1、 西南交通大學本科畢業設計（論文） 第II頁西 南 交 通 大 學本科畢業設計（論文）高速鐵路(60+108+60)m預應力混凝土連續梁橋設計年 級: 學 號: 姓 名: 專 業: 指導老師: 2013年 6 月 西南交通大學本科畢業設計（論文） 第X頁院 系 專 業 年 級 姓 名 題 目 指導教師評 語 指導教師 (簽章)評 閱 人評 語 評 閱 人 (簽章)成 績 答辯委員會主任 (簽章) 年 月 畢業設計（論文）任務書班 級 學生姓名 學 號 發題日期：2013年3月 4 日 完成日期：2013年6月19日題 目 高速鐵路(60+108+60)m預應力混凝土連續梁橋設計 1.目的、意義

2、培養土木工程專業本科畢業生綜合應用大學所學的各門基礎課和專業課知識，并結合相關設計規范，掌握橋梁設計的基本原理和方法，獨立完成一座橋梁的設計工作的能力，熟悉有關設計規范的應用和相關橋梁專業計算軟件的使用所做的設計工作應該滿足相關規范的要求。設計計算無誤，數據表格化；文整說明簡明扼要，條理清晰。通過設計，提高學生分析問題、解決問題的能力，達到橋梁工程設計人員的初步水平，為將來走上工作崗位打下良好的基礎。 2.設計基礎資料(1) 設計標準：高速鐵路，雙線，設計速度350km/h，按ZK荷載設計；無碴軌道。(2) 橋面布置：橋面寬度12m。線間距5m。建筑限界按凈高為7.25m，雙線凈寬9.88m。

3、(3) 橋面線形：平面為直線，縱坡為平坡，中跨橋面跨中高程為500m。橋面橫坡：2%。(4) 設計基準溫度20C，體系溫度變化：20C。(5) 基礎變位：相鄰墩臺基礎不均沉降1cm。(6) 基本風壓：500Pa。其它基礎資料見提供的附圖（電子版）。3.設計規范(1) 鐵路技術管理規程（鐵道部令第29號）(2) 鐵路橋涵設計基本規范（TB10002.12005）(3) 鐵路橋梁鋼結構設計規范（TB 10002.2-2005）(4) 鐵路橋涵鋼筋混凝土和預應力混凝土結構設計規范（TB10002.3-2005）(5) 鐵路橋涵砼和砌體結構設計規范（TB-10002.4-2005）(6) 鐵路橋涵地基

4、和基礎設計規范（TB10002.5-2005）(7) 高速鐵路設計規范（試行）(TB 10621-2009)(8) 鐵路橋涵施工技術規范（TB10203-2002）4.材料規格(1) 主梁混凝土：C55級混凝土；(2) 主墩混凝土：C50級混凝土；(3) 預應力鋼筋及錨具：預應力鋼絞線：符合美國ASTM A41697A標準，270級高強度低松弛鋼絞線，其標準強度fpk=1860Mpa，Ep=1.95105Mpa，松弛率小于0.035，用于全橋縱向預應力鋼束和主橋橫橋向預應力鋼束及部分豎向預應力鋼束。預應力鋼筋可選用7-j15.24、9-j15.24、12-j15.24或19-j15.24高強度

5、低松弛鋼絞線(1-j15.24公稱斷面面積為140.00mm2)，fpk=1860Mpa；對應錨具分別為YM15-7、YM15-9、YM15-12或YM15-19；對應波紋管直徑分別為(內徑)70、80、85、100mm(外徑比內徑大7mm)。主梁豎向預應力鋼筋采用32 PSB830鋼筋，fpk=830Mpa；對應錨具為M343(螺距)；對應孔道直徑43mm，錨墊板邊長a = 140mm，相鄰錨板中心距離不小于15cm。(4) 普通鋼筋：受力主鋼筋用HRB335鋼筋(1228)，fpk=335MPa；非受力鋼筋用Q235鋼筋(820)，fpk =235MPa。5.設計內容 (1) 總體設計收集

