连续梁与刚构桥计算
2008年11月21日星期五 19:38
连续梁与刚构桥计算内容
1、需要计算的部位：主梁、横梁（如果采用多梁式截面）、桥面板；
2、主要荷载：结构重力、预应力、活载、收缩徐变内力、基础变位内力、日照或常年
温差内力；
3、计算项目：主梁强度设计、验算；
横梁强度设计、验算；
桥面强度设计、验算；
主梁变形计算、预拱度计算；
连续梁与刚构桥计算方法
主梁自重内力：
按实际结构尺寸计算恒载集度，将荷载作用在结构上，通过结构力学方法求解或通过有限元程序求解。
计算中必须按施工方法确定各种构件自重作用的体系、作用截面，必须按施工过程考虑结构体系转换。
主梁预应力内力：
1、先计算初弯矩，然后计算次内力，通常要考虑徐变、收缩，不均匀沉降引起的
次内力；
2、等效荷载法，将预应力作为外荷载直接作用在结构上计算。
主梁活载内力：
纵桥向采用影响线加载求最不利内力，多梁式截面采用横向分布系数方法考虑车列横桥向的最不利布置位置。
箱形截面必须按薄壁杆件计算扭转、翘曲、畸变等箱梁效应。
横梁内力计算：
利用横向分布影响线加载求最不利弯矩。
桥面板计算：
采用有效工作宽度方法考虑车轮荷载在桥面板上的分布；
内力计算要根据桥面板与两肋的刚度比，选取不同的修正系数。
主梁变位计算：
根据构件类型及结构静定或超静定情况修正弹性模量和惯性矩，恒载按实际结构尺
寸计算，但必须考虑收缩徐变作用，活载计算中不记冲击系数。
预拱度设置：
通常预拱度的大小，等于全部恒载和一半静活载所产生的竖向挠度值，也就是说应
该在常遇荷载情况桥梁基本上接近直线状态。对于位于竖曲线上的桥梁，应视竖曲
线的凸起（或凹下）情况，适当增减预拱度值，使峻工后的线形与竖曲线接近一致。
大跨径刚构一连续组合梁桥结构设计与探讨
2008年08月25日星期一 09:00
大跨径刚构一连续组合梁桥结构设计与探讨
刘明虎
（中交公路规划设计院）
［摘要］本文介绍了布跨138＋240＋240＋240＋138＝996m的刚构一连续组合梁桥的结构设计情况,并以之为例探讨了该类型桥在结构方案比选、设支座主缴的结构型式、支座力的平衡措施、计算模式以及一些其他方面的问题。
关键词大跨径刚构一连续组合梁结构设计探讨
一、前言
在大跨径桥型方案比选中，连续梁桥型仍具有很强的竞争力。连续梁桥型在结构体系上通常可分
为连续梁桥、连续刚构桥和刚构一连续组合梁桥。后者是前两者的结合，通常是在一联连续梁的中部一孔或数孔采用墩梁固结的刚构，边部数孔解除墩梁团结代之以设置支座的连续结构。在结构上又可分为在主跨跨中设铰、其余各跨梁连续和全联不设铰的组合梁桥两种形式，通常称后者为刚构一连续组合梁。在我国已建成的该桥型的比较典型的例子有东明黄河大侨，跨径比之更大的该类型桥现已初见尝试。
二、刚构一连续组合梁桥的结构受力特点及应用
1结构特征及受力特点
在连续梁桥中，将墩身与主梁团结而成为连续刚构桥。由于墩身与主梁形成刚架承受上部结构的荷载，一方面主梁受力合理，另一方面墩身在结构上充分发挥了潜能，因此该桥型在我国得到迅速的应用和发展[2]。具有一个主孔的单孔跨径已达 270m，具有多个主孔的单孔跨径也达250m，最大联长达1060m。随着新材料的开发和应用、设计和施工技术的进步，具有一个主孔的单孔跨径有望突破300m的潜力。而对于多跨一联的连续刚构是不是也能在联长上有更大的发展呢？众所周知，墩身内力与其顺桥向抗推刚度和距主梁顺桥向水平位移变形零点的距离密切相关。抗推刚度小的薄壁式墩身能有效地降低其内力，但随着联长的加大，墩身距主梁顺桥向水平位移变形零点的距离亦将加大，在温度、混凝土收缩徐变等荷载的作用了，墩顶与主梁一道产生很大的顺桥向水平和转角位移，墩身剪力和弯矩将迅速增大，同时产生不可忽视的附加弯矩，致使刚构方案无法成立。在结构上将墩身与主梁的团结约束予以解除而代之以顺桥向水平和转角位移自由的支座，这样就变成刚构一连续组合梁的结构形式。于是边主墩墩身强度问题得以解决，且在一定条件下联长可相对延长。可见，刚构一连续组合梁是连续梁和连续刚构的组合，它兼顾了两者的优点而扬弃各自的缺点，在结构受力、使用功能和适应环境等方面均具有一定的优越性。
2.在我国的应用情况
东明黄河大桥开创了刚构一连续组合梁桥在我国应用的先例。
由于放松了多跨连续刚构桥对边主墩高度的要求，因此刚构一连续组合梁桥适用于不同的地形、地质条件、通航要求等。下面将介绍的武汉军山长江公路大桥初步设计刚构一连续组合梁桥方案就是一个典型的设计实例。目前国内在建的典型的大跨径刚构一连续组合梁有杭州饶城公路东段钱江六桥，其技术设计阶段主桥为 127＋ 3 X 232＋ 127= 950m的五跨预应力混凝土刚构一连续组合梁体系，中、边主墩均为双壁墩，中主墩墩身与主梁固接，边主墩墩身与主梁分离，分别设置4个65000kN的支应与主梁连接，悬臂施工中墩梁通过预应力粗钢筋临时固接。受地形影响
解除边主墩墩身与主梁固结的刚构一连续组合梁桥还有黑河大桥，该桥布跨为 6016 ＋6×100＋ 60＝ 720m，墩身为单箱墩，最外边墩设支座。
刚构一连续组合梁桥还适合于某些特殊布跨情形。如厦门海沧大桥西航道桥，布跨为70＋ 140十70十 42＋ 42（m），其中两孔 42m跨锚碇，避免了设两孔连续或简支梁，并减少了伸缩缝。像这样将边墩设支座的小边跨与连续刚构主体相连而成为非典型的刚构一连续组合梁桥的桥还有很多。
三、设计实例
武汉军山长江公路大桥初步设计作了斜拉桥和连续刚构两个方案同等深度的经济技术比较。其中连续刚构方案最初的跨径布置为 138 ＋ 24O＋ 240＋ 240 ＋ 138（m)，三个主跨的四个主墩均为双薄壁墩，墩身与主梁固结。设计中发现两个边主墩由于高度较矮，受力很不合理，因此，将其与主梁的固结约束予以解除，桥型变为刚构一连续组合梁的结构形式（后出于总体布跨考虑，将跨径布置调整为 138＋ 240＋ 240＋ 240＋ 138＋ 56（m））。现以布跨 138＋240 ＋ 240＋ 240＋ 138（m)的大跨径刚构一连续组合梁桥的设计为例对其结构设计加以介绍和探讨。其结构设计简介如下：
1.结构体系
桥梁分左右两幅，采用138＋240＋240＋240 ＋ 138（m）五跨一联三向预应力混凝土刚构一续梁组合梁桥型方案，双壁墩结构，中主墩墩身与主梁固结，边主墩及边墩墩顶设支座。边主跨比L边： L主＝0.575：1，纵坡 3％，纵曲线要素为 T＝5l0m， R= 17000m，E=7.65m。横坡2％，由箱梁顶板坡度形成。桥面铺装为6cm钢纤维混凝土垫平层加6cm沥青混凝土。桥型布置见图1。
2.下部构造
主墩墩身为普通钢筋混凝土结构，采用50号混凝土，双壁墩结构。P2，P5号墩为边主墩，墩高
28m，左右幅每片墩墩顶各设两个吨位为60000kN的球形钢支座，墩身为矩形实心断面，断面尺寸320cmX800cm，顺桥向外缘距12m；P3，P4号为中主墩，墩高 39.9m，墩身与主梁固结，墩身为矩形实心断面，断面尺寸280cmX750cm。，顺桥向外缘距12m。承台采用30号混凝土，均为整体式，厚5m。P2～P5两号墩桩基础采用 25号水下混凝土，均为 18根直径 2．5m的钻孔桩，桩长分别为 55m，35m，40m，37.5m，均按支承桩设计。下部构造平面布置如图2.P3,P4及P5号墩基础拟采用双壁钢围堰方案施工，P2号墩拟采用钢管桩平台加钢套箱方案施工。为有效抵抗偶发的巨大船撞荷载，各主墩均设计为整体式基础和承台。防撞构造立足于墩身自身防撞，因此墩身按实心断面设计。
3上部构造
主梁为分离式单箱单室直腹板箱梁，采用50号混凝土。根部梁高h根=13.2m，h根：L主=1：18.18；跨中梁高h中=4.0m，h中： L主=l：60；箱梁底线变化曲线y＝4.0+（9.2/114）×X。箱梁拟采用对称悬臂现浇施工工艺，施工梁段长度分为3m，4m，5m三种类型，0号块现浇段17m，合龙段3m。1/2标准跨的分块布置为：（l/2） x 17m＋ 10 x 3m＋ 10 x 4m＋ 8 x 5m＋（1/2） x 3.0m ＝ 120m。最大悬臂施工长112．5m，共28对施工块件，块件重量在140.8～234.5t之间。箱梁顶宽16.45m，底宽7.5m，翼缘板悬臂长4.475m（含承托），外侧厚15cm，根部厚50cm。0号块
顶板厚45cm，其他位置顶板厚 28cm。 0号块腹板厚 100cm。向跨中分 70cm，60cm，40cm三个梯段变化。根部底板厚130cm。；跨中底板厚28cm，中间按y＝0.28＋（1.02／114）×x变化。箱梁仅在墩项及梁端设横隔板，墩顶横隔板位置及厚度与每片墩身相对应。为增强箱梁整体性，还在墩顶设置了箱外横隔板。箱梁横断面见图3.
