苏古特大桥(65+110+65连续刚构桥)毕业设计.docx

第一章绪论第一节连续刚构桥概述连续刚构桥也可称为具有墩梁固结的连续梁桥。

桥梁中的墩梁固结部分通常在需要布置大跨、高墩时才采用.从结构适应位移角度看，刚构体系利用高墩的柔度来适应结构由预加力、混凝土收缩、徐变和温度变化等应起的纵向位移，即把高墩视为一种可摆动的支承体系.边跨桥墩因墩高较矮,相对刚度增大，当其不能起到摆动作用时，需在桥墩的顶部或底部设铰，以适应纵向位移。

对长大桥梁，连续刚构体桥往往是刚构主体与连续梁的组合。

刚构桥一般是指桥跨结构和墩台整体相连的桥梁。

其特点为：由于两者之间是刚性连接，在竖向荷载作用下，将在主梁端部产生负弯矩，因而将减少跨中正弯矩，跨中截面尺寸也相应的减小。

刚构桥在竖向荷载作用下,支柱将承受压力外，还承受弯矩。

支柱一般也由混凝土构件做成，其在竖向荷载作用下，一般都产生水平推力.刚构桥一般都做成超静定的结构形式，故混凝土收缩，温度变化，墩台不均匀沉降和预应力等因素都会在结构中产生附加内力.在施工过程中，当结构体系发生转换时，徐变也会引起附加内力。

有时，这些附加内力可占整个内力相当大的比例.第二节连续刚构桥的特点一、连续刚构桥的主要特点连续刚构桥的主要特点表现在以下几个方面：1、墩梁固结有利于悬臂施工，且可以减少大型支座及其养护维修和更换;2、在受力方面,上部结构仍表现出连续梁的特点，但必须计入由于桥墩受力及混凝土收缩、徐变和温度变化应起的变形对上部结构的影响；因桥墩具有一定的柔度，与T型刚构桥相比，其根部所受的弯矩很小，而在墩梁结合处仍有刚架受力特点；3、在构造方面,主梁常采用变截面箱形梁，桥墩多采用矩形和箱形截面的柱式墩或双薄壁墩;在桥梁两端的伸缩装置应能适应结构纵向位移的需要，同时，桥台处需设置控制水平位移的的挡块,以保证结构的水平稳定性。

二、连续刚构桥的基本受力特点连续梁的基本受力特点可归纳为:1、随着墩高的增加，连续刚构的墩顶以及跨中弯矩趋近连续梁者；2、墩的轴向力和墩底弯矩随墩高的增加急剧减少;3、两墩之间的梁部所受到的轴向力随墩高的增加而急剧减少。

