双线铁路60m+100+60m连续梁上部结构计算设计（很详细的毕业设计(3)

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我国的预应力混凝土结构起步晚，但近年来得到了飞速发展。现在，我国已经有了简支梁、带铰或带挂梁的T构、连续梁、桁架拱、桁架梁和斜拉桥等预应力混凝土结构体系。

虽然预应力混凝土桥梁的发展还不到80年。但是，在桥梁结构中，随着预应力理论的不断成熟和实践的不断发展，预应力混凝土桥梁结构的运用必将越来越广泛。

连续梁和悬臂梁作比较：在恒载作用下，连续梁在支点处有负弯矩，由于负弯矩的卸载作用，跨中正弯矩显著减小，其弯矩与同跨悬臂梁相差不大；但是，在活载作用下，因主梁连续产生支点负弯矩对跨中正弯矩仍有卸载作用，其弯矩分布优于悬臂梁。虽然连续梁有很多优点，但是刚开始它并不是预应力结构体系中的佼佼者，因为限于当时施工主要采用满堂支架法，采用连续梁费工费时。到后来，由于悬臂施工方法的应用，连续梁在预应力混凝土结构中有了飞速的发展。60年代初期在中等跨预应力混凝土连续梁中，应用了逐跨架设法与顶推法；在较大跨连续梁中，则应用更完善的悬臂施工方法，这就使连续梁方案重新获得了竞争力，并逐步在40—200米范围内占主要地位。无论是城市桥梁、高架道路、山谷高架栈桥，还是跨河大桥，预应力混凝土连续梁都发挥了其优势，成为优胜方案。目前，连续梁结构体系已经成为预应力混凝土桥梁的主要桥型之一。

然而，当跨度很大时，连续梁所需的巨型支座无论是在设计制造方面，还是在养护方面都成为一个难题；而T型刚构在这方面具有无支座的优点。因此有人将两种结构结合起来，形成一种连续—刚构体系。这种综合了上述两种体系各自优点的体系是连续梁体系的一个重要发展，也是未来连续梁发展的主要方向。

另外，由于连续梁体系的发展，预应力混凝土连续梁在中等跨径范围内形成了很多不同类型，无论在桥跨布置、梁、墩截面形式，或是在体系上都不断改进。在城市预应力混凝土连续梁中，为充分利用空间，改善交通的分道行驶，甚至已建成不少双层桥面形式。

在设计预应力连续梁桥时，技术经济指针也是一个很关键的因素，它是设计方案合理性与经济性的标志。目前，各国都以每平方米桥面的三材（混凝土、预应力钢筋、普通钢筋）用量与每平方米桥面造价来表示预应力混凝土桥梁的技术经济指针。但是，桥梁的技术经济指针的研究与分析是一项非常复杂的工作，三材指标和造价指标与很多因素有关，例如：桥址、水文地质、能源供给、材料供应、运输、通航、规划、建

西南交通大学本科毕业设计 第3页 筑等地点条件；施工现代化、制品工业化、劳动力和材料价格、机械工业基础等全国基建条件。同时，一座桥的设计方案完成后，造价指标不能仅仅只反应投资额的大小，而是还应该包括整个使用期限内的养护、维修等运营费用在内。通过连续梁、T型刚构、连续—刚构等箱形截面上部结构的比较可见：连续—刚构体系的技术经济指针较高。因此，从这个角度来看，连续—刚构也是未来连续体系的发展方向。

总而言之，一座桥的设计包含许多考虑因素，在具体设计中，要求设计人员综合各种因素，作分析、判断，得出可行的最佳方案。

1.1.2 设计特点

预应力混凝土连续桥设计的一般步骤为:参照已有的设计拟订结构几何尺寸和材料类型,模拟实际的施工步骤,计算出恒载及活载内力;然后再根据实际情况确定温度、沉降等荷载,计算其产生的内力,对于铁路桥来说只需用主力加附加力组合进行正常使用极限状态的检核，并采用容许应力法，只是在不同的施工阶段其容许系数不同。

预应力混凝土连续梁桥采用悬臂施工法需在施工中进行体系转换,经过一系列的施工阶段而逐步形成最终的连续梁体系。在各个施工阶段,可能具有不同的静定体系,其中包括安装单元、拆除单元、张拉预应力、移动挂篮等工况。

