连续刚构桥设计方法及赤山大桥设计

PAGE1连续刚构桥设计概述连续刚构桥的特点作为梁桥的一种，连续梁桥有着结构刚度大、变形小；动力性能好；无伸缩缝、行车平顺的优点。而连续刚构桥是由T型刚构桥演变而来的，其结构特点是梁体连续、梁墩固结。这样既保持了连续梁无伸缩缝、行车平顺的优点，又保持了T型刚构不设支座、不需转换体系的优点。且有很大的顺桥向抗弯刚度和横向抗扭刚度，能满足大跨度桥梁的受力要求。连续刚构桥的适用范围连续刚构桥上部主梁的受力与连续梁桥基本相似；下部桥墩由于结构的整体性，温度和收缩徐变造成的内力十分显著。因此其桥墩应该有一定的柔度。使用高强度、轻质混凝土是大跨度梁桥的发展方向之一。目前世界上已建成的连续刚构桥最大单跨为挪威斯托尔马桥(Stolma)，主跨301米，国内最大单跨为虎门大桥辅航道桥，主跨270米。设计时需收集的基础资料设计时应围绕桥位选择、桥墩位置、跨径、立面布置、结构体系、施工方法等因素，对桥梁建设的自然条件和功能要求有充分的了解。自然条件包括地形地貌、控制物等；工程地质条件；水文条件；气象条件；地震。功能要求包括桥梁本身使用功能，如铁路桥梁、公路桥梁、城市桥梁、轨道交通、人行桥等；桥下功能要求，如通车、通航等。桥型方案的选择设计时应根据桥梁建设条件，结合技术可行性、施工难度、工程风险与进度、经济合理性、景观协调性等因素，进行桥型比选，确定桥梁的跨径布置。上部结构构造尺寸连续刚构桥设计时，可根据工程实践统计，初步拟定构造尺寸，再进行具体计算复核。边、中跨跨径比一般在0.52～0.58之间。当边、中跨比较小时，边跨现浇段较短，可减少边跨现浇段支架，对施工有利，但应保证各种工况下边墩处支座不出现负反力。梁的截面形式连续刚构桥多采用箱形截面，其具有良好的抗弯和抗扭性能。根据桥梁宽度，可采用单箱单室、单箱多室等截面形式。梁高桥梁跨度在60米以内时，可考虑采用等截面高度，构造简单，施工快捷。超过60米时，一般采用变截面梁。梁底曲线以往多采用2次抛物线，为改善L/4~L/8范围的底板混凝土应力，部分桥梁采用1.5~1.8次抛物线，取得了不错的效果。箱梁根部梁高与主跨比可选用1/15~1/20，大部分在1/18。跨中梁高与主跨比可选用1/50~1/60。板厚顶板箱形截面顶板厚度一般考虑两个因素：满足桥面横向弯矩的要求；满足布置纵横向预应力钢筋的要求。顶板参考尺寸腹板间距(m)3.55.07.0顶板厚度(mm)180~200200~250280~300底板箱梁底板厚度随负弯矩的增大而逐渐加厚至根部。根部底板厚度可按根部梁高的1/10~1/12，跨中底板厚度根据底板弯矩及预应力钢筋的配置要求确定，一般为200~280mm。腹板腹板厚度根据预应力钢筋的布置要求和抗剪要求确定。一般在350～800mm之间。按《桥规》JTGD62-2004中对受弯构件的抗剪验算规定，腹板厚度需同时满足以下要求：(腹板截面尺寸的要求)(腹板抗剪承载力的要求)详见规范P28的5.2.7和5.2.9条之规定。悬臂板采用普通钢筋混凝土结构时，箱梁悬臂长一般在1.5～3.0m之间取值，大于3.0米时，需张拉横向预应力。悬臂板厚度参考尺寸悬臂长(m)悬臂根部(mm)悬臂端部(mm)悬臂处为车行道≤1.53201801.5～2.04001802.5～3.0550200悬臂处为人行道≤1.53001501.5～2.03801502.5～3.0500180梗腋(承托)尺寸梗腋的形式和尺寸也是箱梁细部构造内容之一，合理设置梗腋，可提高截面的抗扭和抗弯刚度，减少扭转剪应力和畸变应力，使力线过渡比较平缓，减小次应力。从构造上考虑，利用梗腋所提供的空间可方便预应力钢筋的布置，降低箱梁顶、底板的厚度。设计时可参考已建桥梁的相关统计资料，结合预应力钢筋布置的构造要求来确定梗腋形式和尺寸。横(隔)梁设置箱形截面梁的抗弯及抗扭刚度都较大，除在支点处设置横梁以满足支座布置及承受支座反力需要外，还可设置中横隔梁。箱梁横隔梁的主要作用是增加截面的横向刚度，限制畸变应力。对于单箱单室截面，一般可不设中横隔梁，对于多箱截面，为加强桥面板和各箱间的联系，可在箱间设置数道横隔梁。横(隔)梁厚度应根据桥梁跨径、宽度，结合支座、桥墩布置具体确定，一般情况横梁在端支点处取1.0m，中支点处取2.0m，横隔梁设在跨中，厚度为300mm。附属设计进行总体设计时，应综合考虑附属结构布置的方式、位置、引起的荷载等影响。桥面铺装目前混凝土结构的铺装一般采用两层，即在结构顶面铺设钢筋混凝土调平层，然后再铺设沥青混凝土面层，两层间设置防水层。桥面铺装的防水层应严格保证其施工质量，确保防水性能的可靠。铺装厚度参考值沥青混凝土铺装层70～100mm细粒面层+中粒基层防水层1mm不计入高程计算钢筋混凝土铺装层60～100mm多梁预制拼装结构取大值，整梁预制架设或整体现浇结构取小值防撞护栏、栏杆结合防撞要求、实际使用需求、景观协调性等选择合适的护栏和栏杆形式。伸缩缝桥梁伸缩缝一般通过计算确定合适的伸缩量后选择定型产品。设计时应按照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》P87~89的8.6条进行计算。桥面排水根据实际条件选择直排或通过管道汇至桥墩处引到地面。路灯、隔音屏根据照明、隔音等功能要求，合理选择其布置位置和形式。过桥管线等如有电缆、水管等管线过桥的要求，应考虑其布置位置和方式，并在计算时考虑其产生的荷载。主要材料混凝土大跨度预应力混凝土连续刚构桥对混凝土的基本要求为：高强度、低收缩徐变、缓凝早强、高弹性模量等。常规作法是选用高品质的硬骨料和高标号水泥，尽量降低水灰比，并通过加入减水剂来满足混凝土的泵送要求，使混凝土缓凝和弹性模量提高。通常采用的混凝土强度等级为：箱梁上部结构采用C50混凝土；桥墩采用C40混凝土；桩基础、桥面铺装采用C30混凝土。标号容重ρ（kN/m3）fcd(MPa)ftd(MPa)Ec(MPa)C5026.022.41.833.45×104C4026.018.41.653.35×104C3026.013.81.393.00×104预应力钢束预应力钢束通常采用符合国家标准《GB/T5223》的直径15.2mm的预应力钢绞线，其主要力学性能为：极限抗拉强度：fpk=1860MPa；锚下张拉控制应力不大于：0.75fpk=1395MPa；（实际张拉过程中应注意锚口到锚下应有锚口损失，两端张拉为2.5％，单端张拉为1.25％）弹性模量：Ep=1.95×105MPa；预应力连续箱梁的预应力管道可采用塑料波纹管和金属波纹管。理论计算时k,μ值取值参见规范JTGD62-2004的P54，表6.2.2。或者参照下表：预应力类型kμ钢绞线+预埋金属波纹管0.00150.250钢绞线+塑料波纹管0.00150.150粗钢筋+预埋金属波纹管0.00150.500一端锚具变形及钢束回缩值参见规范JTGD62-2004的P55，表6.2.3。对于一般情况取6mm。大跨预应力连续箱梁一般需要设置备用束孔道。（通常截面上、下缘各设2个孔道）普通钢筋桥梁常用钢筋为R235钢筋（公称直径小于12mm）和HRB335钢筋（公称直径大于等于12mm）两种，R235钢筋必须符合国家标准（GB13013—1991）的有关规定；HRB335钢筋必须符合国家标准（GB1499—1998）的有关规定。钢筋种类容重ρ（kN/m3）fsk(MPa)fsd(MPa)Es(MPa)R23578.52351952.1×105HRB33578.53352802.0×105结构计算荷载恒载一期恒载一期恒载为结构自身重量，钢筋混凝土容重取26kN/m3。在横梁处截面可参照《桥规》P18的4.2.6条之规定，实体部分重量按外荷载考虑。二期恒载二期恒载包括桥面铺装、防撞栏杆或其它附属结构。各部分荷载应该按照有关设计进行取值。