1、走馬灘大橋設計摘要走馬灘大橋初步設計為20的預應力混凝土簡支箱形梁橋。該橋采用兩車道布置。上部為預應力混凝土簡支箱梁。預制箱梁高1.2，主梁間距2.9。為降低主梁高度，減少預應力引起的上拱度，后張法預應力混凝土箱梁在設計荷載下按部分預應力混凝土A類構件設計，主梁配筋采用預應力筋和非預應力筋混合配筋。錨具采用OVM155型錨具，錨具變形鋼筋回縮按4計。預制件在張拉鋼絞線時混凝土的強度應達到85%以上方可張拉。下部橋墩為鋼筋混凝土圓形雙柱式墩，墩柱直徑1.2；橋墩基礎為單排雙列鉆孔灌注樁基礎，樁徑1.4。橋墩蓋梁為連續墩蓋梁，按簡支梁計算蓋梁內力及墩柱頂豎向反力。樁基采用為單排樁形式，間距6.7。

2、關鍵詞 下部結構；后張法；錨固；預應力混凝土Cook's Beach Big Bridge DesignAbstractThe program of Big Bridge from Cooks Beach preliminary design for 20m pre-stressed concrete free supported box girder bridge. This bridge has Two driveway. The upside of bridge is the type of prestressed reinforcement concrete simple un

3、derprop box girder. Prefabricating box girder has the tallness of 1.2m, the girders span length is 2.90m. In order to reduce the girders tallness, reduce the superior camber which the pre-stressed causes, the post tenioning pre-stressed concrete box girder under the designed load is designed accordi

4、ng to the partical pre-stressed concrete A member, the girder adopt the mixed complex of the pre-stressed reinforcing steel bar and the non-pre-stressed reinforcing steel bar. The anchorage uses the OVM15-5 anchorage, the anchorages distortion and reinforcing steel bars shrinkage is according to the

5、 length of 4. Pre-workpiece when pull the steel wring wire, the reinforcing steel bar can be tension until the concrete tensive intensity should only achieve above 85%. The pier of the bridges Infrastructure is the reinforced concrete circular distyle pillar, foot stalls diameter is 1.2m; Piers bedr

6、ock for single line double row drill hole irrigation pile foundation, stakes diameter is 1.4m. Bridge pier plate girder is continual pier plate girder which calculates plate piers internal force and the piers top vertical force according to the simple beam. Pile foundation use the single piling form

7、, span 6.7m.Keywords Substructure；Post tensioning concrete ；Anchorage；Prestressed concrete目 錄1 概述11.1 選題依據11.1.1 設計目的及設計的主要內容11.1.2 設計擬應用的現場資料綜述11.1.3 設計擬應用的文獻綜述11.1.4 設計相關技術的國內外現狀11.2 研究（設計）思路21.3 研究（設計）內容22 方案比選32.1 概述32.2 各種設計橋式特點42.2.1 混凝土連續梁橋42.2.2 預應力混凝土雙肢薄壁剛構橋82.2.3 預應力混凝土箱型簡支梁橋11 方案點評113 上部結

8、構的計算133.1 行車道板計算133.1.1 懸臂板荷載效應計算133.1.2 連續板荷載效應計算143.1.3 內力組合計算173.1.4 行車道板配筋183.2 主梁內力計算與截面驗算183.2.1 主梁截面幾何特性的計算183.2.2 主梁恒載內力計算203.2.3 主梁活載內力計算223.3 截面設計313.3.1 預應力鋼束數量的確定及布置313.3.2 截面幾何特性計算353.3.3 截面承載能力極限狀態計算423.3.4 預應力損失計算443.3.5 正常使用極限狀態計算493.3.6 持久狀況應力計算543.3.7 短暫狀態應力驗算573.4 錨固端驗算583.4.1 混凝土

9、的局部承壓承載力583.5 橫隔梁內力計算603.5.1 計算荷載603.5.2 橫隔梁內力影響線613.5.3 橫隔梁配筋633.6 支座的選定653.6.1 確定支座平面尺寸653.6.2 確定支座的厚度663.6.3 驗算支座的偏轉情況663.6.4 驗算支座的抗滑穩定性674 下部結構的計算674.1 設計資料674.2 蓋梁計算684.2.1 荷載計算684.2.2 內力計算754.2.3 截面配筋設計與承載力效核834.3 橋墩墩柱計算834.3.1 荷載計算834.3.2 截面配筋計算及應力驗算864.4 鉆孔灌注樁計算874.4.1 荷載計算874.4.2 樁長計算89 樁的內

