预应力混凝土连续箱型截面梁桥设计

三跨预应力混凝土等截面连续箱梁桥设计目录1 工程概况 (1)1.1 自然地理概况 (1)1.1.1 桥梁建设规模 (1)1.1.2 主要工程材料 (1)1.1.3 气候及水文条件 (2)1.1.4 地层及岩性 (2)1.1.5 地质构造及特征 (3)1.1.6 岩体工程地质特征 (4)1.2 设计依据 (4)1.3 主要设计技术规范与标准 (4)1.4 设计标准 (5)2 连续梁桥构造设计 (6)2.1 总体设计 (6)2.2 主梁设计 (6)2.3 主要材料及基本数据 (7)2.4 毛截面几何特性计算 (8)3 行车道板计算 (10)3.1 桥面板荷载效应计算 (10)3.1.1 单向桥面板的内力 (10)3.1.2 悬臂端桥面板内力计算 (12)3.2 桥面板承载能力极限状态计算 (15)3.2.1 简支桥面板承载能力极限状态计算 (15)3.2.2 悬臂段桥面板承载能力极限状态计算 (16)3.3 持久状况抗裂计算 (18)3.3.1 简支桥面板抗裂计算 (18)3.3.2 悬臂端桥面板抗裂计算 (19)4 施工阶段内力分析（结构自重作用效应计算） (21)4.1 满堂支架施工流程及操作要点 (21)4.1.1 工法流程 (21)4.1.2 操作要点 (21)4.2 施工过程模拟模型的建立 (23)4.3 结构自重作用效应计算 (24)5 主梁内力计算 (27)5.1 汽车荷载作用效应计算 (27)5.1.1 冲击系数和折减系数 (27)5.1.2 汽车荷载横向分布影响的增大系数计算 (28)5.1.3 汽车荷载效应内力计算 (28)5.2 温度应力 (30)5.2.1 温差应力计算 (30)5.2.2 整体温度效应 (32)5.3 基础沉降次内力计算 (33)5.4 内力组合 (34)5.4.1 按承载能力极限状态设计 (34)5.4.2 按正常使用极限状态设计 (35)5.4.3 作用长期效应组合 (36)5.5 组合包络图 (41)5.5.1 基本组合包络图 (41)5.5.2 作用长短期效应组合包络图 (42)5.5.3 短期作用组合包络图 (43)6 预应力钢束估算及布置 (44)6.1 钢束估算 (44)6.1.1 按正常使用极限状态的正截面抗裂验算要求估束 (44)6.1.2 按正常使用极限状态截面压应力要求估算 (45)6.1.3 按承载能力极限状态的应力要求计算 (46)6.2 钢束布置 (50)7 预应力损失计算 (51)7.1 基本理论 (51) (51)7.2 预应力钢筋张拉（锚固）控制应力con7.3 预应力损失计算 (51)8 验算 (57)8.1 截面强度验算 (57)8.1.1 基本理论 (57)8.1.2 使用阶段正截面抗弯验算 (57)8.1.3 使用阶段斜截面抗剪验算 (61)8.2 施工阶段正截面法向应力验算 (65)8.3 抗裂验算 (68)8.3.1 规范要求 (68)8.3.2 正截面抗裂验算 (69)8.3.3 斜截面抗裂验算 (70)8.4 正截面混凝土压应力验算 (73)8.5 预应力钢筋拉应力验算 (77)8.6 使用阶段斜截面主压应力验算 (78)8.7 验算说明 (82)1 工程概况1.1 自然地理概况1.1.1 桥梁建设规模南京市六合区复兴桥工程位于南京市六合区复兴路，复兴路为南北向主干道，南接商城路，北接长江路，跨越滁河，是六合区连接滁河主要通道，道路全长918.571m，主桥宽26m。

30m预应力混凝土简支箱型梁桥设计1.1上部结构计算设计资料及构造布置1.1.1 设计资料1.桥梁跨径及桥宽标准跨径：30m；主梁全长：29.96m；计算跨径：28.66m；桥面净宽：净—9+2×1.5m。

2.设计荷载车道荷载：公路—I级；人群荷载：3kN/㎡；每侧人行道栏杆的作用力：1.52kN/㎡；每侧人行道重：3.75kN/㎡。

3.桥梁处河道防洪标准为20年一遇设计，50年一遇校核，桥下通过流量1000/s时，落差不超过0.1m。

4.桥下净空取50年一遇洪水位以上0.3m。

5．材料及工艺混凝土：主梁采用C50混凝土；钢绞线：预应力钢束采用Φ15.2钢绞线，每束6根，全梁配5束；钢筋：直径大于等于12mm的采用HRB335钢筋，直径小于12mm的采用R235钢筋。