6、資料，了解大跨度連續梁（剛構）橋的發展現狀和計算理論。根據題目給定的跨度尺寸和平面橫斷面圖，布置橋跨；在參考已建橋梁的基礎上，擬定主梁、橋墩的截面形式和尺寸，進行結構總體設計。總體設計內容包括：跨度設計、主梁主墩結構尺寸的擬定、橫截面尺寸擬定、橋面的布置和相應設計等，完成總體設計圖與總體設計說明。(2) 內力分析熟悉有限元結構分析計算和設計軟件的原理及使用，包括結構計算圖式的確定、單元劃分、施工階段的劃分及其對應的內力計算、運營階段內力計算等。根據擬定的結構尺寸，計算結構及桿件的截面特性和恒載，熟悉結構內力分析的基本原理，采用有限元結構分析計算軟件，計算結構的恒載狀態。計算ZK荷載、溫度效應、

7、靜力風荷載作用下的結構最不利內力和變形。對結構在各種荷載作用下的內力進行組合，按鐵路橋涵設計基本規范（TB10002.12005）進行組合。(3) 預應力鋼束設計對主梁預應力鋼束布置進行設計計算，根據相關設計規范應用具體公式和參數；考慮構造要求；具體的計算分析過程描述和表格化數據羅列。(4) 結構驗算按照預應力混凝土結構設計原理，根據設計規范具體公式和參數，對結構的強度、抗裂、應力、裂縫寬度、變形、自振頻率進行驗算。(5) 編制設計說明、完成畢業設計文檔。設計說明和設計圖按規定裝訂，設計計算說明書的內容包括：橋式方案擬定和比較的基本原則、設計思路以及主要結構尺寸擬定原理的綜合敘述和闡述；結構主

8、要施工方法選定的敘述；主要設計計算原理和方法的敘述；結構在主要荷載效應（彎矩、剪力、軸力、位移等）下的計算分析過程及具體計算結果和分析。文整格式一般以設計題目為首，按照設計題目、設計任務書、中文和外文摘要、目錄、正文、外文資料翻譯（包括外文原文及中文翻譯）、畢業設計小結，以及畢業實習報告等順序組織。設計說明書總字數不少于15000字。(6) 繪制結構設計圖繪制圖形及裝訂順序如下：設計說明、全橋工程數量匯總表、橋梁總體布置圖。繪制橋梁結構主要構造圖：預應力混凝土連續梁和連續剛構橋主梁、中間墩等立面、平面和橫斷面圖，橫隔板構造圖，主梁分段預應力鋼筋布置圖(包括縱向立面、平面和各個橫斷面布置，以及預

9、應力鋼筋要素圖表等)，施工程序圖、結構工程數量等。要求達到A3幅面圖紙不少于16張或A2幅面圖紙不少于8張(相當于0#圖2張)。最好用用A3幅面圖紙繪制。(7) 外文資料翻譯要求選擇一篇外文專業科技文獻（外文字符不少于10000個）翻譯，寫出中英文的畢業設計摘要（不少于500漢字）。6、設計要求(1) 根據任務書提出完成畢業設計工作計劃并報指導教師認可。(2) 掌握橋梁設計的基本原理和方法。(3) 熟悉有關設計規范的應用和相關橋梁專業計算軟件的使用。(4) 設計計算無誤，數據表格化；文整說明簡明扼要，條理清晰；章節編號分明，圖、表編號說明清楚；文句通順，字跡工整，圖紙美觀；裝訂成冊。7、參考文

10、獻1 強士中.橋梁工程（下冊），北京：高等教育出版社，20002 范立礎主編，橋梁工程（上冊），北京：人民交通出版社，20013 范立礎主編，預應力混凝土連續梁橋，北京：人民交通出版社，19884 鄒毅松、王銀輝, 連續梁橋，北京：人民交通出版社，20095 鄔曉光、邵新鵬、萬振江，剛架橋，北京：人民交通出版社，200176 鄭健，中國高速鐵路橋梁，北京：高等教育出版社，20017 黃棠、王效通，結構設計原理（上），北京：中國鐵道出版社，19978、畢業設計各部分內容及時間分配：（共 15 周） 第一部分 熟悉畢業設計任務、文獻閱讀、資料收集；熟悉軟件使用；橋跨總體布置選定結構尺寸，確定施工方

11、法； (2周)第二部分 結構內力計算、自重產生的徐變次內力計算；恒、活載簡單組合、內力包絡圖； (3周)第三部分 預應力筋估算和布置、預應力損失計算、預應力彈性次內力、徐變次內力、溫度次內力、支座沉降次內力計算； (3周)第四部分 荷載組合、截面驗算、變形檢算、工程數量計算； (2周)第五部分 編制設計說明書、編制設計圖、外文資料翻譯； (2周)第六部分 畢業實習、編制實習報告、設計說明書和圖紙的整理； (1周)第七部分 畢業設計檢查、完善、制作答辯PPT，畢業設計審查； (1周)評閱及答辯 (1周)備 注：期間有3天在實習指導教師： 年 月 日審 批 人： 年 月 日摘 要本設計所設計的是高

