摘要.................................................................. II Abstract .............................................................. II 绪论. (1)
1上部结构设计概述 (3)
1.1设计基本资料 (3)
1.2 截面形式及截面尺寸拟定 (4)
1.3毛截面几何特性计算 (5)
2 上部结构内力计算 (9)
2.1 单元划分 (9)
2.2 恒载内力计算 (10)
2.3 温度及墩台基础沉降次内力计算 (11)
2.4 收缩次内力 (15)
2.5 活载组合内力计算 (16)
2.6 内力组合 (18)
3 预应力钢束的估算与布置 (24)
3.1 计算原理 (24)
3.2预应力钢束的估算 (27)
3.3 预应力钢束布置 (29)
3.4预应力损失计算 (32)
4 普通钢筋估算 (37)
5 强度验算 (39)
6 应力、变形验算 (41)
6.1基本原理 (41)
6.2施工阶段应力验算 (41)
6.3 使用阶段应力验算 (47)
6.4 挠度的计算与验算预拱度的设计 (57)
7 桥墩的计算 (60)
7.1 设计资料 (60)
7.2 墩柱计算 (61)
8 钻孔灌注桩计算 (65)
8.1 荷载计算 (65)
8.2 桩长计算 (66)
8.3 桩的内力计算（m法） (66)
8.4 桩顶纵向水平位移验算与桩身材料截面强度验算 (69)
结束语 (72)
致谢 (73)
参考文献 (74)
根据设计任务书要求和设计规范的规定，本着“安全、适用、经济、美观”八字原则，对平南高速公路D匝道桥第三联进行了设计。该桥上部为四跨预应力混凝土连续梁桥，均为30m。桥基础为二根桩单排布置。
第一章进行上部结构的计算。对30m跨径采用刚性铰接板法计算出跨中和1/4跨的荷载横向分布系数，支点的用杠杆法计算出。根据恒载和活载的两种组合进行了配筋，按新规范进行了预应力损失的计算，按短暂和持久状态进行了应力验算。并对30m跨径的用桥梁博士软件进行了配筋和应力验算。
第二章进行下部结构的计算，主要包括了盖梁和桩基础的计算。盖梁活载横向分布系数在荷载对称布置时采用杠杆法，非对称布置时采用偏心受压法进行计算。桩基础采用“m法”，墩柱采用偏心受压构件进行了计算。
然后进一步进行截面强度的验算，其中包括承载能力极限状态和正常使用极限状态。在正常使用极限状态验算中包括计算截面的混凝土法向应力验算、预应力钢筋中的拉应力验算、截面的主应力计算。
关键词: 预应力混凝土桩基础墩柱
Abstract
According to the specification requirements and general design code for bridges and culverts, and on the basis of the principle of the safety, utility，economy and aesthetics ，we have carried out the third unite located at the D ramp bridge of PINGNANP Highway. The bridge is structured with four spans of prestressed concrete continuous bridge, which are simply supported. The length of the four spans is all 30meters. The abutment adopts two piles single-rowly disposed.
The first chapter calculates the upper structure. The load lateral distribution coefficient between quarter span and mid span, is calculated with the law of the pin-joint method, and the pivot with the law of lever method. On the basis of two combinations of live loads and dead loads, prestressed cables are calculated. According to the new design code, the loss of the prestressed concrete has also been calculated, by temporary and lasting state. And the 30-meter span has been calculated with the application software—Doctor Bridge.
The second chapter calculates the substructure, including pier coping and piers. The calculation of lateral distribution coefficient of the pier coping adopts the law of lever method when loads are disposed symmetrically, the law of eccentric-compressing method when loads are disposed unsymmetrically. The calculation of the piles adopts the law of m-method. The piers are calculated as eccentric compression members.
The last step is checking the main cross section. the work includes the load-caring capacity ultimate state and the normal service ability ultimate state as well as the main section’s being out of shape.
Keywords: prestressed concrete pile pier
绪论
预应力混凝土连续梁桥以结构受力性能好、变形小、伸缩缝少、行车平顺舒适、造型简洁美观、养护工程量小、抗震能力强等而成为最富有竞争力的主要桥型之一。本章简介其发展：由于普通钢筋混凝土结构存在不少缺点：如过早地出现裂缝，使其不能有效地采用高强度材料，结构自重必然大，从而使其跨越能力差，并且使得材料利用率低。
为了解决这些问题，预应力混凝土结构应运而生，所谓预应力混凝土结构，就是在结构承担荷载之前，预先对混凝土施加压力。这样就可以抵消外荷载作用下混凝土产生的拉应力。自从预应力结构产生之后，很多普通钢筋混凝土结构被预应力结构所代替。
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。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，造价指针不能仅仅反应了投资额的大小，
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。
本次设计题目为平南高速公路化龙互通D匝道桥第三联施工图设计。本次设计为(430
)m预应力砼连续梁，桥宽为12m，分为两幅，设计时只考虑单幅的设计。梁体采用单箱双室箱型截面，全梁共分40个单元一般单元长度分为1/8跨长。顶板、底板、腹板厚度均不变。由于多跨连续梁桥的受力特点，靠近中间支点附近承受较大的负弯矩，而跨中则承受正弯矩，则梁高采用变高度梁，按二次抛物线变化。这样不仅使梁体自重得以减轻，还增加了桥梁的美观效果。
1上部结构设计概述
1.1设计基本资料
1.1.1桥面跨径及净宽
跨 径：430?m 。 桥面净宽：净—12.0 m 。 主梁全长：120m 。
1.1.2 主要材料
混凝土：
（1）预应力混凝土箱梁 C50混凝土 （2）桥台台身及桥墩混凝土 C30混凝土 （3）承台混凝土 C30混凝土 （4）桩基混凝土 C25水下混凝土 （5）孔道压浆 C40水泥砂浆 桥面铺装 ：采用10cm 厚沥青混凝土。
预应力钢绞线：预应力钢绞线采用pk f =1860MPa 、符合ASTM ４16—2003的规定，单根钢绞线直径s φ15.24mm ，截面面积Ａ＝1402mm ，弹性模51.9510p E MPa =?。
普通钢筋：R235钢筋,HRB335钢筋应分别符合GB13013-91和GB1499-98的规定，钢筋直径≥12mm 采用HRB335（20MnSi ）热扎螺纹钢，钢筋直径<12mm 采用R235（A3）钢。
钢板：钢箱梁采用Q345C 钢板。 锚具：采用OVM15-12 ,OVM15-15锚具。 支座：采用GPXZ 系统抗震型盆式橡胶支座。 伸缩缝：采用QMF-8O 型伸缩装置。
1.1.3 主要技术标准：
车道数：匝道设单向2车道。
抗震等级：桥址区地震动峰值加速度为0.1g，地震动反应谱特征周期0.35g，地震基本烈度为VII度。
荷载标准：公路Ⅰ级。
设计使用年限：设计基准期为100年。
1.1.4 设计规范
《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60－2004）
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62－2004）
《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041－2000）
《公路工程抗震设计规范》（JTJ004－89）
《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024－85）
1.1.5 支座强迫位移
边支座：1cm。
中支座：1.5cm。
1.1.6 施工方式
采用整体式支架现浇施工。
1.2 截面形式及截面尺寸拟定
1.2.1 桥形布置
该设计是立交桥匝道桥的一联。为减小建筑高度，适当增大跨径并提高行车舒适性，决定采用预应力混凝土连续梁桥，孔径为：30m+30m+30m+30m，见图1-1。
图1-1 桥梁计算简图
1.2.2截面形式及梁高
采用等高度箱型截面。箱梁根部高取1.8m，高跨比H1/L=1/16.7。
1.2.3横截面尺寸
箱梁顶板采用钢筋混凝土。为使顶板钢筋较为适宜，箱梁腹板净距以不超过5m 为宜取1.38m，采用顶板翼缘外悬2.4m，则箱梁地板宽度为7m。
考虑布置预应力钢束、普通钢筋及承受轮载的需要箱梁顶板厚度采用22cm。
根据设计经验资料，设置防撞护栏。
箱梁顶板翼缘短部厚度采用15cm。翼缘根部厚度为40cm。
腹板与顶、底板相接处均做60cm×20cm和50cm×25cm承托，以利脱模并减弱转角处的应力集中。主梁横截面构造如图1-2所示。
图1-2主梁横截面构造图
1.2.4箱梁底板厚度及腹板宽度设置
（1）箱梁底板厚度设置:采用20cm厚的箱梁底板。
（2）腹板宽度：采用45cm厚的腹板。
1.2.5横隔板（梁）设置
在过渡墩支座处设置120cm的横隔板，中墩支座处设置150cm的横隔板。如图1-3所示。
图1-3 横隔板构造图
1.3毛截面几何特性计算
特性计算方法很多，本设计中采用分块面积法计算。具体分块见图1-4。
1.3.1分块面积法手算截面特性
282.5138602050252
A=?-?-??
