精品资料（2021-2022年收藏）连续钢构桥毕业设计计算书

1、2009 届土木工程（桥梁）专业毕业设计1第第 1 章章 基本资料基本资料1.1 基本资料1.1 勘察资料：建桥理由：城市规划的需要，建桥后将大大减少市中区车流量，改善市区交通。1.2 河流及水文情况河流及水文情况：设计通航水位：195.28m常年洪水位：181.28m低水位：160.00m1.3 当地建筑材料情况及地质情况当地建筑材料情况及地质情况砂石，钢材均可供应。基岩以紫红色粉砂质泥岩和泥岩砂岩为主，夹长石石英砂岩，覆盖层 1-5m1.4 气象情况气象情况最高温度：44.4最低温度：-2.5最大风速：27m/s 1.5 设计标准设计标准1）.设计荷载：公路- 级,人群：3.5KN/M2)

2、. 车道宽：12M+1M+12M; 人行道宽：23M3).主航道高 20M, 净宽 120M.4).桥面纵坡:1.0%5).桥面横坡:1.5%1.6 设计依据及参考文献设计依据及参考文献1） 公路桥涵设计通用规范(JTG D60-04)；2） 公路圬工桥涵设计规范(JTG D61-05)；3） 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-04)；4） 公路桥涵地基与基础设计规范(JTJ024-85)；5）桥梁工程（上册）范立础编；桥梁工程（下册）顾安邦编；胡娜：翟家河大桥设计21.7 桥位纵断面地形资料桥位纵断面地形资料桥位纵断面地形 表 1.1里程桩号（m）地面高程（m）里程桩

3、号（m）地面高程（m）K1+300210.45+700163.34+323205.42+720163.50+340198.34+740164.10+360190.50+760164.90+380186.30+780165.33+400178.67+800165.86+420170.48+820166.34+440165.34+840166.50+460161.67+860166.90+480160.30+880167.33+500158.60+900173.12+520157.48+920175.44+540156.70+940180.50+560157.88+960188.26+580158

4、.89+980192.31+600159.50K2+000201.54+620160.50+020209.33+640161.90+040216.50+660162.33+060217.10+680162.86+080217.832009 届土木工程（桥梁）专业毕业设计3第 2 章 桥梁设计方案比选2.1 初拟方案：根据桥址、地形、地质、水文资料，航运及技术标准要求,拟制出不同材料、不同体系,且各具特色并可能实现的六个方案草图.具体桥型如下:1)35m+92m+3140m +92m+235m 五跨连续梁桥方案;2)20m+435m+2185m+535m+20m 独塔双索面斜拉桥方案;3)主跨为

5、 105m+180m+105m 三跨连续刚构桥方案；4)主跨为 130m+520m+130m 自锚悬索桥方案；5)主跨为 75m+4120m+75m 预应力混凝土 T 形钢构方案；6)主跨为 360m 飞燕式拱桥方案。2.22.2 方案比较说明方案比较说明：方案比选依据经济,实用,安全,美观,有利于环保的原则,从总体布局、环境协调、技术先进性、施工可行性、技术经济等多方面考虑后,选出以下三个图式来编制桥型比较方案方案一:五跨连续梁桥方案(图 2.1)总体布置和结构体系：此方案的主桥跨径布置为 92m+3140m+92m，边主跨之比为 0.657。五跨变截面单箱单室连续箱梁桥，由左右两幅桥组成。

6、采用三向预应力体系，桥图 2.1 五跨连续梁桥面宽度为 15m，由于桥梁跨径过大，纵桥向设 1.0%的纵坡以减少圬工量，横桥向设 1.5%的单向横坡。主梁截面：箱梁根部梁高为 7.8m，跨中及端部梁高均为 2.8m，而引桥采用 35m胡娜：翟家河大桥设计4预制 T 梁，梁高 2.0m。从根部到跨中（两端）箱梁底缘按二次抛物线变化，箱梁顶板宽 15m，底板宽 8m，翼缘板悬臂长为 3m，底板厚度从 0.25m 变化到 1.20m，腹板厚从箱梁根部为 0.70m,至跨中处厚为 0.40 m，主梁采用 C50 混凝土浇筑。方案二：独塔双索面斜拉桥方案；（图 2.2）总体布置和结构体系：此方案是独塔双

7、跨各为 185m 的混凝土斜拉桥，桥跨布置为 20m+435m+2185m +535m+20m，引桥采用 20m 和 35m 的简支 T 梁组成，桥面纵坡 1.0%，行车道设 1.5%的双向横坡。主桥主梁采用梁板结构形式（即混凝土双主梁结构） ，梁高为 2.5 米,梁顶桥面宽 33.0 米；索塔:桥塔采用单塔双索面，人行道分别设在锚索区的外端悬出，桥面以上高为64.5 米,采用门式桥塔,横向刚度大,有足够的抗风稳定性且造型美观.索塔基础采用钻孔灌柱桩基础；图 2.2 独塔双索面斜拉桥方案三：三跨连续刚构方案（图 2.3）总体布置和结构体系：此方案的主桥采用 105m+180m+105m 连续刚