12、速鐵路預應力混凝土連續梁橋，為雙線鐵路橋梁，主要設計橋梁的上部結構，設計荷載采用ZK活載。本設計采用預應力混凝土連續梁橋，其孔徑布置為60+108+60m，全長為228m。主梁采用變高度變截面的單箱單室箱型截面，主梁的高度變化曲線采用二次拋物線。橋面寬度為12m，中支座梁高9m，中跨跨中梁高5m。主梁采用對稱懸臂施工法，邊跨現澆段采用滿堂支架施工。本設計使用midas 軟件分析，考慮施工過程體系轉換和混凝土收縮徐變因素進行恒載內力計算。計算各控制截面內力影響線，并按最不利情況進行加載，求得活載內力包絡圖。定義基礎沉降組，按最不利組合求得基礎沉降引起的最不利內力。依據規范選取截面梯度溫差模式，并

13、計算溫差引起的結構內力。分別按主力組合和主力附加力進行荷載組合，并得到結構組合內力包絡圖。根據各控制截面內力進行了估束和配筋計算，并繪制了梁體鋼束布置圖。最后，對各控制截面進行了強度、抗裂性、應力和變形驗算，各項檢算均滿足規范對全預應力結構的要求。關鍵詞：連續梁；懸臂施工；內力計算；驗算；midasAbstractThis design is a prestressed concrete continuous beam bridge . It is a double line railway . This design mainly designed the superstructure of

14、 the bridge. The load for design is the “ZK”live load. It adopt a prestressed concrete continuous beam bridge with three spans of 60+108+60m ，Its total span is 228m . First , the size of girder is determined；highly variable for the variable beam cross-section single-Box Single girder . And the box g

15、irders shape likes a second-parabolic curve .The bridge deck is 12m in width , the depth of beam at middle bridge seat is 9m ,and the depth of beam at mid-span is 5m .Balanced cantilever construction method is used in constructing main girder, and the cast-in-situ segment is constructed by full scaf

16、fold construction method.Then the Midas program is used to calculate the internal force caused by dead load of the first stage considering the construction stage ，after imposing the second stage dead load on the complete system . The internal force of the stage is calculated . The internal force inf

17、luence lines of the control section is calculated ，then the live load is imposed according to the most adverse circumstances to get the Force Envelope .The program is used to determine the most adverse circumstances and calculate the internal force after defining the settlement groups of the basis.T

18、he temperature load is imposed consider the shrinkage and creep of the concrete . Then combination of load effects is made acoording to the Main force combination and the Main force plus additional force combination .According to the internal force of control sections the number of per-stressing ste

19、el stands is estimated and the per-stressing steel stands are arranged in the bridge . Finally a check is made of the bearing capacity the ability to resist crack and the sterss of the control section ，all the requirements can be met . Keywords: Continuous beam; balanced cantilever construction; Int

20、ernal force calculation; Checking computation; Midas目 錄第1章 緒論11.1 設計概述11.1.1 預應力混凝土連續梁橋概述11.1.2 平衡懸臂施工法特點11.1.3 預應力混凝土連續梁的特點11.2 畢業設計的目的和意義21.2.1 畢業設計的目的21.2.2 畢業設計的意義21.3 畢業設計的主要內容2第2章 橋跨總體布置和結構主要尺寸42.1 設計概述42.2 截面尺寸擬定42.2.1主梁梁高42.2.2頂板和底板厚度52.2.3腹板厚度52.2.4橫隔板52.2.5承托 (梗腋)62.3 箱梁底緣曲線方程62.4 構造特點62.4

21、.1 零號塊62.4.2 掛籃62.4.3 合攏段72.5 主梁分段72.5.1 節段劃分72.5.2 計算圖示82.6 施工階段劃分92.7 施工注意事項10第3章 結構內力計算113.1 恒載內力計算113.1.1 材料特性113.1.2 單元特性123.1.3 施工荷載123.1.4 二期恒載123.1.5 計算模型123.1.6 恒載計算結果133.2 活載內力計算163.2.1計算方法163.2.2 活載動力系數的計算16第4章 預應力鋼束設計194.1 預應力鋼束估算194.1.1 計算原理194.1.2 預應力鋼束估算234.2 縱向向預應力鋼束布置244.2.1 縱向預應力鋼束

