本科桥梁毕业设计(计算书).doc

CHANGSHA UNIVERSITY OF SCIENCE & TECHNOLOGY 毕业设计（论文）题目：武佐河桥施工图设计 公路级学生姓名： 于长亮学 号： 200618030105班 级: 桥梁06-01专 业： 桥梁工程指导教师： 涂光亚2010 年 6 月武佐河桥施工图设计 公路级学生姓名： 于长亮学 号： 200618030105班 级： 桥梁06-01所在院(系): 土建学院指导教师： 涂光亚 完成日期: 2010年6月20 毕业设计（论文）任务书土木与建筑 学院 土木工程 专业 桥土06-01 班题 目 武佐河桥施工图设计 公路I级任务起止日期： 2010 年 3 月 8 日 2010 年 6月 20 日学 生 姓 名 于长亮 学 号200618030105指 导 教 师 涂光亚教研室主任 年 月 日审查院 长 年 月 日批准一、毕业设计（论文）任务课题内容：设计原始依据及基本设计要求：1) 桥址断面图等。2) 汽车荷载：公路I级，3) 桥面净宽：2m(人行道)+63.75m(六车道)+2m(人行道)4) 桥上纵坡为双向2%；应用所学的知识完成：1）在熟悉设计任务的前提下，阅读大量文献资料并撰写文献综述；2）根据设计任务的要求进行桥型方案比较，通过对比选方案的分析、比较，阐明选择这个设计方案的原因以及采用方案的特点；3）说明采用方案的设计思路和进程计划等，并按要求撰写开题报告；4）对推荐的设计方案进行纵、横断面设计和平面布置，绘制桥型布置图；5）拟定结构各部分尺寸，选取计算简图，按04桥规进行结构内力计算、钢筋配置及验算等；6）按要求编写设计计算说明书；7）绘制全桥主要结构的施工图；8）根据指导教师的要求阅读并翻译至少一篇英文短文（由老师指定）。课题任务要求1.毕业设计文件格式和内容应符合长沙理工大学毕业设计撰写规范要求，做到内容完整、排版工整、数据可靠、结构合理，具体见教务处和桥结学院网站；2.毕业设计工作均需独立、按进度、全面完成；所有文档一律用计算机进行处理。3.计算书内容完整、数据的有效数位合理，图、表、公式、页码有编号，引用的出处有标注，文字通顺，无错别字。4.施工图应符合公路桥梁施工图的要求，图框为条形，字体大小合适，投影正确。5.上交资料齐全，资料包括毕业设计任务书、指导书、计算书、图纸、外文翻译、含计算书与施工图文档的磁盘等。6.设计计算按交通部2004版公路桥涵设计通用规范及相关的技术标准进行。7.设计方案应按毕业设计任务书中所规定的题目及工程背景进行，方案合理，桥宽、桥长等技术指标应满足工程背景要求。8.设计计算前后一致，包括目录与正文一致；计算数据前后一致；设计方案与施工图一致；设计依据与现行规范一致。9.设计计算中，学生应对其所采用的电算手段和软件有相当的熟悉程度，能事先对其所用软件是否能满足设计的需要作出准确的判断；设计计算方法应与目前我国公路桥涵设计通用方法保持一致；计算过程完整，计算理论正确。10.设计过程中可参考相关的文献资料，但不能生搬硬套，尤其应注意目前有些桥涵资料都是依据“89桥规”撰写，在汽车作用计算、作用效应组合等方面与“2004桥规”有一定差别。 课题完成后应提交的资料（或图表、设计图纸）一、设计计算书部分（不少于15000字，打印稿）：1.毕业设计任务书；2.中、英文摘要，关键词；3.目录；4.方案比选及结构尺寸拟定；5.上部结构设计、计算(原始数据文件、计算结果、配筋等)；6.下部结构设计、计算(原始数据文件、计算结果、配筋等)；7.参考文献。二、图纸部分（12张以上A3的CAD图、2张以上A3的手工图）：1.设计说明；2.桥型总体布置图（方案一、方案二、方案三）；3.上部结构主要构件的构造图；4.上部结构主要构件的钢筋（普通钢筋或预应力钢筋）布置图；5.下部结构主要构件的布置图；6.下部结构主要构件的钢筋（普通钢筋或预应力钢筋）布置图；7.其他构件的构造图；三、英文翻译（4000字以上字符的英文资料翻译）四、含计算书、设计图纸、英文译文等文件的光盘主要参考文献与外文翻译文件（由指导教师选定）1邵旭东.桥梁工程M.北京：人民交通出版社，2005.2叶见署.结构设计原理M.北京：人民交通出版社，2005.3JTG D60-2004.公路桥涵设计通用规范S.北京：人民交通出版社，2004.4JTG D62-2004.公路钢筋砼及预应力砼桥涵设计规范S.