1、清華大學 長沙火星北路瀏陽河大橋拱橋施工圖設計PAGE 目 錄 HYPERLINK l _Toc201218490第一章方案案比選 1 HYPERLINK l _Toc2012184911.1 設設計原始始數據1 HYPERLINK l _Toc2012184921.1.11 設計計項目基基本情況況1 HYPERLINK l _Toc2012184931.1.22 設計計技術標標準1 HYPERLINK l _Toc2012184941.1.33 橋梁梁設計原原則2 HYPERLINK l _Toc2012184951.2 設設計方案案比選22 HYPERLINK l _Toc20121849

2、61.2.11 預應應力混凝凝土梁式式橋2 HYPERLINK l _Toc2012184971.2.22 斜拉拉橋3 HYPERLINK l _Toc2012184981.2.33 鋼箱箱拱橋33 HYPERLINK l _Toc2012184991.3 主主要材料料6 HYPERLINK l _Toc2012185001.3.11 混凝凝土6 HYPERLINK l _Toc2012185011.3.22 普通通鋼筋66 HYPERLINK l _Toc2012185021.3.33 鋼板板和鋼構構件6 HYPERLINK l _Toc2012185031.3.44 焊接接材料66 HYP

3、ERLINK l _Toc2012185041.3.55 吊桿桿7 HYPERLINK l _Toc2012185051.3.66密封材材料71.4 小小結7 HYPERLINK l _Toc201218506第二章擬定定結構尺尺寸8 HYPERLINK l _Toc2012185072.1 橋橋梁總體體布置88 HYPERLINK l _Toc2012185082.1.11 橋位位布置88 HYPERLINK l _Toc2012185092.1.11 主橋橋總體布布置8 HYPERLINK l _Toc2012185102.1.22 橋型型及跨徑徑布置88 HYPERLINK l _Toc

4、2012185112.1.33 橋梁梁寬度及及組成88 HYPERLINK l _Toc2012185122.2主要要結構尺尺寸擬定定9 HYPERLINK l _Toc2012185132.2.11 拱箱箱構造99 HYPERLINK l _Toc2012185142.2.22擬定拱拱軸系數數10 HYPERLINK l _Toc2012185152.2.33 拱軸軸線型 PAGEREF _Toc201218515 h 112 HYPERLINK l _Toc2012185162.2.44 橫向向聯系 PAGEREF _Toc201218516 h 113 HYPERLINK l _Toc2

5、012185172.2.55 吊桿桿 PAGEREF _Toc201218517 h 13 HYPERLINK l _Toc2012185182.2.66 橫梁梁 PAGEREF _Toc201218518 h 13 HYPERLINK l _Toc2012185192.2.77 縱梁梁 PAGEREF _Toc201218519 h 13 HYPERLINK l _Toc2012185202.2.88 橋面面板 PAGEREF _Toc201218520 h 14 HYPERLINK l _Toc2012185212.2.99 橋面面系 PAGEREF _Toc201218521 h 142

6、.3 小小結14 HYPERLINK l _Toc201218522第三章斜拉拉扣掛施施工方法法介紹和和仿真計計算155 HYPERLINK l _Toc2012185233.1拱橋橋施工方方法簡介介15 HYPERLINK l _Toc2012185243.2臨時時扣索初初張力 PAGEREF _Toc201218524 h 115 HYPERLINK l _Toc2012185253.2.11主拱圈圈分段115 HYPERLINK l _Toc2012185263.2.22拱段連連接 PAGEREF _Toc201218526 h 16 HYPERLINK l _Toc2012185273

7、.2.33初張力力計算116 HYPERLINK l _Toc2012185283.3預拱拱度計算算173.4 小小結 18 HYPERLINK l _Toc201218529第四章結構構內力計計算分析析19 HYPERLINK l _Toc2012185304.1 結結構內力力計算119 HYPERLINK l _Toc2012185314.1.11 節點點坐標119 HYPERLINK l _Toc2012185324.1.22 主拱拱內力計計算199 HYPERLINK l _Toc2012185334.2 成成橋狀態態下主拱拱內力計計算211 HYPERLINK l _Toc20121

8、85344.2.11 恒載載作用下下產生的的主拱內內力211 HYPERLINK l _Toc2012185354.2.22 主拱拱溫度內內力計算算23 HYPERLINK l _Toc2012185364.3 活活載內力力計算227 HYPERLINK l _Toc2012185374.3.11 沖擊擊系數的的計算227 HYPERLINK l _Toc2012185384.3.22 車道道布載及及計算228 HYPERLINK l _Toc2012185424.4 荷荷載組合合334.4.11承載能能力極限限狀態計計算時作作用效應應組合333 HYPERLINK l _Toc2012185

9、474.4.22 正常常使用極極限狀態態計算時時作用效效應組合合34 HYPERLINK l _Toc2012185494.4.33 承載載能力極極限狀態態內力334 HYPERLINK l _Toc2012185504.5 主主拱極限限承載應應力驗算算 PAGEREF _Toc201218550 h 39 HYPERLINK l _Toc2012185514.6縱梁梁內力計計算399 HYPERLINK l _Toc201218552第五章 橋面板板布置443 HYPERLINK l _Toc2012185535.1跨中中截面正正截面抗抗彎承載載力驗算算43 HYPERLINK l _Toc

10、2012185545.2斜截截面抗剪剪承載力力驗算445設計總結477主要參考文文獻488致謝499附表500附表= 1 * ROMANI550附表= 2 * ROMANII533附表= 2 * ROMAN= 3 * ROMANIIII56附表= 4 * ROMANIV59附表= 5 * ROMANV62附表= 6 * ROMANVI64附表= 7 * ROMANVIII666附表= 8 * ROMANVIIII688附表= 9 * ROMANIX69第113頁 共 69 頁方案比選1.1設計計原始數數據1.1.11設計項項目基本本情況火星北路瀏瀏陽河大大橋位于于長沙市市火星大大道與瀏瀏陽河交

