1、緒論11.1 預應力混凝土連續梁橋概述11.2 畢業設計的目的與意義錯誤！未定義書簽。第一章設計原始資料第二章方案比選.第三章橋跨總體布置及結構尺寸擬定42.1 尺寸擬定92.1.1 橋孔分跨92.1.2 截面形式92.1.3 梁高102.1.4 細部尺寸112.2 主梁分段與施工階段的劃分122.2.1 分段原則122.2.2 具體分段122.2.3 主梁施工方法及注意事項13第四章荷載內力計算153.1 恒載內力計算錯誤！未定義書簽。3.2 活載內力計算錯誤！未定義書簽。3.2.1 橫向分布系數的考慮283.2.2 活載因子的計算313.2.3 計算結果錯誤！未定義書簽。第五章預應力鋼束的

2、估算與布置334.1 力筋估算334.1.1 計算原理334.1.2 預應力鋼束的估算364.2 預應力鋼束的布置41第六章預應力損失及有效應力的計算415.1 預應力損失的計算425.1.1. 阻損失425.1.2. 錨具變形損失435.1.3. 混凝土的彈性壓縮465.1.4. 鋼束松弛損失495.1.5. 收縮徐變損失505.2 有效預應力的計算54第七章次內力的計算556.1 徐變次內力的計算556.2 預加力引起的二次力矩556.3 溫度次內力的計算566.4 支座位移引起的次內力58第八章內力組合607.1 承載能力極限狀態下的效應組合607.2 正常使用極限狀態下的效應組合62第

3、九章主梁截面驗算648.1 截面強度驗算678.2 截面應力驗算688.2.1 正截面和斜截面抗裂驗算698.2.2 法向拉應力錯誤！未定義書簽。8.2.3 主拉應力和主壓應力718.2.4 使用階段預應力混凝土受壓區混凝土最大壓應力驗算758.2.5 預應力鋼筋中的拉應力778.3 撓度的計算與驗算預拱度的設計81第十章施工方法要點及注意事項839.1 材料設備及施工程序錯誤！未定義書簽。9.2 支架及模板錯誤！未定義書簽。9.3 預應力束布置839.4 混凝土工程849.5 張拉和壓漿84第十一章主要工程數量計算8511.1混凝土總用量計算8511.1.1梁體混凝土（C40號）用量計算85

4、11.1.3防撞墻（C20號）混凝土用量計算8611.2鋼絞線及錨具總用量計算86畢業設計總結87致謝88參考文獻89附錄1:實習報告錯誤！未定義書簽。附錄2外文文獻翻譯90緒論1.1 預應力混凝土連續梁橋概述預應力混凝土連續梁橋以結構受力性能好、變形小、伸縮縫少、行車平順舒適、造型簡潔美觀、養護工程量小、抗震能力強等而成為最富有競爭力的主要橋型之一。本章簡介其發展：由于普通鋼筋混凝土結構存在不少缺點：如過早地出現裂縫，使其不能有效地采用高強度材料，結構自重必然大，從而使其跨越能力差，并且使得材料利用率低。為了解決這些問題，預應力混凝土結構應運而生，所謂預應力混凝土結構，就是在結構承擔荷載之前

5、，預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生的拉應力。自從預應力結構產生之后，很多普通鋼筋混凝土結構被預應力結構所代替。預應力混凝土橋梁是在二戰前后發展起來的，當時西歐很多國家在戰后缺鋼的情況下，為節省鋼材，各國開始競相采用預應力結構代替部分的鋼結構以盡快修復戰爭帶來的創傷。50年代，預應力混凝土橋梁跨徑開始突破了100米，到80年代則達到440米。雖然跨徑太大時并不總是用預應力結構比其它結構好，但是，在實際工程中，跨徑小于400米時，預應力混凝土橋梁常常為優勝方案。我國的預應力混凝土結構起步晚，但近年來得到了飛速發展。現在，我國已經有了簡支梁、帶錢或帶掛梁的T構、連續梁、桁架

6、拱、桁架梁和斜拉橋等預應力混凝土結構體系。雖然預應力混凝土橋梁的發展還不到80年。但是，在橋梁結構中，隨著預應力理論的不斷成熟和實踐的不斷發展，預應力混凝土橋梁結構的運用必將越來越廣泛。連續梁和懸臂梁作比較：在恒載作用下，連續梁在支點處有負彎矩，由于負彎矩的卸載作用，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，因主梁連續產生支點負彎矩對跨中正彎矩仍有卸載作用，其彎矩分布優于懸臂梁。雖然連續梁有很多優點，但是剛開始它并不是預應力結構體系中的佼佼者，因為限于當時施工主要采用滿堂支架法，采用連續梁費工費時。到后來，由于懸臂施工方法的應用，連續梁在預應力混凝土結構中有了飛速的發

7、展。60年代初期在中等跨預應力混凝土連續梁中，應用了逐跨架設法與頂推法；在較大跨連續梁中，則應用更完善的懸臂施工方法，這就使連續梁方案重新獲得了競爭力，并逐步在40200米范圍內占主要地位。無論是城市橋梁、高架道路、山谷高架棧橋，還是跨河大橋，預應力混凝土連續梁都發揮了其優勢，成為優勝方案。目前，連續梁結構體系已經成為預應力混凝土橋梁的主要橋型之一。然而，當跨度很大時，連續梁所需的巨型支座無論是在設計制造方面，還是在養護方面都成為一個難題；而T型剛構在這方面具有無支座的優點。因此有人將兩種結構結合起來，形成一種連續一剛構體系。這種綜合了上述兩種體系各自優點的體系是連續梁體系的一個重要發展，也是

