毕业设计（论文）三跨预应力连续梁桥设计

1、三跨预应力连续梁桥设计摘要在本设计中，根据地形图和任务书要求，依据现行公路桥梁设计规范提出了预应力混凝土连续梁桥、预应力混凝土连续刚构桥、梁拱组合体系桥三种桥型方案。按照“实用、经济、安全、美观”的设计原则，经过对各种桥型的比选，最终选择60m+90m+60m的预应力混凝土连续梁桥为本次的推荐设计桥型。本设计利用midas软件进行结构分析，根据桥梁的尺寸拟定建立桥梁基本模型，然后进行内力分析，计算配筋结果，进行施工各阶段分析及截面验算。同时，必须要考虑混凝土收缩、徐变此内力和温度次内力等因素的影响。最后，经过分析验算表明该设计计算方法正确，内力分布合理，符合设计任务要求。关键字：比选方案；连续

2、梁桥；连续刚构；拱桥；预应力钢筋；截面验算the design of the three span prestressed continuousgirder bridgeabstractin this design, according to the topography ,and project requirements, according to the current highway bridge design specification of prestressed concrete continuous girder bridge forward, prestressed concr

3、ete continuous rigid-frame structure, girder and arch bridge. according to the “practical, beautiful, safe, economic and convenient” for construction of bridge design principle, structure after the bridge of various final choice of 60m+90m+60m prestressed concrete continuous girder bridge design for

4、 this recommendation.this design using the midsa software analysis the structure, according to the size of bridge, the basic model establishment bridge worked, then force analysis, calculation results of reinforced, for each phase analysis and construction. at the same time, must consider the concre

5、te shrinkage, creep force times and temperature resultant times factors.finally, after analysis shows that design calculation method of calculation the internal distribution, reasonable, comply with the design requirements of the task.key words：selection scheme；continuous girder bridge；continuous ri

6、gid-frame structure；arch bridge；prestressing steel；checking computation目录1 概述11.1 预应力混凝土连续梁桥概述11.2 技术标准41.3 地质条件51.4 采用材料61.5 采用规范62 方案比选72.1 构思宗旨72.2 比选标准72.3 设计方案72.3.1 设计方案一72.3.2 设计方案二82.3.3 设计方案三92.4 方案比选102.5 方案确定113 预应力混凝土连续梁桥总体布置123.1 桥型布置123.1.1 孔径布置123.1.2 桥梁截面形式133.1.3 桥梁细部尺寸163.1.4 桥面铺装1

7、83.1.5 桥梁下部结构193.1.6 本桥使用材料193.2 全桥结构单元的划分193.2.1 划分单元原则193.2.2 桥梁具体单元划分203.3 全桥施工节段划分203.3.1 桥梁划分施工分段原则203.3.2 施工分段划分214 主梁内力计算224.1 恒载内力计算234.1.1 恒载内力计算234.1.2 悬臂浇筑阶段内力234.1.3 边跨合拢阶段内力244.1.4 中跨合拢阶段内力254.1.5 桥面铺装阶段内力264.1.6 支座位移引起的内力计算方法及结果274.2 活载内力计算284.2.1 活载因子的计算284.2.2 横向分布系数的考虑304.3 荷载组合305

8、预应力钢束的估算与布置435.1 钢束估算435.1.1 按承载能力极限计算时满足正截面强度要求435.1.2 按正常使用极限状态的应力要求计算465.2 预应力钢束布置505.3 预应力损失525.3.1 摩阻损失525.3.2 锚具变形损失535.3.3 混凝土的弹性压缩损失535.3.4 预应力筋的引力松弛损失545.3.5 收缩徐变损失555.4 预应力计算565.5 施工阶段应力验算586 次内力计算636.1 徐变次内力的计算636.2 预加力引起的二次力矩636.3 温度次内力的计算637 桥梁内力组合647.1 内力组合的原则647.2 承载能力极限状态下的效应组合657.3

