钢箱拱桥斜拉扣挂施工毕业设计

1、清华大学 长沙火星北路浏阳河大桥拱桥施工图设计PAGE 目 录 HYPERLINK l _Toc201218490第一章方案案比选 1 HYPERLINK l _Toc2012184911.1 设设计原始始数据1 HYPERLINK l _Toc2012184921.1.11 设计计项目基基本情况况1 HYPERLINK l _Toc2012184931.1.22 设计计技术标标准1 HYPERLINK l _Toc2012184941.1.33 桥梁梁设计原原则2 HYPERLINK l _Toc2012184951.2 设设计方案案比选22 HYPERLINK l _Toc20121849

2、61.2.11 预应应力混凝凝土梁式式桥2 HYPERLINK l _Toc2012184971.2.22 斜拉拉桥3 HYPERLINK l _Toc2012184981.2.33 钢箱箱拱桥33 HYPERLINK l _Toc2012184991.3 主主要材料料6 HYPERLINK l _Toc2012185001.3.11 混凝凝土6 HYPERLINK l _Toc2012185011.3.22 普通通钢筋66 HYPERLINK l _Toc2012185021.3.33 钢板板和钢构构件6 HYPERLINK l _Toc2012185031.3.44 焊接接材料66 HYP

3、ERLINK l _Toc2012185041.3.55 吊杆杆7 HYPERLINK l _Toc2012185051.3.66密封材材料71.4 小小结7 HYPERLINK l _Toc201218506第二章拟定定结构尺尺寸8 HYPERLINK l _Toc2012185072.1 桥桥梁总体体布置88 HYPERLINK l _Toc2012185082.1.11 桥位位布置88 HYPERLINK l _Toc2012185092.1.11 主桥桥总体布布置8 HYPERLINK l _Toc2012185102.1.22 桥型型及跨径径布置88 HYPERLINK l _Toc

4、2012185112.1.33 桥梁梁宽度及及组成88 HYPERLINK l _Toc2012185122.2主要要结构尺尺寸拟定定9 HYPERLINK l _Toc2012185132.2.11 拱箱箱构造99 HYPERLINK l _Toc2012185142.2.22拟定拱拱轴系数数10 HYPERLINK l _Toc2012185152.2.33 拱轴轴线型 PAGEREF _Toc201218515 h 112 HYPERLINK l _Toc2012185162.2.44 横向向联系 PAGEREF _Toc201218516 h 113 HYPERLINK l _Toc2

5、012185172.2.55 吊杆杆 PAGEREF _Toc201218517 h 13 HYPERLINK l _Toc2012185182.2.66 横梁梁 PAGEREF _Toc201218518 h 13 HYPERLINK l _Toc2012185192.2.77 纵梁梁 PAGEREF _Toc201218519 h 13 HYPERLINK l _Toc2012185202.2.88 桥面面板 PAGEREF _Toc201218520 h 14 HYPERLINK l _Toc2012185212.2.99 桥面面系 PAGEREF _Toc201218521 h 142

6、.3 小小结14 HYPERLINK l _Toc201218522第三章斜拉拉扣挂施施工方法法介绍和和仿真计计算155 HYPERLINK l _Toc2012185233.1拱桥桥施工方方法简介介15 HYPERLINK l _Toc2012185243.2临时时扣索初初张力 PAGEREF _Toc201218524 h 115 HYPERLINK l _Toc2012185253.2.11主拱圈圈分段115 HYPERLINK l _Toc2012185263.2.22拱段连连接 PAGEREF _Toc201218526 h 16 HYPERLINK l _Toc2012185273

7、.2.33初张力力计算116 HYPERLINK l _Toc2012185283.3预拱拱度计算算173.4 小小结 18 HYPERLINK l _Toc201218529第四章结构构内力计计算分析析19 HYPERLINK l _Toc2012185304.1 结结构内力力计算119 HYPERLINK l _Toc2012185314.1.11 节点点坐标119 HYPERLINK l _Toc2012185324.1.22 主拱拱内力计计算199 HYPERLINK l _Toc2012185334.2 成成桥状态态下主拱拱内力计计算211 HYPERLINK l _Toc20121

8、85344.2.11 恒载载作用下下产生的的主拱内内力211 HYPERLINK l _Toc2012185354.2.22 主拱拱温度内内力计算算23 HYPERLINK l _Toc2012185364.3 活活载内力力计算227 HYPERLINK l _Toc2012185374.3.11 冲击击系数的的计算227 HYPERLINK l _Toc2012185384.3.22 车道道布载及及计算228 HYPERLINK l _Toc2012185424.4 荷荷载组合合334.4.11承载能能力极限限状态计计算时作作用效应应组合333 HYPERLINK l _Toc2012185

9、474.4.22 正常常使用极极限状态态计算时时作用效效应组合合34 HYPERLINK l _Toc2012185494.4.33 承载载能力极极限状态态内力334 HYPERLINK l _Toc2012185504.5 主主拱极限限承载应应力验算算 PAGEREF _Toc201218550 h 39 HYPERLINK l _Toc2012185514.6纵梁梁内力计计算399 HYPERLINK l _Toc201218552第五章 桥面板板布置443 HYPERLINK l _Toc2012185535.1跨中中截面正正截面抗抗弯承载载力验算算43 HYPERLINK l _Toc

10、2012185545.2斜截截面抗剪剪承载力力验算445设计总结477主要参考文文献488致谢499附表500附表= 1 * ROMANI550附表= 2 * ROMANII533附表= 2 * ROMAN= 3 * ROMANIIII56附表= 4 * ROMANIV59附表= 5 * ROMANV62附表= 6 * ROMANVI64附表= 7 * ROMANVIII666附表= 8 * ROMANVIIII688附表= 9 * ROMANIX69第113页 共 69 页方案比选1.1设计计原始数数据1.1.11设计项项目基本本情况火星北路浏浏阳河大大桥位于于长沙市市火星大大道与浏浏阳河交

