悬臂浇筑大跨连续梁桥设计A

1、更多相关文档资源请访问/lzj781219完整CAD设计文件以及仿真建模文件，资料请联系68661508索要华东交通大学毕业设计（论文）任务书姓名 学号 毕业届别2014专业 桥梁工程 毕业设计（论文）题目悬臂浇筑大跨连续梁桥设计A指导教师学 历职 称讲师具体要求：设计主要技术指标 1. 道路等级：一级公路； 2. 孔跨布置：45m+80m+45m 3. 设计荷载：公路级 汽车荷载；无人群荷载：双侧防撞栏线荷载为4KN/m。 4. 通航等级：无通航要求； 5. 桥面坡度：纵坡5%；单幅车行道设有2%的单向横坡。 6. 桥面横向布置：桥面宽13.5m 净12+1m护栏+0.5m防撞栏（单幅） 7

2、. 桥面铺装层：10cmC50防水混凝土。 8. 桥轴平面线型：直线 9. 温度影响：考虑竖向梯度温度效应；年平均温度变化20； 10. 地震烈度区为度区，设计洪水频率1/300二、材料规格 1. 混凝土： （1）主梁：C50预应力混凝土 （2）桥面铺装：10cmC50防水混凝土 （3）桥墩：C40混凝土 （4）桩基：C30混凝土强度等级弹性模量MPa容重轴心抗压设计强度MPa轴心抗拉设计强度MPa轴心抗压标准强度MPa轴心抗拉标准强度MPa302613.81.3920.12.01402618.41.6526.82.40502622.41.8332.42.65钢材：预应力钢绞线： 纵向预应力钢

3、束，钢绞线采用按ASTM A417-97标准生产的低松弛270级钢绞线（Ey=1.95106MPa,Ryb=1860MPa）,锚下控制应力为0.74Ryb，顶板束采用OVM15-15，单束锚下控制张拉力2890.5KN；底板束采用OVM15-12，单束锚下控制张拉力2312KN，张拉预应力钢筋钢束要在箱梁混凝土强度达到设计强度的90%以后方可张拉。公称直径15.24mm，公称面积为139.0，其抗拉强度标准值fpk=1860Mpa，抗拉强度设计值fpd=1260MPa,松弛率为2.5%。 横向预应力钢束为15-4，BM锚具。钢绞线采用按ASTMA417-97标准生产的低松弛270级钢绞线（Ey

4、=1.95106MPa,Ryb=1860MPa）。单根张拉控制吨位182.3KN。公称直径15.24mm，公称面积为139.0，其抗拉强度标准值fpk=1860Mpa，抗拉强度设计值fpd=1260MPa,松弛率为2.5%。竖向预应力钢筋采用直径32cm的40Si2MnMoV高强精轧螺纹钢筋，极限强度为750MPa,张拉控制吨位542KN，竖向预应力粗钢筋张拉时采用双控张拉工艺和复拉工艺。 （2）HRB335级钢筋：钢筋砼构件主筋，骨架及架立筋，抗拉强度标准值335Mpa。 （3)R235级钢筋：非受力钢筋，抗拉强度标准值235Mpa。 (4)A3钢板：支座及构件中连接使用 钢筋种类抗拉强度标

5、准值MPa抗拉强度设计值MPa抗压强度设计值MPaR235 235195195HRB335 3352802803其他锚具及管道成孔：箱梁锚具设计采用OVM型锚具及其配套的设备，管道成孔采用波纹管，卷制钢纹管的钢带厚度不小于0.35mm；支座：采用橡胶支座GYZ和GYZF4系列产品，其性能应符合交通部行业标准JT/T4-2004的规定；防水层：桥梁防水层采用三涂FYT-1改进型防水材料；伸缩缝：采用毛勒伸缩缝。四、设计参考规范1.公路桥涵设计通用规范 JTG D60-20042.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62-20043公路工程技术标准 JTG B01-20034.公路桥

6、涵施工规范 JTJ041-20005.公路桥涵地基与基础设计规范JTJ024-85五、设计参考书目范立础主编.预应力混凝土连续梁桥. 北京:人民交通出版社,1988邵旭东主编.桥梁工程. 北京:人民交通出版社,2004叶见曙等编.结构设计原理. 北京:人民交通出版社,2002 4.张树仁等编.钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁结构设计原理. 北京：人民交通出版社，2005 5.王晓谋主编.基础工程.人民交通出版社六、设计有关参量1梁体结构特征及主要尺寸 梁体结构特征及主要尺寸见附件图纸2下部结构特征及主要尺寸桥墩主墩：采用独柱式桥墩，柱径为2.0m，墩高为16m。桥台：肋式桥台。桩基础：桩径为2.5

7、m，桩长12m。七、设计图纸要求完成以下设计图（A3幅面）。具体内容可参考下面说明(图名供参考)：1、主桥箱梁桥型布置图 2、主桥箱梁标准横断面布置图3、主桥箱梁一般构造图4、主桥箱梁纵向预应力钢束布置图5、主桥箱梁纵向预应力钢束大样（一）6、主桥箱梁纵向预应力钢束大样（二）7、主桥箱梁纵向预应力钢束大样（三）8、主桥箱梁纵向预应力钢束大样（四）9、主桥箱梁竖向预应力钢筋布置图10、主墩一般构造图八、提交成果及要求：完整计算书一份：含毕业设计中的每一步骤的依据，详细计算验算结果；上，下部结构的完整构造图，钢筋图，预应力图纸；计算书草稿；计算模型电子版。毕业论文中计算书应还包括以下主要内容：（1