9、正常使用极限状态下的效应组合738 主梁截面验算808.1 正截面抗弯承载力验算808.2 持久状况正常使用极限状态应力验算838.2.1 正截面抗裂验算848.2.2 斜截面抗裂验算858.2.3 使用阶段预应力混凝土受压区混凝土最大压应力验算878.2.4 预应力钢筋中的拉应力验算898.2.5 混凝土的主压应力验算898.3 短暂状况预应力混凝土受弯构件应力验算90致 谢91参考文献92外文资料翻译及原文931 概述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

10、。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

11、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

12、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。

13、然而，当跨度很大时，连续梁所需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

14、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

15、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：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

16、析、判断，得出可行的最佳方案3。本次设计为(60+90+60)m预应力混凝土连续梁，桥宽为25m，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118个单元，单元长度分别有3m、2m、1m。由于多跨连续梁桥的受力特点，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midas软件进行，这样不仅提高了效率，而且准确度也得以提高。1.2 技术标准1、设计桥梁的桥位地型及地质图一份2、设计荷载：公路级3、桥面宽

17、度：2（0.5+净11.50.5）4、抗震烈度： 7级烈度设防5、风荷载：500pa6、通航要求：无7、温度：最高月平均温度40.5 最低月平均温度0 施工温度228、平曲线半径：7000米 竖曲线半径 ： 4500米9、纵坡： =3% 横坡：=1.5%10、桥头引道填土高度：=4米1.3 地质条件该处地质条件较差，地面上不为粘土，再往下为中细沙，再往下为亚粘土，再往下为粘土夹卵砾石，直到地下将近四五十米的地方才为卵砾岩。地质取样报告zk1 k53+103标高（米）地质状况23. 90素填土10.70粘土4.50中细沙-11.80亚粘土-23.70粘土夹卵砾石-25.38卵砾岩zk2 k53+

18、13223.75素填土9.65粘土3.45中细沙-10.25亚粘土-23.45粘土夹卵砾石-25.38卵砾岩zk3 k53+26411.99粘土10.59中细沙-4.41亚粘土-20.11粘土夹卵砾石-25.38卵砾岩zk4 k53+31323.96素填土8.46粘土6.26中细沙-5.54亚粘土-20.24粘土夹卵砾石-25.38卵砾岩1.4 采用材料混凝土：c50混凝土混凝土桥面铺装材料：c40混凝土预应力钢筋：j15钢绞线非预应力钢筋：直径12mm的用级螺纹钢筋，直径12mm 的用级光圆钢筋；锚具：xm锚或ovm锚1. 5 采用规范jtg d60-2004公路桥涵设计通用规范 jtj 0

19、22-85公路砖石及混凝土桥涵设计规范 jtg d62-2004公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范jtg d62-2004公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范2 方案比选2.1 构思宗旨（1）符合城市发展规划，满足交通功能需要。（2）桥梁结构造型简洁，轻巧，反映新科技成就，体现人民智慧。（3）设计方案力求结构新颖，保证结构受力合理，技术可靠，施工方便。（4）与高速公路的等级和周边环境相宜。（5）学习变截面梁桥的设计过程。2.2 比选标准在我国，安全、经济、适用、美观是桥梁设计中的主要考虑因素，安全尤为重要。2.3 设计方案2.3.1 设计方案一变截面预应力混凝土连续梁桥（1）孔径布置

20、：60m+90m+60m，全长210m，宽25m。箱梁根部梁高5.5m，跨中梁高2m，从一号块到跨中按二次抛物线变化。由桥面设有1.5的横坡，2%的纵坡，其中中间标高高于两侧标高。（2）主梁结构构造：上部结构为变截面箱梁。采用双幅分离的的单箱单室形式。主要采用高强混凝土以及大吨位预应力体系来实现主梁的轻型化。（3）下部结构：桥墩基础是连成整体的，全桥基础均采用钻孔灌注摩擦桩，桥墩为缘端型实体墩。（4）施工方法：全桥整体采用悬臂节段浇筑施工法，两端桥台处使用整体现浇法1。图2.1 桥型布置图（预应力连续梁桥）2.3.2 设计方案二变截面预应力混凝土连续刚构桥（1）孔径布置：60m+90m+60m

