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1、目 录第1章 绪论11.1 概述11.2 国内外简支转连续桥梁的研究状况11.2.1 国外研究现状11.2.2 国内研究现状21.3 简支转连续梁桥的施工特点31.4 桥梁博士系统简介41.4.1 直线桥梁计算41.4.2 截面计算51.4.3 横向分布系数计算5第2章 桥梁设计方案和比选62.1 概述62.1.1 设计依据62.1.2 技术标准62.1.3 地质条件62.1.4 采用规范62.2 桥型方案及比选62.2.1 桥梁设计原则62.2.2 桥型方案72.2.3 方案比较8第3章 结构尺寸拟定103.1 设计基本概况103.1.1 桥梁线型布置103.1.2 主要技术标准103.1.
2、3 主要材料103.1.4 桥面铺装113.1.5 桥面排水113.1.6 施工方式113.1.7 设计依据113.1.8 支座强迫位移113.1.9 温度影响123.2 桥型及纵、横断面布置123.2.1 桥型布置及孔径划分123.2.2 截面形式及截面尺寸拟定123.2.3 箱梁底板厚度及腹板宽度设置143.2.4 下部结构尺寸的拟定153.3 毛截面几何特性计算153.3.1 手算毛截面几何特性153.3.2 桥梁博士计算毛截面几何特性173.3.3 箱梁抗扭惯性矩的计算173.4 截面效率指标18第4章 桥面板设计194.1 桥面板恒载内力计算194.2 桥面板活载内力计算204.3
3、桥面板荷载内力组合214.4 主梁行车道板配筋224.4.1 行车道板尺寸的复核224.4.2 支点处配筋224.4.3 板跨中配筋234.5 抗剪验算23第5章 主梁内力初步计算245.1 模型的建立245.1.1 施工阶段的划分255.1.2 单元的划分、结构的离散255.2 恒载内力计算265.2.1 预制箱梁一期恒载集度265.2.2 成桥后一期恒载集度285.2.3 二期恒载集度285.2.4 各阶段恒载效应计算295.3 活载内力计算315.3.1 主梁的最不利荷载横向分布系数计算315.3.2 手算活载效应375.3.3 电算活载效应395.4 温度次内力计算395.4.1 简支
4、梁阶段温差作用效应计算405.4.2 连续梁阶段温差作用效应计算415.4.3 电算温度作用效应425.5 基础沉降次内力计算435.5.1 手算边支座沉降效应435.5.2 电算各支座单独沉降效应44第6章 主梁内力初步组合466.1 按持久状态承载能力极限状态设计466.1.1 基本组合466.1.2 偶然组合476.2 按持久状态下正常使用极限状态设计476.2.1 作用短期效应组合476.2.2 作用长期效应组合486.3 荷载内力组合结果486.3.1 手算部分控制截面组合内力486.3.2 电算组合内力496.4 荷载内力包络图52第7章 预应力钢束的估算及布置537.1 预应力筋
5、的估算537.1.1 按正常使用极限状态的应力要求计算537.1.2 按承载能力极限状态的强度要求计算567.1.3手算配筋577.1.4 电算配筋587.2 预应力筋束的布置597.2.1 预应力筋的布置原则597.2.2 束筋的选择与布置607.2.3 普通钢筋的布置637.3 主梁净、换算截面几何特性计算637.4 束界的校核65第8章 预应力损失及有效预应力的计算668.1 预应力损失计算668.1.1 预应力筋与孔壁间摩擦引起的应力损失668.1.2 锚具变形与压密、预应力筋回缩等引起的应力损失678.1.3 预应力筋和台座间温差引起的应力损失688.1.4 混凝土弹性压缩引起的应力