空心
（）
2
73100cm
=
215252402350180273100
A=?+?÷+??-
实心
（）
2
66130cm
=
表1-1毛截面积几何特性
分块号分块面积
Ai(cm2)
Yi
(cm)
Si=Ai*Yi
(cm3)
(Ys-Yi)
(cm)
Ix=Ai(Ys-Yi)2
(cm4)
Ii(cm4)
1 2*240*15=7200 7.5 54000 66.4 3174451
2 2*240*153/12=135000
2 25*240=6000 23.
3 140000 50.6 15362160 2*240*253/36=208333.3
3 2*180*45=16200 90 145800 -16.1 4199202 2*45*1803/12=43740000
4 2*282.5*22=12430 11 136730 62.9 49178176.3 2*282.5*223/12=501343
5 2*282.5*20=11300 170 1921000 -96.1 104357873 2*282.5*203/12=376667
6 2*60*20=2400 28.
7 68800 45.2 4903296 4*60*203/36=53333.3
7 2*50*25=2500 151.7 379250 -77.8 15132100 4*50*253/36=48828.1
8 180*45=8100 90 729000 -16.1 2099601 45*1803/12=21870000
合计
Ai
∑=
66130
Ys=
Si
Ai
∑
∑
=73.9
Si
∑=
4886660
/
Ix
∑=
226976920.3
Ii
∑=
66933504.7
293910425
A
∑截=6.613 A
∑空=7.31 i=66.67cm
图1-4截面分块示意图
1.3.2施工阶段的单元信息与截面特性
运用桥梁博士软件计算得到施工阶段的单元信息与截面特性，见表1-2。
表1-2 第1-6施工阶段的截面特性
单元号节点号节点坐标X （m）截面面积(m2) 截面抗弯惯距(m4) 截面中心轴高度(m)
1 1 0.0 6.613 2.9392
2 1.06
2 0.5 6.61
3 2.93922 1.06
2 2 0.5 6.61
3 2.93922 1.06
3 4.19 6.613 2.93922 1.06
3 3 4.19 6.613 2.93922 1.06
4 7.88 6.613 2.93922 1.06
4 4 7.88 6.613 2.93922 1.06
5 11.
6 6.613 2.93922 1.06
5 5 11.
6 6.613 2.93922 1.06
6 15.3 6.613 2.93922 1.06
6 6 15.3 6.613 2.93922 1.06
7 18.9 6.613 2.93922 1.06
7 7 18.9 6.613 2.93922 1.06
8 22.6 6.613 2.93922 1.06
8 8 22.6 6.613 2.93922 1.06
9 24.0 6.613 2.93922 1.06
9 9 24.0 6.613 2.93922 1.06
10 29.3 6.613 2.93922 1.06
10 10 29.3 6.613 2.93922 1.06
11 30.0 6.613 2.93922 1.06
11 11 30.0 6.613 2.93922 1.06
12 30.8 6.613 2.93922 1.06
12 12 30.8 6.613 2.93922 1.06
13 33.8 6.613 2.93922 1.06
13 13 33.8 6.613 2.93922 1.06
14 37.5 6.613 2.93922 1.06
14 14 37.5 6.613 2.93922 1.06
15 41.3 6.613 2.93922 1.06
15 15 41.3 6.613 2.93922 1.06
16 45.0 6.613 2.93922 1.06
16 16 45.0 6.613 2.93922 1.06
17 48.8 6.613 2.93922 1.06
17 17 48.8 6.613 2.93922 1.06
18 52.5 6.613 2.93922 1.06
18 18 52.5 6.613 2.93922 1.06
19 54.0 6.613 2.93922 1.06
19 19 54.0 6.613 2.93922 1.06
20 59.3 6.613 2.93922 1.06
21 60.0 6.613 2.93922 1.06
续表1-2 单元号节点号节点坐标X （m）截面面积(m2) 截面抗弯惯距(m4) 截面中心轴高度(m)
21 21 60.0 6.613 2.93922 1.06
22 60.8 6.613 2.93922 1.06
22 22 60.8 6.613 2.93922 1.06
23 63.8 6.613 2.93922 1.06
23 23 63.8 6.613 2.93922 1.06
24 67.5 6.613 2.93922 1.06
24 24 67.5 6.613 2.93922 1.06
25 71.3 6.613 2.93922 1.06
25 25 71.3 6.613 2.93922 1.06
26 75.0 6.613 2.93922 1.06
26 26 75.0 6.613 2.93922 1.06
27 78.8 6.613 2.93922 1.06
27 27 78.8 6.613 2.93922 1.06
28 82.5 6.613 2.93922 1.06
28 28 82.5 6.613 2.93922 1.06
29 84.0 6.613 2.93922 1.06
29 29 84.0 6.613 2.93922 1.06
30 89.3 6.613 2.93922 1.06
30 30 89.3 6.613 2.93922 1.06
31 90.0 6.613 2.93922 1.06
31 31 90.0 6.613 2.93922 1.06
32 90.8 6.613 2.93922 1.06
32 32 90.8 6.613 2.93922 1.06
33 93.8 6.613 2.93922 1.06
33 33 93.7 6.613 2.93922 1.06
34 97.4 6.613 2.93922 1.06
34 34 97.4 6.613 2.93922 1.06
35 101 6.613 2.93922 1.06
35 35 101 6.613 2.93922 1.06
36 105 6.613 2.93922 1.06
36 36 105 6.613 2.93922 1.06
37 108 6.613 2.93922 1.06
37 37 108 6.613 2.93922 1.06
38 112 6.613 2.93922 1.06
38 38 112 6.613 2.93922 1.06
39 114 6.613 2.93922 1.06
39 39 114 6.613 2.93922 1.06
40 120 6.613 2.93922 1.06
40 40 120 6.613 2.93922 1.06
2 上部结构内力计算
满堂支架施工的连续梁桥不产生恒载徐变二次力，且在配置预应力刚束前尚无法计算预加力产生的次内力，因此，当前情况下的主梁内力计算包括：恒载内力计算、活载内力计算、温度次内力计算及支座沉降次内力计算。
2.1 单元划分
拆分单元时，应将支点和《公路桥规》（JTGD62—2004）规定的验算截面位于单元的节点处，同时在截面构造尺寸变化点处也应布置节点。考虑到本例桥跨较小，将每孔计算跨径之8等分作为一个单元，另外，为便于中支点剪力计算，在A 、D 、B 、C 支点两边及边支点以外分别增加0.75m 的小单元 （即错误！未找到引用源。、错误！未找到引用源。……，全桥共计40个单位，41个节点。
a 单元节点图
b 桥博中单元模型示意图 图2-1单元划分示意图
表2-1节点号单元号对应关系表
节点号 2 3 4 5 6 7 8 9 截面 A L /8 L /4 3L /8 L /2 5L /8 24.0 7L /8 节点号 11 13 14 15 16 17 18 19 截面 B 2L /8 2L /4 32L /8 2L /2 52L /8 54.0 72L /8 节点号 21 23 24 25 26 27 28 29 截面 C 3L /8 3L /4 33L /8 3L /2 53L /8
84.0
73L /8
节点号 31 33 34 35 36 37 38 39 截面
D
4L /8
4L /4
34L /8
4L /2
54L /8 34L /4 74L /8
表2-2节点坐标表
节点号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 坐标 0 0.5 4.188 7.88 11.6 15.3 18.9 22.6 24.0 29.3 节点号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 坐标 30 30.8 33.8 37.5 71.3 45 48.8 52.5 54.0 59.3 节点号 21 21 23 24 25 26 27 28 29 30 坐标 60 60.8 63.8 67.5 71.3 75 78.8 82.5 84.0 89.3 节点号 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 坐标
90
90.8 93.7 97.4 101.1 104.8 108.4
112.1
115.8
119.5
120
2.2 恒载内力计算
主梁恒载内力包括一期恒载（箱梁自重）及二期恒载（桥面铺装和防撞护栏等桥面系）作用下的内力。对于满堂支架现浇等截面连续梁桥，考虑建造过程无体系转换，故恒载内力可按结构力学方法或参考文献直接计算；对于变截面连续梁桥，则用有限元计算更为方便。本设计为等截面，采用满堂支架法,故恒载内力可依据结构力学方法或参考文献直接计算。
2.2.1 一期恒载集度（q 1）
一期恒载集度包括横梁及横隔板的集度，也可只考虑箱梁集度而将横隔板作为集中力加在节点。本设计将箱梁及横隔板一起处理成分段均布集度作用在相应的单元
上，计算公式为：125i i q A =?+0???横隔板集度（支承和跨中相邻单元）
（其余单元）
其中： i ——单元号
1i q ——i 单元号一期恒载集度
i A ——i 号单元的毛截面，i A 等于该单元两端节点截面积的平均值。
按上式计算的各单元一期恒载集度见下表。
表2-3一期横载集度表（kN/m ）
单元号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 集度 348 208.1 165.3 165.3 165.3 165.3 165.3 165.3 165.3 348 单元号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 集度 348 165.3 165.3 165.3 165.3 165.3 165.3 165.3 165.3 348 单元号 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 集度 348 165.3 165.3 165.3 165.3 165.3 165.3 165.3 165.3 348 单元号 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 集度
348
165.3
165.3
165.3
165.3
165.3
165.3
165.3
208.1
348
2.2.2 二期恒载集度（q 2）
二期恒载集度为桥面铺装集度和防撞护栏集度之和，即：
2q =桥面铺装集度+防撞护栏集度0.111250.22122538.55()kN m ?+??=? 0.111250.22122538.55()kN m =?+??=?