21、,全长210m，宽25m.桥面设有1.5的横坡，2%的纵坡，其中间标高高于外侧标高。（2）主梁结构构造：上部结构为变截面箱梁。采用双幅分离的单箱单室形式。主要采用高强混凝土以及大吨位预应力体系来实现主梁的轻型化。 （3）下部构造：全桥基础均采用钻孔灌注摩擦桩，桥墩为圆端形实体墩。（4）施工方案：全桥采用悬臂节段浇筑施工法。图2.2 桥型布置图（预应力连续刚构桥）2.3.3 设计方案三梁拱组合体系桥（1）孔径布置：跨径 4.25m+31*6.25m+4.25m，全长210m。桥面设有1.5的横坡，护栏采用金属制桥梁护栏。（2）结构构造：主桥采用劲性骨架钢筋混凝土拱桥，主跨210m，拱圈高42m，

22、矢跨比为1/5，主梁采用单箱三室。拱肋截面形式采用三角形格构型形式，这种形式纵向刚度大，横向刚度也大。钢管采用16mn钢，即可采用成品无缝钢管，也可由钢板卷制加工而成。横撑钢管采用d60*12mm与d80*12mm钢管。（3）主梁施工：主梁采用加劲骨架下的挂篮现浇施工。（4）下部构造：全桥基础均采用钻孔灌注摩擦桩（5）施工方案：岸跨及边跨采用有支架施工，主拱圈建成后，进行进行骨架下吊篮现浇施工。图2.3 桥型布置图（梁拱组合体系桥）2.4 方案比选（1）根据设计构思宗旨，桥型方案应满足结构新颖、受力合理、技术可靠、施工方便、造价合理的原则。以上三种方案基本都满足着一要求。（2）方案一与方案二都

23、属于预应力混凝土梁桥，与方案三的拱桥相比，他们具有很多梁桥所有的优点：1.预应力混凝土结构，由于能够充分利用高强度材料（高强度混凝土、高强度钢筋），所以构件截面小，自重弯矩占总弯矩的比例大大下降，桥梁的跨越能力得到提高。2.与钢筋混凝土梁桥相比，一般可以节省钢材3040，跨径愈大，节省愈多。3.全预应力混凝土梁在使用荷载下不出现裂缝，即使部分预应力混凝土梁在常遇荷载下也无裂缝，鉴于全截面参加工作，梁的刚度就比通常开裂的钢筋混凝土梁要大。因此，预应力梁可显著减少建筑高度，使大跨径桥梁做得轻柔美观。由于能消除裂缝，这就扩大了对多种桥型的适应性，并提高了结构的耐久性。 4. 预应力技术的采用，不但使

24、钢桥采用的一些施工方法，如：悬臂拼装、顶推法（由钢桥的纵向拖拉施工方法演化而成）和旋转施工法在预应力混凝土梁桥中得到新的发展与应用，而且为现代预制装配式结构提供了最有效的接合和拼装手段。根据需要可在结构纵、横和竖向任意分段，施加预应力，即可集成理想的整体。此外还发展了逐段或逐孔现浇施工方法。这种分段现浇或分段预制拼装的施工方法，国外统称为节段施工法，用这种施工方法建成的预应力混凝土桥梁统称为预应力混凝土节段式桥梁。（3）方案一与方案二相比，一个是预应力混凝土连续梁桥，一个是预应力混凝土连续刚构桥。预应力混凝土连续梁桥结构受力性能好、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

25、震能力强等而成为最富有竞争力的主要桥型之一。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。表2.1 方案比选表桥型方案连续梁桥连续刚构桥梁拱组合桥截面形式单箱单室单箱单室单箱单室支点梁高5.5m5.5m2.5m跨中梁高2m2m2m特点结构刚度大，变形小，动力性能好，主梁变形挠曲线平缓，有利于高速行车。采用悬臂浇筑法施工时有临时固结。结构上主墩无支座、施工体系转换方便、伸缩缝少、行车舒适、顺桥向抗弯刚度和横桥向抗扭刚度大、受力性能好，顺桥向抗推刚度小，对温变、混凝士收缩徐变及地震均有利。线形美观，能充分发挥材料的性能，跨越能力大。缺点采用悬臂浇筑法施工时存在临时