8、构桥，其余用35m 跨径的箭支梁桥作为引桥，节省了大量的工程量，减少了施工造价。桥面纵坡采用 1.0%，全桥分为左右两幅，设单向横坡为 1.5%。6 个车道，设有一米宽的中央分隔带，桥面净宽 31 米。采用悬臂挂篮施工方法，桥墩采用双薄壁柔性墩，桥台采用重力式桥台。边中跨之比为 0.583.2009 届土木工程（桥梁）专业毕业设计5图 2.3 三跨连续刚构桥主梁截面：主跨连续刚构部分主梁截面采用双腹式单箱截面，根部采用 10m 的箱形截面，跨中采用 3m 的箱形截面，主梁截面采用 1.5 次抛物线的变高度梁；35m 跨径的简支梁采用 2m 高的等截面形式，主梁采用标准 T 梁。2.3 各方案的

9、技术经济比较表 2.1 方案比选表方案类别比较项目比较项目方案一方案二方案三主桥跨桥型结构五跨连续梁桥单塔双索面斜拉桥三跨连续刚构桥主梁高度根部 7.8m，跨中 2.8m2.8m根部 10m，中部 3m跨径布置92m+3140m+92m2185m105m+180m+105m下部结构双薄壁柔性墩及桩基础桩基础桩基础养护维修工作量少多少设计经验技术水平经验多,有很多已成桥作为参考，施工经验成熟有较成熟的经验,国际先进水平,有很多成桥参考经验丰富,有很多已成桥梁参考，施工经验成熟，设计理论先进施工方法和难易程度施工和养护都比较容易用悬臂浇注,预制构件的精确度要求高,施工复杂.且索力难以控制挂篮悬臂浇

10、筑施工，不需要大型起重设备，需大量模板，造价低造型造型美观，结构轻盈索塔高,主桥体量大,显的雄伟,与景观相辉映外型美观,跨越能力大,桥下净空大,视野开阔，行车顺畅，双薄壁柔性墩受力好混凝土（立方m）41795.35835961.58342442.396钢筋、钢材（t）3855.961763.6184643.097工程数量钢铰线（t）1234.53314.9941.284胡娜：翟家河大桥设计6总的来说，以上三个方案都满足要求，但每个桥型都有自己的特点，从工程数量上看，预应力连续梁桥材料较省，造型美观，但其受温度变化及混凝土收缩影响产生的纵向位移也就比较大，使伸缩缝及活动支座的构造复杂化。连续刚构

11、和独塔斜拉桥，比较两者的工程，相差很多，斜拉桥的斜拉索施工复杂，特别是桥面标高的和索力的调整，是相当繁复的。连续刚构桥钢筋用量比斜拉桥省很多，它保持了连续梁的优点外，墩梁固结节省了大型支座的昂贵费用，减少了基础及墩的工程量，并改善了结构在水平荷载作用下的受力性能，而且施工及养护条件都比斜拉桥要好。比选结果可选可选优选经过以上技术经济比较，推荐方案三为作为终选方案，其优点有以下几点：1）该方案满足了安全，经济，适用，美观和有利于环保的要求，满足结构受力合理，技术可靠，施工方便，造价较少的原则。2）混凝土用量省，钢筋用量少，桥面连续行车舒适度高，且视野开阔，同时外观简洁，大方，而且施工技术成熟，有

12、许多已成桥可以借鉴与参考。3）连续刚构属于墩梁固结体系，其采用双薄壁柔性墩受力较好，且主梁采用 1.5次抛物线形式，增大了桥下净空，无论是对通航还是景观要求都有利。且采用悬臂施工方法，受力好，施工方便，养护也较易。综上所述，从技术上考虑，目前，国内外已经修建了大量连续刚构桥，积累了丰富的经验，因此，该桥型是一种比较成熟的桥型，无论在设计理论和施工方法上，都有成功的经验可以借鉴和参考，从而为设计和施工提供技术上的保障。2.42.4 终选方案简介及结构尺寸拟定终选方案简介及结构尺寸拟定：2.4.1 设计依据：a)主要技术指标设计资料：桥宽：23m（人行道）+212m（净）+1m（分隔带）设计荷载：

13、设计荷载：公路-级,人群：3.5kN/m地质情况：一般b）材料规格：箱形截面混凝土：C50；人行道混凝土：C50；桥墩混凝土：C40；基础混凝土：C30.桥面铺装：用 100cm 厚的防水混凝土作铺装层，30cm 厚的沥青混凝土作磨耗层2009 届土木工程（桥梁）专业毕业设计72.4.2 材料相关参数说明：50 号混凝土，主要强度指标为：强度标准值 =32.4,=2.65；强ckfMPatkfMPa度设计值=22.4,=1.83；弹性模量 =3.45.cdfMPatdfMPacE410MPa40 号混凝土, 主要强度指标为：强度标准值=26.8,=2.40；强度ckfMPatkfMPa设计值

14、=18.4,=1.65；弹性模量=3.25.cdfMPatdfMPacE410MPa30 号混凝土, 主要强度指标为：强度标准值=20.1,=2.01；强度ckfMPatkfMPa设计值 =13.8,=1.39；弹性模量=3.00.cdfMPatdfMPacE410MPa普通钢筋：纵向抗拉普通钢筋采用 HRB400 钢筋，其强度指标为抗拉强度标准值=400skfMPa抗拉强度设计值=340sdfMPa弹性模量 =2.0105cEMPa箍筋及构造钢筋采用 HRB335 钢筋，其强度指标为抗拉强度标准值=335skfMPa抗拉强度设计值=330；弹性模量=2.0105sdfMPacEMPa预应力钢

