预应力混凝土连续体系梁桥设计与计算

30+45+30米连续梁计算书一、预应力钢筋砼上部结构纵向计算书（一）工程概况：本计算书是针对标段中的30+45+30米的预应力混凝土连续梁桥进行。

桥宽为9.5m，采用单箱单室，单侧翼板长2.5米；梁高为1.6~2.3米，梁底按二次抛物线型变化。

箱梁腹板采用斜腹板，腹板的厚度随着剪力的增大而从跨中向支点逐渐加大，箱梁边腹板厚度为50~70cm。

箱梁顶板厚22cm。

为了满足支座布置及承受支点反力的需要，底板的厚度随着负弯矩的增大而逐渐从跨中向支点逐渐加大，厚度为22～35cm。

其中跨跨中断面形式见图1.1，支承横梁边的截面形式见图1.2。

结构支承形式见图1.3。

主梁设纵向预应力。

钢束采用Øj15.24低松弛预应力钢绞线,标准强度为1860MPa，弹性模量为1.9X105 MPa，公称面积为140mm2。

预应力钢束采用真空吸浆工艺，管道采用与其配套的镀锌金属波纹管。

纵向钢束采用大吨位锚。

钢束为19Øs15.24的钢绞线，均为两端张拉，张拉控制应力为1339MPa。

图1.1 中跨跨中截面形式图1.2 横梁边截面形式图1.3 结构支承示意图（二）设计荷载结构重要性系数：1.0设计荷载：桥宽9.5米，车道数为2，城-A汽车荷载。

人群荷载：没有人行道，所以未考虑人群荷载。

设计风载：按平均风压1000pa计，地震荷载：按基本地震烈度7度设防，温度变化：结构按整体温升200C，整体温降200C计，桥面板升温140C，降温70C。

基础沉降：桩基础按下沉5mm计算组合。

其他荷载：（三）主要计算参数材料：C50砼；预应力钢束：高强度低松弛钢绞线，抗拉标准强度fpk=1860MPa，抗拉设计强度fpd=1260MPa，抗压设计强度fpd=390Mpa。

一期恒载 容重325/kN m γ=；二期恒载:防撞墙砼重量为0.34722517.35/kN m ⨯⨯=，花槽填土重量为0.419208.38/kN m ⨯=；桥面铺装:沥青砼323/kN m γ=，计算每延米重量为7.750.092316.04/kN m ⨯⨯=；（四）计算模型结构计算、施工模拟分析以设计图纸所示跨度、跨数、断面尺寸及支承形式为基础，有关计算参数和假定以现行国家有关设计规范规程为依据。

炭厂沟预应力混凝土连续梁桥的设计设计说明一、设计依据1、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62- 2004）2、《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60- 2004）3、《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）二、技术标准和技术规范2.1技术标准1、荷载等级：公路—Ⅰ级；2、桥面宽度：0.25m（栏杆）+0.5m（防撞栏）+1.5m（人行道）+9m（行车道）+1.5m （人行道）+0.5m（防撞栏）+0.25m（栏杆）=13.5m。

3、桥面设有双向2%的横坡，通过桥面铺装完成；2.2采用规范1、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62- 2004）2、《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60- 2004）3、《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）4、《公路桥涵地基和基础设计规范》（JTJ024-85）5、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）三、基础资料该桥地质情况从上到下为黄土、古土壤、亚粘土和石灰岩。

