预应力混凝土连续梁桥毕业设计(2)

第一章 绪论

毕业设计目的是为了解预应力混凝土连续梁桥设计的基本过程，掌握预应力混凝土连续梁桥设计的基本要素。包括桥型的选择，桥跨的布置，桥跨尺寸的选择，结构受力分析，施工方法的选择等。是对所学知识的综合运用，工程设计及规范的应用实践，独立完成有关设计计算能力的培养；了解预应力混凝土连续梁桥基本理论与其应用和发展；掌握本桥式结构基本构造、施工方法及其特点。

本次设计的的内容是（48+80×2+48）预应力混凝土连续梁桥。本设计主要内容是截面尺寸的拟定、内力计算、估算并配置预应力钢束和截面的各项验算。

毕业设计不仅仅是对桥梁这一专业的知识应用，计算机的应用能力、外语以及整个土木工程专业的基础理论都是毕业设计所要涵盖的。当然这些内容已经融入在设计过程当中。没有相当的理论基础?对计算机没有比较强的应用能力要完成整个设计是不可能的。在设计的过程中需要不断的请教老师或者查阅各种资料，来弥补自己的不足。因此设计的过程就是各方面能力提高的过程。

通过本次毕业设计，使我对预应力混凝土连续梁桥的设计有了基本的掌握，能够独立进行同类桥的计算分析。

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第二章 结构尺寸拟定

第一节 总体布置

本设计采用四跨一联预应力混凝土连续梁结构。采用变高度变截面单箱单室截面，采用箱形截面的原因是：首先，箱形截面的整体性好，刚度大；其次，箱梁的顶底板可提供足够的面积来布置预应力钢束以承受正，负弯矩；另外箱梁抗扭性能强，同时可提供较大的顶板翼缘悬臂，底板宽度相对较窄，可大幅度减少下部结构的工程量。采用变高度的原因主要是适应连续梁内力变化的需要。

跨径布置：大、中跨度连续梁桥一般采用不等跨布置，主跨设计为80m，边跨一般为中跨的0.5-0.8倍，本设计取0.6倍，即边跨的跨径为48m。全联跨径为48+80×2 +48=256m。

为保证全桥的受力合理，该桥的固定支座设在联内第三个桥墩上。

第二节 细部尺寸拟定

一、主梁梁高

连续梁的支座设计负弯矩一般比跨中设计正弯矩大，为合理承受负弯矩，本设计加大支座处梁高，在两侧以二次抛物线形式逐渐过渡为等截面。根据《桥梁工程》的相关内容，进行主梁支点截面和跨中截面的梁高确定.主梁支点处梁高定为6.2m，跨中及边跨梁高定为3.7m。

二、截面尺寸

顶板和底板：箱形梁截面的顶板和底板是结构承受正负弯矩的主要工作部位。 顶板：确定箱梁顶板厚度一般考虑两个因素：满足桥面横向弯矩的要求和满足布置纵横向预应力筋的要求.本设计顶板厚度除梁端附近外均为40cm。

底板：箱梁底板厚度随箱梁负弯矩的增大而逐渐加厚直至墩顶，以适应受压.底板除需复核使用阶段的受压要求外，在破坏阶段还宜使中和轴保持在底板内，并有适当富余，一般为墩顶梁高的1/10～1/12.本设计底板厚度从40至100cm，按抛物线线形变化。

腹板：箱梁腹板主要承受截面剪力和主拉应力，在预应力连续梁桥中，弯束对荷载剪力的抵消使得梁内剪应力和主拉应力较小.在变高度连续梁桥中，截面高度变化也可减少主拉应力.除上述受力因素外，还要考虑预应力钢筋的布置和施工要求。本设计取腹板厚50-70cm，按直线变化。

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梁宽：本设计取箱梁顶宽7.5米，底宽4.5米，翼缘板悬臂长1.5米.箱梁顶面设置2%的双面排水坡。