8、）设计任务书（填写内容打印后粘贴到指定位置）（2）毕业设计中、英文摘要（3）设计说明书（4）论文目录（各章节内容标题、对应页码范围）（5）详细的计算、设计过程：包括主要原理、设计手算过程、程序输入数据、输出重要结果数据表格和图形、结果分析、自编小程序等。建议写出设计中处理难题的体会（或各章小结）。施工方法和步骤说明；施工关键工艺简介。（6）参考文献（7）毕业实习报告九、时间及进度安排本届毕业设计总时间为15周，即第2周至第16周，本学期第2周进行毕业设计的相关准备工作，具体安排如下，周次日期设计内容1 2.212.26毕设动员、分组；资料查询、下发；总体介绍2 2.283.04主梁断面拟定，细

9、部构造3 3.073.11桥面板计算书4 3.143.18主梁计算模型建模5 3.213.25主梁计算模型建模及内力计算6 3.284.01配筋及验算7 4.044.08主梁预应力钢束构造图绘制8 4.114.15主梁普通钢筋构造图绘制9 4.184.22 主梁普通钢筋构造图绘制及中期检查10 4.254.29 桥墩内力计算，配筋及验算11 5.025.06 桥墩构造及普通钢筋构造图12 5.095.13 承台计算及绘图13 5.165.20 桩基础计算14 5.235.27 桩基绘图15 5.306.03计算书、图纸整理16 6.036.13 小组答辩及公开答辩 指导教师签字： 年 月 日教

10、研室意见： 教研室主任签字： 年 月 日题目发出日期设计（论文）起止时间附注：华东交通大学毕业设计（论文）开题报告书课题名称悬臂浇筑连续梁桥设计A课题来源自拟课题类型AY导 师学生姓名 学 号 专 业桥梁工程一、 选题的理论意义与实际意义 （1）通过毕业设计系统地巩固基本理论知识和专业知识，能综合运用所学课程自主创新，培养学生分析问题和解决问题的能力； （2）掌握设计原则、设计方法、步骤，提高计算、绘图、查阅文献、使用桥梁规范手册和编写技术文件及计算器辅助设计计算等基本技能，从而深入了解公路预应力混凝土桥梁在桥式方案比选、结构计算及施工架设等方面的设计规范、计算方法及设计思想等内容和要求，为毕

11、业后从事桥梁技术工作打好基础； （3）通过桥梁毕业设计，使大家运用所学的课程知识，系统地训练和分析，以便掌握桥梁的基本理论知识，基本知识，基本的计算方法； （4）通过桥梁毕业设计，不断提高计算、绘图，查阅文献，使用规范手册和编写技术文件及计算机辅助设计计算等基本技能，了解生产设计的主要内容和要求，掌握设计原则、设计方法、设计步骤； （5）通过桥梁毕业设计，系统的掌握WORD，CAD，桥梁电算等程序的基本技能，并且可以熟练的运用； （6）树立正确的设计思想以及严谨负责、实事求是、刻苦钻研、用于创新的作风，为桥梁建设事业服务。二、论文综述（国内外有关选题的研究动态）我国改革开放以来，路、桥建设得到

12、了飞速的发展，对改善人民的生活环境，改善投资环境，促进经济的腾飞，起到了关键性的作用。桥梁工程在工程规模上约占道路总造价的10%20%，它同时也是保证全线通车的咽喉，特别在战时，即便是高技术战争，桥梁工程仍具有非常重要的地位。随着科学技术的进步和经济社会文化水平的提高，人们对桥梁建筑提出了更高的要求。经过几十年的努力，我国的桥梁工程无论在建设规模上，还是在科技水平上，均已跻身世界先进行列。三、设计（研究）的重点与难点，拟采用的途径（研究手段）： 重点： 方案比选，确定最优方案； 拟定主要结构尺寸； 选取计算简图，进行结构内力计算； 配筋设计计算； 强度、刚度、稳定性计算； 施工图绘制。难点：正

13、确选取计算简图，利用电算进行结构内力计算。配筋设计计算及复核。研究途径：广泛查阅文献资料；充分利用网络资源查阅相关内容；利用桥梁电算程序处理和分析数据；学习桥梁博士等专业软件进行设计计算；请教老师，帮助解决疑难问题。 指导教师签名： 日期：课题类型：（1）A工程设计；B技术开发；C软件工程；D理论研究； （2）X真实课题；Y模拟课题；Z虚拟课题 （1）、（2）均要填，如AY、BX等。悬臂浇筑大跨连续梁桥设计A 摘要本次设计的题目是江西省某高速公路大桥。设计采用预应力混凝土连续箱型梁桥，跨径布置为（45+80+45）m，双向六车道；主梁为变截面单箱单室箱型梁，跨中梁高为2.0m，支点梁高为4.5