北京：人民交通出版社，2004.5JTJ D63-2005.公路砖石及砼桥涵设计规范S.北京：人民交通出版社，2005.6JTJ 024-85.公路桥涵地基与基础设计规范S.北京：人民交通出版社，1985.7黄平明.混凝土斜梁桥M.北京：人民交通出版社，1999.8席振坤.横向铰接斜梁桥实用计算方法M.北京：人民交通出版社，1990.9贺拴海，谢仁物.公路桥梁荷载横向分布计算方法M.北京：人民交通出版社，1996.10贺拴海.桥梁结构理论与计算方法M.北京：人民交通出版社，2003.11邵旭东.桥梁设计百问M.北京：人民交通出版社，200112徐光辉，刘效尧.公路桥涵设计手册丛书-梁桥M.北京：人民交通出版社，1996.13江祖铭，王崇礼.公路桥涵设计手册丛书-墩台与基础M.北京：人民交通出版社，199414徐岳.预应力混凝土连续梁桥设计M.北京：人民交通出版社，2000.15易建国.桥梁计算示例集-混凝土简支梁（板）桥M. 北京：人民交通出版社，1998.16徐光辉.桥梁计算示例集-预应力混凝土刚架桥M. 北京：人民交通出版社，1995.17程翔云.梁桥理论与计算M.北京：人民交通出版社，1996. 18中华钢结构论坛Z.19范立础.预应力混凝土连续梁桥M. 北京：人民交通出版社，1992. 20 HINES E and BILLINGTON D. “Case Study Of Bridge Design Competition”, ASCE Journal of Bridge Engineering, August 1998, pp. 93-102. 同组设计者：无注：1. 此任务书由指导教师填写。如不够填写，可另加页。2. 此任务书最迟必须在毕业设计（论文）开始前一周下达给学生。3. 此任务书可从教务处网页表格下载区下载二、毕业设计（论文）工作进度计划表序号毕 业 设 计（论 文）工 作 任 务工 作 进 度 日 程 安 排周次12345678910111213141516171819201熟悉、准备资料，方案比较，拟定推荐方案的结构尺寸，交方案比选报告和图纸3、4-2推荐方案上部结构设计计算，电算57-3配筋计算8、9-4强度、刚度、稳定性验算10、11-5绘制施工图1214-6专题小结（部分同学完成）15-7专业文献翻译15-8整理资料，汇总成果，准备答辩16-9答辩17-10 注：1. 此表由指导教师填写；2. 此表每个学生人手一份，作为毕业设计（论文）检查工作进度之依据；3. 进度安排请用“一”在相应位置画出。三、学生完成毕业设计（论文）阶段任务情况检查表时间第 一 阶 段第 二 阶 段第 三 阶 段内容组织纪律完成任务情况组织纪律完成任务情况组织纪律完成任务情况检查记录教师签字签字 日期签字 日期签字 日期 注：1. 此表应由指导教师认真填写。阶段分布由各学院自行决定。2. “组织纪律”一档应按长沙理工大学学生学籍管理实施办法精神，根据学生具体执行情况，如实填写。3. “完成任务情况”一档应按学生是否按进度保质保量完成任务的情况填写。包括优点，存在的问题与建议4. 对违纪和不能按时完成任务者，指导教师可根据情节轻重对该生提出忠告并督促其完成。四、学生毕业设计（论文）装袋要求：1. 毕业设计（论文）按以下排列顺序印刷与装订成一本（撰写规范见教务处网页）。(1) 封面 (2) 扉 页(3) 毕业设计（论文）任务书 (4) 中文摘要 (5) 英文摘要 (6) 目录 (7) 正文 (8) 参考文献(9) 致谢 (10) 附录（公式的推演、图表、程序等）(11) 附件1：开题报告（文献综述） (12) 附件2：译文及原文影印件2. 需单独装订的图纸（设计类）按顺序装订成一本。3. 修改稿（经、管、文法类专业）按顺序装订成一本。4.毕业设计(论文)成绩评定册一份。5论文电子文档由各学院收集保存。学生送交全部文件日期 学生（签名） 指导教师验收（签名） 武佐河桥施工图设计 公路级摘 要本毕业设计主要是关于预应力混凝土连续梁桥上部结构的设计。预应力混凝土连续梁桥以结构受力性能好、变形小、伸缩缝少、行车平顺舒适、养护工程量小、抗震能力强等而成为最富有竞争力的主要桥型之一。受时间和个人能力的限制，本次毕业设计没有具体涉及到下部结构、横向预应力及竖向预应力的设计。设计桥梁跨度为43m+70m+43m分为两幅设计，单幅为单箱单室，桥面总宽29m，双向6车道，上下行。