在没有准确设计资料的情况下可以参照下表取值：构件(单侧)荷载(kN/m)混凝土护栏底座+护栏10.0＋2.5钢结构护栏3.0隔音屏障5.0混凝土收缩、徐变收缩、徐变按照成桥后10年考虑。在计算时应考虑成桥初期运营情况和10年后的运营情况，在大跨度连续刚构计算时，往往混凝土的拉应力和压应力都比较接近规范容许值，成桥初期混凝土的压应力和徐变10年后的混凝土拉应力都可能控制设计，需要格外注意。混凝土名义徐变系数及名义收缩系数参见《桥规》的P118，附录F。活载对于公路活载根据结构宽度，按照规范JTGD60-2004车道宽度与车道数对应关系确定加载车道数。同时应注意按照规范进行纵向、横向折减。采用平面程序如桥梁博士计算时，一般考虑偏载系数1.15。冲击系数按照《通规》的P26的4.3.2取值，按Midas建模时可用程序计算结构基频。对于平曲线半径小于250m的弯桥还应考虑汽车离心力荷载效应。当曲线桥梁计算中考虑离心力时，制动力按照70％参与组合。人群荷载按照《通规》的P27的4.3.5取值。温度力合拢温度按多年平均温度(T)±5℃(T-、T+)考虑，用月平均最高温度减去（T-）得到体系升温；用月平均最低温度减去（T+）得到体系降温。例如多年平均气温为15.0℃，月平均最高温为39.0℃，月平均最低温为-6.0℃。根据该条件，合拢温度为15.0±5℃=10.0～20.0温度梯度效应按照《通规》的P34的4.3.10条取值，注意降温效应为升温效应减半。对于不直接受日光照射的结构，该部分荷载应酌情考虑。不均匀沉降不均匀沉降应根据地质条件的均匀程度，地质条件的好坏、基础结构类型、桥梁跨度的大小以及桥梁跨数的多少决定。对于中小桥采用摩擦桩时，一般考虑各墩间不均匀沉降1cm；若采用嵌岩桩可不考虑基础的不均匀沉降。其它荷载风荷载、支座摩阻力、汽车制动力、地震荷载、船舶撞击荷载以及施工荷载等根据具体情况参照规范确定。施工方案及顺序连续刚构桥的内力及应力状态与形成结构的顺序和过程密切相关，设计时应对施工方案、施工顺序、采用的施工机具等综合考虑。连续刚构桥多采用挂篮悬臂现浇的方法施工。挂篮的规模设计时应确定挂篮的规模，包括其自重和承载能力，挂篮的型式、尺寸等也应有所考虑。箱梁施工节段的划分节段划分时主要考虑挂篮的承载能力和抗倾覆能力，目前国内施工水平一般控制在承载力不超过2000kN，节段长度不超过5m。梁段划分的规格尽量减少，以利施工。合龙方式合龙段长度在满足施工要求的条件下，应尽量缩短，一般取2.0～3.0m。合龙一般采用先边跨、后中跨的顺序施工。边跨的合龙一般采用落地支架浇筑，当桥墩较高且位于深水中时，搭设落地支架成本较高，可采用导梁方式，在边墩和边跨悬臂端之间架设导梁后挂模浇筑。内力计算设计拟定结构几何尺寸、材料类型后，模拟施工步骤，计算恒载、活载、温度、沉降等荷载产生的内力，并进行正常使用和承载能力的组合，按组合结果估算钢束的计算内力，按照一定要求将钢束布置好，重新计算并考虑预应力的作用，根据计算结果调整钢束布置或结构尺寸，直至满足规范要求。采用悬臂施工的连续刚构桥，在施工过程中为大悬臂受力状态，后龙后成为连续结构。悬臂施工时，梁体自重产生负弯矩，预应力钢束产生正弯矩，综合作用使梁体基本处于偏心受压状态。合龙后根部负弯矩很大，中跨跨中恒载弯矩很小。二期恒载加上后，根部负弯矩进一步增大，中跨跨中一般承受较小的正弯矩。应根据其弯矩分布特点，增大主梁根部附近断面的抗弯刚度，提高截面下缘的承压能力。应注意箱梁有效宽度的影响，受力钢筋和预应力钢束的布置范围应位于有效宽度范围内，计算时采用的截面特性也应考虑有效宽度的影响。该过程一般通过程序进行计算，有条件可参考规模相近的同类桥梁进行结构尺寸和钢束配置的拟定。预应力钢束的布置悬臂施工的连续刚构桥一般采用大吨位预应力群锚体系，集中锚固在腹板及腹板的上承托处。并应考虑对称受力的需要，每个断面的锚固数布置成双数。钢束的布置应注意：满足构造要求。预应力管道间的距离，以及管道到箱梁混凝土外缘的距离应按照《桥规》P102的9.4有关要求执行。分层布置时应使管道上下对齐，这样有利于混凝土的浇筑和振捣，不可采用梅花形布置。并应使长束布置在上层，短束布置在下层。这样既符合施工顺序，不会发生干扰，同时长束通过的梁段多，放在上层能更好地发挥其力学效应。建议在一般情况下预应力管道的水平净距不小于60mm，竖向净距不小于40mm。竖向最好不要超过3层叠置。钢束的弯曲和锚固要注意钢束平弯和竖弯曲线的配合及钢束之间的空间位置关系。钢束一般应尽量早点平弯，在锚固前竖弯。钢束锚固位置应满足锚具的最小锚固空间和最小张拉空间的要求。锚固空间一般也不宜采用极限值，以防止混凝土局部应力过大。锚固、起弯位置不宜太集中，以防止截面局部应力过大，顶、底板束在同一个腹板两侧不宜超过4根同时锚固。顶、底板束采用锯齿块锚固，腹板束应分散起弯并均匀锚固在梁端或梁顶。钢束在起弯锚固时应保证弯曲半径的取值和最小直线段长度的取值不能太小，同时要尽量减少锚固槽口、锚块的构造类型，以便于设计、施工。对于预应力起弯半径的规定除满足《桥规》P103的9.4.10的要求（R≥6m）外，宜参见VSL预应力产品资料中关于钢束最小起弯半径和锚固区最小直线长度的要求见下图：条件许可时可加大曲线半径，以便于穿束和压浆。对于曲线箱梁，应设置预应力钢束防崩钢筋，预应力钢束的径向力为q=P/R。防崩钢筋应力一般取50～80MPa。钢束应尽量靠近腹板布置钢束布置在腹板附近可使预应力传力合理，减小钢束的平弯长度，并可充分利用腹板梗腋布置钢束。钢束种类尽量减少，以利设计和施工预应力配束时尽量减少预应力钢束的类型，一般腹板束采用1～2种类型（建议优先采用15-12、15-9），顶、底板束采用1～2种类型（建议优先采用15-9、15-7）。具体类型可以根据结构跨径大小确定。验算内容根据《桥规》P1的1.0.6条，公路桥涵应考虑三种设计状况及其相应的极限状态设计。即持久状况、短暂状况、偶然状况。持久状况：指成桥后持续时间很长的状况，需作承载能力极限状态设计和正常使用极限状态设计；短暂状况：指施工过程中的状况，一般只作承载能力极限状态设计；偶然状况：指成桥后出现罕遇地震等偶然状况，仅作承载能力极限状态设计。《通规》P16的4.1.1条中列出的偶然作用分为三种：地震作用、船舶或漂流物的撞击作用、汽车撞击作用。承载能力验算对以上三种设计状况，均应按承载能力极限状态设计，即需满足强度要求。连续刚构桥的上部箱梁通常按照受弯构件验算其强度，相关规范条文如下。承载能力极限状态验算：γ0S≤R(fd,ad)正截面抗力验算：JTGD62-2004中5.2斜截面抗力验算：JTGD62-2004中5.2正常使用验算持久状况时，还应进行正常使用极限状态设计，即要满足抗裂要求、应力要求、挠度要求。抗裂要求全预应力和A类预应力构件属于不允许开裂构件，通过控制混凝土的拉应力来保证抗裂要求。B类构件和普通钢筋混凝土构件属于允许开裂构件，通过控制裂缝宽度保证其抗裂要求。连续刚构桥上部箱梁通常都按A类构件或全预应力构件设计，按预应力混凝土受弯构件，根据《桥规》P58的6.3条进行抗裂验算。正常使用极限状态验算正截面抗裂验算：JTGD62-2004中6.3斜截面抗裂验算：JTGD62-2004中6.3正截面抗裂验算全预应力预制构件σst-0.85σpc≤0全预应力现浇构件σst-0.80σpc≤0A类构件σst-σpc≤0.7；σlt-σpc≤0斜截面抗裂验算全预应力预制构件σtp≤0.6ftk全预应力现浇构件（包括预制拼装构件）σtp≤0.4ftkA类预制构件σtp≤0.7ftkA类现浇构件（包括预制拼装构件）σtp≤0.5ftk以上验算应注意与长期效应组合和短期效应组合的对应关系。结构中的正应力、主应力的最值在整个结构的各截面中要相对均匀，不要出现过多、过大的起伏。即应力包络图要比较平顺。应力要求预应力混凝土受弯构件的抗裂验算是对混凝土的拉应力进行限制，为满足长期使用要求，规范还对混凝土的压应力、预应力钢筋的拉应力进行了规定。