上式中桥面铺装厚按10cm 计算，铺装层宽为11m ，护栏以每10m2.063m 混凝土计，混凝土容重按25kN/3m 计。
2.2.3 恒载内力图
根据以上的单元划分、各单元（节点）几何特性及相应的恒载集度，可方便地求出一期恒载内力和一、二期恒载内力，其中恒载弯矩见图2-2所示。
a 结构重力弯矩图（kN m
?）
b 结构重力剪力图（kN）
c 施工阶段弯矩图（kN m
?）
d 施工阶段剪力图（kN）
图2-2恒载内力图
2.3 温度及墩台基础沉降次内力计算
2.3.1 计算方法
温度及墩台基础沉降及收缩徐变次内力采用桥梁博士软件计算。其中，计算温度次内力时，温度梯度采用非线性变化，由规范查得；墩台基础沉降分别按两种工况考虑，即2号节点和40号节点沉降1cm。相应的：11节点、21节点31节点沉降1.5cm。
2.3.2 计算结果
运用桥梁博士计算软件，分为温度次内力及墩台基础沉降次内力表如下所示。2.3.2.1 温度次内力
温度次内力的计算公式按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62—2004）p98(3-3-13)式计算。
01t h N A t E α=???
00t t M N e =-?
01t t t M M M =+
式中：
0t N —桥面板重心处由温差引起的纵向力；
1A —桥面板截面面积；
t —温度差；
α—混凝土线膨胀系数，按《公路桥涵设计通用规范》 JTG D60—2004的规定采用；
h E — 混凝土弹性模量；
E —桥面板重心至换算截面重心轴的距离，重心轴以上取正值，以下取负值；
0t M —0t N 对全截面产生的初弯矩； M '
t
—0t N 对全截面产生的二次弯矩； t M —0t N 对全截面产生的总弯矩；
由于箱形截面计算过于复杂，我们先把它换算成工字形截面，只要保证面积相等，惯性矩相等。运用桥梁博士软件计算结果如下：
表2-4温度次内力表
单元号 节点号 剪力（kN ）
弯矩（kN m ?）
2 2 185 0.0
3 -185 681
4 4 18
5 1.36e+03 5 -185 2.04e+03
6 6 185 2.72e+03
7 -185 3.4e+03
8 8 185 4.08e+03
9 -185 4.34e+03 10 10 185 5.31e+03 11 -185 5.45e+03 12 12 -60.2 5.4e+03 13 60.2 5.22e+03 14 14 -60.2 4.99e+03 15 60.2 4.77e+03 16 16 -60.2 4.54e+03 17 60.2 4.32e+03 18 18 -60.2 4.09e+03 19 60.2 4.00e+03
续表2-4
单元号 节点号 剪力（kN ） 弯矩（kN m ?）
21 60.2 3.64e+03 22 22 60.1 3.69e+03 23 -60.1 3.87e+03 24 24 60.1 4.09e+03 25 -60.1 4.32e+03 26 26 60.1 4.54e+03 27 -60.1 4.77e+03 28 28 60.1 4.99e+03 29 -60.1 5.08e+03 30 30 60.1 5.4e+03 31 -60.1 5.44e+03 32 32 -185 5.31e+03 33 185 4.75e+03 34 34 -185 4.08e+03 35 185 3.4e+03 36 36 -185 2.72e+03 37 185 2.04e+03 38 38 -185 1.36e+03 39 185 1.02e+03 40 40 0.0 -1.23e-10
41
0.0
0.0
温度引起的内力图如下：
a 温度引起的弯矩图（kN m ?）
b 温度引起的剪力图（kN ） 图2-3温度引起的内力图
2.3.2.2 支座沉降次内力计算
运用桥梁博士软件，计算2号、40号节点（边支座）下沉1cm 及11号、21号、31号节点下沉1.5cm 的次弯矩Z M 及次剪力Z Q 见表2-5。
表2-5支座沉降次内力表
) 单元号节点号剪力(kN) 弯矩(kN m
2 2 -63.0 8.73e-10
3 63.0 -232
4 4 -63.0 -465
5 63.0 -697
6 6 -63.0 -929
7 63.0 -1.16e+03
8 8 -63.0 -1.39e+03
9 63.0 -1.48e+03
10 10 -63.0 -1.81e+03
11 63.0 -1.86e+03
12 12 78.5 -1.8e+03
13 -78.5 -1.56e+03
14 14 78.5 -1.27e+03
15 -78.5 -975
16 16 78.5 -681
17 -78.5 -387
18 18 78.5 -92.8
19 -78.5 24.9
20 20 78.5 437
21 -78.5 496
22 22 -20.7 480
23 20.7 418
24 24 -20.7 341
25 20.7 263
26 26 -20.7 186
27 20.7 108
28 28 -20.7 30.4
29 20.7 -0.593
30 30 -20.7 -109
31 20.7 -125
32 32 4.23 -121
33 -4.23 -109
34 34 4.23 -93.5
35 -4.23 -77.9
36 36 4.23 -62.3
37 -4.23 -46.7
38 38 4.23 -31.2
39 -4.23 -23.2
40 40 0.0 0.0
支座不均匀沉降沉降引起的内力图见图2-4所示。
a不均匀沉降引起的弯矩图（kN m
?）
b不均匀沉降引起的剪力图（kN）
图2-4支座沉降引起的内力图
2.4 收缩次内力
静定结构由混凝土的徐变不会产生徐变次内力。对于超静定结构，由于冗力的存在，混凝土徐变受到多余约束的制约，从而引起徐变次内力，徐变次内力的存在使结构的内力重分布，重分布后的内力可按规范方法进行计算（第3.2.11条）。
实际上，徐变次内力是由于体系转换（即从静定结构到超静定结构）而产生的，因此在施工时应尽量避免反复的体系转换次数。本设计为满堂支架施工，没有体系转换，故不考虑徐变次内力。
表2-6收缩次内力表
单元号节点号
收缩次内力
剪力（kN）弯矩(kN m
?)
2 2 -3.26 0.0
3 3.26 -12.0
4 4 -3.26 -24.1
5 3.2
6 -36.1
6 6 -3.26 -48.1
7 3.26 -60.2
8 8 -3.26 -72.2
9 3.26 -76.7 11 10 -3.26 -93.8
11 3.26 -96.3
14 14 1.04 -88.5
15 -1.04 -84.6
16 16 1.04 -80.7
17 -1.04 -76.8
18 18 1.04 -72.9
19 -1.04 -71.4
续表2-6
a收缩引起的弯矩图（kN m
?）
b收缩引起的剪力图（kN）
图2-5徐变引起的内力图
2.5 活载组合内力计算
2.5.1活载组合内力计算表
采用公路Ⅰ级荷载，无人群荷载与挂车荷载。由桥博计算出结果。
单元号节点号
收缩次内力
剪力（kN）弯矩(kN m
?)