前三种土质的侧阻力分别为65KPa、70 KPa、85 KPa。

由于本桩基础是支撑在基岩上的端承式。

基岩为石灰岩，其地基承载力特征值4000akf KPa。

四、结构设计4.1 孔跨布置根据路线设计线位，结合桥跨范围地形地质情况，对变截面连续梁桥孔跨布置设计，全桥孔跨组合为80m+125m+80m 。

图4-1 桥梁纵断面布置图4.2 箱梁结构箱梁采用的是单箱单室箱型截面。

桥面行车道的净宽为9m ，人行道净宽为2×1.5m ，因此在设计时设置2×0.5m 的防撞栏及2×0.25m 的人行栏杆。

故箱顶宽为13.5m ，底宽为7.5m ，箱梁顶为平行面。

箱梁跨中及边跨现浇段梁高为2.8m ，箱梁根部断面和墩顶0号梁段高为7.0m 。

从中跨跨中至箱梁根部，箱高、箱梁底板、箱梁腹板均是按照二次抛物线变化的。

预应力混凝土连续梁桥纵向预应力设计一、引言预应力混凝土连续梁桥由于其跨越能力大、结构刚度好、行车舒适性高等优点，在现代桥梁工程中得到了广泛的应用。

而纵向预应力设计是预应力混凝土连续梁桥设计中的关键环节，它直接关系到桥梁的结构性能、安全性和经济性。

二、纵向预应力设计的目的和作用纵向预应力设计的主要目的是通过在混凝土梁中预先施加压应力，来抵消在使用阶段可能出现的拉应力，从而提高梁的承载能力、抗裂性能和耐久性。

其作用主要体现在以下几个方面：1、提高梁的抗弯承载能力：预应力的施加可以使梁在承受荷载时，混凝土处于受压状态，充分发挥混凝土抗压强度高的特点，从而提高梁的抗弯能力。

2、增强梁的抗裂性能：预先施加的压应力可以有效地抑制混凝土裂缝的产生和扩展，提高梁的耐久性。

3、减小梁的挠度：预应力可以减小梁在荷载作用下的变形，提高桥梁的刚度和行车舒适性。

三、纵向预应力筋的布置形式1、直线布置：预应力筋沿梁的轴线直线布置，这种布置形式施工简单，但对梁的抗剪和抗扭性能提升有限。

2、曲线布置：预应力筋沿梁的纵向呈曲线布置，常见的有抛物线形和圆弧形。

曲线布置可以更好地适应梁的弯矩分布，提高预应力的效率，但施工难度相对较大。

四、纵向预应力筋的材料选择常用的纵向预应力筋材料有高强度钢丝、钢绞线和精轧螺纹钢筋。

高强度钢丝具有强度高、柔韧性好的特点，但锚固较复杂。

钢绞线则是目前应用最广泛的预应力筋材料，其强度高、柔韧性好、施工方便。

精轧螺纹钢筋适用于对锚固要求较高的部位，但成本相对较高。

在选择预应力筋材料时，需要综合考虑桥梁的跨度、荷载、施工条件和经济性等因素。

五、纵向预应力筋的数量确定纵向预应力筋的数量应根据桥梁的结构受力要求、使用性能要求和规范规定来确定。

首先，需要根据梁的弯矩和剪力分布，计算出所需的预应力大小。

然后，根据所选预应力筋材料的强度和特性，确定预应力筋的数量。

在计算过程中，还需要考虑预应力损失的影响。

预应力损失包括锚具变形损失、摩擦损失、混凝土收缩徐变损失等。

预应力混凝土连续梁桥的设计1.1总体布置结构总体设计主要包括桥梁跨径分配、主梁截面形式的拟定以及梁高等方面的内容。

1.1.1跨径布置目前，设计工程师认为预应力混凝土连续梁桥的最大理论跨度为250～300m，经济跨度为100～240m。

–布置原则：减小弯矩、增加刚度、方便施工、美观要求–不等跨布置——大部分大跨度连续梁边中跨比为0.5～0.8，最好为0.65–等跨布置——中小跨度连续梁–短边跨布置——特殊使用要求1.1.2主梁截面–板式截面——实用于小跨径连续梁–肋梁式——适合于吊装–箱形截面——适合于节段施工–其它1.1.3箱梁梁高梁高——与跨径、施工方法有关等高度梁——实用于中、小跨径连续梁，一般跨径在50～60米以下变高度梁——实用于大跨径连续梁，100米以上，90%为变高度连续梁桥型公路桥铁路桥支点梁高(m)跨中梁高(m)支点梁高(m)跨中梁高(m)等高梁(1/15～1/25)l(1/16～1/18)l变高（折线）梁(1/16～1/20)l(1/22～1/28)l(1/12～1/16)l(1/22～1/28)l变高（曲线）梁(1/16～1/25)l(1/30～1/50)l(1/12～1/16)l(1/30～1/50)l对于变高梁，一般对于公路桥，支点梁高是跨中梁高的2～3倍；对于铁路桥，支点梁高是跨中梁高的1.5～2倍。