11、交汇处。桥桥位属冲冲洪积阶阶地地貌貌，河床床宽约2220mm。南岸岸火星大大道已修修至浏阳阳河大堤堤下，北北岸为冲冲积堆积积区，地地势较平平坦开阔阔，遍布布菜地、池池塘。长沙地区属属于亚热热带季风风气候,光明温温暖湿润润,雨量丰丰富,年平均均气温228.99,年降水水量15562mmm,年日照16995小时,无霜期272天,春夏之之交多暴暴雨,46月占全全年降水水量的40%,水网密密集,并有小小河,水流均均汇入浏浏阳河。长沙春夏之之交多暴暴雨，浏浏阳河水水网密集集，上游游高山沟沟谷较多多，并有有小河，水水流均汇汇入浏阳阳河，河河水涨落落较迅速速，受大大气降雨雨影响较较大，洪洪水主要要了生在在春

12、季及及夏季，浏浏阳河水水200年一遇遇的最高高洪水位位为388.600米。经野外地质质调查与与勘探，桥桥位区地地下水类类型主要要有潜水水和承压压水（上上层滞水水仅局部部分布），潜潜水主要要为赋存存于圆砾砾中的孔孔隙水（具具有微承承压性），补补给来源源主要为为大气降降水及地地表水体体（浏阳阳河水）桥位处不良良地质现现象主要要为小断断层及岩岩溶，区区域地质质稳定性性一般。场地内地层层结构较较复杂，不不良地质质现象较较发育，该该场地可可按村建建筑抗震震不利地地段考虑虑,场地稳稳定性一一般，可可以建筑筑。1.1.22设计技技术标准准1、荷载等等级： 11） 路面设设计荷载载：标准准轴载：BZZZ-10

13、00 22） 桥梁设设计荷载载：城A级，同同时满足足公路规规范： 汽车超20级，挂挂车120级，人人群4KNN/荷载载等级要要求。2、路线等等级：= 1 * ROMANII级城市市主干道道：城市市特大桥桥；3、机动车车设计速速度：660kmm/h；4、通航标标准：按按级航道道标准 通航净净宽45米、净空空6米,通航水水位按H200%=336。52米；5、机动车车净高：大于等等于4.5米；6、非机动动车、行行人净高高：大于于等于22.8米；7、设计洪洪水频率率：两百百年一遇遇；设计洪水位位： HH0.55%=338.660米；8、地震裂裂度：77度设防防；9、设计基基本风速速：一百百年一遇遇10

14、米高10分钟平平均风速速25.9米。1.1.33桥梁设设计原则则适用性桥上应保证证车辆和和人群的的安全畅畅通，并并应满足足将来交交通量增增长的需需要。桥桥下应满满足泄洪洪、安全全通航或或通车等等要求。建建成的桥桥梁应保保证使用用年限，并并便于检检查和维维修。舒适与安全全性现代桥梁设设计越来来越强调调舒适度度，要控控制桥梁梁的竖向向与横向向振幅，避避免车辆辆在桥上上振动与与冲击。整整个桥跨跨结构及及各部分分构件，在在制造、运运输、安安装和使使用过程程中应具具有足够够的强度度、刚度度、稳定定性和耐耐久性。经济性设计的经济济性一般般应占首首位。经经济性应应综合发发展远景景及将来来的养护护和维修修等费

15、用用。先进性桥梁设计应应体现现现代桥梁梁建设的的新技术术。应便便于制造造和架设设，应尽尽量采用用先进工工艺技术术和施工工机械、设设备，以以利于减减少劳动动强度，加加快施工工进度，保保证工程程质量和和施工安安全。美观一座桥梁，尤尤其是座座落于城城市的桥桥梁应具具有优美美的外形形，应与与周围的的景致相相协调。合合理的结结构布局局和轮廓廓是美观观的主要要因素，决决不应把把美观片片面的理理解为豪豪华的装装饰。应根据上述述原则，对对桥梁作作出综合合评估。1.2设计计方案比比选1.2.11预应力力混凝土土梁式桥桥预应力混凝凝土梁式式桥具有有以下主主要特征征：1）混凝凝土材料料以砂、石石为主，可可就地取取材

16、，成成本较低低；2）结构构造型灵灵活，可可模型好好，可根根据使用用要求浇浇铸成各各种形状状的结构构；3）结构构的耐久久性和耐耐火性较较好，建建成后维维修费用用较少；4）结构构的整体体性好，刚刚度较大大，变性性较小；5）可采采用预制制方式建建造，将将桥梁的的构件标标准化，进进而实现现工业化化生产；6）结构构自重较较大，自自重耗掉掉大部分分材料的的强度，因因而大大大限制其其跨越能能力；7）预应应力混凝凝土梁式式桥可有有效利用用高强度度材料，并并明显降降低自重重所占全全部设计计荷载的的比重，既既节省材材料、增增大其跨跨越能力力，又提提高其抗抗裂和抗抗疲劳的的能力；8）预应应力混凝凝土梁式式桥所采采用

17、的预预应力技技术为桥桥梁装配配式结构构提供了了最有效效的拼装装手段，通通过施加加纵向、横横向预应应力，使使装配式式结构集集成整体体，进一一步扩大大了装配配式结构构的应用用范围。1.2.22斜拉桥桥斜拉桥的特特点是依依靠固定定与索塔塔的斜拉拉索支撑撑梁跨，梁梁是多跨跨弹性支支撑梁，梁梁内弯矩矩与桥梁梁的跨度度基本无无关，而而与拉索索的间距距有关。他他们适用用于大跨跨、特大大跨度桥桥梁，现现在还没没有其他他类型的的桥梁的的跨度能能超过他他们。斜拉桥与悬悬索桥不不同之处处是，斜斜拉桥直直接锚于于主梁上上，称自自锚体系系，拉索索承受巨巨大的拉拉力，拉拉索的水水平分力力使主梁梁受压，因因此塔、梁梁均为压