11、交匯處。橋橋位屬沖沖洪積階階地地貌貌，河床床寬約2220mm。南岸岸火星大大道已修修至瀏陽陽河大堤堤下，北北岸為沖沖積堆積積區，地地勢較平平坦開闊闊，遍布布菜地、池池塘。長沙地區屬屬于亞熱熱帶季風風氣候,光明溫溫暖濕潤潤,雨量豐豐富,年平均均氣溫228.99,年降水水量15562mmm,年日照16995小時,無霜期272天,春夏之之交多暴暴雨,46月占全全年降水水量的40%,水網密密集,并有小小河,水流均均匯入瀏瀏陽河。長沙春夏之之交多暴暴雨，瀏瀏陽河水水網密集集，上游游高山溝溝谷較多多，并有有小河，水水流均匯匯入瀏陽陽河，河河水漲落落較迅速速，受大大氣降雨雨影響較較大，洪洪水主要要了生在在春

12、季及及夏季，瀏瀏陽河水水200年一遇遇的最高高洪水位位為388.600米。經野外地質質調查與與勘探，橋橋位區地地下水類類型主要要有潛水水和承壓壓水（上上層滯水水僅局部部分布），潛潛水主要要為賦存存于圓礫礫中的孔孔隙水（具具有微承承壓性），補補給來源源主要為為大氣降降水及地地表水體體（瀏陽陽河水）橋位處不良良地質現現象主要要為小斷斷層及巖巖溶，區區域地質質穩定性性一般。場地內地層層結構較較復雜，不不良地質質現象較較發育，該該場地可可按村建建筑抗震震不利地地段考慮慮,場地穩穩定性一一般，可可以建筑筑。1.1.22設計技技術標準準1、荷載等等級： 11） 路面設設計荷載載：標準準軸載：BZZZ-10

13、00 22） 橋梁設設計荷載載：城A級，同同時滿足足公路規規范： 汽車超20級，掛掛車120級，人人群4KNN/荷載載等級要要求。2、路線等等級：= 1 * ROMANII級城市市主干道道：城市市特大橋橋；3、機動車車設計速速度：660kmm/h；4、通航標標準：按按級航道道標準 通航凈凈寬45米、凈空空6米,通航水水位按H200%=336。52米；5、機動車車凈高：大于等等于4.5米；6、非機動動車、行行人凈高高：大于于等于22.8米；7、設計洪洪水頻率率：兩百百年一遇遇；設計洪水位位： HH0.55%=338.660米；8、地震裂裂度：77度設防防；9、設計基基本風速速：一百百年一遇遇10

14、米高10分鐘平平均風速速25.9米。1.1.33橋梁設設計原則則適用性橋上應保證證車輛和和人群的的安全暢暢通，并并應滿足足將來交交通量增增長的需需要。橋橋下應滿滿足泄洪洪、安全全通航或或通車等等要求。建建成的橋橋梁應保保證使用用年限，并并便于檢檢查和維維修。舒適與安全全性現代橋梁設設計越來來越強調調舒適度度，要控控制橋梁梁的豎向向與橫向向振幅，避避免車輛輛在橋上上振動與與沖擊。整整個橋跨跨結構及及各部分分構件，在在制造、運運輸、安安裝和使使用過程程中應具具有足夠夠的強度度、剛度度、穩定定性和耐耐久性。經濟性設計的經濟濟性一般般應占首首位。經經濟性應應綜合發發展遠景景及將來來的養護護和維修修等費

15、用用。先進性橋梁設計應應體現現現代橋梁梁建設的的新技術術。應便便于制造造和架設設，應盡盡量采用用先進工工藝技術術和施工工機械、設設備，以以利于減減少勞動動強度，加加快施工工進度，保保證工程程質量和和施工安安全。美觀一座橋梁，尤尤其是座座落于城城市的橋橋梁應具具有優美美的外形形，應與與周圍的的景致相相協調。合合理的結結構布局局和輪廓廓是美觀觀的主要要因素，決決不應把把美觀片片面的理理解為豪豪華的裝裝飾。應根據上述述原則，對對橋梁作作出綜合合評估。1.2設計計方案比比選1.2.11預應力力混凝土土梁式橋橋預應力混凝凝土梁式式橋具有有以下主主要特征征：1）混凝凝土材料料以砂、石石為主，可可就地取取材

16、，成成本較低低；2）結構構造型靈靈活，可可模型好好，可根根據使用用要求澆澆鑄成各各種形狀狀的結構構；3）結構構的耐久久性和耐耐火性較較好，建建成后維維修費用用較少；4）結構構的整體體性好，剛剛度較大大，變性性較小；5）可采采用預制制方式建建造，將將橋梁的的構件標標準化，進進而實現現工業化化生產；6）結構構自重較較大，自自重耗掉掉大部分分材料的的強度，因因而大大大限制其其跨越能能力；7）預應應力混凝凝土梁式式橋可有有效利用用高強度度材料，并并明顯降降低自重重所占全全部設計計荷載的的比重，既既節省材材料、增增大其跨跨越能力力，又提提高其抗抗裂和抗抗疲勞的的能力；8）預應應力混凝凝土梁式式橋所采采用

17、的預預應力技技術為橋橋梁裝配配式結構構提供了了最有效效的拼裝裝手段，通通過施加加縱向、橫橫向預應應力，使使裝配式式結構集集成整體體，進一一步擴大大了裝配配式結構構的應用用范圍。1.2.22斜拉橋橋斜拉橋的特特點是依依靠固定定與索塔塔的斜拉拉索支撐撐梁跨，梁梁是多跨跨彈性支支撐梁，梁梁內彎矩矩與橋梁梁的跨度度基本無無關，而而與拉索索的間距距有關。他他們適用用于大跨跨、特大大跨度橋橋梁，現現在還沒沒有其他他類型的的橋梁的的跨度能能超過他他們。斜拉橋與懸懸索橋不不同之處處是，斜斜拉橋直直接錨于于主梁上上，稱自自錨體系系，拉索索承受巨巨大的拉拉力，拉拉索的水水平分力力使主梁梁受壓，因因此塔、梁梁均為壓