主梁施工采用悬臂挂篮施工，对称平衡浇筑混凝土。施工分为61个阶段：第一阶段：施工临时支座并固结，浇筑墩顶0#段；第二阶段至第五十二阶段：悬臂对称平衡浇筑混凝土至最大悬臂端；第五十六阶段：边跨合拢；第五十九阶段：中跨合拢；第六十一阶段：加二期恒载，运营阶段。关键词： 预应力混凝土；连续梁桥；悬臂施工THE WU ZUO RIVER BRIDGE CONSTRUCTION DESIGNHIGHWAY GRADEABSTRACTThe graduate design is mainly about the design of superstructure of pre-stressed concrete continuous box Girder Bridge . Pre-stressed concrete continuous Girder Bridge become one of main bridge types of the most full of competion ability because of subjecting to the dint function with the structure good, having the small defomation, few of control joint, going smoothly comfort，protected the amout of engineering small and having the powerfully ability of earthquake proof and so on. For time and ability limited, the design of the substructure, transverse pre-stressing and vertical pre-stressing is not considered.The spans of the bridge are 43m+70m+43m, main beam is respective designed, each suit has one box one room and six traffic ways of all, the width of the bridge surface is 29m. The major girder applies cantilever hung-basket bearing, symmetric equilibrium construction .There are sixty-one steps in the working. The 0# member is worked in the first step, then form the second step to the fifth-two the other members is worked before they are jointed except the ones are siuated in the beside or middle of span and the substructure is worked in the steps; and then its jointed in the site of beside spans in the fifth-six step; and then mid-span is jointed in fifth-nine step.Key Words: Pre-stressed concrete; continuous girder bridge; Cantilever constructe目 录1 绪论11.1 预应力混凝土连续梁桥概述11.2 毕业设计的目的与意义32 设计说明42.1 概述42.2 设计原始依据及基本设计要求42.3 地质情况42.4 主要材料42.5 桥面铺装52.6 施工方法52.7 设计规范52.8 支座沉降52.9 其他事项63 方案比选73.1 本课题设计（研究）的目的73.2 设计（研究）现状和发展趋势（文献综述）73.3 桥位特点分析83.4 研究方向及解决之道93.5 推荐方案113.6 推荐方案尚需解决的具体问题124 