22、的受力特點244.2.2 縱向預應力鋼束布置原則254.2.3 縱向預應力束的布置254.3 豎向預應力鋼束布置264.4 橫向預應力鋼束布置264.5 普通鋼筋的布置27第5章 截面特性計算285.1 計算原理285.1.1 凈截面幾何特性285.1.2 換算截面幾何特性295.2 截面幾何特性計算30第6 章 預應力損失及有效應力326.1 管道摩阻損失326.2 錨具變形損失336.3 混凝土彈性壓縮損失336.4 預應力鋼筋應力松弛損失336.5 混凝土的收縮徐變損失346.6 關鍵截面預應力損失計算35第7章 次內力計算387.1 預加力次內力計算387.3 混凝土徐變次內力計算42

23、7.4 溫度次內力計算437.4.1 溫度對結構的影響437.4.2 結構溫度場的確定437.5 基礎沉降次內力計算45第8章 內力組合計算478.1 荷載的分類478.2 荷載分項系數478.3 主力組合478.4 主力+附加力50第9章 主梁截面驗算529.1 強度驗算529.1.1 正截面強度驗算529.1.2 斜截面強度驗算549.2 抗裂驗算569.2.1 正截面抗裂驗算569.2.2 斜截面抗裂驗算589.3 應力驗算599.3.1 施工階段應力599.3.2 預應力鋼筋應力驗算609.3.3 運營階段應力驗算609.4 剛度驗算639.4.1 豎向撓度驗算639.4.2 橫向撓度

24、驗算649.4.3 梁端轉角驗算649.4.4自振頻率驗算64畢業設計總結66致謝68參考文獻69 西南交通大學本科畢業設計（論文） 第71頁第1章 緒論1.1 設計概述1.1.1 預應力混凝土連續梁橋概述連續梁是一種古老的結構體系，它具有變形小、結構剛度好、行車平順舒適、伸縮縫少、養護簡單、抗震能力強等優點。在20世紀50年代以前，預應力混凝土連系梁雖然是常被采用的一種體系，但跨徑均在百米以下。當時主要采用滿堂支架施工，費工費時，限制了它的發展。50年代后，預應力混凝土橋梁采用平衡懸臂施工方法后，加速了它的發展步伐，跨度開始突破100米。雖然跨徑太大時是用預應力結構并不總比其它結構好，但是在

25、實際過程中，跨徑小于400米時，預應力混凝土橋常常為優勝方案。1.1.2 平衡懸臂施工法特點大跨度預應力混凝土連續梁橋的施工方法主要采用平衡懸臂澆筑法，梁體從墩上平衡向兩邊懸臂現澆伸出。為保持梁體在施工過程中的穩定，梁體臨時錨固于墩上或在墩旁立臨時支架增設支承點，然后現澆合攏段轉換成最后的結構體系。其優點是：施工支架和臨時設備少，施工時不影響橋下通航、通車，也不受季節、河道水位的影響。1.1.3 預應力混凝土連續梁的特點(1)預應力混凝土充分發揮高強度材料的特性，具有可靠的強度、剛度及抗裂性能。結構在車輛運行中噪音小，維修工作量少。(2)預應力混凝土連續梁橋的施工方法已經達到相當先進的水平，現

26、代化技術的應用已使它的施工周期大大縮短，顯示出巨大的經濟效益。(3)預應力混凝土橋梁適用于各種結構體系，而且還在不斷創造出體現預應力技術特點的新型結構體系，因而它的適用范圍大，競爭力強。(4)預應力混凝土連續梁橋可充分利用材料可塑性的特點，在建筑上有豐富多彩的表現潛力，更易達到與周圍環境相協調的簡潔而美觀的型式，實現經濟和美觀的統一。1.2 畢業設計的目的和意義1.2.1 畢業設計的目的畢業設計是高等工科院校本科培養計劃中的最后一個教學環節，是對本科四年所學知識的運用與總結。(1)運用學的基礎理論和專業知識，結合工程實例，參考國家有關規范、標準、工程設計圖集及其它參考資料，獨立地完成預應力混凝