14、m；采用悬臂现浇施工。本文主要阐述了该桥的上部结构的设计和计算过程。首先对主桥进行总体结构设计，拟定上部结构尺寸，然后对上部结构进行恒载和活载内力计算，内力组合，预应力钢束的估算和布置及预应力损失计算，再进行截面强度、应力验算；最后进行下部结构桥墩、基础设计。具体包括以下几个部分：桥梁结构布置,截面结构各部分尺寸拟定,主梁作用效应计算,预应力钢束的估算及布置,预应力损失及有效预应力计算,截面强度验算,持久状况构件的应力验算,桥墩主墩设计、主墩基础设计。 关键词：预应力混凝土连续梁桥；箱形梁；作用；应力；预拱度 Cantilever span continuous girder bridge d

15、esign AAbstractThe topic of this design is a highway bridge in Jiangxi Province. Prestressed concrete box girder bridge is used,with span arrangement for (45 + 80 + 45) m,and two-way six lane; Main girder is for variable cross-section box beam with single box single room, and beam depth ranges from

16、2.0m in the mid span to 4.5m in the support position; The cantilever cast-in-place construction method is used. This article mainly expounds the design and calculation process of the upper structure of the bridge. Firstly,designing overall structure of the main bridge, drawing up the upper structure

17、 size, and then calculating the upper structure internal force of dead load and live load,and conducting the combination of internal force ,and estimating and arranging the prestressed steel and loss of prestress, and then conducting checking calculation for cross section strength,stress calculation

18、,and the deformation;In the end,designing the lower structure piers and foundation . Specifically including the following several parts: bridge structure arrangement; Cross section structure size design for each part; main girder effect calculation,prestressed steel beam calculations and arrangement

19、,the loss of prestress and effective prestress calculation,cross section strength calculation,crack calculation,persistent state component stress check,the deflection calculation,bridge main pier design and design of the main pier foundation. Key words: prestressed concrete continuous girder bridge;

20、box beam;the function;the stress;the camber目录 TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc9291 摘要 PAGEREF _Toc9291 I HYPERLINK l _Toc15859 Abstract PAGEREF _Toc15859 II HYPERLINK l _Toc29429 绪论 PAGEREF _Toc29429 1 HYPERLINK l _Toc32560 第一章 初步设计 PAGEREF _Toc32560 1 HYPERLINK l _Toc1325 1.1、工程概况 PAGEREF _Toc1325 1

21、HYPERLINK l _Toc11736 1.2、技术标准 PAGEREF _Toc11736 1 HYPERLINK l _Toc5086 1.3、设计规范 PAGEREF _Toc5086 1 HYPERLINK l _Toc20970 第二章 方案设计与比选 PAGEREF _Toc20970 2 HYPERLINK l _Toc22239 2.1、桥梁方案原则 PAGEREF _Toc22239 2 HYPERLINK l _Toc7269 2.1.1桥梁设计原则 PAGEREF _Toc7269 2 HYPERLINK l _Toc22931 2.2、桥型方案的提出和结构介绍 PA

22、GEREF _Toc22931 3 HYPERLINK l _Toc6143 2.2.1预应力混凝土连续梁桥 PAGEREF _Toc6143 3 HYPERLINK l _Toc23881 2.2.2下承式钢管混凝土系杆拱桥方案 PAGEREF _Toc23881 7 HYPERLINK l _Toc9327 2.3、方案比选 PAGEREF _Toc9327 10 HYPERLINK l _Toc32734 第三章 桥梁构造设计 PAGEREF _Toc32734 12 HYPERLINK l _Toc14620 3.1、推选方案上部尺寸拟定 PAGEREF _Toc14620 12 HY

23、PERLINK l _Toc20530 3.1.1主梁纵截面尺寸拟定 PAGEREF _Toc20530 12 HYPERLINK l _Toc4657 3.1.2桥面铺装和线形的选定 PAGEREF _Toc4657 12 HYPERLINK l _Toc1893 3.2、推选方案下部尺寸设计 PAGEREF _Toc1893 12 HYPERLINK l _Toc17252 3.3、技术标准及设计参数 PAGEREF _Toc17252 14 HYPERLINK l _Toc5381 第四章 桥面板计算 PAGEREF _Toc5381 15 HYPERLINK l _Toc17913 4

24、.1、主梁中单向板计算 PAGEREF _Toc17913 15 HYPERLINK l _Toc23945 4.1.1恒载内力 PAGEREF _Toc23945 15 HYPERLINK l _Toc960 4.1.2活载内力 PAGEREF _Toc960 16 HYPERLINK l _Toc17876 4.1.3作用效应组合 PAGEREF _Toc17876 19 HYPERLINK l _Toc12065 4.2、主梁中悬臂板计算 PAGEREF _Toc12065 19 HYPERLINK l _Toc15247 4.2.1恒载内力 PAGEREF _Toc15247 19 H

25、YPERLINK l _Toc30838 4.2.2活载内力 PAGEREF _Toc30838 19 HYPERLINK l _Toc10653 4.3、桥面板配筋 PAGEREF _Toc10653 21 HYPERLINK l _Toc29505 4.3.1支点处配筋 PAGEREF _Toc29505 21 HYPERLINK l _Toc253 4.3.2跨中处配筋 PAGEREF _Toc253 22 HYPERLINK l _Toc20990 4.3.3抗剪验算 PAGEREF _Toc20990 22 HYPERLINK l _Toc460 第五章 建立计算模型 PAGEREF