设计中有关应力要满足规范JTGD62-2004中7.1.5的有关规定：受压区混凝土最大压应力≤0.5fck预应力钢筋最永存大拉应力（钢绞线）≤0.65fpk预应力钢筋最永存大拉应力（精轧螺纹钢）≤0.80fpk混凝土最大主压应力≤0.6fck根据混凝土主拉应力的不同，《桥规》P68的7.1.6条规定了相应应力情况下箍筋的配置要求：混凝土主拉应力σtp≤0.5ftk的区段，箍筋按照构造设置；混凝土主拉应力σtp＞0.5ftk的区段，按照下列公式计算箍筋间距（Sv）：挠度要求结构的挠度验算是为了保证结构具有一定的刚度，使它在使用过程中不致因变形太大而造成不良后果。验算时应根据《桥规》P63的6.5条进行验算和设置预拱度。短暂状况时，即施工阶段，除强度验算外，还应按《桥规》P69的7.2条进行相应应力验算。偶然状况时，仅需按要求作强度验算。桥面板计算根据《桥规》P14的4.1条进行验算，或采用程序建模计算。横梁计算恒载：根据纵向计算的恒载支座反力，按照箱梁横断面面积的大小分配到横梁的各单元，采用均布荷载或梯形荷载来模拟。活载：根据纵向计算得到的活载反力，折算到一列车在该横梁处的荷载效应，在横梁宽度范围布置可能的车道数进行计算比较，选择最大荷载效应的车道数作为控制荷载进行计算。支座及锚下局部承压验算支座根据《桥规》P79的8.4条进行验算，锚下根据《桥规》P47的5.7条进行验算。构造规定完成结构计算后开始进行设计图的绘制时，应根据《桥规》P90的第9章构造规定的相关内容，逐条核实确认是否满足规范要求。保护层厚度钢筋保护层按照《桥规》的P90的9.1.1条执行。序号构件类型环境条件ⅠⅡⅢ、Ⅳ1基础、桩基承台（1）基坑底面有垫层或侧面有模板（受力钢筋）（2）基坑底面无垫层或侧面无模板4060507560852墩台身、挡土结构、涵洞、梁、板、拱圈、拱上建筑（受力主筋）3040453人行道构件、栏杆（受力主筋）2025304箍筋2025305缘石、中央分隔带、护拦等行车道构件3040456收缩、温度、分布、防裂等表层钢筋152025《桥规》P102的9.4.8条还规定了外形呈曲线的预应力构件的管道最小混凝土保护层厚度的计算方法，设计时应注意验算是否符合其规定。锚固长度钢筋的最小锚固长度应根据钢筋种类和混凝土强度等级，按照《桥规》P90的9.1.4条确定。最小配筋率等各构件除应按计算受力要求配置钢筋外，还应按构造要求，满足最小配筋率、钢筋直径和间距、配筋形式的规定。《桥规》P94的9.1.12条规定的纵向受力钢筋的最小配筋率要求；《桥规》P98的9.3.6条规定的底板构造钢筋的面积等要求；《桥规》P100的9.3.13条规定的箍筋的配置要求；《桥规》P102的9.4.1条规定的配筋要求。以上条文应重点核查，对规范中其他要求也应严格遵照执行。预应力箱梁构造配筋参考，以计算要求和规范构造要求为准顶板纵向上层构造钢筋Φ16@150顶板纵向下层构造钢筋Φ12@150顶板横向上层钢筋Φ@150直径根据计算确定，满足规范JTGD62-2004中9.1.12规定顶板横向下层钢筋Φ@150底板纵向上层构造钢筋Φ12@150底板纵向下层构造钢筋Φ16@150底板横向上层构造钢筋Φ12@150底板横向下层构造钢筋Φ16@150腹板内、外侧纵向钢构造筋Φ16@150箱梁倒角钢筋Φ16@150腹板箍筋在桥梁各桥支点两侧1.5倍梁高范围内箍筋采用Φ16@100，其余范围采用Φ16@150。连续刚构桥的常见问题及设计上的控制措施根据国内外已经修建的大跨度连续刚构桥的统计资料，常见的问题有：主跨跨中下挠由于目前大跨度箱梁桥采用的截面呈轻型化趋势，板件越来越薄，使用的混凝土强度等级越来越高，必然带来徐变影响越来越大的问题。在设计时应充分估计徐变的影响程度及其长期性，采取适当措施加以控制：控制预应力加载龄期，最好控制在7天以上；控制预应力施工环节，减少预应力损失，建立足够的有效预应力；主跨合龙前在两悬臂端施加水平顶推力，不仅有利于内力分配，也可减小跨中下挠。适当增大预拱度值，根据相关经验可按主跨的1/1500增加。箱梁梁体裂缝腹板斜裂缝，即主拉应力裂缝减少腹部斜裂缝的方法有：控制腹板主拉应力值，尽量能比规范要求的富裕1MPa以上；施工过程中控制挂篮的刚度，避免浇筑时变形过大；重视并正确计算温度梯度效应。顶底板纵向裂缝纵向裂缝产生的原因有：混凝土收缩。由于各节段混凝土龄期的不同产生收缩差，可能出现纵向裂缝。设计时应注意要求各节段浇筑时间间隔不能太长，截面配筋要考虑收缩差的影响；预应力管道的偏差。当布置有横向预应力时，若预应力管道位置偏差较大，易在顶板下缘出现纵向裂缝；横向支座的布置。横向支座布置时，应避免设置两个固定支座，否则在温度、收缩等影响下易出现裂缝；超载。箱梁的横向弯矩受活载的影响较大，因超载而使轴重超过规范时，易在顶板下缘出现纵向裂缝。十一、常见构造设计参考图箱梁断面配筋锚槽、锚块配筋赤山大桥设计摘要赤山大桥为跨越沅江的一座大跨径连续刚构桥，跨径布置为（70+120+70）m，主梁截面呈二次抛物线变化，桥墩为双薄壁墩，采用悬臂浇注施工。这次毕业设计是对我四年所学专业知识的一次检阅，是对我的动手操作能力、信息搜集能力、文字表达能力等都是一次不小的锻炼。通过此次毕业设计，使我深刻地认识到作为一名桥梁设计工作者，不仅要有严谨的工作态度，还要具有扎实的专业基础知识、全面的专业知识以及计算机软件应用、查阅资料等方面的知识。本文主要介绍了赤山大桥上部结构设计，包括主桥形式选择，上部结构尺寸拟订，恒载和活载内力计算，影响线计算，次内力计算，内力组合，预应力钢束设计及预应力损失计算，以及强度验算、应力和变形验算，运用了先进的理论技术、材料、工艺来解决设计和施工中存在的实际问题。关键词：双薄壁墩连续刚构桥内力应力损失变形

TheSuperstructureDesignofTheChiShanBridgeAbstractTheChiShanBridgewhichisdesignedas(70+120+70)mwithquadraticparabolamaingirderanddoublethin-wallpiersisalarge-spanprestressedconcretebridgeswithcontinuousrigidframecrossingYuanshuiriverandthemainconstructiontechnologyiscantilever.ThedesignprojectforgraduationreviewsmyknowledgewhichIhavelearntinthelastfouryearsandstrengthenstheabilitiesofmyoperating、collectingmessageandexpressingmythought.Afterthisdesign,IrecognizethatasonebridgedesigerImusthavestrictattitudeandhavethesturdyspeciallzedbasicknowledge、thecomprehensivespeciallzedknowledgeandtheknowledgeofapplyingthecomputersoftwareandlookingupmaterial.Thispaperintroducedmainproblemsinsuperstructuredesigning,includingtheselectionofmainbridgestyle,superstructuredesign,thecalculationofinternalforce、influencelines、sub-internalforceandloadcombination,settingstyleofprestressbarsandthecalculationofprestr-essloss,andthecheckingofstrength、stressanddeformation.Weusedtheadvancedtheoryandtechnology、material、artsandcraftstoresolvethepracticalmattersindesignandconstru-ction.Keywords:doublethin-wallpierscontinuousrigidframestructureinternalforceprestresslossdeformation