8、未來連續梁發展的主要方向。另外，由于連續梁體系的發展，預應力混凝土連續梁在中等跨徑范圍內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。在城市預應力混凝土連續梁中，為充分利用空間，改善交通的分道行駛，甚至已建成不少雙層橋面形式。在我國，預應力混凝土連續梁雖然也在不斷地發展，然而，想要在本世紀末趕超國際先進水平，就必須解決好下面幾個課題：1 .發展大噸位的錨固張拉體系，避免配束過多而增大箱梁構造尺寸，否則混凝土保護層難以保證，密集的預應力管道與普通鋼筋層層迭置又使混凝土質量難以提高。2 .在一切適宜的橋址，設計與修建墩梁固結的連續一剛構體系，盡可能不采用養護調換不易的

9、大噸位支座。3 .充分發揮三向預應力的優點，采用長懸臂頂板的單箱截面，既可節約材料減輕結構自重，又可充分利用懸臂施工方法的特點加快施工進度。另外，在設計預應力連續梁橋時，技術經濟指針也是一個很關鍵的因素，它是設計方案合理性與經濟性的標志。目前，各國都以每平方米橋面的三材（混凝土、預應力鋼筋、普通鋼筋）用量與每平方米橋面造價來表示預應力混凝土橋梁的技術經濟指針。但是，橋梁的技術經濟指針的研究與分析是一項非常復雜的工作，三材指標和造價指標與很多因素有關，例如：橋址、水文地質、能源供給、材料供應、運輸、通航、規劃、建筑等地點條件；施工現代化、制品工業化、勞動力和材料價格、機械工業基礎等全國基建條件。

10、同時，一座橋的設計方案完成后，造價指針不能僅僅反應了投資額的大小，而是還應該包括整個使用期限內的養護、維修等運營費用在內。通過連續梁、T型剛構、連續一剛構等箱形截面上部結構的比較可見：連續一剛構體系的技術經濟指針較高。因此，從這個角度來看，連續一剛構也是未來連續體系的發展方向。總而言之，一座橋的設計包含許多考慮因素，在具體設計中，要求設計人員綜合各種因素，作分析、判斷，得出可行的最佳方案。畢業設計的目的在于培養畢業生綜合能力，靈活運用大學所學的各門基礎課和專業課知識，并結合相關設計規范，獨立的完成一個專業課題的設計工作。設計過程中提高學生獨立的分析問題，解決問題的能力以及實踐動手能力，達到具備

11、初步專業工程人員的水平，為將來走向工作崗位打下良好的基礎。本次設計為（30+40+30）m預應力碎連續梁，橋寬為28,分為兩幅，設計時只考慮單幅的設計。梁體采用單箱雙室箱型截面，全梁共分50個單元一般單元長度分為2ml頂板、底板、腹板厚度均不變。由于多跨連續梁橋的受力特點，靠近中間支點附近承受較大的負彎矩，而跨中則承受正彎矩，則梁高采用變高度梁，按二次拋物線變化。這樣不僅使梁體自重得以減輕，還增加了橋梁的美觀效果。由于預應力混凝土連續梁橋為超靜定結構，手算工作量比較大，且準確性難以保證，所以采用有限元分析軟件一MIDAS1行，這樣不僅提高了效率，而且準確度也得本次設計的預應力混凝土連續梁采用滿

12、堂支架法施工。本次設計中得到了羅紀彬、陳立強、李學文等幾位老師的悉心指導，在此表示衷心的感謝。由于本人水平有限，且又是第一次從事這方面的設計，難免出現錯誤，懇請各位老師批評指正。第一章設計原始資料一、工程概況：1工程概況：工程項目屬衡昆國道主干線福寧至廣南高速公路。在某處與瀝2(G319)國道成1350立體交叉，屬小壩分離式立交橋。全長900米(含主橋)，東接線長395.9米，西接線長395.9米。接線按平微一級公路標準建設。大橋全長108.20米，寬25.10米。本設計為其工程中的108.20米立交橋部分。2技術標準(1)路線道路等級：高速公路上的主干道(2)橋面總寬為28.00米，其中機動

13、車雙向六車道，欄桿0.50米。(3)車輛載荷等級：公路一I級(4)橋面坡度：橫坡1.5%、縱坡2%3地質條件該處的地質條件較差，表層4米的范圍內為沙爍石土，接著為2.5米的粘土，中層有5米以上沙爍石土，下層為灰延。4構思宗旨(1)符合城市發展規劃，滿足交通功能需要。(2)橋梁結構造型簡潔，輕巧，反映新科技成就，體現人民智慧。(3)設計方案力求結構新穎，保證結構受力合理，技術可靠，施工方便。(4)與高速公路的等級和周邊環境相宜。(5)學習等截面梁橋的設計過程。第二章方案比選四、設計方案第一方：裝配式預應力混凝土簡支箱梁橋(1)孔徑布置：30m+40m+30m,全長108.20米，寬26m。由于為