箱梁纵向预应力体系采用 15－ 22，控制张拉力4296.6kN，横向预应力体系采用15－4，控制张拉力 781.2KN。纵、横向预应力均采用φ15.24mm预应力超强、低松弛钢绞线，极限抗拉强度为1860MPa，计算弹性模量E=1.95x10'MPa。竖向预应力体系采用φ32mm轴轧螺纹粗钢筋，控制张拉力 542.8kN.箱梁典型断面纵向预应力钢束布置见图4.
4.结构分析
（1）计算模式
顺桥向总体结构静力分析采用平面杆系综合程序进行。接施工阶段将结构分为328个单元325个节点，共63个施工阶段。由于地质条件相对较好，因此未按等刚度原理将桩基础进行模拟，即不计桩基础的影响，近似按承台底固结考虑。中主墩与主梁固结，边墩为单向交承，计算中计入了边主墩，结构离散图见图5。
(2)计算荷载
汽车：半幅桥横向按布置 4个车队数考虑，横向折减系数为 0.67，纵向折减系数为0.97，偏载
系数 1.15。
挂车：按全桥布置一辆考虑，偏载系数 1.15。
满布人群:3.5KN/平方米
二部恒载：7t／m。
温度：结构体系温差考虑升温20℃，降温20℃；梁体温差考虑了由于太阳辐射和其他影响引起上部结构顶层温度增加时产生的正温差及由于再辐射和其他影响，热量由桥面顶层散失时产生的负温差，参照BS5400荷载规范取用；箱内外温差为5℃；桥墩墩体考虑日照不均匀温度差：升温时，两片墩身的一侧比另一侧和中间高5℃，降温时，两片墩身的一侧和中间比另一侧高5℃。温度效应考虑两种组合：体系升温十正温差十升温时墩体温差，体系降温十反温差十降温时墩体温差。
静风荷载：施工风速按30年一遇，成桥风速按100年一遇计。横桥向风力按规范公式计算。
船撞力：横桥向18400kN，顺桥向9200kN。作用点位置按规范或专题确定。
（3）施工方法及主要工况
拟采用悬臂浇注法施工。为确保施工阶段单T的顺桥向抗弯及根桥向抗扭稳定性，将P2、P5号墩墩顶与主梁临时固结，在次边跨合龙施工完成后予以解除，完成体系转换。主要工况为；①施工基础及墩身，悬臂浇筑至最大悬臂状态，形成单T；②满堂支架浇筑边跨现浇段，配重施工；
③边跨合龙，现浇段支架拆除；④次边跨合龙；⑤中跨合龙，形成结构体系对施加二部恒载；⑦运营。
（4）计算参数及荷载组合
混凝土：徐变特征终级值2.3，弹性继效系数0.3，徐变速度系数0.021，收缩特征终级值0.00015，收缩增长速度系数 0.021。
预应力：松弛率0.03，管道摩阻系数0.22，管道偏差系数0.001，一端锚具变形及钢束回缩值0.006m。
考虑五种组合：①恒十汽；②恒十汽十温度；③恒十挂;④恒十满人；⑤恒十汽十温度+船撞力。
(5)计算结果
主梁成桥状态及组合①的内力包络图见图6
主梁次边跨跨中汽车活载挠度为0.111m，中跨跨中为0.096m。
主梁应力：成桥状态混凝土应力最大约155kg／平方厘米，最小约26kg／平方厘米，组合①混凝土应力最大约 17Ikg／平方厘米，最小约 10kg／平方厘米，组合②混凝土应力最大约 215kg／平方厘米，最小约一6kg／平方厘米。
五、几个问题的探讨
1.结构方案比较
在维持主跨规模不变的前提下，为寻求一个受力合理、结构安全、适用美观的方案，对结构形式及主墩厚度作了计算比较。比较的方案有 138＋ 3 X 240＋ 138（m）连续刚构方案，墩厚2.5m；138＋3x240＋138（m）连续刚构方案，墩厚2.1m；138＋3x240＋138（m)刚构一连续组合梁方案，固接墩厚 2.5m； 138 ＋ 3 x 240＋ 138（m)刚构一连续组合梁方案，固接墩厚2.lm。经过计算分析得出如下结论：
（1）相同布跨和墩厚的两种方案，主梁的内力和位移相差较小，中主墩由于高度较大，且距顺桥向变形零点较近，内力相差也不大，而边主墩受力则相差悬殊。在连续刚构方案中，由于高度
较矮，且距变形零点很远，因此，尽管在设计上采取了措施，在恒载、活载及温降组合工况下，墩身两端仍产生了很大的弯矩，而且靠外侧的墩身轴力难以提高，而在刚构一连续组合梁方案中，墩底弯矩是由支座最大静摩阻力决定的，因此相对较小，另外墩顶轴力通过配重措施可以得到很好的解决。
(2)墩身厚度的降低，迅速降低了墩身刚度，从而迅速减小了温度产生的墩身的荷载效应，对边主墩效果更为明显。但墩身厚度同时受截面应力状态和稳定性的限制，存在一个低限。
2边主墩合理型式的选择
对于规模较小的桥梁，最不利组合下的墩顶竖向力相对较小，支座数量少且容易布置，而且最大悬臂状态下的稳定性问题显得次要的情况，采用单柱式墩是合适的。但对于大跨径刚构一连续组合梁桥，从以下几方面的研究可见，采用双柱式墩是边主墩的合理型式。
（1）结构受力比较
设单柱式墩的截面尺寸为BX2H，双柱式墩为BXH，中心距2r，墩高相同，如图7所示。在其他条件相同的前提下，经计算，边主墩若采用单位式墩，与采用双柱式墩相比较：
主梁内力：中跨跨中的M，Q，N略有减小，边跨跨中和次边跨跨中的M，Q，N均略有增大；边主墩顶和中主墩顶的N，Q均略有增大，变化值不大，但M却增大很多，对边主墩顶：成桥状态增大81％，最不利组合增大45％，对中主墩顶：成桥状态增大 1.3％，最不利组合增大6.l％；中主墩墩身内力：N，Q略有增大，M成桥状态增大9％，最不利组合增大8％；
主梁挠度；次边跨跨中汽车荷载挠度增大36％，中跨跨中汽车荷载增大8％。
可见，边土墩采用双柱式可减小上部结构的计算跨径，降低箱梁截面内力和挠度。
(2)采用双柱式墩有利于施工阶段最大悬臂状态下的安全性
施工阶段，由于墩身与箱梁临时固结，因此，采用双柱式墩的顺桥向抗弯惯性矩为
而采用单柱式墩的顺桥向抗弯惯性矩为
对于本桥，前者为后者的 5.92倍。
（3）能保证桥梁横向抗风的要求
施工期间，桥梁处于悬臂状态，其横向抗风稳定性尤为重要。此时墩顶与主梁固接，对于单柱式墩，当其受到横桥向扭矩后，柱身产生扭转角（见图7），从而产生抵抗扭矩，对于双柱式墩，桥墩的抗扭能力由两部分组成：一是两片柱身扭转产生的抵抗扭矩，二是由于柱身产生横桥向水平力Q，从而产生抵抗扭矩，其值为Q与2r的乘积，它是双柱式墩的主要抵抗扭矩。从数值上看，后者远大于前者，因此能保证大跨径桥梁横向抗风稳定性的要求。
（4）构造和美观要求
最不利组合下墩顶的竖向力决定了支座的数量，大尺寸的大吨位支座的布置及在施工期间墩身与主梁的临时固结构造决定了墩身的最小平面尺寸。对本桥而言，若采用单柱式墩，其墩身厚度在6m以上，显得过于厚重，与轻巧的中主墩不协调，在材料用量上与双柱式墩相差很少。
3边主墩支座力的平衡措施
由于边主墩距桥梁中心线较远，加上特定的合龙顺序和边中跨比，在不采取措施的前提下，两片边主墩墩身的竖向力会相差较大，这样一会导致支座吨位很大且规格相差悬殊；二来增加基础的工程量。为解决此问题，在边跨合龙前在外侧悬臂端施加配重能较好的解决。
本桥的设计措施是在边跨合龙前在外侧悬臂端施加 90t的永久配重，其与不配重计算结果比较见表1。
可见，配重对平衡边墩墩顶轴力的效果是明显的。
最大悬臂状态下顺桥向施工稳定性取决于该状态下的最大不平衡荷载，其由箱梁已浇筑梁段的自重偏差、挂篮等机具的安装偏差、正浇筑梁段的自重偏差、浇筑时的动力系数偏差、两端挂篮装拆和移位的不平衡和墩身两侧的风压不平衡等其中的几种相组合得出，其值往往达100t以上。因此，配重施工前采取的有效措施并在良好的施工环境下，配重施工时顺桥向的施工稳定性是可以得到保证的。
4计算模式的处理
