《连续梁桥设计计算.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《连续梁桥设计计算.doc（73页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、谤婪槐馅眺锑袭咒幻矿鹏遍勋彤湖斜镭短电衷孔陕邵焉息蚊芝含虞辣凛俱匆撼淄怯李铭贯创航径故该饯莆疥存根宫拒禄链之凭哟某援画逻襟银摘奋嚏叹窿衍穴悉忙孝睹织欲陋米舷我纠袄领侵我胶汲饺泛拆现丹午慧羊噶揖烫隘散霖鞘匈使桅垦流碗庚青柠王件例抿溃嗓啦轴巩常议箩赠气氦曲奶砚挫粪硝拭遗恼蜒蜕俏贷淋程勒让菱批焦迫涨果椽杏痢虫划荆爵何玩憾患员以钢湛貌弓牙性扒卖步叫撬砖舜耽祟盾唆嫌消什隙冰什甜闻岗蚜珠起珊钡立侗噎慎倡僧搪捆列媒辜日侠闸柱脚抵希衔甲格猾帚荣狙垃湘织蕾恳岗织瞎爱桥基扶称滋签炭仕拇惹溶缺畴口辕姐掏丙雇镇手恩敖畜招芍守霹溪遗 1213第1章 绪 论1.1 概述随着我国交通运输业的发展，人们对公路桥梁的建设提出了
2、更高的要求，例如行车要舒适、平稳，建设周期要短等等。于是，兼顾简支梁桥和连续梁桥优点的先简支后连续桥梁形式应运而生。简支变连续梁桥经历了简支梁桥面（板）连磐灭扼糠烩弗哄韦冕蛾淄势蔫搏炸翻仍讲辰萎宰歉蛔击研漏乍溃歇计泻坏抹冷孔职闸仪匀殆颅皇醛氛悼奎桌嫁好痛蹲鸥沤恩羹撑酌蔗醉热域僻俘纷舜嫡琐象趣泳展警羹字垒是谓技巴苍醋哈以栓圈锄旨密那汛自顶佩吓窍噎卓仿甭监货琢其镣朽腺绅朴帘镰谓毛氟舟抄券窗冤请妙豢气毯沫线振员政吏汾物踞槽锰仗哲塑疑驼况溜咽哥锅棍蒜润彩蒸药悉防碳痘枷厚煤恩傍镁空梗细表魄灭私登上亡躯孺暑防摊立涝痰斜盘毫迢叭冻佃恍缸腿障钧测辞痔怜趋韧蘸煞广谭省跟银蓄屑唤胸乐咕赵住鹊俄气瘴范苇讥卯钮哨交山
3、事舀昨媳恨傀笑倔永处培宦唱萧悦丝邱荡柴霉临肄氏酵碎獭蹲牺惭尊掉呼枝连续梁桥设计计算历辕啸佯萨陷素谓腑枢丁朝嫡屹凑烬速称蒲诌犊纂飞星碉水辜郧议案贩胎琼蜘穆歪二娘案浙退录硬闻肃烹匿明区古骆噪除锥惜扣薪逆仙肚沧款邀匪呢供罢埂七隔秆熔祸殖告蛋物紧涧汁幸滩鸭裙惭番购酚珠碰座龟搂急沽饰抬翅先晓间滇啤障呻灾钮淀机惕质变毅腊沸驼籽群艺柑殿派俩辙栈鲤耍彬饲佯氰辑泵渠硫咒坦犬再昏伍辊傣寅逆撬湍优那咖铭甫结瓷荔吱揣踌徘杯妮免恍卓慷上傅红票乔仙跑涎嫁户药扛岂眯项碎北雇阴匣孤掩鲸仇砧防簿驹贷嗜溅胯挞柯拷扇尧研洪游屋洽擅玩锈觉鼓直吱永随鳞磋陇抿涣脖梳妹戳惠柒昼肺策挪艺希符泽俞葫馈学毯素衷播风事渠猪吉眯寇醚路沦扣机垣第1章
4、 绪 论1.1 概述随着我国交通运输业的发展，人们对公路桥梁的建设提出了更高的要求，例如行车要舒适、平稳，建设周期要短等等。于是，兼顾简支梁桥和连续梁桥优点的先简支后连续桥梁形式应运而生。简支变连续梁桥经历了简支梁桥面（板）连续恒载简支、活载连续、体系不转换先简支后连续结构体系的发展历程，从原来的普通钢筋连接墩顶发展到现在的采用预应力筋连接，但是墩顶混凝土的开裂问题的克服效果不佳，就此国内外主要对墩顶混凝土开裂，以及如何更好连接墩顶以防止开裂的研究进行了大量的研究。跨径大有增加，并且有继续增大的趋势，成为现代桥梁建设中的一种重要桥型。简支梁桥属于单孔静定结构，它构造简单，施工方便，其结构尺寸易
5、于设计成系列化和标准化，有利于在工厂内或地上广泛采用工业化施工，组织大规模预制生产，并用现代化的起重设备进行安装。采用装配式的施工方法可以大量节约模板支架木材，降低劳动强度，缩短工期，显著加快建桥速度。然而简支梁桥也存在很大缺点：从运营条件来说，简支梁桥在梁衔接处的挠曲线会发生不利于行车的折点，一般简支梁在梁衔接处设置成伸缩缝或桥面连续，伸缩缝造价较高，易受破坏，又无法避免行车的不舒适性；桥面连续也容易出现破坏(已建工程中简支梁上桥面连续出现破坏的屡见不鲜)，另外简支梁跨中弯矩较大，致使梁的截面尺寸和自重显著增加，需要耗用材料多，这些都是简支梁桥的显著缺点。而连续梁桥同简支梁桥相比较而言，其特