14、簡支箱梁橋，每跨之間還留有5厘米的伸縮縫。橋面設有1.5%的橫坡，其中間標高高于外側標高。(2)主梁結構構造：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3.20m。每跨設有8片箱梁，全橋共計24片箱梁。橋面設有1.5%的橫坡，2%的縱坡，其中間標高高于外側標高。(3)下部構造：采用三圓柱式橋墩；樁基礎(鉆孔灌注樁)。橋臺采用埋置式輕型橋臺。(4)施工方案：全橋采用裝配式施工方法。裝配式簡支箱梁橋的發展簡支箱形截面梁以其優良的力學特性一具有較大的剛度和強大的抗扭性能和結構簡單，受力明確、節省材料、架設安裝方便，

15、跨越能力較大、橋下視覺效果好等優點。而被廣泛地應用于城市橋梁和高等級公路立交橋的上部結構中。簡支箱梁橋是和簡支T梁同時發展起來的斜面形式。第二方案：裝配式預應力混凝土簡支T梁(1)孔徑布置：30m+40m+30m,全長105米，寬26m。由于為簡支T梁橋，每跨之間還留有4厘米的伸縮縫。橋面設有1.5%的橫坡，2%的縱坡。其中間標高高于外側標高。(2)主梁結構構造：全橋采用等跨等截面T型梁，主梁間距2.20m。預制T梁寬為1.8m,現澆濕接縫0.40m,預制梁間的翼板和橫隔板待T梁架設后再現澆，以加強橫斷面的整體性。中心梁高2.30m,肋厚0.20m,馬蹄寬0.40m,高0.40m,T梁翼緣端部

16、厚0.18m,翼緣根部厚0.30m。橫隔板間距為6.5米。每跨設有12片T梁，全橋共計36片T梁。橋面設有1.5%的橫坡，2%的縱坡。其中間標高高于外側標高。(3)下部構造：采用三圓柱式橋墩；樁基礎(鉆孔灌注樁)。橋臺采用埋置式輕型橋臺。(4)施工方案：全橋采用裝配式施工方法。裝配式預應力混凝土簡支T梁預應力混凝土T形梁橋有結構簡單，受力明確、節省材料、架設安裝方便，跨越能力較大等優點。T型梁橋在我國公路上修建最多，早在50、60年代，我國就建造了許多T型梁橋，這種橋型對改善我國公路交通起到了重要作用。80年代以來，我國公路上修建了幾座具有代表性的預應力混凝上簡支T型梁橋(或橋面連續)，如河南

17、的鄭州、開封黃河公路橋，浙江省的飛云江大橋等，其跨徑達到62m,吊裝重220toT形梁采用鋼筋混凝土結構的已經很少了，從16m到50m跨徑，大多都是采用預制拼裝后張法預應力混凝土T形梁。預應力體系采用鋼絞線群錨，在工地預制，吊裝架設。其發展趨勢為：采用高強、低松弛鋼絞線群錨：混凝土標號4060號；T形梁的翼緣板加寬，25m是合適的；吊裝重量增加；為了減少接縫，改善行車，采用工型梁，現澆梁端橫梁濕接頭和橋面，在橋面現澆混凝土中布置負彎矩鋼束，形成比橋面連續更進一步的準連續”結構。其最大跨徑以不超過50m為宜，再加大跨徑不論從受力、構造、經濟上都不合理了。大于50m跨徑以選擇箱形截面為宜。目前的預

18、應力混凝土T形梁采用預應力結構，預應力張拉后上拱偏大，影響橋面線形，帶來橋面鋪裝加厚。為了改善這些缺點，建議預制時在臺座上設反拱,反拱值可采用預施應力后裸梁上拱值的1/22/3。第三方案：變截面預應力混凝土連續梁橋(1) 孔徑布置：30m+40m+30m,全長108.00m,寬28m.橋面設有1.5%的橫坡，2%的縱坡，其中間標高高于外側標高。(2) 主梁結構構造：上部結構為變截面箱梁。采用雙幅分離的的單箱雙室形式。主要采用高強混凝土以及大噸位預應力體系來實現主梁的輕型化。(具體尺寸擬定見圖3/2)(3) 下部構造：上、下行橋的橋墩基礎是連成整體的，全橋基礎均采用鉆孔灌注摩擦樁，橋墩為圓端形實

19、體墩。(4) 施工方案：全橋采用懸臂節段澆筑施工法。變截面預應力混凝土連續剛構橋發展概況：連續剛構橋也是預應力混凝土連續梁橋之一，一般采用變截面箱梁。我國公路系統從80年中期開始設計、建造連續剛構橋，至今方興未艾。連續剛構可以多跨相連，也可以將邊跨松開，采用支座，形成剛構一連續梁體系。一聯內無縫，改善了行車條件；梁、墩固結，不設支座；合理選擇梁與墩的剛度，可以減小梁跨中彎矩，從而可以減小梁的建筑高度。所以，連續剛構保持了T形剛構和連續梁的優點。連續剛構橋適合于大跨徑、高墩。高墩采用柔性薄壁，如同擺柱，對主梁嵌固作用減小，梁的受力接近于連續梁。柔性墩需要考慮主梁縱向變形和轉動的影響以及墩身偏壓柱

