第二章 预应力混凝土连续梁桥.

预应⼒混凝⼟简⽀梁桥、连续梁桥和刚架桥对⽐分析预应⼒混凝⼟简⽀梁桥、连续梁桥和刚架桥的设计构造特点和对⽐分析⼀、预应⼒混凝⼟简⽀梁桥1、构造布置：常⽤跨径：20～50m之间，我国编制了后张法装配式预应⼒混凝⼟简⽀梁桥的标准设计，标准跨径为25m、30m、35m、40m。

主梁梁距：1.5～2.2m之间横梁布置：端横梁、中横梁（布置在跨中及四分点处）2、主要尺⼨：主梁：⾼跨⽐1/15～1/25；肋厚14～16cm；横梁：中横梁3/4h，端横梁与主梁同⾼，宽12～20cm，可挖空；翼板：不⼩于1/12h，⼀般为变厚度。

马蹄：为了满⾜布置预应⼒束筋的要求，应T 梁的下缘做成马蹄形。

（⼀）主梁1、梁⾼：我国后张法装配式预应⼒混凝⼟简⽀梁的标准设计有25，30，35，40m 四种，其梁⾼分别为1.25～1.45，1.65～1.75，2.00，2.30m。

标准设计中⾼跨⽐值约为1/17～1/20，其主梁⾼度主要取决于活载标准，主梁间距可在较⼤范围内变化，通常其⾼跨⽐在1/15～1/25 左右。

主梁⾼度如不受建筑⾼度限制，⾼跨⽐宜取偏⼤值。

增⼤梁⾼，只增加腹板⾼度，混凝⼟数量增加不多，但可以节省钢筋⽤量，往往⽐较经济。

2、肋厚：预应⼒混凝⼟，由于预应⼒和弯起束筋的作⽤，肋中的主拉应⼒较⼩，肋板厚度⼀般都由构造决定。

原则上应满⾜束筋保护层的要求，并⼒求模板简单便于浇筑。

国外对现浇梁的腹板没有预应⼒管道时最⼩厚度为200mm，仅有纵向或竖向管道的腹板需要300mm，既有纵向⼜有竖向管道的腹板需要380mm。

对于⾼度超过2400mm 的梁，这些尺⼨尚应增加，以减少混凝⼟浇筑困难，装配式梁的腹板厚度可适当减少，但不能⼩于165mm。

如为先张法结构，最低值可达125mm。

我国⽬前所采⽤的值偏低，⼀般采⽤160mm，标准设计中为140~160mm，在接近梁的两端的区段内，为满⾜抗剪强度和预应⼒束筋布置锚具的需要，将肋厚逐渐扩展加厚。

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：永久作用、可变作用和偶然作用三类。

（一）永久作用指长期作用着荷载和作用力，包括结构重力（包括结构附加重力）、预加力、土重力及土的侧压力、混凝土收缩徐变作用、水的浮力和基础变位而产生的影响力。

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。

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主要取决于经济分跨和施工的设备条件。

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“有用、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54m+84m+54m的预应力混凝土连续梁桥为本次的推举设计桥型。

本设计利用MadisCivil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，一定要考虑混凝土收缩、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、桥梁施工组织设计等主要内容。

最终，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；Midas；结构分析；验算ABSTRACTIn this design, accordiOK to the topography, and project requirements，accordiOK to the current highway bridge design specification of prestressed concrete continuous girder bridge forward,Prestressed concrete continuous rigid-frame structure，XiaCheOKShi arch bridge three schemes.AccordiOK to the "practical, beautiful, safe, economic and convenient for construction of bridge design principles, structure after the bridge of various final choice of 54m + 84m + 54m prestressed concrete continuous girder bridge design for this recommendation.This design usiOK the Madis Civil software analysis the structure，accordiOK to the size of the bridge, the basic model establishment bridge worked，then force analysis，calculation results of reinforced，for each phase analysis and construction.At the same time, must consider the concrete shrinkage, Creep force times and temperature resultant times factors.The design of prestressed concrete continuous girder bridge is mainly the upper structure design,in the design of the main bridge layout and structure size，load calculation，bridge prestressiOK tendons estimation and layout，the loss of prestress and stress of the bridge，the resultant checked，internal combination calculation，section stress calculation girder.Finally, after analysis shows that the design calculation method of calculatiOK the internal force distribution, reasonable, comply with the design requirements of the task.KEY WORDS：Selection scheme；Continuous girder bridge；Continuous rigid-frame structure；Arch bridge；Structure analysis；checkiOK computation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。