27、土連續梁橋上部結構的設計工作；(2)同時初步掌握橋梁設計的步驟、方法，培養分析問題 、解決問題 的能力，為以后 的繼續學習和工作奠定基礎。1.2.2 畢業設計的意義(1)在老師的指導下，獨立完成一座三跨鐵路預應力混凝土連續梁橋上部結的設計，基本掌握該工程設計的全部過程，鞏固已學專業知識。(2)增強考慮問題、分析問題和解決問題的能力，其實踐性和綜合性無以取代， 為以后繼續學習打下了良好的基礎。(3)采用midas橋梁計算程序進行內力分析，這樣不僅提高了效率，而且準度也得以提高。同時也更加熟練了計算機輔助設計軟件 Auto CAD 和 Excel 等的使用.1.3 畢業設計的主要內容(1)預應力混

28、凝土連續梁橋的構造尺寸、結構形式及其結構靜力計算，包括計 算恒載內力、活載內力、溫度內力、支座沉降引起的內力，混凝土收縮徐變引起的內 力等，并進行截面的作用效應組合；(2)縱向預應力鋼筋的估算，布置，調整，優化；(3)縱向預應力損失計算；(4)次內力的計算；(5)施工階段截面強度，應力的控制驗算；(6)運營階段截面強度驗算，截面應力驗算,變形驗算； (7)主要工程數量計算。第2章 橋跨總體布置和結構主要尺寸2.1 設計概述本設計為高速鐵路預應力混凝土連續梁橋上部結構設計， 設計跨度60+108+60m。雙線，橋面寬度為12m，線間距5m，橋面縱坡為平坡，橋面橫坡 2%，；橋軸平面線型為直線。

29、主梁采用單箱單室箱型截面，梁高沿橋縱向呈二次拋物線變化。2.2 截面尺寸擬定2.2.1主梁梁高鐵路橋橋變截面梁的高跨比H/L，支點截面可取1/121/16。支點截面梁高與跨中截面梁高之比可取1.52.0。本橋主梁采用單箱單室箱型截面，梁高沿橋縱向呈二次拋物線變化。中跨墩頂梁高9m，高跨比為1/12；中跨跨中梁高 5m，支點截面梁高與跨中截面梁高之比為1.8。箱型截面橫斷面圖見下圖（左邊為中跨支座截面，右邊為跨中截面）：圖2-1 箱梁橫斷面圖2.2.2頂板和底板厚度箱型截面的頂板和底板是結構承受正負彎炬的主要工作部位。當采用懸臂施工方法時，梁的下緣特別是靠近橋墩的截面將承受很大的壓應力。箱形截面

30、的底板應提供足夠大的承壓面積，發揮良好的受力作用。在發生變號彎短的截面中，頂板和底板也都應各自發揮承壓的作用。底板除承受自身荷載外，還受一定的施工荷裁。當采用懸臂施工法時，箱梁底板還承受掛籃底模粱后吊點的反力，設計時應考慮該力對底板和腹板的作用。箱梁底板厚度隨箱粱負彎矩的增大而逐漸加厚直至墩頂，以適應受壓要求。底板除需符合使用階段的受壓要求外，在破壞階段還宜使中和軸保持在底板以內，并有適當的富裕，一般約為墩頂梁高的1/101/12。本橋跨中底板厚度取為40cm，支點處截面底板厚度取為90cm。頂板厚度在全橋范圍內均取40cm。2.2.3腹板厚度箱梁腹板主要承受結構的彎曲剪應力和扭轉剪應力所引起

31、的主拉應力，設計中腹板厚度還應考慮預應力管道布置、鋼束錨固、錨下局部應力的分散及混凝土澆筑的要求。大跨度預應力混凝土箱梁橋，腹板厚度從跨中逐步向支點加寬，以承受支點處較大的剪力，一般采用30cm60cm，甚至可以達到1m左右。本橋中支座處腹板厚度取80cm，跨中腹板厚度取40cm。2.2.4橫隔板箱梁橫隔板的基本作用是增加截面的橫向剛度，限制畸變應力。在支承處的橫隔板還擔負著承受和分布較大支承反力的作用。箱型截面由于具有很大的抗扭剛度，所以橫隔板的布置可以比一般肋式梁橋少一些。目前許多國家認為可以減少或不設置中間橫隔板。從受力角度來分析，中間橫隔板對縱向應力和橫向彎矩的分布影響很小，活載橫向彎