18、壓彎構件件。由于于斜拉橋橋的主梁梁通過拉拉緊的斜斜索與塔塔直接相相連，增增加了主主梁抗彎彎、抗扭扭剛度，在在動力特特性上一一般遠勝勝于懸索索橋。懸懸索橋的的主纜為為承重索索，它通通過吊索索吊住加加勁梁，索索兩端錨錨于地面面，稱地地錨體系系。斜拉橋具有有施工方方便、橋橋型美觀觀、用料料省、主主梁高度度小、梁梁底直線線容易滿滿足通航航和排洪洪要求、動動力性能能好的優優點，發發展非常常迅速，跨跨徑不斷斷增大。但但實際跨跨度不大大，此橋橋型不予予考慮。1.2.33鋼箱拱拱橋鋼箱拱橋的的主要特特點是：= 1 * GB3重量輕、省省鋼 由于箱箱形梁更更能有效效地發揮揮鋼板的的承載能能力，因因此，采采用正交

19、交異性鋼鋼橋面板板和用薄薄鋼板作作梁肋與與底板的的箱形梁梁，比桁桁梁橋節節省鋼材材20左右右，跨徑徑愈大愈愈節約。并并由于上上部結構構的自重重減輕，橋橋梁下部部結構造造價一般般可降低低515；= 2 * GB3抗彎和抗抗扭剛度度大 這是由由閉合空空心截面面的特性性所決定定的，在在材料數數量相同同時可較較其他截截面形式式提供更更大的抗抗彎和抗抗扭剛度度，故特特別適用用于曲線線橋和承承受較大大偏心荷荷載的直直線橋；= 3 * GB3安裝迅速速，便于于養護 箱形梁梁可以在在工廠制制成大型型安裝單單元，從從而減少少工地連連接螺栓栓數量。在在施工時時便于縱縱向拖拉拉或用頂頂推法架架設。箱箱形梁結結構簡單

20、單，油漆漆方便，且且由于內內部為閉閉合空間間，更容容易抗銹銹蝕；= 4 * GB3箱形截面面的中性性軸大致致居中，對對于抵抗抗正負彎彎矩具有有幾乎相相等的能能力，能能較好的的適應主主拱圈各各截面正正負彎矩矩變化的的需要； = 5 * GB3結構新穎穎，外形形簡潔、美美觀。圖1-2-1設計計方案比比選方案比選橋型方案鋼箱拱橋(第一方案案)預應力混泥泥土連續續T梁(第二方案案)預應力混凝凝土簡支支梁(第三方案案)經濟性箱梁節段采采用預制制，工期及及質量都都容易得得到保證證，簡易易經濟。便于運輸和和吊裝，施施工速度度快，易易于更換換支座,但跨徑較較大時就就不經濟濟了橋梁上下部部可以同同時施工工,使工

21、期期大在縮縮短,但需要要大型的的起吊運運輸設備備,費用較較高美觀性構造簡單，線線形簡潔潔美觀側面上看線線條明晰晰，與地地形配合合，顯得得美觀大大方跨徑一般，線線條明晰晰，但比比較單調調，與景景觀配合合很不協協調。施工方面由于鋼材具具有勻質質性、構構件輕的的特點，用用節段懸懸拼法很很方便；可以較較方便的的跨越很很大跨度度，節省省施工時時間與費費用。采用預制TT梁,需要大大量預制制場地需需要大量量吊裝設設備，施施工工藝藝復雜預制T型構構件，運運至施工工地點，采采用混凝凝土現澆澆，將T型梁連連接，其其特點外外型簡單單、制造造方便，整整體性好好適用性受力明確，構構造簡單單，行車車較為舒舒適。建建橋速度

22、度快，工工期及質質量都容容易得到到保證。適用于跨徑徑1550米的的橋梁，常常用跨徑徑為20040米,能為車車輛提供供較為舒適適的行駛駛條件。受力明確,構造簡簡單,施工方方便,適用于于中小橋橋梁。由于鋼材具具有強度度高、材材質均勻勻、塑性性及韌性性良好和和可焊性性好等諸諸多優點點；因此此，用鋼鋼材建造造的橋梁梁鋼橋具具有如下下特點： (11)跨越能能力大。由由于鋼材材的強度度高，在在相同的的承載能能力條件件下；與與鋼筋混混凝土橋橋梁相比比，鋼橋橋構件的的截面較較小，所所以鋼橋橋的自重重較輕，最最適合于于建造大大跨度的的橋梁。 (2)最適合于工業化制造。鋼橋構件一般都是在專業化的工廠由專用設備加工

23、制作，不受季節的限制，加工制造速度快、精度高，質量容易得到控制，因而工業化制造程度高。 (3)便于運輸。由于鋼橋構件的自重較輕，特別是在交通不便的山區便于汽車運輸. (4)安裝速度快。鋼橋構件便于用懸臂施工法拼裝，有成套的設備可用，拼裝工藝成熟，橋位區覆蓋蓋厚度較較大,工程地地質條件件復雜,小斷層層及巖溶溶等不良良地質現現象較發發育,且該橋橋跨徑較較大,有1388m,結合橋橋梁設計計原則，經比較,鋼箱拱橋更加合適,跨徑上滿足要求，景觀與環境協調，對整個工程進度來說不會受其影響，所以采用第一方案(鋼箱拱橋)。1.3主要要材料1.3.11混凝土土橋面預制空空心板、橋面面砼現澆澆層采用用C30砼，承

24、承臺采用用C30砼，橋橋墩采用用C30砼；樁樁基礎采采用C30砼，拱拱座采用用C40砼，背背墻采用用C30砼。拱座內的混混凝土采采用C40的微膨膨脹混凝凝土，應應具有如如下的施施工性能能：流動性好、坍坍落度衰衰減慢、初初凝時間間相對較較長、終終凝時間間相對較較短。水灰比小于于0.3、坍落落度122cm18ccm,即保證證混凝土土易性和和在硬化化過程必必須的水水份，而而不至因因水份過過多而在在封閉箱箱內形成成殘留水水。干縮小且具具有微膨膨脹性。水化熱低且且水化熱熱高峰值值發生在在混凝土土達到一一定強度度之后，以以承受由由于水化化熱產生生的溫度度應力。采用水泥、砂砂、石料料和水均均應符合合公路路橋