21 20 1.04 -65.9
21 -1.04 -65.1
24 24 -0.929 -72.1
25 0.929 -75.6
26 26 -0.929 -79.1
27 0.929 -82.6
28 28 -0.929 -86.0
29 0.929 -87.4
31 30 -0.929 -92.3
31 0.929 -93.0
34 32 3.15 -90.6
33 -3.15 -81.2
36 34 3.15 -69.8
35 -3.15 -58.1
38 36 3.15 -46.5
37 -3.15 -34.9
40 38 3.15 -23.3
39 -3.15 -17.3
运用桥博软件输出的活载内力表如下表2-7所示。
表2-7 活载内力表
单元号节点
号
组合Ⅰ组合Ⅱ组合Ⅲ剪力
（kN）
弯矩
(kN m
?)
剪力
(kN)
弯矩
(kN m
?)
剪力
(kN)
弯矩
(kN m
?)
2 2 0.0 0.0 10.1 -197 648 -1.83
3 -527 1.81e+03 11.6 -246 -526 1.71e+03
4 4 407 3.00e+03 -59.4 -393 413 2.68e+03
5 185 3.56e+03 60.7 -604 -312 3.02e+03
6 6 -299 3.53e+03 -60.1 -80
7 222 2.86e+03
7 -54.0 3.04e+03 60.1 -1.02e+03 -146 2.34e+03
8 8 -522 2.1e+03 -59.4 -1.22e+03 85.5 1.64e+03
9 87.9 1.63e+03 59.4 -1.3e+03 -67.1 1.36e+03
10 10 1.81 422 -526 -2.3e+03 15.8 409
11 -45.9 714 276 -2.17e+03 691 -1.13e+03
12 12 -64.3 379 295 -2.46e+03 702 -1.25e+03
13 -54.0 3.04e+03 60.1 -1.02e+03 -146 2.34e+03
14 14 8.51 2.03e+03 64.9 -1.4e+03 517 1.21e+03
15 -358 2.77e+03 -64.8 -1.19e+03 -413 1.94e+03
16 16 -233 3.09e+03 64.8 -989 314 2.2e+03
17 347 2.81e+03 44.1 -1.07e+03 -224 2.05e+03
18 18 -466 2.08e+03 -44.2 -1.21e+03 149 1.62e+03
19 483 1.67e+03 79.0 -1.27e+03 -123 1.4e+03
20 20 44.8 719 -274 -2.18e+03 103 684
21 -59.8 757 300 -2.39e+03 -103 752
22 22 -45.9 714 276 -2.17e+03 691 -1.13e+03
23 -454 1.12e+03 -168 -1.53e+03 -612 77.6
24 24 3.09e-02 2.11e+03 43.0 -1.2e+03 509 1.23e+03
25 -349 2.81e+03 -42.9 -1.07e+03 -406 1.94e+03
26 26 -241 3.09e+03 -66.1 -992 307 2.17e+03
27 356 2.78e+03 66.1 -1.2e+03 -216 1.99e+03
28 28 -349 2.81e+03 -42.9 -1.07e+03 -406 1.94e+03
29 511 1.57e+03 94.6 -1.5e+03 -111 1.27e+03
30 30 60.8 372 -292 -2.47e+03 78.5 368
31 -78.5 418 321 -2.69e+03 -78.5 418
32 32 -3.71 412 527 -2.3e+03 709 -1.22e+03
33 -502 969 -174 -1.54e+03 -639 30.8
34 34 523 2.08e+03 58.5 -1.2e+03 548 1.25e+03
35 52.9 3.03e+03 -58.4 -998 -453 2.1e+03
36 36 299 3.51e+03 60.1 -799 359 2.49e+03
37 -186 3.55e+03 -59.9 -595 -265 2.45e+03
38 38 -406 2.99e+03 58.6 -388 177 2.00e+03
39 -1.15 2.48e+03 -58.6 -290 -135 1.61e+03
40 40 0.0 0.0 476 -187 475 -11.2
41 0.0 0.0 0.0 0.0 -445 0.0
一预应力混凝土连续梁桥 1.力学特点及适用范围 连续梁桥在结构重力和汽车荷载等恒、活载作用下，主梁受弯，跨中截面承受正弯矩，中间支点截面承受负弯矩，通常支点截面负弯矩比跨中截面正弯矩大。作为超静定结构，温度变化、混凝土收缩徐变、基础变位以及预加力等会使桥梁结构产生次内力。 由于预应力结构可以有效地避免混凝土开裂，能充分发挥高强材料的特性，促使结构轻型化，预应力混凝土连续梁桥具有比钢筋混凝土连续梁桥较大的跨越能力，加之它具有变形和缓、伸缩缝少、刚度大、行车平稳、超载能力大、养护简便等优点，所以在近代桥梁建筑中已得到越来越多的应用。 预应力混凝土连续梁桥适宜于修建跨径从30m到100多m的中等跨径和大跨径的桥梁。 2.立面布置 预应力混凝土连续梁桥的立面布置包括体系安排、桥跨布置、梁高选择等问题，可以设计成等跨或不等跨、等截面或变截面的结构形式（图1）。结构形式的选择要考虑结构受力合理性，同时还与施工方法密切相关。 a b a.不等跨不等截面连续梁 b. 等跨等截面连续梁 图1 连续梁立面布置 1．桥跨布置 根据连续梁的受力特点，大、中跨径的连续梁桥一般宜采用不等跨布置，但多于三跨的连续梁桥其中间跨一般采用等跨布置。当采用三跨或多跨的连续梁桥时，为使边跨与中跨的最大正弯矩接近相等，达到经济的目的，边跨取中跨的0.8倍为宜，当综合考虑施工和其他因素时，边跨一般取中跨的0.5～0.8倍。对于预应力混凝土连续梁桥宜取偏小值，以增加边跨刚度，减小活载弯矩的变化幅度，减少预应力筋的数量。若采用过小的边跨，会在边跨支座上产生拉力，需在桥台上设置拉力支座或压重。当受到桥址处地形、河床断面形式、通航（车）净空及地质条件等因素的限制，并且同时总长度受到制约时，可采用多孔小边跨与较大的中间跨相配合，跨径从中间向外递减，以使各跨内力峰值相差不大。 桥跨布置还与施工方法密切相关。长桥、选用顶推法施工或者简支—连续施工的桥梁，多采用等跨布置，这样做结构简单，统一模式。等跨布置的跨径大小
目录 第一章桥跨总体布置及结构尺寸拟定（一）、桥梁总体布置 （二）、桥孔分跨 （三）、截面形式 （四）、上部结构尺寸拟定 （五）、计算模型 第二章结构内力计算 （一）、恒载内力计算 1.第一期恒载（结构自重） 2.第二期恒载(桥面二期荷载） (二)、活载内力计算 （三）、支座位移引起的内力计算（四）、温度引起的次内力计算：（五）、上述各种力的分类 第三章荷载组合 （一）、作用和作用效应
（二）、承载能力极限状态下的效应组合 （三）、正常使用极限状态下的效应组合 1.作用短期效应组合 2.作用长期效应组合 （四）、荷载组合表汇总： 第四章预应力钢束的估算与布置 （一）、按承载能力极限计算时满足正截面强度要求（二）、按照正截面抗裂要求计算预应力钢筋数量（三）、预应力钢束的布置 第5章截面的验算 （一）施工阶段正截面法向应力验算 （二）受拉区钢筋的拉应力验算 （三）使用阶段正截面抗裂验算 （四）使用阶段斜截面抗裂验算 （五）使用阶段正截面压应力验算 （六）使用阶段斜截面主压应力验算
（七）使用阶段正截面抗弯验算 （八）使用阶段斜截面抗剪验算 （九）使用阶段抗扭验算 第一章桥跨总体布置及结构尺寸拟定 （一）、桥梁总体布置 本设计方案采用三跨预应力混凝土变截面连续梁结构，全长105m。设计相等长度的三跨，每跨长度为35m。 支架现浇施工方案：搭设满堂脚手架，浇筑箱梁混凝土，待混凝土强度达到 设计强度的100%后进行预应力张拉，然后拆除脚手架，浇筑防撞护栏，铺设桥 面钢筋网，浇筑桥面铺装混凝土。 （二）、桥孔分跨 连续梁桥有做成三跨或者四跨的，也有做成多跨的，但一般不超过六跨。对于桥孔分跨，往往要受到如下因素的影响：桥址地形、地质与水文条件，通航要求
中南大学CENTRAL SOUTH UNIVERSITY 本科毕业论文(设计) 论文题目60m+90m+60m公路连续桥设计 学生姓名 指导老师 学院 专业班级 完成时间
中南大学 毕业论文（设计）任务书 函授站(点):专业: 土木工程年级：学生姓名： 注：本任务书由指导教师填写并经审查后，一份由学生装订在毕业设计（论文）的封面之后，原件存函授站。
摘要 在本设计中，根据地形图和任务书要求，依据现行公路桥梁设计规范提出了预应力混凝土连续梁桥、预应力混凝土连续刚构、下承式拱桥三种桥型方案。按照“实用、经济、安全、美观”的桥梁设计原则，经过对各种桥型的比选最终选择60m+90m+60m 的预应力混凝土连续梁桥为本次的推荐设计桥型。 本设计利用桥梁博士软件进行结构分析，根据桥梁的尺寸拟定建立桥梁基本模型，然后进行内力分析，计算配筋结果，进行施工各阶段分析及截面验算。同时，必须要考虑混凝土收缩、徐变次内力和温度次内力等因素的影响。 本设计主要是预应力混凝土连续梁桥的上部结构设计，设计中主要进行了桥梁总体布置及结构尺寸拟定、桥梁荷载内力计算、桥梁预应力钢束的估算与布置、桥梁预应力损失及应力的验算、次内力的验算、内力组合验算、主梁截面应力验算。 最后，经过分析验算表明该设计计算方法正确，内力分布合理，符合设计任务的要求。 关键字：比选方案连续梁桥连续刚构拱桥结构分析验算
