箱梁连续梁桥上部结构的设计.docx

箱梁连续梁桥上部结构的设计

目录
绪  论 1
1.  设计基本资料 2
1.1  桥梁线形布置 2
1.2  设计标准 2
1.3  主要材料 3
1.3.1混凝土 3
1.3.2钢材 3
1.3.3 支座 3
1.3.4 伸缩缝 3
1.3.5 桥面铺装 3
1.4  施工方式 3
1.5  设计计算依据 3
1.6  基本计算数据表 3
2.  桥式方案的比选 5
2.1  桥梁方案原则 5
2.2   桥型方案的提出和结构介绍 6
2.2.1 预应力混凝土连续梁桥 6
2.2.2 预应力混凝土刚构-连续组合梁 7
2.2.3 预应力混凝土斜拉桥 8
2.2.4 方案比选指标 8
2.3  推荐方案—预应力混凝土连续梁桥 10
2.3.1 上部结构设计 10
2.3.2 上部结构的施工方法 11
3.  设计要点及结构尺寸拟定 12
3.1  设计要点 12
3.2  桥梁结构图式 12
3.3  截面形式及截面尺寸拟定 12
3.4  毛截面几何特性计算 14
3.4.1计算原理 14
3.4.2截面几何特性计算结果 15
4.  主梁作用效应计算 16
4.1  结构自重作用效应计算 16
4.1.1一期自重作用效应计算 16
4.1.2二期自重作用效应计算 17
4.2  汽车荷载作用效应计算 18
4.2.1冲击系数计算 18
4.2.2车道折减系数 19
4.2.3偏载系数计算 19
4.3  汽车荷载作用计算结果 21
4.4  温差应力及基础沉降内力计算 22
4.4.1 温差应力计算 22
4.4.2支座沉降计算 24
4.5  内力组合 24
4.5.1按承载能力极限状态设计 24
4.5.2按正常使用极限状态设计 25
4.5.3内力组合计算结果 26
5.  预应力钢束估算及布置 31
5.1  钢束估算 31
5.1.1按正常使用极限状态的正截面抗裂验算要求估束 31
5.1.2按正常使用极限状态截面压应力要求估算 34
5.1.3按承载能力极限状态的应力要求计算 36
5.2  估算结果 37
5.3  调整束数 37
5.4  布束原则 38
5.5  钢束布置 39
5.6  主梁净、换算截面几何特性计算 39
6.  预应力损失及有效预应力计算 42
6.1  基本理论 42
6.2  预应力损失计算 42
6.3  有效预应力的计算 42
7.  配束后主梁内力计算及内力组合 44
8.  截面强度验算 49
8.1  基本理论 49
8.2  计算过程 49
9.  抗裂验算 51
9.1  主梁正截面抗裂验算 51
9.2  斜截面抗裂验算 52
10.  持久状况构件的应力验算 54
10.1  正截面混凝土压应力验算 54
10.2  预应力筋拉应力验算 54
10.3  混凝土主压应力验算 54
11.  挠度验算 56
结论 57
致谢 58
参考文献 59
 
绪  论
连续梁在恒活载作用下，产生的支点负弯矩对跨中正弯矩有卸载的作用，使内力状态比较均匀合理，因而梁高可以减小，节省材料，且刚度大，整体性好，超载能力大，安全度大，桥面伸缩缝少。在30至120m跨度内常是桥型方案比选的优胜者。
主梁是连续支承在几个桥墩上。在荷载作用时，主梁的不同截面上有的有正弯矩，有的有负弯矩，而弯矩的绝对值均较同跨径桥的简支梁小。这样，可节省主梁材料用量。由于连续箱梁在构造、施工和使用上的优点，近年来建成预应力混凝土连续箱梁桥较多。其发展趋势为：减轻结构自重，采用高标号混凝土40～60号；随着建筑材料和预应力技术发展，其跨径增大，葡萄牙已建成250m的连续箱梁桥，超过这一跨径，也不是太经济的。中等跨径的预应力连续箱梁，如跨径40～80m，一般用于特大型桥梁引桥、高速公路和城市道路的跨线桥以及通航净空要求不太高的跨河桥。
以受力体系来分，有等截面、变截面连续梁桥、桁架连续梁桥，连续一刚构梁桥及形墩连续梁桥等。其中等截面及变截面是目前我国预应力混凝土连续梁桥采用最多的截面形式。
变截面连续梁一般适应以下情况：
（1）跨径一般为40至60m（国外也有达到80m跨径者），构造简单，施工快捷。
（2）立面布置以等跨径为宜，也可以不等跨布置，边跨与中跨之比应不小于0.6，高跨比一般为1/15至1/25 )。
（3）适应于支架施工、逐跨架设施工、移动模架施工及顶推施工。 
    箱型截面具有良好的结构性能，在中等、大跨度应力混凝土桥梁中，采用的箱梁是指薄壁箱形截面的梁。
作用在箱形梁上的重要荷载是恒载与活载。恒载通常是对称作用的，活载可以是对称作用，也可以是非对称偏心作用，必须分别加以考虑。偏心荷载作用，使箱形梁既产生对称弯曲又产生扭转，因此，作用于箱型梁的外力可综合表达为偏心荷载来进行结构分析。
箱梁在偏心荷载作用下，因弯扭作用在横截面上将产生纵向正应力和剪应力，因横向弯曲和扭转变形将在箱梁各板中产生横向弯曲应力与剪应力。

1.  设计基本资料
1.1  桥梁线形布置
平曲线半径：无平曲线。
竖曲线半径：无竖曲线，纵坡：无纵坡。
1.2  设计标准
跨径：25m+40m+25m,施工方法为支架现浇；桥梁布置立面图见图1.1
 
图1.1   桥垮总体布置立面图（尺寸单位:cm）
荷载标准：公路—Ⅰ级
桥面组成：0.5m（防撞墙）+0.5m（路缘带）+3.75m（行车道）+0.5m（双黄线）+3.75m（行车道）+0.5m（路缘带）+0.5m（防撞墙）；桥梁布置横断面图见图1.2。
 
图1.2    桥垮总体布置横断面图（尺寸单位：cm）
结构重要性系数：1.1
桥面形式：单幅，单箱单室。