26、 _Toc460 24 HYPERLINK l _Toc5539 5.1、使用软件:Dr. Bridge3.0 PAGEREF _Toc5539 24 HYPERLINK l _Toc3399 5.2、外部环境特性 PAGEREF _Toc3399 24 HYPERLINK l _Toc30225 5.3、单元划分 PAGEREF _Toc30225 24 HYPERLINK l _Toc20738 5.4、钢束信息 PAGEREF _Toc20738 26 HYPERLINK l _Toc13047 5.4.1钢束类型 PAGEREF _Toc13047 26 HYPERLINK l _To

27、c23723 5.5、施工信息 PAGEREF _Toc23723 28 HYPERLINK l _Toc14594 5.5.1边界条件 PAGEREF _Toc14594 30 HYPERLINK l _Toc32533 5.5.2挂篮施工及张拉钢筋 PAGEREF _Toc32533 31 HYPERLINK l _Toc9544 第六章 内力组合、配筋验算 PAGEREF _Toc9544 35 HYPERLINK l _Toc27738 6.1、作用分类 PAGEREF _Toc27738 35 HYPERLINK l _Toc16721 6.1.1温度引起的内力计算 PAGEREF

28、_Toc16721 35 HYPERLINK l _Toc32344 6.1.2支座位移引起的内力计算 PAGEREF _Toc32344 36 HYPERLINK l _Toc9263 6.1.3恒载、活载内力计算 PAGEREF _Toc9263 37 HYPERLINK l _Toc10712 6.2、承载能力极限状态设计组合 PAGEREF _Toc10712 43 HYPERLINK l _Toc18814 6.2.1基本组合 PAGEREF _Toc18814 44 HYPERLINK l _Toc22044 6.2.2输出基本组合内力图 PAGEREF _Toc22044 45

29、HYPERLINK l _Toc13639 6.2.3偶然组合 PAGEREF _Toc13639 45 HYPERLINK l _Toc29093 6.3、正常使用极限状态设计组合 PAGEREF _Toc29093 45 HYPERLINK l _Toc13339 6.3.1作用短期效应组合 PAGEREF _Toc13339 45 HYPERLINK l _Toc13942 6.3.2输出短期效应组合图形 PAGEREF _Toc13942 46 HYPERLINK l _Toc224 6.3.3作用长期效应组合 PAGEREF _Toc224 46 HYPERLINK l _Toc24

30、861 6.3.4输出长期效应组合图形 PAGEREF _Toc24861 46 HYPERLINK l _Toc9765 6.4 、手算内力组合 PAGEREF _Toc9765 47 HYPERLINK l _Toc31043 6.4.1墩顶截面内力组合 PAGEREF _Toc31043 47 HYPERLINK l _Toc24312 6.4.2跨中截面内力组合 PAGEREF _Toc24312 48 HYPERLINK l _Toc32669 6.4.31/4跨中截面内力组合 PAGEREF _Toc32669 50 HYPERLINK l _Toc7060 6.5、预应力钢束计算

31、及配束 PAGEREF _Toc7060 52 HYPERLINK l _Toc13418 6.5.1按正常使用极限状态的应力要求计算 PAGEREF _Toc13418 52 HYPERLINK l _Toc12391 6.5.2按承载能力极限状态的强度要求计算 PAGEREF _Toc12391 56 HYPERLINK l _Toc743 6.6、截面配筋值选择 PAGEREF _Toc743 56 HYPERLINK l _Toc10801 6.7、手算各截面预应力钢束估算 PAGEREF _Toc10801 57 HYPERLINK l _Toc16737 6.7.1跨中截面预应力钢

32、束估算 PAGEREF _Toc16737 57 HYPERLINK l _Toc22617 6.7.2墩顶截面预应力钢束计算 PAGEREF _Toc22617 58 HYPERLINK l _Toc13000 6.7.31/4跨中截面预应力钢束估算 PAGEREF _Toc13000 58 HYPERLINK l _Toc26280 6.8、承载能力极限状态设计计算 PAGEREF _Toc26280 59 HYPERLINK l _Toc24051 6.8.1跨中截面计算 PAGEREF _Toc24051 59 HYPERLINK l _Toc27137 6.8.2墩顶截面计算 PAG

33、EREF _Toc27137 60 HYPERLINK l _Toc12280 6.8.3 1/4跨中截面计算 PAGEREF _Toc12280 61 HYPERLINK l _Toc8158 6.9、钢束配束原则 PAGEREF _Toc8158 62 HYPERLINK l _Toc19008 6.10、钢束调束 PAGEREF _Toc19008 62 HYPERLINK l _Toc24204 6.10.1钢束调整 PAGEREF _Toc24204 62 HYPERLINK l _Toc8769 6.10.2预应力混凝土桥梁预应力钢束预应力损失 PAGEREF _Toc8769 6

34、4 HYPERLINK l _Toc25732 第七章 主梁截面验算 PAGEREF _Toc25732 66 HYPERLINK l _Toc2053 7.1、主梁截面承载力与应力验算 PAGEREF _Toc2053 66 HYPERLINK l _Toc26452 7.1.1持久状况承载能力极限状态承载力验算 PAGEREF _Toc26452 66 HYPERLINK l _Toc4579 7.1.2持久状况正常使用极限状态抗裂验算 PAGEREF _Toc4579 73 HYPERLINK l _Toc1773 7.1.3持久状况构件的应力验算 PAGEREF _Toc1773 81