6、损失688.1.5 预应力筋松弛引起的应力损失终极值698.1.6 混凝土收缩和徐变引起的应力损失708.2有效预应力的计算708.2.1 预应力损失组合718.2.2 各阶段有效预应力计算718.3 减小预应力损失的措施72第9章 配束后主梁内力计算739.1 施工阶段主梁内力计算739.2 运营阶段汽车活载内力、温度及基础沉降次内力计算749.3 混凝土收缩徐变次内力计算779.4 预应力效应计算809.4.1 简支梁阶段预应力效应809.4.2 连续梁阶段预应力效应819.4.3 线性变换839.4.4 吻合束839.5 内力组合83第10章 主梁截面验算8510.1 持久状况承载能力极
7、限状态计算8510.1.1 正截面强度验算8510.1.2 斜截面强度验算8610.2 持久状况正常使用极限状态计算8810.2.1 全预应力混凝土构件抗裂性验算8810.2.2 挠度的计算及预拱度的设置9110.3 短暂状况构件的应力计算与验算9510.4 持久状况构件的应力计算与验算101第11章 主要工程量计算10411.1 混凝土总用量计算10411.2 钢绞线及锚具总用量计算104第12章 结论与展望10612.1 结论10612.2 展望106参考文献107致 谢108外文翻译材料109IV江西理工大学2009届本科生毕业设计（论文）第1章 绪论1.1 概述随着我国公路建设的飞速发
8、展，我国现已建成京石、沈大、广佛等数条高速公路主干线，它们已经成为促进我国国民经济发展的重要因素，目前全国各省市都在进行着公路的大建设。预应力混凝土连续梁桥由于具有变形小、刚度大、伸缩缝少、行车平稳舒适、施工简便、养护简单、抗震能力强等许多优点，因而常常成为公路桥梁建设中首选的方案。由于现浇连续梁的施工复杂繁琐、费工费时，人们一直希望将简支梁的批量预制生产和连续梁的优越性能结合起来，实现用梁或板批量预制生产的方式来加快连续梁的建设速度，同时省去繁琐的支模工序。预制拼装法即是在这一情况下应运而生的，而该种方法一经出现则迅速得到了国内外桥梁工作者的欢迎，并迅速推广。早期的预制拼装法仅仅局限于节段(
9、segment)的预制和拼装。随着公路建设的迅速发展，大量中等跨径的预应力混凝土连续梁桥方案常常作为优胜方案而被采用。为了适应中等跨径长桥的建设的需要，出现了全跨径长度的梁或板的预制构件，形成了将整跨梁或板架设于支座就位后“拼装”成连续梁的逐孔施工方法，此“拼装”的含义也发生了变化。这种整跨梁预制、架设就位后，在支座处通过现浇接头、待混凝土强度达到规定值后张拉预应力筋实现结构连续的施工方法，即是我们常说的“简支转连续施工”方法。为了与常规的施工方法形成的连续梁结构体系区分开来，我们把这种施工方法形成的结构体系称为“简支转连续结构体系”。1.2 国内外简支转连续桥梁的研究状况 1.2.1 国外研
10、究现状在国外，无论是日本、韩国等亚洲地区，还是美国、加拿大等美洲地区及欧洲地区，都出现了很多采用简支转连续施工方法造成的桥梁实例。其中有2座桥梁在简支转连续结构体系中占具有重要的代表意义,它们是美国内布拉斯加州林肯市建造的2座人行桥：一座为第十街的人行天桥，另一座为第五号街的天。大约在20世纪60年代，波特兰混凝土协会（简称PCA）对预制梁通过现浇桥面板和连续横隔板连续（两种类型的正弯矩连接，例如焊接在构造上的直钢筋以及弯钢筋）方法进行了研究。预制梁的连续可以通过桥墩上方桥面板内布置连续的钢筋以及内支座处两片预制梁端部之间的混凝土横隔板得以实现。40年以来，该种类型的连接一直是许多人研究的主题