桥梁施工工程方案模板本合同段特大桥桩基采用冲击钻机成孔，导管法灌注砼成桩的施工方法。

大桥及中桥桩基采用挖孔成孔的施工方法。

一般墩台身施工方法桥台和10m以下墩身一次性浇注成型，10m以上墩身采用翻模法施工。

具体施工方案如下：①10m以下墩身施工A现场架立和绑扎墩身钢筋，钢筋的加工、制作均按图纸及规范要求进行，保证间距、位置正确及保护层厚度符合要求。

B墩柱模板采用厂制钢模板，模板支立后检查模板的平面位置及竖直度是否符合设计要求，为保证模板稳固，防止变位，模板要用缆风绳、斜支撑等进行固定。

墩柱模板安装见示意图。

C砼由拌和站供应，吊机配合吊斗(泵送)进行浇筑。

浇筑时，在墩台顶安设活动窜筒，以防止落差过大而造成砼离析。

砼振捣采用插入式振捣器，按要求控制振捣时间及方法，确保砼振捣质量。

砼灌注见示意图。

D砼养护采用表面包裹塑料布的方式或覆盖土工织物洒水进行养生。

②10m以上墩身施工10m以上墩身采用翻模法施工。

A模型墩身采用特制定型钢模，翻模法施工。

模型表面光滑平整，接缝平顺、紧密，每节模板高4cm，并在横系梁位置预留缺口，以便预埋横系梁钢筋。

钢模面板采用5mm钢板，8#槽钢作骨架，80x8mm钢板作加劲肋，由专业厂家按设计要求制作。

分节段拼装连接成型。

模型采用内支撑及拉杆加固。

砼用采用泵送砼入模。

模型结构示意如图：B起吊设备配置25m以上高桥墩施工时，采用提升架起吊钢筋等料具，泵送砼入模；高度在25m以下墩柱施工时采用吊车起吊钢筋，泵送砼入模。

提升架结构见《墩身施工提升架示意图》。

Y型墩及双薄壁墩采用翻模施工,空心墩采用滑模施工。

施工方法同上。

墩身砼施工采泵送、提升架或吊车提升砼。

盖梁施工：盖梁模型以墩顶抱箍或预埋钢棒作为下部支撑体系，以简化操作程序，提高模型的利用率。

圆柱墩盖梁采用抱箍法施工，其余墩柱盖梁采用预埋钢棒法施工。

盖梁具体施工步骤如下：①托架施工：在抱箍或钢棒上铺45b工字钢形成盖梁下部支撑体系，再铺设方木。

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 (11)4 全桥内力计算 (14)4.1计算参数 (14)4.2内力计算 (14)4.2.1 自重作用下的内力计算 (14)4.2.2 二期恒载作用下的内力计算 (15)4.2.3 墩台不均匀沉降引起的次内力计算 (17)4.2.4 温度对结构的影响 (18)4.2.5 混凝土徐变、收缩对结构的影响 (23)4.2.6 活载内力计算 (25)4.3作用效应组合 (31)4.3.1 作用 (31)4.3.2 组合原理及规律 (31)4.4施工阶段分析 (35)5 预应力钢束设计及截面特性计算 (38)5.1按构件正截面抗裂性要求估算预应力钢筋数量 (38)5.2预应力筋估算结果 (39)5.3换算截面几何特性值计算 (41)6 预应力损失计算 (44)σ......... 错误！未定义书签。

6.1预应力筋与孔道壁之间摩擦引起的应力损失1lσ.错误！未定义书签。

6.2．锚具变形、预应力筋回缩和接缝压缩引起的应力损失2lσ错误！未定义书签。

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3lσ................... 错误！未定义书签。

6.4．混凝土弹性压缩引起的应力损失4lσ............... 错误！未定义书签。

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 (11)4 全桥内力计算 (14)4.1计算参数 (14)4.2内力计算 (14)4.2.1 自重作用下的内力计算 (14)4.2.2 二期恒载作用下的内力计算 (15)4.2.3 墩台不均匀沉降引起的次内力计算 (17)4.2.4 温度对结构的影响 (18)4.2.5 混凝土徐变、收缩对结构的影响 (23)4.2.6 活载内力计算 (25)4.3作用效应组合 (31)4.3.1 作用 (31)4.3.2 组合原理及规律 (31)4.4施工阶段分析 (35)5 预应力钢束设计及截面特性计算 (38)5.1按构件正截面抗裂性要求估算预应力钢筋数量 (38)5.2预应力筋估算结果 (39)5.3换算截面几何特性值计算 (41)6 预应力损失计算 (44)σ......... 错误！未定义书签。

6.1预应力筋与孔道壁之间摩擦引起的应力损失1lσ.错误！未定义书签。

6.2．锚具变形、预应力筋回缩和接缝压缩引起的应力损失2lσ错误！未定义书签。

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3lσ................... 错误！未定义书签。

6.4．混凝土弹性压缩引起的应力损失4lσ............... 错误！未定义书签。

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。

苏古特大桥（65+110+65连续刚构桥）毕业设计.docx兰州交通大学毕业设计（论文）任务书兰州交通大学毕业设计（论文）开题报告表课题类型和性质: (1) A-工程设计；B-技术开发；C-软件工程；D-理论研究；(2) X-真实课题；Y-模拟课题；Z-虚拟课题；(1)、(2)均要填，如AY，BX等；兰州交通大学毕业设计（论文）学生自查表（中期教学检查用）摘要本设计为苏古特（65+110+65）连续刚构桥上部结构的设计，桥址处，水文地质条件较好，无通航要求。

