连续刚构桥毕业设计计算书

1、本科毕业设计巴中市西环线老山一号桥75+136+75) m 连续刚构桥桥设计年级：学号：姓名：专业：土木工程指导老师：2016年6月毕业设计任务书班级 * 学生姓名 * 学号 *发题日期： 2016 年 3 月 1 日完成日期： 2016年 6 月 1 日题 目 巴中市西环线老山一号桥( 75+136+75) m连续刚构桥设计(一 ) 设计资料1、主要技术指标(1) 孔跨布置： (75+136+75)m(2) 荷载标准：公路级；(3) 桥面宽度： 2净-13.25 米(4) 桥面纵坡： 0% (平坡)；(5) 桥面横坡： 2%。(6) 桥轴平面线型：直线。2、材料规格(1) 梁体混凝土： C6

2、0 级混凝土；(2) 主墩墩身： C40 级混凝土(2) 桥面铺装及栏杆混凝土： C30 级混凝土；(3) 预应力钢筋及锚具： 连续梁主梁纵横向预应力钢筋可采用 s15.24 高强度低松弛钢绞线； 竖向预应力 钢筋用精扎螺纹钢筋。(4) 普通钢筋： 普通钢筋用 HRB335 钢筋；3、施工顺序及要点(1) 墩台基础施工： 施工桩基及现浇承台，滑模或爬模浇筑墩身混凝土；(2) 0#段施工： 安装施工托架， 施加不小于 120%实际荷载预压。 然后在托架上浇 筑墩顶现浇梁段。待混凝土龄期达到 10 天，且强度到 90%后，对称张拉钢筋，进行 临时固结；(3) 挂篮安装：安装挂篮以及进行悬臂浇筑施工

3、所必需的施工机具。(4) 预应力钢束张拉：利用挂篮，立模后绑扎钢筋，浇筑混凝土；待混凝土龄期 达到 7 天，且强度达到 90%后，对称张拉纵向预应力钢束和上一节段横向钢束和横竖 向预应力粗钢筋，并压浆；(5) 节段施工： 采用挂蓝向桥墩两侧分节段地进行对称平衡悬臂施工， 施工完一 个节段，张拉一个节段；(6) 边跨合龙：形成单悬臂结构体系；(7) 中跨合龙：安装中跨合拢段吊架，准备中跨合拢。拆除主墩墩顶粗钢筋临时固结，进行体系转换，形成三跨连续梁；(8) 拆除合龙段挂篮；(9) 桥面铺装、人行道板及栏杆施工；(10) 成桥投入运营。(二) 设计任务1、桥式方案拟定 说明所选择桥式适合的地理、地

4、质环境；主要尺寸如梁高等确定的一般方法： 结构受力的合理性和经济性等。2、结构内力分析 结构内力分析基本原理描述；有限元结构分析计算和设计软件的原理及使 用，包括结构计算图式的确定、 单元划分、 施工阶段的划分及其对内力的影响等。 完成连续梁桥的主梁及整体结构的设计内容。3、主要截面检算 基本设计计算原理描述；相关设计规范应用的具体公式、参数表征方式的使用。 对主梁验算(按预应力混凝土构件验算)：1) 持久状况承载能力极限状态下：(1) 主梁正截面强度检算；2) 持久状况正常使用极限状态下：(1) 预应力损失计算；(2) 截面抗裂验算；(3) 挠度验算；3) 持久状况和短暂状况构件应力计算：(

5、1) 主梁截面正应力验算；(2) 主梁刚度验算(3) 施工阶段正应力计算；4、编制设计计算说明书 详见附录一。5、绘制结构主要施工图绘制桥梁结构 (主梁 )主要构造图 (立面、平面、横断面和阶段划分图 )，分阶段预 应力钢筋布置图 (各个施工阶段预应力布置， 包括纵向立面、 平面和各个横断面布置 ) ， 施工程序图等，要求达到 A3 幅面图纸不少于 16 张。6、外文资料翻译要求选择一篇外文专业科技文献 (外文字符不少于 10000 个)翻译或用外文写出 本人的毕业设计摘要7、毕业设计的说明书不少于 15000 汉字(三) 设计依据1、设计规范(1) 中华人民共和国，公路工程技术标准， JTG

6、 B01-2003；(2) 中华人民共和国，公路桥涵设计通用规范， JTG D60-2015；JTG(3) 中华人民共和国，公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范， D62-2004；(4) 中华人民共和国，公路桥涵地基与基础设计规范， JTJ 024-85；2、设计任务书。(四) 设计要求1、根据任务书提出完成毕业设计工作计划并报指导教师认可。2、掌握桥梁设计的基本原理和方法。3、熟悉有关设计规范的应用和相关桥梁专业计算软件的使用。4、设计计算无误，数据表格化；文整说明简明扼要，条理清晰；章节编号分明， 表编号说明清楚；文句通顺，字迹工整，图纸美观；装订成册。摘要预应力混凝土连续刚构桥与其