32、矩的增加很少超過8%，而恒載應力又不受橫隔板的影響，因此單從結構上來考慮，中間橫隔板的作用可以用局部加強腹板的辦法來代替。因此，本設計中只在四個支座位置設置橫隔板，中支座處的橫隔板厚度取4m，邊支座處橫隔板厚度取1.5m。2.2.5承托 (梗腋)在頂板與腹板接頭處設置承托很有必要。承托提高了截面的抗扭剛度和抗彎剛度，減少了扭轉剪應力和畸變應力。橋面板在腹板支承出的剛度增大后，可以吸收負彎矩，從而減少了橋面板的跨中彎矩。此外，承托使力線過度比較緩和，減少了次應力。從構造上考慮，利用承托所提供的空間布置縱向預應力筋，這也為減薄底板和頂板的厚度提供了構造上的保證。本設計在頂板與腹板交接處設置40cm

33、120cm 的水平承托；在底板與腹板交接處設置60cm30cm 的豎向梗腋。2.3 箱梁底緣曲線方程變截面的底板變化規律可采用圓弧線、拋物線或折線。其中拋物線與連續梁的彎 矩變化最接近。本次設計箱梁底板按二次拋物線變化，其方程為2.4 構造特點2.4.1 零號塊零號塊是懸臂撓筑施工的中心塊體，又是體系轉換的控制塊體。梁體的受力經零號塊通過支座向墩身傳遞，零號塊受力非常復雜，且一般作為施工機具和材料堆放的臨時場地，故其頂扳、底板、腹板尺寸都取得較大。零號塊已不能處理為一般的桿系，對重要橋梁都要進行零號塊空間應力分析。從國內施工來看，零號塊時有開裂，故其施工工藝及結構構造是很值得研究的問題。2.4

34、.2 掛籃掛籃是懸臂施工中的主要設備，按結構形式可分為桁架式、斜拉式、型鋼式及混合式4種。根據混凝土懸臂施工工藝要求及設計圖紙對掛籃的要求，綜合比較各種形式掛籃特點、重量、采用鋼材類型、施工工藝等；掛籃設計原則：自重輕、結構簡單、堅固穩定、前移和裝拆方便、具有較強的可重復利用性，受力后變形小等特點，并且掛籃下空間充足，可提供較大施工作業面，利于鋼筋模板施工操作。2.4.3 合攏段合攏段的施工是橋梁施工的重要環節。在合攏段施工過程中，由于溫度變化、混凝土早期收縮、己完成結構的收縮徐變、新澆混凝土的水化熱，以及結構體系變化和施工荷載等因素，對尚未達到強度的合攏段混凝土有直接影響，故必須重視合攏段的

35、構造措施，使合攏段與兩側梁體保持變形協調，并在施工過程中能傳遞內力。合攏段的長度在滿足施工要求的情況下，應盡量縮短，以便于構造處理，一般取1.53m。合攏段的構造處理有以下幾種：(1)用勁性鋼管作為合攏段的預應力套管； (2)加強配筋將混凝土強度提高一個等級；采用早強、高強、少收縮混凝土； 加強混凝土的養護；(3)用臨時勁性鋼桿鎖定；(4)壓柱支撐。合攏段施工應注意以下幾點：(1)合攏段應采用早強、高強、少收縮混凝土； (2)合攏段混凝土澆筑時間應選在一天中溫度較低時，并使混凝土撓筑后溫度開始緩慢上升為宜；(3)加強混凝土的養護。2.5 主梁分段2.5.1 節段劃分 箱梁施工節段的劃分主要考慮

36、以下幾個因素： (1)零號塊托架施工，工作條件相對較好， 考慮到施工機 具，臨時物 品堆放等因素，可適當劃分長一些。(2)掛籃的承載能力與抗傾覆性。本設計掛籃承載能力 1800kN，梁段劃分長度不宜超過 5m。(3)梁段劃分不宜過短，要滿足預應力管道彎曲半徑的要求。(4)梁段劃分的規格盡量減少，以利于施工。本橋全長228m，共分76個梁段。零號塊長度13m，懸臂澆注梁段為3m 、3.5m和4m；中跨合攏段長2m，邊跨合攏段2m；邊跨滿堂支架施工長度為 5m；最大梁段重為172.65t。表2-1 各懸臂段幾何要素單元號i端節點號截面面積長度體積重量m2mm3kN6612.06448.32 120