20、的穩定性；墩壁較厚，則作為剛性墩連續梁，如同框架，橋墩要承受較大彎矩。由于連續剛構受力和使用上的特點，在設計大跨徑預應力混凝土橋時，優先考慮這種橋形。當然，橋墩較矮時，這種橋型受到限制。近年來，我國公路上修建了幾座著名的預應力混凝土連續剛構橋，如廣東洛溪大橋，主孔180m；湖北黃石長江大橋，主孔3X245m；廣東虎門大橋副航道橋，主孔270m,為目前世界同類橋中最大跨徑。我國的預應力混凝土連續剛構橋，幾乎都采用懸臂澆筑法施工。一般采用5060號高標號混凝土和大噸位預應力鋼束。現在，有人正準備設計300m左右跨徑的預應力混凝土連續剛構，在我看來，若能采用輕質高強混凝土材料，具跨徑有望達300m左

21、右。由于連續剛構跨徑加大，自重隨著加大，恒載比例已高達90%以上，故片面增大跨徑，已無實際意義。此時應考慮選擇斜拉橋或別的橋型。五方案比選:橋型方案第一方案：裝配式預應力混凝土簡支箱梁橋第二方案：裝配式預應力混凝土簡支T梁第二方菜：變截向預應力混凝土連續梁橋使用性能建筑局度較低，易保養和維護，橋下視覺效果好。建筑局度較低，易保養和維護；抗震能力差。建筑局度較局，易開裂，難以維護受力性能受力明確受力明確經濟性等截面形式，可大量節省模板，加快建橋進度，簡易經濟。等截面形式，可大量節省模板，加快建橋進度，簡易經濟。采用等截面梁能較好符合梁的內力分布規律，充分利用截面，合理配置鋼筋，經濟實用美觀性構造

22、簡單，線形簡觀構造簡單，線形簡觀構造簡單，線形簡潔美觀施工方面橋梁的上、下部可平行施工，使工期大大在短；無需在高空進行構件制作，質量以控制，可在一處成批生產，從而降低成本。橋梁的上、下部可平行施工，使工期大大在短；無需在高空進行構件制作，質量以控制，可在一處成批生產，從而降低成本。由于連續體系梁橋與簡支體系梁橋受力差別很大，故他們的施工方式大不相同。目前所用的施工方式大致可分為逐孔施工發節段施工法和頂推施工法。由于在局空作業，施工危險度局。適用性適用于對橋下視覺有要求的工程，適用于各種地質情況；用于對工期緊的工程；對通航無過圖要求的工程。適用于各種地質情況；用于對工期緊的工程；對通航無過圖要求

23、的工程。對通航無過高要求的工程；對抗震有要求的工程；對整體性有要求的工程。第一方案和第三方案比較:簡支梁橋屬于靜定結構，它構造簡單，施工方便，其結構尺寸易于設計成系列化和標準化，有利于在工廠內或地上廣泛采用工業化施工，組織大規模預制生產，并用現代化的起重設備進行安裝。采用裝配式的施工方法可以大量節約模板支架木材，降低勞動強度，縮短工期，顯著加快建橋速度。就現在建橋技術而言，裝配式預應力混凝土簡支梁橋技術成熟的多。建筑高度較低，易保養和維護。而且橋是建在G319國道上的，這有利于大型吊裝設備的運作。工程跨度不是很大，長度也相對不長，簡支箱梁完全可以滿足工程要求。造價相對比第三方案要少很多。由于第

24、一方案中箱梁是在預制廠制作的，無需高空作業，在施工安全上，第一方案明顯優于第三方案雖然第一方案有些地方不如第二和第三方案，如跨越能力沒第三方案長等。工程本身不要求很大的跨越度。對此項工程而言第一方案明顯優于第三方案。第一方案和第二方案比選方案一與方案二同是簡支梁橋，不同之處就在與截面形式。箱型截抗較之T形截面梁橋扭剛度大，受力性能好。除此之外，主要考慮到本橋梁與G319國道立交，箱型梁橋給人的視覺要明顯好與T型梁橋，有利于橋下行車安全。其它方面第一方案與第二方案無太大差別。對此項設計明顯第一方案優于第二方案。綜上所述，變截面預應力連續梁橋，最終選定為第三方案。經反復比較，第三方案做為本次設計的

25、推薦方案。第三章橋跨總體布置及結構尺寸擬定2.1尺寸擬定本設計方案采用三跨一聯預應力混凝土變截面連續梁結構，全長100m設計主跨為40m2.1.1 橋孔分跨連續梁橋有做成三跨或者四跨一聯的，也有做成多跨一聯的，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、地質與水文條件，通航要求以及墩臺、基礎及支座構造，力學要求，美學要求等。若采用三跨不等的橋孔布置，一般邊跨長度可取為中跨的0.50.8倍，這樣可使中跨跨中不致產生異號彎矩，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系，對于采用現場澆筑的橋梁，邊跨長度取為中跨長度的0.8倍是經濟合理的。但是若采用懸臂施工法，則不