26、固结和拆除，需承载能力较大的支座。敦梁固结，在基础发生变位时不能修复。在两侧桥墩处产生较大的水平推力，对基础的要求较高。结论推荐方案比选方案比选方案2.5 方案确定综上所述，根据安全、经济、适用、美观的原则，将变截面预应力混凝土连续梁桥最终选定为本次设计的推荐方案。3 预应力混凝土连续梁桥总体布置3.1 桥型布置本设计推荐方案采用三跨一联预应力混凝土变截面连续梁结构，桥全长210m。3.1.1 孔径布置连续梁跨径布置一般以采用不等跨形式 。以三跨连续梁为例，若为三孔等跨连续梁，其中孔跨中活载正弯矩与活载负弯矩的绝对值之和（即弯矩变化峰值）与同跨简支梁弯矩相同。如果减小边跨长度，则边跨和中跨的跨

27、中弯矩都将减小。一般边跨长度可取为中跨长度的（0508）倍，这样可使中跨跨中弯矩不致产生异号弯矩。由于某些因素的影响，连续梁的分跨问题不能够按最理想的跨长来选择，以致有些跨度过长，有些跨度过短，这时可根据不同情况灵活处理。例如，对于城市桥梁或跨线桥，有时为了增大中跨跨径，使边跨跨长与中跨跨长之比小于或等于0.3，此时边跨端支点上将出现较大的负应力，为此就要设计专门的能抵抗拉力的支座，或者在跨端部分设置巨大的平衡重来消除负应力。从结构受力性能分析，等跨连续梁要比不等跨的连续梁差一些。但在某些条件下，特别由于施工工艺要求，也需要采用等跨布置，例如，当桥梁总长度很大，设计者决定采用顶推或先简支后连续

28、梁施工方法时，则等跨结构受力性能较差所带来的欠缺完全可以从施工经济效益的提高而得到补偿。所以跨湖、过海湾的长桥多采用等跨连续梁的布置。本设计推荐方案根据任务书要求以及桥址地形、地质与水文条件，通航要求等确定为60m+90m+60m的形式。图3.1 推荐方案桥梁上部结构模型3.1.2 桥梁截面形式（1）桥梁立面图从预应力混凝土连续梁桥的受力特点来分析，连续梁的立面应采取变高度的布置为宜。连续梁在恒、活载作用下，支点截面的负弯矩往往大于跨中正弯矩，因此采用变高度梁能较好的符合梁的内力分布规律。同时，采用悬臂法施工的连续梁，变高度梁又与施工时的内力状况相吻合。另外，变高度梁使梁体外形和谐，节省材料并

29、增大桥下净空。所以从已建桥梁统计资料分析，跨径大于100m的预应力混凝土连续梁桥有90%以上是选用变高度梁。再者在恒、活载作用下，支点截面将出现较大的负弯矩，从绝对值来看，支点截面的负弯矩往往大于跨中截面的正弯矩，因此，采用变高度梁能较好地符合梁的内力分布规律，另外，变高度梁使梁体外形和谐，节省材料并增大桥下净空。图3.2 桥梁立面图布置变高度与等高度相比较，等高度梁的缺点是：在支点上不能利用增加梁高而只能增加预应力束筋用量来抵抗较大的负弯矩，材料用量多。综上所述，推荐方案采用的是变截面预应力连续梁桥，其中箱梁根部梁高5.5m，跨中梁高2m。梁截面采用二次抛物线形，二次抛物线的变化规律与连续梁

30、的弯矩变化规律基本相近。（2）桥梁横截面图3.3 桥梁横截面梁式桥横截面的设计主要是确定横截面布置形式，包括主梁截面形式、主梁间距、主梁各部尺寸；它与梁式桥体系在立面上布置、建筑高度、施工方法、美观要求以及经济用料等等因素都有关系。在目前已建成的大跨径预应力混凝土梁桥中，当梁桥的跨径继续增大超过60m后，箱形截面是最适宜的横截面型式。箱型截面还有如下优点：这种闭合薄壁截面抗扭刚度很大，对于采用悬臂施工的桥梁尤为有利。同时，因其顶板和底板都有较大的面积，所以能有效的抵抗正、负弯矩，并满足配筋要求。箱形截面亦具有良好的动力特性。常见的箱形截面形式有：单箱单室、单箱双室、双箱单室、单箱多室、双箱多室