35、 HYPERLINK l _Toc7965 7.1.4短暂状况构件的应力验算 PAGEREF _Toc7965 92 HYPERLINK l _Toc12375 第八章 下部结构设计 PAGEREF _Toc12375 113 HYPERLINK l _Toc28728 8.1、主墩设计 PAGEREF _Toc28728 113 HYPERLINK l _Toc4892 8.1.1桥墩计算基本资料 PAGEREF _Toc4892 113 HYPERLINK l _Toc2888 8.1.2汽车制动力 PAGEREF _Toc2888 113 HYPERLINK l _Toc9959 8.1

36、.3风荷载计算 PAGEREF _Toc9959 114 HYPERLINK l _Toc5012 8.1.4横桥向流水压力标准值计算 PAGEREF _Toc5012 115 HYPERLINK l _Toc27426 8.1.5桥墩配筋计算 PAGEREF _Toc27426 116 HYPERLINK l _Toc14124 8.2、主墩基础设计 PAGEREF _Toc14124 118 HYPERLINK l _Toc6307 8.2.1桩的设计计算 PAGEREF _Toc6307 118 HYPERLINK l _Toc10863 8.2.2桩身内力计算 PAGEREF _Toc

37、10863 122 HYPERLINK l _Toc32167 8.2.3正截面抗压承载力计算 PAGEREF _Toc32167 126 HYPERLINK l _Toc10393 总结 PAGEREF _Toc10393 128 HYPERLINK l _Toc16037 致谢 PAGEREF _Toc16037 129 HYPERLINK l _Toc27078 参考文献 PAGEREF _Toc27078 130 HYPERLINK l _Toc19142 附录 PAGEREF _Toc19142 131 HYPERLINK l _Toc16913 毕业实习报告 PAGEREF _To

38、c16913 132 绪论 1、预应力混凝土连续箱型梁桥的概述 随着交通运输特别是高等级公路的迅速发展，对行车平顺舒适提出了更高的要求。连续梁桥以其整体性好、结构刚度大、变形小、抗振性能好、主梁变形挠曲线平缓、伸缩缝少和行车平稳舒适等突出优点而得到了迅速发展。预应力混凝土连续箱型梁桥在60-150m跨径范围内得到了广泛的应用。下面简介其发展。 先前使用的普通钢筋混凝土在结构上存在许多缺点：如过早出现裂缝，使其不能有效的采用高强度材料，结构自重增大跨越能力小，材料利用率降低。为了弥补这些缺点，预应力混凝土应运而生。 所谓预应力混凝土就是在结构承担荷载之前，预先对混凝土施加压力。这样就可以抵消外荷

39、载作用下混凝土产生的拉应力。自从有了预应力混凝土，许多桥梁和公路的建设中，普通钢筋混凝土被预应力混凝土逐渐所代替。 预应力混凝土是20世纪30年代诞生的，它的出现给桥梁建设提供了廉价、耐久且刚度和承载力均很大的建筑材料，从而推动桥梁的发展产生又一次的飞跃。1953年，前联邦德国Finsterwald首创采用挂篮的平衡悬臂施工法建造预应力混凝土桥梁技术，在莱茵河上成功建造了沃伦姆斯桥，该桥为带剪力铰的刚架桥，跨径为101.65+114.20+104.20（m）。其后，该施工方法在全世界大跨度梁式桥中得到发展和应用。在我国虽然预应力混凝土起步晚，但是目前也取得了许多成就。如虎门大桥辅航道桥（主跨2

40、70m），云南元江大桥（主跨265m）宁德下白石大桥（主跨260m）。 连续梁桥主梁是以若干个孔为一联，在中间支点上连续通过，是超静定结构。连续梁桥的最大正弯矩发生在跨中附近，而最大负弯矩（绝对值）发生在支点截面上。由于支点负弯矩的存在，可使得跨中正弯矩比同跨的简支梁减少很多。比简支梁桥有更大的跨越能力。（目前建成的重庆石板坡长江大桥复线桥主跨为330m的连续钢箱梁结构，是世界首位。当跨度较大，恒荷载相对于总的荷载的比值稍大时，采用连续梁可导致材料用量的减少。 在近几年中由于施工技术的进步，连续梁桥更适合采用悬臂拼装和悬臂灌筑、纵向拖拉或顶推法施工。当一个孔受到破坏时，相邻的孔可以给予支持，而

41、使得整个桥梁不能够坠落，对修复与加固整个桥梁是有利的，且连续梁桥的刚度比较大，抗震性能也比较好。为了使连续梁桥的平面位置得到固定，而且能将纵向水平力传给墩台，每一联必须设立一个固定支座，其余的为活动支座。公路桥为满足高速平稳行车的要求，常常采用多孔一联，用来减少桥面伸缩缝的数目，而将伸缩量集中在桥的活动支座的那一端，并且设置完善的、具有大变形量的伸缩缝装置。这就使它更具有了竞争力，在50-300米范围内占据了主导地位。无论是城市桥梁、高架道路、山谷高架桥、还是跨河大桥预应力混凝土连续箱型梁桥发挥了其独特的优势，成为了优选方案。目前，连续结构体系已成为混凝土桥梁中的主要体系。 从当前的桥梁成就水