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 目录 1、概述 (1) 1.1预应力混凝土连续梁桥概述 (1) 1.2技术标准 (2) 1.3地质条件 (3) 1.4采用材料 (3) 2、方案比选 (5) 2.1构思宗旨 (5) 2.2比选标准 (5) 2.3设计方案 (5) 2.3.1设计方案一 (5) 2.3.2设计方案二 (5) 2.3.3设计方案三 (5) 2.4方案比选 (6) 2.5方案确定 (6) 3、预应力混凝土连续梁桥总体布置 (7) 3.1桥型布置 (7) 3.1.1孔径布置 (7) 3.1.2桥梁截面形式 (7) 3.1.3桥梁细部尺寸 (9) 3.1.4桥面铺装 (11) 3.1.5桥梁下部结构 (11) 3.1.6本桥使用材料 (11) 4、荷载内力计算 (12) 4.1全桥结构单元的划分 (12) 4.1.1 划分单元原则 (12) 4.1.2桥梁具体单元划分 (12) 4.2全桥施工节段划分 (12) 4.2.1桥梁划分施工分段原则 (12) 4.2.2施工分段划分 (12) 4.3主梁内力计算 (13)
连续梁桥设计毕业设计公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]
目录 第一章绪论................................................................ 第一节桥梁概述.................................................... 第二节方案比选 (3) 一、比选方案的主要标准.......................................... 二、方案编制.................................................... 第二章结构尺寸拟定............................................... 第一节结构尺寸拟定 (7) 一、桥梁横向布置................................................ 二、细部尺寸.................................................... 第二节截面几何特性................................................ 一、毛截面面积 ................................................. 二、惯性矩及刚度参数 ........................................... 第三章主梁内力计算............................................... 第一节横向分布系数的计算.......................................... 第二节恒载内力计算................................................ 一、单元化分.................................................... 第三节活载内力计算................................................ 一、冲击系数()u+1的计算......................................... 二、活载布载 (20) 第四章次内力计算 ................................................. 第一节基础位移引起的次内力计算.................................... 第二节温度应力引起的次内力计算. (24) 第三节混凝土收缩徐变引起的次内力计算.............................. 第五章作用效应组合Ⅰ............................................. 第一节承载力极限状态作用效应组合 (28) 第二节正常使用状态作用效应组合.................................... 第六章预应力筋的估算............................................. 第一节计算原理....................................................
连续曲线梁桥设计探析 文章论述了曲线桥梁的受力性，并且阐述了设计时要注意的要素。 标签：曲线梁桥；受力特点；结构设计 1 概述 曲线桥是当前的道桥项目中非常关键的一个组成部分，尤其是在最近几年它得到了非常广泛的应用。对于那些互通型的立交匝道来讲，它的使用更是非常的明显。在设计匝道的时候会受到很多要素的干扰，比如地形以及所在区域的规模等，这些要素的存在使得该项设计有如下的一些特征。第一，此类桥的宽度不是很宽，通常匝道的尺寸在六米到十米之间。第二，匝道本身是为了辅助道路转向的，在立交工程中会受到土地规模的影响，因此这类桥大多数是小尺寸的曲线桥。第三，匝道桥的纵向坡度非常大，有时会横跨下方的车道，此时就使得桥的长度变长。因为这种桥本身弯斜，形状特别，所以它的设计工作无法正常的开展。 2 曲线梁桥的平面及纵、横断面布置 最近几年高速路在设计的时候更加的关注线形方面的内容，规定设计要合乎线形要求。因此在布局桥梁平面的时候，要遵照总的线形布局规定，其纵坡也要和路线的纵坡保持一致。通常为了应对截面的扭矩以及弯矩，在设计的时候常使用箱形的截面。由于桥面超高的需要及梁体受扭时外边梁受力较大的需要，所以可以在其水平方向上把主梁设置成不一样的高度。为了便于构造，方便建设，也可以将其设置成一样高度的，其超高横坡由墩台顶面形成。 3 曲线梁桥结构受力特点 3.1 梁体的弯扭耦合作用 一般来说，当受到外在力影响的时候，曲梁会出现一定的弯矩以及扭矩，两者会彼此影响，进而导致截面处在一种耦合的状态中，截面的拉力要较之于直梁大，这个特征是这种梁所特有的。因为这种桥会承受较高的扭矩力，所以会发生变形现象，它的外侧的挠度要比相同尺寸的直桥大一些。因为存在耦合作用，所以在桥上方会存在翘曲现象。 3.2 内外梁无法均匀受力 对于曲梁桥来讲，因为其扭矩较大，所以会导致外梁发生超载而内梁出现卸载的情况，特别是当桥梁较宽的时候这种现象更加的明显。因为两个梁的支点反力差别非常大，如果活载发生了偏移的话，内梁就会生成一种反向力，此时假如内梁无法承受这种力的话，就会使得梁体和支座分离。
预应力混凝土连续梁桥结构设计 第一章绪论 第一节桥梁设计的基本原则和要求 一、使用上的要求 桥梁必须适用。要有足够的承载和泄洪能力，能保证车辆和行人的安全畅通；既满足当前的要求，又照顾今后的发展，既满足交通运输本身的需要，也要兼顾其它方面的要求；在通航河道上，应满足航运的要求；靠近城市、村镇、铁路及水利设施的桥梁还应结合有关方面的要求，考虑综合利用。建成的桥梁要保证使用年限，并便于检查和维护。 二、经济上的要求 桥梁设计应体现经济上的合理性。一切设计必须经过详细周密的技术经济比较，使桥梁的总造价和材料等的消耗为最小，在使用期间养护维修费用最省，并且经久耐用；另外桥梁设计还应满足快速施工的要求，缩短工期不仅能降低施工费用，面且尽早通车在运输上将带来很大的经济效益。 三、设计上的要求 桥梁设计必须积极采用新结构、新设备、新材料、新工艺利新的设计思想，认真研究国外的先进技术，充分利用国际最新科学技术成果，把国外的先进技术与我们自己的独创结合起来，保证整个桥梁结构及其各部分构件在制造、运输、安装和使用过程中具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性。 四、施工上的要求 桥梁结构应便于制造和安装，尽量采用先进的工艺技术和施工机械，以利于加快施工速度，保证工程质量和施工安全。 五、美观上的要求 在满足上述要求的前提下，尽可能使桥梁具行优美的建筑外型，并与周围的景物相协 调，在城市和游览地区，应更多地考虑桥梁的建筑艺术，但不可把美观片面地理解为豪华的细部装饰。 第二节计算荷载的确定 桥梁承受着整个结构物的自重及所传递来的各种荷载，作用在桥梁上的计算荷载有各种不同的特性，各种荷载出现的机率也不同，因此需将作用荷载进行分类，并将实际可能同时出现的荷载组合起来，确定设计时的计算荷载。 一、作用分类与计算 为了便于设计时应用，将作用在桥梁及道路构造物上的各种荷载，根据其性质分为：