中主墩墩身与主梁固结，两者相连接的部位可用综合程序系统的带刚臂杆件单元来处理，能比较准确而简单地模拟构件交汇点的刚域效应。对于边墩，其对结构总体受力影响很小，一般不计入总体结构计算中，而从中分离出来，其对结构的效应用该处的约束（单向支承）来代替。而对于边主墩，其对结构总体受力影响较大，宜计人总体结构计算模型中。为此，综合程序增设了两个特殊杆件元，来解决实际结构中非刚性中间节点的约束模拟问题。
在本桥计算中，将P2，P5号墩与主梁间的支座连接约束用两端铰接刚性杆（А→∞，I→0）来处理，使计算图式归为全部刚结的形式。
5其他方面
由于主梁受力状态同连续刚构相差不大，因此三向预应力设计基本相同。但由于施工过程中的配重措施，必然使得在各合龙阶段施工时，合龙段两端的高程会有所差值，这可以通过设置预拱度或采取加卸载措施进行施工挠度控制于以解决。另外，由于0号块同连续刚构相比，其边界条件有了变化，应作相应的空间有限元分析。
六、结语
刚构一连续组合梁兼顾了连续梁和连续刚构的优点而扬弃各自的缺点，在结构受力、使用功能和适应环境等方面均具有优越性。在大墩位大位移支座逐步开发和应用、悬臂施工技术已相当成熟的前提下，只要对施工阶段进行合理的安排，施工中采取必要的措施，大跨径刚构一连续组合梁桥不失为受力合理、施工可行、造价经济的方案。
参考文献
[1]王文涛.刚构一连续组合梁桥.北京：人民交通出版社，1995
[2]杨高中等.连续刚构桥在我国的应用和发展.公路，1998（6）（7）
[3]牛和恩主编.虎门大桥工程第三册主跨270m连续刚构桥.北京：人民交通出版社，l999 ［4］金泰丽等.大跨径预应力曲线连续刚构桥设计.l998年桥梁学术论文集
连续刚构桥设计几点体会 摘要：近几年来，我国的连续桥取得了长足发展，不论数量上还是单孔跨径上都进入了世界前列，连续刚构桥梁在桥梁建设中发挥着越来越重要的作用。本文以某管线桥工程为例，介绍连续刚构桥的设计过程及注意事项，望同行借鉴和参考。 关键词：连续刚构设计结构分析 在钢筋混凝土梁式桥中，简支梁、悬臂梁与连续梁是三种古老的梁式结构体系，早为人们所采用。20世纪20年代末，预应力技术的成功，极大地改善和加强了混凝土结构，而20世纪50年代后，由于在预应力混凝土桥梁的施工方法中引入了传统钢桥的悬臂拼装施工法，并针对预应力混凝土桥梁的一些特点，对之加以改进和发展，促使预应力混凝土梁式桥中的悬臂体系得到了迅猛发展，并形成了T型桥。连续桥是由T型桥演变而来的，T型桥不仅发挥了预应力混凝土结构的受力特点，更使得悬臂施工技术在预应力混凝土梁式桥中的应用得到了新的推广与创新。近几年来，我国的桥梁建设取得了长足发展，不论在数量上还是在单孔跨径上都进入了世界前列，连续刚构桥梁在桥梁建设中发挥着越来越重要的作用。本文结合桥梁计算，从建模、受力计算、各阶段工况荷载分析详细介绍连续刚构桥的设计过p桥位区属亚热带湿润季风气候，四季分明，地区小气候差异较大。根据多年气象资料统计，年均气温16.6℃，月均气温最高27.0℃（8月），最低5.7℃（1月）。 桥位区地势高差悬殊，地形复杂，建设工程范围内最高点高程407.95m，最低点高程314.66m（河床），相对高差93.29m。建设区域位于平直段河谷两侧，河流沿西北→东南向发育，管线桥跨越走向40°，近垂直于河岸布设，河左侧地形坡高18～24m，右侧地形坡高20～24m。河宽约150～170m，深约8.00～15.00m，两侧岸坡均为第四系覆盖土层岸坡，场地地貌为侵蚀～剥蚀低山和河谷地貌。 桥位区在勘察深度范围内的地层由上而下为第四系坡残积成因（Q4el+dl）的低液限粘土、第四系冲洪积成因（Q4al+pl）的中砂土、夹砂土低液限粘土、漂卵石土，下伏侏罗系上统遂宁组（J3s）紫红色粉砂质泥岩。 4、计算参数和荷载组合 4.1 计算参数 主桥挂蓝及施工荷载重量按800kN进行结构计算，吊架自重500kN计算； 主桥温度内力：整体温升25℃、整体温降20℃，顶、底温差按《公桥规》规定[2]第4.2.10条规定进行温度梯度效应的计算； 主桥支座不均匀沉降：按1cm考虑； 主桥合拢温度按15℃考虑； 风荷载：风速27.5m/s，风压0.45kN/m2，《公桥规》规定[2]第4.3.7条规定进行计算。 4.2 活载 公路-Ⅰ级：横向分配系数为1.15×1.05=1.20。 汽车制动力：按《公桥规》规定[2]取用。 4.3 荷载组合 （1）施工阶段考虑以下组合：
1.1 方案比选 1.1.1 工程概况 （一） 主要技术指标： （1）孔跨布置：见”分组题目”。 （2）公路等级：一级。 （3）荷载标准:公路I 级，人群荷载3.5kN/m 2 （4）桥面宽度：桥面宽度20.5m ，即净2?7.5m(车行道)+1.5m(中央分隔带)+2 ?2.0m(人行道和栏杆) （5）桥面纵坡：0%（平坡）；桥轴平面线型：直线 （6）该地区气温：１月份平均6℃，７月份平均30℃。 （7）桥面铺装：铺装层为10cm 防水混凝土，磨耗层为8cm 沥青混凝土。 （二）材料规格 （１） 梁体混凝土:C50混凝土； （２） 桥面铺装及栏杆混凝土:C40级混凝土； （３） 预应力钢筋及锚具: 主梁纵向预应力钢筋可选用 715.24,915.24,1215.j j j j φφφφ----高强度低松弛钢绞线 (115.24j φ-公称断面面积为2140.00mm )，1860MPa b y R =，1488MPa y R =，对应锚具分别为YM15-7,YM15-9,YM15-12,YM15-19；对应波纹管直径分别为(内径) 70,80,85,100mm φφφφ（外径比同径大7mm ）。 主梁竖向预应力钢筋采用32φ冷拉IV 级钢筋，735MPa b y R =(冷拉应力)，550MPa y R =；对应锚具为M343?(螺距)；对应孔道直径43φ，锚垫板边长140mm a =，相邻锚板中心距离不小于15cm 。 （三）河床横断面 河 床 横 断 面
（四）工程地质条件 大桥位于江心洲西侧及附近水域，其中0+250~0+532地面高程为 3.8~4.20米，低潮时为陆地，高潮时被水淹没；0+542，0+614位于水中，地面高程为-0.18~-3.63米，钻孔揭露表明，桥位覆盖层厚43.00~50.10米，主要为中密细、中砂层，其中0+322~0+614下部分布有厚18.60~21.15米的密实卵石土层。下附基岩全、强分化层均很发育，厚22.75~34.10米，其中0+532，0+614具有不均匀分化现象，全、强风化花岗岩中在高程-64.00~-75.50米间分布有厚0.95~4.70米的微风化花岗岩残留体。微风化基岩面变化很大，在-62.12~-82.03米间，基岩主要为灰白色中粗粒花岗岩、花岗斑岩，微风化基岩岩质坚硬，呈块状~大块状砌体结构，为主墩桩基良好的持力层。基础设计时宜采用微风化基岩作为基础持力层，桩端进入微风化基岩一定深度。 微风化岩面一览表
