　表2-1方案比選</b></p><p>　　綜上所述，本設(shè)計(jì)采用變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋方案。</p><p>　　第四章 橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　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(zhǎng)150m。設(shè)計(jì)主跨為70m，邊跨40m。</p&

57、gt;<p><b>　　4.1 橋孔分跨</b></p><p>　　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。對(duì)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(tái)、基礎(chǔ)及支座構(gòu)造，力學(xué)要求，美學(xué)要求等。若采用三跨不等的橋孔布置，一般邊跨長(zhǎng)度可取為中跨的0.5—0.8倍，這樣可使中跨跨中不致產(chǎn)生異號(hào)彎矩，此外，邊跨跨

58、長(zhǎng)與中跨跨長(zhǎng)之比還與施工方法有著密切的聯(lián)系，本設(shè)計(jì)跨度中的邊跨跨長(zhǎng)與中跨跨長(zhǎng)之比取0.57，主要根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書來確定，其跨度組合為：(40+70+40)米?；痉弦陨显硪?。</p><p><b>　　4.2截面形式</b></p><p>　　4.2.1 立截面 </p><p>　　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

59、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(duì)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，在采用頂推法、移動(dòng)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(jiǎn)單、線

60、形簡(jiǎn)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)中采用懸臂施工方法，變截面的梁。</p><p>　　4.2.2 橫截面 </p><p>　　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。</p>

61、;<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(duì)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(dòng)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?？傊?，箱形截面是大、中跨預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁最適宜的橫截

62、面形式。</p><p>　　常見的箱形截面形式有：?jiǎn)蜗鋯问?、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(duì)截面底板的尺寸影響都不大，對(duì)腹板的影響也不致改變對(duì)方案的取舍；但是，由框架分析可知：兩者對(duì)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，主拉應(yīng)力和剪應(yīng)力數(shù)值不大，且

63、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)箱形梁，采用的橫截面形式為單箱單室。</p><p><b>　　4.2.3 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)梁橋的中支點(diǎn)主梁高度與其跨徑之比通常在1/16—1/1

64、8之間，而跨中梁高與支點(diǎn)梁高之比一般為1/1.5—1/2.5之間。當(dāng)建筑高度不受限制時(shí)，增大梁高往往是較經(jīng)濟(jì)的方案，因?yàn)樵龃罅焊咧皇窃黾痈拱甯叨龋炷劣昧吭黾硬欢?，卻能顯著節(jié)省預(yù)應(yīng)力鋼束用量。</p><p>　　連續(xù)梁在支點(diǎn)和跨中的梁估算值：</p><p>　　變高度（曲線）梁：支點(diǎn)處： =（～）l，跨中=（～）。</p><p>　　其中，l=中間跨跨長(zhǎng)&

65、lt;/p><p>　　而此設(shè)計(jì)采用變高度的直線梁，支點(diǎn)處梁高為3.8米，跨中梁高為2.0米。詳見箱梁橫斷圖。</p><p>　　4.3橫向分布系數(shù)的計(jì)算：</p><p><b>　　4.3.1計(jì)算</b></p><p>　　(1)計(jì)算邊跨和中跨的跨中截面抗彎慣矩</p><p>　　邊跨 I=

66、5.5965m</p><p>　　中跨 I=3.7896 m</p><p>　　(2)計(jì)算該兩跨的簡(jiǎn)支梁跨中撓度（單位為m）</p><p>　　邊跨 w==P/（48）=P6.9056</p><p>　　中跨w= = P/（48）=P5.4656</p><p>　　(3)應(yīng)用MIDAS計(jì)算邊跨和中跨在集中力P

67、作用下的跨中撓度。</p><p><b>　　邊跨 w=1.5</b></p><p><b>　　中跨w=5.48</b></p><p>　　(4)計(jì)算兩跨的抗彎慣性矩?fù)Q算系數(shù)</p><p>　　邊跨 ===4.60</p><p>　　中跨 ===9.97</

68、p><p><b>　　4.3.2C的計(jì)算</b></p><p>　　將邊跨分為10段，每段4m，中跨的一半分為5段，每段6m。</p><p>　　每段的節(jié)點(diǎn)截面的抗扭慣矩I計(jì)算公式如下：</p><p>　　I=+2 4-1