毛截面几何特性计算134.1 基本资料134.1.1 桥梁跨径及桥宽134.1.2 材料规格134.2 单元划分144.3 毛截面几何特性计算155 主梁作用效应计算175.1 恒载内力计算175.1.1 恒载内力175.2 汽车荷载及人群荷载作用效应计算195.2.1 车道横向分布调整系数195.2.2 冲击系数195.2.3 计算活载内力205.3 墩台基础沉降内力及温度应力计算255.3.1 支座沉降次内力计算255.3.2 温度应力计算275.4 内力组合315.4.1 承载能力极限状态下的效应组合315.4.2 正常使用极限状态效应组合386 预应力钢束的估算与布置506.1 估算原理506.2 预应力筋估算结果506.3 预应力筋布置原则536.4 预应力钢束布置情况546.5 主梁净、换算截面几何特性计算566.5.1 构件净截面几何特性566.5.2 换算截面几何特性566.6 预应力损失计算586.6.1 预应力筋与孔道壁之间摩擦引起的应力损失596.6.2 锚具变形、钢筋回缩引起的应力损失596.6.3 钢筋与台座间的温度引起的损失606.6.4 混凝土弹性压缩引起的应力损失606.6.5 预应力钢筋松弛引起的损失606.6.6 混凝土收缩徐变引起的应力损失617 强度验算667.1 基本理论667.2 计算公式667.2.1 矩形截面667.2.2 工形截面677.3 计算结果688 抗裂验算708.1 正截面抗裂验算708.2 斜截面抗裂验算729 应力验算759.1 正常使用极限状态应力验算7610 变形验算8010.1 预加力引起的上拱度8010.2 使用荷载作用下的挠度8110.2.1 中跨跨中挠度验算8210.2.2 边跨跨中挠度验算8210.3 预应力混凝土受弯构件的总挠度8210.4 预拱度的设置8311 施工图设计8411.1 概述8411.2 总体布置图8411.3 主梁一般构造图8411.4 主梁预应力钢束构造图84参考文献86致谢87附件1 毕业设计开题报告附件2 翻译及原文III 武佐河桥施工图设计公路级1 绪论1.1 预应力混凝土连续梁桥概述预应力混凝土连续梁桥以结构受力性能好、变形小、伸缩缝少、行车平顺舒适、造型简洁美观、养护工程量小、抗震能力强等而成为最富有竞争力的主要桥型之一。本章简介其发展：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。 预应力混凝土桥梁是在二战前后发展起来的，当时西欧很多国家在战后缺钢的情况下，为节省钢材，各国开始竞相采用预应力结构代替部分的钢结构以尽快修复战争带来的创伤。50年代，预应力混凝土桥梁跨径开始突破了100米，到80年代则达到440米。虽然跨径太大时并不总是用预应力结构比其它结构好，但是，在实际工程中，跨径小于400米时，预应力混凝土桥梁常常为优胜方案。 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。连续梁和悬臂梁作比较：在恒载作用下，连续梁在支点处有负弯矩，由于负弯矩的卸载作用，跨中正弯矩显著减小，其弯矩与同跨悬臂梁相差不大；但是，在活载作用下，因主梁连续产生支点负弯矩对跨中正弯矩仍有卸载作用，其弯矩分布优于悬臂梁。虽然连续梁有很多优点，但是刚开始它并不是预应力结构体系中的佼佼者，因为限于当时施工主要采用满堂支架法，采用连续梁费工费时。到后来，由于悬臂施工方法的应用，连续梁在预应力混凝土结构中有了飞速的发展。60年代初期在中等跨预应力混凝土连续梁中，应用了逐跨架设法与顶推法；在较大跨连续梁中，则应用更完善的悬臂施工方法，这就使连续梁方案重新获得了竞争力，并逐步在40200米范围内占主要地位。无论是城市桥梁、高架道路、山谷高架栈桥，还是跨河大桥，预应力混凝土连续梁都发挥了其优势，成为优胜方案。目前，连续梁结构体系已经成为预应力混凝土桥梁的主要桥型之一。 然而，当跨度很大时，连续梁所须的巨型支座无论是在设计制造方面，还是在养护方面都成为一个难题；而T型刚构在这方面具有无支座的优点。因此有人将两种结构结合起来，形成一种连续刚构体系。这种综合了上述两种体系各自优点的体系是连续梁体系的一个重要发展，也是未来连续梁发展的主要方向。 另外，由于连续梁体系的发展，预应力混凝土连续梁在中等跨径范围内形成了很多不同类型，无论在桥跨布置、梁、墩截面形式，或是在体系上都不断改进。