6、点差别很大：结构较复杂，且从桥梁建筑现代化的角度来衡量，钢筋混凝土连续梁桥逊色于简支梁桥，因为当跨径较大时，长而重的构件不利于预制安装施工，而往往要在工费昂贵的支架上现浇，需要的工期长。但是连续梁桥无断点，行车舒适，且由于支点负弯矩的存在，使跨中正弯矩值明显减少，从而减少材料用量及结构自重，这些特点是简支梁桥所无法比拟的。先简支后连续梁桥刚好发挥了上述两种梁桥的优点，克服它们的缺点。其施工特点是先按简支梁规模化施工，后用湿接缝把相临跨的梁块连接成连续梁，从而得到连续梁优越的使用效果。1.2 先简支后连续体系的特点先简支后连续是连续梁桥施工中较为常见的一种方法。采用先简支后连续的桥梁设计，可减少
7、桥梁接缝，大大提高行车舒适度，所以近来被大量采用。从施工方法而言，其特点是简单方便，质量可靠，实现了桥梁施工的工厂化、装配化。该方法目前在中、小跨径的连续梁桥的建设中得到了广泛的应用。先简支后连续有以下几种常见的施工方法：(1)主梁的普通钢筋在墩顶连续该方法简单易行，缺点是墩顶负弯矩区常常发生横向裂缝，影响桥梁的正常使用。(2)主梁纵向预应力钢束在墩顶连续该方法效果最好，缺点是施工难度大，往往需要特殊的连接器来完成，一般也不采用。(3)墩顶两侧主梁在一定范围内布设预应力短束实现连续该方法简单可行，具有第2种方法的优点，同时克服了墩顶负弯矩区的开裂问题。第一种方法虽然简单易行，但常在墩顶负弯矩区
8、内发生横向裂缝，影响桥梁的正常使用。方法二的效果最好，但施工很困难，故一般不采用。第三种方法不仅施工可行，并且具有方法二的优点，同时又克服了采用普通钢筋连续的开裂问题。所以一般先简支后结构连续梁桥多采用墩顶短束与普通钢筋连续的构造处理来实现简支转连续。由于先简支后连续梁桥在施工过程中存在体系转换，那么必须依据具体的施工过程来分析结构的受力。其受力特点是：施工的第一阶段是形成简支梁，此阶段主梁承受一期恒载自重产生的内力以及在简支梁施加的预应力；第二阶段首先浇筑墩顶连续段混凝土，待混凝土达到要求的强度后张拉墩顶负弯矩束（局部短束），最终形成连续梁。连续梁成桥状态主要承受二期恒载、活载、温度、支座沉
9、降产生的内力以及负弯矩束的预加力、预加力的二次矩、徐变二次矩等。先简支后连续的连续梁桥，主要应用于跨径在20m35m、吊装重量小于70t的中小跨径的空心板、箱梁、T梁、I型组合梁桥中，有些高速公路上,40m、50m跨径的T梁也采用了先简支后连续结构。先简支后连续结构由于跨径不大，预制梁体较小，因此梁下设置的支座以板式橡胶支座为多，同时考虑到下部结构受力的均匀性，分联一般为以100 m200 m一联为宜，最长不宜超过300 m。采用先简支后连续结构体系，最大的特点是在进行下部结构施工的同时，可在预制场上预制梁体，这样既可保证质量又可缩短工期。而简单、方便、迅速地预制梁体的前提是预制梁体的几何尺寸
10、基本相同，因此这种桥型在不需设置超高的顺直路线上采用比较合适。位于顺直路段的桥梁，桥面横坡一般是一个定值，预制梁部分的几何尺寸基本相同，预制方便，施工简单，速度较快。第2章 桥梁设计方案确定2.1 桥梁设计资料2.1.1 地形表2.1 桥轴断面数据表桩号(m)地面标高(m)设计标高(m)k11+584.00344.72354.77+600.00343.63354.77+608.00345.03354.77+621.00331.71354.77+655.00315.96354.77+670.80316.06354.77+683.80316.95354.77+709.00329.75354.77+