10、力及變位置計算90 樁身截面配筋與強度驗算914.4.5 墩頂縱向水平位移驗算935 施工945.1 施工方案945.1.1 工程概況945.1.2 總體施工方案945.2施工方法945.2.1 基礎施工945.3 墩臺施工955.3.1 墩臺身施工955.3.2 墩臺帽施工965.3.3 箱梁預制及安裝965.4橋面系施工1025.4.1 防撞護欄及路緣石施工102 橋面板施工102 橋梁伸縮縫102結束語參考文獻謝辭附錄（設計圖紙）1概述1.1 選題依據1.1.1 設計目的及設計的主要內容本設計通過自行擬定橋梁形式及斷面尺寸，設計下部結構墩臺基礎并編制施工方案，使我們全面地掌握橋梁的設計及

11、施工理論，并學會將其應用于實踐。橋梁的設計是系統性十分強的工作，有了本次設計我們可以對四年來所學的專業知識有一個綜合系統的回顧和學習，并為今后的實際工作打下良好的基礎。 本橋位在考慮它的使用、經濟、美觀的同時，我們還要著重解決其在工程實際中的問題。在建橋實踐中，該橋采用20m跨徑，采用預應力混凝土結構。使橋梁構件的尺寸和形式趨于標準化，便于預制和施工，并節省大量支架模板和勞動力，縮短工期。1.1.2 設計擬應用的現場資料綜述橋位地質情況，根據工程物探解釋及工程地質調繪，橋址區地層自下而上由第四系沖洪積物及太古界大別山群變質巖組成。1.1.3 設計擬應用的文獻綜述本設計涉及內容廣泛，需應用到材料

12、力學、結構力學、橋梁學、結構設計學及基礎工程學等方面的知識。采用是2004年頒布的新規范公路橋涵通用設計規范，嚴格執行其規定。根據設計荷載等確定橋長、跨徑及孔數。根據橋梁工程公路橋涵設計手冊中的簡支梁橋的計算進行行車道板的計算；荷載橫向分布計算；主梁內力計算；橫隔梁內力計算及撓度、預拱度的計算。根據結構設計原理進行主梁、橫隔梁、行車道板及墩臺與基礎的截面尺寸設計及配筋計算。根據基礎工程及公路橋涵設計手冊進行墩臺與基礎的設計。并根據橋梁工程基礎工程擬訂施工方案。根據有關橋涵標準圖進行施工圖紙設計。知識涉及相對全面，能為以后的工作和學習打下比較扎實的基礎。1.1.4 設計相關技術的國內外現狀預應力

13、混凝土梁式橋在我國獲得了很大的發展。早在70年代，我國就建成了跨徑達五十多米的預應力混凝土簡支梁橋。除了簡支梁橋以外，近年來我國還修建了多座現代化大跨徑預應力混凝土箱型剛架橋、連續梁橋和懸臂兩梁橋。目前，我國在預應力混凝土箱型梁橋的施工技術方面達到了世界先進水平。在國外，預應力混凝土梁式橋的研究起步較早，法國著名工程師弗萊西奈經過20年研究使預應力混凝土技術付諸實踐后，新穎的預應力混凝土梁式橋首先在法國和德國以異乎尋常的速度發展起來。西德最早用全懸臂法建造預應力混凝土橋梁，特別是在1952年成功地建成了萊茵河上的沃倫姆斯橋后，這種方法就傳播到全世界。近年來，國外對大跨徑預應力混凝土橋的結構體系

14、有這樣的見解，傾向于采用懸臂澆筑工藝來修建連續梁橋。這種方法在世界發展甚快。1.2 研究（設計）思路跨徑大于20米的簡支梁橋，均采用預應力混凝土梁橋。它比普通鋼筋混凝土梁橋一般可節省鋼材30%，跨徑越大節省越多。其剛度比普通鋼筋混凝土橋要大，因此建筑高度可顯著減少，使大跨徑橋梁輕柔美觀。由于能消除裂縫，擴大了對多種橋型的適應性，并提高了結構的耐久性。 本設計其優點是橋梁構件的尺寸和形式趨于標準化，便于預制和施工，并節省大量支架模板和勞動力，縮短工期。1.3 研究（設計）內容根據設計任務書給定的地質資料、設計荷載及橋面凈空，擬定本設計為預應力混凝土箱型簡支梁橋，其中上部結構采用預應力混凝土箱梁，

15、共設四片主梁，五道橫隔梁。下部結構采用鉆孔灌注樁基礎。上部結構計算內容包括：預應力混凝土箱梁內力計算；預應力混凝土箱梁配筋計算；行車道板的內力計算與配筋；橫隔梁的內力計算與配筋。下部結構計算內容包括：蓋梁的內力計算；墩柱得內力計算；基礎的內力計算。2方案比選2.1 概述隨著橋梁理論的不斷成熟，在橋梁設計中要求橋的適用性強、舒適安全、建橋費用經濟、科技含量高。對建在城市中的橋梁還特別注重美觀大方。由此，對于一定的建橋條件，根據側重點的不同可能會作出基于基本要求的多種不同設計方案，只有通過技術經濟等方面的綜合比較才能科學的得出完美的設計方案。在方案比較中主要有以下三項任務：一是擬定橋梁圖式，二是編