在城市预应力混凝土连续梁中，为充分利用空间，改善交通的分道行驶，甚至已建成不少双层桥面形式。在我国，预应力混凝土连续梁虽然也在不断地发展，然而，想要在本世纪末赶超国际先进水平，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 在一切适宜的桥址，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。另外，在设计预应力连续梁桥时，技术经济指针也是一个很关键的因素，它是设计方案合理性与经济性的标志。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，三材指针和造价指针与很多因素有关，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：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。1.2 毕业设计的目的与意义毕业设计的目的在于培养毕业生综合能力，灵活运用大学所学的各门基础课和专业课知识，并结合相关设计规范，独立的完成一个专业课题的设计工作。设计过程中提高学生独立的分析问题，解决问题的能力以及实践动手能力，达到具备初步专业工程人员的水平，为将来走向工作岗位打下良好的基础。本次设计为(43+70+43)m公路预应力混凝土连续梁桥，桥宽为29m，分为两幅，设计时只考虑单幅的设计。梁体采用单箱单室箱型截面，全梁共分60个单元，中支点0号块长度8m，一般单元长度分为2.5m、3m、3.5m，边跨合拢段长2m，中跨合拢段长2m，边跨现浇段长7m。由于多跨连续梁桥的受力特点，靠近中间支点附近承受较大的负弯矩，而跨中则承受正弯矩，则梁高采用变高度梁，按二次抛物线变化。这样不仅使梁体自重得以减轻，还增加了桥梁的美观效果。由于预应力混凝土连续梁桥为超静定结构，手算工作量比较大，且准确性难以保证，所以采用桥梁博士软件进行计算，这样不仅提高了效率，而且准确度也得以提高。本次设计的预应力混凝土连续梁桥采用目前比较流行的悬臂现浇法施工。悬臂现浇施工具有很多优越性：它不需要大型的机械设备；不影响桥下通航、通车；且施工受河道水位和季节的影响较小。本次设计中得到了涂光亚、王达、陈历强等几位老师的悉心指导，在此表示衷心的感谢。由于本人水平有限，且又是第一次从事这方面的设计，难免出现错误，恳请各位老师批评指正。第 93 页 共 87 页2 设计说明2.1 概述乌江洪家渡水电站库区复建工程武佐河大桥位于贵州省纳雍县老凹坝乡新街村和织金县以那镇三合村交界武佐河老桥下游约200m处，为保证水库蓄水后的库区交通能正常通行而重建。原武佐河公路大桥为单跨（L=43m）石拱桥，全长52m，双车道，桥面宽7.5m，桥面高程1104.5m，洪家渡水电站建成蓄水至正常蓄水位1140m后，桥将被淹没35.5m。2.2 设计原始依据及基本设计要求1) 桥址断面图等。2) 汽车荷载：公路I级，3) 桥面净宽：2m(人行道)+63.75m(六车道)+2m(人行道)4) 桥上纵坡为双向2%；2.3 地质情况土 质 厚 度(米)1）人工堆积层(为公路开挖堆积物) 1.0-4.02）残、坡积层(土灰、黄褐色粘土夹少量白云岩碎块石) 3.0-5.03）冲积层（由砂卵砾石组成，在河床分布） 3.0-8.04）砂质泥岩 -5）灰岩 -6）泥页岩 -7）灰岩 -2.4 主要材料1. 混凝土：主梁采用C50混凝土；基础采用C25混凝土；其余构件采用C30混凝土。2. 预应力钢材：预应力钢筋采用ASTM A416-97a标准的低松弛钢绞线（17标准型），抗拉强度标准值 MPa，抗拉强度设计值 MPa，公称直径15.24mm，公称面积140mm2，弹性模量 MPa。4. 钢材：均采用Q235钢，技术标准必须符合GB700-79的规定，选用的焊接材料应符合GB1300-77或GB981-76的要求，并与所采用的钢材材质和强度相适应。5. 锚具：采用OVM夹片式群锚，并采用与其配套的千斤顶。6. 预应力管道：采用预埋金属波纹管成型。7. 支座：采用GPXZ系统抗震型盆式橡胶支座。2.5 桥面铺装采用10cm厚沥青混凝土、4cm厚C25防水混凝土2.6 施工方法悬臂现浇对称挂蓝施工。