采用后张法施工工艺制作主梁。

预制时，预留孔道采用内径70mm、外径77mm的预埋金属波纹管成型，钢绞线采用T双作用千斤顶两端同时张拉，锚具采用夹片式群锚。

主梁安装就位后现浇600mm宽的湿接缝，最后施工混凝土桥面铺装层。

6.基本计算数据基本计算数据见表5-1〖注〗本例考虑混凝土强度达到C45时开始张拉预应力钢束。

f'ck和f'tk分别表示钢束张拉时混凝土的抗压、抗拉标准强度，则：f'ck = 29.6MPa，f'tk = 2.51MPa。

1.1.2 方案拟定及桥型选择1.桥型选取的基本原则(1) 在符合线路基本走向的同时，力求接线顺畅、路线短捷、桥梁较短、尽量降低工程造价(2)在满足使用功能的前提下，力求桥型结构安全、适用、经济、美观。

同时要根据桥位区的地形、地貌、气象、水文、地质、地震等条件，结合当地施工条件，选用技术先进可靠、施工工艺成熟、便于后期养护的桥型方案。

(3)尽量降低主桥梁体高度，缩短桥长。

2.桥型方案比选根据桥位的通航要求，结合桥位处的地形地貌、地质等条件，我们对简支梁桥、悬臂梁桥、T型刚构桥三种方案进行比选(1)简支梁桥方案采用预应力混凝土箱形截面形式，此结构为静定结构，结构内力不受地基变形及温度变化等的影响，因此对基础的适应性好。

预应力钢筋混凝土及普通钢筋混凝土连续箱梁设计要点本说明适用于常规等梁高的普通钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土连续梁桥。

本说明主要目的在于为设计人员在连续梁设计中提供一些建议，以期保证我院设计文件的统一性和完整性。

实际工程的设计中，根据具体项目的具体特点，需仰赖设计人的独立思考以确保工程质量。

1、跨径及梁高的选取1.1、一般连续梁（跨径<50m）在桥梁分跨时，宜将边跨取为中跨的0.75~0.8倍。

1.2、普通钢筋混凝土连续梁边跨不宜大于20m，且中跨取22m以上并小于25m为好。

1.3、将边跨跨径除以0.75并与中跨跨径相比较，取较大者为L，用于确定梁高。

1.4、普通钢筋混凝土梁高应大于L/20，预应力连续梁梁高应大于L/25。

1.5、为适应梯度温差、基础不均匀沉降等附加荷载，连续梁梁高不应无节制加高。

对于普通钢筋混凝土连续梁，梁高应小于L/15；对于预应力连续梁，梁高应小于L/20。

1.6、为使平面杆系计算模型能最大限度的符合工程实际，在无特殊要求下，应将桥梁墩位按照桥梁中线的法线布置，且各墩位的支点间距不大于4倍梁高为好。

1.7、主梁顶、底面横坡与桥面横坡一致。

无特殊情况，腹板高度全梁一致。

2、主梁截面选取2.1、确定翼板宽度。

对于有匝道的立交桥，首先确定匝道桥的翼板宽度，主线桥一般宽度与之相同为好。

在任一情况下，翼板宽度不应大于2倍梁高。

2.2、主梁箱室宽度不应大于3倍梁高。

2.3、在满足局部计算的情况下，主梁顶、底板的厚度取20cm，此为一般值和最小值。

在中支点底板包络应力不大于0.5f ck（C50为16.2MPa）时，不要加厚底板，这样更利于内模制作。

2.4、主梁顶、底板与腹板通过承托过渡，一般取顶板承托60x20cm，底板承托20x20cm。

为方便混凝土分层浇筑，一般将翼板根部与顶板承托根部布置于同一水平。

2.5、腹板厚度的选取2.5.1、普通钢筋混凝土箱梁的腹板应使布置于其中的钢筋骨架间距大于10cm。

斜交转正交现浇预应力混凝土连续箱梁桥设计【摘要】随着国家经济的发展，业主对公路设计的要求不断提高，受主线与被交路（或河流流向）斜交及邻近联跨桥梁布孔影响，桥梁支点斜向布置转为正交布置这种斜转正受力形式的桥梁必将越来越多。

本文结合一座斜转正桥梁的设计实例，提出了一些较为可行的思路和方法，对该型桥梁结构受力特点及结构分析中应注意一些事项，供今后类似桥梁设计参考。

【关键词】公路桥梁斜交转正交布孔方案结构分析The design of PC continuous Box-girder Bridge Transferring skew into OrthogonalityZhang Zhongxiao 1Zhang Jianxun 2（1 Zhongjiao Tongli construction Co. ,LtdXian 7100002 Zhengzhou branch of Shenzhen municipal design and research institute Co., LtdZhengzhou 45000）Abstract : With the development of national economy, the owner’s requirements for highway bridge design continually increase. Due to the influence of skew of main line and cross road, as well as adjacent bridge opening arrangements, such bridge, whose support is not skew but orthogonal with cross road, will become more and more popular in the future. Based on a design example of this kind of bridge, this paper provides some feasible ideas and methods to conduct force analysis of such bridge for designers’reference.Key words : highway bridge; Transferring skew into Orthogonality ;bridge opening arrangements;Structural Analysis1 概述从莞高速公路东莞段樟木头互通主线左线桥（以下简称“本桥”或“该桥”），跨径组成为(28+45+28)+(2×25)+(2×23)m，全桥三联。

