预应力混凝土连续刚构桥结构设计书

第18页/共18页预应力混凝土连续刚构桥结构设计书1.结构总体布布置本部分结构设计计所取计算模模型为三跨变变截面连续箱箱梁桥，根据据设计要求确确定桥梁的分分孔，主跨长长度为80m，取边跨46m，边主跨之之比为0.5575。设计该桥桥为三跨的预预应力混凝土土连续梁桥（46m+80m+460m），桥梁梁全长为172m。大桥桥面面采用双幅分分离式桥面，单单幅桥面净宽宽20m（4X3.755行车道+1m左侧路肩+3.0m右侧路路肩人行道++2X0.55m防撞护栏栏），两幅桥桥面之间的距距离为1m，按高速速公路设计，行行程速度100Km//h。桥墩采采用单墩，断断面为长方形形，长14米，宽3.5米，高25米。上部结构桥面和和下部结构桥桥墩均采用C50混凝土，预预应力钢束采采用Strannd18600钢材。桥梁基本数据如如下：桥梁类型型:三跨预应力力箱型连续梁梁桥(FCM)桥梁长度度:LL=46+80+46=1722m桥梁宽度度:BB=200m(单向4车道)斜交角度度:990˚(正桥)桥梁正视图桥梁轴测图2．箱梁设计主桥箱梁设计为为单箱单室断断面，箱梁顶顶板宽20m，底板宽14m，支点处梁梁高为h支=(1//15~1/18))L中=4.444~5.333m，取h支=5.0m，高跨跨比为1/116，跨中梁梁高为h中=(1//1.5~11/2.5))h支=2~3.33m，取取h中=2.30m，其间梁梁底下缘按二二次抛物线曲曲线变化。箱箱梁顶板厚为为27.5cmm。底板厚根根部为54cm，跨中为27cm，其间分分段按直线变变化，边跨支支点处为800cm，腹板板厚度为800cm具体尺尺寸如下图所所示：箱梁断面图连续梁由两个托托架浇筑的墩墩顶0号梁段、在在两个主墩上上按“T构”用挂篮分段段对称悬臂浇浇筑的梁端、吊吊架上浇筑的的跨中合拢梁梁段及落地支支架上浇筑的的边跨现浇梁梁段组成，00号梁段长2m，两个“T构”的悬臂各分分为9段梁段，累累计悬臂总长长38m。全桥共有有一个2m长的主跨跨跨中合拢梁梁段和两个22m长的边跨跨合拢梁段。两两个边跨现浇浇梁段各长4m，梁高相同同。主墩墩顶顶箱梁综合考考虑受力和变变形情况箱梁梁内各设柔性性横隔板2道，边墩顶顶各设横隔板板一道。为满满足施工和管管理需要，在在每道横隔板板出均设置了了人洞。同时时为保持箱内内干燥，在箱箱梁根部区段段底板上设有有排水口。3．荷载参数3.1永久荷载载结构重力在程序中以自重重输入二期恒载W=32.5KKN/m3.2预应力荷荷载跨中与边跨钢束束()截面面积:顶板钢束()截面面积:孔道直径:张拉力:施施加75%抗拉强度的的张力张拉初期的损失失(由程序计算)摩擦损失:顶板束:,,底板束:,,锚固端滑移量:混凝土弹性压缩缩预应力损失失:损失量,预应力长期损失失(由程序计算)应力松弛徐变和干缩引起起的损失3．3徐变和干干缩条件水泥:普通通水泥施加持续荷载时时混凝土的材材龄:日混凝土暴露在大大气中时的材材龄:日相对湿度:大气或养生温度度:适用标准:道桥设计标标准(CEBB-FIP))徐变系数:由程序计算算混凝土干缩应变变:由程序计算算3．4挂篮荷载载假设挂篮自重如如下3.5可变荷载载可变作用主要考考虑汽车荷载载、温度作用用、支座沉降降等作用。汽汽车荷载为高高速公路1级，4车道布置，考考虑荷载横向向分布系数0.67，不考虑人人群荷载作用用。温度作用用考虑四种工工况，体系温温升20℃，体系温降降-20℃。每个支座座均考虑支座座沉降，其中中沉降量均为为10mm，取取最不利组合合。3.6使用状态态荷载组合正常使用极限状状态下，标准准值组合恒载载组合系数11.0，汽车车荷载组合系系数为0.77。