2.7 设计规范（一）公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）（二）公路圬工桥涵设计规范（JTG D61-2005）（三）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）（四）公路桥涵地基与基础设计规范（JTJ024-85）（五）公路工程抗震设计规范(JTJ004-89)（六）钢筋焊接及验收规程(JGJ 18-2003)（七）公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2000)（八）公路工程技术标准（JTG B01-2003）（九）公路工程水文勘测设计规范（JTG C30-2002）2.8 支座沉降按中墩支座沉降2cm考虑，取最不利效应。2.9 其他事项其他未尽事宜，按中华人民共和国行业标准公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）办理。3 方案比选3.1 本课题设计（研究）的目的1） 通过设计，使学生能综合运用所学课程，系统地巩固基本理论和专业知识；2） 培养分析问题和解决问题的独立工作能力；3） 提高计算、绘图、查阅文献、使用规范手册和编写技术及计算机辅助设计计算等基本技能，使学生了解生产设计的主要内容和要求；4） 掌握大、中型桥梁的设计原则、设计方法和步骤；5） 树立正确性设计思想以及严谨负责、实事求是、刻苦钻研、勇于创新的作风，为桥梁建设事业服务。3.2 设计（研究）现状和发展趋势（文献综述）梁桥构造简单、施工方便、工期短、造价低、且维修容易，除特大跨度桥梁外，是设计中优先考虑的结构体系，应用甚广。1949年前由国人设计监造的梁桥，以总长1453m，最大跨度67m的杭州钱塘江公路铁路两用桥（1937年建成）为一里程碑，1949年后这种梁桥已有长足的发展。钢筋混凝土梁桥是一种常用的中小跨度桥梁，以广西壮族自治区的南宁邕江桥（1964年）为代表，主跨最大55m，系中国最早按闭口薄壁构件设计的一座箱形悬臂梁桥。预应力混凝土梁桥在本世纪50年代中国即已开始研制，1956年初首先在陇海线新沂河铁路桥上建成了跨度23.9m的简支梁。跨度20m的京周公路桥也于同期建成。这种桥型的最大跨度为浙江省瑞安飞云江桥（跨度为62m，1988年）；1989年建成的开封黄河大桥总长4475.09m，其中有77孔50m简支梁采用连续长度达450m，并按部分预应力混凝土结构设计。预应力混凝土T型刚构桥以其最适宜采用平衡悬臂拼装或浇筑法施工，在中国60年代首先受到重视和发展。悬臂拼装T型刚构桥以河南五陵卫河桥（1964年）为首创；悬臂浇筑T型刚构桥则以广西柳州柳江大桥（1967年）为先导。重庆长江大桥（1980年）是这种体系目前的最大者，主跨达174m.在预应力混凝土T型刚构桥的设计与施工经验的基础上，有发展了跨度更大、运营条件更好的多联预应力混凝土连续梁桥和连续-刚构桥，其中广东省广州洛溪大桥（1988年）跨度达到180m；正在施工中的湖北省黄石长江大桥，跨度已增至245m。铁路预应力混凝土连续梁桥中的杭州钱塘江二桥（1991年），跨度联长（主跨80m，联长18孔），且在罕有的施工涌潮高度1.96m和潮压强度32kPa下建成。连续梁桥的广泛采用，又促进了顶推法（在直桥与弯桥上）、大吨位（500t浮吊安装和移动式，模架逐孔浇筑等施工方法的发展。V型墩或Y型墩预应力混凝土连续梁桥或悬臂梁桥，可以优化造型，削减支点弯矩，降低桥梁建筑高度。台湾忠孝桥（1981年）、桂林雉山漓江桥（1987年）都是其中的佼佼者。钢桥在中国主要用于铁路桥或公路铁路两用桥。公路钢桥以山东省北镇黄河公路桥（1972年）为最大，最大跨度112m，是一座铆接连续钢桁梁，基础采用1.5m钻孔灌注桩，最长入土深度达107m，为目前国内之最。1980年建成的广东省马房北江公路桥，已采用先进的栓焊箱梁和正交异性钢桥面板设计。公路铁路两用的武汉长江大桥（1957年）采用主跨128m的钢连续桁架梁，3号钢铆接连接，首创了新型的直径1.55m管柱基础（以后在江西省南昌赣江南桥中发展到5.8m，1962年），是中国桥梁建设的又一里程碑。南京长江大桥（1968年）采用了较好的16Mnq钢材，主跨增大为160m的铆接连续钢桁架梁，从材料、设计到施工均依靠本国力量建成，并且发展了深水基础，其中重型混凝土沉井，穿越深度达54.87m；首次采用了3.6m先张法预应力混凝土管柱；并且创造了新颖的复合基础；清基潜水作业水深达65m。