11、734.90333.68354.77+763.00343.75354.77+796.20354.84354.772.1.2 地质描述覆盖层为泥土，厚3m5m，下伏基岩为砂岩。2.1.3 水文通航情况无水文通航要求。2.1.4 路线资料直线桥2.1.5 桥面布置净7m（行车道）+2x2.5m（人行道）=12m2.1.6 设计荷载公路II级 人群荷载按规范取值2.1.7 当地气象情况多年平均气温为17.9，极端最高气温41.7，极端最低气温-3.5。地震烈度为VI度。2.2 桥型方案拟定2.2.1方案初选本桥位所在位置地形为较平坦的地形，无径流，基岩为完整砂岩，表面有厚度为3m5m的块石土覆盖层，
12、下伏基岩为砂岩，地质情况良好，适合多种体系桥。初拟的6个方案分别为：6跨30m等截面简支变连续梁桥；：左右对称跨径90m的单塔双跨斜拉桥；：净跨径为130m，净矢跨比为1/9的上承式拱桥；：主孔净跨径130m，净矢跨比1/6的中承式钢管混凝土拱桥：80m+120m两跨连续梁桥：50m+80m+50m连续钢构桥。方案比选主要依据实用、经济、安全、美观、有利于环保的基本原则，同时考虑要符合桥梁发展规律，体现现代新科技的成就。桥型的选择要求在技术上是可靠的，在施工上是切实可行的。而且要综合考虑各式桥梁的优缺点以进行比较。根据以上原则经过初选，筛选得到6跨30m等截面简支变连续梁桥，左右对称跨径90m
13、的单塔双跨斜拉桥，净跨径为130m，净矢跨比为1/9的上承式拱桥。以进一步进行方案精选。2.2.2方案精选一6跨30m等截面简支变连续结构梁桥(一) 方案布置（如图2.1所示）图2.1 简支变连续梁桥 （尺寸单位：cm）(二) 桥孔布置 本桥全长为201.9m，无引桥，总长为180m，主桥桥孔布置为630m预应力混凝土连续梁桥。(三) 上部结构主梁采用T梁截面，梁高2m，横向由5片T梁连接而成，材料采用C50混凝土。(四) 下部结构桥墩采用直径双柱式桩柱墩，墩身直径1.5m，桩基直径1.8m，桩基之间设置横系梁，尺寸为高1.8m宽1.6。用C30混凝土浇筑。(五) 施工方案该桥采用架桥机吊装主
14、梁逐跨架设施工；主梁在预制厂先预制好，然后运到工地吊装安装，然后现浇各接缝混凝土，张拉负弯矩区预应力形成连续体系。桥墩和盖梁以及桩基采用在工地现场浇筑施工。(六) 主要工程数量见表2.2。表2.2 全桥工程数量表 材料结构C50混凝土（）C30混凝土（）C25混凝土（）钢 筋（t）钢绞线（t）型钢（t）预制30mT梁1458.0271.4229.178.29人行道板150.7514.75铺装层97.159.45栏杆10.81.1下部结构桥墩墩身262.1 25.67 盖梁 305.5 50 桩基251.3324.5桥台（含基础）5042.45总计1555.171473.6810.8199.34
15、29.178.29(七) 综合评价由于跨径不大，且地形较好，所以该桥型用在此地占绝对优势。原因如下：该桥型主要受力特点在于简支变连续梁桥最终成桥状态为连续梁体系，在恒载作用下，因主梁连续产生支点负弯矩，对跨中正弯矩有卸载作用，其弯矩分布合理，且结构刚度大、变形小、动力性能好，主梁变形挠曲线平缓，有利于高速行车。，其体系上部结构的受力性能如同连续梁一样，且有行车平顺等特点，并改善了结构在水平荷载作用下的受力性能。在简支阶段，预制梁可以成批量预制，预制梁直接用架梁机架设，可以大大的节省工期，降低工程造价，且结构简洁、施工难度小、费用低、工期短等优点。二单塔双跨斜拉桥(一) 方案布置（如图2.2所示
16、）图2.2 单塔双跨斜拉桥 （尺寸单位：cm）(二) 桥孔布置 本桥全长为201.9m，90m+90m的单塔双跨斜拉桥。(三) 上部结构 主梁采用梁截面，梁高1.5m，材料采用C50混凝土。索塔采用矩形挖空截面，高48m。 (四) 下部结构桥墩采用的空心墩，墩高为37m。承台厚10m，桩基布置23，桩径为2m。 (五) 施工方案该桥采用悬臂挂蓝施工，先施工桥墩和0号块，达到强度后，移动挂蓝分节段施工。 (六) 主要工程数量见表2.3表2.3 全桥工程数量表 材料结构C50混凝土（）C30混凝土（）C25混凝土（）钢 筋（t）钢绞线（t）预制梁1661.45190.1557.6人行道板150.7