16、制方案，三是技術經濟比較和最優方案的選定。編制設計方案,通常是從橋梁分孔和擬定橋粱圖式開始。對一般的大跨度橋梁，依據以往的設計經驗，主跨與邊跨的比值有一個范圍，再由此選定可能實現的橋型圖式，鼓勵新式橋式的大膽采用。一般選幾個(通常24個)構思好、各具優點、但一時還難以斷定孰優孰差的圖式,作為進一步詳細研究而進行比較的方案。對每一圖式可在跨度、高度、矢度等方面大致按比例畫在同樣大小的橋址斷面圖上。編制方案中，主要指標包括：主要材料(普通鋼筋、預應力鋼筋、砼)用量、勞動力數量、全橋總造價(分上、下部結構列出)、工期、養護費用、運營條件、有無困難工程、特種機具。其目的在于為每個橋式提供全面的技術經濟

17、指標，以便相互比較，科學的從中選定最佳方案。在編制方案中要擬定結構主要尺寸，并計算主要工程量。有了工程量，采取相應的材料和勞動力定額以擴大單價，就可以確定全橋造價。并且在每個方案中繪制出河床斷面及地質分層的立面圖和橫斷面圖。設計方案的評價和比較要全面考慮上述各項指標，綜合分析每一方案的有缺點，最后選定一個最佳的推薦方案。按橋梁的設計原則、造價低、材料省、勞動力少和橋型美觀的應是優秀方案。但當技術因素或是使用性質候特殊要求時就另當別論，注重考慮設計的側重點。技術高，造價必然會高，個個因素是相互制約的。所以在比較時必須從任務書提出的要求以及地形資料和施工條件，找出所面臨的問題的關鍵所在，分清主次。

18、在方案比較中，除了繪制方案比較圖外，還應編寫方案比較說明書。其中應闡明編制方案的主要原則，擬定方案的理由，方案比較的綜合評述，對于推薦方案的詳細說明等。有關擬定結構主要尺寸所作的各種計算資料，以及為估算三材指標和造價等所依據的文件名稱，均以附件的形式載入。在對本橋的設計中，選定三種橋式名分別是：A.預應力混凝土連續梁橋B.雙肢薄壁剛構橋C.預應力混凝土箱型簡支梁橋2.2 各種設計橋式特點2.2.1 混凝土連續梁橋一、構思宗旨：A 在40200m的跨徑范圍內，與其它結構體系比較，常成為最佳的橋型方案。B 預應力砼充分發揮了高強材料的特性，具有可靠強度、剛度以及抗裂性能。C 結構在車輛運營中噪音小

19、，維修工作量小。D 其施工方法已達到相當先進的水平，工期短效益明顯。E 伸縮縫少，行車舒適，滿足高速行車的要求。再用滑動支座時，連續長度可增大。溫度、砼收縮徐變產生的附加內力較小。且全橋有較好的抗震性能。F 連續梁內力的分布較合理，其剛度搭，對活載產生的動力影響較小。混凝土收縮徐變引起的變形也是最小的。連續梁超載時有可能發生內力重分布，提高梁部結構的承載力。G 除動墩外，連續梁的橋墩及基礎尺寸都可以做得小些。連續梁的邊主跨的比值在0.50.8之間。二、尺寸擬定在預應力混凝土連續梁橋的設計中分跨、主梁高度、橫截面形式和主要尺寸的擬定是方案設計中的關鍵所在。通過以上資料對比，當采用不等跨等截面連續

20、梁時，邊跨跨徑約為中跨跨徑的0.50.8倍。當邊跨采用主跨徑的0.5倍或更小時，則在橋臺上要設置拉力支座。當跨徑超過60m時，易采用變高梁高度梁，主梁高度根據統計資料：變高度梁跨中截面h1=（1/301/50）L變高度支點截面公路橋h2=（1/161/25）L，h1/h2=2.03.0箱型截面的頂板和底板是結構承受正負彎矩的主要工作部位，箱梁底板厚度隨箱梁負彎矩的增大而逐漸加厚直至墩頂，以適應受壓要求。底板厚度約為梁高1/101/12。跨中底板內需要配置一定數量的鋼索和鋼筋，跨中底板厚度一般在2025cm。腹板應考慮最小厚度，若腹板內有預應力管道布置時，可采用2530cm。腹板在支點處的最大厚

21、度約為3060cm。A 上部結構a 孔徑布置此橋是一座預應力混凝土連續梁橋，它由主橋和引此橋是一座預應力混凝土連續梁橋，它由主橋和引橋組成，跨徑組合為40m+40m，邊中跨比值為0.75，縱坡1.5%，橋總長80m。b 順橋尺寸跨中梁高為3.0m，支點梁高3.0m。c 橫橋向的尺寸截面縱向為等截面，橋面寬12m,采用單箱雙室。頂板厚30cm,取全橋一致，支點處底板厚60cm，跨中厚為30cm，以方便布置預應力鋼筋。頂部承托采用1：2的比例，高度分別為30cm×60cm；底部采用1：1的比例,高度分別為30cm×30cm。橋面設2.0的單向坡。d 人行道板圖示1為連續梁橋跨中