连续梁、连续刚构桥 一、等截面连续梁 1、等截面连续梁，构造简单施工方便，适用于中等跨径（20~60米），25米以下可选用钢筋混凝土连续梁桥，较大跨径采用预应力混凝土连续梁桥。小跨径布置一般用于高速公路的跨线立交桥、互通立交的匝道桥、环形立交桥及其他异形桥梁，较大跨径多用于接线引桥。可采用预制装配或就地浇筑施工。 2、连续梁桥常采用有支架施工法、逐孔现浇法、架设施工法、移动模架法和顶推施工法。 3、等截面连续梁桥的跨径、截面形式和主要尺寸 等截面连续梁桥的总体布置及主要尺寸见下表 等截面连续梁总体布置及主要尺寸 (1)等截面连续梁可选用等跨和不等跨布置。当标准跨径较大时，为考虑减少边跨正弯矩，可使边跨小于中跨，边跨与中跨的比在0.6~0.8左右。 (2)跨径小于15米，一般选用矩形截面；15~30米可采用T形或工字形截面；大于30米的可采用箱形截面。钢筋混凝土连续梁桥跨度不大时，可首先考虑采用板式（包括空心板）和T形截面。当需要采用箱形断面时，也可以采用低矮的多室箱，很少采用宽的单室箱。 (3)等截面连续梁的梁高，一般高跨比采用1/15~1/25。采用顶推法施工，从施工阶段受力要求考虑，梁高与顶推跨径之比选在1/12~1/17为宜。 (4)截面形式与桥宽关系。对于小跨径的城市高架桥或立交匝道桥，为求最小建筑高度，常用板式或肋板式截面，而在较大跨径时主要采用箱形截面。箱梁在横向布置，主要与桥宽有关。单箱室常用于桥宽在14米以内；单箱双室截面一般用于桥宽12~18米；超过18米的可以采用单箱多室或分离箱。 (5)板厚与梁高。板式截面分为实体截面和空心截面，实体截面多用于小跨径，且以支架现浇施工为主，板厚约为1/22~1/18L（L为跨径）；空心截面的板厚为0.8~1.0米，顶、
连续刚构桥设计方法 一、连续刚构桥的特点 作为梁桥的一种，连续梁桥有着结构刚度大、变形小；动力性能好；无伸缩缝、行车平顺的优点。而连续刚构桥是由t型刚构桥演变而来的，其结构特点是梁体连续、梁墩固结。这样既保持了连续梁无伸缩缝、行车平顺的优点，又保持了t型刚构不设支座、不需转换体系的优点。且有很大的顺桥向抗弯刚度和横向抗扭刚度，能满足大跨度桥梁的受力要求。二、连续刚构桥的适用范围 连续刚构桥上部主梁的受力与连续梁桥基本相似；下部桥墩由于结构的整体性，温度和收缩徐变造成的内力十分显著。因此其桥墩应该有一定的柔度。使用高强度、轻质混凝土是大跨度梁桥的发展方向之一。 目前世界上已建成的连续刚构桥最大单跨为挪威斯托尔马桥(stolma)，主跨301米，国内最大单跨为虎门大桥辅航道桥，主跨270
米。三、设计时需收集的基础资料 设计时应围绕桥位选择、桥墩位置、跨径、立面布置、结构体系、施工方法等因素，对桥梁建设的自然条件和功能要求有充分的了解。 1、自然条件包括 (1)地形地貌、控制物等；(2)工程地质条件；(3)水文条件；(4) 气象条件；(5)地震。 2、功能要求包括 (1)桥梁本身使用功能，如铁路桥梁、公路桥梁、城市桥梁、 轨道交通、人行桥等； (2)桥下功能要求，如通车、通航等。 四、桥型方案的选择 设计时应根据桥梁建设条件，结合技术可行性、施工难度、工程风险与进度、经济合理性、景观协调性等因素，进行桥型比选，确定桥梁的跨径布置。 五、上部结构构造尺寸
连续刚构桥设计时，可根据工程实践统计，初步拟定构造尺寸，再进行具体计算复核。 1、边、中跨跨径比一般在0.52～0.58之间。 当边、中跨比较小时，边跨现浇段较短，可减少边跨现浇段支架，对施工有利，但应保证各种工况下边墩处支座不出现负反力。 2、梁的截面形式 连续刚构桥多采用箱形截面，其具有良好的抗弯和抗扭性能。根据桥梁宽度，可采用单箱单室、单箱多室等截面形式。 3、梁高 桥梁跨度在60米以内时，可考虑采用等截面高度，构造简单，施工快捷。超过60米时，一般采用变截面梁。梁底曲线以往多采用2次抛物线，为改善l/4~l/8范围的底板混凝土应力，部分桥梁采用1.5~1.8次抛物线，取得了不错的效果。 箱梁根部梁高与主跨比可选用1/15~1/20，大部分在1/18。跨中梁高与主跨比可选用1/50~1/60。
连续刚构桥的设计与分析---精华帖子 2008年10月22日星期三 10:41 11 连续刚构桥的设计与分析 [版主推荐] 连续刚构桥梁最近几年在全国各地遍地开花，有成功的地方，也出现一些问题。欢迎大家就自己设计或者施工的此类桥梁交流一下经验—— 22 本人觉得目前连续刚构桥梁较前几年有如下变化,不知道对否,恳请大家批评指正: 1.边跨比较以前减小.我们在读书的时候,书上写的是边跨比在0.6-0.7之间比较合适,而且,受力合理的边跨比为0.64.不知道以前做过连续刚构的同仁有没 有这种想法.现在的刚构桥边跨比一般在0.55左右,这样有两个好处:一减短主桥跨径,节省造价/二\边跨施工方便.但是我觉得短边跨,对于上部的受力没有以前的理想,计算调索的时候,边跨的比较难调,不知道大家有没有遇到这种情况.边跨的上缘很难将拉应力消灭.在1/4边跨的地方,上缘拉应力比较大.边跨合龙钢束需要加强.不知道大家有没有类似情况,恳请赐教.在边跨比再小的时候,边跨容易出现上拔力,也就是负支反力,这时需要设置拉力支座,防止支座脱空. 2.现在预应力钢筋含量较以前有所增加,最近,我在统计预应力含筋量的时候,曾做,了一下比较,00年之前,含量只有35Kg/m2,近几年则涨到了50K/m2.这里面有设计规范变化的原因,也有设计者不同的理解差异,也有结构上的差异.但是趋势好象(我也不能肯定)是在增加.不知道这个指标有没有比较意义,也是恳请大家指教. 3.桥墩的柔性问题:刚构桥选择的桥墩必须是柔性墩,这样才能起到协调上部变形,优化上部结构受力的作用 33 连续刚构桥梁计算 在设计中遇到的问题 1、新桥规中规定了桥梁结构梯度温度效应，在连续刚构桥梁计算模型中应如何考虑比较稳妥？如果箱梁顶面只有沥青铺装，那末箱梁桥面板表面的最高温度T1按《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）表4.3.10-3可查得；如果箱梁顶面为沥青+混凝土铺装，那末箱梁桥面板表面的最高温度T1是否还是按《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）表4.3.10-3查得呢？ 2、竖向日照反温差是否一定要考虑呢？根据实际经验，如果竖向日照正、反温差同时满足，调束过程比较艰苦。
目录 一、工程背景 (1) 二、工程模型 (1) 三、ANSYS分析 (2) (一)前处理 (2) (1)定义单元类型 (2) (2)定义材料属性 (3) (3)建立工程简化模型 (3) (4)有限元网格划分 (5) (二)模态分析 (5) (1)选择求解类型 (5) (2)建立边界条件 (6) (3)输出设置 (6) (4)求解 (6) (5)读取结果 (6) (6)结果分析 (8) (三)结构试验载荷分析 (8) (1)第二跨跨中模拟车载分析 (8) (2)边跨跨中模拟车载分析 (9) 四、结果分析与强度校核 (10) (一)结果分析 (10)
(二)简单强度校核 (10) 参考文献 (11)
连续刚构桥分析 一、工程背景： 随着我国经济的发展，对交通运输的要求也不断提高；高速路，高铁线等遍布全国，这就免不了要架桥修路。截至2014年年底，我国公路桥梁总数已达万座，万延米i。进百万的桥梁屹立在我国交通线上，其安全便是头等大事。随着交通运输线的再扩大，连续刚构桥跨越能力大，施工难度小，行车舒顺，养护简便，造价较低等优点将被广泛应用。 二、工程模型： 现有某预应力混凝土连续刚构桥，桥梁全长为184m，宽13m，其中车行道宽，两侧防撞栏杆各主梁采用C50混凝土。桥梁设计载荷为公路—— 级。 图2-1桥梁侧立面图 上部结构为48m+88m+48m三跨预应力混凝土边界面连续箱梁。箱梁为单箱双室箱形截面，箱梁根部高5m，中跨梁高，边跨梁端高。箱梁顶板宽,底板宽,翼缘板悬臂长，箱梁高度从距墩中心处到跨中合龙段处按二次抛物线变化。0号至3号块长3m（4x3m)，4、5号块长，6号块到合龙段长4m(6x4m)，合龙段长2m。边跨端部设横隔板，墩顶0号块设两道厚横隔板。0号块范围内箱梁底板厚度为，1号块范围内底板厚度由线性变化到，2号块到合龙段范围内底板厚度由线性变化到。全桥顶板厚度为。0到5号块范围内腹板厚度为，6至7号块范围内腹板厚度由线性变化到，8号块到合龙段范围内夫板厚度为。 下部结构桥采用C50混凝土双薄壁墩，横向宽，厚，高25m双壁间设系梁，下设10mX10m矩形承台，厚。ii 图2-2主梁纵抛面图 图2-3 箱梁截面图 三、ANSYS分析： （一）前处理