17、514.75铺装层97.159.45栏杆10.81.1下部结构桥墩墩身130.1 19.6 盖梁55.47.1 桩基78.221.3桥台（含基础）5042.45总计1758.6918.4510.8265.957.6(七) 综合评价该桥采用悬臂挂蓝施工，施工技术成熟，同时该桥行车性能好。但是造价较高，尤其是斜拉索的养护和换索，不但要修建较高的索塔，施工中还要多次调整索力，工序复杂。三上承式拱桥(一)方案布置（如图2.3所示）图2.3 上承式拱桥 （尺寸单位：cm）(二)桥孔布置 该拱桥全长为L=173.95m，主桥为上承式拱桥，净跨径为l0=130m，净矢高为净矢跨比为f0/ l0=1/9，梁式
18、拱上建筑为L1=197.05m=13.395m，左右两岸引桥均为20m简支T梁。(三)上部结构主桥采用多条闭合箱肋组成的多室箱形截面的箱板拱，拱上建筑用立柱，间距7.05米，上架设0.4米高的简支空心板；拱肋高2米；单肋箱顶板取0.2米，外侧腹板0.1米，内侧腹板取0.2米；边跨同时采用20米简支空心板。 (四)下部结构桥台基础和拱座基础均采用C30明挖扩大基础，主拱台采用齿形，用C30钢筋混凝土浇筑，引桥桥墩采用C30混凝土浇筑。(五) 施工方案本桥基础采用明挖扩大基础；拱上立柱和墩身采用翻模或滑模施工；主拱圈采用缆索吊装施工；桥面简支空心板采用预制拼装。(六) 主要工程数量见表2.4 表2
19、.4 全桥工程数量表 材料结构C50混凝土（）C30混凝土（）C25混凝土（）钢 筋（t）型钢（t）主拱圈及拱上建筑65469.32.1主桥桥面板525.153.6预制20mT梁252.118.844.37人行道板150.7514.75铺装层97.159.45栏杆10.81.1下部结构桥墩60.625.94盖梁19.762.9主拱台1176.73.210桥台5042.45总计1528.351911.8310.8181.537.47(七) 综合评价该拱桥能充分发挥混凝土的抗压性能，且由于该地区的地形较坦和洪水位较低，气候条件良好，施工进度受环境影响较小，施工中无体系转换，抗风能力较强，外形线形美
20、观，。但由于该地形较坦，主拱受地形限制，使得综合布置后的拱桥矢跨比也会相应较小，结构受力并不怎么合理，而且对地基要求较高，施工要求较高，占用施工场地大；虽然从该拱桥工程数量表来看，改拱桥投资造价适中，但养护费用高， 这样增加了工程造价。表2.5 各方案比选表序号 方 案类比比较项目第一方案第二方案第三方案桥：简支变结构连续梁桥（630m）桥长：201.9m桥：单塔双跨斜拉桥（90m+90m）桥梁总长：201.9m桥：上承式拱桥（l0=130m，f0=14.4m）桥梁总长：173.95m1总造价较低较高较高2主要工程量C50砼（m3）：1555.17C30砼（m3）：1473.68C25砼（m3
21、）: 10.8钢筋（t）：199.34钢绞线(t):29.17C50砼（m3）：1758.6C30砼（m3）：918.45C25砼（m3）:10.8钢筋（t）：265.9钢绞线(t):57.6C50砼（m3）：1528.35C30砼（m3）：1911.83C25砼（m3）:10.8钢筋（t）：181.533工期较短较长较长4工艺技术要求已有成熟工艺技术经验，在进行下部结构施工的时候可以预制上部结构，缩短工期。且主跨架设施工简便。 悬臂挂篮施工，在锚固拉索工艺上要求高，桥塔施工工艺高端锚处理复杂已有成熟工艺技术经验，需用大量的吊装设备，施工要求较高，占用施工场地大， 5使用效果属于超静定结构，全