目录1绪论1桥梁在交通事业中的地位1我国桥梁的发展概况1方案设计1益阳赤山大桥概况1设计依据及标准1主要材料2桥面铺装2支座强迫位移2温度影响2桥梁方案选择2主体结构设计3结构模型及计算参数4结构离散化的基本原则4计算模型和施工阶段划分5悬臂节段划分5材料特性和计算参数6施工环境和温度模式6恒载内力计算6毛截面特性计算6恒载集度计算7一期恒载集度7二期恒载集度8横阁板重量计算8时程内力计算8梁段悬臂施工内力9边跨梁体合拢内力10恒载内力结果12一期恒载124.4.2二期恒载15活载内力计算及内力组合19汽车、人群活载内力计算19温度次内力计算33支座沉降次内力计算37荷载组合及内力包络图40预应力钢束估算与布置48纵向预应力布置48竖向预应力布置50主梁截面几何特性计算50钢束布置为止的校核51预应力损失及有效预应力计算53预应力损害司及有效预应力计算结果55主梁次内力计算576.7.1预应力次内力计算576.7.2徐变次内力计算607主要控制截面应力及承载能力验算637.1使用阶段正截面应力验算637.2预应力钢筋应力计算667.3承载能力极限状态计算677.3.1正截面承载能力计算678变形计算及预拱度设置698.1挠度计算698.2预拱度设置709结论7110参考文献7111致谢721绪论1.1桥梁在交通事业中的地位 建立四通八达的现代化交通网，大力发展交通运输事业，对于发展国民经济，加强全国各族人民的团结，都具有非常重要的意义。在公路、铁路、城市和农村道路以及水利建设中，为了跨越各种障碍，必须修建各种类型的桥梁和涵洞，因此桥涵是交通线中的重要组成部分，而且往往是保证全线早日通车的关键。在经济上，桥涵的造价一般平均来说占公路造价的10％～20％。在国防上，桥梁是交通运输的咽喉，在需要高度快速、机动的现代化战争中，它具有非常重要的地位。1.2我国桥梁的发展概况我国文化悠久，据史料记载，在距今约3000年的周文王时，就已在宽阔的渭河上架过大型浮桥。近代的大跨径悬索桥和斜拉桥也是由古代的藤、竹悬索桥发展而来的。几乎在大部分有关桥梁的历史书上，都承认我国是最早有悬索桥的国家，迄今至少有3000年左右的历史。在秦汉时期，我国已广泛修建石梁桥。古代的石拱桥技术也一直驰名中外，著名的石拱桥有河北赵县的赵州桥。新中国成立后，恢复了经济。我国在建国初期修复并加固了大量旧桥，随后在第一、二个五年计划期间，修建了不少重要桥梁，并取得了迅速发展。20世纪80年代后，我国实行改革开放以来，全国高速公路、高速铁路、城市交通网络建设方兴未艾，作为枢纽工程的桥梁建设的发展则突飞猛进。至20世纪末，我国已建成的各类现代化桥梁在世界桥梁跨径排名表上都进入了重要名次，甚至名列前茅，如悬索桥中的长江江阴公路大桥，刚建成的润扬大桥；斜拉桥中的南京二桥、武汉三桥，预应力混凝土桥中的虎门辅航道桥等。2方案设计2.1益阳赤山大桥概况地理位置：益阳赤山大桥是跨越沅江的一座特大桥，连接沅江市与双茶院。本设计中全桥布置：为预应力刚构连续梁桥，跨径分布为70m+120m+70m。桥梁全长为260m..地质条件：岩层为单斜构造，无断裂构造。桥位周边地势平坦，河床呈较宽阔“U”型，发生地质灾害几率很小。分布为淤泥（表层1-3m）、沙卵石层（3-20m）、砂岩（地面下20m左右）为主。全桥基础均采用桩基础，主桥区基础采用嵌岩桩。水文地质：河床起伏较小，水流方向与桥轴线基本正交，主河道中水流东岸流速较大。设计最高通航水位Hw＝35.7m。设计水位H=36.25m，设计流量Q=27000m3/s。气候条件：益阳属中亚热带季风湿润气候，热量丰富，阳光充足，水份充沛，冬季严寒期短，夏季暑热期长，湿度大，年平均气温16.9℃，最热月平均气温30.2℃。平均风速2.3m/s，最大风速20m/s。2.2设计依据及标准1)设计标准桥梁宽度：10m分布为两行车道+2×0.5（防撞栏杆）；设计荷载：公路—Ⅱ级,人群荷载——3KN/㎡；桥面横坡：双向1.5%；桥面纵坡:双向0%;设计洪水频率：1/100；航道等级:=3\*ROMANIII-(2)级：通航净空：75×10mH(宽×高);2)采用规范《公路桥涵设计通用规范》（JTJD60—2004），2004年；《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJD62—2004），2004年；《公路砖石及混凝土桥涵设计规范》（JTJ—85），1985年；《公路工程技术标准》（JTJ001—97），1997年；《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024—85）1985年；《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041—2000）2000年。2.3主要材料1）混凝土：预应力混凝土主梁和桥面主要构件采用50号混凝土，预应力混凝土桥墩(双肢薄壁刚构墩)为40号混凝土,其余构件采用30号混凝土；2）预应力钢材：纵向预应力钢材采用低松弛高强钢绞线，符合Asim-92标准；竖向预应力钢材采用精轧螺纹钢筋；4）钢材：锚头垫板、灯具连接板采用低碳钢。锚具采用符合标准配套钢绞线锚具；5）其它：预应力管道采用波纹管成型。2.4桥面铺装6厘米沥青混凝土+2厘米沥青保护层+6厘米水泥混凝土+三角垫层。2.5支座强迫位移桥墩(双肢薄壁刚构墩)：下沉1.5cm。2.6温度影响整体温差:升温15℃、降温10℃。局部温差:箱梁等缘上、下缘温差5℃。2.7桥型方案选择总体设计：本桥设计采用变截面大跨径预应力连续刚构桥本桥选用分跨为70+120+70m,边跨与主跨之比为70/120=0.58，满足参考要求，变截面预应力刚构桥主桥全长260m。其桥跨结构简图见下图2-1图2-1桥跨计算简图（单位m）采用变截面预应力刚构箱梁桥的优点：1）箱型截面整体性好，结构刚度大、截面抗弯、抗扭能力强；2）箱梁的顶、低板可提供足够面积来布置预应力钢束，以承受正、负弯矩；3）箱型截面能提供较大的顶板翼缘悬臂，底板宽度相应较窄，可以大幅度减下部工程量；4）采用变高度是适应连续梁内力变化的需要，且加大根部梁重可以减小跨中正弯矩，便于配筋和施工。5）桥梁在一联中无伸缩缝，行车条件较好；2.8主体结构设计本设计桥墩采用双肢薄壁桥墩,主梁采用单箱单室。箱梁的高度、底板厚度以二次抛物线变化，腹板厚度以折线变化，如构造图所示。1)采用双肢薄壁墩：这是我设计本桥的最关键的地方，目的也就是要研究它与一般的连续桥梁有何不同，根据连续刚构桥梁的理论分析，多跨连续刚构，由于结构上墩固结，为减少次内力的敏感性，必须选择抗压刚度较大、抗推刚度较小的单壁或双肢薄壁墩，使墩适应梁的变形。一般情况下，在初步的设计选择墩的尺寸时，其长细比可为16~20。双薄壁墩的中距与主跨之比在1/20~1/25之间。本设计墩宽取1米，长度为5米，高度取14米，双墩的间距为5米，和箱梁底一样宽，其长细比约为14，中距与主跨之比为1/24。满足要求。至于承台和桩基础设计都是按照参考要求设计的，承台高3.5米，宽和长为8.5米，桩直径1.5米。详细布置见桥梁总体图D-1。