18、压弯构件件。由于于斜拉桥桥的主梁梁通过拉拉紧的斜斜索与塔塔直接相相连，增增加了主主梁抗弯弯、抗扭扭刚度，在在动力特特性上一一般远胜胜于悬索索桥。悬悬索桥的的主缆为为承重索索，它通通过吊索索吊住加加劲梁，索索两端锚锚于地面面，称地地锚体系系。斜拉桥具有有施工方方便、桥桥型美观观、用料料省、主主梁高度度小、梁梁底直线线容易满满足通航航和排洪洪要求、动动力性能能好的优优点，发发展非常常迅速，跨跨径不断断增大。但但实际跨跨度不大大，此桥桥型不予予考虑。1.2.33钢箱拱拱桥钢箱拱桥的的主要特特点是：= 1 * GB3重量轻、省省钢 由于箱箱形梁更更能有效效地发挥挥钢板的的承载能能力，因因此，采采用正交

19、交异性钢钢桥面板板和用薄薄钢板作作梁肋与与底板的的箱形梁梁，比桁桁梁桥节节省钢材材20左右右，跨径径愈大愈愈节约。并并由于上上部结构构的自重重减轻，桥桥梁下部部结构造造价一般般可降低低515；= 2 * GB3抗弯和抗抗扭刚度度大 这是由由闭合空空心截面面的特性性所决定定的，在在材料数数量相同同时可较较其他截截面形式式提供更更大的抗抗弯和抗抗扭刚度度，故特特别适用用于曲线线桥和承承受较大大偏心荷荷载的直直线桥；= 3 * GB3安装迅速速，便于于养护 箱形梁梁可以在在工厂制制成大型型安装单单元，从从而减少少工地连连接螺栓栓数量。在在施工时时便于纵纵向拖拉拉或用顶顶推法架架设。箱箱形梁结结构简单

20、单，油漆漆方便，且且由于内内部为闭闭合空间间，更容容易抗锈锈蚀；= 4 * GB3箱形截面面的中性性轴大致致居中，对对于抵抗抗正负弯弯矩具有有几乎相相等的能能力，能能较好的的适应主主拱圈各各截面正正负弯矩矩变化的的需要； = 5 * GB3结构新颖颖，外形形简洁、美美观。图1-2-1设计计方案比比选方案比选桥型方案钢箱拱桥(第一方案案)预应力混泥泥土连续续T梁(第二方案案)预应力混凝凝土简支支梁(第三方案案)经济性箱梁节段采采用预制制，工期及及质量都都容易得得到保证证，简易易经济。便于运输和和吊装，施施工速度度快，易易于更换换支座,但跨径较较大时就就不经济济了桥梁上下部部可以同同时施工工,使工

21、期期大在缩缩短,但需要要大型的的起吊运运输设备备,费用较较高美观性构造简单，线线形简洁洁美观侧面上看线线条明晰晰，与地地形配合合，显得得美观大大方跨径一般，线线条明晰晰，但比比较单调调，与景景观配合合很不协协调。施工方面由于钢材具具有匀质质性、构构件轻的的特点，用用节段悬悬拼法很很方便；可以较较方便的的跨越很很大跨度度，节省省施工时时间与费费用。采用预制TT梁,需要大大量预制制场地需需要大量量吊装设设备，施施工工艺艺复杂预制T型构构件，运运至施工工地点，采采用混凝凝土现浇浇，将T型梁连连接，其其特点外外型简单单、制造造方便，整整体性好好适用性受力明确，构构造简单单，行车车较为舒舒适。建建桥速度

22、度快，工工期及质质量都容容易得到到保证。适用于跨径径1550米的的桥梁，常常用跨径径为20040米,能为车车辆提供供较为舒适适的行驶驶条件。受力明确,构造简简单,施工方方便,适用于于中小桥桥梁。由于钢材具具有强度度高、材材质均匀匀、塑性性及韧性性良好和和可焊性性好等诸诸多优点点；因此此，用钢钢材建造造的桥梁梁钢桥具具有如下下特点： (11)跨越能能力大。由由于钢材材的强度度高，在在相同的的承载能能力条件件下；与与钢筋混混凝土桥桥梁相比比，钢桥桥构件的的截面较较小，所所以钢桥桥的自重重较轻，最最适合于于建造大大跨度的的桥梁。 (2)最适合于工业化制造。钢桥构件一般都是在专业化的工厂由专用设备加工

23、制作，不受季节的限制，加工制造速度快、精度高，质量容易得到控制，因而工业化制造程度高。 (3)便于运输。由于钢桥构件的自重较轻，特别是在交通不便的山区便于汽车运输. (4)安装速度快。钢桥构件便于用悬臂施工法拼装，有成套的设备可用，拼装工艺成熟，桥位区覆盖盖厚度较较大,工程地地质条件件复杂,小断层层及岩溶溶等不良良地质现现象较发发育,且该桥桥跨径较较大,有1388m,结合桥桥梁设计计原则，经比较,钢箱拱桥更加合适,跨径上满足要求，景观与环境协调，对整个工程进度来说不会受其影响，所以采用第一方案(钢箱拱桥)。1.3主要要材料1.3.11混凝土土桥面预制空空心板、桥面面砼现浇浇层采用用C30砼，承

24、承台采用用C30砼，桥桥墩采用用C30砼；桩桩基础采采用C30砼，拱拱座采用用C40砼，背背墙采用用C30砼。拱座内的混混凝土采采用C40的微膨膨胀混凝凝土，应应具有如如下的施施工性能能：流动性好、坍坍落度衰衰减慢、初初凝时间间相对较较长、终终凝时间间相对较较短。水灰比小于于0.3、坍落落度122cm18ccm,即保证证混凝土土易性和和在硬化化过程必必须的水水份，而而不至因因水份过过多而在在封闭箱箱内形成成残留水水。干缩小且具具有微膨膨胀性。水化热低且且水化热热高峰值值发生在在混凝土土达到一一定强度度之后，以以承受由由于水化化热产生生的温度度应力。采用水泥、砂砂、石料料和水均均应符合合公路路桥

