连续梁桥本科毕业设计说明书

1、本科毕业设计说明书题 目：新洲跨河大桥设计院 （部）：土木工程学院专 业： 土木工程班 级： 土木XXXX姓 名： XXX学 号： XXXXXX指导教师： XXX完成日期： XXXX年XX月XX日目 录摘 要VABSTRACTVI1 前 言- 1 -1.1预应力混凝土连续梁桥概述- 1 -1.2设计资料- 3 -1.3 采用材料- 4 -1.4 采用规范- 4 -2 方 案 比 选- 7 -2.1构思宗旨- 7 -2.2比选标准- 7 -2.3设计方案- 7 -设计方案一- 7 -设计方案二- 8 -设计方案三- 8 -设计方案四- 9 -2.4方案比选- 9 -2.5方案确定- 10 -3

2、预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 总 体 布 置- 11 -3.1桥型布置- 11 -孔径布置- 11 -桥梁截面形式- 11 -桥梁细部尺寸- 13 -桥面铺装- 15 -桥梁下部结构- 15 -本桥使用材料- 15 -3.2桥博输入信息- 16 -3.2.1 总体信息输入- 16 -3.2.2 施工信息输入- 16 -3.2.3 使用信息输入- 17 -3.3 全桥三维图模型- 17 -4 荷 载 内 力 计 算- 18 -4.1全桥结构单元的划分- 18 -4.1.1 划分单元原则- 18 -桥梁具体单元划分- 18 -4.2全桥施工节段划分- 18 -桥梁划分施工分段原则- 18

3、 -施工分段划分- 18 -4.3主梁内力计算- 19 -恒载内力计算- 19 -悬臂浇筑阶段内力- 19 -边跨合拢阶段内力- 20 -中跨合拢阶段内力- 22 -桥面铺装阶段内力- 23 -4.3.6 计预应力成桥后的内力应力图- 24 -支座位移引起的内力计算方法及结果- 25 -4.4活载内力计算- 26 -活载因子的计算- 26 -横向分布系数的考虑- 27 -4.5荷载组合- 27 -5 预 应 力 钢 束 的 估 算 与 布 置- 29 -5.1钢束估算- 29 -按承载能力极限计算时满足正截面强度要求：- 29 -按正常使用极限状态的应力要求计算- 30 -5.2预应力钢束布置

4、- 33 -5.3预应力损失- 34 -摩阻损失- 35 -5.3.2. 锚具变形损失- 35 -5.3.3. 混凝土的弹性压缩损失- 35 -预应力筋的引力松弛损失- 36 -收缩徐变损失- 37 -5.4预应力计算- 38 -5.5施工阶段应力验算- 38 -6 次 内 力 验 算- 40 -6.1徐变次内力的计算- 40 -6.2 预加力引起的二次力矩- 40 -6.3 温度次内力的计算- 40 -7 桥 梁 内 力 组 合- 42 -7.1内力组合的原则- 42 -7.2 承载能力极限状态下的效应组合- 42 -7.3 正常使用极限状态下的效应组合- 43 -8 主 梁 截 面 验 算

5、- 45 -8.1 正截面抗弯承载力验算- 45 -8.2 持久状况正常使用极限状态应力验算- 46 -8.2.1 正截面抗裂验算- 46 -8.2.2 斜截面抗裂验算- 49 -8.2.3 使用阶段预应力混凝土受压区混凝土最大压应力验算- 49 -8.2.4 预应力钢筋中的拉应力验算- 49 -8.2.5 混凝土的主压应力验算- 50 -8.3 短暂状况预应力混凝土受弯构件应力验算- 50 -9 下 部 结 构 设 计 计 算- 51 -9.1桥墩的计算- 51 -9.2承台及桩的设计计算- 53 -9.2.1 桩的计算宽度b1- 54 -桩的变形系数- 54 -桩顶刚度系数值计算- 54

6、-9.2.4 计算作用在每根桩顶上的的作用力Pi 、Qi 、Mi- 55 -计算最大冲刷线处桩身弯矩、水平力及轴力- 55 -9.2.6 承台验算- 59 -总 结- 64 -谢 辞- 65 -参 考 文 献- 66 -摘 要本次设计选用公路桥梁类型，道路类型为二级公路，桥梁取单幅双向四车道行车，设计桥梁的跨度为71.5+117+71.5m，采用的是单箱双室箱型。桥宽21.4m，主梁采用悬臂挂篮施工。 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。梁高按二次抛物线变化，从支座处最大7米到跨中3米，顶板厚度为30