22、處截面 單位：cm圖示2為連續梁橋支點變化處截面 單位：cm圖示3為連續梁橋支點處主梁截面 單位：cmB 下部結構主橋橋面標高高，采用矩形截面空心墩，墩較高，為柔性墩，柔性墩有足夠的柔度，在減小水平力的作用時很有效。其它橋墩均為空心墩。基礎工程采用樁基型式，樁基施工雖采用比較復雜的機具，但可節約不少材料和開挖基坑的土方量，施工過程中也不會遇到像深基坑那樣的防水、防漏和防土等復雜問題；此外，它還具有承載力高，沉降量小，且均勻，能承受較大的垂直和水平荷載等特點。在橋梁基礎中，樁基是一種常用的型式。本基礎采用柱樁。三、施工方案連續梁最成熟的施工方法是掛藍懸臂澆注的施工方法，為保證施工過程中結構的穩定

23、可靠，采用0號塊梁段與橋墩臨時固結。其具體措施是將0號塊梁段臨時支撐在扇形或門式托架的二側。第一步：首先從B、C墩臨開始對稱懸臂施工。第二步：兩邊跨合攏，釋放B、C墩臨時固結措施，形成單懸臂梁。第三步：合攏中跨。圖4懸臂施工示意圖施工流程如下：拼裝模板，施工主墩搭設墩旁托架施工0#架設掛藍，安裝箱梁底模板，安裝鋼筋，預留張拉管道稱懸臂澆注，養生拆模后張拉預應力鋼筋合攏邊跨合攏中跨四、工程數量工程數量是技術經濟指標之一，它很直觀的反映了一座橋梁建造的水平。目前我國以每平方米橋面的三材（混凝土，預應力鋼筋，普通鋼筋）用量與每平方米橋面造價來表示預應力混凝土橋梁技術經濟指標。本橋主要材料 混凝土：上

24、部結構: 預應力混凝土橋梁C50；鋼筋混凝土橋梁C30下部結構: 橋墩C30，樁及基礎C25鋼筋：預應力混凝土橋梁：預應力鋼筋9-75鋼鉸線；普通鋼筋：HPB335鋼筋(級鋼)鋼筋混凝土橋梁；主鋼筋及箍筋、斜筋：HPB335鋼筋(級鋼)構造及架立鋼筋：R235(級鋼),. 預應力混凝土雙肢薄壁剛構橋連續剛構是墩梁固結的連續結構，它利用高墩的柔度來適應結構由預應力、砼收縮、徐變和溫度變化引起的位移，是一種很有競爭潛力的橋型。一、構思宗旨：A 沿用橋位舊址處雙肢薄壁鐵路橋，橋型新穎簡潔輕巧，外形美觀，橋凈空大，橋下視野開闊。B 柔性雙薄墩減小了主梁支墩凈距，能有效消減墩頂彎矩峰值。梁高小，跨度大，

25、帶有橫梁的雙肢薄壁墩具有一定的聯合剛度，要承受較大彎矩，而各壁板內彎矩并不大。C 因墩與上部結構固結，在大跨度連續結構中減少了安裝大型支座和養護上的麻煩，減少了橋墩及基礎工程的材料用量，適用于較高橋墩。D 施工體系轉換方便，伸縮縫少，行車舒服。E 順橋向抗彎剛度和橫向抗扭剛度大，受力性能好。F 順橋向抗推剛度小，對溫度、砼收縮徐變及地震影響均有利。G.由于無支座，省掉了施工中體系轉換和墩上的臨時固結措施。H.此橋型可進一步增大跨徑，上部結構不斷輕型化且連續長度可增長，由此可進一步簡化預應力索類型。二、成橋經驗資料表由以下統計質料可以總結如下規律：連續剛構的邊主跨徑比在0.50.6之間，支點梁高

26、為跨中梁高的3倍左右，頂板厚在25cm左右，腹板和底板是沿全橋變化底，腹板跨中為40cm左右，支點處為60100cm之間。表21國內部分連續剛構橋分析表橋名跨徑組合邊主跨比梁高板厚跨中根部數值(m)與中跨比數值(m)與跨中比頂板(cm)底板(cm)腹板(cm)虎門大橋1502701500.5651/5414.83.425321304060重慶黃花園大橋1373×2501370.5484.31/5813.83.425281504070黃石長江大橋1463×2501460.5844.11/61133.125321355080江津長江大橋1623×2451620.663