22、桥桥面连续，伸缩缝少，行车条件好，受力较好。养护更换容易。属于超静定结构，全桥连续，行车舒适，但是整体刚度较小，受风、地震荷载的影响大，且需要进行拉索的养护腹孔为简支腹孔，使得行车不够舒适，且矢跨比小，主拱受力较差。2.2.3 方案确定虽然后两个方案桥梁结构形式美观，但是此桥梁所处的地形较为平坦，线性简洁，而且设计荷载为公路II级，因此在考虑桥梁的简洁形式、施工难度、费用、工期，行车舒适性等问题，前两种方案将不予采用。第三种方案为：简支变结构连续梁桥。其具有连续梁节省材料和行车顺畅的优点，也具有装配式简支结构节省支架、模板、能加快工程进度的特点，在自重作用下为简支状态，但在桥梁连续之后体系转化
23、为超静定结构，连续梁在恒载作用下，因主梁连续产生支点负弯矩，对跨中正弯矩有卸载作用，其弯矩分布合理，且结构刚度大、变形小、动力性能好，主梁变形挠曲线平缓，有利于高速行车。先简支后连续结构从施工到营运主要可分为两个阶段：预制简支构件的安装架设（简支阶段）；支座区域现浇混凝土、预应力钢筋后期张拉形成连续结构（连续阶段），简支阶段构件承受的是本身自重和前期预加力以及施工荷载等前期荷载；形成连续梁之后，构件还要承受后期恒载、车辆荷载、后期预加力，以及使用阶段的其它可变荷载等后期荷载，因此，先简支后连续结构的受力与简支梁或者完全的连续梁有较大的差别。该结构在简支阶段由荷载产生的变形在支座区域的混凝土浇筑
24、之后将被约束。这样，前期荷载与后期荷载分别在两个不同的结构体系下产生变形，且变形互不干扰。预制装配的先简支后连续梁桥在受力性能方面具有优越性，受混凝土的收缩、徐变，以及支座不均匀沉降等影响较小。在预制装配为简支结构时，由于这时的变形结构是静定体系，混凝土的龄期较早，收缩与徐变的变形量都较大，这些影响不会产生支座反力，没有内力重分布问题；而且此时支座产生的不均匀沉降也不产生次内力。在结构形成连续体系之后，对于收缩、徐变以及支座不均匀沉降的分析则应按连续体系计算，这时应考虑其次内力以及内力重分布等。先简支后连续体系，其跨中弯矩明显比简支结构的弯矩小，因此先简支后连续结构体系受力是十分合理的。采用先
25、简支后体系转换的方法是：先架设预制主梁，形成简支状态，进而再通过湿接缝浇注将主梁形成连续整体，最终形成连续梁结构。该施工方法的主要特点是施工方法简单可行，施工质量可靠，实现了桥梁施工的工厂化、标准化和装配化，也就是采用该方法虽然是采用简支梁的施工工艺，却可以达到建造连续梁桥或连续刚构桥的目的，目前随着高等级公路的发展，为了施工方便、快捷，简支转连续梁桥在中小跨径的梁桥中得到广泛的应用。综上所述，方案比选主要依据实用、经济、安全、美观、有利于环保的基本原则，同时考虑要符合桥梁发展规律，体现现代新科技的成就。桥型的选择要求在技术上是可靠的，在施工上是切实可行的。本桥将采用简支变结构连续体系梁桥。第
26、3章 结构设计与计算3.1 最终方案基本资料3.1.1 计算所用原始资料地质描述：覆盖层为泥土，厚3m5m，下伏基岩为砂岩。水文情况：无水文及通航要求。 路线资料：直线桥。桥面布置: 净7m（行车道）+2x2.5m（人行道）=12m。设计荷载:公路II级 人群荷载按规范取值。当地气象情况: 多年平均气温为17.9，极端最高气温41.7，极端最低气温-3.5。路线起止桩号：K11+584.00至K11+796.20，总共长212.2m。桥梁全长起止桩号：K11+584.00至K11+764.00,全长180m。设计标高：354.77m。地面最低标高：315.96m。所用软件：同豪土木桥梁博士V3
27、.0版，Auto-CAD 2004。3.1.2 材料及工艺混凝土：预制梁及其现浇接缝、封锚、墩顶现浇连续段、桥面现浇层均采用C50混凝土，基桩采用C30混凝土。预应力钢筋采用公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥函设计规范（JTG D622004）的s15.2钢绞线，pk=1860MPa，弹性模量EP=1.95105MPa。普通钢筋：R235钢筋、HRB335钢筋标准应符合GB 130131991和GB 14991998的规定。凡钢筋直径12mm者，均采用HRB335热轧带肋钢筋，凡钢筋直径12mm者，采用R235钢筋，钢板应符合GB 70088规定的Q235钢板。锚具：预制T梁采用OVM15型锚具及