本设计全联在端支点，跨中及中支点处共设5个横隔板，横隔板设有孔洞，供检查人员通过。

三、各截面细部尺寸

根据梁底变化曲线，以及顶板、底板、腹板的变化，得到各截面的细部尺寸见表2-1：

表2-1各截面细部尺寸 距边支座 顶板厚 底板厚 腹板厚 梁高（cm） 距离（cm） （cm） （cm） （cm） 0 120 240 360 480 680 880 1080 1280 1480 16800 18800 20800 22000 23200 24400 25600 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 44 57 80 100 57 40 57 100 57 40 57 100 80 57 44 40 50 55 60 65 70 60 50 60 70 60 50 60 70 65 60 55 50 370 387 440 527 620 440 370 440 620 440 370 440 620 527 440 387 370 第三节 本桥主要材料

一、混凝土：

本桥采用C50混凝土，根据规范[2]表3.1.4和表3.1.5规定，γ=26kN/m3，轴心抗压强度极限值fc=33.5Mpa，轴心抗拉强度极限值fct=3.10Mpa，弹性模量Ec=3.55×104 Mpa。

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二、预应力钢绞线：

采用1×7—15.2—1860—GB/T5224—2003预应力钢绞线，每根直径为15.2mm，每根钢绞线的截面积为140mm2，预应力钢绞线抗拉强度标准值，根据规范[2]表3.2.2—3，fpk=1860Mpa，抗拉强度设计值，根据规范[2]表3.2.4，fp=1260Mpa，弹性模量，根据规范[2]表3.2.4，Es=1.95×105Mpa。

三、箍筋：

采用HRB335级，根据规范[2]表3.2.3，fS=335Mpa。

四、应力管道：

采用钢管波纹管，直径为100mm和90mm。

第四节 施工方法

连续梁的边跨直线段采用膺架现浇施工，0号节段采用墩旁临时支架现浇施工，合拢段采用吊架浇筑施工，其余节段采用挂篮悬浇施工。

本桥采用混凝土连续梁施工中的悬臂浇注法施工。该方法也称分段浇注施工法，又称无支架平衡伸臂法或挂蓝法，所用主要设备是六台挂蓝。为了安装挂蓝，在墩两侧线采用托架支撑，浇注8m长的零号块。以此节段为起点，通过挂蓝的前移，对称的向两侧跨中逐段地浇注混凝土，并施加预应力，如此循环作业。

一、桥墩与零号块施工

该工程假设桥墩已经建成并且在墩顶预留了用于临时固结墩与零号块梁的钢筋。则首先支好模具，用支架现浇的方法把零号块与桥墩浇注在一起并且张拉零号块预应力钢筋。待零号块模具拆除后，在其两端各安装一台移动挂蓝，称为零号块挂蓝。

二、悬臂施工到最大悬臂状态

分别以三台零号块挂蓝为支撑对称浇注悬臂 1，待悬臂 1达到强度后移动挂蓝至悬臂 1 端部，对称浇注悬臂 2并且张拉预应力钢筋；以此类推完成悬臂施工。

三、边跨膺架现浇

在悬臂施工的同时可以用膺架法现浇边跨等高梁段并且张拉预应力钢筋。此时在边跨两端分别设置一个活动支座。

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四、边跨合拢

待悬臂施工到最大悬臂状态而且边跨膺架现浇段完工后，就可以采用吊架浇注合拢边跨了。

五、中跨跨中合拢

最后进行中跨跨中合拢，在此之前进行体系转换，即凿开墩与零号块固结处，切断钢筋，在一个墩上设置活动支座，另外一个墩上设置固定支座。然后合拢中跨跨中并张拉预应力钢筋。

六、桥面铺装

全桥合拢后就可以进行桥面铺装与基本设施的施工了。

第三章 预应力混凝土连续梁桥内力计算

第一节 计算模型建立

在用midas计算结构内力时，需对整桥进行单元的划分，该桥有限单元划分按施工段分为80个单元，81个节点。

但由于全桥以中间3号支点对称，所以沿17号截面左半部分进行绘图表示，梁桥的单元划分如图：

图3.1 左边跨单元划分图

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