15、筋（详见后面章节）：2.4.3 设计参考依据公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)结构设计原理第二版2.52.5 上部结构主箱细部尺寸拟定上部结构主箱细部尺寸拟定 2.5.1 立面布置 本桥主桥边跨为 105m，主跨为 180m，边跨比为 0.583，两边分别为 325m 的简支梁引桥。2.5.2 上部结构根据已成桥资料及梁桥 、 桥梁工程 （上册）手册有关连续刚构截面形式及尺寸的相关内容，拟订主梁尺寸如下：采用单箱单室箱梁截面，箱顶宽 15.0m，底面宽 8.0m。变截面梁墩顶处梁高与最大跨径的关系：梁高为 1/1

16、7-1/20L，依据此关系根部梁高取 10.0m.变截面梁跨中处梁高与最大跨径的关系：梁高为 1/50-1/60L, 依据此关系跨中梁胡娜：翟家河大桥设计8高取 3.0m.梁底高度曲线采用 1.5 次抛物线变化以跨中梁底为原点，曲线方程为：h=-0.008972x1.5-3 设单向横坡 1.5%，顶板厚不变取 35cm，跨中处底板厚 25cm，根部底板厚 120cm，以便布置预应力束，箱梁底板按 1.5 次抛物线变化以跨中梁底为原点，曲线方程为：h 底=-0.007754x1.5-2.75；截面腹板厚度采用 40cm、和 70cm 两种。其跨中、根部截面如下图 2.4，2.5 所示：图 2.4

17、 跨中箱形截面图 2.5 支点箱形截面2.5.3 下部结构四个主墩均采用双薄壁柔性墩，中心间距为 8.0m，纵桥向宽度为 2.5m，横桥向2009 届土木工程（桥梁）专业毕业设计9宽度 8.0m，墩高为 52m，51m。根据给出的地质条件，认为地质条件一般，基础采用钻孔灌注桩基础，采用围堰施工。承台纵桥向宽 17.1 米，横桥向宽 12.6 米，厚 4.0米。6 根桩的桩径均为 2.0 米，净间距 2.5 米,埋深均约 25 米。2.5.4 其它情况说明桥面铺装厚度为 10cm,沿横桥向等厚，单幅桥桥面设置 1.5%的横坡，箱梁顶板直接做成单向横坡，左右两幅桥恰好形成双向横坡。箱形顶板中心处高

18、度为桥面铺装，使用 C40 号防水混凝土。胡娜：翟家河大桥设计10第 3 章 结构内力计算3.1 桥梁模型的意义桥梁是一个复杂的空间结构，不同的桥梁型式其上下结构联结方式是不尽相同的。为了便于计算，需要将桥梁简化为结构计算图式，桥梁工程常因其跨度较宽度大很多，因此将纵向分析模型近似处理成杆件结构。其空间效应可以通过横向分布系数、偏载增大系数来修正。采用杆系结构有限元程序分析桥梁时，首先要将桥梁结构划分为有限个杆件单元，这些单元在节点上相互联结，从而构成一个与真实结构等价的计算模型。3.2 主梁单元划分杆件单元的划分，应根据结主跨为构的构造特点、施工及计算精度的要求来决定。将全桥共分为 156

19、个单元，桥面系 110 个单元，非桥面系 46 个单元。考虑到挂蓝所能承受的重量和合龙段长度对主跨的节段作如下划分，从跨中至边跨依次为（以下图 3.1 取的是全桥左半跨）：35.0+1.0+75.064.083.00.7521.2522.7521.250.7583.064.075.01.0图 3.1 左半桥单元外形2009 届土木工程（桥梁）专业毕业设计11其中 0#块长 12.0m，将 0#块划分为 8 个单元，墩根部两边各一个节点，桥墩顶部中间划分一个节点，0#块中点处需划分一个节点。另主跨跨中合龙段分成两个 1.0 米的单元，边跨合龙段分别 1.0 米的合龙段，现浇段为 15.0 米，划

20、分为三个单元，每个单元各 5.0 米3.3 内力计算3.3.1 主要施工阶段内力计算结果现以最大悬臂阶段（即 47 施工阶段） ，跨中合龙阶段（即第 50 施工阶段） ，以及成桥阶段（即 51 施工阶段）为例，输出其施工阶段的弯矩图，由于篇幅限制，以该三个阶段的弯矩图作为参考，另附上结构在其施工阶段的弯矩值汇总，以备查阅，如图 3.2，图 3.3，表 3.1，另输出正常使用极限状态和承载能力极限状态的弯矩图以及弯矩包络图，如图 3.4，图 3.5，图 3.6，图 3.7 和图 3.8 所示，后附有各个状态相应的弯矩值即表3.1，表 3.2。注：按照桥梁博士里中交 04 的规定：正常使用状态即长

21、期效应组合； 正常使用状态即短期效应组合； 正常使用状态即标准值组合。胡娜：翟家河大桥设计122009 届土木工程（桥梁）专业毕业设计13胡娜：翟家河大桥设计142009 届土木工程（桥梁）专业毕业设计153.3.2 内力计算结果表表 3.1 施工阶段主梁内力计算结果表阶段节点轴向力(kN)剪力(kN) 弯矩(kNm )125.4e-108.55e+03-1.41e+0532-2784.32e+03-1.05e+0646-2.25e-09-1.1e+04-2.19e+05最大悬臂阶段（47 阶段）5612-4268.15e+03-1.3e+0532-830-3.13e+03-9.6e+0646