7、cm。在设计好截面的基础上，对结构进行内力分析（运用桥梁博士v3.0）对钢筋数量进行估计并配置钢筋，进行预应力筋和次内力计算，再检算主要控制截面的承载能力和变形情况，最后对主要工程量进行估算。在昨晚所有的计算后，绘制结构施工图，包括桥跨布置图、施工程序图等，进行外文翻译，最后编制设计计算说明书及文档整理。关键词：预应力混凝土连续梁桥；抛物线；悬臂施工；桥梁博士v3.0Design of xinzhou crossing bridgeAbstractThis for bridge is used in the Secondary road, The road of the bridge serv

8、es as double-direction four lanes. The spans of the bridge are 71.5 +117+71.5 meters. It has a the box section of Single-box double room and 21.4-meters wide. The girder applies cantilever hung-basket bearing and symmetric equilibrium construction.Pre-stressed concrete continuous Girder Bridge becom

9、e 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

10、 and so on. The highness of the beam ranges from 7.0m at the support to 3.0m at the middle of the span, changing at a quadratic parabolas path. The thickness of the roof is 30cm. At the basis of the designing section , internal force analysis is done(by Dr.Bridge3.0).The amount of the steel bar is e

11、stimated and the collocation is done. After these processes, prestressing force loss and the secondary force can be calculated . Then, check whether the carrying capability and deflection of main controlling section can passes its limits. At last, the major amount of the project is estimated. After

12、all the calculation, draw the construction drawing (including bridge span arrangement, construction procedure and so on), do the translation of foreign language. At last make the introduction of my design and sort my text file.Key words:Pre-stressed concrete continuous Girder Bridge；parabolic curves

13、；cantilever hung-basket bearing；Dr.Bridge v3.01 前 言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

14、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。 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

15、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，连续梁所需的巨型支座无论是在设计制造方面，还是在养

16、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

17、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，三材指标和

18、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，作分析、判断，得出可行的最佳方案。本次设计为(71.5+117+71.5)m预

19、应力混凝土连续梁，桥宽为21.4m。梁体采用单箱双室箱型截面，全梁共分134个单元，单元长度分别有2.5m、2m、1.5m、1m、0.5m。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，所以采用桥梁博士软件进行，这样不仅提高了效率，而且准确度也得以提高。1.2设计资料1. 河床剖面图：见附件一2. 桥位平面图：见附件二3. 设计荷载标准：公路级；人群3.0KN/m24. 桥梁所处公路等级：二级公路5. 设

20、计行车速度：60km/h6. 桥面：车行道18m+人行道1.5x2+栏杆0.2x2m纵坡1.8%,双向横坡1.5% 7. 水文状况：此河流为一条源短流急的山溪性潮汐河流,受上游径流和下游潮流的共同作用,桥址处潮差很大,历年均潮差为4.52m,最大潮差高达7.17m,历年最高潮位4.50m(黄海高程)。8. 地质状况此桥桥址处地质主要为第四纪软土,根据勘察钻孔资料及土工实验成果,可将桥址地基土分为18个工程地质层,即粘土;淤泥;粉细砂混游泥;淤泥含砂、粉细砂混淤泥及淤泥;中砂;卵石;粘性土混碎石;基岩。 地层指标 地质层容许承载力（KPa）极限摩阻力（KPa）粘土6026淤泥468粉细砂混游泥7

21、5301淤泥含砂60162粉细砂混淤泥70253淤泥5514中砂9035卵石750135粘性土混碎石150501全风化层400602强风化层12001003弱风化层25002004微风化层35003501.3 采用材料 混凝土：上部结构采用C60混凝土，下部结构采用C40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1.4 采用规范JTG D60-2004公路桥涵设计通用规范 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

22、土及预应力混凝土桥涵设计规范1.5 设计图纸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设计方案设计方案一 图2.1连续梁桥布置图 单位：cm变截面预应力混凝土连续梁桥（1）孔径布置：71.5m+117m+71.5m，全长260m，宽21.4m。箱梁根部梁高7m，跨中梁高3m，从一

23、号块到跨中按二次抛物线变化。由桥面设有1.5的横坡，1.8%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。采用单幅单箱双室箱型形式。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端承桩，桥墩为圆端型实体墩。（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。设计方案二图2.2 简支梁桥布置图 单位：cm 等截面预应力简支T形梁桥（1）孔径布置：7*40m,全长280m，宽21.4m.桥面设有1.5的横坡，1.8%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

24、T型梁。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端承桩，桥墩为圆端形实体墩。（4）施工方案：全桥采用满堂支架浇筑施工法。设计方案三图2.3 中承式拱桥布置图 单位：cm中承式拱桥（1）孔径布置：跨径65m+130m+65m，全长260m，桥宽21.4m。桥面设有1.5的双向横坡，1.8%的纵坡。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130m，拱圈高26m，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