25、涵施施工技術術規范（JTJ041-2000）的有關節規定，避免應發生堿集料反應。1.3.22普通鋼鋼筋鋼筋技術標標準必須須符合GB114999-988的有關關規定。1.3.33鋼板和和鋼構件件 a、鋼箱箱主體結結構、橫橫梁、橫橫撐、縱縱梁、臨臨時匹配配件、拱拱端鋼板板、錨具具墊板、鋼鋼套筒、銅銅套筒加加勁板、拱拱座預埋埋鋼板、拱拱段臨時時連接等等均采用用Q3445D鋼材，此此鋼材應應符合GB/T15591-94的要求求。1.3.44焊接材材料 a、焊焊絲應符符合（溶溶化焊用用鋼絲）GB/T14449557-119944和氣氣體保護護焊絲GB/T1449588-19994的要求求。b、焊劑應應符

26、合GB/52993-885的要求求。c、低碳鋼鋼焊接條條應符合合GB/T51117-85的要求求；低合合鋼焊接接條應符符合GB/T51118-85的要求求。d、二氧化化碳純度度應大于于99.5%。1.3.55吊桿本橋采用119j155.244鋼鉸線線作為吊吊桿，規規格全部部為GJ115-119型，鋼鋼絞線整整束擠壓壓錨索，采采用鍍鋅鋅鋼絞線線，直徑徑為155.244mm，標標準強度度18660MPPA，保護護罩與預預埋管，防防水罩為為防腐油油脂，吊吊桿上、下下設減震震器，鋼鋼絞線的的材料和和防護應應符合現現行的相相關國家家規范要要求。吊桿錨具采采用擠壓壓墩頭錨錨吊桿下下端采用用可張拉拉的錨具具

27、類型。1.3.66密封材材料吊索在拱肋肋出口處處采用聚聚氨酯密密封材料料（顏色色待定），該該材料必必須滿足足以下技技術指標標；極限限伸長率率35%，抗拉拉強度5MPPA，粘結結強度5MPPA，固體體含量90%，低溫溫柔性-20，耐熱熱溫度150，硬度50，耐老老化、紫紫外線性性能良好好固化實實干10小時。1.4 小小結 通過過方案比比選,確定方方案為中中承式鋼鋼箱拱橋橋,并規定定了材料料類型。擬定結構尺尺寸2.1 橋橋梁總體體布置2.1.11橋位布布置瀏陽河大橋橋橋位服服從長沙沙市城市市總體規規劃路網網規劃中中的火星星北路道道路中線線走向，為為保證鋼鋼結構主主拱圈施施工吊裝裝安全將將橋中線線適

28、當往往東側偏偏移。2.1.11 主橋總總體布置置主橋為一跨跨過河的的鋼箱拱拱肋懸鏈鏈線無鉸鉸拱結構構，計算算跨徑1138mm，矢高高34.5m，矢矢跨比1/4，拱軸軸系數：1.3347。由于橫梁較較高，橫橫梁間設設置鋼縱縱梁，橫橫梁及縱縱梁頂面面設置濕濕接縫，形形成鋼砼組合合橋面，增增強整個個橋面的的整體剛剛度。2.1.22橋型及及跨徑布布置主橋跨徑為為1388m，矢矢跨比1/4的中承承式鋼箱箱拱橋。橋橋面以上上設置3道鋼結結構橫撐撐；橋面面結構采采用鋼結結構橫梁梁，預制制吊裝空空心板鋼鋼筋砼梁梁，橋面面鋪裝采采用9ccm厚瀝瀝青砼橋橋面；橋橋面底層層設置4道鋼結結構縱梁梁，形成成井字型型骨架

29、，與與橋面結結合形成成鋼砼組合合結構。兩兩側各伸伸出5米寬非機機動車道道、行人人通道。圖2-1-1 總體布布置圖2.1.33橋梁寬寬度及組組成橋面寬度:設計總總寬為:39.8m(含兩邊邊各5.0米人行道);橋面橫橫向布置置為:5.00m(人行道+欄桿)+2.0m(吊桿區)+0.4m(間隙+欄桿)+0.75mm(隔離帶)+3.5m(機動車車道)+223.75mm(機動車車道)+220.75mm(分隔帶)+223.75mm(機動車車道)+3.5m(機動車車道)+0.75mm(隔離帶)+0.4m(間隙+欄桿)+2.0m(吊桿區)+5.0m(人行道+欄桿) 圖圖2-1-2 橫截面面圖2.2主要要結構尺

30、尺寸擬定定2.2.11 拱箱構構造主拱圈采用用鋼箱斷斷面,頂板和和底板寬寬度均為為2.1110米,箱寬2.0米(拱箱腹腹板內輪輪廓尺寸寸,以下同),拱腳斷斷面拱箱箱高度33.6米(拱箱頂頂底板內內輪廓尺尺寸,以下同),拱頂斷斷面拱箱箱高度22.6米,高度采采用以水水平坐標標X軸的二二次拋物物線變化化,拱圈高高度變化化方程為為:h=2.1100339910+2.66圖2-2-1 主拱圈圈截面圖圖拱箱頂板和和底板厚厚度為330毫米,腹板厚厚度25毫米,頂底板板和腹板板上設有有縱向加加勁板,加勁板板采用厚厚度16毫米的鋼鋼板,高度1660毫米,頂、底底板縱肋肋間距5500毫米,腹板縱縱肋間距距以45

31、50毫米為主,隨著拱拱箱高度度的變化化而設調調整間距距。拱箱橫隔板板共分三三類，第第一類為為垂直于于拱軸線線的分布布橫隔板板，采用用厚度116毫米的鋼鋼板；第第二類橫橫隔板對對應于吊吊桿，每每根吊桿桿上設兩兩片橫隔隔板，第第三類橫橫隔板對對應于拱拱圈永久久橫撐，沿沿用垂直直于拱軸軸結布置置，與橫橫撐的腹腹板相對對應，板板厚16毫米，所所有橫隔隔板均根根據高度度設置了了人孔。2.2.22擬定拱拱軸系數數由于懸鏈線線的受力力情況較較好,又有完完整的計計算表格格可供利利用,所以用用懸鏈線線作為拱拱軸線,采用“五點重重合法”確定其m值。由拱頂彎矩矩為零及及結構自自重推力力的對稱稱條件知知,拱頂僅僅有通

