箱梁連續(xù)梁橋上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計

目錄
緒  論 1
1.  設(shè)計基本資料 2
1.1  橋梁線形布置 2
1.2  設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) 2
1.3  主要材料 3
1.3.1混凝土 3
1.3.2鋼材 3
1.3.3 支座 3
1.3.4 伸縮縫 3
1.3.5 橋面鋪裝 3
1.4  施工方式 3
1.5  設(shè)計計算依據(jù) 3
1.6  基本計算數(shù)據(jù)表 3
2.  橋式方案的比選 5
2.1  橋梁方案原則 5
2.2   橋型方案的提出和結(jié)構(gòu)介紹 6
2.2.1 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋 6
2.2.2 預(yù)應(yīng)力混凝土剛構(gòu)-連續(xù)組合梁 7
2.2.3 預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋 8
2.2.4 方案比選指標(biāo) 8
2.3  推薦方案—預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋 10
2.3.1 上部結(jié)構(gòu)設(shè)計 10
2.3.2 上部結(jié)構(gòu)的施工方法 11
3.  設(shè)計要點及結(jié)構(gòu)尺寸擬定 12
3.1  設(shè)計要點 12
3.2  橋梁結(jié)構(gòu)圖式 12
3.3  截面形式及截面尺寸擬定 12
3.4  毛截面幾何特性計算 14
3.4.1計算原理 14
3.4.2截面幾何特性計算結(jié)果 15
4.  主梁作用效應(yīng)計算 16
4.1  結(jié)構(gòu)自重作用效應(yīng)計算 16
4.1.1一期自重作用效應(yīng)計算 16
4.1.2二期自重作用效應(yīng)計算 17
4.2  汽車荷載作用效應(yīng)計算 18
4.2.1沖擊系數(shù)計算 18
4.2.2車道折減系數(shù) 19
4.2.3偏載系數(shù)計算 19
4.3  汽車荷載作用計算結(jié)果 21
4.4  溫差應(yīng)力及基礎(chǔ)沉降內(nèi)力計算 22
4.4.1 溫差應(yīng)力計算 22
4.4.2支座沉降計算 24
4.5  內(nèi)力組合 24
4.5.1按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計 24
4.5.2按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計 25
4.5.3內(nèi)力組合計算結(jié)果 26
5.  預(yù)應(yīng)力鋼束估算及布置 31
5.1  鋼束估算 31
5.1.1按正常使用極限狀態(tài)的正截面抗裂驗算要求估束 31
5.1.2按正常使用極限狀態(tài)截面壓應(yīng)力要求估算 34
5.1.3按承載能力極限狀態(tài)的應(yīng)力要求計算 36
5.2  估算結(jié)果 37
5.3  調(diào)整束數(shù) 37
5.4  布束原則 38
5.5  鋼束布置 39
5.6  主梁凈、換算截面幾何特性計算 39
6.  預(yù)應(yīng)力損失及有效預(yù)應(yīng)力計算 42
6.1  基本理論 42
6.2  預(yù)應(yīng)力損失計算 42
6.3  有效預(yù)應(yīng)力的計算 42
7.  配束后主梁內(nèi)力計算及內(nèi)力組合 44
8.  截面強度驗算 49
8.1  基本理論 49
8.2  計算過程 49
9.  抗裂驗算 51
9.1  主梁正截面抗裂驗算 51
9.2  斜截面抗裂驗算 52
10.  持久狀況構(gòu)件的應(yīng)力驗算 54
10.1  正截面混凝土壓應(yīng)力驗算 54
10.2  預(yù)應(yīng)力筋拉應(yīng)力驗算 54
10.3  混凝土主壓應(yīng)力驗算 54
11.  撓度驗算 56
結(jié)論 57
致謝 58
參考文獻 59
 
緒  論
連續(xù)梁在恒活載作用下，產(chǎn)生的支點負(fù)彎矩對跨中正彎矩有卸載的作用，使內(nèi)力狀態(tài)比較均勻合理，因而梁高可以減小，節(jié)省材料，且剛度大，整體性好，超載能力大，安全度大，橋面伸縮縫少。在30至120m跨度內(nèi)常是橋型方案比選的優(yōu)勝者。
主梁是連續(xù)支承在幾個橋墩上。在荷載作用時，主梁的不同截面上有的有正彎矩，有的有負(fù)彎矩，而彎矩的絕對值均較同跨徑橋的簡支梁小。這樣，可節(jié)省主梁材料用量。由于連續(xù)箱梁在構(gòu)造、施工和使用上的優(yōu)點，近年來建成預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋較多。其發(fā)展趨勢為：減輕結(jié)構(gòu)自重，采用高標(biāo)號混凝土40～60號；隨著建筑材料和預(yù)應(yīng)力技術(shù)發(fā)展，其跨徑增大，葡萄牙已建成250m的連續(xù)箱梁橋，超過這一跨徑，也不是太經(jīng)濟的。中等跨徑的預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁，如跨徑40～80m，一般用于特大型橋梁引橋、高速公路和城市道路的跨線橋以及通航凈空要求不太高的跨河橋。
以受力體系來分，有等截面、變截面連續(xù)梁橋、桁架連續(xù)梁橋，連續(xù)一剛構(gòu)梁橋及形墩連續(xù)梁橋等。其中等截面及變截面是目前我國預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋采用最多的截面形式。
變截面連續(xù)梁一般適應(yīng)以下情況：
（1）跨徑一般為40至60m（國外也有達到80m跨徑者），構(gòu)造簡單，施工快捷。
（2）立面布置以等跨徑為宜，也可以不等跨布置，邊跨與中跨之比應(yīng)不小于0.6，高跨比一般為1/15至1/25 )。
（3）適應(yīng)于支架施工、逐跨架設(shè)施工、移動模架施工及頂推施工。 
    箱型截面具有良好的結(jié)構(gòu)性能，在中等、大跨度應(yīng)力混凝土橋梁中，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載是恒載與活載。恒載通常是對稱作用的，活載可以是對稱作用，也可以是非對稱偏心作用，必須分別加以考慮。偏心荷載作用，使箱形梁既產(chǎn)生對稱彎曲又產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，因此，作用于箱型梁的外力可綜合表達為偏心荷載來進行結(jié)構(gòu)分析。
箱梁在偏心荷載作用下，因彎扭作用在橫截面上將產(chǎn)生縱向正應(yīng)力和剪應(yīng)力，因橫向彎曲和扭轉(zhuǎn)變形將在箱梁各板中產(chǎn)生橫向彎曲應(yīng)力與剪應(yīng)力。

1.  設(shè)計基本資料
1.1  橋梁線形布置
平曲線半徑：無平曲線。
豎曲線半徑：無豎曲線，縱坡：無縱坡。
1.2  設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)
跨徑：25m+40m+25m,施工方法為支架現(xiàn)澆；橋梁布置立面圖見圖1.1
 
圖1.1   橋垮總體布置立面圖（尺寸單位:cm）
荷載標(biāo)準(zhǔn)：公路—Ⅰ級
橋面組成：0.5m（防撞墻）+0.5m（路緣帶）+3.75m（行車道）+0.5m（雙黃線）+3.75m（行車道）+0.5m（路緣帶）+0.5m（防撞墻）；橋梁布置橫斷面圖見圖1.2。
 
圖1.2    橋垮總體布置橫斷面圖（尺寸單位：cm）
結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)：1.1
橋面形式：單幅，單箱單室。