26、然。本設計跨度，主要根據設計任務書來確定，其跨度組合為：（30+40+30）米。基本符合以上原理要求。2.1.2 截面形式一、立截面從預應力混凝土連續梁的受力特點來分析，連續梁的立面應采取變高度布置為宜；在恒、活載作用下，支點截面將出現較大的負彎矩，從絕對值來看，支點截面的負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力分布規律，另外，變高度梁使梁體外形和諧，節省材料并增大橋下凈空。但是，在采用頂推法、移動模架法、整孔架設法施工的橋梁，由于施工的需要，一般采用等高度梁。等高度梁的缺點是：在支點上不能利用增加梁高而只能增加預應力束筋用量來抵抗較大的負彎矩，材料用量多，但是其

27、優點是結構構造簡單、線形簡潔美觀、預制定型、施工方便。一般用于如下情況：1 .橋梁為中等跨徑，以4060米為主。采用等截面布置使橋梁構造簡單，施工迅速。由于跨徑不大，梁的各截面內力差異不大，可采用構造措施予以調節。2 .等截面布置以等跨布置為宜，由于各種原因需要對個別跨徑改變跨長時，也以等截面為宜。3 .采用有支架施工，逐跨架設施工、移動模架法和頂推法施工的連續梁橋較多采用等截面布置。雙層橋梁在無需做大跨徑的情況下，選用等截面布置可使結構構造簡化。結合以上的敘述，所以本設計中采用滿堂支架施工方法，變截面的梁。二、橫截面梁式橋橫截面的設計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

28、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、美觀要求以及經濟用料等等因素都有關系。當橫截面的核心距較大時，軸向壓力的偏心可以愈大，也就是預應力鋼筋合力的力臂愈大，可以充分發揮預應力的作用。箱形截面就是這樣的一種截面。止匕外，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，因其都具有較大的面積，所以能夠有效地抵抗正負彎矩，并滿足配筋要求；箱形截面具有良好的動力特性；再者它收縮變形數值較小，因而也受到了人們的重視。總之，箱形截面是大、中跨預應力連續梁最適宜的橫截面形式。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

29、室截面的優點是受力明確，施工方便，節省材料用量。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，雙室式頂板的正負彎矩一般比單室式分別減少70%口50%由于雙室式腹板總厚度增加，主拉應力和剪應力數值不大，且布束容易，這是單箱雙室的優點；但是雙室式也存在一些缺點：施工比較困難，腹板自重彎矩所占包載彎矩比例增大等等。本設計是一座公路連續箱形梁，采用的橫截面形式為單箱雙室。2.1.3 梁高根據經驗確定，預應力混凝土連續梁橋的中支點主梁高度與其跨徑之比通常在1/15-1/25之間，而跨中梁高與主跨之比一般為

30、1/40-1/50之間。當建筑高度不受限制時，增大梁高往往是較經濟的方案，因為增大梁高只是增加腹板高度，而混凝土用量增加不多，卻能顯著節省預應力鋼束用量。連續梁在支點和跨中的梁估算值：等高度梁：H=（。2）1,常用H=（上）l15301820變高度（曲線）梁：支點處：H二（。2）1,跨中H=（°）116203050變高度(直線)梁：支點處：H二(。工)l,跨中H二(工)l16202228而此設計采用變高度的直線梁，支點處梁高為2.4米，跨中梁高為1.4米。2.1.4 細部尺寸一、頂板與底板箱形截面的頂板和底板是結構承受正負彎矩的主要工作部位。其尺寸要受到受力要求和構造兩個方面的控制。

31、支墩處底版還要承受很大的壓應力，一般來講：變截面的底版厚度也隨梁高變化，墩頂處底板為梁高的1/10-1/12,跨中處底板一般為200-250。底板厚最小應有120。箱梁頂板厚度應滿足橫向彎矩的要求和布置縱向預應力筋的要求。本設計中采用雙面配筋，且底板由支點處以拋物線的形式向跨中變化。底板在支點處設計為實心箱型截面，在跨中厚25cm.頂板厚25cnr二、腹板和其它細部結構1 .箱梁腹板厚度腹板的功能是承受截面的剪應力和主拉應力。在預應力梁中，因為彎束對外剪力的抵消作用，所以剪應力和主拉應力的值比較小，腹板不必設得太大；同時，腹板的最小厚度應考慮力筋的布置和混凝土澆筑要求，其設計經驗為：(1)腹板

32、內無預應力筋時，采用200mm(2)腹板內有預應力筋管道時，采用250-300mm(3)腹板內有錨頭時，采用250300mm大跨度預應力混凝土箱梁橋，腹板厚度可從跨中逐步向支點加寬，以承受支點處交大的剪力，一般采用300600mm甚至可達到1m左右。本設計支座處腹板厚取55cm.,跨中腹板厚取55cm=2 .梗腋在頂板和腹板接頭處須設置梗腋。梗腋的形式一般為1:2、1:1、1:3、1：4等。梗腋的作用是：提高截面的抗扭剛度和抗彎剛度，減少扭轉剪應力和畸變應力。止匕外，梗腋使力線過渡比較平緩，減弱了應力的集中程度。本設計中，根據箱室的外形設置了寬250mm長600mm勺上部梗腋，而下部采用1:1