九江长江大桥（1992年）采用了更好的国产15MnVNq钢材，最大钣厚达56mm；栓焊连接，主跨达216m，系以柔拱加劲的连续钢桁架梁；并进一步地发展了施工较为简便的双壁钢围堰钻孔基础。在钢梁安装方法上，也从单层吊索架发展为双层吊索架安装。3.3 桥位特点分析新建武佐河大桥为水库内桥梁，可以不考虑通航要求而且水库内地质条件良好，地面8m以下为冲积层，桩基础可以做成深8m左右的嵌岩桩；洪家渡水电站建成蓄水至正常蓄水位1140m后，考虑桥面最小净空及经济适用等因素，新建武佐河为150m 180m以内的中小型桥梁，而且蓄水至正常水位后，水面比原来升高57m，如果在水库内做多跨桥梁，桥墩可能较高；新建武佐河大桥桥面净空为2m(人行道)+63.75m(六车道)+2m(人行道)，桥面较宽。3.4 研究方向及解决之道经参阅各种文献资料，从多方面考虑，可以考虑在此处修建预应力混凝土连续梁桥、预应力混凝土简支梁桥，准备拟定3个方案，分别是38m+40m+40m+38m四跨预应力混凝土简支T梁、352m三跨等截面预应力混凝土连续箱梁、43m+70m+43m三跨变截面预应力混泥土连续箱梁。分别综述如下：方案一：预应力混凝土简支梁桥此方案为38m+40m+40m+38m四跨预应力混凝土简支T梁，采用桥面连续的方式，桥墩设置横向挡块，总体桥面较宽，布置为左右两幅，左右幅之间留有20cm间隙，单幅桥面宽14m，桥面布置为0.25m(人行道护栏)+2（人行道）m+33.75（单幅三车道）+0.5（防撞墙），桥面设置2%横坡，为预制方便，四跨之间用相同截面形式的T梁，主梁高度通常为跨径的1/141/25，跨径40m，选定主梁高度为2.5m，此时H/L=16，主梁肋宽度一般为，0.180.20m，选定梁肋宽度为0.20m，当吊装起重量允许时，主梁间距采用1.82.2m为宜，这里主梁间距取2m，预制全宽1.4m两片主梁之间留有60cm现浇缝，上翼板根部厚21cm，边缘厚15cm，马蹄全高42cm，全宽40cm共设置9道横隔板；桥面顺车道方向右侧有60cm悬挑出去，四跨布置，每幅桥面包括7片主梁，每跨内7片主梁尺寸相同，可以一套模板重复使用，主梁预制场后张法预制、龙门架起吊运输、梁式架桥机架设、桥墩横桥向横移的施工方案；下部采用双柱式桥墩带悬臂盖梁的结构，桥墩直径2m两并排桥墩中设置两道横隔梁，横隔梁高2m，两幅桥面主墩盖梁边缘间距20cm，采用直径1.8m的钻孔灌注桩。（见附图一）方案二：等截面预应力混凝土连续梁桥主桥采用跨径组合为：352m，三跨等截面预应力混凝土连续梁桥，布置为左右两幅，单幅桥面宽14.5m，左右幅之间留有20cm间隙，单幅桥面布置为0.25m(人行道栏杆)+2m（人行道）+0.5m（防撞墙）+33.75m（单幅桥面）+0.6m（防撞墙），桥面设置2%横坡。主梁为矩形箱梁，根据经验公式，梁高一般为跨径的1/12到1/17，取梁高为3.5m；两侧悬臂长度与两腹板间距之比为1：（2.53.0）时横向受力状态较好，取悬臂长度为3m，两腹板外边缘间距8.5m（悬臂与腹板长度比为1：2.83）；悬臂端部设置防撞墙，端部厚度不小于20cm，悬臂端部厚取25cm，悬臂根部厚60cm；当腹板间距为3.010.0m时，顶板厚度可取175mm300mm，顶板厚取28cm；支点处底板厚度一般为主跨的1/1401/170，主跨为52m所以底板的取值范围为30.59cm37.14cm，底板厚度取35cm，跨中处底板厚度可按布置预应力筋的构造要求确定，一般为22cm28cm，跨中底厚度取25cm，墩上或靠近桥墩的箱梁根部腹板需加厚，以满足剪力增加的要求。其厚度可达30cm60cm甚至100cm。主跨为52m，跨径相对较大，距支点处4m腹板要加厚，腹板厚度为60cm，腹板内有预应力束筋管道布置时，最小厚度为25cm30cm，跨中腹板厚度取30cm；两幅桥面主梁悬臂端间距20cm；采用盆式橡胶支座；下部采用双柱式桥墩，桥墩直径2m，两桥墩之间设置两道横系梁；桩基础采用直径为1.8m的钻孔灌注桩；主梁采用顶推法施工，现浇C50混凝土（先底板、后腹板和桥面板），预应力钢筋采用后张法超张拉工艺。