25、涵施施工技术术规范（JTJ041-2000）的有关节规定，避免应发生碱集料反应。1.3.22普通钢钢筋钢筋技术标标准必须须符合GB114999-988的有关关规定。1.3.33钢板和和钢构件件 a、钢箱箱主体结结构、横横梁、横横撑、纵纵梁、临临时匹配配件、拱拱端钢板板、锚具具垫板、钢钢套筒、铜铜套筒加加劲板、拱拱座预埋埋钢板、拱拱段临时时连接等等均采用用Q3445D钢材，此此钢材应应符合GB/T15591-94的要求求。1.3.44焊接材材料 a、焊焊丝应符符合（溶溶化焊用用钢丝）GB/T14449557-119944和气气体保护护焊丝GB/T1449588-19994的要求求。b、焊剂应应符

26、合GB/52993-885的要求求。c、低碳钢钢焊接条条应符合合GB/T51117-85的要求求；低合合钢焊接接条应符符合GB/T51118-85的要求求。d、二氧化化碳纯度度应大于于99.5%。1.3.55吊杆本桥采用119j155.244钢铰线线作为吊吊杆，规规格全部部为GJ115-119型，钢钢绞线整整束挤压压锚索，采采用镀锌锌钢绞线线，直径径为155.244mm，标标准强度度18660MPPA，保护护罩与预预埋管，防防水罩为为防腐油油脂，吊吊杆上、下下设减震震器，钢钢绞线的的材料和和防护应应符合现现行的相相关国家家规范要要求。吊杆锚具采采用挤压压墩头锚锚吊杆下下端采用用可张拉拉的锚具具

27、类型。1.3.66密封材材料吊索在拱肋肋出口处处采用聚聚氨酯密密封材料料（颜色色待定），该该材料必必须满足足以下技技术指标标；极限限伸长率率35%，抗拉拉强度5MPPA，粘结结强度5MPPA，固体体含量90%，低温温柔性-20，耐热热温度150，硬度50，耐老老化、紫紫外线性性能良好好固化实实干10小时。1.4 小小结 通过过方案比比选,确定方方案为中中承式钢钢箱拱桥桥,并规定定了材料料类型。拟定结构尺尺寸2.1 桥桥梁总体体布置2.1.11桥位布布置浏阳河大桥桥桥位服服从长沙沙市城市市总体规规划路网网规划中中的火星星北路道道路中线线走向，为为保证钢钢结构主主拱圈施施工吊装装安全将将桥中线线适

28、当往往东侧偏偏移。2.1.11 主桥总总体布置置主桥为一跨跨过河的的钢箱拱拱肋悬链链线无铰铰拱结构构，计算算跨径1138mm，矢高高34.5m，矢矢跨比1/4，拱轴轴系数：1.3347。由于横梁较较高，横横梁间设设置钢纵纵梁，横横梁及纵纵梁顶面面设置湿湿接缝，形形成钢砼组合合桥面，增增强整个个桥面的的整体刚刚度。2.1.22桥型及及跨径布布置主桥跨径为为1388m，矢矢跨比1/4的中承承式钢箱箱拱桥。桥桥面以上上设置3道钢结结构横撑撑；桥面面结构采采用钢结结构横梁梁，预制制吊装空空心板钢钢筋砼梁梁，桥面面铺装采采用9ccm厚沥沥青砼桥桥面；桥桥面底层层设置4道钢结结构纵梁梁，形成成井字型型骨架

29、，与与桥面结结合形成成钢砼组合合结构。两两侧各伸伸出5米宽非机机动车道道、行人人通道。图2-1-1 总体布布置图2.1.33桥梁宽宽度及组组成桥面宽度:设计总总宽为:39.8m(含两边边各5.0米人行道);桥面横横向布置置为:5.00m(人行道+栏杆)+2.0m(吊杆区)+0.4m(间隙+栏杆)+0.75mm(隔离带)+3.5m(机动车车道)+223.75mm(机动车车道)+220.75mm(分隔带)+223.75mm(机动车车道)+3.5m(机动车车道)+0.75mm(隔离带)+0.4m(间隙+栏杆)+2.0m(吊杆区)+5.0m(人行道+栏杆) 图图2-1-2 横截面面图2.2主要要结构尺

30、尺寸拟定定2.2.11 拱箱构构造主拱圈采用用钢箱断断面,顶板和和底板宽宽度均为为2.1110米,箱宽2.0米(拱箱腹腹板内轮轮廓尺寸寸,以下同),拱脚断断面拱箱箱高度33.6米(拱箱顶顶底板内内轮廓尺尺寸,以下同),拱顶断断面拱箱箱高度22.6米,高度采采用以水水平坐标标X轴的二二次抛物物线变化化,拱圈高高度变化化方程为为:h=2.1100339910+2.66图2-2-1 主拱圈圈截面图图拱箱顶板和和底板厚厚度为330毫米,腹板厚厚度25毫米,顶底板板和腹板板上设有有纵向加加劲板,加劲板板采用厚厚度16毫米的钢钢板,高度1660毫米,顶、底底板纵肋肋间距5500毫米,腹板纵纵肋间距距以45

31、50毫米为主,随着拱拱箱高度度的变化化而设调调整间距距。拱箱横隔板板共分三三类，第第一类为为垂直于于拱轴线线的分布布横隔板板，采用用厚度116毫米的钢钢板；第第二类横横隔板对对应于吊吊杆，每每根吊杆杆上设两两片横隔隔板，第第三类横横隔板对对应于拱拱圈永久久横撑，沿沿用垂直直于拱轴轴结布置置，与横横撑的腹腹板相对对应，板板厚16毫米，所所有横隔隔板均根根据高度度设置了了人孔。2.2.22拟定拱拱轴系数数由于悬链线线的受力力情况较较好,又有完完整的计计算表格格可供利利用,所以用用悬链线线作为拱拱轴线,采用“五点重重合法”确定其m值。由拱顶弯矩矩为零及及结构自自重推力力的对称称条件知知,拱顶仅仅有通