33、的梗腋。3.橫隔梁橫隔梁可以增強橋梁的整體性和良好的橫向分布，同時還可以限制畸變；支承處的橫隔梁還起著承擔和分布支承反力的作用。由于箱形截面的抗扭剛度很大，可以比其它截面的橋梁少設置橫隔梁，甚至不設置中間橫隔梁而只在支座處設置支承橫隔梁。因此本設計沒有加以考慮，而且由于中間橫隔梁的尺寸及對內力的影響較小,在內力計算中也可不作考慮。跨中截面及中支點截面示意圖如下所示：（單位為cm）B-B苗例1300130055一儲715_554-555WOO2.1.4-2支座處2.2主梁分段與施工階段的劃分2.2.1 分段原則主梁的分段應該考慮有限元在分析桿件時，分段越細，計算結果的內力越接近真實值，并且兼顧施

34、工中的實施，所以本設計分為50個單元。2.2.2 具體分段本橋全長100米，全梁共分50個梁段，一般梁段長度分成2.0m2.2.3 主梁施工方法及注意事項主梁施工方法：主梁采用滿堂支架法施工，箱梁均采用滿堂支架、泵送現澆碎施工15101520253035404550圖2.2.3-1結構簡圖第四章荷載內力計算一、主梁內力計算根據梁跨結構縱斷面的布置，并通過對移動荷載作用最不利位置，確定控制截面的內力，然后進行內力組合，畫出內力包絡圖。（一）包載內力計算1 .第一期恒載（結構自重）恒載集度G=(A80A10A310)2222A1=55468.0623cm=5.5468mA2=69891.9952c

35、m=6.8992m=25KN/m3A2=6.223mAA2_5.54686.89922一2則:G1=(5.5468806.8992106.22310)25=14374.15KNG114374.15100=143.74KN/m2 .第二期恒載包括結構自重、橋面二期荷載按65KN/m計（二）活載內力計算活載取重車荷載及輕車荷載，如下圖：1111LIII1111it11JJ11-UJhLU-11活載計算時，為六節車廂。可分為六種情況作用在橋梁上。（三）支座位移引起的內力計算連續由于各個支座處的豎向支座反力和地質條件的不同引起支座的不均勻沉降,梁是一種對支座沉降特別敏感的結構，所以由它引起的內力是構成

36、內力的重要組成部分。其具體計算方法是：三跨連續梁的四個支點中的每個支點分別下沉1cm,其余的支點不動，所得到的內力進行疊加，取最不利的內力范圍。（四）荷載組合及內力包絡圖首先求出在自重和二期荷載及其共同作用下而產生的梁體內力。梁體截面分布圖：I.IIIj*k8討3T=，+*+1*liiF利用Midas橋梁計算軟件建模，將其平分為40個單元，每單元2.5m,將單位集中荷載1在梁體上移動，畫出其各節點的影響線，影響線確定后，將移動荷載作用在最大處，由此來計算出移動荷載在最不利位置而產生的梁體的內力。其具體計算過程如下：自重作用下梁產生的內力為：將1/4跨截面、跨中截面和支座截面的數據列于下表：剪力

37、KN彎矩KNm端部-1609.2801/4跨截回-436.477424.43邊跨跆中截回-599.476813.18支座截卸-2900.29-18022.07跆中截回0.929887.41檢算過程：分析：將梁體視為二次超靜定結構，其計算簡圖如下:由上面計算可以知道，自重作用在梁上的荷載集度為:q=143.74KN/m作用簡圖如圖：根據力法求解，將兩側的支座假設定為單位作用力1下，簡直梁的彎矩圖分別為：111cm1111,IY/口左側作用單位力1時的彎矩右側作用單位力1時的彎矩在自重作用下，支座處的支座反力為：R=R2=7187KN?1-N/i-i71R7kN根據力法的平衡方程:"11

38、X1,-12X2'=-1p-0,21X1'',22X22P=0"-11-22-12M12dsEIM2d二；21130=日(EIEI2302M1M2dsEI302014020)=百(900012000)=301204020)(900012000)=2EI11(304010)二EI2600021000EI21000EI1452_:ip64683306468340-(64683-35935)20-15323=-14553675-33060200二4761387514522P6468330-6468340-(64683-35935)20-15-14553675-330

39、60200U-47613875將以上數據代入方程：3X1陋X2-47=06000V21000V47613875nXi,X2-0EIEIEI解得：X1=1763.5KNX2=1763.5KN將Xi、X2帶入方程，求支座2和3的反力計算簡圖如下解得：R=R2=5423.5KN將數據與由Midas計算出的結果相比，相差不大，檢算滿足要求自重作用下的彎矩圖：在二期恒載作用下，梁產生的內力為:剪力KN彎矩KNm端部-697.0701/4跨截回-209.573399.88邊跨跆中截回-277.933143.51支座截卸-1300.03-8337.99跆中截回0.034662.54二期包載作用下的彎矩圖:支

40、座沉降下，梁產生的內力為:剪力KN彎矩KNm端部-1028.0101/4跨截回-1028.017710.04邊跨跆中截回1028.0115420.08支座截卸-1260.9930840.15跆中截回1260.995622.91支座沉降下，產生的彎矩圖為:利用Midas求出影響線:1截面反力影響線:3截面即邊跨跨中截面彎矩影響線:TrialVersion4截面即支座處反力影響線:TrialVersion1.000Tm-r-0.113移動荷載最不利加載情況:彎矩影響線為:TrialVersion0.776-2.726-3.658-5截面即跨中截面彎矩影響線:TrialVersion0一根據上面的影