31、等等。从对箱形截面的受力状态分析表明，单箱单室截面受力明确，施工方便，节省材料用量。一般常用在桥宽14m左右的范围。综上所述，根据任务书设计要求本推荐桥型方案横截面采用的是单箱单室的箱型截面。如上图：顶板厚度取25cm；跨中处底板厚25cm，支点处底板厚为 60cm,中间底板板厚成二次抛物线性变化；跨中处腹板厚度采用40cm，支点处腹板采用80cm，中间腹板厚度采用二次抛物线性变化。（3）桥梁的梁高连续梁在支点和跨中的梁估算值：根据已建成桥梁的资料分析，梁高可按下表采用：表3.1 梁高选择标准桥型支点梁高 (m)跨中梁高 (m)等高度连续梁h =(1/151/30) l常用(1/181/20)

32、 l变高度(折线形)连续梁h =(1/161/20) lh =(1/221/28) l变高度(曲线形)连续梁h =(1/161/20) lh =(1/301/50) l根据以上估算值，本推荐方案取得支点处梁高为5.5m，跨中梁高为2m。3.1.3 桥梁细部尺寸（1）顶板与底板 箱形截面的顶板和底板是结构承受正负弯矩的主要工作部位。除承受竖向荷载外，还承受轴向拉、压荷载。竖向荷载是指自重、桥面活载和施工荷载。轴向荷载是指桥跨方向上，恒、活载转换过来的轴向力以及纵向和横向的预应力荷载。因此，顶板、底板除按板的构造要求决定厚度之外，还要按桥跨方向上总弯矩决定其厚度。箱梁根部底板厚度箱梁底板厚度随箱梁

33、负弯矩的增大而逐渐加厚至墩顶，以适应受压要求。底板除须符合使用阶段的受压要求外，在破坏阶段还宜使中和轴保持在底板以内，并有适当的富裕。一般约为墩顶梁高的1/101/12，或按以下推荐公式选用：墩上底板厚度参数式中： 墩上底板厚度参数 墩上梁高; 桥面宽度; 箱梁底板混凝土面积。 最大跨径。箱梁跨中底板厚度一般按构造选定，若不配预应力筋，厚度可取1518cm，当跨度较大，跨中正弯矩较大，需要配置一定数量的钢束或钢筋时，厚度可取2025cm。当设有横向预应力筋时，顶板厚度须足够布置预应力筋的套管并留有混凝土的注入间隙。在结构设计时，尽可能用长悬臂或利用横向坡度和弯折预应力筋以调整板中横向弯矩。本推

34、荐设计方案底板由支点处以二次抛物线的形式向跨中变化。底板在支点处厚60cm，在跨中厚25cm.顶板厚25cm。（2）腹板腹板的功能是承受截面的剪应力和主拉应力。在预应力梁中，因为弯束对外剪力的抵消作用，所以剪应力和主拉应力的值比较小，腹板不必设得太大；同时，腹板的最小厚度应考虑力筋的布置和混凝土浇筑要求，其设计经验为：（1） 腹板内无预应力筋时，采用200mm。（2） 腹板内有预应力筋管道时，采用250300mm。（3） 腹板内有锚头时，采用250300mm。大跨度预应力混凝土箱梁桥，腹板厚度可从跨中逐步向支点加宽，以承受支点处较大的剪力，一般采用300600mm，甚至可达到1m左右。腹板厚度

35、也可按以下推荐公式选定。墩上腹板厚度参数式中： 墩上腹板厚度；墩上腹板厚度总和。 箱梁跨中梁高。跨中腹板厚度参数 式中： 箱梁跨中腹板厚度箱梁跨中腹板厚度总和。箱梁跨中梁高。本推荐设计方案支座处腹板厚取80cm.，跨中腹板厚取40cm。中间腹板厚度采用二次抛物线性变化。3.1.4 桥面铺装桥面铺装：根据桥梁工程（上）选用10cm厚的防水混凝土作为铺装层，上加6cm厚的沥青混凝土磨耗层，共计16cm厚。桥面横坡：根据规范规定为1.5%3.0%,取2.0%,该坡度由箱梁顶板坡度控制。3.1.5 桥梁下部结构全桥基础均采用钻孔灌注摩擦桩，桥墩为缘端型实体墩。3.1.6 本桥使用材料（1）使用混凝土箱