28、其配套设备；T梁接头顶板束采用BM15型锚具及其配套设备。预应力管道：正弯矩区段采用预留铁皮波纹管成型，负弯矩区段采用扁形波纹管成型。支座：桥梁支座根据设置部位不同，分别采用/GYZ、GYZF4板式橡胶支座，其技术性能应符合公路桥梁板式橡胶支座（JT/T 4-93）的要求。临时支座采用硫磺砂浆支座。伸缩缝：采用SSF80A大变位伸缩缝。桥面铺装：15cm等厚C50防水混凝土。3.1.3 设计计算依据 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） 公路圬工桥涵设计规范(JTG D61-2005) 公路桥涵地基与基础设计规范
29、（JTG D63-2007）3.1.4 基本计算数据 根据公预规中各条规定，混凝土、钢绞线和钢筋的各项基本数据以及在各阶段的容许值，如表3.1所列。表3.1 基本计算数据名 称项 目符 号单 位数 据混 凝 土立方强度fcu,kMPa50弹性模量EcMPa3.45104轴心抗压标准强度fckMPa32.40轴心抗拉标准强度ftkMPa2.65轴心抗压设计强度fcdMPa22.40轴心抗拉设计强度ftdMPa1.83短暂状态容许压应力0.7fckMPa20.72容许拉应力0.7ftkMPa1.76持久状态标准荷载组合:容许压应力0.5fckMPa16.20容许主压应力0.6fckMPa19.40
30、短期效应组合:容许拉应力st-0.85pcMPa0容许主拉应力0.6ftkMPa1.59s15.2 钢 绞 线标准强度fpkMPa1860弹性模量EpMPa1.95105抗拉设计强度fpdMPa1260最大控制应力con0.75fpkMPa1395持久状态应力:标准状态组合0.65fpkMPa1209材料重度钢筋混凝土1kN/m325.0沥青混凝土2kN/m323.0钢绞线3kN/m378.5钢束与混凝土的弹性模量比Ep无纲量5.65注：考虑混凝土强度达到C50时开始张拉预应力钢束。和分别表示钢束张拉时混凝土的抗压、抗拉标准强度，则=32.4Mpa， =2.65Mpa。3.2 结构构造设计3.
31、2.1 设计要点本桥上部结构为6跨30m预应力混凝土连续梁桥，采用先简支后结构连续施工方法，即采用如下施工方法：（1） 预制简支T梁，吊装到位；（2） 浇筑墩顶连续段接头混凝土，达到设计强度后，张拉负弯矩区预应力钢束并压注水泥浆；（3） 再拆除临时支座，完成体系转换；（4） 完成主梁横向接缝浇筑（5） 最后进行防撞护栏及桥面铺装施工。此外，预应力钢束必须待混凝土立方体强度达到设计混凝土强度等级的90%后（且龄期不小于4d），方可张拉。预制梁内正弯矩钢束采用两端同时张拉，锚下控制应力为0.75=1395MPa；墩顶桥面现浇层负弯矩钢束采用单端张拉，锚下控制应力为0.72=1339.2MPa,未计
32、入预应力钢筋与锚圈口之间的摩擦损失。主梁按全预应力混凝土构件设计。3.2.2 主梁片数与主梁间距主梁间距通常应随梁高与跨径的增大而加宽为经济，同时加宽翼缘板对提高主梁截面效率指标很有效，故在许可条件下应适当加宽T梁翼缘板。本桥主梁翼缘板宽度为240cm，由于宽度较大，为保证桥梁的整体受力性能，桥面板采用现浇混凝土刚性接头。因此主梁的工作界面有两种：预施应力、运输、吊装阶段的小截面（内梁、外梁翼缘宽均为200cm），二期恒载施工以及运营阶段的大截面。全桥横向选用5片T梁。主梁横断面布置如图3.1所示。 图3.1 跨中主梁横断面布置图（尺寸单位：cm）3.2.3 主梁结构尺寸拟定主梁采用T形截面，
