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1、北京交通大学毕业设计（论文） 开题报告1题 目：跨度（60+108+60 ）m 客货共线铁路连续梁桥设计 学院：土木建筑工程 专业：土木工程 学生姓名： 学号： 文献综述：1. 连续梁桥发展历史1.1 国外连续梁桥发展历史连续梁桥在发展历程中一直存在着两个发展方向：一个就是不断加大跨径，其中南斯拉夫主跨为 210m 的 Danube River 桥和瑞士主跨为 192m 的 Mosel 桥比较具有代表性；另一个就是不断加长连续长度，其中英国全连续长度 1288m 的 Orwell 桥比较具有代表性。20 世纪 40 年代后期，预应力混凝土预制分段拼装施工技术开始兴起。1945 年-1948 年
2、，E.Freyssinet 利用这项技术在 Marne 河上建造了 Luzancy 桥。1952 年德国工程师 U.Finsterwalder 利用预应力混凝土现浇平衡悬臂施工技术在莱茵河上建成了跨径超过 100m 的 Worms 桥。从此之后，平衡悬臂施工体系很快在世界上得到了广泛的应用。20 世纪 60 年代至 70 年代，预应力混凝土连续梁桥在跨径 100m 至 200m范围内的一般桥梁中成为首选的建桥方案。1976 年日本建成了当时世界上跨径最大的连续刚构桥滨名大桥，其主桥跨径为(55+140+240+140+55)m。不久过后，巴拉圭于 1979 年建造了一座主跨为 270m多跨预应
3、力混凝土 T 构桥Asuncion 桥。紧接着在 1980 年建成的菲律宾以东美国太平洋托管区的弗罗斯岛的科巴贝尔赛浦桥主跨也达到 240.8m。下表统计了 1980 年-2002 年其他早期发达国家的部分连续梁桥发展情况，表中主跨从 90m 以上发展到了 298m。序号 桥名 国家 主要跨径（m） 建成年份1 白河桥 日本 90 19802 Houston 桥 美国 229 19823 Kali 桥 印度 121 19834 Orwell 桥 英国 160 19845 Gateway 桥 澳大利亚 260 19856 北浦港桥 日本 120 19907 Ponte de SaoJoao 桥
4、葡萄牙 250 19918 Varodd-2 桥 挪威 260 19949 Rsft SUnder 桥 挪威 298 199910 罗格莫尔桥 法国 105 200111 英国河桥 德国 130 2002北京交通大学毕业设计（论文） 开题报告2经上表统计可知，1980 年到 2002 年其他国家修建的连续梁桥的跨径大部分都在200m 以下，最近十多年以来，跨径 200m 以上的预应力混凝土连续梁桥已成为新的发展常态。2.1.2 国内连续梁桥发展历史我国因为近代落后的原因，连续梁桥的历史相对较短，我国第一次采用平衡悬臂施工方法建造的预应力混凝土 T 型钢构桥是于 1965 年完工的位于河南汤阴的
5、五陵卫河桥，跨径为 25m+50m+25m。平衡悬臂施工法在我国得到成功运用之后，迅速蔓延全国，1968 年建成的主跨为 124m 的广西柳州桥、1971 年建成的主跨为 144m 的福建乌龙江大桥和 1981 年建成的主跨为 158m 的湖北宜昌葛洲坝三江大桥均采用了这种方法。目前我国跨径最长的预应力混凝土 T 型刚构桥是 1980 年建成的主跨为 174m的重庆长江大桥。20 世纪 80 年代中期，计算机技术得到快速发展并参与到桥梁设计当中，此时 T型刚构桥逐渐失去市场，而连续梁桥逐渐成为混凝土桥梁的主流。1984 年建成位于湖北沙洋的主跨为 111m、全长为 790.8m 的汉江大桥是我
