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1、1 初步设计1.1 设计基本资料1.1.1 设计标准1）设计荷载：公路 I 级2）桥面宽：净 7m20.5m 防撞墙3）设计车道：2 车道4）设计车速：80km/h5）地震烈度：基本烈度 6 度，按 7 度设防6）桥面横坡：1.5%7）桥面纵坡：1.0%8）竖曲线半径：桥梁范围内无竖曲线9）平曲线半径：桥梁范围内无平曲线10）温度：季节温差的计算值为-43和+19 1.1.2 主要材料1、 混凝土1） 桥面沥青混凝土铺装2） 连续梁：C503） 桩基、承台、桥墩、桥台、搭板：C502、钢筋1）主筋：II 级钢筋2）辅助钢筋：II 级钢筋3）预应力筋：箱梁纵向预应力束采用j15.24 高强度低松
2、弛预应力钢绞线，ASTMA416-90a270 级标准，标准强度 Ry =1860MPa ，Ey=1.9510 MPa。3、预应力管道预应力管道均采用镀锌金属波纹管。4、伸缩缝采用 SSF80A 大变位伸缩缝。5、支座采用盆式橡胶支座。1.1.3 相关参数1. 相对温度75%2. 管道摩擦系数u= 0.253. 管道偏差系数= 0.0025l/米4. 钢筋回缩和锚具变形为4 mm1.1.4 预应力布置箱梁采用 OVM 型锚具及配套的设备。管道成孔采用波纹圆管，且要求钢波纹管 的钢带厚度不小于 0.35mm。预应力张拉采用 引伸量和张拉吨位双控。并以引伸量为 主。引伸量误差不得超过- 5%10%
3、。1.1.5 施工方式满堂支架1.1.6 设计规范1公路桥涵设计通用规范（ JTG D60-2004）2公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（ JTG D622004）3 公路桥涵地基与基础设计规范（JTJ02485）4公路桥涵施工技术规范（JTJ0412000）5公路工程水文勘测设计规范（JTGC30-2002）1.2 横截面和纵断面尺寸拟定：1.2.1 纵截面桥梁分孔关系到桥梁的造价。跨径和孔数不同时，上部结构和墩台的总造价是不同的。跨径愈大，孔数愈小，上部结构的孔数就愈大，而墩台的造价就愈小。最经济的跨径就是要使上部结构和墩台的总造价最低。因此当桥墩较高或地质不良，基础工程较复杂而造
4、价较高时，桥梁跨径就可选的大一些。反之，当桥墩较矮或地基较好时，跨径就可以选的小一些。由于桥位处地质情况为素填土或杂填土、圆砾、黏土、强风化岩，部分桥位处岩石裸露，海堤上地质情况为淤泥、黏土、中风化岩。地质状况不良，本桥位处桥长 97.4 米，拟采用预应力混凝土连续梁桥，所以设置为三跨连续梁较好。基础拟采用钻孔灌筑桩。连续梁跨径布置一般采用不等跨的形式。如果采用等跨布置，则边梁内力（包括边支墩处梁中的负弯矩）将控制全桥设计，这样不经济。此外变量过长，削弱了边跨的刚度，将增大活载在中跨跨中截面处的弯矩变化幅值，增加预应力束筋数量。一般边跨长度可取为中跨的 0.50.8 倍，对钢筋混凝土连续梁取偏
5、大值，使边跨与中跨内力基本相同；对预应力钢筋混凝土连续梁宜取偏小值，以增加边跨刚度减小活载弯矩的变化幅值，减少预应力钢筋的数量。但是当桥梁总长度很大，当采用顶推或先简支后连续的施工方法时，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。本桥桥长 97.4 米，对于连续体系，由于边跨宜取（0.50.8）中跨长，拟取27m+43m+27m，边跨/主跨=0.62。1.2.2 截面形式从预应力混凝土连续梁桥的受力特点来分析，连续梁的立面以采用变高度的布置为宜。而对于采用顶推法、移动模架法、整孔架设法施工的桥梁，其跨径在 4060m 的预应力混凝土连续梁，一般都采用等高粱。等高
6、度连续梁 H = (1/151/30)L,这里梁高拟取H=1.75m截面的选择遇到的问题是箱型截面与 T 型截面的选择问题。由于 T 形截面有利于承受单向弯矩（正弯矩） ，不利于承受双向弯矩（正负弯矩） 。箱型截面是一种闭口薄壁截面，其抗扭刚度大，并具有较 T 形截面高的截面效率指标，同时它的顶底板面积均比较大，能够有效地承担正负弯矩，并满足配筋的要求，所以在次选择箱型截面作为设计截面。接着就遇到了箱型截面是选择单箱单室、单箱多室、多箱单室还是多箱多室。单箱截面整体性好，施工方便，材料用量经济，当桥面不大时采用单箱截面为好，当桥面较宽时，采用多箱截面。本桥宽为 7m + 20.5m 所以选择单
7、箱单室截面形式。底板厚度：对于预应力混凝土连续箱梁底板中需配置一定数量的预应力束筋与普通钢筋，底板厚度一般为 200250mm,这里拟取 250mm。悬臂长度：悬臂长度一般采用 25m,当长度超过3m 后，一般需要布置横向预应力钢束，我们这里悬臂长度取 1.5m。顶板厚度：确定箱形截面顶板厚度通常主要考虑两个因素：桥面板横向弯矩的受力要求和纵向预应力钢束和横向受力钢筋（或横向预应力钢束）的构造要求。腹板间距大约为 5m,这里拟取顶板厚度为 250mm。顶板参考尺寸腹板间距（m） 3.5 5.0 7.0顶板厚度（mm） 180 200 280腹板厚度：箱梁一般有两块以上腹板组成，每块腹板的最小厚
8、度要满足构造要求和施工时浇筑混凝土的要求，一般经验认为：对于腹板内有预应力管道布置时腹板厚度为450mm.桥梁横截面拟订图(cm)2 计算2.1 桥梁原横截面特性计算桥梁横截面(cm)面积：A = (15+40 )15022+451752+（500-452）252+45154=4.72求其形心和抗弯惯性矩：(cm)Ai Zi Ai*Zi800*28=22400 161 360640090*119=10710 87.5 937125500*28=14000 14 196000Ai = 47110 AiZi = 4739525形心距下边缘的距离： =AiZi/Ai=100.6下Z形心距上边缘的距离