7、它型式的梁桥相比，有外形尺寸小，桥下净空大， 混凝土用量少， 结构刚度好等优点。 比如说与同等跨径的连续梁桥相比， 由于桥墩承 担一部分的弯矩， 刚构桥的截面控制弯距相对减小， 墩顶负弯矩明显小于同跨径连续 梁桥， 在墩梁固结共同工作下， 可以充分降低跨中区域的梁高， 减小主梁跨中截面尺 寸，使恒载内力进一步减小，增大主桥的跨径。近年来，随着预应力混凝土技术的发 展和悬臂施工方法的广泛应用，连续刚构桥得到了进一步的发展。本设计为（75136+75）m 公路预应力混凝土连续刚构桥设计， 主要针对已经给 出的大跨度连续刚构桥的上部结构设计，由于时间有限，本设计主要针对上部结构， 也就是主梁和桥面的

8、设计。本设计主要采用 MIDAS 分析软件来进行结构内力分析计算， 期间也用了 Autocad 和 Excel 进行辅助设计。全桥上部结构共分为 110 个单元，定义有 21 个施工阶段， 先进行边跨合龙，再进行中跨合龙。建好计算模型后， 对结构进行内力分析计算， 然后对预应力钢筋数量进行估计并 配置钢筋， 进行预应力损失和各项次内力计算， 然后再进行荷载组合并检算主要控制 截面的承载能力和变形情况， 最后估算出全桥的主要工程量。 在做完所有计算后， 绘 制结构主要施工图，包括桥跨布置图、施工顺序图等，进行外文翻译，最后编制设计 计算说明书和文档整理。关键词： 预应力混凝土，刚构桥，悬臂浇筑施

9、工，设计AbstractCompared to the prestressed concrete continuous rigid frame bridge and other types of beam bridge, shape, small size, clearance under the bridge, less the amount of concrete structure stiffness good advantages. For example, compared with the same span continuous beam bridge, the pier bea

10、r part of the moment, the cross section of the rigid frame bridge control bending distance decreases relatively, pier top negative moment is obviously less than that of the same span continuous beam bridge, under the pier beam consolidation work can fully reduced cross region in the Department, redu

11、ce the cross beam section size, the dead load internal force is further reduced, increasing bridge span. In recent years, with the development of prestressed concrete technology and the wide application of cantilever construction method, the continuous rigid frame bridge has been further developed.T

12、he design here is that of an (75m 136m+75m) spans of prestressed concrete continuous rigid frame bridge. It is intended for the superstructure design of the long-span continuous rigid frame bridge which has been given. Since time is limited，the design puts emphasis just on the top structure， that is

13、 to say， the main beam and the bridge floor.This design mostly uses MIDAS to calculate the internal force, also used AutoCAD and Excel for-aided during the design. The entire bridge is discretized in 110 elements , the construction process is simulated with 21 construction stages, the side spans are

14、 closed at first, and then the middle span.After the completion of the calculation model, analysis of the internal force of the structure, the amount of the steel bar is estimated and the collocation is done. After these processes, prestressing loss and the redundant internal forces are calculated,

15、and then load combination, the bearing capability of beams main controlling section are checked. At last, the main quantities of the full-bridge are estimated. After all of the calculation, the construction drawings (including bridge span arrangement, construction procedure and so on), the translati

16、on of a foreign language article are completed. And the introduction of the design s text is made at last.Keywords: prestressed concrete, rigid frame bridge, cantilever construction, design前言毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段 , 是深化、拓宽、综合教和学的重要过程 ,是对大学期间所学专业知识的全面总结，是 理论知识与实践的一次重要的结合， 对我们以后的工作有很大的帮助，

17、因此意义重大。本组毕业设计为桥梁设计，我的课题为 “巴中市西环线老山一号桥 (75+136+75)m 连续刚构高速公路桥设计 ”。施工方法为挂篮悬臂施工，主要利用 Midas 进行设计和 验算， Autocad、WPS表格和文字辅助设计。由于时间仓促，仅对桥梁上部结构进行 设计、验算和出图，竖向预应力仅画出示意图，未涉及到承台、桩基和横向预应力设 计。通过设计达到熟悉连续刚构桥的设计和施工的基本步骤， 以及桥梁施工方面的细 部构造和处理方式，提高利用计算机辅助设计的能力。毕业设计三个多月的时间里，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算， 加深了对新规范、 规程、手册等相关内容的理解。 巩固

18、了专业知识、 提高了综合分析、 解决问题的能力。由于此次毕业设计时间有限， 自己水平有限， 难免有不妥和疏忽之处， 敬请各位 老师批评指正。目录第 1 章 绪论 . 61.1 方案比选 61.1.1 方案比选的意义和任务 61.1.2 桥型方案 61.2 预应力混凝土连续刚构桥回顾与展望 81.3 预应力混凝土连续刚构桥的基本构造特点 91.3.1 桥梁跨径 91.3.2 箱梁根部底板厚度 91.3.3 箱梁顶板厚度 101.3.4 主梁高度 101.4 连续梁桥悬臂施工方法介绍 101.4.1 施工特点 101.4.2 托架与挂篮 101.4.3 工艺流程 11第 2 章 桥跨总体布置及结构