6、国首座跨径超百米的预应力混凝土连续梁桥。其他具有代表性的预应力混凝土连续梁桥还有 1986 年建成位于湖南常德的沅水大桥，主跨跨径为 120m；1991 年建成位于云南六库的怒江大桥，主跨跨径为 154m；全长为 1340m、主跨为 80m 的杭州钱塘江二桥；全长为 1308m、主跨为100m 的襄樊汉江大桥。目前我国跨径最长的预应力混凝土连续梁桥是 2001 年建成位于南京的长江第二大桥北汉桥，全长为 2212m，跨径布置为 90+3165m+90m。随着预应力混凝土连续梁桥跨径的不断增大，桥梁结构的支点反力也呈大幅度增长，这给支座的设计制造和后期养护造成了十分棘手的困扰。而 T 型刚构桥墩
7、梁固结的结构特点正好可以解决连续梁桥的支座问题。结合连续梁桥上部变形连续、使用性能好和 T 型刚构桥不设支座的优点，连续刚构桥便应运而生。由于我国此前在建设大跨径 T 型刚构桥和大跨径连续梁桥拥有丰富的经验，因此我国的连续刚构桥一开始便取得了不错的成绩。位于广东 1988 年建成的洛溪大桥，全长 480m，跨径布置为 65m+125m+180m+110m，它是我国较早的连续刚构桥，并且其主跨径在当时是亚洲混凝土梁式桥第一，世界第七。30 多年以来，我国在连续刚构桥领域取得了巨大的发展，屡屡打破各种跨径记录。其中比较有名的桥梁有 1993 年建成主跨径为 160m 的三门峡黄河大桥，1996 年
8、建成位于湖北黄石的主跨径为 245m的长江大桥，还有当时主跨居世界混凝土梁式桥第一的 1997 年建成主跨为 270m 的虎门大桥辅航道桥。目前我国跨径最长也是世界跨径最长的连续刚构桥是 2006 年建成主跨径为 330m 的重庆石板坡长江大桥复线桥。据不完全统计，目前我国已建和在建的跨径范围在 100-200m 的混凝土桥梁已有100 多座，跨径超过 200m 的连续刚构桥已有 20 多座，由此可见大跨径预应力混凝土连续梁桥在我国占据着十分重要的地位。2. 连续梁桥构造特点2.1 桥跨根据连续梁桥受力特点，大、中跨径的连续梁桥一般宜采用不等跨布置，当总北京交通大学毕业设计（论文） 开题报告3
9、跨数超过 3 跨时，其中间跨一般采用等跨布置。采用三跨或多跨的连续梁桥，为使边跨与中跨的最大弯矩相近，边跨跨径宜取中跨的 0.8 倍。当综合考虑施工和其他因素时，边跨一般去中跨的 0.5 至 0.8 倍为宜。预应力混凝土连续梁桥边跨宜取偏小值，这样可以增加边跨刚度，减小活载弯矩的变化幅度，减少预应力筋的数量。但是当边跨过小时，边跨支座会产生拉力，此时需在桥台上设置拉力或压重。当受到桥址处地形、河床断面形式、通航净空及地质条件等因素的限制并且总桥长受到制约时，应采用多孔小边跨与较大的中间跨相配合的布置形式，并使跨径从中间向外递减，让各跨内力峰值相差不大。桥跨布置还与施工方法密切相关。长桥以及选用
10、顶推法施工或者先简支后连续法施工的桥梁，多采用等跨布置，这样做结构简单、模式统一。等跨布置的跨径大小主要取决于施工的设备和经济条件。连续梁跨数以三跨最为常见。连续跨数不能取得过多，一般不宜超过五跨，虽然当连续跨数超过五跨时的内力与五跨时相差不大，但是连续梁过长会造成梁端伸缩量非常大，需设置大位移量的伸缩缝,因此，一般不会设超过五跨。2.2 梁高2.2.1 等截面连续梁桥采用等截面布置具有构造简单、预制定型、施工方便等优点，随着施工方法的发展，等截面布置越来越受到工程师的重视。对于中等跨径 40-60m 的连续梁桥，若采用预制装配施工和就地浇筑施工，为便于预制安装和模板周转使用，宜选用等截面布置
11、；若采用顶推法施工，为便于布置顶推和滑移设备，也会选择采用等截面梁；若采用逐跨架设施工和移动模架法施工以及整孔架设，为了能最小程度使用施工设备完成全桥施工，按等截面布置最为有效。等截面连续梁桥的梁高，在拟定时可参考有关资料，按梁高与最大跨径的关系H=(1/15-1/30)lm选用。当桥梁跨径较大，采用顶推法施工时，梁高的选择不仅取决于桥梁跨径，还要考虑顶推施工对梁高的要求。为了避免顶推法施工时最大悬臂的不利受力状态，通常可设置临时墩；不设置临时墩时，梁高与顶推跨径之比选在1/12-1/15 为宜。2.2.2 变截面连续梁桥采用变截面布置具有很多优点，比如支点截面负弯矩比跨中正弯矩大，采用变截面