梁高、板厚的确定对于箱梁桥跨径、梁高及腹板厚度尺寸的要求，桥梁设计规范作了相关规定：预应力混凝土连续梁（刚构）桥的经济跨度为100~240m；变高度连续梁，支点截面梁高h为跨径的1/16~1/20，跨中截面梁高h为跨径的1/30~1/50；腹板的最小厚度首先要满足构造要求，但最终取决于受力要求，对于中等以上跨径的混凝土梁式桥，随着跨径的不同和构造要求、受力需要，腹板的厚度一般在40~70cm之间。梁高：支点梁高取7m，高跨比为7/120=1/17.14。跨中高度取2.5m，高跨比为2.5/120=1/48。顶底板厚：根据相关规定并参考国内已建预应力连续梁桥，考虑布置预应力钢束、普通钢筋及承受轮载的需要，箱梁顶板厚度一般为15~30cm，本桥箱梁顶板厚取28cm,翼缘顶板厚度取15cm。根部底板厚度取70cm，0号块加大到90cm以承受较大的弯矩，跨中底板厚度取25cm。梁高、底板均按二次抛物线变化，（计算梁高变化时=4.5m，计算底板厚度变化时=4.05m，=114m），腹板厚度跨中0.4m，在桥墩加厚到0.7m，加大腹板厚度是为了增加箱梁的抗剪能力。3)横截面尺寸桥面全宽10m，采用单箱单室构造，对称布置。箱梁底板宽为5m。顶板外翼缘外悬2.5m。箱梁顶板翼缘端部厚度左端为15cm，右端为15cm，为利脱模并减弱转角处的应力集中，腹板与顶板外侧相接处做成统一的如图所示的承托，腹板与顶板内侧相接处做成50cm×50cm，腹板和底板内侧相接处做成50cm×50cm，不随腹板厚度变化。主梁支点根部及跨中横截面构造如图2-2。图2-2箱梁构造图（单位cm）4)横隔梁设置箱形截面梁的抗弯及抗扭刚度较大，除在支点处设置横隔梁以满足支座布置及承受支座反力需要外，可设置少量中横隔梁。箱梁横隔梁的主要作用是增加截面的横向刚度，限制畸变应力。本桥在各刚构墩处设置50cm厚的横隔板，在中跨跨中及边跨支点处设置100cm厚的横隔板,主桥悬浇连续梁预应力体系采用两向预应力。纵向预应力束根据张拉的时间与形状不同可分为前期直束、前期下弯束和后期束，前期直束与前期下弯束在浇筑“T”时进行张拉，后期束在“T”浇筑完毕以及前期直束和前期下弯束张拉完成后，主桥合拢时或成桥后进行张拉。前期直束和下弯束为2215.24mm和1215.24mm钢绞线，本设计控制应力0.70=1300Mpa，分别配置OVM-22、OVM-12锚具，两端张拉；后期束为1515.24mm和1015.24mm钢绞线，控制应力0.70=1300Mpa，配置OVM-15锚具、OVM-10锚具，两端张拉。箱梁腹板内设竖向预应力精轧螺纹钢筋，直径32mm，配YGM锚具，控制应力0.9，布置于距腹板外边缘10cm处，每一个腹板一根，竖向精轧螺纹钢筋纵向间距在边支点附近为100cm，中支点附近为50cm，箱梁下端为非张拉端，上端为张拉端。主桥上部结构采用悬臂现浇法施工，结构计算采用《桥梁博士3.0》进行电算，辅以手算校核，全桥建模共分125个节点，120个杆件元，1～108号为主梁单元，109-120为桥墩单元，计算模拟施工阶段54个（即53个施工阶段加1个使用阶段）。3结构模型及计算参数3.1结构离散化的基本原则结构离散时应遵循以下三个基本原则：1）计算模型应尽量符合实际结构的构造特点和受力特点，以保证解的真实性；2）保证体系的几何不变性，特别是在错综复杂的转换过程中更应注意，同时要避免出现与实际结构受力不符的多余联结；3）在合理模型的前提下，减少不必要的结点数目，以缩短计算时间，减少后处理工作量。杆系单元的划分，应根据结构的构造特点，实际问题的需要以及计算精度的要求来决定。因此，用来划分单元的结点，应在以下位置设置：1）各关键控制截面处；2）构件交接点、转折点；3）截面突变处；4）不同材料结合处；5）所有支承点（包括永久和临时支承）；6）对于由等截面直杆组成的桥梁结构，除梁、柱等构件的自然交结点处必须设置结点外，杆件中间结点的多少，对计算精度并无影响。一般根据验算截面的布置以及求算影响线时单位力作用点的要求，来确定所需的中间结点；7）对于变截面杆或曲杆结构，尽量细分，使折线形模型尽可能接近实际曲线结构的受力状态；8）施工缝处；3.2计算模型和施工阶段划分依照本桥的结构布置，在确定计算模型时，主要应注意以下几点：1）确定计算模型时，结点和单元的划分主要根据主梁每次施工长度来确定，每一块悬浇箱梁取为一个单元；2）主墩单元的多少对结构分析精度影响不大，按一般划分原则进行单元和结点的划分；3）墩顶与箱梁中性轴之间以刚臂连接全桥共分125个结点，120个杆单元，1～108号为主梁单元，109~120为桥墩单元。施工阶段的划分是根据结构详细的施工步骤予以确定的。根据施工步骤全桥共划分22个施工阶段形成结构体系，施工阶段的分析中须考虑挂篮的移动、混凝土的浇注、预应力筋的张拉以及施工临时荷载的变化等。3.3悬臂节段划分悬臂施工对于箱形截面，将梁体每2～5米分为一个节段，以挂篮为施工机具进行对称悬臂施工。节段宜划成分批等长度，节段长度可适当逐渐加大，以便于施工，同时应尽可能发挥挂篮的承载能力。0号和1号块采用支架施工，其长度的取值应考虑为2号块的悬臂施工提供足够的作业平台，同时也不应该太大，以免浪费材料，增加主梁自重。本设计0号块长度为6米，1号块2米以满足这些要求,0号段自重2171.52kN。其他各节段长度（只取一个悬臂长度）如表3-1：表3-1各悬臂节段长度表节段1号块2号块3号块4号块5号块6号块7号块8号块长度(m)2.02.52.52.52.52.52.52.5节段9号块10号块11号块12号块20号块21号块22号块23号块长度(m)2.52.52.52.52.53.531图3-1悬臂节段划分示意图3.4材料特性和计算参数主梁采用50号混凝土，混凝土容重26kN/，50号混凝土弹性模量为3.45×104Mpa，抗压设计强度22.4Mpa，线膨胀系数α＝1×10－5，混凝土材料的收缩徐变特性全部按照规范规定取值。桥墩采用40号混凝土，混凝土容重25kN/，30号混凝土弹性模量为3.00×104Mpa，抗压设计强度13.8Mpa，线膨胀系数α＝1×10－5，混凝土材料的收缩徐变特性全部按照规范规定取值。预应力采用钢绞线束施加，钢绞线弹性模量取1.95×105MPa，钢绞线采用中交新预应力筋：270K级钢绞线，公称直径15.24mm，公称面积140mm2，抗拉标准强度为1860MPa。3.5施工环境和温度模式(1)施工环境按野外一般条件湿度。(2)温度模式：a)均匀温差成分：升温取13℃，降温取－13℃。b)不均匀温差成分：箱梁翼板范围内均匀升温5℃。4恒载内力计算4.1毛截面特性计算计算恒载前首先确定单元截面梁高，梁高和底板均按二次抛物线变化，（计算梁高变化时=4.5m，计算底板厚度变化时=4.05m，=114m）通过计算各截面梁高及毛截面特性列如下表：