1.2细部设计主梁细部设计包括顶板、底板、腹板等部位尺寸的拟定，横隔板的设置，齿块和承托等构件的设计等。

1.2.1顶板、底板及腹板箱形截面的顶板和底板是结构承受正负弯矩的主要工作部位。

当悬臂施工时，箱梁底板特别是靠近桥墩附近的底板将承受很大的压应力。

在发生变号弯矩的截面中，顶板和底板也都应各自发挥承压的作用。

（1）顶板顶板厚度一般考虑两个因素：满足桥面板横向弯矩的要求；满足布置纵向预应力钢束和横向预应力钢束的构造要求。

另外传统的设计理念认为，顶板厚度与腹板间距相关。

桥面板的悬臂长度也是调节板内弯矩的重要参数，在布置横向预应力时可考虑桥面板的横向坡度和板截面的变高度，以发挥预应力束的偏心效应。

用新规范计算预应力混凝土连续梁预应力混凝土连续梁是一种常用的结构形式，它可以有效地分担荷载，并具有较好的变形性能和挠度控制能力。

本文将以新规范为依据，介绍预应力混凝土连续梁的计算方法。

一、材料强度的计算首先，根据新规范的要求，需要计算混凝土的强度。

混凝土的强度主要包括抗压强度和抗拉强度。

按照规范中的公式，可以得到混凝土的抗压强度和抗拉强度的数值。

对于预应力混凝土连续梁中的预应力钢筋，需要计算其抗拉强度。

根据规范，预应力钢筋的抗拉强度可以根据材料的特性进行计算。

二、截面性能的计算预应力混凝土连续梁的截面性能是指梁的承载能力和变形性能。

承载能力包括极限弯矩和抗剪承载力，变形性能主要包括挠度和裂缝的控制。

1.极限弯矩的计算极限弯矩是指在梁截面的一侧产生最大应力时，梁截面的承载能力。

根据新规范，可以采用一系列公式和计算方法来计算极限弯矩。

2.抗剪承载力的计算抗剪承载力是指连续梁在承受剪力荷载时的承载能力。

根据规范中的要求，可以采用不同的计算方法来计算抗剪承载力。

3.挠度和裂缝的控制挠度和裂缝的控制是预应力混凝土连续梁设计中的重要问题。

通常，可以采用一系列方法来控制梁的挠度和裂缝，如增加截面高度、增加预应力等。

三、校核计算和验算在进行预应力混凝土连续梁的计算时，需要进行校核和验算，以保证梁的安全性和可靠性。

校核计算主要是检查计算结果的合理性和一致性，验算是指将计算结果与规范中要求的标准进行比较，以确定梁是否满足规范的要求。

总结起来，预应力混凝土连续梁的计算要考虑材料强度、截面性能、挠度和裂缝的控制等因素，需要根据新规范进行计算和校核验算。

通过合理的计算和设计，可以确保梁具有较好的承载能力和变形性能，从而满足工程的要求。

┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊共 55 页 第 1 页第一章 概述1.1预应力混凝土连续梁桥概述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。

预应力混凝土桥梁是在二战前后发展起来的，当时西欧很多国家在战后缺钢的情况下，为节省钢材，各国开始竞相采用预应力结构代替部分的钢结构以尽快修复战争带来的创伤。

50年代，预应力混凝土桥梁跨径开始突破了100米，到80年代则达到440米。

虽然跨径太大时并不总是用预应力结构比其它结构好，但是，在实际工程中，跨径小于400米时，预应力混凝土桥梁常常为优胜方案。

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。

摘要本设计根据设计要求及地理地质情况对该桥的设计，本着“适用性、舒适与安全性、经济性、先进性、美观”的原则，本论文拟定了三种不同的桥型方案进行比较和选择：方案一为简支梁桥方案，方案二为连续梁方案，方案三为梁拱组合桥。