11、，这种连接方法已经成功的应用于诸多国。在20世纪70年代后期，作为密苏里州联合公路研究计划的一部分，密苏里州一哥仑比亚大学研究了将钢绞线延伸到连接横隔板内部以形成正弯矩连接的可行性，提出了一种设计方法，它将钢绞线的应力限制在其极限承载力的15%，以避免疲劳破坏，该研究还建议连续横隔板应该在桥面板之前浇筑。在1993年，JosephA. Picenec,Steven. Kneip 等介绍了内布拉斯加州林肯市第十街高架桥工程，该桥为预应力混凝土连续梁（I 型截面）桥，采用简支转连续施工方法，后连续工艺利用了内布拉斯加州大学研究设计的一种新的后连续方式。在20世纪90年代后期，在国家联合公路研究计划
12、的框架下，施工技术实验室（简称为CTL）对该类连续梁桥进行了分析研究，该项研究显示，由于时间效应所产生的正弯矩可以引起连续性连接的开裂。但相反抵抗矩将变大，因此配筋和没有配筋的连接最终可能都会开裂。该研究跨中实际上与连续性横隔板内的配筋无关，研究表明，正弯矩连接、费时、安装费用高，并且没有结构上的优。在英国，Clark和Sugie在20世纪90年代后期，研究了预制梁的正、负弯矩连接。他们建议不去计算徐变和收缩效应，而是对跨径在2036范围直接在铰处设计能够抵抗700的正弯矩，而梁高至少为 1.1。对于小一点跨度的梁，建议设计600的正弯矩。在2000年，A.R.Marl和J.Montaner详
13、细探讨了一种新型的预制混凝土连续箱梁桥的几何特征、概念设计、分析以及建造。该种典型的桥梁包括“U”形截面的预制预应力混凝土梁和通过横隔板端实现混凝土桥面板的后连续预应力连。可知，国外对于简支转连续结构体系的研究不仅包括后连续的工艺上、后连续端部的力学特性，还包括后连续端部的正负弯矩筋的配置，由于简支转连续结构体系多采用组合体系，因而很多的研究集中在混凝土的收缩徐变对简支转连续结构体系的影响上。1.2.2 国内研究现状国内采用此方法的时间与国外相差并不长，但是由于高等级公路的发展滞后，因而简支转连续结构体系的设计和施工水平都与国外有很大的差距，造成了国内对该种体系研究的落后现状。简支转连续的含义
14、也在不断扩展，不仅包含了早期的桥面连续、桥面板连续、普通钢筋实现结构本身的连续、使用预应力实现结构本身的连续等内容，而且涵盖了利用钢梁或混凝土梁作为简支构件，在现浇混凝土板内利用预应力实现结构连续的钢混凝土组合梁桥的后连续问题；后连续的内容也从早期的纵向连续扩展到横向桥面板的连续问题（使用普通钢筋或预应力筋）；简支转连续的施工方法所采用的截面形式也得到了扩展，由早期的I型截面、T型截面、空心板梁发展到了箱型截面。简支转连续施工方法在20世纪80年代兴起，并很快得到了广泛的应用。我国河北滦河大桥、广东三洪奇大桥、柳南高速公路洛维大桥（30T梁）、京沈高速公路潮白河大桥（20空心板梁）、福宁高速公
15、路八尺门海湾特大桥（30、50T梁）、敦延一级公路长新高架桥引桥（40T梁）、梅河口绕越一级公路辉发河大桥（30箱梁）、国道102长平一级公路东辽河大桥（20箱梁）以及肇源松花江特大桥引桥（40T梁）等都是采用此方法建成的简支转连续梁。虽然目前国内对简支转连续结构体系的研究已广泛开展，但仍存在以下几个主要问题：由于缺乏相应的规范及参考资料，目前我国简支转连续体系的预制构件的设计依然根据规范上简支梁和连续梁的相关条例进行，没有考虑简支转连续结构体系的固有特点。在简支转连续结构体系的施工工艺上，存在很大的分歧，对后连续端部的浇筑顺序、后连续预应力的张拉顺序以及后连续端部的浇筑方式缺乏统一的认识。在后连续端部的配筋方式和配筋量上没有统一的规定，因而导致端部配筋