69、</p><p>　　式中：F—箱型截面中心線包圍的面積；</p><p><b>　　t—板厚；</b></p><p>　　b—每側(cè)懸臂板長(zhǎng)度；</p><p>　　K—與板的長(zhǎng)厚比（b/t）有關(guān)的系數(shù)，本設(shè)計(jì)中查得為0.26；</p><p><b>　　d—周邊微段長(zhǎng)度。<

70、/b></p><p>　　算得 邊跨跨中I=7.68m</p><p>　　中跨跨中I=7.34m</p><p>　　則C按C= 4-2</p><p><b>　　計(jì)算得</b></p><p>　　邊跨C=1

71、.2387</p><p>　　中跨C=1.7153</p><p>　　4.3.3抗扭修正系數(shù)的計(jì)算</p><p>　　(1)公式中的各個(gè)參數(shù)計(jì)算</p><p><b>　　n=2（腹板數(shù)）</b></p><p>　　a=a=(6.0-0.5)/2=2.75，(腹板至中心線距離)</

72、p><p>　　l=40m，l=70m</p><p><b>　　G=0.43E</b></p><p><b>　　(2)值計(jì)算</b></p><p>　　按=計(jì)算得 4-3</p><p>　　邊跨=0.08436&l

73、t;/p><p>　　中跨=0.03875</p><p>　　4.3.4荷載位于兩側(cè)腹板處對(duì)于左側(cè)腹板的影響線豎標(biāo)為： </p><p>　　=+=+0.2139=0.5169</p><p><b>　　=0.4831</b></p><p>　　對(duì)于兩行車合力作用點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的豎標(biāo)為0.5022，則

74、兩行車的荷載橫向分布系數(shù)m=2×0.5022=1.044</p><p>　　4.4預(yù)應(yīng)力鋼束估算</p><p>　　根據(jù)橋《涵設(shè)計(jì)規(guī)范》第5.2.21條至第5.2.23條規(guī)定，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁首先要滿足使用荷載下的應(yīng)力要求。一般情況下，上緣和下緣的壓應(yīng)力不是控制因素，為簡(jiǎn)便計(jì)，可只考慮上緣和下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力為限制條件，按此條件可用下式表示為：</p><

75、p>　　σ+≥0 即 σ≥- 4-4</p><p>　　σ+≥0 即 σ≥- 4-5</p><p>　　式中：σ，σ——由預(yù)應(yīng)力在截面上緣和下緣所產(chǎn)生的應(yīng)力；</p><p>　　， ——分別為截面上下緣的界面抗彎模量

76、；</p><p>　　——荷載最不利組合時(shí)的計(jì)算截面內(nèi)力，當(dāng)為正彎具時(shí)取正值，當(dāng)為負(fù)彎距時(shí)取負(fù)值；</p><p>　　根據(jù)截面受力情況，其配筋不外乎有三種情況：截面上下緣均布置力筋以抵抗正負(fù)彎矩；僅在截面下緣布置力筋以抵抗正彎矩；或僅在上緣布置力筋以抵抗負(fù)彎矩。</p><p>　　截面上下緣均布置力筋</p><p><b>

77、　　4-6</b></p><p><b>　　4-7</b></p><p>　　由　 4-8</p><p><b>　　4-9</b></p><p>　　4-10

78、 4-11 </p><p>　　式中：—分別為上緣的預(yù)應(yīng)力鋼筋重心及下緣預(yù)應(yīng)力鋼筋重心距截面重心的距離；</p><p>　　A——混凝土截面積，可按毛截面計(jì)算；</p><p>　　截面上緣和下緣預(yù)應(yīng)力鋼筋的數(shù)目；</p><p>　　——分別為截面上下核心距；</p>&l

79、t;p>　　——每束（股）預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面積；</p><p>　　——預(yù)應(yīng)力鋼筋的永存應(yīng)力。估算力筋數(shù)量時(shí)可取=（0.5~0.6），</p><p>　　中為預(yù)應(yīng)力鋼筋的標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度。</p><p>　　僅在截面下緣布置預(yù)應(yīng)力筋</p><p><b>　　4-12</b></p><p>