1.1.3 受力特点

用悬臂施工的连续梁桥,在施工过程中经历T型双悬臂受力状态,合拢后形成连续梁桥,其恒载产生的内力由各施工阶段产生的内力叠加而成.由于合拢段较短,其产生的内力一般较小,故T型双悬臂受力状态为主要部分。对悬臂施工连续梁桥,合拢后支座负弯矩很大,而中跨跨中恒载弯矩较小,二期恒载加上以后,支座负弯矩增大,中跨跨中承受相对较小的正弯矩。因此,截面几何尺寸拟定时,应根据以上弯矩分布特点,增大主梁支座附近断面的抗弯刚度,提高截面下缘的承压能力。

悬臂施工时,浇注一节段梁体,达到一定强度后张拉此段钢束.梁体自重产生负弯矩,预应力钢束产生正弯矩,二者结合使得梁体基本处于偏心受压状态,其轴向力非常大,抗剪强度一般不成问题。

在设置预应力张拉力时，一般对于钢绞线，张拉力控制应力σk = (0.65 ~ 0.75) f

西南交通大学本科毕业设计 第4页 pk ) ，考虑到混凝土的压应力满足状况，对于铁路桥，一般取小值，在本设计中取值

为0.65 f pk 和0.70 f pk。

1.1.4 构造特点

零号块 零号块是悬臂浇注施工的中心块体,又是体系转换的控制块体。梁体的受力经零号块通过支座向墩身传递,零号块受力非常复杂,且一般作为施工机具和材料堆放的临时场地,故其顶板、底板、腹板尺寸都取得较大。

横隔板 悬臂施工的连续刚构大多采用箱形截面,抗扭刚度较大,故除支点部位零号块内设置横隔板外,主桥沿纵向（中合拢除外）一般不设横隔板。零号块内横隔板传递荷载较大,通常采用一片实体或两片式刚性横隔板,中间开设过人洞。

合拢段 合拢段的施工是桥梁施工的重要环节。在合拢段施工过程中,由于温度变化、混凝土早期收缩、已完成结构的收缩徐变、新浇混凝土的水化热,以及结构体系变化和施工荷载等因素,对尚未达到强度的合拢段混凝土有直接影响,故必须重视合拢段的构造措施,使合拢段与两侧梁体保持变形协调,并在施工过程中能传递内力。合拢段的长度在满足施工要求的情况下,应尽量缩短,以便于构造处理,一般取1.5～3m。合拢段的构造处理有以下几种: (1)用劲性钢管作为合拢段的预应力套管;(2)加强配筋;(3)用临时劲性钢杆锁定;(4)压杆支撑. 合拢段施工应注意以下几点: (1)合拢段应采用高强、早强、少收缩混凝土;(2)合拢段混凝土浇筑时间应选择在一天中温度最低时,并使混凝土浇筑后温度开始缓慢上升为宜;(3)加强混凝土的养护。

临时固结措施 悬臂施工时,为保证结构几何体系不变,需将墩梁固结,以承受不平衡弯矩。常用的固结方法是:在支座两侧设置两排临时混凝土块作为临时支座.临时支座内穿预应力钢束,两端分别锚固在主墩和主梁横隔板内。钢束的数量应由施工中的不平衡弯矩确定。在本设计中，采用的先临时支撑，待中合拢（桥段施工最后阶段）后钝化临时支撑，激活成桥后的约束。

1.1.5 施工要点

主桥采用临时支座及精轧螺纹粗钢筋使梁、墩临时固结，按悬臂浇筑法施工，合拢后经体系转换成为连续体系。

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浇筑墩身混凝土时应注意预埋支架临时固结件。0、1号块在墩旁的支架或托架上浇筑，支架、牛腿及托架应认真设计验算，且支架需进行100％预压，其余梁段采用临时支座和粗钢筋使0号块与墩身固结后，各单“T”用挂篮悬臂对称、平衡浇筑施工至各单“T”最大悬臂，然后浇筑边跨合拢段。边跨合拢段钢束张拉完成后，拆除临时固结，合拢中跨。建议各梁端内预应力的张拉顺序为：纵向预应力钢束→横向预应力钢束→竖向预应力粗钢筋；同一批钢束张拉顺序为：先长束，后短束。