19、主要尺寸 122.1 桥型布置及孔径划分 122.2 截面形式及截面尺寸拟定 122.2.1 截面形式 122.2.2 主梁高度 122.2.4 箱梁底板厚度设置 132.2.5 腹板厚度设置 132.2.6 横隔板 132.3 主梁分段与施工阶段的划分 142.3.1 主梁分段 142.3.2 具体分段 142.3.3 主梁施工方法及注意事项 142.3.4 施工阶段的划分 15第 3 章 荷载内力计算 . 193.1 MIDAS Civil 软件简介 193.2 基本参数 193.2.1 材料信息 193.2.3 荷载信息 203.3 恒载计算 213.3.1 毛截面几何特性 213.3.

20、2 施工荷载 223.3.3 二期恒载 223.3.4 计算模型 223.3.5 边界条件 233.3.6 恒载计算结果 233.2 活载内力计算 283.2.1 计算方法 283.2.2 活载计算结果 29第 4 章 预应力钢束设计 334.1 估算预应力钢束 334.1.1 计算原理 334.1.2 预应力钢束的估计 364.1.3 预应力钢束的布置 374.2 预应力损失计算 384.2.1 预应力钢筋与管道之间摩擦引起的应力损失 394.2.2 由锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失 404.2.3 混凝土弹性压缩引起的应力损失 404.2.4 由钢筋松弛引起的应力损失的终极值

21、404.2.5 由混凝土收缩和徐变引起的预应力损失 414.2.6 有效预应力计算 42第 5 章 次内力计算 475.1 预加力次内力计算 475.1.1 等效荷载基本原理 475.2 混凝土徐变次内力计算 495.3 混凝土收缩次内力计算 505.4 温度次内力 525.4.1 系统温度 525.4.1 温度梯度效应 545.5 基础沉降次内力计算 565.5.1 计算方法 56第 6 章 截面验算 596.1 内力组合 596.1.1 作用与作用效应 596.1.2 内力组合 596.2 承载力极限状态验算 616.2.1 基本理论 616.2.2 截面验算 626.3 正常使用极限状态

22、验算 676.3.1 正截面抗裂验算 676.3.2 截面应力验算 736.3.3 预应力钢筋拉应力验算 836.4 变形验算 85第 7 章 主要工程量估算 89毕业设计总结 90致谢 91主要参考文献 92第 1 章 绪论1.1 方案比选桥梁是公路、 铁路和城市道路的重要组成部分， 特别是大、 中桥梁的建设对当地 政治、经济、国防等都具有重要意义。因此，桥梁工程的设计应符合技术先进、安全 可靠、适用耐久、 经济合理的要求， 同时应满足美观、 环境保护和可持续发展的要求。本桥总长度在 286 米左右，桥址位于巴中市西郊， 地势较为陡峭，地势起伏较大。1.1.1 方案比选的意义和任务用。在桥型

23、方案比选中首先要把握的是四项主要标准安全、经济、适用与美观。桥型 方案比选1.2.3. 桥梁技术经济比较和最优方案的选定。1.1.2 桥型方案根据第一阶段的资料搜集，学习调查，综合各种桥型的优缺点、适用范围 结合本桥的实际情况，初步考虑了三种桥型，编制了三个桥型方案：方案一：预应力混凝土连续刚构桥 :(75+136+75) m方案二：预应力混凝土连续梁桥 : (75+136+75) m方案三：预应力混凝土矮塔斜拉桥 :(75+136+75) m表 1.1 方案比选主桥跨桥型预应力混凝土连续刚 构桥预应力混凝土连续梁 桥预应力混凝土矮塔斜 拉桥结构受力特点预应力混凝土连续刚 构桥主梁和桥墩是刚

24、性连接的 , 在竖向荷载 作用下 ,主梁端部产生 部分负弯矩 , 减少了跨 中的弯矩 , 跨中截面相 应减小.连续梁在恒活载作用 下，产生的支点负弯 矩对跨中正弯矩有卸 载的作用，使内力状 态比较均匀合理，因 而梁高可以减小，节 省材料，且刚度大， 整体性好，超载能力 大，安全度大，桥面 伸缩缝少。矮塔斜拉桥是以梁受 弯、受压和索的受拉 来承受竖向荷载。整 体刚度较大，抗风、 抗震性能良好。主要优、缺点优点：施工不需要临时 固结；线条柔和美观。 缺点：整体温度效应会 产生次内力。优点：整体温度效应 不会产生次内力。缺点：施工时需要临 时固结；线条粗犷。优点：具有美学景观 性，主梁刚度大，不 易