22、-713-9.74e+03-1.71e+05中跨合拢阶段（50 阶段）56-7130.373924124.03e+3-9.51e+03-1.21e+05323.62e+3-1.56e+03-1.1e+06463.81e+3-1.17e+04-1.83e+05成桥阶段（51 阶段）563.81e+31.057.81e+03表 3.2 使用阶段和承载极限组合主梁内力计算结果阶段节点最大轴向力(kN)最小轴向力(kN)最大剪力(kN)最小剪力(kN)最大弯矩(kNm )最小弯矩(kNm )121.805e+004 -7.156e+0031.679e+004 7.553e+003-2.797e+004

23、 -1.777e+005321.855e+004 -7.160e+0035.538e+004 3.649e+004-1.078e+006 -1.717e+006461.855e+004 -7.160e+0032.127e+004 1.089e+004-1.328e+005 -3.074e+005承载极限状态组合I561.855e+004 -7.160e+0033.181e+003 -3.161e+0031.003e+005 1.125e+002126.154e+003 -7.001e+0031.034e+004 8.395e+003-7.667e+004 -1.266e+005326.058e

24、+003 -6.893e+0033.863e+004 3.679e+004-1.102e+006 -1.181e+006466.058e+003 -6.893e+0031.283e+004 1.157e+004-1.694e+005 -1.974e+005使用极限状态组合I566.058e+003 -6.893e+0034.909e+002 -4.837e+0024.294e+004 6.566e+003胡娜：翟家河大桥设计16第 4 章 预应力钢筋估算与配筋根据公路桥涵设计通用规范和公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的要求，参照结构设计原理 （人民交通出版社）和公路桥涵预应力设计规范采

25、用手算。预应力钢筋的计算见配筋计算书。 梁段力筋布置采用三向预应力，包括纵向预应力，横向预应力和竖向预应力，主要进行纵向预应力的设计，对于横向预应力和竖向预应力在力筋布置时做简要说明。4.1 配筋估算4.1.1 主梁控制截面截面几何特性（边跨 1/4L 处，桥墩根部，中跨 1/4L 处、中跨跨中截面）：见表4.1 截面几何特性表 4.1 毛截面几何特性其中：截面型心距截面上缘的距离；sy 截面型心距截面下缘的距离；xy 截面上缘抗弯模量,按下式计算I/；sWSWsy 截面下缘抗弯模量，按下式计算I/；xWXWxy , 截面上下缘核心矩，按下式计算，, /A, /A;skxkskxksWxW 截

26、面上缘预应力钢筋重心距截面形心的距离；se-截面下缘预应力钢筋中心距截面形心的距离。xe截面节点毛截面积A（）2m惯性矩 I（）4msy（m）xy（m）（sW）3m（xW）3msk（m）xk（m）se（m）xe(m) 边跨跨中1215.086467.22.6912.568 17.666 18.512 1.4271.495 2.5412.3682828.442141.44.9035.080 14.232 13.736 0.5500.531 4.753 4.88桥墩中心处3228.442141.44.9035.080 14.232 13.736 0.5500.531 4.753 4.88中跨1/4

27、L 处4616.343296.03.1802.793 17.881 20.358 1.3091.490 3.0302.593中跨跨中5611.07612.71.1531.8479.9916.2371.1930.745 1.0031.6472009 届土木工程（桥梁）专业毕业设计174.1.2 最不利荷载组合见表 4.2 最不利荷载组合表表 4.2 最不利荷载组合阶段节点最大轴向力(kN)最小轴向力(kN)最大剪力(kN)最小剪力(kN)最大弯矩(kNm )最小弯矩(kNm )121.805e+004 -7.156e+0031.679e+004 7.553e+003-2.797e+004 -1.

28、777e+005281.785e+004 -7.426e+0033.901e+004 -2.941e+004-1.092e+006 -1.664e+006321.855e+004 -7.160e+0035.538e+004 3.649e+004-1.078e+006 -1.717e+006461.855e+004 -7.160e+0032.127e+004 1.089e+004-1.328e+005 -3.074e+005承载极限状态组合I561.855e+004 -7.160e+0033.181e+003 -3.161e+0031.003e+005 1.125e+002126.154e+00

29、3 -7.001e+0031.034e+004 8.395e+003-7.667e+004 -1.266e+005285.795e+003 -7.237e+0031.486e+004 -1.803e+003-1.098e+006 -1.194e+006326.058e+003 -6.893e+0033.863e+004 3.679e+004-1.102e+006 -1.181e+006466.058e+003 -6.893e+0031.283e+004 1.157e+004-1.694e+005 -1.974e+005正常使用极限状态组合I566.058e+003 -6.893e+0034.9

30、09e+002 -4.837e+0024.294e+004 6.566e+003128.098e+003 -7.025e+0031.105e+004 8.272e+003-6.900e+004 -1.313e+005287.776e+003 -7.267e+0031.857e+004 -6.534e+003-1.097e+006 -1.236e+006328.107e+003 -6.937e+0034.025e+004 3.674e+004-1.098e+006 -1.237e+006468.107e+003 -6.937e+0031.384e+004 1.146e+004-1.636e+00