大跨径预应力混凝土连续梁和连续刚构桥梁施工监控技术规程大跨径预应力混凝土连续梁和连续刚构桥梁施工监控技术规程第一章总则第一条目的与范围第二条术语和定义第三条施工监控的内容与分阶段要求第四条施工监控的任务和原则第五条施工监控的组织与管理第二章监控程序与设备第六条施工监控程序与流程设计第七条施工监控设备选型与配置第八条施工监控系统的数据采集与处理第九条施工监控数据的分析与评估第三章施工监控的内容与方法第十条施工监控的内容与要求第十一条施工监控的方法与手段第十二条施工监控数据的监测与记录第四章施工监控的应急措施与预警机制第十三条施工监控的应急措施第十四条施工监控的预警机制与报警规定第五章施工监控的质量控制第十五条施工监控的质量控制要求第十六条施工监控的质量控制过程与记录第六章施工监控的管理与评估第十七条施工监控的管理与协调第十八条施工监控的评估与总结第七章附则第十九条施工监控的法律责任和违规处理第二十条施工监控的技术标准与规定第一章总则第一条目的与范围为保障大跨径预应力混凝土连续梁和连续刚构桥梁施工过程的安全与质量，规范施工监控技术，制定本规程。

本规程适用于大跨径预应力混凝土连续梁和连续刚构桥梁的施工监控，包括监控程序与设备、施工监控的内容与方法、应急措施与预警机制、质量控制以及管理与评估等方面。

第二条术语和定义1. 大跨径预应力混凝土连续梁：指桥梁主体长度较长、由多个小段组成的预应力混凝土构件。

2. 连续刚构桥梁：指桥梁主体由多个刚构单元组成的刚性构造。

...第十五条施工监控的质量控制要求1. 施工监控数据的准确性与可靠性。

2. 施工监控设备的正常运行与维护。

3. 施工监控记录的完整与规范。

第十六条施工监控的质量控制过程与记录1. 施工监控数据的记录与存储。

2. 施工监控设备的巡检与维护。

3. 施工监控数据的校核与审核。

第六章施工监控的管理与评估第十七条施工监控的管理与协调1. 施工监控的管理责任与分工。

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。

国家开放大学《桥梁工程（本）》章节测验参考答案题目随机，下载后利用查找功能完成学习任务第一章测验一、判断题1.桥梁按主要构件受力可分为梁式桥、拱式桥、悬索桥、刚架桥、组合体系桥。

（√）2.梁式桥受力特点为主梁受扭，在竖向荷载作用下有水平反力。

（√）3.对于设支座的桥梁，计算跨径是相邻支座中心的水平距离；对于不设支座的桥梁，是上、下部结构的相交面中心间的水平距离。

（√）4.桥下净空是指上部结构最高边缘至计算水位或通航水位间的距离。

（桥下净空是指上部结构最高边缘至计算水位或通航水位间的距离。

（×）5.桥梁的纵断面设计主要包括，确定桥梁的总跨径，桥梁的分孔，桥面标高，基础埋置深度、桥下净空，桥上及桥头引道纵坡等。

（√）6.桥梁总跨径确定后，需进一步进行桥梁分孔。

跨径越大，孔数越少，上部结构造价就越低。

（×）7.可变作用是指在结构使用期间出现的概率很小，一旦出现，其值很大且持续时间很短的作用。

（×）8.桥梁结构的自重往往占全部设计荷载的大部分，采用轻质高强材料对减轻桥梁自重、增大跨越能力有重要意义。

（√）9.车道荷载的均布荷载标准值只作用于相应影响线中一个最大影响线峰值处。

（×）10.汽车荷载由车道荷载和车辆荷载组成，车道荷载由均布荷载和集中荷载组成。

（√）二、单项选择题11.刚架桥主要受力特点是（）A.在竖向荷载作用下拱圈承压、支承处有水平推力B.竖向荷载从梁经过系杆传递到缆索，再到两端锚锭C.主梁受弯，在竖向荷载作用下无水平反力D.支柱、主梁刚性连接，竖向荷载作用下，主梁端部产生负弯矩，减少了跨中截面正弯矩，支柱不仅提供竖向力还承受弯矩12.悬索桥主要承重构件是（）A.梁（板）B.拱圈C.柔性缆索D.刚性缆索13.桥梁上部结构的作用主要是（）A.抵御路堤的土压力B.支撑桥面系，并将结构重力和车辆荷载传给地基C.承受车辆荷载，并通过支座将荷载传给墩台D.防止路堤填土向河中坍塌，并抵御水流的冲刷14.（）是衡量拱桥受力特征的一个重要指标。