27、4.21/5313.53.225321205080重慶嘉陵江大橋1402401400.5833.61/6725321204060南澳跨海大橋1222211220.55231/73113.625321204060華南大橋1101901100.5731/639.52.828321203555三、尺寸擬定剛構橋底主要尺寸包括主梁跨度、墩柱高度、橋梁橫向寬度。這些尺寸要取決于主梁和支柱底剛度或兩者的比例，主梁與支柱底剛度比決定了剛構橋的內力分布。剛度比很大，受力趨于簡支梁，剛度比較小趨向于固端梁受力情況。剛架橋兩端懸出長度為中跨跨度的0.20.5兩者之間。若懸臂加長，端支柱彎矩可以減小，跨中正彎矩也可

28、以減小，但主梁變形較大，中跨主梁彎矩變化也較大。對于主梁彎矩較大的三跨連續剛架橋，邊跨一般為中跨的0.7倍。主梁高度約為中跨跨度的1/301/40左右。當采用變高度梁時，端部梁高可為跨中梁高的1.22.5倍，適當加大端部的主梁高度，可以減小截面正彎矩，這樣可使大多數預應力鋼筋布置在主梁的頂部，使其構造簡單且施工簡單。A 上部結構a 孔徑布置主橋為三跨預應力連續剛構橋，引橋為預應力混凝土簡支梁主橋橋孔布置為20m+40m+20m。邊跨與中跨的比值為0.75。b 縱橋向梁的尺寸梁高采用變截面形式，梁底按二次拋物線變化，跨中梁高為3.0m，支點梁高為6m，為跨中梁高的2倍。 圖5為剛構橋支點處橫截面

29、圖 單位：cmc 橫截面尺寸頂板厚30cm ,取全橋一致，支點處底板厚60cm，跨中厚為30cm，以方便布置預應力鋼筋。頂部承托采用1：2的比例，高度分別為30cm×60cm；底部采用1：1的比例,高度分別為30cm×30cm。橋面設2.0的單向坡。B 下部結構主橋采用有兩個橫聯的雙肢薄壁墩，承擔縱向水平力的作用，頂部與梁固結，中間設兩個箱型橫聯。主墩的基礎采用樁基，大量減少基礎工程量。橋臺為鋼筋混凝土重力式U型橋臺，其它橋墩均為混凝土空心墩，基礎為樁型基礎。四、施工方案本橋上部結構施工采用掛藍懸臂澆注法施工。合攏的順序是先邊跨后中跨，邊跨和中跨的合攏均采用支架法，且邊跨合

30、攏段與邊跨同時澆注施工。兩個箱梁分開澆注，分別合攏后，再澆注橫梁和橋面板。在墩柱兩側設墩旁托架澆注0號塊，掛藍的施工階段最長為4m，其它看情況而定長，由于是墩梁固結的形式，如此就省去了臨時固結的措施。施工掛籃為斜拉式，其主要特點為自重輕，結構受力明確，拼裝方便。施工流程如下：拼裝模板，施工主墩搭設墩旁托架施工0#塊架設掛藍，安裝箱梁底模板，安裝鋼筋，預留張拉管道稱懸臂澆注，養生拆模后張拉預應力鋼筋合攏邊跨合攏中跨五、工程數量工程數量是技術經濟指標之一，它很直觀的反映了一座橋梁建造的水平。目前我國以每平方米橋面的三材（混凝土，預應力鋼筋，普通鋼筋）用量與每平方米橋面造價來表示預應力混凝土橋梁技術

31、經濟指本橋主要材料。混凝土：上部結構: 預應力混凝土橋梁C50；鋼筋混凝土橋梁C30下部結構: 橋墩C30，樁及基礎C25鋼筋：預應力混凝土橋梁：預應力鋼筋9-75鋼鉸線；普通鋼筋：HPB335鋼筋(級鋼)鋼筋混凝土橋梁；主鋼筋及箍筋、斜筋：HPB335鋼筋(級鋼)構造及架立鋼筋：R235(級鋼),. 預應力混凝土箱型簡支梁橋一、構思宗旨A 在考慮它的使用、經濟、美觀的同時，我們還要著重解決其在工程實際中的問題。在建橋實踐中，當跨徑大于20m，特別是30m以上的跨徑，往往采用預應力混凝土結構。B 為了減輕箱梁自重，梁的翼板相對減薄，在保證強度要求下擬采用18cm。C 本橋跨徑雖較小，但為減少施

32、工中的麻煩，特采用裝配式結構，以使橋梁構件的尺寸和形式趨于標準化，便于預制和施工，并節省大量支架模板和勞動力，縮短工期。及配筋計算；墩柱的內力及配筋計算；鉆孔灌注樁基礎的內力及配筋計算。二、尺寸擬定A 孔徑布置：預應力混凝土變截面先簡支后連續梁橋，分四跨，每跨20米，全長共80m。B 主梁結構構造：主梁為預制預應力鋼筋混凝土箱型梁。主梁間距50cm，采用等截面梁高120cm，跨中截面頂板厚度18cm，頂板與腹板相交處設置三角承托。腹板水平厚度20cm，底板25cm，腹板與底板相接處設置下三角承托。梁間鉸接，橫橋向設置端隔板。梁頂設厚度為8cm的調平層，并與濕接縫一同澆注，使箱梁橫橋向連為整體。