32、过过截面重重心和自自重推力力Hg,相应弯弯矩Md=0,剪力Qd=0。图2-2-2空腹式式悬链线线拱轴线线计算图图式如图，由，得得 （1）由得 （2）将（1）式式中的Hg代入上上式，得得 （3）等截面悬链链线拱主主拱圈结结构自重重对1/4及拱脚脚截面的的弯矩、可由拱拱桥表表（= 3 * ROMANIIII）-19查得。求得之后可可由式求求得m值。假定m=11.3447,相相应的，因因，查拱拱桥（上上册）表表= 3 * ROMANIIII得半拱拱悬臂自自重对截面和和拱脚截截面弯矩矩为：故： 图2-2-3悬链线线拱轴计计算图示示半拱悬臂集集中力荷荷载对截截面和拱拱脚截面面弯矩为为：=1.4226与之

33、差小于于半级，因因此取拱拱轴系数数m=11.34472.2.33拱轴线线型主拱圈为悬悬链无铰铰拱桥面面，计算算跨径L=1338.00米，计算算矢高f=344.5米，拱轴轴系数m=11.3447，拱轴轴线方程程为：式中2.2.44横向联联系为保证拱的的横向稳稳定，在在桥范围围内共设设7道永久久横撑，在在桥面以以下两道道横撑之之间增设设A撑形成成框架，除除肋间横横梁腹板板沿垂直直设置外外，其余余横撑腹腹板均垂垂直拱轴轴线。横横撑采用用钢箱断断面，腹腹板采用用16毫米钢板板，顶、底底板采用用12（16）毫米米钢板，内内设纵向向加劲板板和横隔隔板。2.2.55吊杆本桥共设116排吊杆杆，吊杆杆的纵向向

34、间距66.5米，6.0米，吊杆杆位于拱拱面内，短短吊杆采采用带铰铰的形式式，每个个吊杆均均由GJ115-119钢铰线线组成，采采用平行行钢铰线线成品拉拉索，外外包热挤挤PE护套。吊杆上、下下端锚具具均采用用挤压墩墩头锚具具，由于于拱圈内内空间狭狭小，设设计中考考虑调整整吊杆长长度时，在在下端横横梁内张张拉。2.2.66横梁 主桥横横梁共两两种结构构，分为为吊杆横横梁和肋肋间横梁梁。 1）、吊吊杆横梁梁吊杆横梁全全部采用用全焊式式变截面面钢板梁梁，横梁梁高度随随桥面纵纵坡的变变化而变变化，采用箱箱形断面面，顶板板厚度224mmm，底板板厚度228mmm，腹板板厚度116mmm，横向向加劲板板常规

35、间间距1550cmm，加劲劲板厚度度12mmm,横梁顶顶板上设设置剪力力钉与桥桥面板现现浇段连连接。2）、肋间间横梁、横横撑整个主拱圈圈设两道道肋间横横梁，五五道横撑撑，肋间间横梁与与横撑均均通过焊焊接与主主拱圈固固结。在肋间横梁梁安装处处，拱圈圈外侧设设悬臂梁梁用于支支撑人行行道肋板板梁，悬悬臂梁采采用工字字形截面面，梁根根部高880cmm，上翼翼板厚220mmm，腹板板及下翼翼板厚116mmm，人行行道面板板为8mmm，厚厚带加劲劲肋钢板板。2.2.77纵梁全桥共设44道钢纵纵梁，以以增强全全桥总体体刚度，纵纵梁为箱箱形断面面形式，中中纵梁为为72447660mmm,中纵梁梁顶底板板厚16

36、6mm，腹腹板厚112mmm。边纵纵梁为1255766cm，边边纵梁顶顶底板厚厚16mmm，腹腹板厚116mmm，人行行道的挑挑梁，在在横梁位位置焊接接于横梁梁腹板上上，截面面形式为为箱形，其其余位置置焊接在在边纵梁梁的腹板板上，截截面形式式为工字字形，共共同承受受人行道道荷载。纵梁最后一一段做成成可伸缩缩式结构构，协调调结构变变形。2.2.88桥面板板1）、道桥桥面板主桥行车道道桥面板板全部采采用先简简支后连连续的钢钢筋混凝凝土空心心板梁，跨跨度6mm或6.55m，两两跨之间间设顺桥桥向600cm宽宽度的湿湿接缝，与与横梁固固结，桥桥面板横横向之间间联系采采用铰缝缝连接。桥面空心板板高度44

37、0cmm,中板宽宽度1.24mm,边板顶顶宽1.62m,底宽1.22m,行车道道横向共共设19块板。两两道中纵纵梁顶面面设633cm宽宽湿接缝缝，与横横梁顶面面湿接缝缝形成井井字框架架，共同同组成钢钢砼组合合桥面。图2-2-4空心板板构造图图2）、人行行道面板板人行道采用用悬挑钢钢梁，在在横梁梁梁处为工工字形，悬悬臂根部部高800cm，端端部300cm，悬悬挑梁间间距为1130ccm，其其间以纵纵梁连接接，间距距1200cm,梁高300cm,人行道道板上铺铺一层00.8ccm厚带带肋钢板板，人行行道板结结构为44.7ccm水泥泥砂浆平平层+2.55cm厚厚麻石火火烧板。2.2.99桥面系系为满