42、平来看，小跨径桥梁已经无法满足人们的需求了。为了满足现代人们的物质生活和精神生活方面的需求，今后修建的桥梁的趋势和原则如下： （1）、研究具有轻质、高强、耐腐蚀、高性能的新型建桥材料，以适合更大跨径桥梁重载交通和长寿命运营的要求。 （2）、探索和研究适应于超大跨度桥梁的结构体系，结合海洋工程的经验，研究超深水基础的结构形式与施工方法，以及抗风、抗震、抗海浪的技术措施。 （3）、研究更适合实际受力状态的力学分析法和新的设计理论。在大跨径桥梁设计方面，重视对空气动力学、振动、稳定、非线性等的研究。研究开发成套的设计、计算和绘图软件，进一步完善CAD技术。 （4）、施工方面，越来越要求施工方法快速简

43、便，提倡工业化制造。 （5）、环境保护已经成为21世纪的建桥工程师及其他各行各业建设者们共同面临的一大课题，因此，在桥梁建设中，更加注重桥梁自身的美学要求及其对周边环境的影响。 总而言之，桥梁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，做分析、做判断得出最优方案。 2、选题的意义 本次设计计算仅进行引桥的设计计算，跨径布置为45+80+45m的预应力混凝土连续箱型梁桥，桥宽24m，分为两幅，设计时只考虑单幅的设计。主梁采用单箱单室型截面，为了提高跨越能力、减轻结构自重、线性优美等原则采用变截面形式。连续梁桥由于是超静定结构，计算量大，且准确性难以保证，所以采用有限元分析软件

44、桥梁博士3.0进行，这样不仅提高了效率，而且准确性也得到了保证。 在施工方面，结合其地形情况及起重设备等方面的考虑，采用悬臂现浇施工法。 第一章 初步设计1.1、工程概况此道路桥梁工程是江西某条一级公路的一部分。桥梁全长170m,总宽为28m，为双向六车道。洪水重现期100年，结构重要系数1.1，设计基准期主体结构100年。最高通航水位11.49m,最低通航水位8.39m，设计水位10.72m,地质情况分布主要为淤泥、粘土、亚砂土、亚粘土、粉砂、细砂等。1.2、技术标准 1）公路等级：双向六车道一级公路2）设计速度 80km/h3）截面形式:单箱单室 4）桥面全宽：净12+1m护栏+0.5m防

45、撞栏（单幅）5）坡度：横坡为2% 纵坡5% 6）计算跨径：45m+80m+45m 7）地震烈度6度设防，设计洪水频率1/3008）桥面铺装层:10cm厚沥青混凝土桥面铺装+三涂FYT-1改进防水层9）支座强迫位移：不均匀沉降2cm10）温度影响：考虑竖向温度梯度效应，年平均温度变化幅度为20摄氏度。1.3、设计规范1）公路工程技术标准JTGB01-20032）公路桥涵设计通用规范JTG D60-20043）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTJ023-854）公路桥涵施工技术规范JTJ041-20005）公路桥涵地基与基础设计规范JTJ024-856）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设

46、计规范JTG D62-20047）公路桥梁抗震设计细则JTG/JTB02-01-2008第二章 方案设计与比选2.1、桥梁方案原则 桥梁的形式主要可考虑拱桥、梁桥、梁拱组合桥和斜拉桥。任选三种形式从安全、功能、经济、美观、施工、占地与工期等多方面比选，最终确定桥梁的推荐形式。2.1.1桥梁设计原则 （1）适用性 桥上应保证车辆和人群的安全畅通，并应满足将来交通量增长的需要。桥下应满足泄洪、安全通航或通车等要求。建成的桥梁应保证使用年限，并便于检查和维修。(2)舒适与安全性 现代桥梁设计越来越强调舒适度，要控制桥梁的竖向与横向振幅，避免车辆在桥上振动与冲击。整个桥跨结构及各部分构件，在制造、运输

47、、安装和使用过程中应具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性。（3）经济性 设计的经济性一般应占首位。经济性应综合发展远景及将来的养护和维修等费用。（4）先进性 桥梁设计应体现现代桥梁建设的新技术。应便于制造和架设，应尽量采用先进工艺技术和施工机械、设备，以利于减少劳动强度，加快施工进度，保证工程质量和施工安全。（5）美观 一座桥梁，尤其是座落于城市的桥梁应具有优美的外形，应与周围的景致相协调。合理的结构布局和轮廓是美观的主要因素，决不应把美观片面的理解为豪华的装饰。 上述既是我们对桥梁方案作出综合评估的主要考虑原则。由于本设计只考虑主桥设计，无引桥的设计。根据当地的实际地形，参考当地的地质条件及