32、過過截面重重心和自自重推力力Hg,相應彎彎矩Md=0,剪力Qd=0。圖2-2-2空腹式式懸鏈線線拱軸線線計算圖圖式如圖，由，得得 （1）由得 （2）將（1）式式中的Hg代入上上式，得得 （3）等截面懸鏈鏈線拱主主拱圈結結構自重重對1/4及拱腳腳截面的的彎矩、可由拱拱橋表表（= 3 * ROMANIIII）-19查得。求得之后可可由式求求得m值。假定m=11.3447,相相應的，因因，查拱拱橋（上上冊）表表= 3 * ROMANIIII得半拱拱懸臂自自重對截面和和拱腳截截面彎矩矩為：故： 圖2-2-3懸鏈線線拱軸計計算圖示示半拱懸臂集集中力荷荷載對截截面和拱拱腳截面面彎矩為為：=1.4226與之

33、差小于于半級，因因此取拱拱軸系數數m=11.34472.2.33拱軸線線型主拱圈為懸懸鏈無鉸鉸拱橋面面，計算算跨徑L=1338.00米，計算算矢高f=344.5米，拱軸軸系數m=11.3447，拱軸軸線方程程為：式中2.2.44橫向聯聯系為保證拱的的橫向穩穩定，在在橋范圍圍內共設設7道永久久橫撐，在在橋面以以下兩道道橫撐之之間增設設A撐形成成框架，除除肋間橫橫梁腹板板沿垂直直設置外外，其余余橫撐腹腹板均垂垂直拱軸軸線。橫橫撐采用用鋼箱斷斷面，腹腹板采用用16毫米鋼板板，頂、底底板采用用12（16）毫米米鋼板，內內設縱向向加勁板板和橫隔隔板。2.2.55吊桿本橋共設116排吊桿桿，吊桿桿的縱向向

34、間距66.5米，6.0米，吊桿桿位于拱拱面內，短短吊桿采采用帶鉸鉸的形式式，每個個吊桿均均由GJ115-119鋼鉸線線組成，采采用平行行鋼鉸線線成品拉拉索，外外包熱擠擠PE護套。吊桿上、下下端錨具具均采用用擠壓墩墩頭錨具具，由于于拱圈內內空間狹狹小，設設計中考考慮調整整吊桿長長度時，在在下端橫橫梁內張張拉。2.2.66橫梁 主橋橫橫梁共兩兩種結構構，分為為吊桿橫橫梁和肋肋間橫梁梁。 1）、吊吊桿橫梁梁吊桿橫梁全全部采用用全焊式式變截面面鋼板梁梁，橫梁梁高度隨隨橋面縱縱坡的變變化而變變化，采用箱箱形斷面面，頂板板厚度224mmm，底板板厚度228mmm，腹板板厚度116mmm，橫向向加勁板板常規

35、間間距1550cmm，加勁勁板厚度度12mmm,橫梁頂頂板上設設置剪力力釘與橋橋面板現現澆段連連接。2）、肋間間橫梁、橫橫撐整個主拱圈圈設兩道道肋間橫橫梁，五五道橫撐撐，肋間間橫梁與與橫撐均均通過焊焊接與主主拱圈固固結。在肋間橫梁梁安裝處處，拱圈圈外側設設懸臂梁梁用于支支撐人行行道肋板板梁，懸懸臂梁采采用工字字形截面面，梁根根部高880cmm，上翼翼板厚220mmm，腹板板及下翼翼板厚116mmm，人行行道面板板為8mmm，厚厚帶加勁勁肋鋼板板。2.2.77縱梁全橋共設44道鋼縱縱梁，以以增強全全橋總體體剛度，縱縱梁為箱箱形斷面面形式，中中縱梁為為72447660mmm,中縱梁梁頂底板板厚16

36、6mm，腹腹板厚112mmm。邊縱縱梁為1255766cm，邊邊縱梁頂頂底板厚厚16mmm，腹腹板厚116mmm，人行行道的挑挑梁，在在橫梁位位置焊接接于橫梁梁腹板上上，截面面形式為為箱形，其其余位置置焊接在在邊縱梁梁的腹板板上，截截面形式式為工字字形，共共同承受受人行道道荷載。縱梁最后一一段做成成可伸縮縮式結構構，協調調結構變變形。2.2.88橋面板板1）、道橋橋面板主橋行車道道橋面板板全部采采用先簡簡支后連連續的鋼鋼筋混凝凝土空心心板梁，跨跨度6mm或6.55m，兩兩跨之間間設順橋橋向600cm寬寬度的濕濕接縫，與與橫梁固固結，橋橋面板橫橫向之間間聯系采采用鉸縫縫連接。橋面空心板板高度44

37、0cmm,中板寬寬度1.24mm,邊板頂頂寬1.62m,底寬1.22m,行車道道橫向共共設19塊板。兩兩道中縱縱梁頂面面設633cm寬寬濕接縫縫，與橫橫梁頂面面濕接縫縫形成井井字框架架，共同同組成鋼鋼砼組合合橋面。圖2-2-4空心板板構造圖圖2）、人行行道面板板人行道采用用懸挑鋼鋼梁，在在橫梁梁梁處為工工字形，懸懸臂根部部高800cm，端端部300cm，懸懸挑梁間間距為1130ccm，其其間以縱縱梁連接接，間距距1200cm,梁高300cm,人行道道板上鋪鋪一層00.8ccm厚帶帶肋鋼板板，人行行道板結結構為44.7ccm水泥泥砂漿平平層+2.55cm厚厚麻石火火燒板。2.2.99橋面系系為滿

38、足雙肋肋板的結結構連續續主橋橋橋面采用用12ccm鋼纖纖砼+9cmm瀝青橋橋面鋪裝裝層，內內設連續續段負彎彎矩鋼筋筋和防裂裂鋼筋網網。主橋設2道道伸縮縫縫，在主主橋即肋肋間橫梁梁位置各各設一道道160型型鋼鋼伸縮縫縫。2.3 小小結擬定了橋梁梁的各個個截面，通通過計算算確定了了拱軸系系數，并并確定了了拱軸線線型。斜拉扣掛施施工方法法介紹和和仿真計計算3.1拱橋橋施工方方法簡介介鋼箱提籃拱拱橋就是是將通常常的中(下)承式鋼鋼箱拱橋橋的拱肋肋繞拱腳腳連線向向橋軸線線方向旋旋轉傾斜斜,甚至在拱拱頂合龍龍,形成空空間的拱拱式結構構(也稱X形拱)。此類橋橋型能改改善平行行拱的靜靜力圖式式,增強橫橫向穩定