41、響線，將移動荷載加載在最不利的位置，由此得出移動荷載作用下，梁產生的內力為：剪力KN彎矩KNm端部-1092.6701/4跨截回-632.75035.35邊跨跆中截回-630.55799.35支座截卸-1536.5-8747.8跆中截回502.956594.24移動荷載作用下的彎矩圖:將上述的荷載進行組合，可以有5種情況：1、自重十二期恒載2、自重十二期恒載+沉降3、自重+二期恒載+移動荷載4、自重十二期恒載+沉降+移動荷載將上述組合分別計算，求出內力。現將各種組合下的內力列于下表:自重十二期恒載剪力KN彎矩KN.m端部-2306.3501/4跨截回-646.0410824.31邊跨跆中截回-

42、877.49956.69支座截卸-4200.32-26360.06跆中截回0.9414549.95自重十二期恒載+沉降剪力KN彎矩KNm端部-3334.3501/4跨截回-1674.0418534.35邊跨跆中截回-1530.6325376.76支座截卸-5461.3-45956.89跆中截回1261.9320172.86其彎矩圖:自重+二期恒載+移動荷載截面位置剪力KN彎矩KNm端部-3399.0201/4跨截回-1278.7415859.66邊跨跆中截回-1507.915756.04支座截卸-5736.82-35107.86跆中截回503.921144.19其彎矩圖:-35106.6117

43、48&S121144.1917492.26自重十二期恒載+沉降+移動荷載剪力KN彎矩KN.m端部-4427.0201/4跨截回-2306.7423569.7邊跨跆中截回-2161.1331176.11支座截卸-6997.81-54704.68跆中截回1764.8832310.7其彎矩圖:-741387口九3nill-hNIII.l：i：_nuTII1_lIn3,.，二.二！鼻.一八.一將上述的組合進行包絡，最終求出彎矩包絡圖，根據包絡圖進行配筋。包絡數據為：剪力KN彎矩KNm端部-4427.0201/4跨截回-2306.7423569.7邊跨跆中截回-2161.1331176.11支座

44、截卸-6997.81-54704.68跆中截回1764.8832310.7其彎矩圖:3.2.1橫向分布系數的考慮荷載橫向分布指的是作用在橋上的車輛荷載如何在各主梁之間進行分配，或者說各主梁如何分擔車輛荷載。因為截面采用單箱單室時，可直接按平面桿系結構進行活載內力計算，無須計算橫向分布系數，所以全橋采用同一個橫向分配系數。一、橫向分布系數的計算單箱雙室，橋面凈寬度w=14m車輛單向行駛，1o.5w<14,橋涵的設計車道數為3車道。用剛性橫梁法計算橫向影響線豎標值1 .抗扭修正系數P=1.02 .計算橫向影響線豎標值對于1號邊梁的橫向影響線豎標值可以通過簡化公式計算：單箱雙室計算簡化為3片梁

45、肋1113汽車荷載布置見下圖:2一5一5_21-1圖3.2.1-1汽車荷載布置2222其中：Zai=4.2+0+4.2=35.28m11v1：a1a；=11.055=0.833n、ai235013影響線圖如下:用剛性橫梁法的橫向分布影響線為直線，設影響線零點離1號梁軸線的距離為x,則:x52-x0.8330.167解得：x=7.875m根據公路橋涵設計通用規范本設計的橋面凈寬度W=13.0m,車輛單向行駛時在10.5WW<14,橋涵的設計車道數為3車道計算荷載得橫向分布系數:(1)一車道加載時：111ii10833mcq="qV(q1q2)=(Xq1Xq2)(7.8751.3)

46、(7.875-0.5)222x27.875=0.8753(2)二車道加載時：3.2.1-4二車道加載1、111110.833mcqnq=(%1+%2)=;上(Xq1+Xq2)=：M79.15+7.35+6.05+4.25=222x27.8751.418(3)三車道加載時：111010.833mcq=-xq=-(q1-q2)=萬d1Xq2)=萬9.157.356.054.252.951.151.6353.2.2活載因子的計算橋梁結構的基頻反映了結構的尺寸、類型、建筑材料等動力特性內容，它直接反映了沖擊系數與橋梁結構之間的關系。不管橋梁的建筑材料、結構類型是否有差別，也不管結構尺寸與跨徑是否有差別

47、，只要橋梁結構的基頻相同，在同樣條件的汽車荷載下，就能得到基本相同的沖擊系數。橋梁的自振頻率（基頻）宜采用有限元方法計算，對于連續梁結構，當無更精確方法計算時，也可采用下列公式估算:(3.2.2-1)13.616瓦1一2二l2mc(322-2)mc=G/g（3.2.2-3）式中l結構的計算跨徑（m）；E一結構材料的彈性模量（N/m2）；Ic一結構跨中截面的截面慣矩（m4）；n一結構跨中處的單位長度質量（kg/m）,當換算為重力計算時，其單位應為（Ns2/m2）;G一結構跨中處延米結構重力（N/m）;2g一重力加速度，g=9.81（m/s）。計算連續梁的沖擊力引起的正彎矩效應和剪力效應時，采用計