0、1号块箱梁混凝土浇筑时可分层进行，但第一次浇筑时应浇至腹板高度至少1.50m以上。其余梁段应一次浇筑完成。

由于0、1号块体积较大，预应力管道及钢筋密集，施工中应确保管道定位准确，注意混凝土的振捣，浇筑混凝土应采取有效措施减少水化热，避免发生温度、收缩裂缝。此外应注意各节段混凝土的养护，控制拆模时间。

箱梁底板应设置一定数量的排水孔和通气孔。

预应力管道采用钢波纹管成形，其钢带厚度不小于0.35mm。为了管道严格保证弯曲坐标及弯曲角度，用“井”字形定位架进行管道的定位，同时保证管道顺畅，以减少摩阻损失。所有的定位钢筋均应采用点焊成形。定位钢筋间距在直线段为100cm，曲线段50cm。

挂篮结构应轻便合理。墩旁托架支架及挂篮拼装好后应进行预压和加载试验，以检验其承载能力，并实测其变形值，为箱梁悬臂浇注施工提供可靠的依据。

安装施工挂蓝，从2号块至12号块逐块、对称、平衡进行悬臂浇筑施工。待浇筑梁段混凝土强度达到设计强度的90％，混凝土龄期?6天时方可张拉该梁段预应力钢束。挂蓝应在钢束张拉完成及管道压浆并经监理验收后方可向前移动。

悬臂浇筑时，挂篮自重按照100吨控制，合拢吊架按照28吨控制。移动挂篮过程中，挂篮移动不同步差不得大于半个本施工阶段梁段长度。

为了减小箱梁悬浇过程中的不平衡自重的影响，各梁段的悬臂浇注过程中，应严格控制浇筑梁段混凝土的超方量。任何梁段实际浇筑的混凝土量不得超过本梁段理论数量的3%，并且各梁段的混凝土浇筑应同时进行，最大浇筑混凝土重量差不得大于本梁段自重的30%。

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悬臂浇筑过程中，在每个块件的前端顶、底板应设置几处观测点，测出每个阶段的标高变化情况，以控制节段的抬高量和各梁段预拱度设置。

预应力张拉以张拉吨位和引伸量双控。张拉设备应按照有关规定定期标定。引伸量低于－6％或超过＋6％时，应停下检查，分析原因并处理完后方可继续张拉。

钢束张拉时，应尽量避免滑丝、断丝现象，当出现滑丝、断丝时，其滑丝、断丝总数量不得大于该断面总数的1％，每一钢束的滑丝、断丝数量不得多于一根，否则应换束重新张拉。

为确保结构受力符合要求，应严格控制竖向预应力的张拉质量，要求每根竖向预应力钢筋锚固后，必须进行复拉。竖向预应力和0号块横隔板内的预应力粗钢筋张拉做好张拉记录，监理需进行旁站监理。

预应力钢束（筋）张拉完成后，应尽早进行孔道压浆并保证压浆质量。压浆所用材料、外加剂及水泥浆配比应根据管道的成型方法、压浆方式、材料性能计算和通过试验确定。原则上要求尽量减小灰浆收缩，保证压浆密实饱满。此外。压浆所用的水泥浆标号不得低于C50，建议水灰比0.4~0.45。

各悬浇单T完成后，相邻两悬臂端的相对竖向挠度差不应大于1cm，轴线偏差不大于1cm。

设计推荐靠近过渡墩的边跨现浇段采用满堂支架浇筑（支架需进行100％预压），合拢段采用吊架施工。施工单位也可采用其它成熟的施工方案，但需经监理工程师和设计单位认可。

按先边孔后中孔的顺序进行合拢段施工及拆除相应的临时支座，完成体系转换，形成三跨连续箱梁。合拢段采用劲性骨架和合拢预应力钢束进行临时锁定，根据实际控制情况在悬臂端加水箱进行配重。劲性骨架的焊接要求迅速完成并形成刚接，焊接时在预埋件周边混凝土浇水降温，避免烧伤混凝土。合拢段混凝土的浇筑应在一天中气温较低且变化最小时进行，并应在尽可能短的时间内完成。合拢钢束可在合拢骨架安装完成后按照设计吨位的60％进行张拉，合拢段混凝土达到设计强度的90％后方可进行箱梁底板钢束的张拉、合拢钢束补拉及体系转换。

在浇筑边跨现浇段过程中，应观测支架的变形及沉降，并应采取措施使现浇段与

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