33、橋面鋪裝為10厘米瀝青混凝土。橋面橫坡由橋面鋪裝形成。C 橋墩基礎：根據原始資料，主墩基礎采用1.2m和1.3m的鉆井灌注樁，東西邊墩（橋臺）采用剛性擴大基礎。采用梯形蓋梁。D 施工方案：現場預制預應力混凝土預應力梁，后張法預應力箱梁施工，鉆孔灌注樁，然后后澆注橋面板，最終橋面系施工。 方案點評表2-2方案比選表方案一二三橋型名稱預應力混凝土連續梁預應力混凝土剛構橋預應力混凝土箱型簡支梁橋1跨徑布置（m）40+4020+40+2020+20+20+202通航凈空（m）3縱向坡度1.51.51.54截面形式一個單箱雙室箱形截面一個單箱單室箱形截面4孔16片箱梁5跨中梁高（m）3.03.01.26

34、支點梁高（m）3.06.01.27工藝技術要求工藝要求較嚴格，需要的施工設備少，技術先進，占用施工場地少，施工中利用臨時墩，有體系轉換主墩無支座，施工體系轉換方便，施工技術易，但工藝復雜，所需設備較少現行的施工技術、施工工藝和施工設備都很完善，施工難度小，造價低，工期短，適合中小型橋梁8上部結構施工方法懸臂澆注法懸臂澆注法后張法9使用效果屬超靜定結構，有可靠的強度、剛度、及抗裂性能，伸縮縫小，行車舒適，易養護抗扭剛度大，受力性能好，雙肢薄壁墩有一定的聯合強度是靜定結構，對基礎要求較低，便于預制、架設、簡化施工管理，施工費用低10工程量鋼絞線：t普通鋼筋：t砼： m鋼絞線：t普通鋼筋：t砼：m鋼

35、絞線：t普通鋼筋：t砼：m通過仔細比較，預應力混凝土剛構橋雖抗扭強度較大，但施工復雜；預應力混凝土連續梁橋結構受力性能較好，且施工方便，養護工程量小，造價相對而言較低。預應力混凝土箱型簡支梁橋，簡支梁橋是我們最早使用的橋型，也是應用最為廣泛的橋型。它受力簡單，梁中只有正彎矩，體系溫度、混凝土收縮徐變、張拉預應力等均不會在粱中產生附加內力，設計計算方便，最容易設計成各種標準跨徑的結構。由于簡支梁是靜定結構，結構內力不受地基變形的影響，對基礎要求較低，適用于地基較差的橋址上建橋。在多孔簡支梁橋中，相鄰橋孔各自單獨受力，便于預制、架設、簡化施工管理，施工費用低，因此被廣泛采用。缺點是簡支梁屬于靜定結

36、構，受力不如連續梁，同時伸縮縫多，養護麻煩，但是造價低廉勞動力耗用少，工作量小，經濟，中小型橋尤其適用。綜上，由對比我們可以看出方案三所需設備較少，占用施工場地少，對地基承載能力的要求不高，現行的施工技術、施工工藝和施工設備都很完善，施工難度小，造價低，工期短，適合中小型橋梁。所以，方案三是最佳選擇。所以本設計最終確定選擇預應力混凝土箱型簡支梁橋。3上部結構的計算3.1 行車道板計算考慮到主梁翼緣板內鋼筋是連續的，故行車道板可按懸臂板（邊梁）和兩端固結的連續板（中梁）兩種情況來計算。3.1.1 懸臂板荷載效應計算由于行車道板寬跨比大于2，故按單向板計算，懸臂長度64cm。一、恒載效應A 剛架設

37、完畢時橋面板可看成64cm長的單向懸臂板，計算圖式見下圖所示：圖3-1 尺寸圖（單位：）計算懸臂板根部一期恒載內力為：彎矩：剪力：B 成橋后橋面現澆部分完成后，施工二期永久作用，由于邊梁懸出端沒有現澆部分，此時橋面板可以看成凈跨徑為0.64的懸臂單向板。人行道和欄桿的重量：，計算第二期恒載內力如下：彎矩：剪力： 綜上所述，懸臂根部永久作用效應為：彎矩: 剪力: 二、活載效應左邊懸臂板處，只作用有人群荷載，見圖1-1彎矩：剪力：承載能力極限狀態作用基本組合：按“公預規”第4.1.2條3.1.2 連續板荷載效應計算對于梁肋間的行車道板，在橋面現澆部分完成后，行車道板實質上是一個支承在一系列彈性支承