说明 （一）概况 本分册设计起讫里程为K19+049.970~K21+496.724,设计内容为沙湾特大桥两端引桥简支梁和主桥连续刚构下部。引桥包括跨径为30、29.588、30.036米的简支箱梁和50米简支T梁的上下部；主桥为(75+2X120+75)m 连续刚构的下部结构的施工图设计文件。(75+2X120+75)m连续刚构的梁部结构的施工图见第二册。 1.1地理概况 本标段主要工程为沙湾特大桥，桥址位于广州南部番禺区沙湾水道，为珠江三角洲，地形平坦，地势开阔，区内多为经济作物区及鱼塘。测区内城镇、厂矿、人烟密集，公路、村镇间公路众多，交通方便。本段在K19+420规划次干道下穿，红线40米，斜交10度，桥下净空不低于4.5米。 1.2气象 该区属亚热带海洋性气候。主要气象资料简要摘录如下： 1.2.1气温：多年平均气温21.2℃，极端最高气温37.5℃，极端最低气温-0.4℃。最高月气温28.6℃，最低月气温13.9℃。 1.2.2相对湿度：各月平均相对湿度在71～85％之间，多年平均相对湿度为80%，相对湿度最小在冬季，历年最小值为5% 。 1.2.3降雨：据气象站历年资料统计：历年最大年降雨量为2652.8mm，历年最小年降雨量为1030.1mm，最大一日降雨量为255.6mm。 1.2.4雷：一年最多雷雨天数为98天，最少为50天，平均每年为74.9天。 1.2.5雾：一般出现在冬～春季，秋季偶有出现。5～11月一般无雾。雾多发于凌晨，中午后消散，番禺站统计，一年最多雾日为21天，最少为3天，平均为8.2 天。 1.2.6风：本地区冬夏的风向季节变化比较显著，春季至初秋多偏南风，秋季至冬末多偏北风或偏东风。3～4月份为冬～夏风向转换期，9月份为夏～冬风向转换期。大于6级风的天数为35天，年平均风速1.9m/s，极大风速37.0m/s；主要出现在台风期。每年5～10月，多热带气旋，中心最大风力处达12级，甚至以上。形成台风，侵袭广州。 1.2.7年平均气压1012.3hPa；年平均相对湿度77%。 1.3地质条件 1.3.1地层岩性 地表为第四系冲洪积层所覆盖，下伏基岩为白垩系下统白鹤洞组（K1b）泥岩夹泥质粉砂岩，主要有下列岩土类： <1>人工填筑土（Q4me）：杂色，成分较复杂，为人工回填土，厚一般0～6m。为Ⅱ级普通土。
浅谈连续刚构桥的发展及主要存在的问题 摘要：：随着我国交通建设的迅速发展，连续刚构桥施工技术趋于成熟，但连续刚构桥成桥后也普遍存在“跨中挠度过大”、“混凝土开裂”等质量问题，综合分析研究我国连续刚构桥发展现状，探讨连续刚构桥建设的优化和更新，并提出相应的对策。 关键词：连续刚构桥；发展；问题 一、连续刚构桥的发展 随着我国科学技术的发展，传统的工业水平的提高，桥梁建筑技术发展很快。一座座跨江大桥，现代公路天桥，城市高架桥，以及更长的跨海大桥和轻轨交通高架桥，像一条条的“彩虹”使得天堑变通途。并逐步建成了一个综合运输网络，大大提高了交通现状，拉动了我国国民经济的发展，方便了人们的生活。在这些桥梁中不仅有华丽富贵的斜拉桥；华丽富贵气势雄伟的悬索桥；体形优美，历史悠久的拱桥；也有简洁美观的外表，且适应性强、施工方便、投资小、效率高的大跨度连续刚构桥。 刚构桥是什么呢？传统的桥梁施工多用费时、费工的满堂支架法，这种方法对于中、小跨径的桥梁尚能适应，但对于大跨径及特大高度、水深较深的桥梁施工显然不适应。1953年原联邦德国建成的沃伦姆斯桥，主跨114.2米，施工时引进了悬臂施工法，基本解决了施工中的难题，而且发展了预应力混凝土结构T 形刚构，对其他桥梁产生了深远的影响。1964年联邦德国又建成了主跨为208m的本道夫桥，不仅显示出悬臂施工法的优越性，而且在结构上又有创新，形成了连续刚构体系。80年代后世界各国建造了多座不带铰的连续刚构体系，发展了连续刚构体系，其中以1985年澳大利亚建成的主跨260m的门道桥，挪威1998年底建成的主跨为298m的Ralf Sundet桥最为著名。 在我国，1988年由我国设计的第一座主跨180m大跨径连续刚构桥—广东洛溪大桥建成通车后，连续刚构的突出优点使得这种桥型在我国得到了广泛应用与推广。1997年我国建成了主跨为270m的虎门大桥辅航道桥将连续刚构—连续体的跨越能力体现到极致。 二、连续刚构桥要解决的常见问题 在我国连续刚构桥的数量日趋增多，目前部分桥梁设计师对连续刚构桥设计思想、连续刚构桥施工质量的制约及长期处于超限运输状态等原因，导致连续刚构桥出现问题数量较多，通过对国内已建成的大跨径连续刚构桥梁调查的来看，我国建成的大跨径连续刚构桥梁中，出现的问题主要有以下几种：(1) 箱梁腹板、底板产生裂缝；(2) 墩顶0 # 梁段开裂；(3) 桥墩墩身裂缝；(4) 跨中挠度过大。
连续刚构桥工程设计方案第一章概述 1.1 地质条件 图1-1 桥址纵断面图 1.2 主要技术指标 桥面净宽：2×12m＋0.5m （分离式） 设计荷载：公路－Ｉ级 行车速度：80km/h 桥面横坡：2% 通航要求：无 温度：最高年平均温度34℃，最低年平均温度-10℃。 1.3 设计规范及标准 1、《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）。 2、《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）。 3、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ 041-2000）。 4、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）。 5、《公路桥涵圬工设计规范》（JTG D61-2005）
第二章方案比选 2.1 概述 桥式方案比选是初步设计阶段的工作重点，一般要进行多个方案比较。各方案均要求提供桥式布置图，图上必须标明桥跨位置，高程布置，上、下部结构形式及工程数量。对推荐方案，还要提供上、下部结构的结构布置图，以及一些主要的及特殊部位的细节处理图。 设计方案的评价和比较，要全面考虑各项指标，综合分析每一方案的优缺点，最后选定一个符合当前条件的最佳推荐方案。有时，占优势的方案还应吸取其他方案的优点进一步加以改善。 2.2 比选原则 设计从安全性、技术适用性、施工难度、设计施工周期、经济性、实用性和观赏性等几方面对各比选方案进行评比，其中安全性为主要因素。 2.3 比选方案 根据设计任务要求,依据现行公路桥梁设计规范,综合考虑桥位地质地形条件，拟定了三个比选方案： 方案一：预应力混凝土连续刚构桥 方案二：上承式钢管混凝土拱桥 方案三：独塔斜拉桥 2.3.1预应力混凝土连续刚构桥 1.结构受力特点 ⑴在高墩大跨径桥梁中，与其它结构体系比较，预应力混凝土连续刚构桥常成为最佳的桥型方案。 ⑵预应力砼充分发挥了高强材料的特性，具有强度高、刚度大、变形小以及抗裂性能好的优点。 ⑶结构伸缩缝数量少，高速行车平顺舒适，维修工作量小，维护简单。 ⑷可最大限度的应用平衡悬臂施工法，施工技术成熟，易保证工程质量。 ⑸采用水平抗推刚度较小的双薄壁墩，可以减小水平位移在墩中产生的弯矩，且薄壁墩底承受的弯矩、梁体内的轴力随着墩高的增大而急剧减小。 ⑹连续钢构除了保持连续梁的优点外，墩梁固结节省了大型支座的昂贵费用，减少了墩和基础的工程量，并改善了结构在水平荷载（例如地震荷载）作用下的受力性能，适用于中等以上跨径的高墩桥梁。