4 预应力混凝土连续梁桥 4.1一般规定 4.1.1 预应力混凝土连续梁桥设计应根据桥长、柱高、地基条件等因素合理分联，每联的长度应以结构合理、方便施工、有利使用为原则，在有条件的情况下应考虑景观要求和桥梁整体布局的一致性。 4.1.2主梁应尽量采用一次浇筑混凝土、两端张拉预应力钢筋的施工方式，主梁长度宜控制在120m左右，当确实需要设置长分联时，可以采用分段浇筑混凝土、使用联接器分段张拉预应力钢筋的施工方案，设计时允许在同一截面全部预应力钢筋使用联接器连接，但对主梁截面及配筋应做加强处理。 4.1.3对于匝道桥，为增大刚度、减小扭矩，有条件时尽可能采用墩梁固结或双支座形式。 4.1.4桥梁截面形式可根据桥宽、跨径、施工条件、使用要求等确定为箱形（简称箱梁）或T形（简称T梁）。箱形截面可设计为单箱单室或单箱多室。箱梁翼板长度的确定应以桥面板正、负弯矩相互协调为原则，T梁悬臂长度宜为1.0~1.5m，箱梁悬臂长度宜为1.5~2.5m。当主、引桥结构形式不同时，悬臂板长度宜取得一致。 4.1.5箱梁腹板宽度应由主梁截面抗剪、抗扭、混凝土保护层、预应力钢筋孔道净距和满足混凝土浇筑等要求确定。预应力钢筋净保护层和净距除满足规范外，应考虑纵向普通钢筋和箍筋的占位以及混凝土浇筑的孔隙等因素。箱梁腹板宽度最小值应符合下列要求：
箱梁腹板宽度最小值一览表 4.1.6 悬臂板厚度应视悬臂长度、桥上荷载及防撞护栏碰撞力验算结果而定。根部厚度宜取0.30～0.55m，悬臂板端部厚度一般不应小于0.12m（对有特殊防撞要求的结构，悬臂板端部厚度适当增加，如使用PL2型防撞护栏时悬臂板端部厚度不应小于0.2m）。当悬臂板长度较长时应适当加强悬臂板沿主梁方向钢筋的配置。 4.1.7主梁翼板和顶、底板厚度应根据梁距和箱宽计算确定。同时应满足箱梁顶板厚度不小于0.2m，底板厚度不小于0.18m；T梁顶板厚度不小于0.16m。 4.1.8中支点横梁和端横梁宽度由计算确定，但中支点横梁宽度不应小于2m，端横梁宽度不应小于1.1m，端横梁宽度还应考虑伸缩缝预留槽等构造要求。 4.1.9主梁腹板与顶、底板相接处应设1︰5加腋，箱形截面与支点横梁相接处应设渐变段加厚。箱梁截面与跨间横梁相接处应设0.15m抹角。 4.1.10箱梁底板必须设置排水孔，腹板必须设置通风孔，直径均宜取D=0.1m左右。配有体外预应力钢筋的箱梁应设置检查换索通道。 4.1.11连续梁桥必须设置端横梁及中支点横梁。直线连续箱梁桥跨径小于30m的桥孔可不设跨间横梁；跨径在30～40m之间的桥孔宜设一道跨间横梁；跨径大于40m时宜设三道跨间横梁。曲线连续箱梁桥应根据曲线半径、跨径大小确定跨间横梁个数。连续T梁桥跨径大于25m
第一章混凝土悬臂体系和连续体系梁桥的计算 第一节结构恒载内力计算 一、恒载内力计算特点 对于连续梁桥等超静定结构，结构自重所产生的内力应根据它所采用的施工方法来确定其计算图式。 以连续梁为例，综合国内外关于连续梁桥的施工方法，大体有以下几种： （一）有支架施工法； （二）逐孔施工法； （三）悬臂施工法； （四）顶推施工法等。 上述几种方法中，除有支架施工一次落梁法的连续梁桥可按成桥结构进行分析之外，其余几种方法施工的连续梁桥，都存在一个所谓的结构体系转换和内力（或应力）叠加的问题，这就是连续梁桥恒载内力计算的一个重要特点。 本节着重介绍如何结合施工程序来确定计算图式和进行内力分析以及内力叠加等问题，并且仅就大跨径连续梁桥中的后两种的施工方法——悬臂浇筑法和顶推施工法作为典型例子进行介绍。理解了对特例的分析思路以后，就可以容易地掌握当采用其它几种施工方法时的桥梁结构分析方法了。 二、悬臂浇筑施工时连续梁的恒载内力计算 为了便于理解，现取一座三孔连续梁例子进行阐明，如图1-1所示。该桥上部结构采用挂篮对称平衡悬臂浇筑法施工，从大的方面可归纳为五个主要阶段，现按图分述如下。 （一）阶段1 在主墩上悬臂浇筑混凝土 首先在主墩上浇筑墩顶上面的梁体节段（称零号块件），并用粗钢筋及临时垫块将梁体与墩身作临时锚固，然后采用施工挂篮向桥墩两侧分节段地进行对称平衡悬臂施工。此时桥墩上支座暂不受力，结构的工作性能犹如T型刚构。对于边跨不对称的部分梁段则采用有支架施工。 此时结构体系是静定的，外荷载为梁体自重q自(x)和挂篮重量P挂，其弯矩图与一般悬臂梁无异。 （二）阶段2 边跨合龙 当边跨梁体合龙以后，先拆除中墩临时锚固，然后便可拆除支架和边跨的挂篮。 此时由于结构体系发生了变化，边跨接近于一单悬臂梁，原来由支架承担的边段梁体重量转移到边跨梁体上。由于边跨挂篮的拆除，相当于结构承受一个向上的集中力P挂。 （三）阶段3 中跨合龙 当中跨合龙段上的混凝土尚未达到设计强度时，该段混凝土的自重q及挂篮重量2P 将以2个集中力 挂 R0的形式分别作用于两侧悬臂梁端部。
桥墩对曲线连续梁桥自振特性的影响 摘要多次桥梁脉动试验结果揭示连续箱型梁桥的竖向自振频率与理论分析结果吻合较好而纵向和横向自振频率吻合不好。理论分析时桥墩的简化是关键影响因素。本文以某六跨连续弯梁桥为基础分析了桥墩对于桥梁自振特性的影响，结果表明桥墩对于桥梁的纵向及横向自振频率具有较大的影响，而对桥梁竖向的自振特性影响不明显。 关键词连续箱梁桥自振特性桥墩 1 前言 所谓固有振动是指弹性系统在没有外部动力的作用下形成的振动。固有振动反映系统的固有特性，是研究一切振动问题的基础[1]。因此准确求解桥梁结构的自振特性是桥梁振动问题的首要环节。在成桥后的荷载试验也往往通过脉动法测试桥梁的自振特性，通过与理论结果对比揭示桥梁的刚度情况。然而多次实践表明连续箱型梁桥的竖向自振频率实测与理论分析结果吻合较好而纵向和横向自振频率吻合不好。分析认为，桥墩是关键影响因素。本文通过对某桥的实体建模分析支持了该观点。 该桥总长170m，整座桥梁位于半径220m的平曲线。孔垮布置为25m+4×30m+25m，如图1所示。上部构造为等截面预应力混凝土箱型连续梁，单箱单室直腹板箱梁，梁高1.6m，顶板宽8.1m，底板宽4m，两侧翼缘悬臂长度2.05m，该桥跨中箱梁截面如图2所示。下部构造3号桥墩为独柱墩，其余桥墩为门式刚架墩、钻孔灌注桩基础。 图1连续梁桥总体布置图 图2跨中箱梁截面 2 有限元模型建立 为了研究桥墩对该桥自振特性的影响，分别按两种情况建立了有限元模型，第一个模型不考虑桥墩的影响，第二个模型考虑桥墩和梁的共同作用。Ansys为构建有限元模型提供了丰富的单元选择，具体到该问题可以选用梁单元也可以选用实体单元。使用梁单元分析时模型构建简单，求解速度较快，但是不能直观的反应梁的振型特性。使用实体单元构建模型虽较复杂，求解速度较慢，但是可以获得较高的精度，振型直观。经综合考虑最后决定采用Ansys实体单元Solid45。在墩台附近箱梁截面形式有所改变，采用实体单元可以精确的反映这种截面的变化。考虑桥墩的有限元模型图3所示。
薛学长寄语： 希望南工大学弟学妹能够按照模板自己算一遍，会有收获的。 Midas——civil在这次课程设计中很重要，尽量把大部分时间花在软件上。 预祝各位拿个好等地 目录 第一章桥跨总体布置及结构尺寸拟定 （一）、桥梁总体布置 （二）、桥孔分跨 （三）、截面形式 （四）、上部结构尺寸拟定 （五）、计算模型 第二章结构内力计算 （一）、恒载内力计算 1.第一期恒载（结构自重） 2.第二期恒载(桥面二期荷载） (二)、活载内力计算 （三）、支座位移引起的内力计算 （四）、温度引起的次内力计算： （五）、上述各种力的分类 第三章荷载组合
（一）、作用和作用效应 （二）、承载能力极限状态下的效应组合 （三）、正常使用极限状态下的效应组合 1.作用短期效应组合 2.作用长期效应组合 （四）、荷载组合表汇总： 第四章预应力钢束的估算与布置 （一）、按承载能力极限计算时满足正截面强度要求 （二）、按照正截面抗裂要求计算预应力钢筋数量 （三）、预应力钢束的布置
第五章截面的验算 （一）施工阶段正截面法向应力验算 （二）受拉区钢筋的拉应力验算 （三）使用阶段正截面抗裂验算 （四）使用阶段斜截面抗裂验算 （五）使用阶段正截面压应力验算 （六）使用阶段斜截面主压应力验算 （七）使用阶段正截面抗弯验算 （八）使用阶段斜截面抗剪验算 （九）使用阶段抗扭验算
第一章桥跨总体布置及结构尺寸拟定 （一）、桥梁总体布置 本设计方案采用三跨预应力混凝土变截面连续梁结构，全长105m。设计相等长度的三跨，每跨长度为35m。 支架现浇施工方案：搭设满堂脚手架，浇筑箱梁混凝土，待混凝土强度达到设计强度的100%后进行预应力张拉，然后拆除脚手架，浇筑防撞护栏，铺设桥面钢筋网，浇筑桥面铺装混凝土。 （二）、桥孔分跨 连续梁桥有做成三跨或者四跨的，也有做成多跨的，但一般不超过六跨。对于桥孔分跨，往往要受到如下因素的影响：桥址地形、地质与水文条件，通航要求以及墩台、基础及支座构造，力学要求，美学要求等。此次桥梁设计采用三等跨设计，每跨35m，根据设计任务书来确定，其跨度组合为：3 35米。 （三）、截面形式 1.立截面 此次连续梁桥跨径并不是很大，综合受力和弯矩，经济等方面，最后决定采用等截面预应力梁桥。 在采用顶推法、移动模架法、整孔架设法施工的桥梁，由于施工的需要，一般采用等高度梁。等高度梁的缺点是：在支点上不能利用增加梁高而只能增加预应力束筋用量来抵抗较大的负弯矩，材料用量多，但是其优点是结构构造简单、
曲线连续梁桥的结构设计 曲线梁桥是高速公路和城市立交中普遍应用的一种桥型。文章根据曲线梁桥的结构受力特点，论述了曲线梁桥在施工及成桥运营阶段出现病害的原因，论述了曲线梁桥在设计中应注意的问题，并提出了该类型桥梁设计中的一些经验做法和解决方案。 标签：曲线梁桥；结构设计；受力特点 1 概述 目前在高等级公路及城市立交中曲线梁桥的应用得到了普遍的认可，尤其在城市立交匝道设计中最为广泛。曲线梁桥的设计中常采用箱型截面，因其具有材料用量少、结构自重小、抗扭刚度大、整体稳定性好、截面应力分配合理等优点，而在曲线梁桥中应用非常普遍。 现阶段曲线梁桥的设计和理论研究已经取得了很多成果，但由于曲线梁桥结构受力复杂、施工过程中标高不能准确的控制，由于设计的原因导致在项目的施工或使用过程中已多次发生过事故。常见问题主要为：曲梁内侧支座脱空；主梁横向侧移量过大；横向刚度不足引起扭曲变形；固结墩墩身开裂；梁体的外移和翻转进一步导致支座、伸缩缝的剪切破坏和平曲线超高的丧失等。故在曲线梁桥的设计与施工过程中应充分考虑结构的弯、剪、扭受力特性，对结构内力进行准确分析及合理优化，消除设计带来的不安全隐患。 2 曲线梁桥受力特点 2.1 “弯-扭”耦合作用 曲梁由于自身及外荷载的作用下会同时产生弯矩和扭矩，并且相互作用。表现为曲梁内外侧尺寸不同、支座反力不等、外荷载偏心及预应力径向作用共同引起较大的扭矩，使梁截面处于“弯-扭”耦合作用的状态，其截面主拉应力比相应的直梁桥大得多，这是曲梁所独有的受力特点。 在变形方面，强大的扭矩作用致使曲线梁桥产生扭转变形；曲线外侧的竖向挠度要大于同等跨径的直桥；由于“弯-扭”耦合作用，在梁端可能出现“翘曲”；当梁端处横桥向约束较弱时，梁体有向曲线外侧“爬移”的趋势。 在受力方面，由于存在较大的扭矩，通常会使外梁超载、内梁卸载，尤其当活载偏置时，内侧支座甚至会出现负反力，如果支座不能承受拉力，就会出现梁体与支座发生脱离的现象，即“支座脱空”现象，这种现象在小半径的宽桥中特别明显。 2.2 下部墩台受力复杂
