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1、 湘西沪溪大桥施工图设计 1 设计基本资料1.1 概况湘西沪溪大桥为预应力混凝土先简支后连续 T 梁结构；其下无不良地质构造且地面起伏较平缓；设计时遵循施工过程进行，共分为六个施工阶段，预应力钢筋的布置按照承载能力极限状态下的最大、最小弯矩构成的包络图进行；设计时必须遵照“安全、适用、经济、美观”的基本原则进行设计，同时应充分考虑建造技术的先进性以及环境保护和可持续发展的要求。纵断面设计需满足两个要求，一是满足设计水位的要求，二是满足两线交通控规的要求；横断面设计应满足规划红线宽度要求，行车道数和宽度与前段岳麓大道基本保持一致，满足远期交通量增长需要，尽量降低工程造价。1.2 主要技术标准（1
2、）设计跨径：40m；（2）设计荷载：公路级；（3）桥面宽度：0.5m+3.75x 2m+0.5m； （4）设计纵坡为0.8%,桥梁横坡：1.0%1.3 主要材料（1）混凝土：预制 T 梁、预制主梁及横隔梁、湿接缝、封锚端、墩顶现浇连续段、桥面现浇层均采用 C50混凝土，桩基采用 C25 混凝土； 其余构件采用 C30 混凝土；（2）水泥应采用高品质强度等级为62.5,52.5和42.5的硅酸盐水泥，同一座桥的板梁应采用同一品质的水泥，质量应符合GB1751999标准；（3）粗骨料应采用连续级配，碎石宜采用锤击式破碎生产。碎石最大粒径不宜超过20mm，以防止混凝土浇筑困难，或振捣不密实。（4）预
3、应力钢材：预应力钢筋要采用公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（ JTGD62-2004）中规定的低松弛钢绞线（17 标准型），抗拉强度标准值 fpk=1860 MPa，抗拉强度设计值f pd=1260 MPa ，公称直径 15.2mm ，公称面积 140mm2 ，弹性模量 E=1.95105 MPa。（5）钢材：普通钢筋采用 R235、HRB335 钢筋其标准应符合 GB13013-1991 和GB1499-1998 的规定。凡钢筋直径12mm 者，均应采用 HRB335 热轧带肋钢；凡钢筋 直径12mm 者，采用 R235 钢，钢板应符合 GB700-88 规定的 Q235 钢板。（6
4、）锚具：预制T梁正弯矩钢束采用M159型系列锚具及其配件，预应力管道采用圆形金属波纹管；预制梁在墩顶处的负弯矩钢束采用BM154型扁锚及其配件，管道采用扁形金属波纹管。（7）支座：支座采用CQZ-11系列盆式支座，各技术指标应符合相关标准；桥梁支座根据设置部位的不同，边墩顶支座型号为FCQZ-11-1.5MN，中中间墩顶支座型号为FCQZ-11-3.0MN。梁底预埋钢板上的连接螺栓按厂家说明设置。支座安装操作及相关技术要求严格按照支座厂家要求进行。锚筋与钢板焊接标准应符合规范要求。（8）伸缩缝：EF80 型型钢伸缩装置。（9）其它：砂、石、水的质量要求应符合公路桥梁施工技术规范JTJ041-2
5、000的有关规定。1.4 施工方式采用先简支后连续的施工方法，全桥施工过程可分为以下6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支梁状态。第二施工过阶段，设支座梁段,浇筑墩顶现浇连续段及横向连接第三施工阶段，先浇筑第一、二跨与第三、四两跨之间的连续接头混凝土，达到设计强度后，张拉负弯矩预应力钢束并压注水泥浆。第四施工阶段，浇筑第二、三跨间连续段接头混凝土，达到设计强度后张拉负弯矩预应力钢束并压注水泥浆。第五施工阶段，拆除全部临时支座，主梁支承在永久支座上，完成体系转换，最终形成四跨连续
6、梁的空间结构。设支座梁段,安装永久支座，形成连续体系。第六施工阶段，进行防撞护栏及桥面铺装施工, 浇筑100mm混凝土铺装层及100mm沥青混凝土铺装层。待桥面铺装层混凝土达到设计强度后拆除临时支座。1.5 设计要点施工中严格遵循一下规范,并从严控制。公路桥涵施工技术规范 ( JTJ041-2000 ）公路工程质量检验评定标准公路工程技术标准 （ JTG B01-2003 ）公路桥涵设计通用规范 （ JTG D60-2004 ）公路沥青路面设计规范 （ JTG D50-2006 ）预应力混凝土用钢绞线 （ GBT5224-2003 ）公路桥梁盆式支座 （ JTT 391-2009 ） 2 毛截
7、面几何特性计算2.1 基本资料2.1.1 桥梁跨径及横截面布置桥型布置：440m 等截面连续梁桥,横截面图如图 2-1；桥面净空：净8.5m +20.5m 防撞护栏 设计荷载公路级图2.1 跨中横断面(mm)计算跨径：40m（墩中心距）2.1.2 材料规格主梁：采用 50 号混凝土，容重为 25kN/m3，弹性模量取 3.45107 kPa；桥面铺装：采用厚度为 10cm 的防水混凝土再加10cm厚沥青混凝土桥面铺装，防水混凝土容重为 25kN/m3，沥青混凝土容重为24 kN/m3；防撞护栏：采用30号混凝土，容重为 25kN/m3； 横隔板：横隔梁的刚度直接影响到设计桥梁的整体特性，为了减