道路等级为一级公路，设计荷载为公路Ⅰ级，抗震烈度为七度。

根据桥址处的地形、地貌、地质、水文等情况，并结合设计要求，拟定出三个方案，分别是预应力混凝土连续刚构桥、不等跨变截面预应力混凝土连续梁桥、斜拉桥，并绘出三个方案的结构布置图，然后根据安全、适用、经济、美观的比选原则确定方案一为推荐方案；而后根据所选桥型进行主梁纵、横断面尺寸的拟定，并绘出主梁横断面构造图；再根据所拟定的尺寸，用MIDAS结构分析程序分别完成了施工阶段和成桥后的主梁各控制截面的恒载内力和活载内力计算，然后分别按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行荷载效应组合；再根据各控制截面内力估算预应力钢束数量，确定束数，然后对各截面进行了钢束布置，并绘出钢束布置图；最后，对各控制截面进行强度、应力验算，各项验算均满足规范要求。

本桥采用悬臂施工的施工方法，其主要特点是施工方法简单可行，施工质量可靠，施工工艺成熟，不需大型起吊设备，梁段可安排平行作业施工，施工工期短。

关键词：预应力混凝土刚构桥，悬臂施工，荷载效应组合AbstractThe design is superstructure of the SuGuTe(65+110+65) continues rigid frame bridge. At the bridge site, the hydrology and geological condition is better and don’t have the navigation request. This road grade is the first Class Highway, the design load is highway I class, and the seismic degree for this design is 7 degrees. according to terrain, landform, geology and hydrology of the bridge site and design request, three schemes were proposed. The first scheme is prestressed continuous rigid frame. The second scheme is unequal span continuous box girder bridge with variable cross-section of prestressed concrete. The third scheme is Cable-stayed bridge, and then draw the diagram of structure for three schemes. The first scheme was proposed after carefully comparison with safety, serviceability, economy, and aesthetic. Then according to the bridge type draw up the size of vertical and cross section of girder. Then according to the size of the bridge, use MIDAS program to calculate the internal force of construction and operational phase of the control section, which include the dead load and the live load. Then conducting combination of load effects depend on the ultimate limit state of bearing capacity and the ultimate limit state of normal usage. Then according to the control internal force to estimate the number of limbers pre-stressing bond and select the number of bond, and arranged them. Finally, having a check of intensity and stress of the control section, the result achieves the request of the code.The construction of the bridge is Cantilever construction, its main characteristics is simple, the quantity of construction reliability, the construction technology simple, large hoisting equipments, the girder can be constructed at same time, and the construction is short.Key words: prestressed continuous rigid frame bridge，cantilever construction，combination of load effects目录1 绪论 (1)1.1 连续刚构桥简介及发展 (1)1.2 连续刚构桥的受力特点 (1)1.3 连续刚构桥的构造特点 (2)1.3.1 零号块 (2)1.3.2 横隔板 (2)1.3.3 合拢段 (2)2 桥跨总体布置及尺寸拟定 (3)2.1 设计基本资料 (3)2.1.1 桥址处自然情况 (3)2.1.2 设计依据 (4)2.2 设计方案比选 (5)2.2.1 桥梁设计原则 (5)2.2.2 桥型方案一（预应力混凝土连续刚构桥） (6)2.2.3 桥型方案二（预应力混凝土连续梁桥） (7)2.2.4 桥型方案三（斜拉桥） (8)2.3 梁体截面比选 (10)2.4 桥梁整体布置和尺寸拟定 (11)2.5 桥梁施工阶段划分 (12)2.6 悬臂施工过程及注意事项 (13)3 主梁内力计算 (16)3.1 恒载内力计算 (16)3.2 活载内力计算 (20)3.3 温度次内力及支座沉降 (24)3.4 混凝土收缩徐变引起的内力 (30)3.5 作用效应的组合 (32)3.5.1 承载能力作用效应的组合 (32)3.5.2 正常使用极限状态下的荷载组合 (33)3.5.3内力组合结果 (34)3.5.4 荷载组合内力包络图 (37)4 预应力钢束的估算及布置 (40)4.1 钢束估算 (40)4.2 预应力筋的布置 (46)5 预应力损失及有效应力计算 (48)5.1 预应力损失计算 (48)5.1.1 摩阻损失 (48)5.1.2 锚具变形损失 (51)5.1.3 混凝土的弹性压缩 (53)5.1.4 钢束松弛损失 (54)5.1.5 收缩徐变损失 (54)5.2 有效预应力计算 (56)5.3配筋后的荷载组合 (56)5.4 配筋后的内力包络图 (59)6 主梁验算 (61)6.1截面几何特性计算 (61)6.2 主梁截面内力应力验算 (63)6.2.1 主梁截面抗弯验算 (63)6.2.2截面抗裂性验算 (66)6.2.3 持久状态下的应力计算 (71)6.3挠度验算 (75)6.4预拱度计算 (77)结论 (78)致谢 (79)参考文献 (80)附录 (81)1 绪论1.1 连续刚构桥简介及发展为了跨越各种障碍(如河流、沟谷或其他线路等)，必须修建各种类型的桥梁与涵洞，因此桥涵是交通线路中的重要组成部分。