80、<b>　　4-13</b></p><p>　　當(dāng)截面只在上緣布置力筋以抵抗負(fù)彎距時(shí)</p><p><b>　　4-14 </b></p><p><b>　　4-15</b></p><p>　　具體布置見橋梁預(yù)應(yīng)力配筋圖。</p><p><

81、;b>　　4.5內(nèi)力計(jì)算</b></p><p><b>　　4.5.1設(shè)計(jì)資料</b></p><p>　　使用程序 : MIDAS/Civil6.71</p><p>　　構(gòu)件類型 : B類部分預(yù)應(yīng)力</p><p>　　公路橋涵的設(shè)計(jì)安全等級(jí) : 一級(jí)</p><p>　　

82、構(gòu)件制作方法 : 現(xiàn)澆</p><p>　　4.5.2主要材料指標(biāo)</p><p><b>　　表4-1混凝土</b></p><p>　　表4-2 預(yù)應(yīng)力鋼筋</p><p><b>　　4.5.3模型簡(jiǎn)介</b></p><p>　　單元數(shù)量 : 梁?jiǎn)卧?48 個(gè)<

83、/p><p>　　節(jié)點(diǎn)數(shù)量 : 51 個(gè)</p><p>　　鋼束數(shù)量 : 2 個(gè)</p><p>　　邊界條件數(shù)量 :4 個(gè)</p><p>　　4.5.4成橋階段活荷載類型</p><p><b>　　表4-3 移動(dòng)荷載</b></p><p>　　4.5.5 荷載組合說明

84、</p><p><b>　　表4-4 荷載組合</b></p><p>　　4.5.6 荷載工況名稱</p><p><b>　　自重(ST)</b></p><p><b>　　溫度荷載(ST)</b></p><p><b>　　二期鋪裝

85、(ST)</b></p><p><b>　　鋼束一次(CS)</b></p><p><b>　　鋼束二次(CS)</b></p><p><b>　　徐變一次(CS)</b></p><p><b>　　徐變二次(CS)</b></p

86、><p><b>　　收縮一次(CS)</b></p><p><b>　　收縮二次(CS)</b></p><p><b>　　移動(dòng)荷載(MV)</b></p><p><b>　　4.5.7荷載組合</b></p><p>　　承載

87、能力極限荷載組合：</p><p>　　1.2自重+1.2鋼束一次+1.2徐變一次+1.2收縮一次+1.0溫度荷載+1.0二期鋪裝+1.4移動(dòng)荷載</p><p><b>　　短期荷載組合：</b></p><p>　　1.0自重+1.0鋼束一次+1.0徐變一次+1.0收縮一次+1.0溫度荷載+1.0二期鋪裝+0.7移動(dòng)荷載</p>

88、<p><b>　　長(zhǎng)期荷載組合：</b></p><p>　　1.0自重+1.0鋼束一次+1.0徐變一次+1.0收縮一次+1.0溫度荷載+1.0二期鋪裝+0.4移動(dòng)荷載</p><p><b>　　4.6內(nèi)力計(jì)算結(jié)果</b></p><p>　　4.6.1承載能力極限荷載組合下內(nèi)力</p>&

89、lt;p>　　圖4-1 承載能力極限荷載下彎矩圖</p><p>　　表4-5 承載能力極限荷載組合下內(nèi)力表</p><p>　　4.6.2短期荷載組合下內(nèi)力</p><p>　　圖4-2 短期荷載組合下彎矩圖</p><p>　　表4-6 短期荷載組合下內(nèi)力表</p><p>　　4.6.3長(zhǎng)期荷載組合下內(nèi)力&

90、lt;/p><p>　　圖4-3 長(zhǎng)期荷載組合下彎矩圖</p><p>　　表4-7 長(zhǎng)期荷載組合下內(nèi)力表</p><p><b>　　4.7截面驗(yàn)算</b></p><p>　　4.7.1使用階段正截面抗彎驗(yàn)算</p><p>　　表4-8 使用階段正截面抗彎驗(yàn)算表</p><p