独柱支撑曲线连续梁桥稳定性分析 独柱支撑曲线连续梁桥稳定性分析 [摘要] 文章通过对崇左市某互通立交工程独柱墩曲线连续梁桥进行有限元建模及计算，分析曲线半径、桥长、边界墩支座间距、独柱墩支座预偏心等因素对独柱墩曲线连续梁桥稳定性的影响；指出只调整梁的扭矩而忽略梁的扭转变形是不全面的。通过调整墩顶处支座的位置保证梁在结构自重以及预应力荷载作用下的扭转变形达到最小，同时梁端的支座处不产生脱空现象，这样才会使整个梁体结构处于平衡；并分析构造要求及施工方法对独柱墩曲线梁桥稳定性的影响。对同类工程设计及施工有一定指导作用。 [关键词] 曲线连续梁桥；独柱支承；偏心距 [作者简介] 张艳东，中铁四院集团南宁勘察设计院有限公司桥隧所助理工程师，研究生，广西南宁，530003；李凤芹，中铁四院集团南宁勘察设计院有限公司，广西南宁，530003 [中图分类号] U448 [文献标识码] A [文章编号] 1007-7723（2012）10-0071-0003 曲线梁桥目前已广泛应用于现代桥梁工程，在城市立交工程的匝道设计中更为普遍。匝道桥的宽度较窄，一般多为两车道，宽度在9～11m；为了实现道路的转向功能，匝道桥多为小半径的曲线梁桥，平曲线最小半径可在30m；匝道桥多设有较大纵坡；匝道桥长度较大，以跨越下面的非机动车道或主干道。由于曲线梁桥相对于普通直线梁桥的特殊性，产生了一系列新的问题，如独柱支座预偏心距的设置，梁体的预应力损失、梁体腹板开裂、整体扭转、变形等[1]，没有很好地解决。规范中对曲线梁桥的设计规定也较少。相关研究的不足，导致独柱墩曲线梁桥较普通直线梁桥发生的病害、事故更多。查阅已建成的独柱墩曲线桥梁的检查资料可知，大部分梁体都存在着不同程度的病害，如梁端支座脱空、产生位移、梁体开裂等现象，甚至导致严重的交通事故，造成巨大的生命财产损失。 一、有限元模型
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目录 概要 (1) 桥梁概况及一般截面 (2) 预应力混凝土梁的分析顺序 (3) 使用的材料及其容许应力 (4) 荷载 (5) 设置操作环境 (6) 定义材料和截面 (7) 定义截面 (8) 定义材料的时间依存性并连接 (9) 建立结构模型 (11) 定义结构组、边界条件组和荷载组 (12) 输入边界条件 (15) 输入荷载 (16) 输入恒荷载 (17) 输入钢束特性值 (18) 输入钢束形状 (19) 输入钢束预应力荷载 (22) 定义施工阶段 (24) 输入移动荷载数据 (29) 运行分析 (33) 查看分析结果 (34) 通过图形查看应力 (34) 定义荷载组合 (38) 利用荷载组合查看应力 (39) 查看钢束的分析结果 (43) 查看荷载组合条件下的内力 (46)
概要 本例题使用一个简单的两跨连续梁模型（图1）来重点介绍MIDAS/Civil的施工阶段分析功能、钢束预应力荷载的输入方法以及查看分析结果的方法等。主要包括分析预应 力混凝土结构时定义钢束特性、钢束形状、输入预应力荷载、定义施工阶段等的方法， 以及在分析结果中查看徐变和收缩、钢束预应力等引起的结构的应力和内力变化特性的 步骤和方法。 图1. 分析模型
桥梁概况及一般截面 分析模型为一个两跨连续梁，其钢束的布置如图2所示，分为两个阶段来施工。 桥梁形式：两跨连续的预应力混凝土梁 桥梁长度：L = 2@30 = 60.0 m 图2. 立面图和剖面图
预应力混凝土梁的分析步骤预应力混凝土梁的分析步骤如下。 1.定义材料和截面 2.建立结构模型 3.输入荷载 恒荷载 钢束特性和形状 钢束预应力荷载 4.定义施工阶段 5.输入移动荷载数据 6.运行结构分析 7.查看结果
Midas 建模专题 Bridging Your Innovation to Reality fdggdf fdgg qddfvg 2011/5/18
midas Civil 2010 培训例题连续梁桥设计专题 目录 1 桥梁概况 .......................................................................................................................................................... - 1 - 1.1主要设计指标 (1) 1.2相关计算参数 (1) 1.3相关设计依据 (1) 1.4一般构造及钢束布置 (2) 1.4.1 一般构造 ........................................................................................................................................ - 2 - 1.4.2 钢束布置 ........................................................................................................................................ - 2 - 1.5施工过程 (4) 2 建模分析 ........................................................................................................................................................... - 6 - 2.1模型概述 (6) 2.2建模要点 (6) 2.2.1 定义材料与截面 ............................................................................................................................ - 6 - 2.2.2 定义节点、单元及边界条件........................................................................................................ - 8 - 2.2.3 定义时间依存材料特性................................................................................................................ - 9 - 2.2.4 定义静力荷载工况 ...................................................................................................................... - 10 - 2.2.5 定义预应力荷载 .......................................................................................................................... - 11 - 2.2.6 定义移动荷载 .............................................................................................................................. - 12 - 2.2.7 定义支座沉降 .............................................................................................................................. - 14 - 2.2.8 定义施工阶段 .............................................................................................................................. - 15 - 2.2.9 定义结构质量 .............................................................................................................................. - 15 - 2.2.10 定义梁的有效宽度 .................................................................................................................... - 16 - - 1 -