25、变形；线条宏伟， 壮观。缺点：拉索施工较为 复杂，受力复杂多变。养护维修量小小较大设计技术水平经验较丰富，国内技术 成熟。经验较丰富，国内技 术成熟。经验较一般，国内技 术不太成熟。施工方法悬臂浇筑法悬臂浇筑法悬臂浇筑法工期较短较短较长造价一般一般较贵由上表可知， 结合桥梁设计原则， 本次设计桥位于巴中市郊区， 对桥梁线形美观 要求相对较低，再者第三方案国内起步较晚，技术不如连续梁桥和连续刚构桥成熟， 所以先淘汰方案三；桥址区地势崎岖，地势起伏大，地形条件限制，如选第二方案， 中跨跨度大，需要大吨位支座， 以及墩梁临时固结难度大， 所以第二方案也不太合适。综上所述，选择第一种方案最佳。1.2

26、预应力混凝土连续刚构桥回顾与展望刚构桥与其它型式的梁桥相比， 具有较为显著的经济性和很多优点， 比如说与同 等跨径的连续梁桥相比， 由于桥墩承担一部分的弯矩， 刚构桥的截面控制弯距相对减 小，同时由于采用对称悬臂施工方法， 使桥梁单跨跨径大大增大。 而且墩梁固结有利 于悬臂施工，且可以减少大型支座及其养护维修和更换。由于普通钢筋混凝土结构存在不少缺点： 如过早地出现裂缝， 使其不能有效地采 用高强度材料，结构自重必然大，从而使其跨越能力差，并且使得材料利用率低。为了解决这些问题， 预应力混凝土结构应运而生， 所谓预应力混凝土结构， 就是 在结构承担荷载之前， 预先对混凝土施加压力。 这样就可以

27、抵消外荷载作用下混凝土 产生的拉应力。 自从预应力结构产生之后， 很多普通钢筋混凝土结构被预应力结构所 代替。预应力按照施工方法又分为先张法和后张法。我国的预应力混凝土结构起步晚， 但近年来得到了飞速发展。 现在，我国已经有 了简支梁、带铰或带挂梁的 T 构、连续梁、桁架拱、桁架梁和斜拉桥等预应力混凝土 结构体系。虽然预应力混凝土桥梁的发展还不到 80 年。但是，在桥梁结构中，随着预应力 理论的不断成熟和实践的不断发展，预应力混凝土桥梁结构的运用必将越来越广泛。在我国， 预应力混凝土连续刚构虽然也在不断地发展， 然而，想要赶超国际先进 水平，就必须解决好下面几个课题：1 发展大吨位的锚固张拉体

28、系，避免配束过多而增大箱梁构造尺寸，否则混凝 土保护层难以保证，密集的预应力管道与普通钢筋层层迭置又使混凝土质量难以提 高。2 在适宜的桥址，设计与修建墩梁固结的连续刚构体系，尽可能不采用养护调 换不易的大吨位支座。3 充分发挥三向预应力的优点，采用长悬臂顶板的单箱截面，既可节约材料减轻结构自重，又可充分利用悬臂施工方法的特点加快施工进度。4 解决好桥梁梁体开裂和抗裂的问题，在地震活跃带一定要对梁体进行特别的 设计， 防止桥梁在发生小于自身抗震级别时， 由于桥体损坏而导致无法正常使用， 灾 区人民无法逃生的问题。另外，在设计预应力连刚构桥时，技术经济指标也是一个很关键的因素，它是设 计方案合理

29、性与经济性的标志。目前，各国都以每平方米桥面的三材 （ 混凝土、预应 力钢筋、普通钢筋 ） 用量与每平方米桥面造价来表示预应力混凝土桥梁的技术经济指 针。但是，桥梁的技术经济指针的研究与分析是一项非常复杂的工作， 三材指标和造 价指标与很多因素有关， 例如：桥址、水文地质、能源供给、 材料供应、运输、通航、 规划、建筑等地点条件；施工现代化、制品工业化、劳动力和材料价格、机械工业基 础等全国基建条件。 同时，一座桥的设计方案完成后， 造价指针不能仅仅反应了投资 额的大小， 而是还应该包括整个使用期限内的养护、 维修等运营费用在内。 通过连续 梁、T型刚构、连续 刚构等箱形截面上部结构的比较可见

30、：连续 刚构体系的技术 经济指针较高。因此，从这个角度来看，连续 刚构也是未来连续体系的发展方向。总而言之，一座桥的设计包含许多考虑因素，在具体设计中，要求设计人员综合 各种因素，作分析、判断，得出可行的最佳方案。1.3 预应力混凝土连续刚构桥的基本构造特点连续刚构桥是超静定结构，其结构刚度大、变形小、主梁变形的挠曲线平缓，有 利于高速行车。因此其主梁截面构造、主要尺寸有下列特点：1.3.1 桥梁跨径预应力连续刚构桥，一联内无缝，改善了行车条件；梁、墩固结，不设支座；合 理选择梁与墩的刚度， 可以减小梁跨中弯矩， 从而可以减小梁的建筑高度。 一般边跨 长度可取中跨长的 0.50.65倍，如果减