经由以上的几点原则以及设计施工等多方面考虑、比较确定预应力混凝土连续梁桥推荐方案。

预应力混凝土连续梁桥以能发挥高强材料特性，较高的刚度和抗裂性，养护维修工作少，抗震性强，运营噪声小，材料可塑性强等而成为预应力混凝土大跨径桥梁的主要桥型之一。

本设计进行了细部尺寸拟定，并利用桥梁专业软件Midas Civil建立了简化模型。

针对该模型进行了预应力钢束的估算及布置、静活载下的内力计算、应力验算及变形验算。

经分析比较证明该桥设计计算正确，内力分布合理，符合设计任务要求。

[关键词]：预应力混凝土、连续桥梁、方案设计、悬臂施工、截面检算ABSTRACTThis design according to the design requirements and the geography and geology condition of the design of the bridge, the spirit of " applicability, comfort and safety, economy, advanced, beautiful " principle, this paper developed three different bridge type scheme comparison and selection: a scheme for simply supported beam bridge scheme, scheme for continuous girder, scheme three as the girder and arch combination bridge. By the above a few principles and design construction and other aspects to consider, in comparison to determine the recommended scheme of prestressed concrete continuous beam bridge.Prestressed concrete continuous beam bridge in order to be able to play high strength material properties, high stiffness and crack resistance, less maintenance and repair work, strong shock resistance, low noise operation, material plasticity and become a prestressed concrete large span bridge of the main bridge of. The design of the size of the details worked out, and the use of bridge software Midas Civil established a simplified model. According to the model of prestressed steel beam estimates and arrangement, the internal forces calculation under static live load, stress calculation and deformation calculation. After analysis and comparison show that the bridge design and calculation is correct, rational distribution of internal force, comply with the design requirements.[ Key words]:prestressed concrete, continuous bridge, cantilever construction, scheme design, cross section calculation目录摘要 (1)ABSTRACT (2)目录 (3)第一章绪论 (5)1.1 桥梁概述 (5)1.1.2 桥梁的组成与分类 (5)1.1.3 我国桥梁建筑的成就及现状 (6)1.1.4 展望21世纪的桥梁工程发展趋势 (7)第二章方案比选 (9)2.1 比选原则 (9)2.2 比选方案 (9)2.2.1 方案设计 (9)2.2.2 方案比选及最终确定 (12)2.3 上部结构尺寸拟定及内力计算 (13)2.4 本桥主要材料 (14)2.5 悬臂浇筑施工程序 (15)2.6 设计计算依据 (17)第三章预应力混凝土连续梁桥主梁内力计算 (18)3.1 建立有限元模型 (18)3.2 最大悬臂时内力计算结果 (18)3.3 中跨合龙后的内力计算 (20)3.4 活载内力计算 (22)3.5 支座沉降次应力图 (28)3.6 活载组合 (34)3.6.1 主力组合 (34)3.6.2 主力+附加力组合 (40)第四章预应力钢束的估算及布置 (47)4.1 钢筋的估算 (47)4.2 实际采用的钢束布置 (51)4.3 钢束布置 (52)第五章截面检算 (53)5.1 强度检算 (53)5.2 应力检算 (54)5.2.1 可能造成预应力损失的因素 (54)5.2.2 对不允许开裂的构件 (54)5.2.3 边跨1/4截面的检算 (55)5.2.4 应力检算 (55)结束语 (65)致谢 (66)参考文献 (67)第一章绪论1.1 桥梁概述1.1.1 桥梁建设的重要性大力发展交通运输事业，建立四通八达的现代化交通网，对于加强全国各族人民的团结，发展国民经济，促进各地经济发展，促进文化交流和巩固国防，都具有非常重要的意义。

预应力混凝土连续刚构箱梁桥设计施工指导意见鉴于连续刚构箱梁桥，尤其是大跨径连续刚构箱梁桥，较普遍地存在着混凝土箱梁开裂和跨中下挠等质量通病。

为吸取教训，提高我省大跨度预应力混凝土连续刚构箱梁桥建设质量和使用寿命，对预应力混凝土连续刚构箱梁桥的设计与施工提出如下指导意见：一、一般要求预应力混凝土连续刚构箱梁桥的设计与施工应遵循交通部现行设计与施工相关技术标准和规范的要求。