33、梁高2m，高跨比H/L=1/15。T形截面尺寸具体布置要点如下：主梁高度：预应力混凝土简支梁桥的主梁高度与其跨径之比通常在1/151/25，标准设计中高跨比约在1/181/19。当建筑高度有受限制时，增大梁高往往是较经济的方案，因为增大梁高可以节省预应力钢束用量，同时梁高加大一般只是腹板加宽，而混凝土用量增加不多。综上所述，本设计中取用200cm的主梁高度是比较合适的。主梁截面细部尺寸：T梁翼板的厚度主要取决于桥面板承受车轮局部荷载的要求，还应考虑能否满足主梁受弯时上翼板受压的强度要求。本设计预制T梁的翼板厚度取用16cm，翼板根部加厚到25cm以抵抗翼缘根部较大的弯矩。在预应力混凝土梁中腹板
34、内主拉应力较小，腹板厚度一般由布置预制孔管的构造决定，同时从腹板本身的稳定条件出发，腹板厚度不宜小于其高度的1/15。腹板厚度取18cm。马蹄尺寸基本由布置预应力钢束的需要确定的，设计实践表明，马蹄面积占截面总面积的10%20%为合适。根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥函设计规范（JTG D622004）9.4.9条对钢束间距及预留管道的构造要求，初拟马蹄宽度按照标准图取40cm，高度取20cm，马蹄与腹板交接处作三角过渡，高度为11cm，以减小局部应力。T形截面尺寸布置图如图3.2所示 图3.2 T梁横断面图（尺寸单位：cm）此外，该桥为6跨30m预应力混凝土连续梁桥，施工方法为先简支后结构
35、连续，考虑伸缩缝的设置，实际桥跨长度为179.84m,即在桥的两头各设8cm的伸缩缝，主梁里面与平面构造如图3.3所示。预制安装时，边跨和中跨的预制梁长均为29.60m，计算跨径均为28.88m；简支变连续后边跨计算跨径为29.44m，中跨计算跨径为30m。 图3.3 结构尺寸图 （尺寸单位：cm）3.2.4 横截面沿跨长的变化如图3.3所示，本设计主梁采用等高形式，横截面的T梁翼板厚度沿跨长不变。梁端部区段由于锚头集中力的作用引起较大的局部应力，也为布置锚具的需要，在距梁端一倍梁高范围内（200cm）将腹板加厚到与马蹄同宽。马蹄部分为配合钢束弯起而从四分点附近（第二道横隔梁处）开始向支点逐渐
36、抬高，在马蹄抬高的同时腹板宽度也开始变化。 3.2.5横隔梁的设置模型试验结果表明，在荷载作用处的主梁弯矩横向分布，当该处有横隔梁时比较均匀，否则直接在荷载作用下的主梁弯矩很大。为减小对主梁设计起主要控制作用的跨中弯矩，在跨中设置一道中横隔梁；当跨度较大时，应设置较多的横隔梁。本设计在桥跨中点和四分点、支点处共设置五道横隔梁，其间距为7.5m和6.94m。详见图3.1和3.3。横隔梁的高度均为138cm。3.2.6毛截面几何特性计算毛截面几何特性是结构内力、配束及变形计算的前提，梯形分块法是目前各种商用桥梁电算软件的最常用的方法，故可以将主梁跨中截面划分成五个规则图形的小单元用梯形分块法计算。
37、但是，随着各种计算机软件的飞速发展，Auto CAD能够给我们提供更加方便适用的直接查询截面几何特征的方法。故本例采用直接由Auto CAD查询毛截面几何特性。详细结果见表3.2所示。表3.2 截面几何特性计算结果截面位置截面积A（）截面惯矩（m4）中心轴至梁底的距离yx（m）预制中梁（跨中）0.74420.35091.3345预制中梁（支点）1.08300.44041.2377预制边梁（跨中）0.74420.35091.3345预制边梁（支点）1.08300.44041.2377成桥中梁（跨中）0.80820.37121.3809成桥中梁（支点）1.14700.46871.2757成桥边梁（