9、： =175-100.6=74.4上抗弯惯性矩 I:Ii Ai Zi-Z0 iA20ZI1463467 22400 60.4 81718784 8318225112638693 10710 -13.1 1837943.1 14476636.1914667 14000 -86.6 104993840 105908507203567394.1抗弯惯性矩 I=2.0358 4m2.2桥面板的 计算和梁 有效宽度 的计算2.2.1 桥面 板的 计算桥面板的计算采用标准 车加局部荷载， 对板进 行局部验算和配筋。该 匝道桥是单 向行驶的, 桥总宽为 10.5 米，按两个车道设 计 。其内力的计算在后边的
10、恒载内力计算 中有说明。故此处略过。2.2.2 梁有 效宽 度的 计 算：2.2.1 桥的剪力理论箱型梁和 T 型梁由于剪力滞效应， 在梁承受弯 矩时， 顶底板所受的拉压应力， 随 着离腹板的距离越远， 受力越小 ， 所以不是全 梁在受力， 如果按照全梁截面进行受力 分析，必然导致不安全。目前， 桥梁剪力滞计算的方法很多， 有线条 法， 比拟杆法， 差分法等， 但目前 应用较为方便应用也较广泛的是等效宽度法， 规范上给出了计算方法。 本设计采用次种方法。宽度法考虑梁剪力滞效应 :1、简支梁和连续梁各跨中部梁段，悬臂梁中间跨的中部梁段=mibfi2、 简支梁支点，连续梁边支点及中间支点，悬臂梁悬
11、臂段=isi2.2.3 桥的剪力滞计算如图所示，将梁根据腹板的数目分成如图4.2.1 的的各种小梁，分别进行计算。图 梁截面分 隔（1）边跨计算：边跨边梁=0.8 ， = =0.069，查图得 =0.980， = =1.47；1l1lb278.05f1mbf1= =0.095，查图得 =0.940， = =1.93；12l. f2f1= =0.095，查图得 =0.940， = =1.93；15lb78.0f5mbf5将整个箱梁等效成工字型截面，如下：面积：A =4559 8 2求其形心和抗弯惯性矩：Ai Zi Ai*Zi21560 161 347116010710 87.5 93712513
12、328 14 186592 =45598iA =4594877iA形心距下边缘的距离： =AiZi/Ai=100.8下Z形心距上边缘的距离： =175-100.6=74.2上Ai Ii Zi-Z0 Ai（Zi-Z0）2 I21560 1408587 60.2 78134302.4 7954288910710 12638693 -13.3 1894491.9 1453318413328 870763 -86.8 100416350.7 10128711345598 14918042 180445145 195363187抗弯惯性矩 I=1.9536 4m对于原来的箱梁截面的形心轴 = 74.4
13、来说，抗弯惯性矩 I =1.9536 。上Z4m（2）中跨计算：中跨边梁， = =0.058，查图得 =0.98， = =1.47；026.ll1lb276.5f1mbf1= =0.079，查图得 =0.95， = =1.95；12l. f2f1= =0.079，查图得 =0.95， = =1.95；15lb76.0f5mbf5中跨跨中截面等效成工字型截面如下：面积：A = 45821 抗弯惯性矩 I=1.9663 ,形心轴距离截面下边缘的距离为2 4my =100.7,形心轴距离截面下边缘的距离是 y =74.3下 上对于原来箱形截面的形心轴 y =100.6 来说，抗弯惯性矩为 I=1.9
14、663下 42.3 主梁内力计算（1）恒载内力计算一期恒载内力即梁的恒载内力计算:梁的恒载集度： = = =118gq1A257.4mkN/二期恒载桥面铺装和栏杆的内力计算：桥面的恒载集度： = =17.6gq2275.031.mkN/恒载集度= + =118+17.6=135.6gq1g2 mkN/恒载作用计算简图弯矩图剪力图恒载内力计算结果跨数 位置 距本跨左支点距离( )m恒载剪力 ( )kN恒载弯矩( )mk0 0 1150.06144 0.000000001/10 2.7 783.941445 2610.903901/5 5.4 417.821445 4233.283803/10 8
15、.1 51.7014450 4867.139702/5 10.8 -314.418554 4512.471601/2 13.5 -680.538554 3169.279503/5 16.2 -1046.65855 837.5634097/10 18.9 -1412.77855 -2482.67668第一跨4/5 21.6 -1778.89855 -6791.440789/10 24.3 -2145.01855 -12088.72881 27 2915.40000 -18374.54090 0 2915.40000 -18374.54091/20 2.15 2623.86000 -12419.8
16、3641/10 4.3 2332.32000 -7091.942983/20 6.45 2040.78000 -2390.860482/10 8.6 1749.24000 1683.411011/4 10.75 1457.70000 5130.871513/10 12.9 1166.16000 7951.521017/20 15.05 874.620000 10145.35952/5 17.2 583.080000 11712.38709/20 19.35 291.540000 12652.60351/2 21.5 0.00000000 12966.009011/20 23.65 -291.540000 12652.60353/5 25.8 -583.080000 11712.387013/20 27.95 -874.62