37、8.06 7712.10448.65 1216.29 8812.22449.31 1232.76 9912.43450.30 1257.47 101012.72455.45 1386.14 111115.003.553.36 1333.97 121215.493.555.18 1379.60 131316.053.557.28 1432.03 141416.693.559.65 1491.26 151517.403.566.66 1666.58 161620.69363.39 1584.81 171721.57366.12 1653.11 181822.51369.06 1726.46 2.5

38、.2 計算圖示結構離散化是結構有限元分析的重要環節，必須遵守以下原則：(1)保證體系的不變性。施工過程要注意不能少約束，更不能存在多余約束。(2)計算模型是對原結構的簡化，但是應盡量符合受力特點和構造特點。對零號塊，橫隔板，支座的處理尤其重要。(3)單元的劃分太粗略，將影響計算結果精度。因此可以將一些重要部位單元劃分的短一些。表2-2 各截面幾何要素截面號主梁高度（cm）頂板厚度（cm）底板厚度（cm）腹板厚度（cm）1500.04040.0402500.04040.0403500.04040.040截面號主梁高度（cm）頂板厚度（cm）底板厚度（cm）腹板厚度（cm）4500.04040.0

39、405500.04040.0406500.04040.0407502.74040.3408510.74041.3409524.04043.04010542.64045.34011566.64048.36012592.04051.56013621.44055.26014655.04059.46015692.64064.16016734.34069.38017773.34074.28018815.24079.48019860.24085.08020900.04090.08021900.04090.08022900.04090.0802.6 施工階段劃分施工方法及單元劃分確定之后，就可以模擬實際的施

40、工過程。預應力混凝土連續剛構采用懸臂施工法經過一系列的施工階段而逐步形成最終的連續剛構體系。掛籃懸臂現澆施工的施工程序如下：階段 1：零號梁段現澆。架設主墩墩頂支架和托架，安裝支座，并將活動支座，綁扎鋼筋，澆注零號塊梁段。階段 2：懸臂澆筑 1#段。在零號段上對稱架設掛籃 4 個（每個橋墩上假設兩個），立模板，綁扎鋼筋，預埋預應力管道，做好混凝土澆筑的準備工作。澆筑混凝土，養護至規定齡期或強度達到設計值，張拉頂板束及腹板下彎束。階段 3：拆除模板，掛籃前移至新的位置錨固。綁扎鋼筋，預埋預應力管道，做好混凝土澆筑前的準備工作。階段 4：重復 2-3 階段的工作，直至梁體達到最大雙懸臂狀態。階段

41、5：安裝邊跨現澆段滿堂支架，激活邊跨的支座，鋪設模板，綁扎鋼筋，澆筑混凝土。養護混凝土至相應齡期，張拉預應力鋼束。階段 6：拆除邊跨滿堂支架，拆除中跨懸臂掛籃，安裝中跨合攏段模板和吊籃。現澆中跨合攏段。張拉預應力，拆除吊籃與模板，階段 7：施加二期恒載。其中，懸臂現澆施工每一個梁段可模擬為以下五個階段：(1)、掛籃前移。每一次移動，均要先拆除 掛籃在原來臨時錨固點的一對集中力（方向相反，形成力偶），然后在移動到位后的新錨固點加載一對集中力。(2)、鋪設鋼筋網。該階段需在掛籃錨固點增加因鋼筋網的重量而產生的力。(3)、澆筑混凝土。該階段需在掛籃錨固點增加因混凝土重量而產生的力。(4)、混凝土養護

42、。該階段梁段上的施工荷載保持不變。(5)、張拉預應力筋。近似忽略靜定束的作 用，該階段梁段上的施工荷載保持不變。 每個梁段的懸澆工期為 9 天，其中混凝土澆注及養生用 3 天（達到混凝土設計強度的 85），張拉預應力鋼束 1 天，移動掛籃 5 天。2.7 施工注意事項1、梁段懸臂澆注時，與前段混凝土結合面應予鑿毛，并清洗干凈，縱向非預應力鋼筋采用搭接。2、各合攏段混凝土澆注，應選擇非溫度急劇變化日或夜間氣溫最低時進行。為切實保證灌注質量，在中跨合攏段兩端截面間設鋼支撐，并于頂、底板上各張拉四根臨時鋼索，以鎖定合攏段兩側梁部。3、懸灌施工時，兩端施工設備的重量要保持平衡，并注意無左右偏載。4、安