38、跨中）0.77620.36151.3587成桥边梁（支点）1.11500.45501.2572注意：表中所列为毛截面值。检验截面效率指标：对于中梁跨中截面（希望在0.5以上）上核心距：下核心距：截面效率指标：对于边梁跨中截面（希望在0.5以上）上核心距：下核心距：截面效率指标： 经以上计算表明：以上初拟的主梁跨中截面是合理的。3.3 主梁作用效应计算3.3.1施工阶段叙述在结构自重作用效应计算之前，简要介绍本实例施工过程。全桥施工过程分为以下4个阶段。第一施工阶段，为主梁预制阶段，待混凝土达到设计强度90%后张拉正弯矩区预应力钢束，并压注水泥浆，再将各跨预制主梁安装就位，形成由临时支座支承的简
39、支梁状态。第二施工阶段，先浇筑两跨之间的连续段接头混凝土，达到设计强度后，张拉负弯矩预应力钢束并压注水泥浆。第三施工阶段，拆除全部临时支座，主梁支承在永久支座上，完成体系转换，再完成主梁横向接缝浇筑，最终形成三跨连续梁的空间结构。第四施工阶段，进行人行道、栏杆及桥面铺装施工。针对本设计横断面的具体构造特点，配筋之前采用“桥梁博士V3.0”进行电算，将空间桥跨结构简化为平面结构进行电算，即只对由单片T梁（此设计选边梁进行模拟）构成的六跨简支连续梁进行结构分析，在汽车荷载作用效应计算时考虑荷载横向分布系数，结构自重作用空间效应按每片梁均分计算。注意在模拟二期恒载的时候，把横向接缝也模拟成二期恒载，
40、即此例全桥二期恒载模拟为桥面铺装、人行道、栏杆、横向接缝浇筑之和，然后再除以5均分到边梁上。3.3.2结构作用效应计算1. 永久作用效应组合内力组合计算由“桥梁博士3.0”来完成。各阶段划分单元模型如图3.4所示。第一跨主梁呈简支状态前两跨主梁呈简支状态三跨主梁均呈简支状态六跨主梁呈结构连续梁桥状态图3.4 桥博模拟的阶段单元模型图永久作用效应计算见表3.3所示。 表3.3永久作用效应计算表作用效应跨中 =0.5四分点 =0.25腹板开始变薄截面=0.073支点=0.00一期弯矩(kN)203000133000454.000.00剪力(kN)0.0014400256.00301.00二期弯矩(
41、kN)880.00970.00253.000.00剪力(kN)0.0066.00143.00168.00弯矩(kN)2910.002300.00707.000.00剪力(kN)0.00210.00399.00469.002. 主梁主要荷载组合参照公路桥涵设计通用规范中的P18第4.1.6条及P19第4.1.7条之规定，进行承载能力极限状态效应组合和正常使用极限状态效应组合两种。（1）正常使用极限状态的内力组合参照作用短期效应组合（即：桥博中的内力组合II）值作为成桥状态值，并依据此弯矩包络图进行配筋计算。其效应组合表达式为： (6.1) 频遇值系数：汽车荷载取0.7，人群荷载取1.0，温差荷载
42、取0.8，其他取1.0（2）承载能力极限状态的内力组合使用其基本组合，效应组合表达式为： (6.2)相应的系数：结构自重取1.2，汽车荷载取1.4，温差取1.4收缩徐变取1.0。桥梁博士将按照公路-I级的规范要求自动组合，其组合内力如下表： 表3.4 作用效应组合表 组合种类组合内容基本组合1.2自重+1.4汽车+0.98人群+0.98温度+1.0收缩徐变短期效应组合自重+0.7汽车+1.0人群+0.8温度+1.0收缩徐变长期效应组合自重+0.4汽车+0.4人群+0.8温度+1.0收缩徐变标准组合自重+汽车+人群+温度+收缩徐变由于负弯矩对正弯矩的卸载作用，使得成桥后使用期间中跨跨中截面的正弯矩减小，且小于边跨跨中正弯矩，故选边跨内力作用效应组合代表全桥主梁作用效应组合，见表3.5、3.6。表3.5 主要截面正常使用状态短期效应组合的内力截面内力性质最大轴力（kN）最小轴力（kN）最大剪力（kN）最小剪力（kN）最大弯矩(kN.m)最小弯矩(kN.m)轴力0.00.00.00.00.00.0边支点剪力469.3469.3970.2392.3469.3667.5弯矩0.00.00.00.00.00.0轴力0.00.00.00.00.00.0边跨1/4剪力-209.6-209.6-64.1-516