31、少边跨长度， 则边跨和中跨的跨中弯矩均减少， 此外， 边跨跨长与中跨跨长的比值还与施工方法有关， 对于现场浇灌的桥梁， 边跨长 度取为中跨跨长度的 0.8 倍是经济合理，但采用悬臂施工法，考虑到一部分边跨采用 悬臂施工外， 余下的边跨部分还需另搭脚手架， 为使脚手架长度最短， 则边跨长度应 取中跨长度的 0.65 倍为宜。1.3.2 箱梁根部底板厚度采用悬臂施工方法时， 底板除承受自身荷载外， 在靠近桥墩处还将承受很大的压 应力，如挂篮底模架后支反力。因此底板设计成变厚度，根部厚（通常取墩顶梁高的1/10-1/12）；跨中薄 （其尺寸受跨中布置的的预应力钢筋和普通钢筋的控制 ）大跨度连续 箱梁

32、因跨中弯矩要求底板内需配置一定数量的钢束和钢筋， 无梗肋的箱梁下翼缘板厚 至小应大于 125mm。如果达到 150mm或 D/30 则较好（D为箱梁内壁净距 ）。有梗肋的 梁也可采用构造要求数值。1.3.3 箱梁顶板厚度确定箱形截面顶板厚度一般考虑两个因素：一是要满足桥面板横向抗弯的要求， 二是要满足布置纵向预应力钢束的要求。1.3.4 主梁高度由于预应力混凝土连续刚构桥的跨度不断增加， 自重荷载设计荷载中占的比例明 显增大， 对采用轻质混凝土和高强度低松弛钢绞线的桥梁， 梁高有降低趋势， 以提高 截面的有效承载力， 减小自重。对于跨度较大的连续刚构桥一般宜采用不等跨的形式， 且是变高度连续梁

33、。 中小跨度桥梁可采用等跨度等梁高连续梁桥。 变高度梁的截面变 化规律可采用圆弧线、二次抛物线和直线等。1.4 连续刚构桥悬臂施工方法介绍本设计采用悬臂施工法，其主要特点如下：1.4.1 施工特点悬臂施工法是利用已建成的桥墩沿桥跨方向对称施工， 其施工的必要条件是： 施 工中墩与梁固结， 施工过程中桥墩需承受不对称弯矩。 悬臂施工时随梁段增长， 梁内 出现的负弯矩不断增大，对梁上缘需逐段施加预应力，使其与完成的梁段连成整体。 其总体施工特点为：桥下无需搭设支架，对深水、大跨、通航、峡谷、高墩的条件下 是最优的施工方案；工艺简单，施工设备少；多孔桥可平行施工，施工速度快；悬臂 施工时使跨中正弯矩

34、移到支点负弯矩， 大大提高桥梁的跨越能力， 节省施工费用， 降 低施工造价等。 此施工方法由早期的 T 形刚构桥，后来又被推广应用于连续梁、 连续 刚构、斜腿刚架、斜拉桥及拱桥等。连续刚构桥采用悬臂施工，存在施工中的力学体 系转换问题， 所以施工中应及时调整所施加的预应力， 并考虑体系转化及其他因素引 起的次内力。悬臂施工是由两个相邻的桥墩同时向两侧分段进行，水平推进，直到跨中合拢， 各整段用预应力紧密连成整体。 它通常分为悬臂浇筑和悬臂拼装两类。 悬臂浇筑法在 发展中国家应用较为普遍， 其特点是适应性强； 工程造价一般比悬臂拼装节省； 运输、 起吊设备要求低；全部为湿接头，施工质量极其控制易

35、保证；工期较长、劳动力用量 多。悬臂拼装法广泛应用于发达国家， 其特点为工业化生产及机械化程度较高， 比悬 浇施工速度快；工期短、劳动力用量少。高强混凝土质量容易保证，但接头处易造成 预应力损失，施工控制要求高；工程造价一般比悬臂浇注法高。1.4.2 托架与挂篮悬臂浇筑是在桥墩两侧对称逐段浇筑混凝土， 待混凝土达到一定强度后， 张拉预 应力束，移动挂篮继续浇筑下一梁段。梁节段长度与梁段自重、挂篮重、平衡配重及 施工荷载密切相关，一般每个阶段的长度为 34m，特大桥为 6m 左右。悬臂浇筑施 工中的主要设备是挂篮， 因桥墩根部块的重量较大， 且为了满足拼装和支承挂篮要求 的起步长度，经常先用托架