表4-1毛截面特性表计算截面梁高AYsYxIWs=I/YsWx=I/Yx跨中截面2.57.2260.9051.5955.6866.28287293.564890322-22截面2.5017.2270.9051.5965.6926.28950283.56641621-21截面2.5227.2520.9141.6085.8276.37527353.623756220-20截面2.5777.3210.9381.6396.797.2388064.1427719-19截面2.6387.4040.9651.6736.6156.85492233.953974918-18截面2.7167.50411.7167.1837.1834.185897417-17截面2.8117.6321.0431.7687.9197.59252164.479072416-16截面2.9247.7841.0951.8298.8478.07945214.837069415-15截面3.0547.9591.1561.8989.9978.64792395.267123314-14截面3.2018.1591.2271.97411.419.29910355.780141813-13截面3.3658.3841.3062.05913.1110.0382856.367168512-12截面3.5478.6341.3962.15115.1810.8739267.057182711-11截面3.7468.9111.4962.2517.6611.8048137.848888910-10截面3.9629.2191.6072.35520.6412.8438088.76433129-9截面4.1969.5511.7282.46824.1713.9872699.79335498-8截面4.4479.9191.8612.58628.3715.24449210.9706117-7截面4.71610.322.0052.71133.3316.62344112.2943566-6截面5.00110.742.162.84139.1618.1296313.7838795-5截面5.30411.22.3262.9784619.7764415.4466084-4截面5.62511.72.5033.12254.0621.59808217.3158233-3截面5.96212.222.6923.2763.3323.5252619.3669722-2截面6.31712.792.8923.42574.1725.64661121.6554741-1截面6.68913.43.1033.58686.7527.95681624.191299根部截面7.00013.923.2813.719198.2729.95123026.42377恒载内力计算包括一期恒载(结构自重)和二期恒载(桥面铺装、护拦等)计算，计算时按毛截面特性进行。另一方面，悬臂法施工的整个过程中，梁体的内力不断发生改变，因此主梁施工过程内力亦要参与控制设计。因此，悬臂法施工连续梁桥的恒载内力计算要分两个思路进行：一是计算各施工过程内力；二是按成桥状态计算结构自重内力，并与其他各种荷载组合来控制使用阶段的配筋量，然后按实际施工过程进行配筋及验算。4.2恒载集度计算4.2.1一期恒载集度一期荷载集度包括箱梁及横隔板的集度，也可只考虑箱梁集度而将横隔板作为集中荷载加在节点上。本桥将横隔板作为均布荷载加在节点上，主箱梁集度计算公式为：(4-1)式中：i—单元号；—i号单元一期恒载集度；—i号单元的毛截面面积，Ai等于该单元两端节点截面积的平均值。计算得一期恒载集度如下表：表4-2一期恒载集度表单元号面积A容重γ集度q单元长度单元重量47.22626187.8762.5469.6957.22726187.9021187.90267.25226188.5523565.65677.32126190.3463.5666.21187.40426192.5042.5481.2697.50426195.1042.5487.76107.63226198.4322.5496.08117.78426202.3842.5505.96127.95926206.9342.5517.335138.15926212.1342.5530.335148.38426217.9842.5544.96158.63426224.4842.5561.21168.91126231.6862.5579.215179.21926239.6942.5599.235189.55126248.3262.5620.815199.91926257.8942.5644.7352010.3226268.322.5670.82110.7426279.242.5698.12211.226291.22.57282311.726304.22.5760.52412.2226317.722.5794.32512.7926332.542.5831.352613.426348.42.58712713.9226361.922.5904.84.2.2二期恒载集度6厘米沥青混凝土+2厘米沥青防水层+6厘米水泥混凝土+三角垫层（布置横坡的需要。则二期恒载集度由：桥面铺装：9×0.06+0.01+0.06×23=24.84kN/m三角形层混凝土垫层：9/2×0.08×23=9.02kN/m 栏杆等按：1kN/m总集度：24.84+9.02+1=34.84kN/m4.2.3横隔板重量计算顺桥向共设置7块横隔板，横隔板均设置在墩顶以及中跨跨中。墩顶横隔板截面面积为19.454㎡,厚度0.5m，自重223.65kN；边墩横隔板截面面积为5.846㎡,厚度1.0m，自重153.14kN，在计算横载内力时横隔板作为均布力添加到主梁单元上。4.3时程内力计算桥梁结构特别是大跨度桥梁结构的分段施工，一般总要经历一个长期而又复杂的施工过程以及结构体系转换过程。随着施工阶段的推进，桥梁结构形式、支承约束条件、荷载作用方式等都在不断变化。分段施工中的结构受力状态是逐工况逐阶段累计形成的，为了真实反映实际结构的受力性能，每个工况或每个阶段的结构受力分析必须独立进行，而中间施工阶段或最终成桥状态的结构受力是已经完成的各个工况或各个阶段的结构受力状态的叠加结果，因此有必要了解施工阶段结构的受力性能。4.3.1梁段悬臂施工内力从墩顶0号块件开始的梁段双悬臂施工时的结构受力状态与三次静定形刚架的受力相似，因此，在整个梁段悬臂施工中，最不利受力状态出现在最长双悬臂时，即梁段悬臂施工的最后阶段，其结构不计施工荷载的结构弯矩值如下表：表4-3最大悬臂施工阶段内力节点号轴力(kN)剪力(kN)弯矩(kNm)节点号轴力(kN)剪力(kN)弯矩(kNm)26.25E-322.42E+02-1.21E+02562.00E-13-3.25E-111.65E-103-3.61E-322.10E+02-8.07E+0157-4.42E-10-5.43E+02-8.14E+0241.14E-132.74E+02-1.21E+0258-1.74E-09-1.18E+03-3.83E+0350.00E+000.00E+000.00E+0059-2.49E-09-1.64E+03-7.35E+036-4.23E-09-2.71E+021.78E-1060-1.19E-09-2.11E+03-1.20E+047-4.53E-09-8.24E+02-1.63E+0361-1.24E-09-2.58E+03-1.79E+048-5.95E-09-1.46E+03-5.62E+0362-1.82E-09-3.06E+03-2.49E+049-6.71E-09-1.92E+03-9.85E+0363-2.08E-09-3.55E+03-3.32E+0410-5.50E-09-2.39E+03-1.52E+0464-2.36E-09-4.06E+03-4.27E+0411-5.59E-09-2.86E+03-2.18E+0465-2.67E-09-4.57E+03-5.35E+0412-6.33E-09-3.34E+03-2.95E+0466-2.66E-09-5.11E+03-6.56E+0413-6.52E-09-3.83E+03-3.85E+0467-2.29E-09-5.65E+03-7.91E+0414-6.79E-09-4.34E+03-4.87E+0468-2.27E-09-6.22E+03-9.39E+0415-6.88E-09-4.86E+03-6.02E+0469-2.52E-09-6.81E+03-1.10E+0516-6.93E-09-5.39E+03-7.30E+0470-2.50E-09-7.42E+03-1.28E+0517-6.60E-09-5.94E+03-8.72E+0471-2.50E-09-8.05E+03-1.47E+0518-6.55E-09-6.50E+03-1.03E+0572-2.53E-09-8.71E