43、裝盆式橡膠支座前應注意將支座的相 對滑動面和其他部分用丙酮或酒精擦洗干凈，安裝支座標高應符合設計要求，其四角高差不得大于 1mm，活動支座的四氟板必需擱置在盆中，使支座能充分發揮其受力和位移功能。5、為使主梁施工達到高質量、高精度和高安全度，除要求混凝土強度達到 85%以后方可施加預應力外，對已灌注的梁段，要求通過以下三個方面的檢查校核后，方可進行下一梁段的施工：(1) 混凝土強度必須達到或超過設計標號。(2) 箱梁截面各部尺寸以及中線誤差必須滿足施工規范要求。(3) 實測撓度值與設計值相符。第3章 結構內力計算3.1 恒載內力計算預應力混凝土連續梁橋恒載內力計算與所采用的施工方法有著直接的關

44、系。主梁恒載內力，包括自重引起的主梁自重（一期恒載）內力和二期恒載（如鋪裝、欄桿等）引起的主梁后期恒載內力。本設計采用 midas 橋梁計算程序計算恒載內力。3.1.1 材料特性(1) C55 級混凝土：彈性模量：Ec36000MPa；軸心抗壓強度極限值：fc37.0MPa；軸心抗拉強度極限值：fct3.3Pa；軸心抗壓強度標準值：fck35.5MPa；軸心抗拉強度標準值：ftk2.74MPa；容重：26.5kN/m(2) C50 級混凝土：彈性模量：Ec35500MPa；軸心抗壓強度設計值：fc33.5MPa；軸心抗拉強度設計值：fct3.10MPa；軸心抗壓強度標準值：fck32.4MPa

45、；軸心抗拉強度標準值：ftk2.65MPa；容重：26kN/m(3) 鋼絞線：彈性模量：Ep195000MPa；軸心抗拉強度標準值：fpk1860MPa；張拉控制應力：con0.715 fpk1330MPa；(4) 普通鋼筋受力主鋼筋用HRB335 鋼筋(F1228)，fpk=335MPa；非受力鋼筋用Q235 鋼筋(f820)，fpk =235MPa。3.1.2 單元特性全橋共分22 個截面類型，懸臂施工階段梁段單元長度分別為3m、3.5m 和4m，中間合攏段長2m。各截面和單元特性見表2-1和表2-2。3.1.3 施工荷載施工荷載考慮在施工過程的設備、機具、臨時放置的材料、施工人員等的最大

46、可能的重力標準值之和作為構件上的總活荷載。計算時還要與構件自重進行組合。本設計中簡化為作用于掛籃錨固點的一對集中力。集中力大小根據各施工階段的混凝土重量、掛籃自重、鋼筋網重量等計算得到，并適當考慮由于各梁段長度不同而導致的荷載重心位置的變化。本設計中的施工荷載的取值：掛籃、機具、人群等施工荷載按800kN 計。當施工梁段達到一定強度后，掛籃前移開始澆筑下一梁段。此時作用于先前兩個錨固點的施工荷載應解除，在midas中即使鈍化前一階段的掛籃荷載，并在新的錨固位置上施加施工荷載。3.1.4 二期恒載本設計高速鐵路橋梁為無砟軌道，二期恒載主要有鋼軌、軌枕、扣件、墊板、防水層、保護層、電纜槽、人行道欄

47、桿、接觸網支架。二期恒載的設計值為110kN/m。3.1.5 計算模型懸臂現澆法不同施工階段對應不同計算模型，由于涉及結構體系轉換，支座條件也會相應發生改變，具體參看 midas 程序。運營階段計算模型如圖 3-2 所示。圖3-1 計算模型圖3.1.6 恒載計算結果表3-1 恒載計算結果階段最大懸臂中跨合攏運營階段單元彎矩剪力彎矩剪力彎矩剪力kNmkNkNmkNkNmkN10.00 -97.360.00 00.00 02-182.52 -154.68-256.60 -2737.22-287.54 -3773.513-322.05 -998.011539.72 -2049.412255.06 -

48、3001.614429.44 454.165953.80 -585.629333.75 -1154.4650.00 06303.13 -345.9210078.78 -832.2760.00 06355.79 293.2510884.14 26.917-2522.11 2011.641130.20 2320.117343.93 1743.88-13105.88 3281.6-10717.97 3605.27-3078.86 3468.959-28807.24 4570.31-27741.12 4907.38-20436.60 5210.9310-49721.71 5883.59-50026.53 6231.17-44816.55