38、上的多跨連續板，因此對于彎矩，先計算一個跨度相同的簡支板在恒載和活載作用下的跨中彎矩M，再乘以偏安全的經驗系數加以修正，以求得支點處和跨中截面的設計彎矩。，即主梁抗扭能力較大，取跨中彎矩，支點彎矩一、永久作用A 主梁剛架設完畢時橋面板可看成39的懸臂單向板，如下圖1-2圖3-2 尺寸圖（單位：mm）其根部一期恒載內力為：彎矩：剪力：B 成橋后先計算簡支板的跨中彎矩和支點剪力值，梁肋間的板的計算跨徑按下列規定取用：計算彎矩時：但不大于，本設計：計算剪力時： 即 式中：為板的計算跨徑，為板的凈跨徑，為板厚，為梁肋寬度。計算圖式見下圖圖3-3計算圖式（mm）現澆部分橋面板的自重為：8混凝土墊層和10

39、瀝青面層：計算得到簡支板跨中二期恒載彎矩及支點二期恒載剪力為：彎矩：剪力：綜上所述，連續板恒載效應如下：支點斷面恒載彎矩：支點斷面恒載剪力：跨中斷面恒載彎矩：二、活載效應A 公路級產生的內力根據橋規，橋梁結構局部加載時，汽車荷載采用車輛荷載。后車輪著地寬度及長度為：；順行車方向輪壓分布寬度： 垂直行車方向輪壓分布寬度：荷載位于板中央地帶的有效寬度： 但不能小于取，產生重疊，應重新求，兩個荷載的有效分布寬度：，折合成一個荷載的有效分布寬度為：荷載位于靠近支承處的有效寬度：但不能小于故取支點與跨中之間的有效分布寬度可近似按45°線過渡。， 為跨中汽車荷載彎矩：為跨中汽車荷載彎矩：綜上所述

40、，連續板荷載效應如下：支點斷面彎距：支點斷面剪力：跨中斷面彎距：圖3-4內力計算圖示3.1.3 內力組合計算一、承載能力極限狀態內力組合計算（基本組合）A 支點斷面彎矩：B 支點斷面剪力：C 跨中斷面彎矩：二、正常使用極限狀態內力組合計算（短期效應組合）：A 支點斷面彎矩組合：B 支點斷面剪力組合：C 跨中斷面彎矩組合：3.1.4 行車道板配筋懸臂板及連續板支點采用相同的抗彎鋼筋，故只需按其中最不利荷載效應配筋，即，其高度h=25,凈保護層=4，選用鋼筋，則有效高度：由公式：；解得=5b=0.53×203=108；s=400故選取5鋼筋，鋼筋間距為20cm,此時所提供給的鋼筋面積為5

41、65400。由于，其高度其有效高度h=18cm,凈保護層a=4cm，選用鋼筋，則有效高度： 由公式： ；解得可知，跨中、支點處配筋相同，均為.按公預規5.2.9條規定，矩形截面受彎構件的截面尺寸應符合下列要求：滿足抗剪最小尺寸要求。按公預規5.2.10條規定：，即98.43KN時不需要進行斜截面抗剪強度。計算，僅按構造要求配置鋼筋。根據公預規第9.2.5條，板內應設置垂直于主鋼筋。3.2 主梁內力計算與截面驗算3.2.1 主梁截面幾何特性的計算本設計采用分塊面積法計算,公式如下：毛截面面積：=i；各分塊面積對上緣的靜矩：i=ii毛截面重心至梁頂的距離：ys=i/i毛截面慣性矩計算公式:=+Ai

42、(yi-ys)2式中:分塊面積；i分塊面積的重心至梁頂邊的距離s截面重心到梁頂的距離；i各分塊對上緣的面積矩分塊面積對其自身重心軸的慣性矩一、預制中主梁的截面幾何特性圖3-5主梁橫截面單位（cm）梁跨中截面幾何特性計算表 表3-1分塊名稱分塊積i()分塊面積形心至上緣距離i ()=ii（）分塊面積的自身慣性矩Ii()i=si ()分塊面積對形心的慣性矩x=ii2 ()截面慣性矩=i+x（）522000904698×1041.409×10933056.85×10958.26×10928000203.3569.2×1040.0762×10

43、92171.32×1091.369×10925200215542×1040.0103×1092051.059×1091.069×10927720063517602×10413.70×109-21512.814×10926.51×109180000111019980×1040.486×109-69085.70×10986.19×109合計1032400=420=78043381×10415.68×109157.74×109173

44、.43×109二、檢驗截面效率指標以跨中截面為例：上核心矩：s=下核心矩：x=截面效率指標： =根據設計經驗，一般截面效率指標取為0.45至0.55，且較大者亦較經濟。上述計算結果表明，初擬的主梁跨中截面是比較合理的。3.2.2 主梁恒載內力計算一、一期恒載（預制梁自重）為簡化計算按不變截面計，主梁的恒載集度邊主梁：中主梁：2、 二期恒載（橋面板接頭）：邊主梁：0 ；中主梁：三、三期恒載（欄桿、人行道、橋面鋪裝）g： 人行道和欄桿按8.5計算邊主梁 ：中主梁 ：4、 主梁恒載匯總主梁恒載匯總表 表32梁號荷載邊主梁中主梁一期恒載25.7424.61二期恒載02.25三期恒載g15.3