38、足双肋肋板的结结构连续续主桥桥桥面采用用12ccm钢纤纤砼+9cmm沥青桥桥面铺装装层，内内设连续续段负弯弯矩钢筋筋和防裂裂钢筋网网。主桥设2道道伸缩缝缝，在主主桥即肋肋间横梁梁位置各各设一道道160型型钢钢伸缩缝缝。2.3 小小结拟定了桥梁梁的各个个截面，通通过计算算确定了了拱轴系系数，并并确定了了拱轴线线型。斜拉扣挂施施工方法法介绍和和仿真计计算3.1拱桥桥施工方方法简介介钢箱提篮拱拱桥就是是将通常常的中(下)承式钢钢箱拱桥桥的拱肋肋绕拱脚脚连线向向桥轴线线方向旋旋转倾斜斜,甚至在拱拱顶合龙龙,形成空空间的拱拱式结构构(也称X形拱)。此类桥桥型能改改善平行行拱的静静力图式式,增强横横向稳定

39、定性,能有效效解决施施工中面面外的稳稳定性,同时提提篮拱形形极富美美学价值值。钢箱提篮拱拱桥的施施工控制制实施是是此类桥桥型安全全保质按按时建成成的关键键。对于于采用缆缆索吊联联合斜拉拉扣挂悬悬臂拼装装施工的的钢箱提提篮拱桥桥,其主拱拱圈一般般是在远远离桥址址的大型型钢结构构工厂加加工制作作的,加工制制作时,必须通通过施工工控制的的理论计计算来确确定加工工制作的的线形;由于受受到运输输条件和和缆索吊吊装能力力的限制制,加工制制作时拱拱圈必然然分段较较多,并且单单件或预预制吊装装节段的的体积较较大、线线形复杂杂、空间间定位精精度高,通过远远距离的的交通运运输后可可能造成成拱段接接头局部部变形,同

40、时为为了提高高拱段的的稳定性性和减少少空中精精确对接接的难度度,必须在在施工现现场对拱拱圈进行行临时加加固处理理(如利用用永久风风撑或者者增加临临时风撑撑)并按照照设计要要求进行行吊装节节段的预预拼;对于制制作期间间的预拱拱度线形形系统误误差和已已安装拱拱段的随随机误差差、焊接接变形误误差等因因素而造造成的偏偏离钢箱箱拱理想想轨迹(线形)问题,可以通通过现场场变形测测量、索索力以及及应变测测试结果果(过滤温温度影响响后)与理论论值间的的定量对对比分析析后及时时反馈调调整后续续节段接接头的定定位标高高,以保证证最后大大桥安全全、高质质量和按按期完成成。本桥采用的的是钢箱箱提篮施施工，钢钢箱提篮篮

41、拱桥施施工控制制的关键键技术主主要体现现在主拱拱圈安装装过程中中的斜拉拉扣挂扣扣索索力力以及拱拱段定位位标高的的确定和和横梁定定位标高高的确定定,特别是当当扣、背背索采用用钢铰线线施工时时,客观上上要求扣扣、背索索应尽量量减少张张拉次数数,标高也也不允许许反复调调整;否则,很容易易产生钢钢丝松弛弛导致索索力损失失,甚至滑滑脱而造造成质量量事故。3.2临时时扣索初初张力3.2.11主拱圈圈分段本桥主拱圈圈根据重重量特点点共划分分为11个（共6类）施施工段，其其中F拱段为为合拢段段，其余余5对拱段段分别对对称，从从拱脚到到拱顶分分段水平平长度分分别为110.55米、14.5米、14.0米、3122

42、.0米，单根根拱肋各各拱段的的最大重重量为60.95吨吨。图3-1-1主拱拱圈分段段3.2.22拱段连连接由于本拱桥桥主拱圈圈采用临临时铰接接条件下下的逐段段吊装扣扣挂方式式施工，在在拱圈标标高和坐坐标调整整完毕之之前，各各拱段之之间采用用高强螺螺栓临时时连接，以以提供调调整标高高和坐标标的余地地，标高高调整完完毕后，放放松扣挂挂索，再再进行拱拱脚固结结和各段段连接，各各拱段之之间拱箱箱壁全部部采用焊焊接。图3-1-2主拱拱圈施工工示意图图3.2.33初张力计算大跨度桥梁梁的施工工往往是是一个非非常复杂杂且不断断变化的的过程,当采用用斜拉扣扣挂的方方式进行行施工时时,其中扣扣索的索索力确定定和

43、预拱拱度的计计算,必须采采用正装装计算法法和倒装装计算法法两种方方法反复复迭代,工作量量十分繁繁重。这这里第一一阶段索索力用手手算，后后续阶段段采用MIDDAS有限元元程序计计算。第一阶段扣扣索初张张力计算算第一施工段段单根拱拱肋的重重量为30吨,其计算算简图如如图3-1-2。经MIDAAS有限元元程序计计算，当当第一阶阶段扣索索1预拉力为12.4吨时，B端下沉沉0.3毫米，满满足要求求。图3-1-3后续阶段索索力计算,结果如如表3-1：表3-1 临时扣索索初张力单元荷载内力-I (toonf)内力-J (toonf)扣索1恒荷载39.044627738.1220266扣索2恒荷载36.811

44、024436.0113988扣索3恒荷载46.777892246.2449500扣索4恒荷载87.011225586.0662533扣索5恒荷载89.244117788.49939223.3预拱拱度计算算计算模型的的建立,是按照照施工吊装装过程进进行的,其过程程见图33-1-2。图3-1-3拱圈圈段施工工位移图图 （mm）表3-2 各节节段预抬抬量拱段拱段A拱段B拱段C拱段D拱段E预抬量（mmm）1.22.12.52.32.03.3 小小结本拱桥采用用的是斜斜拉扣挂挂施工。通通过施工工方法介介绍，施施工彷真真计算，得得出了扣扣索初张张力，确确定了各各节段预预抬量。结构内力计计算分析析4.1结构

45、构内力计计算4.1.11节点坐坐标 全桥共共分172个节点点，368个单元元，其具具体坐标标见附表表= 1 * ROMANI。图4-1-1 MMIDAAS模型4.1.22主拱内内力计算算拱肋共分444个单元元，对称称布置，每每片22个单元元。图4-1-2主拱拱计算简简图运用MIDDAS有限元元计算软软件计算算，裸拱拱状态下下主拱圈圈内力图图如下：图4-1-3主拱拱自重弯弯矩图图4-1-4主拱拱自重剪剪力图图4-1-5主拱拱自重轴轴力图4.2 成成桥状态态下主拱拱内力计计算4.2.11恒载作作用下产产生的主主拱内力力图4-2-1恒载载作用下下主拱的的弯矩图图由于主要是是计算成成桥状态态下的主主拱