25、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端承桩（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。设计方案四图2.4 斜拉桥布置图 单位：cm 独塔斜拉桥 （1）孔径布置：130m+130m，全长260m。桥面设有1.5%的双向横坡和1.8%的纵坡。 （2）结构构造：主梁采用单箱三室箱型形式，塔高38米，斜拉索采用热挤聚乙烯拉索，冷铸镦头锚锚固体系，钢丝直径为7毫米。 （3）下部结构：桥墩采用钻孔灌注端承桩，桥墩为矩形实体墩。 （4）施工方案

26、：全桥采用满堂支架施工。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。以上四种方案基本都满足着一要求。（2）方案一与方案二都属于预应力混凝土梁桥，与方案三的拱桥和方案四的斜拉桥相比，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

27、，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

28、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。2.5方案确定综上所述，根据安全、经济、适用、美观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260m。孔径布置连续梁跨径布置

29、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

30、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71.5m+117m+71.5m的形式。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

31、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3.1 设计桥布置图 单位：cm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

32、，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7m，跨中梁高3m。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的弯矩变化规律基本相近。（2）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

33、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、双箱多室等等。从对箱形截面的受力状态分析表明，单箱双室截面受力明确，施工方便，节省材料用量。一般常用在桥宽22m以内的范围。图3.2 支座和跨中截面尺寸 单位：cm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双室的箱型截面。如上图：顶板厚度取30cm；跨中处底板厚40cm，支点处底板厚为80cm,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：

34、根据已建成桥梁的资料分析，梁高可按下表采用：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) 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7m，跨中梁高为3m。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

35、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： K1墩上底板厚度参数 HS墩上梁高; B桥面宽度; AF箱梁底板混凝土面积。 Lm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

36、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80cm，在跨中厚40cm.顶板厚30cm。（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：a 腹板内无预应力筋时，采用200mm。b 腹板内有预应力筋管道时，采用250300mm。c 腹板内有锚头时，采用250300mm。大

37、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。腹板厚度也可按以下推荐公式选定。墩上腹板厚度参数式中：K2墩上腹板厚度；t3s墩上腹板厚度总和。 HS箱梁跨中梁高。跨中腹板厚度参数 式中： K3箱梁跨中腹板厚度t3c箱梁跨中腹板厚度总和。Hc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2cm厚的防水混凝土作为铺装层，上加8cm厚的沥青混凝土磨耗层，共计10cm厚。3.1.5桥梁下部结构 全桥基础均采用钻

38、孔灌注端承桩，桥墩圆端型实体墩。本桥使用材料（1）使用混凝土箱梁采用60号混凝土，墩身采用、承台、防撞护栏、采用40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1.9×105 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

39、向活动和双向活动盆式支座。图3.3 盆式橡胶支座 单位：cm3.2桥博输入信息 总体信息输入 1 工程项目：新洲跨河大桥 2 结构描述：（1）最大单元号134 （2）最大节点号135 （3）最大钢束号83 （4）最大施工阶段号37 3 结构材料：中交新混凝土C60 ：8040立方米 4 预应力筋材料：中交新预应力筋：270k级钢绞线（15.24）：409吨 施工信息输入 1 挂篮的设计：全桥共有四个挂篮同时作业，每个挂篮的自重1600KN，均采用后支点挂篮。 2 施工：桥梁边跨直线段采用满堂支架施工，合拢段采用吊架施工同时配重，以满足桥梁的预拱度。 使用信息输入 不计挂车荷载，汽车荷载的横向分

40、布系数：4x0.67X1.15=3.082。3.3 全桥三维图模型图3.4 全桥三维图4 荷 载 内 力 计 算4.1全桥结构单元的划分 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.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：1*0.5+1*2.5+5*2+1*0.5+27*2+1*2.5+1*1.5+1*1.5+1*2.5

41、+27*2+1*0.5+1*0.5+27*2+1*2.5+1*1.5+1*1.5+1*2.5+27*2+1*0.5+5*2+1*2.5+1*0.5。.图4.1 全桥划分单元图4.2全桥施工节段划分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。施工分段划分全桥分段为134个单元。135个节

42、点。全桥整体采用悬臂节段浇筑施工法，边跨直线段单元使用整体现浇法。单元3639与单元9699为0号块，接着每2个2m的单元为一个施工节段共划分13个，接着9号、66号、69号、126号四个的单元划分为一个施工节段，两端1-7号单元与128-134号单元采用整体现浇，8号、127号为边跨合拢段，66号67号为中跨合拢节段，共37个施工阶段，施工过程图如下：图4.2 施工阶段部分图4.3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。恒载内力计算（1）第一期恒载（结构自重）恒载集度（2）第二期恒载包括结构自重、桥面二期荷载

43、悬臂浇筑阶段内力 浇筑9号梁单元，拆卸挂蓝，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如表4.1（篇幅限制，列部分单元）：表4.1最大悬臂阶段累计内力表单元号节点号阶段累计效应弯矩(KN.m)剪力(kN)轴力(KN)996.00e+036456.45e+0310101.2e+04-1.21e+031.32e+04图4.3 最大悬臂浇筑阶段内力图图4.4 最大施工阶段累计应力图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。此时全桥恒载内力如表4.2（篇幅限制，列部分单元）：表4.2边跨合龙