（见附图二）方案三：变截面预应力混凝土连续梁桥（推荐方案）主桥跨径组合为：43m+70m+43m三跨预应力混凝土连续梁桥，边中跨比为0.614平面布置为左右两幅，单幅桥面宽14.5m，左右幅之间留有20cm间隙，单幅桥面布置为0.25m(人行道栏杆)+2m（人行道）+0.5m（防撞墙）+33.75m（单幅桥面）+0.6m（防撞墙），桥面设置2%横坡，主梁为矩形箱梁；箱梁根部截面的高跨比一般为1/161/20，最大跨径为70m，根部主梁高度取值范围为3.5m4.375m，支点处梁高取4m，跨中处截面梁高通常为支点处截面梁高的1 /1.51/2.5，跨中截面主梁高度取值范围为1.6m2.667m，跨中截面梁高取2m，梁高从跨中的2m渐变至根部的4m，变化轨迹为二次抛物线；箱梁两侧悬臂板长3m，悬臂端部设置防撞墙，端部厚度不小于20cm，悬臂端部厚取25cm，悬臂根部厚60cm；顶板宽14.5m，当腹板间距为3.010.0m时，顶板厚度可取175mm300mm，顶板厚取28cm；底板宽8.5m，支点处底板厚度一般为主跨的1/1201/170，主跨为70m所以底板的取值范围为41.2cm58.3cm，底板厚度取50cm，跨中处底板厚度可按布置预应力筋的构造要求确定，一般为22cm28cm，跨中底板厚度取25cm，底板厚度由跨中的25cm渐变到跨中的50cm，腹板厚度由40cm变至60cm，主梁采用挂篮悬臂浇筑法施工。箱梁纵向、横向配有预应力筋，下部采用双柱式桥墩，桥墩直径2m，两桥墩之间设置两道横系梁；桩基础采用直径为1.8m的钻孔灌注桩，桩深9m，打至冲积层以下。（见附图三）3.5 推荐方案方案序号设计方案一设计方案二设计方案三桥型简支梁桥等截面连续梁桥变截面连续梁桥实用性设计、施工技术成熟；变形小，跨径较小，施工方便，采用预制方案，工期较短，结构构造简单，利于养护。整体性能好，结构刚度大，变形小，结构不发生体系转换，预应力筋可一次布置，集中张拉等优点，动力性能好，主梁变形挠曲线平缓，有利于高速行车。跨越能力大，悬臂施工，施工技术成熟，行车平顺舒；抗震能力强。高度变化基本上与内力变化相适应，降低了跨中的设计弯矩。安全性整体性较差，结构刚度小，抗风抗震能力相对较弱；桥墩对地基要求较低，对地形的适应性很强。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且施工较为简单。但墩台的不均匀沉降会引起梁体各孔内力发生变化采用悬臂施工，施工阶段主梁的刚度大且内力与运营阶段主梁内力基本一致。对常年温差、基础变形、日照温均较敏感；对基础要求较高。美观性跨径一般，线条明晰，但比较单调。全桥线条明快，周围环境协调能力好，桥型简洁实用。桥梁的线型美观，富有动感，景观效果较好。分析结论： 通过分析方案，在经济上（工程费用，维修养护，运营费大小）的比较，以及以桥梁结构的经济性、实用性、安全性、美观性和施工的难易程度为考虑因素，综合个设计方案的优缺点，最终选定一个最优方案：方案三变截面预应力混凝土连续梁桥。3.6 推荐方案尚需解决的具体问题1.解决恒载、活载内力计算问题，并考虑支点不均匀沉降造成的影响。全桥计算模型采用平面杆系模型，模拟其边界条件，中横隔板作为结点荷载处理，边横隔板作为非结点荷载处理，整个计算中考虑的因素较多，比较复杂。2.在以上基础上得到弯矩包络图，按照结构设计原理上的计算方法按照正常使用极限状态和承载极限能力状态进行全预应力混凝土的力筋估算，根据布置需要进行调整，计算预应力损失，考虑最终的有效预应力对换算截面连续梁产生的次内力，调整原有的弯矩包络图，据此进行截面验算，判断现有预应力体系能否满足调整后的弯矩包络图的强度要求，之后进行挠度、混凝土应力（不能出现拉应力）的正常使用极限状态验算。4 毛截面几何特性计算4.1 基本资料4.1.1 桥梁跨径及桥宽桥型布置：43m+70m+43m变截面连续梁桥（图2.1）桥面布置：0.25m(人行道栏杆)+2m（人行道）+0.5m（防撞墙）+33.75m（单幅桥面）+0.6m（防撞墙）设计荷载：公路I级桥面横坡：2 %图4.1 主梁横截面图（单位：cm）桥面铺装重：=240.111.25+0.0413.2525=40.25kN/m防撞护栏：=0.185525+0.235525=10.53 kN/m人行道栏杆：=0.18425=4.16 kN/m合计为q=+=55.39 kN/m4.1.2 材料规格主梁：采用50号混凝土，容