31、5 -2.100e+005正常使用极限状态568.107e+003 -6.937e+0039.103e+002 -9.014e+0025.197e+004 5.414e+003121.370e+004 -7.106e+0031.341e+004 7.828e+003-4.373e+004 -1.448e+005281.350e+004 -7.365e+0032.980e+004 -2.056e+004-1.093e+006 -1.358e+006321.404e+004 -7.074e+0034.501e+004 3.659e+004-1.085e+006 -1.395e+006461.404

32、e+004 -7.074e+0031.697e+004 1.111e+004-1.447e+005 -2.473e+005正常使用极限状态组合561.404e+004 -7.074e+0032.309e+003 -2.294e+0038.075e+004 2.169e+0034.1.3 钢束估算根据公预规 ，预应力混凝土连续梁应满足使用荷载下的正截面抗裂要求、正截面压应力要求和承载能力极限状态下正截面强度要求。因此，预应力钢筋的数量可以从这三方面综合评定。1）按正常使用极限状态的正截面抗裂验算要求估束根据公拉预规第 6.3.1 条，预应力混凝土受弯构件应对正截面的混凝土拉应力进行验算，以满足正

33、截面抗裂要求。 式 4.10.850stpc式中：在作用（或荷载）短期效应组合下构件的抗裂验算边缘混凝土的st胡娜：翟家河大桥设计18法向拉应力，式中不含正负号； 扣除全部预应力损失后的预加力在构件的抗裂验算边缘产生的预pc压应力。当截面承受正弯矩时，maxM 式 4.2当截面承受负弯矩时，minM 式 4.3式中：、在作用（或荷载）短期效应组合，弯矩的最大值和最小maxsMminsM值； 、截面形心轴上侧和下侧配置的预应力筋的永存预应力；ysNyxN 、截面形心轴上侧和下侧配置的预应力束与形心轴之间的距离；sexe、截面上缘和下缘的抗弯模量，sWxW、Isy的值见表xyA、截面上下缘均布置预

34、应力筋令：，（、截面的上、下核心距）sxWKAxsWKAsKxK则式（4.2）和（4.3）可以写成： max0.8 ()()0sysssyxsxMNkeNke min0.8 ()()0sysxsyxxxMNkeNke解得： 式 4.4maxminmin1.18()1.18()()1.18()sysssyxsxsysssyxxxxxsysssyxxxxxMNkeNkeMNkeNkekeMNkeNkeke当或（当minmaxmax1.18()1.18()()1.18()syxxxysxxsyxssysssxxsyxssysssssMNkeNkeMNkeNkekeMNkeNkeke当或（当 式 4.

35、5max0.85 ()0sysyssyxyxxxxxMNNeNNeWAWAWmin0.85 ()0sysyssyxyxxsssMNNeNNeWAWAWssIWyxxIWy2009 届土木工程（桥梁）专业毕业设计19一般的，当采用上下缘均配置预应力筋时，往往可根据其他控制截面的配筋或施方法确定一侧的预应力配筋，用公式估算来确定另一侧的配筋。即当上缘配筋情况已知时，则采用式（4.4）估算下缘配筋，或当下缘配筋情况已知时，则采用式（4.5）估算上缘配筋。如悬臂施工连续梁桥，根据支点负弯矩以及悬臂施工过程内力为已配设上缘预应力筋，则在跨中附近的下缘配筋时采用式（4.4）估算下缘预应力配筋。当然，亦可将

36、上下缘预应力筋按单侧配筋估算，详见下文，通过下式估算上下缘的配筋： ysyxyNNN 式（4.6）yssyxxyNeNeNe上述各式中，、为截面上下缘的永存预应力。估算时可适当考虑预应力损ysNyxN失比例，则相应的预应力束的数量可按下两式计算： 式（4.7）yxyxyconNnA 式（4.8）ysysyconNnA上式中：、截面上下缘截面预应力筋根数ysnyxn 单根预应力筋的面积yA 预应力张拉控制应力，可按公预规6.1.3 条选用con 可按预应力筋布置情况取 0.6-0.8，当预应力束较长时取较大值，当预应力束较短或弯折较多时取较小值。由式（4.4）到（4.8）计算所得，即为按截面上下

37、缘满足截面抗裂要求时所需配的预应力筋的数量范围。B、只在截面下缘布置预应力筋此时，式（4.2）和式（4.3）可写成： - +0.8 (+) 0 式（4.9）maxsMyxnskseMsmin+0.8 (-) 0 式（4.10）yxnxkxe分别求解可得预应力筋根数估算： 式（4.11）maxminmin1.18.()1.18().()1.18(.()sYconsssyxxxyconxxsyconxxMAkeMnkeAkeMAkexx当时或当k e时)估算中跨跨中截面（56）下缘所需预应力钢筋采用j15.2 每根钢绞线面积，Ay=139mm2,抗拉强度标准值=1860，张拉pkfMPa胡娜：翟家

38、河大桥设计20控制应力取，con=0.75x1860=1395,预应力损失按张拉控制应力的 20%估算。MPa取 a=0.8由表 4.2 可知： =5.197e+004; =5.414e+003 。取预maxsMKN MmxsiMKN M应力钢筋重心距下缘距离为 0.2m 根据表 4.1 可求得=1.193m; =0.745m; skxk=1.647m ；=I/=6.237m3 ；=I/=9.991 m3xexwxyswsy则根据式（4.11）可得：139.2 45.66 根yxnC、只在截面上缘布置预应力筋此时，式（4.9）和式（4.10）可写成：-+0.8 (-)0 式maxsMyxnsk