36、梁采用50号混凝土，墩身采用40号混凝土，承台、盖梁、耳背墙、防撞护栏、采用30号混凝土。（2）使用钢材纵、横向预应力采用astma416-92-270级钢绞线，标准强度为1860mpa，直径为15.24mm，面积139mm2,弹性模量为1.9105 mpa，采用ovm锚具。带肋钢筋应符合钢筋混凝土用热轧带肋钢筋gb1499-91的规定、光圆钢筋应符合钢筋混凝土用热轧光圆钢筋gb1499-91的规定。非预应力钢筋：直径12mm的用级螺纹钢筋，直径12mm 的用级光圆钢筋。（3）伸缩缝伸缩缝采用hxc-80a定型产品 。（4）桥梁支座使用单向活动和双向活动盆式支座。3.2 全桥结构单元的划分3.

37、2.1 划分单元原则划分单元应考虑梁的跨径、截面变化、施工方法、预应力布置等因素，单元分的越细计算的内力就越精确，一般遵从以下原则：1.构件的起点和终点以及变截面处;2.不同构件的交点或同一构件的折点处;3.施工分界线处;4.边界或支承处;5.所关心截面处.3.2.2 桥梁具体单元划分本桥全长210米，全梁共分118个单元，最小的单元长度1米，最长的单元长度3米，本推荐方案桥型如下图。图3.3 桥梁单元划分3.3 全桥施工节段划分3.3.1 桥梁划分施工分段原则有利于结构的整体性，尽量利用伸缩缝或沉降缝、在平面上有变化处以及留茬而不影响质量处。 分段应尽量使各段工程量大致相等，以便于施工组织节

38、奏流畅，使施工均衡。 施工段数应与主要施工过程相协调，以主导施工为主形成工艺组合。工艺组合数应等于或小于施工段数。 分段的大小要与劳动组织相适当，有足够的工作面。3.3.2 施工分段划分全桥分段为118个单元。119个节点。全桥整体采用悬臂节段浇筑施工法，两端桥台附近单元处使用整体现浇法。单元3039与单元8089为0号块，接着三个1m的单元为一个施工节段，接着每2个2m的单元为一个施工节段共划分6个，接着每一个3m的单元划分为一个施工节段共划分4个，两端1-8号单元与111-118号单元采用整体现浇，9号10号单元、109号110号位边跨合拢节段，59号60号单元为中跨合拢节段。表3.2 施

39、工阶段划分主跨施工段第一阶段30-39单元；80-89单元第二阶段40-42单元；77-79单元第三阶段43-44单元；75-76单元第四阶段45-46单元；73-74单元第五阶段47-48单元；71-72单元第六阶段49-50单元；69-70单元第七阶段51-52单元；67-68单元第八阶段53-54单元；65-66单元第九阶段55单元；64单元第十阶段56单元；63单元第十一阶段57单元；62单元第十二阶段58单元；61单元第十三阶段59单元；60单元边跨施工段第一阶段1-8单元；111-118单元第二阶段27-29单元；90-92单元第三阶段25-26单元；93-94单元第四阶段23-2

40、4单元；95-96单元第五阶段21-22单元；97-98单元第六阶段19-20单元；99-100单元第七阶段17-18单元；101-102单元第八阶段15-16单元；103-104单元第九阶段14单元；105单元第十阶段13单元；106单元第十一阶段12单元；107单元第十二阶段11单元；108单元第十三阶段9-10单元；109-110单元4 主梁内力计算根据梁跨结构纵断面的布置，并通过对移动荷载作用最不利位置，确定控制截面的内力，然后进行内力组合，画出内力包络图。4.1 恒载内力计算4.1.1 恒载内力计算（1）第一期恒载（结构自重）恒载集度（2）第二期恒载桥面铺装：10cm厚的沥青层和6c