；承载力力极限状态下下，结构的重重要性系数为为1.1，恒载载组合系数11.2，汽车车荷载组合系系数为1.44，温度组合合系数0.88；标准值组组合恒载组合合系数1.00，汽车荷载载组合系数为为1.0。4．计算模型4.1单元与节节点计算模型中全桥桥共划分为61节点，58个单元。确确定计算模型型时主要根据据主桥梁段划划分情况来确确定，每一悬悬浇段为一个个单元。施工工阶段分析考考虑挂篮移动动，混凝土浇浇注，预应力力钢筋张拉以以及施工临时时荷载的变化化等。0号梁段长2m，两个“T构”的悬臂各分分为9段梁段，累累计悬臂总长长38m。全桥共有有一个2m长的主跨跨跨中合拢梁梁段和两个22m长的边跨跨合拢梁段。两两个边跨现浇浇梁段各长4m，梁高相同同。4.2预应力体体系纵向预应力钢束束共设置了顶顶、底板束和和腹板束，采采用Strannd18600钢材，设计计张拉应力1395MMpa.部分预应力筋如如图顶板横向预应力力沿轴线每660cm布置置一束，钢束束均采用φ15.244-3钢绞线线，设计张拉拉吨位5866kN，用扁扁锚体系锚固固，采用两端端张拉方式，竖竖向预应力钢钢筋采用φ32的精轧螺螺纹粗钢筋，设设计张拉吨位位为673kkN，采用梁梁顶一端张拉拉方式锚固。5.施工阶段模模拟桥箱梁按两个“T”对称悬臂浇浇筑施工，00号梁段采用用搭设托架现现场浇筑完成成，其余梁段段采用挂篮悬悬臂浇筑，两两边跨各4m现浇梁段采采用搭设支架架现浇，边跨跨合拢段长为为2m，中跨合合拢段长为22m。全桥共共分为26个施工阶段段。悬臂法(FCMM)的施工顺序序一般如下：：同时进行施工下部工程制作及拼装挂篮篮分阶段施工下部部工程架设零号块的临临设并设置临临时固结措施施在零号块上布置置挂篮拼装模板，布置置钢筋和钢材材(需五天)混凝土的浇筑及及养护、张拉拉钢束(需两天)移动挂篮到下一一个桥梁段施工完第一中间间跨，移动挂挂篮施工边跨(FSSM工法)施工合龙段(KKeySeeg.)布置永久支座，张张拉下部钢束束施工桥面收尾具体施工顺序为为：浇注桥墩浇注0#块，张张拉预应力筋筋，加挂篮浇注1#块，张张拉预应力筋筋，移动挂篮篮浇注2#块，张张拉预应力筋筋，移动挂篮篮挂篮待前一块浇浇注完毕并张张拉预应力筋筋后，向下块块移动。浇注8#块，张张拉预应力筋筋，移动挂篮篮浇注9#块，张张拉预应力筋筋，并在两侧侧搭建临时支支撑浇注边跨跨现浇段。边跨合拢，张拉拉预应力筋，拆拆除临时支撑撑。中跨合拢张拉全部边跨预预应力筋与中中跨预应力筋筋6.施工阶段分分析施工过程中桥面面顶板各点所所受最大拉应应力如图：施工过程中桥面面顶板各点所所受最大压应应力如图：施工过程中桥面面底板各点所所受最大拉应应力如图：施工过程中桥面面底板各点所所受最大压应应力如图：施工过程中桥面面顶板各点所所受最大拉应应力为1.8MPPa，最大压应应力为3.3MPPa施工过程中桥面面底板各点所所受最大压应应力为1.7MPPa，最大压应应力为9.5Mppa，都满足规规范要求。7．使用阶段分分析使用阶段荷载组组合：正常使使用极限状态态下，标准值值组合恒载组组合系数1..0，汽车荷荷载组合系数数为0.7。；承承载力极限状状态下，结构构的重要性系系数为1.11，恒载组合合系数1.22，汽车荷载载组合系数为为1.4正常使用状态弯弯矩包络图：极限状态弯矩包包络图：正常使用状态应应力图极限状态应力图图正常使用状态下下桥面顶板所所受拉应力与与压应力如下下：正常使用状态下下桥面底板所所受拉应力与与压应力如下下：极限状态下桥面面顶板所受拉拉应力与压应应力如下：极限状态下桥面面底板所受拉拉应力与压应应力如下：由上述结果可知知，正常使用用状态下桥面面板顶板与底底板的拉应力力与压应力均均在要求范围围内。极限状态下