46、内力力，以下下图片只只取成桥桥状态下下的单片片拱肋进进行表述述。图4-2-2恒载载作用下下主拱的的剪力图图4-2-3恒载载作用下下主拱的的轴力图4.2.22主拱温温度内力计算算根据热胀冷冷缩的道道理，当当大气温温度比成成拱时的的温度（即即主拱圈圈施工合合龙时温温度，称称为合龙龙温度）高高时，称称为温度度上升，引引起拱体体膨胀，反反之当大大气温度度比合龙龙温度低低时，称称为温度度下降。引引起拱体体收缩。如图2-111，设设温度变变化引起起拱轴在在水平方方向的变变位为,与弹性性压缩同同样道理理，必然然在弹性性中心产产生一对对水平力力Ht。由典典型方程程得a)温度变变化引起起赘余力力计算图图示b)温

47、度变变化引起起拱中的的内力图4-2-4式中：温度变变化值，即最高（或最低）温度与合龙温度之差。温度上升时，和均为正；温度下降时，和均为负。材料的的线膨胀胀系数： 混凝土土或钢筋筋混凝土土结构=1110混凝土预制制块砌体体=0.9110 石砌体体=0.8110由温度变化化引起拱拱中任意意截面的的附加内内力为弯矩 轴向力剪力 图4-2-5整体体升温作作用下主主拱的弯矩图图4-2-6整体体升温作作用下主主拱的剪力图图4-2-7整体体升温作作用下主主拱的轴力图图4-2-8整体体降温作作用下主主拱的弯矩图图4-2-9整体体降温作作用下主主拱的剪力图图4-2-10整整体降温温作用下下主拱的的轴力图4.3

48、活活载内力力计算4.3.11 冲击系系数的计计算汽车的冲击击系数是是汽车过过桥时对对桥梁结结构产生生的竖向向动力效效应的增增大系数数。冲击击作用以车体的的振动和和桥跨自自身的变变形和振振动。根根据新公公路桥规规（JJTJ D6-20004），结结合公路路桥梁可可靠度研研究的成成果，采采用结构构的基频频来计算算桥梁结结构的冲冲击系数数。拱桥的基基频的计计算公式式为：式中 ll结构的的计算跨跨径(m)；E 结构材材料的弹弹性模量量(N/)；结构跨跨中截面面的截面面惯性距距()；结构跨跨中处的的单位长长度质量量(kg/m)；频率率系数；当主拱为变变截面时时： 式中的为为系数，可可按下式式计算：其中，

49、n为为拱厚变变化系数数，、的数值值由表4-1查得表4-1 系数、值i12345Ri3.734.316.33461995Ti1.715.70.15-30-88在本设计中中，取ll= 1138mm，E= 206600000000N/mm，=0.331807756mm，=154460 kg/m，由公公式计算算得=00.1224HZ ,由由新公公路桥规规可得得，冲击击系数 = 0.005 。4.3.22车道布布载及计计算该桥为双向向六车道道，每个个车道宽宽3.11m1、将车道道进行正正载布载载，如图：图4-3-1正载载车道布布置拱脚处的反反力影响响线如下下图所示示：图 4-33-2 拱脚处处的反力力影

50、响线线计算得到的的内力数数据如下下图：图4-3-2活载载作用下下主拱的的弯矩包包络图图4-3-3活载载作用下下主拱的的剪力包包络图图4-3-4活载载作用下下主拱的的轴力包包络图2、将车道道进行偏偏载布载载，如图图4-3-5偏载载车道布布置拱脚处的反反力影响响线如下下图所示示：图 4-33-6 拱脚处处的反力力影响线线计算得到的的内力数数据如下下图：图4-3-7活载作作用下主主拱的弯矩包包络图图4-3-8活载作作用下主主拱的剪力包包络图图4-3-9活载作作用下主主拱的轴力包包络图4.4荷载载组合4.4.11承载能能力极限限状态计计算时作作用效应应组合基本组合是是承载能能力极限限状态设设计时，永永

51、久作用用标准值值效应与与可变作作用标准准值效应应的组合合，其基基本表达达式为：式中：桥梁结结构重要要性系数数，取1.1；作用效效应（其其中汽车车计入冲冲击系数数）基本本组合设设计值；第i 个永永久作用用效应的的分项系系数，取取1.22；第i 个永永久作用用效应的的标准值值；汽车荷荷载效应应（含冲冲击系数数、离心心力）的的分项系系数，取取1.44；汽车荷荷载效应应（含冲冲击系数数、离心心力）的的标准值值；在作用用组合中中，除汽汽车荷载载效应（含含冲击系系数、离离心力）、风风荷载外外的其他他第j 个可变变作用效效应的分分项系数数，取11.4；在作用用组合中中，除汽汽车荷载载效应（含含冲击系系数、离

52、离心力）外外的其他他可变作作用效应应的组合合项系数数，取00.5；承载能力极极限状态态下主要要截面的的内力见见附表= 2 * ROMANIII.4.4.22正常使使用极限限状态计计算时作作用效应应组合1、作用短短期效应应组合作用短期效效应组合合是永久久作用标标准值效效应与可可变作用用频遇值值效应的的组合,其基本本表达式式为:式中：作用短短期效应应组合设设计值；第第j个可变变作用效效应的频频遇值，汽汽车荷载载取0.7，其其他作用用取1.0 ；第j 个可可变作用用效应的的频遇值值；短期效应组组合下截截面的内内力见附附表= 3 * ROMANIIII2、作用长长期效应应组合作用长期效效应组合合是永久