41、m的混凝土g3=0.1616.225= 64.8kn/m；单侧防撞栏：15kn/m，对单幅来说，将一侧的防撞栏均摊给主梁，则：g4=15kn/m；二期恒载集度：g2=g3+g4=79.8kn/m；4.1.2 悬臂浇筑阶段内力 浇筑11号梁单元，拼装挂蓝，悬臂浇注各箱梁梁段并张拉相应顶板纵向预应力束，悬臂浇注结束时全桥的恒载内力：表3.3 最大悬臂阶段累计内力值单元号阶段累计效应弯矩(kn.m)剪力(kn)轴力(kn)11-3.25e+032.39e+034.94e+0334-1.49e+051.05e+041.29e+0535-1.39e+059.13e+031.29e+05578421.54

42、e+031.19e+04581.60e+03-3185.65e+0361-3.85e+032.39e+034.94e+0362-1.31e+032.47e+031.08e+0484-1.31e+05-7.82e+031.29e+0585-1.39e+05-9.13e+031.29e+051072.72e+031.71e+031.19e+041082.43e+03-2445.65e+03图3.4 最大悬臂浇筑阶段弯矩图图3.5 最大悬臂浇筑阶段剪力图4.1.3 边跨合拢阶段内力 安装排架并按施工要求进行预压，现浇边跨等高粱段，达到强度要求后，浇注边跨合龙段，张拉边跨底板纵向预应力束。此时全桥恒载

43、内力：表3.4 边跨合龙阶段累计内力值单元号阶段累计效应弯矩(kn.m)剪力(kn)轴力(kn)11.98e+04-1083.34e+0422.19e+04-3.47e+034.05e+049-1.18e+03-4.32e+037.54e+0410-1.54e+04-2.02e+036.82e+0411-1.99e+041.21e+037.40e+0412-2.46e+048797.11e+0434-1.01e+051381.29e+0535-1.01e+05-1.18e+031.29e+05571.83e+038711.18e+04581.59e+03-3145.63e+0361-3.84e

44、+032.38e+034.92e+0362-1.31e+032.46e+031.08e+0484-1.03e+052.50e+031.29e+0585-1.01e+051.19e+031.29e+05107-2.03e+049607.15e+04108-1.50e+041.58e+037.50e+04109-1.67e+041.46e+036.92e+04110-9.04e+032.30e+037.68e+041171.82e+043.78e+034.08e+041181.97e+043083.35e+04图3.6 边跨合拢阶段弯矩图图3.7 边跨合拢阶段剪力图4.1.4 中跨合拢阶段内力拼装

45、中跨合龙吊架，焊接合龙段骨架，绑扎合龙段钢筋，浇注中跨合龙段，张拉中跨底板纵向预应力束和剩余次中跨底板纵向预应力束。中跨合龙完成后的全桥恒载内力：表3.5 中跨合拢阶段累计内力值单元号阶段累计效应弯矩(kn.m)剪力(kn)轴力(kn)11.98e+044233.33e+0422.24e+04-2.94e+034.04e+0434-9.41e+04-2.34e+041.29e+0535-1.18e+052.41e+041.29e+0559-2.22e+048097.52e+0460-2.19e+041327.51e+0484-9.49e+04-2.27e+041.29e+0585-1.18e+

46、052.47e+041.29e+051171.92e+043.24e+034.07e+041182.01e+04-2203.34e+04图3.8 一期恒载作用下主梁弯矩图图3.9 一期恒载作用下主梁剪力图4.1.5 桥面铺装阶段内力桥面铺装、等桥面系安装完毕大桥建成后的全桥恒载内力：表3.6 桥面铺装阶段累计内力值单元号阶段累计效应弯矩(kn.m)剪力(kn)轴力(kn)11.97e+041.29e+033.32e+0422.32e+04-2.12e+034.03e+0434-1.38e+05-2.57e+041.29e+0535-1.64e+052.65e+041.29e+0559-1.32