36、浇筑第一梁段。托架上施工头 0号梁段达到挂篮起步长度后， 拼装对接挂篮， 待悬浇到一定长度 后，再将对接挂篮承重梁分开， 形成两个独立的挂篮向墩的两侧逐段推进， 新浇梁段 达到设计强度后张拉预应力束筋与前一梁段连成一体。 挂篮是一个能自动行走的空中 活动脚手架， 悬挂在已张拉的箱梁节段上， 现浇段的模板安装、 钢筋绑扎、管道安装、 预应力操作、 压浆封端等工作均在挂篮上进行。 完成一个梁段后， 挂篮可前移一个梁 段，循环悬臂浇完所有梁段。1.4.3 工艺流程用挂篮悬臂浇筑施工，除 0 号块等少数梁段用托架施工外，其余利用挂篮施工。 其主要工艺流程为：拼装挂篮、浇筑梁段；前移挂篮、调整、锚固；浇

37、筑下一梁段； 依次完成悬臂浇筑全部梁段；挂篮拆除；合龙段施工。第 2 章 桥跨总体布置及结构主要尺寸2.1 桥型布置及孔径划分75+136+75m。梁高按 1.8 次设计为三跨预应力混凝土连续刚构桥，孔跨布置为 抛物线变化。桥墩 1， 2高度为 50m2.2 截面形式及截面尺寸拟定2.2.1 截面形式为了减小上部结构的自重， 达到增加跨度、 减少下部结构的工程量、 增加截面抗 扭刚度的目的， 本桥采用单室箱截面。 由于顶宽较大， 分为上、下行，设计成双幅桥， 截面为两个分离式单室单箱，设计时只考虑其中一幅。上部结构采用变截面箱形梁。2.2.2 主梁高度本设计采用 1.8 次抛物线型变高度箱型截

38、面，连续刚构桥根部的高跨比一般为1/151/20，本设计箱梁支座处梁高取 8.5m (H1/L 1/16) ：主跨中部箱梁的高跨比一11般为40 55 ，本设计跨中最小梁高为 3m( H2/L 1/45) 。中跨：梁底曲线可设置为圆 弧线、半立方抛物线、二次抛物线，本设计选为： 1.8次抛物线变化 ,抛物线原点为 38号截面底板下缘，抛物线方程为： h 5.5x1.8 / 621.8 3 ；边跨：与中跨对称的梁段梁 高与中跨对称，其余的均采用 3m 的梁高过渡到边支座或者桥台，具体截面编号见图 纸。2.2.4 箱梁底板厚度设置中跨：底板中支撑处，负弯距大，需底板适当加厚，提供必要的受压面积，跨

39、中 正弯距大，避免恒载弯距，因此“中薄边厚”设置，本设计中，支座底板厚85cm，按 1.8 次抛物线 变 化，抛 物线原 点为 38 号 截面底板 上缘 ，抛物线 方程为 h 5.05x1.8 /621.8 0.4 ，跨中为 40cm厚；边跨与中跨对称，具体见面编号见图纸。2.2.5 腹板厚度设置腹板厚度确定经验公式：腹板总厚度：t5B0 ( 1+5L0 )( m) ，其中，B 为桥面总宽度 ( m) ；L为主跨跨度 (m)。 同时应满足构造要求：单个腹板厚度 t 00.15m。中跨，支点附近承受剪力较大，腹板 宜加厚，跨中宜减薄， 本设计中按直线型变化。 在近支座附近 85cm 厚，跨中取

40、30cm 厚。2.2.6 横隔板横隔板可以增强桥梁的整体性和良好的横向分布， 同时还可以限制畸变； 支承处 的横隔板还起着承担和分布支承反力的作用。 由于箱形截面的抗扭刚度很大， 一般可 以比其它截面的桥梁少设置横隔板， 甚至不设置中间横隔板而只在支座处设置支承横 隔板。因此本设计只在墩顶和梁端设置了厚度分别为为 200cm以及 50cm 的横隔板 。 于是选用单箱单室截面为该桥的横向断面构造，每片梁顶缘宽13.25m。根据同类桥梁设计经验资料以及已经建成的梁桥定得界面尺寸见图 2-2：图 2-2 跨中和中支点截面尺寸图 （ 单位： cm）2.3 主梁分段与施工阶段的划分2.3.1 主梁分段根

41、据选用的施工方案 （悬臂浇筑 ）及所用施工机具 （挂篮）的承重、支承点位置及支 反力，对上部箱梁进行施工分段，梁段长度规格应尽量减少，以利于挂篮施工。梁段 长度变化处的梁段重量差应尽量减少， 以利于施工控制。 箱梁分段完成后进行单元划 分编号。2.3.2 具体分段本桥全长286m，全桥主梁有 18施工段，中支点 0号块长度10m，一般悬臂梁段长 度分成3m、4m和5m，跨中合龙段 2.0m。其中0号块在托架上现浇，边跨采用支架施 工。从支座中心线向跨中算起： 5m+3m 5+4m3+5m7+1m=68m；边跨支架浇注单 元为 6m，中跨，边跨合龙段都为 2m。2.3.3 主梁施工方法及注意事项