48、算連續梁的沖擊力引起的負彎矩效應時，采用f2o因邊垮跨度小按照最不利效應計算法則取l=30m,查得Ic=3.3879m4防撞墻、護欄荷載：q=13.4kN/m鋪裝層荷載：q=31.2kN/m中跨單元：Ac=8.855q=8.855X25=221.375kN/mmc=（13.4+31.2+221.375）/10=26599工13.6163.2510103.3879fi6.5252二303026599r23.6513.2510103.3879一”廠f211.3352二303026599小值可按下式計算：當f<1.5Hz時，=0.05當1.5Hz0f&14Hz時，尸0.1767lnf-

49、0.0157當f>14Hz時，=0.45式中f結構基頻(Hz)。求得：正彎矩效應：=0.3157負彎矩效應：2=0.413FACTOR=(1+)nqE式中1+小一沖擊系數；n一車道數；“一車道折減系數；己一偏載系數。EX:一車道加載時FACTOR1=1.413X3X1X1X0.8753=3.710EX:二車道加載時FACTOR2=1.413X3X1X1X1.418=6.011EX:三車道力口載時FACTOR3=1.413X3X0.78X1X1.635=5.406經比較選取二車道加載時的最大值6.011計算第五章預應力鋼束的估算與布置4.1 力筋估算4.1.1 計算原理根據預規（JTGD6

50、2-2004）規定，預應力梁應滿足彈性階段（即使用階段）的應力要求和塑性階段（即承載能力極限狀態）的正截面強度要求。一、按承載能力極限計算時滿足正截面強度要求：預應力梁到達受彎的極限狀態時，受壓區混凝土應力達到混凝土抗壓設計強度，受拉區鋼筋達到抗拉設計強度。截面的安全性是通過截面抗彎安全系數來保證的。1 .對于僅承受一個方向的彎矩的單筋截面梁，所需預應力筋數量按下式計算：NN=0,N=fcdbx=nApfpd(4.1.1.1-1)£M=MP,MP=fcdbx(h0-x/2)(4.1.1.1-2)解上兩式得：受壓區高度x=h0-Jh；-型匕(4.1.1.1-3)fcdb預應力筋數n=M

51、P(4.1.1.1-4a)Apfpd(h0-x/2)r%b92MJ或n=-h0jMp(4.1.1.1-4b)ApfpdVfcdby式中Mp一截面上組合力矩。fcd一混凝土抗壓設計強度；fpd一預應力筋抗拉設計強度；pAp一單根預應力筋束截面積；b一截面寬度2.若截面承受雙向彎矩時，需配雙筋的，可據截面上正、負彎矩按上述方法分別計算上、下緣所需預應力筋數量。這忽略實際上存在的雙筋影響時(受拉區和受壓區都有預應力筋)會使計算結果偏大，作為力筋數量的估算是允許的。二、使用荷載下的應力要求規范(JTJD62-2004)規定，截面上的預壓應力應大于荷載引起的拉應力，預壓應力與荷載引起的壓應力之和應小于混

52、凝土的允許壓應力(為0.5%),或為在任意階段，全截面承壓，截面上不出現拉應力，同時截面上最大壓應力小于允許壓應力。寫成計算式為：對于截面上緣。吐+Mn至0(4.1.1.1-5)四W上、+Mmax<0.5fck(4.1.1.1-6)W上對于截面下緣仃p下-Mmax>0(4.1.1.1-7)pWMmin%下min<0.5fck(4.1.1.1-8)W下其中，0P一由預應力產生的應力，W-截面抗彎模量，fck一混凝土軸心抗壓標準強度。Mnax>Mnin項的符號當為正彎矩時取正值，當為負彎矩時取負值，且按代數值取大小。一般情況下，由于梁截面較高，受壓區面積較大，上緣和下緣的壓

53、應力不是控制因素，為簡便計，可只考慮上緣和下緣的拉應力的這個限制條件(求得預應力筋束數的最小值）公式(4.1.1.1-5)變為燈口士-Mmin-(4.1.1.1-9)四W上公式(4.1.1.1-7)變為仃0下之Mmal(4.1.1.1-10)pW下由預應力鋼束產生的截面上緣應力燈p上和截面下緣應力仃p下分為三種情況討論:a.截面上下緣均配有力筋N上和N下以抵抗正負彎矩，由力筋N上和N下在截面上下緣產生的壓應力分別為:Np上4Np上e上+Np下Np下e下0P上(4.1.1.1-11)Np上ANp上e上Np下Np下e下：p下WAWp(4.1.1.1-12)將式(4.1.1.1-9)、(4.1.1.

54、1-10)分別代入式(4.1.1.1-11)、(4.1.1.1-12),解聯立方程后得到Np上Mmaz(erK下)Mmin(K上+e下)(K上K下)(e上e下)(4.1.1.1-13)zMmaz(er+K下)一Mmin(K上+e上)NpT=(K上+K下)(e上+e下)(4.1.1.1-14)令Np上=n上AppeNp下="ApOpe代入式(4.1.1.1-13)、(4.1.1.1-14)中得到Mma式下人上田）（K上+K下）（e上+e下）1Ap二pe(4.1.1.1-15)nMmax(K下+*+Mmin(K上#(K上+K下)(e上+e下)Appe(4.1.1.1-16)式中A一每束預應力筋的面積；仃pe一預應力筋的永存應力（可取0.50.75fpd估算）；e一預應力力筋重心離