现浇预应力混凝土连续梁桥多联同步施工 张忠效 （中交通力建设股份有限公司西安 710000） 【摘要】受钢束张拉空间和单端允许张拉长度的影响，现浇预应力混凝土连续梁分段施工问题，一直困扰着广大桥梁工作者。经过不断的摸索、总结和改进，勤劳智慧的桥梁工作者已经发展、创造出多种分联、分跨施工方案，并最终创造性地实现了多联桥同步施工的目标，带来了显著的社会和经济效益。本文在回顾连续梁桥同步施工技术发展历程的基础上，客观地分析了各方案间的优缺点，并着重对钢束张拉端内置、端横梁二次浇筑、内卡式千斤顶槽内张拉、多联同步施工方案进行了较为详细地介绍，指出了设计中的一些重点和难点。 【关键词】现浇连续梁；同步施工；顶部张拉；内卡式千斤顶；槽内张拉 一、概述 在桥梁上部结构施工时，尽管预制吊装施工具有工厂化、机械化、标准化程度高的诸多优点，受客观条件制约，采用支架、模板进行现浇施工仍被广泛采用[1]。与预制吊装相比，现浇施工普遍被认为施工周期长、造价高，如何有效缩短工期、降低造价成为横亘在广大桥梁工程师面前的一道难题。经过不断的摸索、积累和创新，随着内卡式千斤顶、钢束连接器等一批工具、设备的发明和改进，先后创造性地出现了梁顶集中张拉、逐孔浇筑、内卡式千斤顶槽内张拉等施工方案，基本实现了现浇预应力混凝土连续梁多联同步施工的伟大设想。 二、现浇连续梁桥同步施工发展历程 关于同步施工，国内主要经过了以下几个发展过程： 1、90年代，为加快施工进度，缩短施工周期，节约建设投资，设计者将钢束经平、竖弯后锚固于梁端顶部（如图一所示），创造出梁顶局部开槽、集中张拉的施工方法，可以在一定条件下做到多联同步施工，大大缩短了施工周期。 图一 目前，部分设计院仍在沿用此方法，但该方法的局限性也很明显，主要表现在： ⑴钢束过于集中于梁顶，梁底成为薄弱点，极易受拉开裂，危及结构安全，故一般不建议在梁高大于1.5 米时采用。 ⑵锚头在桥面下埋设较浅，汽车冲击不仅对钢束锚固不利，桥面铺装也容易在反射应力下破坏。 ⑶桥面渗水容易对锚具的耐久性产生影响。 2、90年代末和本世纪初，随着钢束连接器的推广应用，发展出逐孔施工方案，避免了顶部开槽、集中张拉的弊端，适用于各种梁高，且可靠性得到保证。该方法设计要点主要有： ⑴从桥梁一端向另一端，或从桥梁中间向两端逐孔支架现浇主梁，支架可周转使用。 ⑵于每跨主梁正负弯矩变化点附近（距桥墩中心线约0.15～0.2倍跨径处）设施工缝，钢束在施工缝处半数断开，浇筑下一孔时用连接器接长断开的钢束。如此，钢束单端张拉长度可控制在允许范围内，不致产生过大的预应力损失。 ⑶设连接器处腹板厚度等应满足连接器设置要求。
第1题 施工监测一般要求什么时间进行 A. 早晨日岀之前 B. 晚上太阳落山之后 C. 没有要求随时都可以测 D. 根据施工的进度确定答案:A 您的答案：A 题目分数：7 此题得分：7.0 批注： 第2题 临时锚固一般何时拆除 A. 全桥合拢之后 B. 边跨合拢之后 C. 中跨合拢之前 D. 边跨合拢之前 答案:B 您的答案：B 题目分数：7 此题得分：7.0 批注： 第3题 挂篮一般由哪个单位设计？ A. 设计单位 B. 监控单位 C. 施工单位 D. 业主委托第三方 答案:C
您的答案：C 题目分数：7 此题得分：7.0 批注： 第4题 立模标高的精度是多少？ A. ？5mm B. ？10mm C. ？2mm D. -2mm，＋5mm 答案:A 您的答案：D 题目分数：7 此题得分：0.0 批注： 第5题 立模标高中的预拱度数值是如何确定的 A. 施工监控单位自己计算确定 B. 由设计单位提供的数值确定 C. 根据经验确定 D. 施工监控单位计算后请设计单位确认后确定答案:D 您的答案：D 题目分数：2 此题得分：2.0
批注： 第6题 桥梁施工监控工作开展过程中需要和哪些单位联系 A. 建设单位 B. 设计单位 C. 监理单位 D. 施工单位 E. 质监站 答案:A,B,C,D 您的答案：A,B,C,D 题目分数：7 此题得分：7.0 批注： 第7题 挂篮预压的目的是什么？ A. 验证设计 B. 消除非弹性变形 C. 获取荷载- 变形曲线 D. 检验临时锚固的性能答案:A,B,C 您的答案：A,B,C 题目分数：7 此题得分：7.0 批注： 第8题施工控制的工作内容有哪些？ A. 有限元分析计算 B. 通过立模指令指导现场施工
目录 1 前言 ......................................................................... - 1 - 1.1 桥梁工程发展的意义...................................................... - 1 - 1.2 桥梁建设的现状.......................................................... - 1 - 1.3 设计过程中要解决的问题和采用的手段、方法................................ - 1 - 1.4 设计成果及意义.......................................................... - 1 - 2 设计资料 ..................................................................... - 2 - 2.1 工程概况 ............................................................... - 2 - 2.2 技术标准 ............................................................... - 2 - 2.3 地质条件 ............................................................... - 2 - 2.4 构思宗旨 ............................................................... - 2 - 3 方案比选 ..................................................................... - 3 - 3.1 设计方案 ............................................................... - 3 - 3.2 方案比选 ............................................................... - 4 -4上部结构设计.................................................................. - 4 - 4.1 尺寸拟定 ............................................................... - 4 - 4.2 结构自重作用效应计算.................................................... - 7 - 4.3 汽车荷载作用效应计算................................................... - 14 - 4.4 预应力钢束估算及布置................................................... - 27 - 4.5 预应力损失及有效预应力计算............................................. - 31 - 4.6 截面演算 .............................................................. - 36 - 5 下部结构设计 ................................................................ - 39 - 5.1 桥墩设计 .............................................................. - 39 - 5.2 基础设计（刚性扩大基础）............................................... - 42 - 6 施工方案 .................................................................... - 43 - 7 结束语 ...................................................................... - 45 -参考文献 ...................................................................... - 46 -致谢 ......................................................................... - 47 -