42、1、主梁采用悬臂浇筑法施工，墩顶梁段分别在各墩顶浇筑，其余梁段用活动挂 篮悬臂浇筑，挂篮总重 1100kN。2、施工程序分为三大步骤：浇筑墩顶 0 号梁段施工时。安装挂篮，对称悬臂浇 筑至 15 号梁段。拆除跨中挂篮，浇筑边跨 16号合龙段，其后，浇筑中跨合龙段。拆 除全部模板，形成三跨连续刚构桥，张拉全部剩余钢束。3、中跨合拢段混凝土浇筑， 应选择非温度急剧变化日之夜间气温最低时进行 ( 由 于设计中不能事先确定合拢时之温度值，故按合拢温度为1520设计 )，为切实保证浇筑质量， 在中跨合拢段两端截面间设钢支撑， 并于顶、底板上各张拉四根临时 钢束，张拉力为 500 kN，以锁定合拢段两侧梁

43、部，并根据现场施工监测，在跨中合 拢段左右分别设置顶推力。合拢段混凝土达 90强度后，张拉预应力。4、梁段悬浇时，与前段混凝土结合面应予凿毛，并清洗干净，纵向非预应力钢 筋采用搭接。5、悬臂浇筑施工时，两端施工设备的重量要保持平衡，并注意无左右偏载，两 端浇筑混凝土进度之差不得大于 2m3。6、浇筑梁段混凝土时应分水平层，一次整体浇筑成型，当混凝土自流高度大于 2m 时，必须用溜槽或导管输送，以保证混凝土的浇筑质量。7、施工时所有备用孔道均需经设计单位同意方可使用，施工完毕后，应对备用 孔道进行压浆处理。8、为使主梁施工达到高质量、高精度和高安全度，除要求混凝土强度达到85以后方可施加预应力外

44、， 对已浇筑的梁段， 要求通过以下四个方面的检查校核后， 方 可进行下一梁段的施工：(1) 箱梁截面各部尺寸以及中线误差必须满足施工规范要求。(2) 混凝土强度必须达到或超过设计标号。(3) 预应力的锚具控制应力和钢绞线的伸长量是否达到设计值。(4) 实测挠度值是否与设计值相符。9、所有直接由厂家提供的产品，如支座、锚具、钢绞线、钢筋等必须为合 格产品，符合设计要求。2.3.4 施工阶段的划分表 2-1 具体施工段划分表施工阶段号内容工期 ( 天 )备注1桥墩90(1) 刚构墩墩身施工完 毕至墩顶；(2) 浇筑 0 号梁段；(3) 混凝土强度达到 90后，张拉预应力索；(4) 在 0 梁段上对

45、称架 设挂篮， 每个挂篮按 110 吨考虑。2浇筑 0#块103张拉 0#块预应力钢束，5架设 1#挂蓝54浇筑 1#块3(1) 对称浇筑 1 号梁段；(2) 混凝土强度达到 90后，张拉预应力束。5张拉 1#块预应力钢束1架设 2#挂蓝56浇筑 2#块3(1) 往两端移动挂篮；(2) 对称浇筑 2 号梁 段；(3) 混凝土强度达到 90后，张拉预应力束。7张拉 2#块预应力钢束1架设 3#挂蓝58浇筑 3#块3(1) 按前步骤依次浇筑 3 15 号梁段；(2) 混凝土强度达到 90后，张拉预应力束。9张拉 3#块预应力钢束1架设 4#挂蓝510浇筑 4#块311张拉 4#块预应力钢束1架设

46、5#挂蓝512浇筑 5#块313张拉 5#块预应力钢束1架设 6#挂蓝514浇筑 6#块315张拉 6#块预应力钢束1架设 7#挂蓝516浇筑 7#块317张拉 7#块预应力钢束1架设 8#挂蓝518浇筑 8#块319张拉 8#块预应力钢束1架设 9#挂蓝520浇筑 9#块321张拉 9#块预应力钢束1架设 10#挂蓝522浇筑 10#块323张拉 10#块预应力钢束1架设 11#挂蓝524浇筑 11#块325张拉 11#块预应力钢束1架设 12#挂蓝526浇筑 12#块327张拉 12#块预应力钢束1架设 13#挂蓝528浇筑 13#块329张拉 13#块预应力钢束1架设 14#挂蓝530浇

47、筑 14#块331张拉 14#块预应力钢束132架设 15#挂蓝533浇筑 15#块334张拉 15#块预应力钢束135桥端施工6036边跨合龙挂篮10(1) 安装边支座，并现 浇边跨梁段；(2) 6 个水箱配重；(3) 安装边跨和中跨合 拢段 8 个吊架；(4) 浇筑边跨合拢段。37边跨合龙现浇1038边跨合龙张拉339跨中合龙挂篮10(1) 根据现场施工监 控，在中跨合拢段左右 分别施加顶推力。 (2) 张拉顶底板各 4 根临时 预应力钢索。 (3) 浇筑 合拢段梁段。 (4) 混凝 土强度达到 90后，张 拉预应力索。40跨中合龙现浇1041跨中合龙张拉342撤销挂篮5拆除所有挂篮吊架。