39、定性,能有效效解決施施工中面面外的穩穩定性,同時提提籃拱形形極富美美學價值值。鋼箱提籃拱拱橋的施施工控制制實施是是此類橋橋型安全全保質按按時建成成的關鍵鍵。對于于采用纜纜索吊聯聯合斜拉拉扣掛懸懸臂拼裝裝施工的的鋼箱提提籃拱橋橋,其主拱拱圈一般般是在遠遠離橋址址的大型型鋼結構構工廠加加工制作作的,加工制制作時,必須通通過施工工控制的的理論計計算來確確定加工工制作的的線形;由于受受到運輸輸條件和和纜索吊吊裝能力力的限制制,加工制制作時拱拱圈必然然分段較較多,并且單單件或預預制吊裝裝節段的的體積較較大、線線形復雜雜、空間間定位精精度高,通過遠遠距離的的交通運運輸后可可能造成成拱段接接頭局部部變形,同

40、時為為了提高高拱段的的穩定性性和減少少空中精精確對接接的難度度,必須在在施工現現場對拱拱圈進行行臨時加加固處理理(如利用用永久風風撐或者者增加臨臨時風撐撐)并按照照設計要要求進行行吊裝節節段的預預拼;對于制制作期間間的預拱拱度線形形系統誤誤差和已已安裝拱拱段的隨隨機誤差差、焊接接變形誤誤差等因因素而造造成的偏偏離鋼箱箱拱理想想軌跡(線形)問題,可以通通過現場場變形測測量、索索力以及及應變測測試結果果(過濾溫溫度影響響后)與理論論值間的的定量對對比分析析后及時時反饋調調整后續續節段接接頭的定定位標高高,以保證證最后大大橋安全全、高質質量和按按期完成成。本橋采用的的是鋼箱箱提籃施施工，鋼鋼箱提籃籃

41、拱橋施施工控制制的關鍵鍵技術主主要體現現在主拱拱圈安裝裝過程中中的斜拉拉扣掛扣扣索索力力以及拱拱段定位位標高的的確定和和橫梁定定位標高高的確定定,特別是當當扣、背背索采用用鋼鉸線線施工時時,客觀上上要求扣扣、背索索應盡量量減少張張拉次數數,標高也也不允許許反復調調整;否則,很容易易產生鋼鋼絲松弛弛導致索索力損失失,甚至滑滑脫而造造成質量量事故。3.2臨時時扣索初初張力3.2.11主拱圈圈分段本橋主拱圈圈根據重重量特點點共劃分分為11個（共6類）施施工段，其其中F拱段為為合攏段段，其余余5對拱段段分別對對稱，從從拱腳到到拱頂分分段水平平長度分分別為110.55米、14.5米、14.0米、3122

42、.0米，單根根拱肋各各拱段的的最大重重量為60.95噸噸。圖3-1-1主拱拱圈分段段3.2.22拱段連連接由于本拱橋橋主拱圈圈采用臨臨時鉸接接條件下下的逐段段吊裝扣扣掛方式式施工，在在拱圈標標高和坐坐標調整整完畢之之前，各各拱段之之間采用用高強螺螺栓臨時時連接，以以提供調調整標高高和坐標標的余地地，標高高調整完完畢后，放放松扣掛掛索，再再進行拱拱腳固結結和各段段連接，各各拱段之之間拱箱箱壁全部部采用焊焊接。圖3-1-2主拱拱圈施工工示意圖圖3.2.33初張力計算大跨度橋梁梁的施工工往往是是一個非非常復雜雜且不斷斷變化的的過程,當采用用斜拉扣扣掛的方方式進行行施工時時,其中扣扣索的索索力確定定和

43、預拱拱度的計計算,必須采采用正裝裝計算法法和倒裝裝計算法法兩種方方法反復復迭代,工作量量十分繁繁重。這這里第一一階段索索力用手手算，后后續階段段采用MIDDAS有限元元程序計計算。第一階段扣扣索初張張力計算算第一施工段段單根拱拱肋的重重量為30噸,其計算算簡圖如如圖3-1-2。經MIDAAS有限元元程序計計算，當當第一階階段扣索索1預拉力為12.4噸時，B端下沉沉0.3毫米，滿滿足要求求。圖3-1-3后續階段索索力計算,結果如如表3-1：表3-1 臨時扣索索初張力單元荷載內力-I (toonf)內力-J (toonf)扣索1恒荷載39.044627738.1220266扣索2恒荷載36.811

44、024436.0113988扣索3恒荷載46.777892246.2449500扣索4恒荷載87.011225586.0662533扣索5恒荷載89.244117788.49939223.3預拱拱度計算算計算模型的的建立,是按照照施工吊裝裝過程進進行的,其過程程見圖33-1-2。圖3-1-3拱圈圈段施工工位移圖圖 （mm）表3-2 各節節段預抬抬量拱段拱段A拱段B拱段C拱段D拱段E預抬量（mmm）1.22.12.52.32.03.3 小小結本拱橋采用用的是斜斜拉扣掛掛施工。通通過施工工方法介介紹，施施工彷真真計算，得得出了扣扣索初張張力，確確定了各各節段預預抬量。結構內力計計算分析析4.1結構

45、構內力計計算4.1.11節點坐坐標 全橋共共分172個節點點，368個單元元，其具具體坐標標見附表表= 1 * ROMANI。圖4-1-1 MMIDAAS模型4.1.22主拱內內力計算算拱肋共分444個單元元，對稱稱布置，每每片22個單元元。圖4-1-2主拱拱計算簡簡圖運用MIDDAS有限元元計算軟軟件計算算，裸拱拱狀態下下主拱圈圈內力圖圖如下：圖4-1-3主拱拱自重彎彎矩圖圖4-1-4主拱拱自重剪剪力圖圖4-1-5主拱拱自重軸軸力圖4.2 成成橋狀態態下主拱拱內力計計算4.2.11恒載作作用下產產生的主主拱內力力圖4-2-1恒載載作用下下主拱的的彎矩圖圖由于主要是是計算成成橋狀態態下的主主拱