39、se（4.12）+0.8 (+ ) 0 式mxsiMyxnxkxe（4.13）分别求解可得预应力筋根数估算： 式（4.14）minmaxmax1.18.()1.18().()1.18(.()sYconxssyxSSyconSSsyconssMAkeMnkeAkeMAkess当时或当k 1/4=0.25,故支点断面恒载弯矩：0.70.7 115.5580.885ssgMMkN m 支点断面恒载剪力： 55.84ssgQQkN跨中断面恒载弯矩： 0.70.7 115.5580.885csgMMkN m7.2.2 活载效应汽车荷载产生的内力将重车后轮分别作用于板边缘和对称布置，后轴作用力为，轮压分布

40、kNP140宽度为：，.则行车道板上荷载压力面传递长度为：ma2 . 02mb6 . 02； mHaa4 . 0221mHbb8 . 0221重车后车轮（）kNP280 1max(/3,2 /3)2 /35.141.4aaLLLmm所以，5.14 1.46.54am1max(,/3)/32.571.4aat LLmm 所以2.57 1.43.97 .am 支点与跨中之间的有效分布宽度可近似按 45线过渡，的分布见图 7.3a01115.51 7.255.8422sgQgLkN2009 届土木工程（桥梁）专业毕业设计597.3 有效分布宽度（1）计算 pM重车后轮布置图见图 7.4： 120.3

41、31 1.505yy=p12abP28026.76/2 6.54 0.8kN m图 7-4 后轮布置图=p12 baP28044.08/2 3.97 0.8kN m=1.3（0.331+1.505）26.760.82pM =102.19kN m（2）计算PQ计算支点剪力时，荷载必须尽量靠近梁肋边缘布置。考虑了有效工作宽度后，每米板宽承受的分布荷载如图 7.3，支点剪力最大情况布置见图 7.5：1212胡娜：翟家河大桥设计60图 7-5 支点剪力最大情况布置图 10.932y 20.686y 30.372y p=12abP28026.76/2 6.54 0.8kN m=p12 baP28044.

42、08/2 3.97 0.8kN mA AkNbp41.2111kNaapp03.112/ ) ()(5 . 021.30.686 11.03(0.9320.372)21.4146.13pQkN汽车荷载效应如下：支点断面弯矩：7 . 0spM0.7 102.1971.533pM kN m支点断面处剪力：46.13sppQQkN跨中断面弯矩：5 . 0cpM0.5 102.1951.095pMkN m7.3 荷载组合7.3.1 悬臂板的荷载组合弯矩：恒载+汽车：1.2154.551.4(21+75.94)= 321.176spsgMM4 . 12 . 1kN m剪力：恒载+汽车：1.287.06

43、+1.4(10.5+24.50)153.472spsgQQ4 . 12 . 1kN7.3.2 单向板的荷载组合支点断面弯矩：恒载+汽车：1.280.8551.471.533197.172spsgMM4 . 12 . 1kN m支点断面剪力：恒载+汽车：1.255.84+1.446.13131.59spsgQQ4 . 12 . 1kN1232009 届土木工程（桥梁）专业毕业设计61跨中断面弯矩：恒载+汽车：1.280.885+1.451.095168.595cpcgMM4 . 12 . 1kN m7.4 配筋计算7.4.1 悬臂板的配筋(1)支点处配筋，取单位 1 米板宽计算有效高度，095h

44、cm321.176jMkN m3026201.1 321.176 100.01722.4 101 0.95cjcdr MAf bh 011 20.01710.56A 000.5 (11 2)0.991A3226001.1 321.176 100.0013413.40.991 0.95 280 10sjgsdr MAmcmh f查附表 1-6：钢筋取 HRB335，816 , 216.08gAcm(2) 抗剪验算332000.50 100.50 101.0 1.83 1000 950869.250.991 153.472152.09tdjf bhkNQkN故无需进行专门的配筋计算。7.4.2 单

45、向板的配筋(1)支点处配筋，取单位 1 米板宽计算有效高度，0115hcm197.172jMkN m3026201.1 197.172 100.007322.4 101 1.15cjcdr MAf bh 011 20.00730.56A 000.5 (11 2)0.996A3226001.1 197.172 100.000686.80.996 1.15 280 10sjgsdr MAmcmh f查附表 1.6：钢筋选取 HRB335，812,29.05gAcm（2）跨中处配筋，取单位 1 米板宽计算有效高度，035530hcm168.595jMkN m3022601.1 168.595 100

46、.09222.4 1 0.310cjcdr MAf bh 011 20.0970.56A 000.5 (11 2)0.952A胡娜：翟家河大桥设计623226001.1 168.595 100.00231923.190.952 0.3 280 10sjgsdr MAmcmh f查附表 1-6：钢筋取 HRB335，820,225.13gAcm(2) 抗剪验算332000.50 100.50 101.0 1.83 1000 300274.50.952 131.59125.27tdjf bhKNQkN故无需再进行专门的配筋计算。2009 届土木工程（桥梁）专业毕业设计63第 8 章 施工组织设计8

