3×40m预应力混凝土等截面箱形连续梁计算书 - 图文

黄家塘高架桥k73+150-k73+270施工图设计

1 方案拟订与比选

1.1设计标准

1) 汽车荷载: 公路II级 2) 人群荷载：3.0KN/m2 3) 通航要求：无通航要求 4) 桥上纵坡为双向2% 5) 不考虑地震及漂浮物撞击

6) 桥面净宽: 2m（人行道）+ 4×3.5（四车道）+ 2m（人行道） 1.2方案比选

根据安全、适用、经济、美观的设计原则，我初步拟定了三个方案。 方案一：3×40m等跨等截面预应力砼连续梁桥

预应力混凝土连续梁桥是一种以受弯为主，在竖向荷载作用下无水平反力的结构。它在荷载作用下，支点截面产生负弯矩，从而大大减小了跨中的正弯矩，跨越能力大，适用于桥基良好的场合。预应力结构通过高强钢筋对混凝土预压，不仅充分发挥了高强材料的特性，而且提高了混凝土的抗裂性，促使结构轻型化，因而预应力混凝土结构具有比钢筋混凝土结构大得多的跨越能力。

本桥上部构造为3×40m预应力砼简支连续梁，主梁为预应力箱梁，下部构造桥墩为薄壁式桥墩或双柱式墩配桩基础；桥台为重力式桥台配扩大基础。由于是等截面和等跨径连续梁，便于预制施工，成本较低。

总桥型图为：

图1-1 预应力砼等截面连续梁桥

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方案二：32m+56m+32m变截面连续钢构桥

预应力混凝土连续刚构桥是连续梁桥与T形刚构桥的组合体系，也称墩梁固结的连续梁桥。

大跨径连续刚构桥结构的受力特点主要为：梁体连续，墩、梁、基础三者固结为一个整体共同受力。在恒载作用下，连续刚构桥与连续梁桥的跨中弯矩和竖向位移基本一致；其次，由于墩梁固结共同参与工作，连续刚构桥由活载引起的跨中正弯矩较连续梁要小，因而可以降低跨中区域的梁高，并使恒载内力进一步降低。因此，连续刚构桥的主跨径可以比连续梁桥设计大一些。它常用于大跨、高墩的结构中，桥墩纵向刚度较小，在竖向荷载作用下，基本上属于一种无推力的结构。

本桥上部构造为32m+56m+32m的变截面箱型连续刚构桥，箱梁采用分离的单箱单室截面，计算时只需计算桥宽的一半，也就是一个单箱单室截面，箱梁支点截面梁高5m，跨中截面梁高2.5m,梁宽18m，下部构造桥墩为薄壁式桥墩或双柱式墩配桩基础；桥台为重力式桥台配扩大基础。

总桥型图为：

图1-2 变截面连续钢构桥

方案三：29.925m+0.010m+29.925m+0.010m+29.925m+0.010m等截面简支梁桥 混泥土简支梁桥具有受力明确、构造简单、施工方便等优点，是中小跨径桥梁中运用最广泛的桥型。简支梁的上部结构由主梁、横隔板、桥面板、桥面构造等部分组成。主梁是桥梁的主要承重结构；横隔板保证各根主梁相互结成整体，以提高桥梁的整体刚度；主梁的上翼缘构成桥面板，组成行车（人）平面，承受车辆（人群）荷载的作用。这类桥梁可以采用整体现浇和预制装配两种不同的方式进行施工。

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本桥由于跨径不大，故可采用等截面预应力混泥土简支结构，跨径为4×29.925m外加3道长为0.10m的伸缩缝，简支梁桥不论采用预制装配还是整体现浇的比较方便。成本也相对较低。缺点是抗震能力弱，跨径小。但由于经济实用，该种桥型在现代交通事业中被广泛运用。 总桥型图为：

图1-3 简支梁桥

各方案主要优缺点比较表 方案一 1、建筑高度比较 低，容易保养和维适用性 护 方案二 1、跨越能力较大方案三 1、伸缩缝较多，结构刚度大、变形行车缺乏舒适，小、伸缩缝少 平稳 2、桥面平顺，行车2、行车平顺舒适、2、受力明确、构舒适性较好 主梁采用双幅桥的 结构使箱梁宽度减安全性 少，有利于受力，其截面具有良好的抗弯和抗扭性能，安全性好 主梁采用悬臂施抗震能力强 造简单、施工方便、工期短 伸缩缝较多、抗工，需要挂篮，吊震能力弱，通过装设备。大跨径预横隔板保证各根应力混泥土变截面连续梁施工控制复杂 主梁相互连成整体，提高桥梁整体刚度 第 3 页 共 60 页

黄家塘高架桥k73+150-k73+270施工图设计 经济性 主梁采用双幅桥的结构可以减短工期，节省材料，节 主梁采用悬臂施工，工艺相对复续上表 建造速度快，工期短，模板支架杂，施工工期较长 少，造价经济，在交通事业中广约资金，施工方便、主墩需设橡胶支快捷，造价经济 座，存在养护甚至泛采用 更换上的麻烦 美观性 整桥外形简洁，跨径安排合理，与周围环境相适应 全桥线条简洁明桥型结构简单，快，与周围环境协跨径安排合理 调好，桥型观。

比选结果：综上所述，通过对比，从受力合理，安全适用，经济美观的角度综合考虑，最终采用方案1，即3×40m等截面箱形连续梁。

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2 截面几何特性及恒载内力计算

2.1 基本资料

1）主要技术指标

桥型布置：3×40m等截面连续梁（图2-1）

桥面净宽：2m（人行道）+ 4×3.5（四车道）+ 2m（人行道） 汽车荷载：公路Ⅱ级 人群荷载：3.0kN/m2 桥面纵坡：双向2%

不考虑地震及漂流物撞击作用。

图2-1 主梁横截面及桥面布置图（单位：㎝）

2）材料规格

主梁：采用50号混凝土，容重为27kN/m2，弹性模量取3.45×104 MPa; 桥面铺装：采用沥青混凝土，厚度为6㎝，容重为25kN/m3。并采用厚度为6～12㎝的C20混凝土作为垫层，容重为24kN/m3;

横隔板：采用C50混凝土，厚度为60cm由后面计算得每道横隔板重量为120kN 栏杆、缘石重、人行道：采用C20混凝土，由后面计算得q=11.72kN/m

2.2毛截面几何特性计算

用三角形分块法（GE02）计算主梁截面几何特性，截面编号和坐标系见图2-2。

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