46、內力力，以下下圖片只只取成橋橋狀態下下的單片片拱肋進進行表述述。圖4-2-2恒載載作用下下主拱的的剪力圖圖4-2-3恒載載作用下下主拱的的軸力圖4.2.22主拱溫溫度內力計算算根據熱脹冷冷縮的道道理，當當大氣溫溫度比成成拱時的的溫度（即即主拱圈圈施工合合龍時溫溫度，稱稱為合龍龍溫度）高高時，稱稱為溫度度上升，引引起拱體體膨脹，反反之當大大氣溫度度比合龍龍溫度低低時，稱稱為溫度度下降。引引起拱體體收縮。如圖2-111，設設溫度變變化引起起拱軸在在水平方方向的變變位為,與彈性性壓縮同同樣道理理，必然然在彈性性中心產產生一對對水平力力Ht。由典典型方程程得a)溫度變變化引起起贅余力力計算圖圖示b)溫

47、度變變化引起起拱中的的內力圖4-2-4式中：溫度變變化值，即最高（或最低）溫度與合龍溫度之差。溫度上升時，和均為正；溫度下降時，和均為負。材料的的線膨脹脹系數： 混凝土土或鋼筋筋混凝土土結構=1110混凝土預制制塊砌體體=0.9110 石砌體體=0.8110由溫度變化化引起拱拱中任意意截面的的附加內內力為彎矩 軸向力剪力 圖4-2-5整體體升溫作作用下主主拱的彎矩圖圖4-2-6整體體升溫作作用下主主拱的剪力圖圖4-2-7整體體升溫作作用下主主拱的軸力圖圖4-2-8整體體降溫作作用下主主拱的彎矩圖圖4-2-9整體體降溫作作用下主主拱的剪力圖圖4-2-10整整體降溫溫作用下下主拱的的軸力圖4.3

48、活活載內力力計算4.3.11 沖擊系系數的計計算汽車的沖擊擊系數是是汽車過過橋時對對橋梁結結構產生生的豎向向動力效效應的增增大系數數。沖擊擊作用以車體的的振動和和橋跨自自身的變變形和振振動。根根據新公公路橋規規（JJTJ D6-20004），結結合公路路橋梁可可靠度研研究的成成果，采采用結構構的基頻頻來計算算橋梁結結構的沖沖擊系數數。拱橋的基基頻的計計算公式式為：式中 ll結構的的計算跨跨徑(m)；E 結構材材料的彈彈性模量量(N/)；結構跨跨中截面面的截面面慣性距距()；結構跨跨中處的的單位長長度質量量(kg/m)；頻率率系數；當主拱為變變截面時時： 式中的為為系數，可可按下式式計算：其中，

49、n為為拱厚變變化系數數，、的數值值由表4-1查得表4-1 系數、值i12345Ri3.734.316.33461995Ti1.715.70.15-30-88在本設計中中，取ll= 1138mm，E= 206600000000N/mm，=0.331807756mm，=154460 kg/m，由公公式計算算得=00.1224HZ ,由由新公公路橋規規可得得，沖擊擊系數 = 0.005 。4.3.22車道布布載及計計算該橋為雙向向六車道道，每個個車道寬寬3.11m1、將車道道進行正正載布載載，如圖：圖4-3-1正載載車道布布置拱腳處的反反力影響響線如下下圖所示示：圖 4-33-2 拱腳處處的反力力影

50、響線線計算得到的的內力數數據如下下圖：圖4-3-2活載載作用下下主拱的的彎矩包包絡圖圖4-3-3活載載作用下下主拱的的剪力包包絡圖圖4-3-4活載載作用下下主拱的的軸力包包絡圖2、將車道道進行偏偏載布載載，如圖圖4-3-5偏載載車道布布置拱腳處的反反力影響響線如下下圖所示示：圖 4-33-6 拱腳處處的反力力影響線線計算得到的的內力數數據如下下圖：圖4-3-7活載作作用下主主拱的彎矩包包絡圖圖4-3-8活載作作用下主主拱的剪力包包絡圖圖4-3-9活載作作用下主主拱的軸力包包絡圖4.4荷載載組合4.4.11承載能能力極限限狀態計計算時作作用效應應組合基本組合是是承載能能力極限限狀態設設計時，永永

51、久作用用標準值值效應與與可變作作用標準準值效應應的組合合，其基基本表達達式為：式中：橋梁結結構重要要性系數數，取1.1；作用效效應（其其中汽車車計入沖沖擊系數數）基本本組合設設計值；第i 個永永久作用用效應的的分項系系數，取取1.22；第i 個永永久作用用效應的的標準值值；汽車荷荷載效應應（含沖沖擊系數數、離心心力）的的分項系系數，取取1.44；汽車荷荷載效應應（含沖沖擊系數數、離心心力）的的標準值值；在作用用組合中中，除汽汽車荷載載效應（含含沖擊系系數、離離心力）、風風荷載外外的其他他第j 個可變變作用效效應的分分項系數數，取11.4；在作用用組合中中，除汽汽車荷載載效應（含含沖擊系系數、離

52、離心力）外外的其他他可變作作用效應應的組合合項系數數，取00.5；承載能力極極限狀態態下主要要截面的的內力見見附表= 2 * ROMANIII.4.4.22正常使使用極限限狀態計計算時作作用效應應組合1、作用短短期效應應組合作用短期效效應組合合是永久久作用標標準值效效應與可可變作用用頻遇值值效應的的組合,其基本本表達式式為:式中：作用短短期效應應組合設設計值；第第j個可變變作用效效應的頻頻遇值，汽汽車荷載載取0.7，其其他作用用取1.0 ；第j 個可可變作用用效應的的頻遇值值；短期效應組組合下截截面的內內力見附附表= 3 * ROMANIIII2、作用長長期效應應組合作用長期效效應組合合是永久