47、.1 工程概况介绍8.1.1 工程项目介绍桥名：翟家河大桥。桥梁全长 757m,主桥为 105+180+105m 跨单箱单室箱形预应力钢筋混凝土连续刚构, 引桥为 235+835m 跨简支梁。桥面宽度：净 212 米+1m（中央分隔带）+23.0 米（人行道，包含栏杆）=31 米。该桥两个主桥墩均采用柔性双薄壁墩，净距为 5.5m，每片厚度为 2.5 m，墩身横桥向宽度与主桥梁箱底板同宽为 8m，墩高为 50m 和 51m。根据给出的地质条件，主桥墩基础采用群桩基础，每个主墩承台下设置 12 根群桩基础，桩径为 200cm。下图为其地形断面图： 图 8.1 桥位地形断面图8.1.2 施工方法确

48、定由于本桥断面地质情况比较好，基岩外露，因而引桥桥墩基础采用明挖扩大基础，主桥墩基础则采用钻孔灌注桩基础，施工方法简单，抗震性能好，施工技术完善，具有较好的经济效益。桥梁上部结构的施工，由于该桥是预应力钢筋混凝土连续刚构桥，悬臂施工方法在施工期间不影响桥下通航或行车，同时密切配合设计和施工的要求，充分利用了预应力混凝土承受负弯矩能力强的特点，将跨中正弯矩转移为支点负弯矩，提高了桥梁的跨越能力。因而采用悬臂浇注施工方法。从两个主桥墩的 0#块开始，两侧对称进行现浇悬臂施工。悬臂施工方法应用广泛，具有较强的施工能力，施工技术设备完善，尤其是具有丰富的施工经验可借鉴，且悬臂浇注施工简便，结构整体性好

49、，是一种理想的施工方法。胡娜：翟家河大桥设计648.2 施工组织设计8.2.1 施工工艺流程图墩台基础及墩台施工搭支架现浇 0#块拆除支架挂篮拼装、试压 挂篮移动、固定、调整 现浇段模板、钢筋、预应力管道安装混凝土养护、脱模预应力筋张拉、灌浆搭支架现浇边跨段进行体系转换边跨合龙进行体系转换中跨合龙桥面铺装，人行道，栏杆，伸缩缝等桥面系施工8.2.2 基础及桥墩的施工钻孔灌注多排桩基础的施工主要内容包括基础定位放样，基底处理和浇注基础结构物等。1）基础的定位放样：根据桥梁中心线和墩台基础的纵横轴线，推出基础边线的定位点，将设计图上的基础位置准确的设置到桥址上，再放线画出基坑的开挖范围。2）基坑开

50、挖：主桥墩基础为低围堰开挖，施工难度较低。3）基底检验与处理：基坑施工是否符合设计要求，在基础浇注前应按规定进行2009 届土木工程（桥梁）专业毕业设计65检验，检查基底平面位置，尺寸大小，基底标高，基底岩质的均匀性及承载能力等。按桥涵施工技术规范规定，检验结果如果不符合设计或规范要求，不得进行基础浇注，在基础浇注前对基底进行处理。4）基础混凝土浇注：在挖基完成前准备好基础所需混凝土，采用 20 号混凝土，以保证及时浇注基础，搭模现浇，在浇注时，预置钢筋，埋入长度、露出长度、间距的确定，以保证基础和墩台身的连接。8.2.3 主梁施工1）概述桥梁的体系转化，等边跨合拢后再进行体系转换，再进行中跨

51、跨中合拢。主梁采用悬臂浇注施工。根据结构悬臂施工特点，一节梁段分为如下四个施工工况：立模板浇注梁段混凝土张拉预应力筋钢束移动挂篮。2）悬臂浇注施工流程完成桩基础、墩身施工，在托架上浇筑 0#梁段、张拉预应力束后拼装挂篮，浇筑1#梁段混凝土，如图 8.2 和 8.38.2 架设托架胡娜：翟家河大桥设计66图 8.3 0 号块施工张拉预应力束后，拼装挂篮，如图 8.4：2009 届土木工程（桥梁）专业毕业设计67图 8.4 拼装挂篮待混凝土强度达到标准强度的 80时，张拉预应力钢筋，并锚固。再进行下一阶段的混凝土浇注。依次类推，一直循环 21 达到最大悬臂。简支引桥部分以及边跨直线段部分搭支架现浇

52、，如图 8.5：图 8.5 边跨搭支架现浇然后悬臂浇注最后两块梁段边跨合拢进行体系转换再中跨跨中合拢。支架和钢托悬臂浇注混凝土时需要注意的问题：、箱梁 0 号块在万能杆件组装架上进行浇注，从 1 号块开始利用两对挂篮对称进行施工，两墩每边各悬臂浇筑 21 段，两边跨均有现浇段，边跨合拢段为 1.0 万能杆件组装的支架上施工，中跨合拢段为 2.0m，在两个对称的 T 悬臂挂篮上悬浇施工。引桥部分采用支架现浇，施工主桥部分时，同时进行引桥简支梁的施工，最后留有一合拢段，与主桥进行合拢。0 块的混凝土分三次浇注完成，以减小大体积混凝土产生的水化热的影响。、梁段施工时，块件连接处及块件分层浇筑的施工缝