现浇预应力混凝土箱形连续梁桥上部构造标准图（设计院）内容简介：公路等级：二、三、四级公路路基宽度(m)：12m 10m 8.5m 7.5m汽车荷载等级：公路-Ⅱ级行车道数：3车道 2车道 2车道 2车道桥面宽度(m)：12m 10m 8.5m 7.5m跨径(m)：20+2×25+20斜交角0°梁高（m）：1.35设计安全等级：二级环境类别：Ⅰ类、Ⅱ类设计要点：现浇箱梁按部分预应力混凝土A类构件设计，其内力计算采用平面杆系有限元程序。

桥面板按单向板和悬臂板计算配筋。

计算参数及箱梁最大反力。

箱梁采用满堂支架浇筑，两端同时张拉的施工方法。

箱梁不设置预拱度。

施工要点：箱梁采用满堂支架施工，每次应搭起整孔支架，同时应严格控制支架的沉降，浇筑混凝土前应对支架进行预压，以减少非弹性变形并检验支架的承载能力，预压重量不得小于箱梁的恒重，待支架沉降稳定后方可施工。

预应力管道定位筋应设置准确，管道半径小于50m时每隔0.5m设一处，其余部分每隔1m 设一处。

管道的连接必须保证质量，应杜绝因漏浆造成预应力管道堵塞……↓↓※中横梁预应力束封锚及锚下钢筋构造:中横梁预应力束封锚及锚下钢筋构造钢束锚下加强钢筋网构造※箱梁梁端预应力束封锚及锚下钢筋构造箱梁梁端预应力束封锚及锚下钢筋构造封锚及锚下钢筋构造立面图纸包括路基宽度12m、10m、8.5m、7.5m的现浇预应力混凝土箱形连续梁桥上部构造标准图，设计院出品，可参考。

全套查看：现浇预应力混凝土箱形连续梁桥上部构造标准图（设计院）同类图纸及施工案例：装配式预应力混凝土箱形连续梁桥上部构造跨径20m斜交角0°设计图装配式预应力混凝土箱形连续梁桥上部构造跨径30米斜交角30°设计图1-25m现浇预应力混凝土简支箱梁设计图预应力混凝土T形连续梁桥上部现浇湿接缝钢筋构造节点详图设计[学士]整体现浇法预应力混凝土连续箱梁桥设计现浇预应力混凝土连续梁施工组织设计（2010年挂篮悬浇法）（32+48+32）m预应力混凝土连续梁支架现浇施工方案鹤岗至大连高速公路某项目现浇连续梁桥施工技术方案（注：文档可能无法思考全面，请浏览后下载，供参考。

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。

预应力混凝土连续箱梁桥设计一、预应力混凝土连续箱梁的特点1.结构简单，施工方便：预应力混凝土连续箱梁是由多节箱体组成的连续结构，箱体之间通过预应力钢筋连接，构造简单明了。

2.承载能力大：预应力混凝土连续箱梁采用预应力钢筋，使梁的承载能力得到有效提高，可以满足大跨度、大荷载的要求。

3.抗震性能好：预应力混凝土连续箱梁由于预应力钢筋的作用，具有良好的抗震性能，能够有效地减小地震力对桥梁的影响。

4.经济性好：预应力混凝土连续箱梁由于结构简洁，施工方便，能够降低工程成本。

二、预应力混凝土连续箱梁的设计要点1.跨度选择：预应力混凝土连续箱梁的跨度要根据桥梁的实际情况进行合理选择，考虑到交通流量、路线的复杂程度、设计速度等因素。

一般情况下，跨度较小的桥梁可以选择简支梁或连续梁结构，跨度较大的桥梁则需要选用连续箱梁结构。

2.箱梁几何尺寸设计：箱梁几何尺寸的设计包括箱梁的高度、宽度和翼缘板的厚度等。

根据桥梁的跨度和超载情况，结合梁段的布置要求，确定合理的几何尺寸。

3.梁段划分：预应力混凝土连续箱梁由于有多个梁段组成，因此需要对梁段进行合理划分。

划分梁段的原则是各个梁段中应力相对均匀，使得整个桥梁结构具有良好的力学性能。

4.预应力计算：预应力混凝土连续箱梁的预应力计算是桥梁设计过程中的关键环节。

需要根据桥梁的跨度、超载情况和设计要求，确定预应力的大小和布置方式。

5.砼块计算：预应力混凝土连续箱梁的砼块计算是为了确定梁的自重和大车荷载作用下的受力状态。

需要考虑到砼块在施工过程中的配重状态和工作状态。

三、预应力混凝土连续箱梁的施工过程1.模板安装：首先需要安装好箱梁的模板，确保模板的精度和稳定性。

2.钢筋预埋：在模板安装完成后，根据预应力设计要求，在箱梁的相应位置预埋好预应力钢筋。

3.砂浆浇注：钢筋预埋完成后，将砂浆浇注到模板内，形成箱梁的外形。

需要确保砂浆的流动性和充实性，以避免空洞和缺陷。

4.预应力成型：砂浆浇注完成后，根据预应力设计要求，通过拉力机对预应力钢筋进行拉拔，形成预应力。