45、812.47恒載總和（）41.1239.33五、恒載內力計算如圖所示，設x為計算截面離左支座的距離，并令=.圖3-6 影響線主梁彎矩和剪力的計算分別公式如下：，=29.1，2=1533.502變化點到支點的距離為6.5主梁恒載內力計算結果如下表所示：主梁恒載內力計算表 表3-3項目（）（）L/2L/4變截面支點L/2L/4變截面支點=L0.5（）47.5335.6521.250=L0.5（）04.887.259.75一期恒載（）一號梁1223.42917.63546.9800125.61186.62250.97二號梁1169.71877.35522.9600120.1178.42239.95二

46、期恒載（）一號梁00000000二號梁106.9480.2147.81300109816.3121.94三期恒載g（）一號梁g731.011548.3326.830075.05111.51149.96二號梁g592.70444.56264.990060.8590.41121.58恒載總和g1+g2+ g（）一號梁1955.381465.93873.800200.67111.51400.92二號梁1869.351402.11835.7300191.93285.14383.473.2.3 主梁活載內力計算一、沖擊系數的計算f1.5HZ 時=0.05 ，1.5f14HZ時，14HZ時，=0.45其中

47、=，=結構的計算跨徑（）；結構材料的彈性模量()結構跨中截面的截面慣性矩 ()；結構跨中處的單位長度質量（），當換算為重力時單位長度應為（）；G結構跨中處延米結構重力（）， 由于是雙車道，不折減，故車道折減系數為：=1。二、橫向分布系數支點截面采用杠桿法計算，跨中截面采用修正偏心壓力法。A 支點截面1號梁:,2號梁:,圖3-7支點和跨中橫向分布系數（尺寸單位：）B 跨中截面因為B/L=9.0/19.5=0.46<0.5,故可用修正偏心壓力法計算。a 計算主梁的抗扭慣矩對于箱形截面，抗扭慣性矩可近似按下式計算：= + = 圖3-8 箱梁的計算模型（單位：）翼緣板的平均換算厚度:,由知，,查

48、表得,b 計算抗扭修正系數c 鑒于橋的對稱性，只要計算1、2號梁即可，下面采用修正偏心壓力法計算橫向分布系數m。本橋各根主梁的橫截面均相等，梁數n=4，梁間距為2.9，則=c 1號、2號梁在兩個邊主梁處的橫向影響線的豎標值為=+=+0.4879×=0.47=-=-0.4879×=0.03=+=0.27 =-=0.23d 繪出荷載橫向分布影響線，并按不利位置布載，如圖1-6所示；其中人行道緣石至1號梁軸線的距離為=1.65-1.5=0.15；荷載橫向分布影響線的零點到1號梁位的距離為x，可按比例關系求得：=，解得x=9.3 m并據此計算出對應各荷載點的影響線豎標。f 計算荷載

49、橫向分布系數m1號梁：汽車荷載： 人群荷載： 2號梁：汽車荷載： 人群荷載：C 荷載橫向分布系數匯總荷載橫向分布系數匯總表 表3-4荷載1號梁2號梁跨中c支點oco汽車0.75150.50.751人群0.515510.32230三、計算活載內力公路級：人群荷載：汽車荷載：集中荷載：計算剪力時據表3-4可知：1號梁的恒載內力比2號梁的要大。而且荷載橫向分布系數也大，所以活載內力也必然大，因此可以得到此結論，即1號梁總的荷載效應比2號梁大，因此可將1號梁的內力作為控制內力，只需計算1號梁即可。在可變作用效應計算中，對橫向分布系數的取值做以下考慮：支點處橫向分布系數取,從離支點L/4處到支點的區段內

50、呈直線形過度至支點截面處，跨中部分采用不變的mc。求各截面的最大彎矩和剪力：計算跨中截面最大彎矩和最大剪力時采用直接加載，計算公式：S =+ y式中：S所求截面汽車（人群）標準荷載的彎矩、剪力車道均布荷載標準值車道集中荷載標準值影響線上同號區段的面積y影響線上最大坐標值圖3-9跨中截面作用效應計算圖式A 跨中截面可變作用（汽車）標準效應： M=×0.7515×4.875××4.875×7.875×0.8125+0.7515×178.5×4.875=927.39V=×0.7515×7.875

51、15;0.5×9.75-×0.2515×4.875×0.0833+0.7515×214.2×0.5=94.86KN可變作用沖擊效應：M=927.39×0.3=278.22 V=94.86×0.3=28.46 KN可變作用（人群）效應：M=×0.5155×3×4.875×19.5+0.4845×4.875×3×0.8125=79.26V=×0.5155×3×0.5×9.75+×0.4845×4.875×3×0.0833=4.06KN圖3-10四分點作用效應計算圖式B L/4截面處可變作用（汽車）標準效應：M=×0.7515×7.875×3.6563×19.5-