6.3 预应力混凝土连续刚构桥 连续刚构桥一般用在长大跨径、高墩桥梁上，其结构构造特点是中间桥墩采用墩梁固结，下部结构一般采用柔性桥墩，以减少因主梁的预应力张拉、温度变化、混凝土收缩、徐变等作用引起的变形受到桥墩约束后产生的次内力。 连续刚构桥在桥墩抗弯刚度较小时其工作状态接近于连续梁桥。与连续梁桥相比较，它在采用悬臂法施工时和使用阶段，墩顶与梁一直保持固结状态。连续刚构桥的主要优点在于可以减少大型桥梁支座和养护上的麻烦，减少桥墩及基础工程的材料用量。 本节内容主要介绍中、大跨径桥梁中常用的连续刚构桥的力学特点、适用范围以及构造上的一些特点，能使读者对该类桥型有一定的认识和理解。 6.3.1力学特点及适用范围 在受力方面，上部结构仍为连续梁特点，但必须计入由于桥墩受力及混凝土收缩、徐变、 温度变化引起的弹塑性变形对上部结构内力的影响。桥墩因需有一定柔度，所受弯矩有所减少，但在墩梁结合处仍有刚架受力性质。 由于桥墩参与工作，连续刚构桥与连续梁桥的工作状态有一定区别, 连续刚构桥由活载引起的跨中区域正弯矩比同跨径连续梁桥的小。当墩高达到一定高度后，两者上部结构的内力相差不大。对三跨连续刚构与三跨连续梁上部结构的弯矩进行比较可知：两者梁根部的恒载、活载弯矩基本一致；桥墩高40m 时，两者梁跨中恒载、活载弯矩相差小于10％；连续刚构桥墩根部恒载、活载弯矩随着桥墩加高而减小，但墩高达到40m 以上时减小的速率很小；连续刚构梁体内的恒载、活载轴向拉力随着桥墩加高而减小，但墩高达到30m 以上时减小的速率很小。 当设计跨度超过100m 时，预应力混凝土连续刚构桥可作为连续桥梁的比选方案。 6.3.2 立面布置及构造特点 1．立面形式 连续刚构桥一般有两个以上主墩采用墩梁固结，墩梁固结的部分多在大跨、高墩上采用，它利用高墩的柔度来适应结构内预加力、混凝土收缩、徐变和温度变化所引起的纵向位移，即把高墩视做一种摆动的支承体系。 连续刚构桥一般采用柔性桥墩, 柔性桥墩立面形式主要有三种。 （1）单柱式墩 单柱式墩（图 6.17a）截面形式多 为闭口箱形截面，为了满足变形要求， 多用在深谷和深水河流的高桥墩上，具体尺寸需根据对柔性的要求确定。 （2）双柱薄壁墩 大部分连续刚构桥采用双柱薄壁墩 （图6.17b），双柱薄壁墩能减小根部梁弯矩峰值。每柱薄壁墩又有空心、实心之分。实心双壁墩施工方便，抗撞击能力较强；空心双壁墩可节约混凝土40％ 左右。设计中应根据桥的高度和跨径选用适当的抗压、抗弯、抗推刚度， 再决定合适的形式。 a ） b ） 图6.17 连续刚构立面形式
连续梁、连续刚构桥梁施工 《铁路预应力混凝土连续梁（刚构）悬臂浇筑施工技术指南》TZ324-2010 该标准为推荐性标准，施工单位可选择使用 术语 连续梁：沿梁长方向有三处或三处以上由支座支承的梁； 连续刚构：梁与中间墩刚性连接的连续梁结构； 《高速铁路桥涵工程施工技术指南》铁建设[2010]241号术语 连续梁、连续刚构、刚构桥，施工方法均可采用悬臂浇筑法，主要的设备为挂篮，施工前根据施工图纸，设计挂篮形式并经过计算。 第117页第13章混凝土连续梁、连续刚构 模板、钢筋、混凝土应按照《铁路混凝土施工技术指南》（铁建设[2010]241号）施工要求规范施工 连续刚构施工时，挂篮焊接拼装和高空立体交叉作业较多，施工过程中应加强控制各个关键节点的工序质量及安全管控措施。严格执行现行规范《铁路桥涵工程施工安全技术规程》TB10303-2009 3.1.6 桥涵工程施工按照《铁路工程施工组织设计指南》（铁建设[2009]26号）的规定编制施工组织设计，加强控制工程、重难点及高风险工程的管理。 重难点及高风险体现在具体的工程条件，如高墩、超高墩连续刚构，或者施工条件极端不利的工程均属于重难点工程范畴，高墩悬臂浇筑采用拼装挂篮，本身高空作业频繁，属于高风险工程，施工时应加强施工过程的管控。
施工时应根据具体的工程条件编制详细的施工组织设计和相应的专项施工方案、安全施工专项方案及应急预案。 3.4.3 施工单位应编制实施性施工组织设计及关键工序的作业指导书，明确施工作业标准和要求。 4.3.1 桥涵工程开工前，应根据设计文件、施工调查报告和承包合同编制施工组织设计。 一般以单独的一座大桥或特大桥为单位工程编制详细的施工组织设计。详细的规定以《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》TB10752-2010，3.2工程施工质量验收单元划分； 施工时应根据每座桥梁的复杂程度，编制各个分部工程的专项施工方案。 高墩翻模属于墩台身专项施工方案，空心高墩、实体墩台模板设计应单独编制模板设计计算书及设计图纸，作为方案的附件； 模板验算时需要用到的数据 《铁路混凝土施工技术指南》铁建设[2010]241号 模板工程第10页至第15页 模板设计《钢结构设计规范》GB50017,《木结构设计规范》GB50005，4.2.6 模板及支架的刚度应符合： 结构外露表面和直接支承混凝土重力的模板计算挠度不得大于构件跨度的1/400； 承台尺寸较大时，模板承受混凝土侧压力较大，应对模板刚度、强度进行验算，确定采用的模板类型及型式，采用钢模板强度、刚度较大，
目录 第一部分 一、基本资料 二、初步方案拟定及方案比选 三、结构设计 第二部分 一、结构计算 二、配筋计算及预应力束的布置 三、预应力损失计算 四、结构验算 五、桥面板计算 第三部分 一、概述 二、施工方法选择 三、施工组织设计 总结
第一部分 一、基本资料 （一）技术标准： 1、桥面宽度：0.25m（栏杆）+1.0m（人行道）+9.0m（行车道）+1.0m（人 行道）+0.25m（栏杆），桥面总宽11.5m。 2、设计荷载：公路II级，人群3.0KN/m2。 3、桥面纵坡：双向纵坡0.5%。 4、桥面标高：受引道标高控制，主跨中顶点标高1391.50m。 （二）水文分析及自然概况 1、地质情况：桥位处呈V形深谷，河水对河道冲切较深，河岸表层覆盖腐 植土1—2m，下卧亚粘土层厚2—3m，其下为基岩强风化层，承载力一般大于0.5MPa。 2、水文状况：常水位：1325.30m，测时水位：1315.7m，无通航要求。 3、当地气温：月平均最低气温：-2摄氏度，月平均最高气温：35摄氏度。（三）设计规范 1、《公路桥涵设计通用规范》 2、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 3、《公路桥涵钢结构设计及木结构设计规范》 4、《公路砖石及混凝土桥涵设计规范》 5、《公路桥涵地基与基础设计规范》 桥位处地面线高程（单位：m）