47、e+048617.49e+0460-1.29e+041327.48e+0484-1.38e+05-2.51e+041.29e+0585-1.64e+052.71e+041.29e+051172.08e+042.48e+034.06e+041182.09e+04-1.03e+033.33e+04图3.10 二期恒载作用下主梁弯矩图图3.11 二期恒载作用下主梁剪力图4.1.6 支座位移引起的内力计算方法及结果由于各个支座处的竖向支座反力和地质条件的不同引起支座的不均匀沉降，连续体系是一种对支座不均匀沉降特别敏感的结构，所以由它引起的内力是构成内力的重要组成部分。按矩阵位移法求解支座沉降次内力。在

48、桥梁设计中，支座沉降工况的选取是应慎重考虑的问题。一般应综合考虑桥址处的地质、水文等情况，根据已建桥梁的设计经验来定。有时需选取几种沉降工况计算，这样就存在一个工况组合的问题。程序一般对每一个截面挑最不利的工况内力值作为沉降次内力。具体计算方法是：三跨连续梁的四个支点中的每个支点分别下沉1cm其余的支点不动，所得到的内力进行叠加，取最不利的内力范围。表3.7 桥面铺装阶段累计内力值单元号阶段累计效应弯矩(kn.m)剪力(kn)轴力(kn)12.39e+042.50e+037.51e+0422.52e+041.19e+031.29e+0534-1.17e+059601.29e+0535-1.90

49、e+051.21e+031.29e+0559-2.64e+048797.48e+0460-1. 92e+041327.49e+0484-1.27e+05-2.27e+047.48e+0485-1.65e+052.47e+041.34e+051171.08e+043.24e+033.34e+041182.65e+04-2204.05e+044.2 活载内力计算（1）影响线的计算将单位荷载p=1作用在各桥面的节点上，求得结构的变形及内力，可得位移影响线和内力影响线。（2）人群、履带车、挂车加载人群加载只需求出影响的正、负区段面积；履带车离散为若干集中力；挂车按集中荷载加载。（3）汽车加载挂车、履带

50、车全桥只考虑一辆。汽车荷载是由主车和重车组成的车队，车距又受到约束，求其最大、最小效应是个较复杂的问题。这种情况下，车辆数和车距都是未知参数，随具体影响线而变化，问题归结为求具有多个变量的函数在约束条件下的极值。此问题的解决借助于计算机程序完成。4.2.1 活载因子的计算桥梁结构的基频反映了结构的尺寸、类型、建筑材料等动力特性内容，它直接反映了冲击系数与桥梁结构之间的关系。不管桥梁的建筑材料、结构类型是否有差别，也不管结构尺寸与跨径是否有差别，只要桥梁结构的基频相同，在同样条件的汽车荷载下，就能得到基本相同的冲击系数。桥梁的自振频率（基频）宜采用有限元方法计算，对于连续梁结构，当无更精确方法计

51、算时，也可采用下列公式估算： 式中 结构的计算跨径（）； 结构材料的弹性模量（）； 结构跨中截面的截面惯矩（）； 结构跨中处的单位长度质量（），当换算为重力计算时，其单位应为（）；结构跨中处延米结构重力（）；重力加速度，。计算连续梁的冲击力引起的正弯矩效应和剪力效应时，采用；计算连续梁的冲击力引起的负弯矩效应时，采用值可按下式计算： 当1.5hz时， =0.05 当1.5hz14hz时， =0.1767-0.0157 当14hz时， =0.45式中 结构基频（hz）。求得：正弯矩效应： 0.3157 负弯矩效应： 0.413factor=(1+)n 式中 1+冲击系数；n车道数；车道折减系数；

52、偏载系数。4.2.2 横向分布系数的考虑荷载横向分布指的是作用在桥上的车辆荷载如何在各主梁之间进行分配，或者说各主梁如何分担车辆荷载。因为截面采用单箱单室时，可直接按平面杆系结构进行活载内力计算，无须计算横向分布系数，所以全桥采用同一个横向分配系数。表3.8 活载作用下内力值单元号活载作用效应弯矩(kn.m)剪力(kn)轴力(kn)11.26e+042.39e+033.33e+0421.76e+041.05e+044.04e+0434-1.60e+059.13e+031.29e+0535-1.78e+051.54e+031.29e+0559-2.18e+04-3187.51e+0460-2.45e+042.39e+031.29e+0584-1.47e+052.47e+031.