53、，应凿除其混凝土表面的水泥砂浆和松散层。、挂篮就位后，安装并校正模板吊架，此时应对浇注预留梁段混凝土进行抛高。、模板安装应核准中心位置及标高，模板与前一段混凝土面应平整密贴。、安装预应力预留管道时，应与前一段预留管道接头严密对准，并用胶布包贴，防止灰浆渗入管道。管道四周应布置足够的定位钢筋，确保预留管道位置正确，线形平顺。、浇注混凝土时，可以从前端开始，应对称平衡浇注。浇注时应加强振捣，并注意对预应力预留管道的保护。胡娜：翟家河大桥设计68、为提高混凝土的早期强度，以加快施工速度，在设计混凝土配合比时，加入一定量的早强剂。为防止混凝土出现过大的收缩、徐变，应在配合比设计时按规范要求控制水泥用量

54、。、梁段拆模后，应对梁端的混凝土表面进行凿毛处理，以加强接头混凝土的连接。、箱梁梁段混凝土的浇注，采用一次浇筑法，在箱梁顶板中部留一窗口，混凝土由窗口注入箱内，再分布到底模上。、箱梁梁段分次浇注混凝土时，为了不使后浇混凝土的重力引起挂篮变形，导致先浇混凝土开裂，在浇注混凝土时根据其重量的变化，随时调整吊带高度。8.2.4 边跨合拢段施工其施工工序如下：1）先搭设边跨合拢段的现浇落地支架；2）将合拢段两端梁底板与落地支架固结起来，使悬臂端部与落地支架具有相同的变形；3）在合拢段两端加配重；4）在最佳合拢温度时浇注合拢段混凝土，在浇注的同时逐级卸载两端配重；5）混凝土达到设计强度后，张拉边跨顶、底

55、板预应力钢束。8.2.5 中跨合拢段施工其施工工序如下：1）合拢段的挂篮，可利用悬臂现浇的挂篮；2）安装水平连接骨架；3）配置合拢段两端的压重；4）在适宜的合拢温度时，现浇合拢段混凝土，同时逐级卸载压重；5）合拢段混凝土达到设计强度后，按顺序张拉顶板束和底板束预应力钢筋；6）拆除挂篮。8.2.6 预应力张拉工艺1）初张拉力0初应力（10）100持续 5 分钟（锚固）concon2）张拉顺序：、各梁段三向预应力张拉顺序为：先纵向，后横向，最后竖向。、横向预应力张拉，分别从桥墩一侧开始依次张拉。、先张拉顶板束，后张拉底板束。2009 届土木工程（桥梁）专业毕业设计69、竖向预应力张拉，两腹板对称依

56、次从靠近桥墩的一端张拉。3）张拉步骤：、横向和竖向预应力的张拉初始应力为 10，以此为伸长量的起算点。、纵向预应力张拉：混凝土强度达到设计强度的 75后，方可进行张拉；初应力取控制应力的 10作为伸长量的起算点。4）张拉预应力钢筋注意事项、预应力钢材预应力锚具进场后，应分批严格检验和验收，妥善保管。、所有预应力钢材不许焊接，凡有接头的预应力钢绞线部位应予切除，不准使用；钢绞线使用前应作除锈处理；所有预应力张拉设备应按有关规定认真进行标定。、所有预应力管道的位置必须按设计图定位准确牢靠，管道顺通，波纹管应具有足够的刚度和密水性，接头处严防漏水和卷口。、预应力管道的定位钢筋，必须与箱梁及其他构造钢

57、筋点焊，避免在施工震捣时“U”型定位钢筋产生横向滑动，从而确保预应力钢束定位准确。同时，在钢束的平、竖弯曲处，应加密定位钢筋。、所有预应力施加都应在箱梁混凝土强度到 45以上进行，且采用张拉MPa吨位与延伸量双控，张拉吨位为主。、纵向预应力钢束在箱梁横截面应保持对称张拉，中纵钢束张拉时两端应保持同步。、钢束张拉时应在初始张拉力（可取设计张拉吨位的 10%）状态下注出标记以便直接测定各钢绞线的引伸量，对引伸量不足的应查明原因，并采取补张拉等相应措施。8.3 施工注意事项8.3.1 合拢施工注意事项1）选择在较低气温下浇注合拢段混凝土，使合拢段混凝土与梁体的连接良好。2）箱梁合拢段混凝土施工前，应

58、在合拢段两端设置配重，配重重量与合拢混凝土重量相等；在浇注合拢段混凝土时，逐级卸载压重，使合拢段两端不产生相对变位。3）在箱梁悬臂施工的过程中，应采取措施调整箱梁施工标高。8.3.2 O 号块施工注意事项0 号块混凝土体积庞大，为封闭式单箱室结构，浇注混凝土时，容易产生裂缝，胡娜：翟家河大桥设计70应采取以下措施：1）在确保强度的前提下，优化混凝土的配合比，尽量减少水泥用量；2）减少混凝土用水量；3) 分多次浇注混凝土；4) 浇注完成后及时养护。8.3.3 施工控制为提高控制速度和精度，采用计算机程序控制，其步骤为：1)将施工中实际结构状态信息输入计算机程序；2）通过对各种测量信息的综合处理，得到结构的误差；3）对结果进行判断，决定是否采取措施纠正；通过上述每个节段反复的跟踪控制办法，使结构与预定目标始终控制在较小的误差范围内，最后合拢时可达到比较理想的目标。8.3.4 施工精度及安全为使施工达到高度安全、高质量及高精度，要求混凝土强度达到 75%时方可施加预应力， 对已浇注的梁段要求必须经过以下五个方面的核实才能进入下一梁段的施工：1）箱梁各部尺寸及中线误差；2）混凝土强度是否达到强度及