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。

虽然连续梁有很多优点，但是刚开始它并不是预应力结构体系中的佼佼者，因为限于当时施工主要采用满堂支架法，采用连续梁费工费时。

到后来，由于悬臂施工方法的应用，连续梁在预应力混凝土结构中有了飞速的发展。

Midas例题（梁格法）：预应⼒混凝⼟连续T梁桥的分析与设计北京迈达斯技术有限公司⽬录概要 (3)设置操作环境 (10)定义材料和截⾯特性 (11)建⽴结构模型 (21)PSC截⾯钢筋输⼊ (42)输⼊荷载 (44)定义施⼯阶段 (63)输⼊移动荷载数据 (73)运⾏结构分析 (80)查看分析结果 (81)概要梁格法是⽬前桥梁结构分析中应⽤的⽐较多的在本例题中将介绍采⽤梁格法建⽴⼀般梁桥结构的分析模型的⽅法、施⼯阶段分析的步骤、横向刚度的设定以及查看结果的⽅法和PSC设计的⽅法。

本例题中的桥梁模型如图1所⽰为⼀三跨的连续梁桥，每跨均为32m。

图1. 简⽀变连续分析模型桥梁的基本数据为了说明采⽤梁格法分析⼀般梁桥结构的分析步骤，本例题采⽤了⼀个⽐较简单的分析模型——⼀座由五⽚预应⼒T梁组成的3×32m桥梁结构，每⽚梁宽2.5m。

桥梁的基本数据取⾃实际结构但和实际结构有所不同。

本例题的基本数据如下：桥梁形式：三跨连续梁桥桥梁等级：I级桥梁全长：3@32＝96m桥梁宽度：12.5m设计车道：3车道图2. T型梁跨中截⾯图图3. T梁端部截⾯图使⽤材料以及容许应⼒> 混凝⼟采⽤JTG04（RC）规范的C50混凝⼟>普通钢筋普通钢筋采⽤HRB335(预应⼒混凝⼟结构⽤普通钢筋中箍筋、主筋和辅筋均采⽤带肋钢筋既HRB系列) >预应⼒钢束采⽤JTG04（S）规范，在数据库中选Strand1860钢束(φ15.2 mm)（规格分别有6束、8束、9束和10束四类）钢束类型为:后张拉钢筋松弛系数(开),选择JTG04和0.3(低松弛)超张拉(开)预应⼒钢筋抗拉强度标准值(fpk):1860N/mm^2预应⼒钢筋与管道壁的摩擦系数:0.3管道每⽶局部偏差对摩擦的影响系数:0.0066(1/m)锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值:开始点:6mm结束点:6mm张拉⼒:抗拉强度标准值的75%>徐变和收缩条件⽔泥种类系数(Bsc): 5 (5代表普通硅酸盐⽔泥)28天龄期混凝⼟⽴⽅体抗压强度标准值,即标号强度(fcu,f):50N/mm^2长期荷载作⽤时混凝⼟的材龄:=t5天o混凝⼟与⼤⽓接触时的材龄:=t3天s相对湿度: %RH=70⼤⽓或养护温度: CT=°20构件理论厚度:程序计算适⽤规范:中国规范(JTG D62-2004)徐变系数: 程序计算混凝⼟收缩变形率: 程序计算荷载静⼒荷载>⾃重由程序内部⾃动计算>⼆期恒载桥⾯铺装、护墙荷载、栏杆荷载、灯杆荷载等具体考虑：桥⾯铺装层：厚度80mm的钢筋混凝⼟和60mm的沥青混凝⼟，钢筋混凝⼟的重⼒密度为25kN/m3, 沥青混凝⼟的重⼒密度为23kN/m3。