53、久作用標標準值效效應與可可變作用用準永久久遇值效效應的組組合,其基本本表達式式為:式中：作用長長期效應應組合設設計值；第j個可變變作用效效應的頻頻遇值，汽汽車荷載載取0.4 ，其其他作用用取1.0 ；第j 個可可變作用用效應的的頻遇值值；長期效應組組合下截截面的內內力見附附表= 4 * ROMANIVV4.4.33承載能能力極限限狀態內內力圖4-4-1 主拱承載載能力極極限狀態態彎矩包包絡圖圖4-4-2 主拱承載載能力極極限狀態態剪力包包絡圖圖4-4-3 主拱承載載能力極極限狀態態軸力包包絡圖表4-1承承載能力力極限狀狀態最不不利組合合下關鍵鍵截面的的最大內內力值單元荷載組合節點位置軸向 (k

54、kN)剪力-z (kNN)彎矩-y (kNN*m)1承載能力拱腳I11263111.4771602.98242777.65承載能力1/4截面面J66267566.933669.44118111.76承載能力1/4截面面I66259655.655932.662118111.711承載能力拱頂J112235244.011936.446122999.32212承載能力拱頂I112235233.399939.779123122.44417承載能力1/4截面面J118259633.288933.997117422.01118承載能力1/4截面面I118267544.8671.113117422.0112

55、2承載能力拱腳J223262944.6881593.18244488.611圖4-4-4 主拱正正常使用用極限狀狀態彎矩矩包絡圖圖圖4-4-5 主拱正正常使用用極限狀狀態剪力力包絡圖圖圖4-4-6 主拱正正常使用用極限狀狀態軸力力包絡圖圖表4-2承承載能力力極限狀狀態最不不利組合合下關鍵鍵截面的的最大內內力值單元荷載組合位置軸向 (kkN)剪力-z (kNN)彎矩-y (kNN*m)1正常使用拱腳I112235331217.27188922.9335正常使用1/4截面面J66221499.411523.779684.676正常使用1/4截面面I66215088.322775.559684.67

56、11正常使用拱頂J112195277.511707.999104022.56612正常使用拱頂I112195277.066710.336104122.66617正常使用1/4截面面J118215066.633776.5549631.0618正常使用1/4截面面I118221477.888525.0039631.0622正常使用拱腳J223223411.0111214.27190244.4774.5 主主拱極限限承載應應力驗算算拱頂截面面面積為0.223566,拱腳截截面為0.330366，拱拱頂的根據公式 算出拱頂截截面和拱拱腳截面面的抗彎彎截面系系數=0.23557m,=0.227522 m

57、。根據公式 在拱頂截面面，上緣緣頂板應應力為：下緣頂板應應力為：在拱腳截面面，上緣緣頂板應應力為：下緣頂板應應力為：4.6縱梁梁內力計計算由于是對稱稱布置，所所以取一一邊的邊邊縱梁和和中縱梁梁。其簡圖如圖圖2-66-1圖4-6-1圖4-6-2 運用用結構力力學做出出車道荷荷載對縱縱梁跨中中截面影影響線,使車道道集中荷荷載Pk作用于于影響線線峰值處處,得到車車輛荷載載對縱梁梁跨中截截面的彎彎矩最大大、最小小值，同同理，可可算出縱縱梁各個個截面的的影響線線，求出出其彎矩矩值。圖4-6-3中縱縱梁跨中中彎矩影影響線圖4-6-4中縱縱梁彎矩矩包絡圖圖圖4-6-5中縱縱梁剪力力包絡圖圖圖4-6-6邊縱縱

58、梁彎矩矩包絡圖圖圖4-6-7邊縱縱梁剪力力包絡圖圖橋面板布置置5.1跨中中截面正正截面抗抗彎承載載力驗算算空心板截面面換算成成等效的的工字形形截面,可按下下式計算算按面積相等等 按慣性矩相相等上翼板厚度度 下翼板厚度度 腹板厚度 公路橋規規規定定，T形截面面梁（內內梁）的的受壓翼翼板有較較寬度用用下列三三者中最最小值。1）、簡支支梁計算算跨徑的的1/3。對連連續梁各各中間跨跨正彎矩矩區段，取取該跨計計算跨徑徑的0.2倍；邊邊跨正彎彎矩區段段，取該該跨計算算跨徑的的0.227倍；各各中間支支點負彎彎矩區段段，則取取該支點點相鄰兩兩跨計算算跨徑之之和的0.007倍。2）、相鄰鄰兩梁的的平均間間距。

59、3）、。當當1/3時，取取（）。因此，橋面面板按其其計算寬寬度=1m,截面高高度h=4550mmm。C40混凝土土，HRBB4000級鋼筋筋。由附表查得得=188.4MMPa,=3330MPPa,=0.53。M=7724.38KKNm為了計算方方便,先將空空心板截截面換算算成等效效的工字字形截面面，上翼板厚度度 下翼板厚度度 腹板厚度 、空心板采采用綁扎扎鋼筋骨骨架,一層受受拉主筋筋。假設設=40mmm，則則有效高高度為、判定T型型截面類類型該構件屬屬于第二二類T形截面面。（3）、求求受壓區區高度x 其中整理后得方程的合適適解為 （4）、受受拉鋼筋筋面積計計算現選擇8332+442,鋼筋面面積

60、為779544故滿足要求求。5.2斜截截面抗剪剪承載力力驗算在有腹筋梁梁中，箍箍筋的存存在抑制制了斜裂裂縫的開開展，使使剪壓區區面積增增大，導導致了剪剪壓區混混凝土抗抗剪能力力的提高高。其提提高程度度與箍筋筋的抗拉拉強度和和配箍率率有關。公路橋規規根據據國內外外的有關關試驗資資料，對對配有腹筋筋的鋼筋筋混凝土土斜截面面抗剪承承載力的的計算采采用下述述半經驗驗半理論論的公式式：式中 ：斜截面面受壓端端正截面面上由作作用（或或荷載）效效應所產產生的最最大剪力力組合設設計值（KN）；：橋梁結構構的重要要性系數數；：異號彎矩矩影響系系數；預應力提提高系數數。對鋼鋼筋混凝凝土受彎彎構件，=1；：受壓翼緣