+03-1.68E+0519-6.72E-09-7.09E+03-1.20E+0573-2.44E-09-9.39E+03-1.91E+0520-6.85E-09-7.70E+03-1.38E+0574-2.61E-09-1.01E+04-2.15E+0521-6.87E-09-8.33E+03-1.58E+0575-2.49E-09-1.09E+04-2.41E+0522-6.87E-09-8.99E+03-1.80E+0576-2.41E-09-1.16E+04-2.70E+0523-6.90E-09-9.67E+03-2.03E+0577-2.59E-09-1.25E+04-3.00E+0524-6.93E-09-1.04E+04-2.28E+0578-2.77E-09-1.32E+04-3.25E+0525-7.10E-09-1.11E+04-2.55E+0579-1.47E+02-2.03E+03-3.30E+0526-6.90E-09-1.19E+04-2.84E+0580-1.47E+02-3.12E+03-3.37E+0527-7.10E-09-1.27E+04-3.15E+0581-1.50E-091.37E+04-3.48E+0528-7.14E-09-1.35E+04-3.41E+0582-1.90E-091.35E+04-3.41E+0529-1.47E+024.21E+03-3.46E+0583-2.04E-091.27E+04-3.15E+0530-1.47E+023.12E+03-3.37E+0584-1.92E-091.19E+04-2.84E+05311.41E-101.35E+04-3.32E+0585-1.99E-091.11E+04-2.55E+0532-5.94E-101.32E+04-3.25E+0586-1.96E-091.04E+04-2.28E+05续表节点号轴力(kN)剪力(kN)弯矩(kNm)节点号轴力(kN)剪力(kN)弯矩(kNm)33-5.66E-101.25E+04-3.00E+0587-2.04E-099.67E+03-2.03E+0534-5.28E-101.16E+04-2.70E+0588-2.04E-098.99E+03-1.80E+0535-5.25E-101.09E+04-2.41E+0589-2.12E-098.33E+03-1.58E+0536-5.64E-101.01E+04-2.15E+0590-2.06E-097.70E+03-1.38E+0537-7.31E-109.39E+03-1.91E+0591-1.75E-097.09E+03-1.20E+0538-6.55E-108.71E+03-1.68E+0592-1.87E-096.50E+03-1.03E+0539-6.47E-108.05E+03-1.47E+0593-1.63E-095.94E+03-8.72E+0440-7.10E-107.42E+03-1.28E+0594-1.95E-095.39E+03-7.30E+0441-4.63E-106.81E+03-1.10E+0595-1.85E-094.86E+03-6.02E+0442-6.11E-106.22E+03-9.39E+0496-1.74E-094.34E+03-4.87E+0443-2.55E-105.65E+03-7.91E+0497-1.46E-093.83E+03-3.85E+0444-4.82E-105.11E+03-6.56E+0498-1.45E-093.34E+03-2.95E+0445-8.88E-104.57E+03-5.35E+0499-7.71E-102.86E+03-2.18E+0446-3.41E-104.06E+03-4.27E+04100-1.31E-092.39E+03-1.52E+0447-1.41E-103.55E+03-3.32E+04101-1.33E-091.92E+03-9.85E+0348-1.29E-103.06E+03-2.49E+04102-1.83E-091.46E+03-5.62E+03494.81E-102.58E+03-1.79E+04103-1.25E-098.14E+02-1.63E+03502.23E-112.11E+03-1.20E+041040.00E+000.00E+000.00E+0051-8.25E-111.64E+03-7.35E+03105-3.41E-131.77E+021.78E-1552-6.17E-101.18E+03-3.83E+031060.00E+002.42E+02-1.21E+02536.84E-125.43E+02-8.14E+02107-1.97E-312.10E+02-8.07E+01540.00E+000.00E+000.00E+001080.00E+002.74E+02-1.21E+02550.00E+000.00E+000.00E+001090.00E+001.77E+020.00E+00图4-1最大悬臂阶段恒载内力图4.3.2边跨梁体合拢内力边跨梁体合拢段是在支架上施工的，施工完成后一次性拆除施工支架，因此，合拢段荷载以一次落架方式作用在一端固定，另一端简支的四次超静定固端梁上，解四次超静定结构即可求得结构弯矩图。将边跨梁体合拢引起的结构弯矩与梁段悬臂施工引起的结构弯矩叠加，即可求得边跨梁体合拢后的结构累计弯矩，其值列如下表：表4-4边跨合拢阶段内力节点号轴力(kN)剪力(kN)弯矩(kN.m)节点号轴力(kN)剪力(kN)弯矩(kN.m)21.78E-121.08E+033.25E+03567.50E-12-1.39E-118.87E-113-5.41E-126.24E+025.38E+0357-4.51E-10-5.43E+02-8.14E+024-4.49E-121.72E+026.37E+0358-1.73E-09-1.18E+03-3.83E+035-5.91E-11-2.80E+026.24E+0359-2.48E-09-1.64E+03-7.35E+0363.60E-10-4.60E+025.87E+0360-1.17E-09-2.11E+03-1.20E+047-1.32E-09-1.00E+033.67E+0361-1.19E-09-2.58E+03-1.79E+048-2.75E-09-1.64E+03-9.54E+0262-1.76E-09-3.06E+03-2.49E+049-3.55E-09-2.10E+03-5.63E+0363-2.00E-09-3.55E+03-3.32E+0410-2.34E-09-2.57E+03-1.15E+0464-2.27E-09-4.06E+03-4.27E+0411-2.42E-09-3.04E+03-1.85E+0465-2.58E-09-4.57E+03-5.35E+0412-3.20E-09-3.52E+03-2.67E+0466-2.55E-09-5.11E+03-6.56E+0413-3.34E-09-4.01E+03-3.61E+0467-2.18E-09-5.65E+03-7.91E+0414-3.67E-09-4.52E+03-4.68E+0468-2.15E-09-6.22E+03-9.39E+0415-3.69E-09-5.03E+03-5.87E+0469-2.41E-09-6.81E+03-1.10E+0516-3.77E-09-5.57E+03-7.19E+0470-2.34E-09-7.42E+03-1.28E+0517-3.46E-09-6.11E+03-8.65E+0471-2.39E-09-8.05E+03-1.47E+0518-3.36E-09-6.68E+03-1.03E+0572-2.42E-09-8.71E+