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 (10)4 全桥内力计算 (13)4.1计算参数 (13)4.2内力计算 (13)4.2.1 自重作用下的内力计算 (13)4.2.2 二期恒载作用下的内力计算 (15)4.2.3 墩台不均匀沉降引起的次内力计算 (16)4.2.4 温度对结构的影响 (18)4.2.5 混凝土徐变、收缩对结构的影响 (22)4.2.6 活载内力计算 (25)4.3作用效应组合 (30)4.3.1 作用 (30)4.3.2 组合原理及规律 (31)4.4施工阶段分析 (35)5 预应力钢束设计及截面特性计算 (38)5.1按构件正截面抗裂性要求估算预应力钢筋数量 (38)5.2预应力筋估算结果 (39)5.3换算截面几何特性值计算 (41)6 预应力损失计算 (44)σ... 错误！未定义书签。

6.1预应力筋与孔道壁之间摩擦引起的应力损失1lσ错误！未定义书签。

6.2．锚具变形、预应力筋回缩和接缝压缩引起的应力损失2lσ错误！未定义书签。

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3lσ............. 错误！未定义书签。

6.4．混凝土弹性压缩引起的应力损失4lσ......... 错误！未定义书签。

6.5由钢筋松弛引起的应力损失的终极值5lσ....... 错误！未定义书签。

第一章基本资料1. 1基本资料：1.1.1 基本资料（一）基本资料表1.1 桥位横断面地形资料（2）桥面横坡：双向 2%（3）桥面宽度：0.5+11+1.5+11+0.5=24.5m（4）风力：设计风速22m/s（5）设计荷载：公路-Ｉ级（6）温差：±10.6度1.1.2 设计标准：（1）设计荷载；公路-Ｉ级（2）桥面净宽：2×11m1.1.3 设计依据：（1）中华人民共和国行业标准《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）（2）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）（3）《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ011-89）（4）《公路圬工桥涵设计规范》（JTG D61-2005）（5）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024-85）1.2 方案拟定1.2.1设计原则桥梁设计必须遵照“实用、经济、安全和美观”的基本原则。

（1）符合当地复杂的地质条件，满足交通功能需要。

（2）设计方案力求结构安全可靠，具有特色，又要保证结构受力合理，施工方便，可行，工程总造价经济。

（3）桥梁结构造型简单，轻巧，并能体现地域风格，与周围环境协调。

1.2.2 方案简介从当地的地形地质条件、水文条件和技术标准，且由于该桥有通航要求，在布跨的时候桥墩的位置不能影响通航，拟选出以下六个初选方案分别为：方案一:3×40m+100m+190m+100m连续刚构，其中3×40m为引桥部分。

方案二:4×40m+100m+160m+100m连续梁桥，其中4×40m为引桥部分。

方案三:40m+130m+2×45m+190m+40m上承式混凝土拱桥。

方案四:30m+2×205m+2×45m的独塔单索面斜拉桥，其中30m,2×45m为引桥部分方案五:6×40m+184m+2×45m上承式混凝土拱桥。