二、初步方案拟定及方案比选 ⑴初选方案： 根据桥址地形、地质、水文条件和技术标准的要求，拟制出不同体系、不同材料且各具特色并可能实现的若干个桥型方案图式。共提出了6种桥型图式，归纳起来桥型有归纳起来桥型有上承式钢筋混凝土拱桥、中承式钢筋混凝土拱桥、下承式系杆拱桥、预应力混凝土连续梁桥、预应力混凝土斜腿刚构桥、连续刚构。 ⑵比选方案: 从总体布局、环境协调、技术先进性、施工可能、景观要求、技术经济等多方面考虑后，选出以下三个图式来编制桥型方案比较。 第一种方案：预应力混凝土连续刚构 （1）桥孔布置 本方案为三跨连续刚构桥，全长161米，主跨为70米，两边跨为40米，全桥跨径为40+70+40米。 （2）上部结构 本方案主梁采用单箱单室截面，主梁在支座处梁高为4米，跨中处为2米。 全梁顶板等厚，为0.5米，悬出部分长度相同，为2.75米，悬挑根部取0.6米厚。腹板等厚为0.5米，底板为不等厚，由跨中向支座处连续变化，逐 渐变厚，从0.3米渐增加到0.5米。 （3）下部结构 本方案下部采用两个薄壁柔性墩。墩总宽为8米其中单墩一侧厚1.5米侧间距3米（纵桥向），薄壁墩壁厚为1.5米，横桥向墩宽为10米。基础采用桩基础，埋深10米。 （4）方案大样
基于Midas Civil的连续刚构桥受力分析 摘要：本案例通过Midas软件建立连续刚构桥受力结构模型，对连续刚构桥持久状况正常使用极限状态内力分析，清晰表达出其各使用阶段内力，从而更好地进行内力分析计算，为以后连续刚构桥施工受力分析方案提供理论依据。 关键词：Midas分析；连续刚构桥；内力分析 1 工程概况 本工程位于广东省，东莞麻涌至长安高速公路路线跨越漳彭运河后，于大娘涡、沙头顶之间跨越淡水河。淡水河上游接东江北干流和中堂水道，下游汇入狮子洋。淡水河特大桥设计起点从路线K20+060开始至K21+184终止。其中主桥为（82+2×140+80）m的连续刚构桥，梁部采用C60混凝土，根部梁高8m，高跨比为1/17.5，跨中梁高为3m，高跨比为1/46.67，跨中根部梁高之比为1/2.67，底板按1.8次抛物线变化，桩基采用9根φ2.2m桩（半幅桥）。 2 主要技术标准 本桥采用对称逐段悬臂灌注和支架现浇两种施工方法。先托架浇注0号块，再对称逐段悬臂浇筑其它块件。边跨端头块采用支架现浇法施工。先合拢边跨，再合拢中跨。中跨采用挂篮合拢。边跨采用支架施工，先现浇端头块，然后浇筑2m 长合拢段进行边跨合拢。相关计算参数如下所示： 1、公路等级：高速公路，双向八车道。 2、桥面宽度：2×19.85m。 3、荷载等级：公路-I级。 4、设计时速：100km/h 5、设计洪水频率：1/300。 6、设计通航水位：H5%＝3.14m。 7、设计基本风速：V10%＝31.3m/s 3 计算理论 构件纵向计算均按空间杆系理论，采用Midas Civil V7.41进行计算。（1）将计算对象作为平面梁划分单元作出构件离散图，全桥共划分711个节点和676个单元；（2）根据连续刚构的实际施工过程和施工方案划分施工阶段；（3）根据规范规定的各项容许指标，验算构件是否满足规范规定的各项要求。 4建立计算模型及离散图 4.1计算模型 主桥主墩采用桩基采用9根φ2.2m桩（半幅桥）。根据等刚度原则，将承台以下群桩模拟成二根短柱，柱底固接，桩顶与承台相接形成“门”形结构，令群桩和模拟的两根短柱在单位水平位移、单位竖向位移和单位转角时所需施加的外力相等，解决了桩土互相作用的计算问题。计算模型如下： 4.2构件离散图 5 计算分析 5.1 持久状况承载力极限状态计算 1）正截面受压区高度计算 按《公桥规》规定，混凝土受压区高度：x=ξbh0 相对界限受压区高度ξb=0.38（C60 混凝土、钢绞线）。对各截面受压区高度进行计算，受压区高度最小富余量为96.0cm。最小富余百分比65.7%。计算下表所示：
PC连续刚构桥 PC连续刚构桥比PC连续梁桥和PCT型刚构桥有更大的跨越能力。近年来，各国修建PC连续刚构桥很多，随着世界经济发展，PC连续刚构桥将得到更快发展。1998年挪威建成了世界第一stolma桥（主跨301米）和世界第二拉夫特桥（主跨298米），将PC连续刚构桥跨径发展到顶点。我国于1988年建成的广东洛溪大桥（主跨180米），开创了我国修建大跨径PC连续刚构桥的先例，十多年来，PC梁桥在全国范围内已建成跨径大于120米的有74座。世界已建成跨度大于240米PC 梁桥17座，中国占7座，其中西部地区占5座（表五）。1997年建成的虎门大桥副航道桥（主跨270米）为当时PC连续刚构世界第一。近几年相继建成了泸州长江二桥（主跨252米）、重庆黄花园大桥（主跨250米）、黄石长江大桥（主跨245米）、重庆高家花园桥（主跨240米）、贵州六广河大桥（主跨240米），近期还将建成一大批大跨径PC连续刚构桥。我国大跨径PC连续刚构桥型和PC梁桥型的建桥技术，已居世界领先水平。 表五：世界大跨度预应力混凝土梁桥
连续刚构桥。分主跨为连续梁的多跨刚构桥和多跨连续-刚构桥，均采用预应力混凝土结构，有两个以上主墩采用墩梁固结，具有T形刚构桥的优点。但与同类桥（如连续梁桥、T形刚构桥）相比：多跨刚构桥保持了上部构造连续梁的属性，跨越能力大，施工难度小，行车舒顺，养护简便，造价较低。多跨连续-刚构桥则在主跨跨中设铰，两侧跨径为连续体系，可利用边跨连续梁的重量使T构做成不等长悬臂，以加大主跨的跨径。典型的连续刚构体系对称布置，并采用平衡悬臂施工方法修建。 漫谈大跨径连续刚构桥
预应力混凝土连续梁、连续刚构桥设计指导意见 0．目的和范围 为提高预应力混凝土连续梁、连续刚构桥设计质量和使用寿命，防止混凝土箱梁梁体开裂、跨中下挠、跨中底板崩裂、大体积混凝土温度裂缝等质量通病，特制定有关设计指导意见。 本指导意见适用中交二公院承接的跨径大于或等于70米的预应力混凝土连续梁、连续刚构桥设计。 1．总体布置 1.1结构体系 根据桥墩的高度，经计算确定是采用连续梁还是连续刚构，原则上尽量采用刚构体系，对于桥墩较矮、多跨或墩高相差较大的，可采用连续体系或连续——刚构组合体系。 1.2跨径 预应力混凝土连续梁、连续刚构桥主跨一般不宜大于200m，主跨大于200m 时应与其他桥型进行充分比选论证；一般情况下边中跨比不小于0.55，在过渡墩较高、边跨现浇段难以采用落地支架现浇时，边中跨比最小可采用0.53，以保证结构在最不利荷载作用下边墩支座有一定压力。 2．构造尺寸 2.1梁高 为提高箱梁的承载能力，改善主梁的应力状况，箱梁应有足够的高度。箱梁根部梁高宜控制在主跨跨度的1/16~1/18，跨中梁高宜控制在主跨跨度的1/30~1/55，考虑到新的《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）的实施和荷载标准的调整，在净空不受限制的条件下可适当增加梁高，梁高宜按二次抛物线变化。 2.2腹板厚度 箱梁腹板厚度一般为40~80cm，为方便施工，腹板厚度变化宜在1~2个节段完成。 2.3顶、底板宽度及厚度
单箱单室截面箱梁底板宽度宜控制在8.0m以内，翼缘板悬臂长宜控制在4.0m以内，否则采用单箱双室断面。 箱梁顶板厚度宜采用25~32cm，具体厚度根据箱梁宽度确定，以满足桥面横向受力和纵、横向预应力钢束的构造要求。 底板厚度自跨中至墩顶随负弯矩的增大而逐渐加厚，墩顶箱梁底板厚度一般为箱梁高度的1/10~1/12，跨中厚度一般为30~35cm。厚度一般按二次抛物线变化。 2.4横隔板 箱梁应设端横隔板、墩顶横隔板、中跨跨中横隔板，横隔板应设检修人孔。 2.5调平层 箱梁顶面混凝土调平层厚度宜为6~8cm。 2.6桥墩 对于连续刚构桥，在强度和稳定满足规范要求的前提下，桥墩的抗推刚度不宜过大，以减少混凝土收缩徐变、温度等作用对结构受力的不利影响。 为方便施工，桥墩宜按等截面设计，在强度和稳定难以满足要求的情况下，可采用双面变坡，但不宜采用四面变坡。 双薄壁墩之间宜按不设置系梁进行设计，施工阶段的稳定问题可采取临时支撑等适宜的措施来解决。 3．预应力体系 3.1纵向预应力体系 应配置适当的腹板下弯束，以改善箱梁腹板的主拉应力。腹板下弯束宜对称于腹板布置，其锚固位置距箱梁顶面宜置于截面高度2/3位置附近。 宜适当增加负弯距钢束，以减少跨中正弯距钢束。 底板钢束应尽量靠近腹板布置，钢束应平弯靠近腹板锚固，锚固齿板应与腹板连成整体，底板齿板不宜做成横向贯通齿板。 波纹管净距原则上不宜小于7cm。 按全预应力构件设计时，最不利荷载组合下，正截面最大压应力不宜大于规范限值的0.9倍，最小压应力储备宜控制在1MPa左右。 跨中底板应预留连续束数量的10%并不少于2孔的备用孔道，作为运营期备