12、形式刚好符合连续梁受力特点；变截面梁一般采用悬臂法施工，变高度梁与施工阶段内力相应；从美学观点看，变高度梁具有一种曲线美、变化美，给人一种天然的美感。变截面梁的梁底线形可采用折线、抛物线、圆曲线和正弦曲线等。其中二次抛物线与连续梁的弯矩变化最相似，因此常被采用。根据已建桥梁的资料进行分析统计，主梁采用变截面布置时，支点梁高约为最大跨径的 1/15-1/20，跨中梁高约为支点梁高的 1/1.6-1/2.5。2.3 截面形式预应力混凝土连续梁桥可采用的截面形式很多，一般可根据桥梁的跨径、宽度、梁高要求、支承条件、桥梁的总体布置和施工方法等因素确定。合理选择主梁的截面形式对减轻梁的重量、节约材料、简
13、化施工和改善截面受力性能都具有十分大的北京交通大学毕业设计（论文） 开题报告4作用。预应力混凝土连续梁桥常用的横截面形式有 T 型梁式、板式和箱型梁式。2.3.1 T 型梁式截面T 型梁式截面一般只适用于中、小跨径的连续梁桥，其主梁常用跨径为 30-50m，梁高一般取 1.6-2.5m。T 型梁式截面预制较为方便，其主梁梁段常采用预制架设施工，并在安装完之后，经体系转换为连续梁桥。为简化多肋 T 梁的施工，可采用宽矮肋的单 T 断面，肋宽可达 3-4m，外悬长翼板，称之为脊形梁或异形结构。总体来说，由于 T 型梁式截面肋的宽度不大，布置钢筋受到限制，在负弯矩区承压面积小，因此不常应用。2.3.
14、2 板式截面板式截面一般也只适用于中、小跨径的连续梁桥。由于板式截面梁桥构造简单、施工方便且建筑高度小，所以常被采用于大量高架道路上。目前，板式矩形实体截面已较少采用，取而代之的是曲线形整体截面。实体截面的连续梁桥常采用在支架上现浇施工，空心板截面常用于跨径 15-30m 的连续梁桥，板厚可取 0.8-1.2m。当桥墩在横截面上 Y 型支承时，可选取双峰形实体截面。2.3.3 箱形截面当连续梁桥的跨径超过 40-60m 时，主梁常采用箱形截面。箱形截面为闭口截面，具有良好的抗弯和抗扭性能，并且箱形截面有顶板和底板，在跨中或支座部位都能有效地抵抗正负弯矩。箱形截面有几种常用的形式，其中单箱单室截
15、面多用在顶板宽度小于 18m 的桥梁，单箱双室截面适用于顶板宽度 25m 左右；双箱单室截面顶板宽度可达 40m 左右，圆空式单箱双室截面适用于顶板宽度 15m 左右，单箱多室式截面的桥梁宽度可不受限制。此外，箱形截面还有单箱三室、双箱双室、多箱单室等形式。单箱单室截面具有受力明确、施工方便、节省材料用量等优点。因此，当桥宽在 20-25m 范围时，很多桥梁常采用单箱单室截面，但需要在截面构造上采取相应的措施。为了加强长悬臂板的抗弯刚度，可采用横梁加劲、斜撑加强，或在顶板上设置横向预应力筋，后者最常被采用。直腹板箱梁主要用于箱宽不大的情形，它具有构造简单、施工方便的优点。斜腹板梁相对于直腹板箱
16、梁可节省下部结构的圬工量，减小底板的横向跨度，还能有效地减小迎阳面积，改善风的攻角、温度应力和抗风性能，但是它却具有模板制造复杂的缺点。分离式箱梁的特点是结构简单，受力明确，横向分布系数小, 为了方便施工简单，施工时可分箱进行。2.3.4 箱形截面设计要求（1）顶板和底板厚度箱形梁顶板和底板厚度既要满足纵、横向的受力要求，又要满足结构构造及施工上的需要。其具体选定原则如下：箱梁顶板厚度要满足布置纵、横预应力筋的构造要求，同时还要满足桥面板横向弯矩的受力要求。不设横向预应力筋时顶板厚度与腹板间距的关系可以参考表 1 选取。当设有横向预应力筋时，顶板厚度需满足预应力筋套的布置管并留有混凝土注入的间隙。表 1 腹板间距与顶板厚度腹板间距