48、43工后收缩徐变6044施加二期恒载30工后 30 天，安装桥面栏 杆施加桥面二期荷载。45收缩徐变3600第 3 章 荷载内力计算3.1 MIDAS Civil 软件简介MIDAS Civil 系统是一套通用桥梁结构设计施工计算系统，具有以下特点：1. 系统寄托在 Windows 工作平台， 遵从国际标准的用户界面， 充分利用 Windows 强大的软件与设备支持特性和多任务功能。2. 系统的数据输入全部采用标准的界面人机交互输入， 并提供了强大的数据自动 生成和编辑功能， 以及有效的数据纠错与查错功能， 从而使得数据输入这一繁琐的工 作得到了大大的简化。3. 系统具有强大的直线桥梁、平面斜

49、、弯和异型桥梁设计与施工计算功能，能进 行各种结构体系的恒载与活载的线性与非线性结构响应计算， 能够实现复杂的截面施 工操作， 能够有效地模拟施工中采用的临时支架和挂篮设备， 能够进行结构上下部共 同作用的分析；能够自动对斜拉桥等带索体系进行结构优化及考虑活载效应后估算拉 索面积， 并能够自动计算每根拉索的施工张拉力； 能够自动按照规范进行三种承载能 力极限状态组合和六种正常使用极限状态组合 (包括施工阶段组合 V) ，并根据您的要 求进行这九种组合的配筋计算或应力验算和强度验算及抗裂性验算； 系统同时附有截 面设计计算、 活载横向分布系数计算以及基础计算等模块。 系统的结构计算安排在后 台进

50、行， 从而可以随时对项目的计算进程进行干预， 包括项目的启动、 停止以及设置 项目计算的起始点。3.2 基本参数3.2.1 材料信息(1) 混凝土本设计梁体采用 C60级混凝土，双薄壁墩墩采用 C40 级混凝土，根据公路钢筋 混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范( JTG D62-2004)第3.1 条规定，具体材料特 性见表 3-1所示：表 3-1 混凝土材料特性表类别 材料特性C60级混凝土 ( 梁体 )C40级混凝土 ( 墩身 )混凝土容重 ( kN/m3 )26.526弹性模量 Ec( MPa)3.6 10443.25 104线膨胀系数 -51.2 10-5-51.2 10-5轴心抗压强度

51、设计 fcd( MPa )26.518.4轴心抗拉强度设计 ftd(MPa)1.961.65轴心抗压强度标准 fck(MPa)38.526.8轴心抗拉强度标准 ftk(MPa)2.852.40(2) 纵向预应力钢束本设计选定的主梁纵向预应力钢筋为 21-S15.24和22-S15.24，其张拉控制应力部 分取h =0.75fpk=1395MPa，其余取h =0.71fpk=1320MPa，张拉时混凝土强度要达到 90% 的设计强度。预应力钢束的参数指标如下：a) 钢束类型：内部 ( 后张) 。b) 单根钢束总面积 A ：A=0.00308m2或0.00294m2；5c) 预应力钢束的弹性模量

52、Ep：Ep=1.95 105MPa；d) 预应力钢束的标准强度 fpk：fpk =1860MPa；e) 张拉控制应力 con： con=0.75fpk =0.75 1860=1395MPa，con =0.71fpk=1320MPa；f) 钢筋松弛系数： 0.3；g) 预应力钢筋与管道壁的摩擦系数： 0.17；h) 管道每米局部偏差对摩擦的影响系数： 0.0015；i) 锚具变形、钢束回缩和接缝压缩值： 0.006m；j) 张拉方式：超张拉。3.2.3 荷载信息(1) 恒载：a) 一期恒载：程序按截面尺寸信息自动计入；b) 二期恒载：桥面铺装层取 7厘米 C30混凝土找平层 +8 厘米沥青混凝土

53、面层， 梁两侧设置防撞栏杆，每侧取 5 kN/m ，再考虑到管道的铺设和沥青层，取二期恒载 为 62kN/m 。(2) 活载： 汽车荷载采用公路一级荷载。(3) 温度变化的影响：本设计考虑系统升温 ( +200C) 、系统降温 ( -200C) 、梁截面升温、梁截面降温四种 情况。根据公路桥涵设计通用规范 (JTG D60-2015)第 4.3.10 规定：竖向日照温 差计算的温度基数分为：梁截面升温： T1=16.40C，T2=5.980C ；梁截面降温： T1=-8.20C，T2=-2.990C ；预应力估束阶段只考虑了系统升温和系统降温的影响。(4) 支座不均匀沉降的影响：本设计取支座不均匀沉降 1cm；预应力估束阶段不考虑支座不均匀沉降的影响， 同时不计水平强迫位移和转角强迫位移。(5) 收缩徐变的影响：根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 (JTG D62-2004)来考虑混凝土收缩徐变的影响， 取年平均相对