项目业主、设计、施工、监理、监控等单位要高度重视预应力混凝土连续刚构箱梁桥的设计与施工质量，加强对设计和施工方案的审查把关，从严控制。

二、设计1、总体布置（1）预应力混凝土连续刚构箱梁桥主跨一般不宜大于200米，主跨大于200米时应与其他桥型进行充分的比选论证。

（2）预应力混凝土连续刚构箱梁桥一联跨数不应超过五跨。

（3）预应力混凝土连续刚构箱梁桥边中跨之比宜在0.53~0.62的范围内，并使结构在最不利荷载作用下边墩支座有一定的压力。

（4）预应力混凝土连续刚构箱梁桥墩高不宜小于跨度的五分之一，且不宜小于20米。

（5）有条件时，桥面纵向宜设置纵坡不小于0.5%凸形竖曲线；应避免桥面设置凹形竖曲线。

2、构造设计混凝土箱梁和墩身的构造尺寸应统一考虑，确保体系刚度满足规范要求。

（1）箱梁梁高为提高梁体的抗剪能力，改善主梁应力状态，箱梁应有足够的高度。

根部箱梁高度宜控制在主跨跨度的1/16~1/18，梁高变化的抛物线次数宜在1.8-2.0的范围内选择，跨径大时取小值，跨径小时取大值。

（2）箱梁腹板箱梁腹板最小厚度不宜小于40 cm，箱梁腹板与顶底板间承托最小边长应大于50cm。

（3）箱梁根部0#块应对箱梁根部0#块进行空间应力分析，认真分析各种工况的应力分布状态，可通过消除局部应力集中和在拉应力区布设足够数量的普通钢筋等措施改善0#块局部受力，减少0#块裂缝的产生。

（4）桥墩抗推刚度在体系刚度满足规范要求的前提下，宜尽量减小桥墩的抗推刚度，以减小混凝土收缩徐变、温度等因素对结构受力的不利影响。

土木工程专业预应力混凝土连续梁桥和连续刚构桥毕业设计指导书预应力混凝土连续梁桥、连续刚构桥是应用广泛的公路和铁路桥梁形式，已经发展形成了相对成熟的设计施工技术方法，作为毕业设计的选择桥型，具有代表性。

一、设计题目1、毕业设计的目的经过毕业设计，使同学们了解预应力混凝土连续梁桥和连续刚构桥设计的基本过程，掌握预应力混凝土连续梁桥和连续刚构桥设计的基本要素，包括桥型的选择，桥跨尺寸的比选，主要结构尺寸的选择，结构受力计算分析，施工方法选择等。

通过毕业设计，同学们应对预应力混凝土连续梁桥和连续刚构桥设计有较全面的了解，能独立进行同类桥梁的计算分析，对预应力混凝土连续梁桥和连续刚构桥施工方法有一定的了解。

2、桥型的选择预应力混凝土连续梁桥、连续刚构桥属于梁式桥类型。

其基本承重结构为预应力混凝土主梁和墩柱。

顾名思义，连续梁和连续刚构桥桥跨结构主梁采用多跨连续体系，有三个或者三个以上支点；在结构自重与外荷载作用下，主梁承受着交变的正负弯矩作用；连续梁在连续的中间支点处设置大吨位竖向支座，因此连续梁的最大跨度受中间支点竖向支座吨位的限制；连续刚构桥采用主梁与中间支墩完全的结构性连接而实现墩梁直接固结传力，无中间支点竖向支座构造，但同时主梁与中间桥墩在支点处的变形必须协调一致，因此连续刚构桥要求中间桥墩的结构刚度能适应主梁变形，中间桥墩具有较大的高度，同时采用具有相对较低的抗弯刚度的所谓柔性墩结构体系，如双薄壁墩结构。

根据其一般的内力分配规律，为达到结构尺度分布协调、受力合理，并具有良好经济性的目的，中大跨度连续梁和连续刚构桥采用变截面的主梁结构，以期在结构刚度和内力分配上协调一致。

结合公路、铁路桥梁等桥面宽的实际情况，变截面采用改变截面高度的方法实现。

根据连续梁和连续刚构桥的特点，连续梁和连续刚构桥适宜于在跨越较大河流或深谷等障碍情况下，采用分段无支架悬臂施工；连续梁适合在墩高小、跨度适中的情况下使用，而连续刚构桥宜在大跨高墩情况下采用。