48、施工条件，主桥部分的设计拟定如下2种方案： （1）预应力混凝土连续梁桥方案。 （2）下承式系杆拱桥方案。2.2、桥型方案的提出和结构介绍 2.2.1预应力混凝土连续梁桥预应力混凝土连续箱粱是常用的一种桥梁结构形式，属于超静定体系。主梁为主要承重结构，依靠其抗弯能力来承受荷载。由于其在恒载、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，使其内力状态比较均匀合理。连续梁桥突出优点是结构刚度大，变形小，动力性能好，主梁变形挠曲线平缓，有利于高速行车。 （1）尺寸拟定 桥跨布置 当采用多跨连续梁时，边跨跨径约为中跨的0.50.7倍，按此经验初步确定桥跨布置为: (45+80+45)m，总长为1

49、70m, 布置图另外有附图。截面尺寸 大跨径的桥梁一般采用变截面梁较实惠，考虑到经济性和主梁的受力特点，对所选箱梁内的肋板厚度做适当的调整。 下部结构 墩身采用圆形实体墩，桥台采用柱式桥台，基础采用摩擦桩基础。 （2）施工方案 悬臂现浇法采用移动式挂篮作为主要的施工设备之一，以桥墩为中心，对称向两岸利用挂篮逐段浇筑梁段混凝土，待混凝土达到要求强度后，张拉预应力束，再移动挂篮进行下一节段施工。连续梁桥型总体布置图 图2-1 连续梁桥型总体布置图 （3）材料 混凝土 1) 预应力混凝土现浇箱梁：C502) 桥面铺装层：C50 防水混凝土3）墩身及承台 C40 4）桩基础 C30 钢材1）钢绞线：1

50、515.24 1215.242）锚具：OVM15-15 OVM15-123）普通钢筋：HRB335 图2-2主桥箱梁标准横断面图 图2-3 桥墩、承台及桩基础构造图2.2.2下承式钢管混凝土系杆拱桥方案系杆拱桥是一种集拱与梁的优点于一身的桥型，它将拱与梁两种基本结构形式组合在一起，共同承受荷载，充分发挥梁受弯、拱受压的结构性能和组合作用，拱端的水平推力用拉杆承受，使拱端支座不产生水平推力。拱与弦间用两端铰接的竖直杆联结而成。亦可用斜杆来代替直杆成为尼尔森体系。这种拱桥内部为超静定体系，外部则为静定，因此对墩台不均匀沉降无影响。 （1）尺寸拟定总体布置45m(预应力混凝土简支空心板梁)+80m（

51、下承式简支钢管混凝土系杆拱桥）+45m(预应力混凝土简支空心板梁) 图2-4 下承式钢管混凝土拱桥桥型总体布置图结构尺寸1）拱肋行式本次设计采用的是钢筋混凝土拱肋，计算跨径80m，计算矢高比1/5. 主桥采用圆形截面的拱肋，矢高 16m，壁厚为14mm，内填C50 微膨胀混凝土的钢管混凝土拱肋，钢管外径为120cm。 图2-5 拱肋截面图(单位：cm)系梁的尺寸拟定：系梁断面宽1.4m，高2.2m。系梁在俩端支座处局部加强，宽2m，高3.5m。具体尺寸如图 图 2-6 系杆示例图(单位：cm)3)横梁尺寸拟定:中横梁采用箱型实心预应力混凝土截面1.1m。具体尺寸如图2.5(a)所示，端横梁具体

52、尺寸如图图2-7 横梁示例图(单位：cm)吊杆尺寸拟定: 吊杆：全桥共设15对吊杆，吊杆为钢筋混凝土圆形截面，直径为15cm。吊杆内设12 根中交新预应力筋:270K 级钢绞线(15.24)。预应力体系: 纵向预应力钢索采用 ASTM：270K 级低松弛钢绞线（D15.24），采用OVM15 张拉锚固体系，钢绞线采用ASTM A41690a 标准，高强度低松弛270K 级j=15.24 钢绞线，其标准强度为1860MPa，公称直径15.24mm，公称面积140mm。预应力波纹管采用镀锌双波金属波纹管。桥面铺装:桥面铺装采用 10cm沥青混凝土.下部构造 主桥主墩采用双柱式实体墩，基础采用120

53、cm钻孔灌注桩。(2)施工方法本桥采用“先梁后拱”的施工方法，即先在支架上现浇加劲梁及横梁，而后架设钢管肋拱，泵送管内混凝土成拱，再施工吊杆，拆除临时支架，现浇桥面板成桥。(3)材料 混凝土1）钢管内混凝土：C50（微膨胀混凝土）2）纵横梁混凝土：C503）桥面板：C404）基础：C30 钢材1）拱肋钢管、横撑均采用Q345-C钢材2）低松弛钢绞线3）普通钢筋：HRB335钢筋2.3、方案比选方案1、2从适应性、经济性、安全性、美观、施工难易程度上作比较，比较情况如下表，最终选择预应力混凝土连续梁桥作为推荐方案。 表2-1 桥型方案比较表指标内容桥型预应力混凝土连续梁桥下承式混凝土预应力系杆拱

54、桥桥长170m170m分孔45m+80m+45m(三跨连续梁)45m(预应力混凝土简支空心板梁)+80m（下承式简支钢管混凝土系杆拱桥）+45m(预应力混凝土简支空心板梁) 续表2-1适用性桥面连续，伸缩缝少，视野开阔。必须墩高才能保证主墩具有足够的柔性，高跨比也要协调适中。主跨80m，桥下净空大，系杆拱为无推力拱，对下部基础要求较低，成桥后线形优美。 安全性 主孔的跨度为80m，比较大，施工难度较大；工期较长；主桥后期营运养护费大；桥墩尺寸大，防撞性能好。主孔的跨度为80m，跨度适中， 引桥预制吊装，质量高，工期有保障，主桥后期营运养护费较少，行车较平顺。美观性主桥线条简洁明快，外型朴素大方