8、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。本设计在桥跨中心、四分点、支点 处各设置一道横隔板且采用同样大小的横隔板，横隔梁厚度为15cm，端横隔梁底部与梁底齐平，其余横隔梁的底部与马蹄的斜坡低端齐平（即距梁底 30cm 高度）。采用50号混凝土，容重为25kN/m3，弹性模量取 3.45107 kPa。2.2 结构计算简图在进行桥梁结构计算时首先应将结构离散，所谓结构离散即根据桥梁结构和施工方 案划分单元，并对单元和节点进行编号。单元划分的一般原则如下：(1) 对于所关心截面设定单元分界线，即编制节点号(2) 构件的起点和终点以及变截面的起点和终点编制节点号；(3) 不同构
9、件的交点或同一构件的折点处编制节点号；(4) 施工分界线设定单元分界线，即编制节点号；(5) 当施工分界线的两侧位移不同时，应设置两个不同的节点，利用主从约束关 系考虑该节点处的连接方式；(6) 边界或支承处应设置节点；(7) 不同号单元的同号节点的坐标可以不同，节点不重合系统形成刚臂； 对桥面单元的划分不宜太长或太短，应根据施工荷载的设定并考虑活载的计算精度统筹兼顾。因为活载的计算是根据桥面单元的划分，记录桥面节点处位移影响线，进而 得到各单元的内力影响线经动态规划加载计算其最值效应。按照以上原则并考虑此次设计的桥梁的结构和施工的方法，将全桥划分为104 个单元，具体为40.5+182+80
10、.5+182+80.5+182+80.5+182+40.5，其中支座节点在第 一、二施工阶段的时候为 1、26、28、52、54、105节点，在第三施工阶段的时候为1、27、53、105节点。2.3 毛截面几何特性计算2.3.1 截面图示图 2.2 、2.3为此次设计中的边、中梁截面图示，并将其尺寸标注如下:图2.2 边梁及中梁跨中横截面（mm）图2.3 边梁及中梁梁端横截面（mm）2.3.2 毛截面的几何特性该几何特性可以通过 CAD、MADIS计算得出，经比较二者得出的结果相 差不大，此次设计由MADIS得出的几何特性见表 2-1：表 2-1 毛截面几何特性截面位置截面积A()截面惯矩I（
11、）中性轴至梁低的距离(m）预制中梁跨中1.33801.04511.3763支点2.00251.20231.3956预制边梁跨中1.37401.08261.4034支点2.03851.23871.4135成桥中梁跨中1.71801.48951.6469支点2.38251.66681.5877成桥边梁跨中1.79401.54461.6835支点2.45851.73041.61622.3.3 检验截面效率指标对于中梁跨中截面：上核心距（）为：；下核心距 （）为：；截面效率指标（）为：0.5；对于边跨跨中截面:上核心距（）为：；下核心距（）为：；截面效率指标（）为：0.5； 表明以上初拟的跨中截面是合
12、理的。 3 内力计算及组合3.1 荷载3.1.1 结构恒载作用结构自重作用效应是分阶段形成的，主要包括：预制T梁一期结构自重作用荷载集度（），成桥后T梁一期结构自重作用荷载集度增量（），二期荷载集度（）。 本设计将空间桥跨结构简化为平面结构进行计算，即只对由单片T梁构成的四跨简支转连续梁桥进行结构分析，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。结构自重作用荷载集度计算。(1)预制T梁一期结构自重作用荷载集（）： (2) 预制T梁中梁一期结构自重作用荷载集度：(3)成桥后T梁一期结构自重作用荷载集度增量（）一期成桥边梁增量；一期成桥中梁增量(4)二期结构
13、自重作用荷载集度（）为桥面铺装与护栏自重集度之和根据桥面铺装材料与布置，且护栏采用每延米0.27混凝土计算，混凝土重度按25KN/ 计算。桥横向由4片梁组成则每篇梁承担全部二期永久作用效应的1/4。计算如下：3.1.2 支座不均匀沉降支座不均匀沉降应根据各墩位处地质情况以及基础的布置形式和支座反力大小按基础工程以及有关规范的规定来计算,这里假定桥墩相对桥台下沉 10mm。 在荷载组合中，此项荷载作为 SQ2，SQ2 中还可包括温度等荷载效应，应根据设计要求来取用。3.1.3 活载 汽车荷载：公路级车道荷载（由均布荷载 qk 和集中荷载 pk 组成），qk=7.875kN/m，pk=251.67kN；本设计为二车道，折减系数取1 。3.2 内力计算本桥为先简支后连续的连续梁桥，施工过程中包含了结构体系的装换，所以结构自 重内力计算过程必须首先将各施工阶段产生的阶段内力计算出来，然后进行内力叠加。 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支梁状态。第二施工过阶段，设支座梁