44、阶段累计内力表阶段累计内力单元号节点号阶段累计效应弯矩(KN.m)剪力(kN)轴力(KN)113.77e-10-8.4e-100.022-74.75.47e+030.0图4.5 边跨合拢阶段累计内力图图4.6 边跨合拢阶段累计应力图中跨合拢阶段内力拼装中跨合龙吊架，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如表4.3（篇幅限制，列部分单元）：表4.3中跨合拢阶段累计内力表阶段累计内力单元号节点号阶段累计效应弯矩(KN.m)剪力(kN)轴力(KN)68689.57e+03-71.62.05e+0569691.

45、61e+0487.52.11e+05图4.7中跨合拢阶段累计内力图图4.8 中跨合拢阶段累计应力图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4.4（篇幅限制，列部分单元）：表4.4桥面铺装阶段累计内力表阶段累计内力单元号节点号阶段累计效应弯矩(KN.m)剪力(kN)轴力(KN)9898-1.59e+056.51e+044.43e+059999-1.18e+054.56e+044.28e+05图4.9桥面铺装阶段累计内力图图4.10 桥面铺装阶段累计应力图 计预应力成桥后的内力应力图4.11 计预应力成桥后的内力图4.12 计预应力成桥后的应力图4.3.7支座位移引起的

46、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。4.4活载内力计算（1）影响线的计算将单

47、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）人群加载人群加载只需求出影响的正、负区段面积。 （3）汽车加载车道荷载用于桥梁结构的整体计算，车辆荷载用于桥梁结构的局部加载、涵洞、桥台和挡土墙土压力等的计算。在各计算项目中车辆荷载和车道荷载的作用效果不得叠加。车道和在德军布荷载标准值应满布于使结构产生最不利效应的同号影响线上；集中荷载标准值之作用于相应影响线中一个最大影响线峰值处。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

48、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

49、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；偏载系数。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。因为截面采用单箱双室，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。4.5荷载组合（1）正常使用极限状态的内力组合：考虑三种组合：组合：基本可变荷载（平板挂车或履带车除外）的一种或几种，与永久荷载的一种或几种组合。组合：基本可变荷载（平板挂车或履带车除外）的一种或

50、几种，与永久荷载的一种或几种，与其他可变荷载的一种或几种组合。组合：平板挂车或履带车与结构重力，预应力，土的重力及土侧压力中的一种或几种相组合。（2）承载能力极限状态的内力组合： 结构重力产生的效应与汽车（或挂车或履带车）荷载产生的效应同号时： 1.2SG+1.4SQ11.2SG+1.1SQ11.1SG+1.3SQ1+1.3SQ2另外再按规定相应的提高。当结构重力产生的效应与汽车荷载产生的效应异号时： 0.9SG+1.4SQ10.9SG+1.1SQ10.8SG+1.3SQ1+1.3SQ2图4.13单元承载力组合图5 预 应 力 钢 束 的 估 算 与 布 置5.1钢束估算根据预规（JTG D6

51、2-2004）规定，预应力梁应满足弹性阶段（即使用阶段）的应力要求和塑性阶段（即承载能力极限状态）的正截面强度要求。按承载能力极限计算时满足正截面强度要求：预应力梁到达受弯的极限状态时，受压区混凝土应力达到混凝土抗压设计强度，受拉区钢筋达到抗拉设计强度。截面的安全性是通过截面抗弯安全系数来保证的。（1）对于仅承受一个方向的弯矩的单筋截面梁，所需预应力筋数量按下式计算，如下图：h0xNdfcd ， ， 解上两式得：受压区高度 预应力筋数 或 式中 截面上组合力矩。混凝土抗压设计强度；预应力筋抗拉设计强度；单根预应力筋束截面积； b截面宽度 （2）若截面承受双向弯矩时，需配双筋的，可据截面上正、负

52、弯矩按上述方法分别计算上、下缘所需预应力筋数量。这忽略实际上存在的双筋影响时（受拉区和受压区都有预应力筋）会使计算结果偏大，作为力筋数量的估算是允许的。下表5.1（篇幅限制，列部分单元）为计算得各单元配筋面积。表5.1承载能力极限状态单元截面配筋面积:单位 m*2单元号左上缘左下缘右上缘右下缘20.000279000.00823300.0082300.0135380.2600.2420580.02350.003060.01960.00721340.000279000按正常使用极限状态的应力要求计算规范（JTJ D62-2004）规定，截面上的预压应力应大于荷载引起的拉应力，预压应力与荷载引起的压应力之和应小于混凝土的允许压应力（为），或为在任意阶段，全截面承压，截