55、，线形流畅，视野开阔，与引桥上部结构形式协调统一，相得益彰。桥型气势宏伟，外观优美，外观大气，稳定性好。施工难易悬臂施工经验足，进度快技术经济合理。需要设置预应力，需要调整索力，要临时锚固。缆索施工经验已经基本成熟，可以节省大量钢材和水泥施工方便，施工要求较高。经济性需要的机具少，无需大型设备，可充分降低施工成本，所用材料普通，价格低，但是支座的相对加多，成桥后的支座维护费用高。高桥施工难度较大，比较危险，要专门的施工机械与器具，需大型设备。施工过程所需技术支持较多，相对耗资比较多。结论推荐方案比选方案第三章 桥梁构造设计3.1、推选方案上部尺寸拟定本设计经比选后采用三跨预应力混凝土变截面连续

56、梁结构。依据桥下净空、通航的要求，主跨采用80m,边跨跨径根据国内外已有的经验和文献一般取主跨的0.5-0.8倍。这里采用0.5625的中跨径，即45m。则全联跨径为45m+80m+45m=170m。桥面根据通行要求布置3车道，上部结构采用单箱单室结构形式，箱宽13.5m,下部为圆柱式桥墩，钻孔灌注桩基础。3.1.1主梁纵截面尺寸拟定（1）梁高 ：根据桥下通车线路情况，支点处梁高取4.5m，（高跨比为1/17.77）；跨中梁高取2m，（高跨比为1/40）。（2）梁底曲线：选用二次抛物线，主桥箱梁梁高抛物线方程为Y=0.00170874X2,梁底板上缘抛物线为Y=0.00149003X2。主桥箱

57、梁见图纸主桥箱梁一般构造图所示。3.1.2桥面铺装和线形的选定（1）桥面铺装：选用10cm厚C50沥青混凝土作为铺装层（2) 桥面横坡： 取2%，该坡度由箱梁顶板双向横坡来设置。 (3) 竖曲线: 考虑本桥位于半径为R=7500米的右偏圆曲线和半径为R=5500的左偏圆曲线，主桥桥孔采用错孔布置。3.2、推选方案下部尺寸设计本设计只对桥梁下部结构的主墩跟桩基础进行设计。设计资料如下：主墩直径为2m,主墩长16m。混凝土采用C40。布置图如下所示。 图3-1主墩断面图 图3-2主墩布置图桩基础布置多排桩基础，共2排四根。桩基础跟采用C30混凝土，为钻孔灌注柱。桩的直径为2.5m.承台长宽都为10

58、.5m，高3.5m.承台采用C40混凝土。布置如下图所示。 图3-3承台、桩基础布置图3.3、技术标准及设计参数1、 设计荷载车道荷载为公路-级2、主要设计参数(1) 混凝土：预应力混凝土连续箱型梁采用C50混凝土(2) 钢筋采用1515.24和1215.24的钢绞线，pk=1860MPa，非预应力钢筋采用HRB335钢筋，构造钢筋采用R235钢筋。(3) 预应力钢束特性：预应力管道为波纹管。管道偏差系数k=0.0015/m，摩擦系数=0.23.钢筋的回缩和锚具变形为每侧6mm，两端张拉，张拉控制应力=0.75pk=1395MPa。 第四章 桥面板计算4.1、主梁中单向板计算根据公桥规4.1.

59、1条规定，长边长度与短边长度之比等于或大于2时，按单向板计算。本设计因长边与短边之比为44.92/6=7.4862，故按单向板计算，栏杆的重量为4KN.m。4.1.1恒载内力以纵向取1m的板条进行计算每延米板上的恒载g沥青混凝土面层（10cm）g1=0.1261.0=2.6KN.m将承托的面积平摊于桥面板上：则t=25+16040/550=33.5cm主梁的自重g2=0.335261.0=8.71KN.m合计g= g1+g2=2.6+8.71=11.31KN.m(1) 计算Mog计算跨径 l=l0+tl0+b=min(l0+t,l0+b)l0+t=5.2+0.335=5.535l0+b=5.2

60、+0.4=5.6m 取l=5.6mMog=1/811.315.62=44.3352KN.m(2)计算Q支gl0=5.2m 作用于每米宽板条上的剪力为：Q支g =1/2gl0=1/211.315.2=29.406KN对于梁肋间的行车道板在桥面现浇部分完成后，行车道板实质上是一个支撑在一系列弹性支承上的多跨连续板，实际受力很复杂。目前，通常采用较简便的近似方法进行计算，对于弯矩先计算出一个跨度相同的简支板在永久作用和活载作用下的跨中弯矩M0，在乘以偏安全的经验系数加以修正，以求得支点处和跨中截面的设计弯矩。弯矩修正系数可视板厚t与梁肋高度h的比值采用。根据公桥规4.1.2规定，本例t/h=25/2