91、>　　4.7.2使用階段斜截面抗剪驗(yàn)算</p><p>　　表4-9 使用階段下斜截面抗剪驗(yàn)算表</p><p><b>　　第五章 橋臺(tái)計(jì)算</b></p><p>　　5.1上部結(jié)構(gòu)恒載反力及橋臺(tái)臺(tái)身、基礎(chǔ)上土重計(jì)算</p><p><b>　　見表5-1</b></p>

92、<p><b>　　5.2 土壓力計(jì)算</b></p><p>　　土壓力按臺(tái)背豎直，α=0；填土內(nèi)摩擦角φ=35°，臺(tái)背與填土間外摩擦角δ=φ=17.5°計(jì)算；臺(tái)后填土為水平，β=0。</p><p>　　表5-1 恒載計(jì)算表</p><p>　　=7757.12KN =2649.71KN·m<

93、;/p><p>　　5.2.1臺(tái)后填土表面無活載時(shí)土壓力計(jì)算</p><p>　　臺(tái)后填土自重所引起的主動(dòng)土壓力</p><p><b>　　=B</b></p><p>　　=17.00KN/m³；B為橋臺(tái)寬取6米；H為自基底至填土表面的距離=12m；為主動(dòng)土壓力系數(shù)</p><p>　　

94、= 5-1</p><p>　　=cos = 0.247</p><p>　　=×17××6×0.247=1813.97KN</p><p><b>　　其水平向的分力</b></p><p>　　=cos(+)=1813.97&#

95、215;cos17.5°=1730.01KN</p><p><b>　　離基礎(chǔ)底面的距離</b></p><p><b>　　=×12=4M</b></p><p>　　對(duì)基底形心軸的彎矩為</p><p>　　=-1730.01×4=-6920.05 KN·

96、;M</p><p><b>　　在豎直方向上的分力</b></p><p>　　=sin(+)=1813.97×sin17.5°=545.47KN</p><p>　　作用點(diǎn)離基礎(chǔ)底面的距離</p><p>　　=2.15-0.4=1.75M</p><p>　　對(duì)基底形心軸

97、的彎矩為</p><p>　　=545.47×1.75=954.57 KN·M</p><p>　　5.2.2臺(tái)后填土表面有汽車荷載時(shí)</p><p>　　由汽車荷載換算的等厚土層厚度為</p><p>　　h=

98、 5-2 </p><p>　　式中為破壞棱體長(zhǎng)度，對(duì)于占背為堅(jiān)真時(shí)=Htg=12×tg</p><p>　　tg=tg+ 5-3 </p><p><b>　　而=++=</b></p><p>　　tg=-1.303+

99、=0.583</p><p>　　=12*.0583=6.996M</p><p>　　在破壞棱體長(zhǎng)度范圍內(nèi)只能放一輛重車因?yàn)?車道 </p><p>　　故=2×550=1100KN</p><p><b>　　h==0.84</b></p><p>　　則臺(tái)背連同破壞棱體上車輛荷載作

100、用下所引起的土壓力為</p><p>　　=H（2h+H）B=×17.00×12.00×（2×0.84+12）×6×0.247=2067.92KN</p><p>　　作用點(diǎn)離基礎(chǔ)底面的距離</p><p><b>　　=×=4.25M</b></p><

101、p><b>　　水平方向上分力</b></p><p>　　=cos(+)=2067.92×cos17.5°=1972.21KN</p><p>　　對(duì)基底形心軸的彎矩為</p><p>　　=-1972.21×4.25=-8381.90 KN·M</p><p><b

102、>　　在豎直方向上的分力</b></p><p>　　=sin(+)=2067.92×sin17.5°=621.83KN</p><p>　　作用點(diǎn)離基礎(chǔ)底面的距離</p><p>　　=2.15-0.4=1.75M</p><p>　　對(duì)基底形心軸的彎矩為</p><p>　　=

103、621.83×1.75=1088.21KN·M</p><p>　　5.2.3臺(tái)前溜坡填土自重對(duì)橋臺(tái)前側(cè)上的主動(dòng)土壓力</p><p>　　在計(jì)算時(shí)，以承占前側(cè)邊垂線作為假想臺(tái)背土表面的傾斜度為1：1.5算得=-，則基礎(chǔ)邊緣至坡面的垂直距離為</p><p><b>　　=12-=8.13</b></p>&l