03-1.68E+0519-3.55E-09-7.27E+03-1.20E+0573-2.30E-09-9.39E+03-1.91E+0520-3.72E-09-7.88E+03-1.39E+0574-2.49E-09-1.01E+04-2.15E+0521-3.80E-09-8.51E+03-1.59E+0575-2.36E-09-1.09E+04-2.41E+0522-3.72E-09-9.17E+03-1.81E+0576-2.29E-09-1.16E+04-2.70E+0523-3.78E-09-9.85E+03-2.05E+0577-2.47E-09-1.25E+04-3.00E+0524-3.77E-09-1.06E+04-2.31E+0578-2.69E-09-1.32E+04-3.25E+0525-3.97E-09-1.13E+04-2.58E+0579-1.48E+02-2.88E+03-3.30E+0526-3.75E-09-1.21E+04-2.87E+0580-1.48E+02-3.97E+03-3.39E+0527-3.99E-09-1.29E+04-3.19E+0581-1.06E-091.39E+04-3.52E+0528-3.94E-09-1.37E+04-3.45E+0582-1.39E-091.37E+04-3.45E+0529-1.48E+025.06E+03-3.50E+0583-1.57E-091.29E+04-3.19E+0530-1.48E+023.97E+03-3.39E+0584-1.43E-091.21E+04-2.87E+05311.03E-101.35E+04-3.32E+0585-1.47E-091.13E+04-2.58E+0532-6.97E-101.32E+04-3.25E+0586-1.48E-091.06E+04-2.31E+0533-6.68E-101.25E+04-3.00E+0587-1.54E-099.85E+03-2.05E+0534-5.88E-101.16E+04-2.70E+0588-1.55E-099.17E+03-1.81E+0535-5.99E-101.09E+04-2.41E+0589-1.69E-098.51E+03-1.59E+0536-5.94E-101.01E+04-2.15E+0590-1.61E-097.88E+03-1.39E+0537-7.48E-109.39E+03-1.91E+0591-1.30E-097.27E+03-1.20E+0538-6.51E-108.71E+03-1.68E+0592-1.42E-096.68E+03-1.03E+0539-6.20E-108.05E+03-1.47E+0593-1.22E-096.11E+03-8.65E+0440-7.06E-107.42E+03-1.28E+0594-1.55E-095.57E+03-7.19E+0441-4.50E-106.81E+03-1.10E+0595-1.46E-095.03E+03-5.87E+04续表节点号轴力(kN)剪力(kN)弯矩(kN.m)节点号轴力(kN)剪力(kN)弯矩(kN.m)42-5.78E-106.22E+03-9.39E+0496-1.34E-094.52E+03-4.68E+0443-2.30E-105.65E+03-7.91E+0497-1.06E-094.01E+03-3.61E+0444-4.41E-105.11E+03-6.56E+0498-1.03E-093.52E+03-2.67E+0445-8.65E-104.57E+03-5.35E+0499-3.71E-103.04E+03-1.85E+0446-3.08E-104.06E+03-4.27E+04100-9.03E-102.57E+03-1.15E+0447-1.16E-103.55E+03-3.32E+04101-8.93E-102.10E+03-5.63E+0348-1.24E-103.06E+03-2.49E+04102-1.39E-091.64E+03-9.55E+02494.71E-102.58E+03-1.79E+04103-5.94E-101.00E+033.67E+03502.73E-112.11E+03-1.20E+04104-4.99E-114.60E+025.87E+0351-9.53E-111.64E+03-7.35E+031057.47E-122.80E+026.24E+0352-6.22E-101.18E+03-3.83E+03106-2.61E-13-1.72E+026.37E+0353-4.15E-135.43E+02-8.14E+021075.83E-12-6.24E+025.38E+03540.00E+000.00E+000.00E+00108-1.82E-12-1.08E+033.25E+03550.00E+000.00E+000.00E+00109-1.82E-12-1.53E+03-3.01E-11图4-2边跨合拢阶段内力图4.4恒载内力结果4.4.1一期恒载根据前面的分析类推：一期恒载也就是中跨合拢后的内力结果，所以再将中跨梁体合拢引起的结构弯矩与上一施工阶段结束时的结构累积弯矩相叠加，即可得到按悬臂施工法最终形成连续刚构梁结构的总弯矩，即一期恒载。中跨梁体合拢阶段的结构内力计算，应该分成两个阶段进行。在中跨合拢段与单悬臂梁连接成整体前，其重力由吊杆平均传至两个悬臂端；当合拢段两端形成固端，整个结构变成连续刚构梁后，吊杆传递的重力应当卸去，而代之以合拢段本身的均布重力。此时桥已经形成，计算结构体系发生改变，为十一次超静定结构，将形成整体前后的结构弯矩相叠加可得中跨梁体合拢阶段的结构弯矩，再将中跨梁体合拢引起的结构弯矩与上一施工阶段结束时的结构累积弯矩相叠加，即可得到按悬臂施工法最终形成的连续刚构梁结构总弯矩。由桥梁博士可得各截面内力值，列表如下：

表4-5一期恒载内力节点号轴力(kN)剪力(kN)弯矩(kN.m)节点号轴力(kN)剪力(kN)弯矩(kN.m)26.49E-131.08E+033.26E+0356-3.23E+01-1.81E+02-7.07E+023-5.10E-126.25E+025.38E+0357-3.23E+01-7.24E+02-2.06E+034-6.32E-121.73E+026.38E+0358-3.23E+01-1.36E+03-5.71E+035-2.93E-11-2.78E+026.25E+0359-3.23E+01-1.82E+03-9.69E+0364.56E-10-4.59E+025.88E+0360-3.23E+01-2.29E+03-1.48E+047-1.26E-09-1.00E+033.69E+0361-3.23E+01-2.76E+03-2.11E+048-2.66E-09-1.64E+03-9.29E+0262-3.23E+01-3.24E+03-2.86E+049-3.45E-09-2.10E+03-5.60E+0363-3.23E+01-3.73E+03-3.74E+0410-2.23E-09-2.57E+03-1.14E+0464-3.23E+01-4.24E+03-4.73E+0411-2.32E-09-3.04E+03-1.84E+0465-3.23E+01-4.76E+03-5.86E+0412-3.06E-09-3.52E+03-2.66E+0466-3.23E+01-5.29E+03-7.11E+0413-3.20E-09-4.01E+03-3.60E+0467-3.23E+01-5.84E+03-8.50E+0414-3.51E-09-4.52E+03-4.67E+0468-3.23E+01-6.40E+03-1.00E+0515-3.