53、久作用标标准值效效应与可可变作用用准永久久遇值效效应的组组合,其基本本表达式式为:式中：作用长长期效应应组合设设计值；第j个可变变作用效效应的频频遇值，汽汽车荷载载取0.4 ，其其他作用用取1.0 ；第j 个可可变作用用效应的的频遇值值；长期效应组组合下截截面的内内力见附附表= 4 * ROMANIVV4.4.33承载能能力极限限状态内内力图4-4-1 主拱承载载能力极极限状态态弯矩包包络图图4-4-2 主拱承载载能力极极限状态态剪力包包络图图4-4-3 主拱承载载能力极极限状态态轴力包包络图表4-1承承载能力力极限状状态最不不利组合合下关键键截面的的最大内内力值单元荷载组合节点位置轴向 (k

54、kN)剪力-z (kNN)弯矩-y (kNN*m)1承载能力拱脚I11263111.4771602.98242777.65承载能力1/4截面面J66267566.933669.44118111.76承载能力1/4截面面I66259655.655932.662118111.711承载能力拱顶J112235244.011936.446122999.32212承载能力拱顶I112235233.399939.779123122.44417承载能力1/4截面面J118259633.288933.997117422.01118承载能力1/4截面面I118267544.8671.113117422.0112

55、2承载能力拱脚J223262944.6881593.18244488.611图4-4-4 主拱正正常使用用极限状状态弯矩矩包络图图图4-4-5 主拱正正常使用用极限状状态剪力力包络图图图4-4-6 主拱正正常使用用极限状状态轴力力包络图图表4-2承承载能力力极限状状态最不不利组合合下关键键截面的的最大内内力值单元荷载组合位置轴向 (kkN)剪力-z (kNN)弯矩-y (kNN*m)1正常使用拱脚I112235331217.27188922.9335正常使用1/4截面面J66221499.411523.779684.676正常使用1/4截面面I66215088.322775.559684.67

56、11正常使用拱顶J112195277.511707.999104022.56612正常使用拱顶I112195277.066710.336104122.66617正常使用1/4截面面J118215066.633776.5549631.0618正常使用1/4截面面I118221477.888525.0039631.0622正常使用拱脚J223223411.0111214.27190244.4774.5 主主拱极限限承载应应力验算算拱顶截面面面积为0.223566,拱脚截截面为0.330366，拱拱顶的根据公式 算出拱顶截截面和拱拱脚截面面的抗弯弯截面系系数=0.23557m,=0.227522 m

57、。根据公式 在拱顶截面面，上缘缘顶板应应力为：下缘顶板应应力为：在拱脚截面面，上缘缘顶板应应力为：下缘顶板应应力为：4.6纵梁梁内力计计算由于是对称称布置，所所以取一一边的边边纵梁和和中纵梁梁。其简图如图图2-66-1图4-6-1图4-6-2 运用用结构力力学做出出车道荷荷载对纵纵梁跨中中截面影影响线,使车道道集中荷荷载Pk作用于于影响线线峰值处处,得到车车辆荷载载对纵梁梁跨中截截面的弯弯矩最大大、最小小值，同同理，可可算出纵纵梁各个个截面的的影响线线，求出出其弯矩矩值。图4-6-3中纵纵梁跨中中弯矩影影响线图4-6-4中纵纵梁弯矩矩包络图图图4-6-5中纵纵梁剪力力包络图图图4-6-6边纵纵

58、梁弯矩矩包络图图图4-6-7边纵纵梁剪力力包络图图桥面板布置置5.1跨中中截面正正截面抗抗弯承载载力验算算空心板截面面换算成成等效的的工字形形截面,可按下下式计算算按面积相等等 按惯性矩相相等上翼板厚度度 下翼板厚度度 腹板厚度 公路桥规规规定定，T形截面面梁（内内梁）的的受压翼翼板有较较宽度用用下列三三者中最最小值。1）、简支支梁计算算跨径的的1/3。对连连续梁各各中间跨跨正弯矩矩区段，取取该跨计计算跨径径的0.2倍；边边跨正弯弯矩区段段，取该该跨计算算跨径的的0.227倍；各各中间支支点负弯弯矩区段段，则取取该支点点相邻两两跨计算算跨径之之和的0.007倍。2）、相邻邻两梁的的平均间间距。

59、3）、。当当1/3时，取取（）。因此，桥面面板按其其计算宽宽度=1m,截面高高度h=4550mmm。C40混凝土土，HRBB4000级钢筋筋。由附表查得得=188.4MMPa,=3330MPPa,=0.53。M=7724.38KKNm为了计算方方便,先将空空心板截截面换算算成等效效的工字字形截面面，上翼板厚度度 下翼板厚度度 腹板厚度 、空心板采采用绑扎扎钢筋骨骨架,一层受受拉主筋筋。假设设=40mmm，则则有效高高度为、判定T型型截面类类型该构件属属于第二二类T形截面面。（3）、求求受压区区高度x 其中整理后得方程的合适适解为 （4）、受受拉钢筋筋面积计计算现选择8332+442,钢筋面面积

60、为779544故满足要求求。5.2斜截截面抗剪剪承载力力验算在有腹筋梁梁中，箍箍筋的存存在抑制制了斜裂裂缝的开开展，使使剪压区区面积增增大，导导致了剪剪压区混混凝土抗抗剪能力力的提高高。其提提高程度度与箍筋筋的抗拉拉强度和和配箍率率有关。公路桥规规根据据国内外外的有关关试验资资料，对对配有腹筋筋的钢筋筋混凝土土斜截面面抗剪承承载力的的计算采采用下述述半经验验半理论论的公式式：式中 ：斜截面面受压端端正截面面上由作作用（或或荷载）效效应所产产生的最最大剪力力组合设设计值（KN）；：桥梁结构构的重要要性系数数；：异号弯矩矩影响系系数；预应力提提高系数数。对钢钢筋混凝凝土受弯弯构件，=1；：受压翼缘