104、t;p>　　取等于土的內(nèi)摩擦角主動(dòng)土壓力系數(shù)為為：</p><p><b>　　==0.18</b></p><p><b>　　則主動(dòng)土壓力：</b></p><p>　　==×17.00××6×0.18=606.77 KN</p><p><b

105、>　　在水平方向得分力</b></p><p>　　=606.77×cos35°=497.04 KN</p><p>　　作用點(diǎn)離基礎(chǔ)底面的距離</p><p>　　=×8.13=2.71M</p><p>　　對(duì)基底形心軸的彎矩為</p><p>　　=497.04&#

106、215;2.71=1346.98 KN·M</p><p><b>　　在豎直方向的分力</b></p><p>　　=606.77×sin35°=348.03KN</p><p>　　作用點(diǎn)離基礎(chǔ)底面的距離</p><p><b>　　M</b></p>

107、<p>　　對(duì)基底形心軸的彎矩為</p><p>　　=-348.03×2.15=-748.26 KN·M</p><p>　　5.3支座活載反力計(jì)算</p><p>　　5.3.1 橋上有汽車荷載，臺(tái)后無活載</p><p><b>　　汽車荷載反力</b></p><

108、;p>　　在橋跨上的汽車荷載布置如圖排列</p><p>　　圖5-1 橋跨上汽車荷載分布圖</p><p><b>　　支座反力為</b></p><p>　　=0.5×1×40×10.5+360×1=560.25</p><p>　　作用點(diǎn)離基礎(chǔ)底面的距離</p&g

109、t;<p>　　=2.15-1.5=0.65M</p><p>　　對(duì)基底形心軸的彎矩為</p><p>　　M=560.25×0.65=313.74 KN·M</p><p>　　汽車制動(dòng)力按一輛標(biāo)準(zhǔn)車重的30%計(jì)算：</p><p>　　H=550×30%=165.00K</p>

110、<p>　　5.3.2 橋上、臺(tái)后均有汽車荷載</p><p><b>　　汽車荷載反力計(jì)算</b></p><p>　　汽車荷載布置在橋跨上和臺(tái)后填土</p><p>　　荷載布置如圖 圖5-2 汽車荷載分布圖</p><p><b>　　支座反力為</b></p>

111、;<p>　　=0.5×1×40×10.5+360×1=560.25</p><p>　　對(duì)基底形心軸的彎矩為</p><p>　　M=560.25×0.65=313.74 KN·M</p><p>　　汽車制動(dòng)力按一輛標(biāo)準(zhǔn)車重的30%計(jì)算：</p><p>　　H=5

112、50×30%=165.00K</p><p>　　5.4 支座摩阻力計(jì)算</p><p>　　擺動(dòng)支座摩擦系數(shù)取=0.05，則支座摩阻力為</p><p>　　F=P×=1643×0.05=82.15 KN</p><p>　　對(duì)基底形心軸的彎矩為</p><p>　　M=82.17

113、15;10.7=879.22 KN·M</p><p>　　對(duì)實(shí)體式埋置式橋臺(tái)不計(jì)汽車荷載的沖擊力。</p><p><b>　　5.5 荷載組合</b></p><p>　　5.5.1橋上有活載，臺(tái)后無汽車荷載</p><p>　?。?）主要組合：包括恒載、橋上活載及臺(tái)前臺(tái)后土壓力。</p>&

114、lt;p>　?。?）附加荷載：主要組合荷載+支座摩阻力</p><p>　　5.5.2橋上有活載臺(tái)后有汽車荷載</p><p>　?。?）主要組合：包括恒載、橋上活載、臺(tái)前土壓力及臺(tái)后有汽車荷載作用時(shí)的土壓力。</p><p>　　（2）附加組合：主要組合荷載+支座摩阻力</p><p>　　5.5.3橋上無活載，臺(tái)后有汽車荷載<