目录 1 方案拟定及比选 (1) 1.1工程建设背景介绍 (1) 1.2工程主要技术标准 (1) 1.3设计方案介绍 (1) 1.3.1 设计方案一——预应力混凝土连续刚构桥 (1) 1.3.1 设计方案二——独塔斜拉桥 (2) 1.4比选结果 (2) 2 桥梁结构主要尺寸拟定 (3) 2.1主跨跨径及截面尺寸的拟定 (3) 2.1.1 主跨跨径拟定 (3) 2.1.2 顺桥向梁的尺寸拟定 (3) 2.1.3 横桥向的尺寸拟定 (3) 2.2材料规格 (4) 3 模型建立 (5) 3.1结构单元划分 (5) 3.1.1 划分原则 (5) 3.1.2 划分结果 (5) 3.2施工过程模拟 (5) 3.3毛截面几何特性计算 (9) 4 全桥内力计算 (12) 4.1计算参数 (12) 4.2内力计算 (12) 4.2.1 自重作用下的内力计算 (12) 4.2.2 二期恒载作用下的内力计算 (14) 4.2.3 墩台不均匀沉降引起的次内力计算 (15) 4.2.4 温度对结构的影响 (16) 4.2.5 混凝土徐变、收缩对结构的影响 (21) 4.2.6 活载内力计算 (23) 4.3作用效应组合 (29) 4.3.1 作用 (29) 4.3.2 组合原理及规律 (29) 4.4施工阶段分析 (33)
5 预应力钢束设计及截面特性计算 (36) 5.1按构件正截面抗裂性要求估算预应力钢筋数量 (36) 5.2预应力筋估算结果 (37) 5.3换算截面几何特性值计算 (39) 6 预应力损失计算 (42) σ (42) 6.1预应力筋与孔道壁之间摩擦引起的应力损失 1l σ (44) 6.2．锚具变形、预应力筋回缩和接缝压缩引起的应力损失2l σ (45) 6.3．混凝土加热养护时，预应力筋和台座之间温差引起的应力损失3l σ (45) 6.4．混凝土弹性压缩引起的应力损失4l σ (46) 6.5由钢筋松弛引起的应力损失的终极值 5l σ (47) 6.6由混凝土收缩和徐变引起的预应力损失6l 6.7有效预应力计算 (48) 7 截面验算 (49) 7.1承载能力极限状态验算 (49) 7.1.1 使用阶段正截面抗弯验算 (49) 7.1.2 使用阶段斜截面抗剪验算 (55) 7.2正常使用极限状态验算 (60) 7.2.1 使用阶段正截面压应力验算： (60) 7.2.2 施工阶段正截面法向应力验算 (61) 7.2.3 使用阶段正截面抗裂验算 (62) 7.2.4 使用阶段斜截面抗裂验算 (62) 7.2.5 变形验算 (62) 参考文献 (64) 致谢 (65) 附表 (66) 附件 (85) 开题报告 (85) 外文文献原文及译文 (85)
(65m+115m+65m)公路预应力混凝土连续刚构梁桥设计--毕业设计
(65m+115m+65m)公路预应力混凝土连续刚构梁桥设计
毕业设计任务书 班级： 学生姓名： 学号： 发题日期： 完成日期： 题目： 65 + 115 +65 m公路预应力混凝土双薄壁墩连续刚构桥设计 1、本论文的目的、意义根据教育部指示，毕业设计是高等工科院校本科培养计 划中最后一个重要的教学环节，目的是使学生在学完培养计划所规定的基础课、技术基础课及各类必修课和选修专业课程之后，通过毕业设计这一环节，较为集中和专一地培养学生综合运用所学的基础理论、基本知识和基本技能以及分析和解决实际问题的能力。和以往的理论教学不同，毕业设计要求学生在老师的指导下，独立地、系统地完成一个工程设计，掌握一个工程设计的全过程。在巩固已学课程的基础上，学会考虑问题、分析问题和解决问题，并可以继续学习到一些新的专业知识，有所创新。 2、设计原始资料 (一) 主要技术指标 (1) 孔跨布置：见“分组题目”； (2) 公路等级：一级 (3) 荷载标准：公路-I级，人群荷载3.5kN/m2； (4) 桥面宽度：桥面宽20.5m，即：净2×7.5m（车行道）+1.50m（中央分隔带）+2×2.0m （人行道与栏杆）； (5) 桥面纵坡：0% (平坡)； (6) 桥面横坡：±1.5%。 (7) 桥轴平面线型：直线。 (二)材料规格 (1) 梁体混凝土：C50级混凝土； (2) 桥面铺装及栏杆混凝土：C40级混凝土； (3) 预应力钢筋及锚具： 主梁纵向预应力钢筋可选用7-φj15.24、9-φj15.24、12-φj15.24或19-φ
连续梁与刚构桥计算 2008年11月21日星期五 19:38 连续梁与刚构桥计算内容 1、需要计算的部位：主梁、横梁（如果采用多梁式截面）、桥面板； 2、主要荷载：结构重力、预应力、活载、收缩徐变内力、基础变位内力、日照或常年 温差内力； 3、计算项目：主梁强度设计、验算； 横梁强度设计、验算； 桥面强度设计、验算； 主梁变形计算、预拱度计算； 连续梁与刚构桥计算方法 主梁自重内力： 按实际结构尺寸计算恒载集度，将荷载作用在结构上，通过结构力学方法求解或通过有限元程序求解。 计算中必须按施工方法确定各种构件自重作用的体系、作用截面，必须按施工过程考虑结构体系转换。 主梁预应力内力： 1、先计算初弯矩，然后计算次内力，通常要考虑徐变、收缩，不均匀沉降引起的 次内力； 2、等效荷载法，将预应力作为外荷载直接作用在结构上计算。 主梁活载内力： 纵桥向采用影响线加载求最不利内力，多梁式截面采用横向分布系数方法考虑车列横桥向的最不利布置位置。 箱形截面必须按薄壁杆件计算扭转、翘曲、畸变等箱梁效应。
横梁内力计算： 利用横向分布影响线加载求最不利弯矩。 桥面板计算： 采用有效工作宽度方法考虑车轮荷载在桥面板上的分布； 内力计算要根据桥面板与两肋的刚度比，选取不同的修正系数。 主梁变位计算： 根据构件类型及结构静定或超静定情况修正弹性模量和惯性矩，恒载按实际结构尺 寸计算，但必须考虑收缩徐变作用，活载计算中不记冲击系数。 预拱度设置： 通常预拱度的大小，等于全部恒载和一半静活载所产生的竖向挠度值，也就是说应 该在常遇荷载情况桥梁基本上接近直线状态。对于位于竖曲线上的桥梁，应视竖曲 线的凸起（或凹下）情况，适当增减预拱度值，使峻工后的线形与竖曲线接近一致。 大跨径刚构一连续组合梁桥结构设计与探讨 2008年08月25日星期一 09:00 大跨径刚构一连续组合梁桥结构设计与探讨 刘明虎 （中交公路规划设计院） ［摘要］本文介绍了布跨138＋240＋240＋240＋138＝996m的刚构一连续组合梁桥的结构设计情况,并以之为例探讨了该类型桥在结构方案比选、设支座主缴的结构型式、支座力的平衡措施、计算模式以及一些其他方面的问题。 关键词大跨径刚构一连续组合梁结构设计探讨 一、前言 在大跨径桥型方案比选中，连续梁桥型仍具有很强的竞争力。连续梁桥型在结构体系上通常可分