115、/p><p>　?。?）主要組合：包括恒載、臺(tái)前土壓力及臺(tái)后有汽車荷載的土壓力</p><p>　?。?）附加組合：主要組合荷載+支座摩阻力</p><p>　　5.5.4無上部構(gòu)造時(shí)</p><p>　　此時(shí)作用在橋上的荷載包括橋臺(tái)及基礎(chǔ)自需臺(tái)前臺(tái)后土壓力</p><p><b>　　表5-2荷載組合表<

116、/b></p><p>　　5.6肋板配筋計(jì)算及應(yīng)力計(jì)算</p><p><b>　　5.6.1荷載計(jì)算</b></p><p><b>　　作用在肋板上的外力</b></p><p>　　N=9107-348.03-392.38=8516.11KN</p><p>　

117、　M=-4450.24-（1582.03-124.88+30.06+0-1462.11-62.6+0-43.1）=-3468.86</p><p><b>　　5.6.2截面設(shè)計(jì)</b></p><p>　　f=11.5MPa f= f=330MPa ξ=0.56 E=2.0×10</p><p>　　偏心矩：==0.407M

118、=407MM</p><p>　　彎矩作用平面內(nèi)的長(zhǎng)細(xì)比==6.9＞5，應(yīng)該考慮偏心距增大系數(shù)</p><p>　　設(shè)a= a=40MM ，則h=h- a=2135MM</p><p>　　ξ=0.2+2.7=0.2+2.7×=0.71</p><p>　　ξ=1.15-0.01=1.15-0.01×6.9=1.081＞1

119、</p><p><b>　　取ξ=1.0</b></p><p>　　故η=1+ξξ=1+6.9×0.71=1.02</p><p>　　ηe=1.02×407=415.14＜0.3 h=640.5MM</p><p>　　可先按小偏心受壓情況進(jìn)行設(shè)計(jì)</p><p>　　取

120、A=0.002×bh=0.002×6000×2175=26100MM</p><p><b>　　e=MM</b></p><p><b>　　=MM</b></p><p><b>　　計(jì)算受壓區(qū)高度x</b></p><p>　　按式：A+Bx

121、+C=0 5-4</p><p>　　其中 A=-0.5fb 5-5</p><p>　　B=+b

122、5-6</p><p>　　C=-0.9-Ne 5-7</p><p>　　解得：x=1202.60MM</p><p>　　則：ξ===0.563 0.563>=0.56</p><p>　　0.563<h/=1.02</p>

123、;<p>　　確定截面為小偏心受壓構(gòu)件</p><p>　　以ξ=0.563代入公式</p><p><b>　　σ=εE（-1）</b></p><p>　　=0.0033×2.0×10（）=129.73<330MPa</p><p>　　由γN≤N=bx+-σ得

124、 5-8</p><p>　　=49033.14MM</p><p>　　現(xiàn)取為33φ32 為62φ32實(shí)際=26538 MM=49860 MM</p><p><b>　　5.6.3截面復(fù)核</b></p><p>　　垂直于彎矩作用平面內(nèi)的截面復(fù)核</p&g

125、t;<p>　　構(gòu)件在垂直彎矩作用方向上的長(zhǎng)細(xì)比==1.25<8 故φ=1.0</p><p>　　垂直于彎矩作用平面內(nèi)的正截面承載能力</p><p>　　N=0.9φ[bh+(+)]</p><p>　　=0.9×1.0×[11.5×6000×2175+330×（26538+49860）]&l

126、t;/p><p>　　=14395.98KN>88516.11KN</p><p><b>　　滿足要求。</b></p><p>　　彎矩作用平面內(nèi)的截面復(fù)核</p><p>　　假定為大偏心受壓構(gòu)件，即取σ=。由式</p><p>　　bx（e-h+）= e+

127、 5-9</p><p><b>　　可求得受壓區(qū)高度為</b></p><p>　　x=1210.33MM> h </p><p>　　按小偏心受壓，由A+Bx+C=0 5-10</p><p>　　其中

128、 A=-0.5fb 5-11</p><p>　　B=+b 5-12</p><p>　　C=-0.9-Ne 5-13</

129、p><p><b>　　重新計(jì)算受壓區(qū)高度</b></p><p>　　解得x=1205.46MM> h</p><p><b>　　截面承載能力為</b></p><p><b>　　N=bx+-σ</b></p><p>　　=11.5×