西南交通大学某跨线立交26 246 26m预应力砼连续梁设计文档.docx

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西南交通大学某跨线立交2624626m预应力砼连续梁设计文档

某跨线立交（26+2×46+26）m

预应力砼连续梁设计

摘要

毕业设计主要是关于小跨度预应力混凝土连续梁桥上部结构的设计。

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、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。

受时间和个人能力的限制，本次毕业设计没有具体涉及到下部结构、横向预应力及竖向预应力的设计。

设计桥梁跨度为26+2×46+26,分为双幅设计，单幅为单箱双室，桥面宽14m，分为3车道。

主梁施工采用满堂支架施工，对称平衡浇筑混凝土。

设计过程如下：

首先，确定主梁主要构造及细部尺寸，它必须与桥梁的规定和施工保持一致，考虑到抗弯刚度及抗扭刚度的影响，设计采用箱形梁。

主梁的高度呈二次抛物线变化，因为二次抛物线近似于连续梁桥弯距的变化曲线。

顶板、底板厚度沿全桥保持不变,均为0.25m。

其次，利用BSAS电算软件分析内力结构总的内力（包括恒载和活载的内力计算）。

用于计算的内力组合结果也由BSAS电算软件计算而得，从而估算出纵向预应力筋的数目，然后再布置预应力钢丝束。

再次，计算预应力损失及次内力，次内力包括先期恒载徐变次内力、先期预应力徐变次内力、局部温度变化次内力。

然后进一步进行截面强度的验算，其中包括承载能力极限状态和正常使用极限状态。

在正常使用极限状态验算中包括计算截面的混凝土法向应力验算、预应力钢筋中的拉应力验算、截面的主应力计算。

另外，本设计对箱梁扭转计算，风载，地震，以及结构动力特性没有考虑。

关键词：

预应力混凝土连续梁桥、次内力、满堂支架施工

ABSTRACT

Thegraduatedesignismainlyaboutthedesignofsuperstructureofshort-spanpre-stressedconcretecontinuousboxGirderBridge.Pre-stressedconcretecontinuousGirderBridgebecomeoneofmainbridgetypesofthemostfullofcompetionabilitybecauseofsubjectingtothedintfunctionwiththestructuregood,havingthesmalldefomation,fewofcontroljoint,goingsmoothlycomfort,protectedtheamoutofengineeringsmallandhavingthepowerfullyabilityofearthquakeproofandsoon.Fortimeandabilitylimited,thedesignofthesubstructure,transversepre-stressingandverticalpre-stressingisnotconsidered.

Thespansofthebridgeare26+2×46+26m,mainbeamisrespectivedesigned,eachsuithasoneboxtworoomandthreetrafficways,thewidthofthebridgesurfaceis14m.

ThemajorgirderappliesFullscaffoldconstruction,symmetricequilibriumconstruction.

Theprocedureofthedesignislistedbelow:

Thefirststepastodimensionthestructuralelementsanddetailsofwhichitiscomposed,itcan’tandcertainlyshouldwithoutbeingfullycoordinatedwiththeplanningandworkingphrasesoftheproject.Consideringthedistortingstiffnessandthebendingstiffness,boxbirdergoesassecond-paraboliccurve,forsecond-paraboliccurveisgenerallysimilartothechangeofcontinuousbridge’sbendingmomentsalong.Thesectionatthesupportisstrengthenedbytheprovisionofthickenedwebs,bottomslabsandacrossbeam,thethicknessofthebottomslabandthetopslabis0.25m.

ThesecondstepistouseBSASsoftwaretoanalyzeinternalgrossforceofthestructures（includingdeadloadandlivedload）,theinternalforcecompositioncanbedonebyusingthecomputeresults.Accordingtotheinternalforcecomposited,theevaluatedamountoflongitudinaltendonscanbeworkedout,thenwecandistributethetendonstothebridge.

Thethirdstepsistocalculatethelossofpre-stressingandsecondaryforceduetopre-stressing,firstdeadloadsandtemperature,bearingdisplacement,andsoon.

Thelaststepsischeckingthemaincrosssection.theworkincludestheload-caringcapacityultimatestateandthenormalserviceabilityultimatestateaswellasthemainsection’sbeingoutofshape.

Inaddition,thetorsionofboxgirder,windloads,seismicloadsandthedynamicpropertiesaren’ttakenintoaccountduringthedesign.

KeyWords:

gradeseparatedPre-stressedconcretecontinuousgirderbridgeSecondaryforceFullscaffoldconstruction

第1章绪论

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。

60年代初期在中等跨预应力混凝土连续梁中，应用了逐跨架设法与顶推法；在较大跨连续梁中，则应用更完善的悬臂施工方法，这就使连续梁方案重新获得了竞争力，并逐步在40—200米范围内占主要地位。

无论是城市桥梁、高架道路、山谷高架栈桥，还是跨河大桥，预应力混凝土连续梁都发挥了其优势，成为优胜方案。

目前，连续梁结构体系已经成为预应力混凝土桥梁的主要桥型之一。

然而，当跨度很大时，连续梁所需的巨型支座无论是在设计制造方面，还是在养护方面都成为一个难题；而T型刚构在这方面具有无支座的优点。

因此有人将两种结构结合起来，形成一种连续—刚构体系。

这种综合了上述两种体系各自优点的体系是连续梁体系的一个重要发展，也是未来连续梁发展的主要方向。

另外，由于连续梁体系的发展，预应力混凝土连续梁在中等跨径范围内形成了很多不同类型，无论在桥跨布置、梁、墩截面形式，或是在体系上都不断改进。

在城市预应力混凝土连续梁中，为充分利用空间，改善交通的分道行驶，甚至已建成不少双层桥面形式。

在我国，预应力混凝土连续梁虽然也在不断地发展，然而，想要在本世纪末赶超国际先进水平，就必须解决好下面几个课题：

1．发展大吨位的锚固张拉体系，避免配束过多而增大箱梁构造尺寸，否则混凝土保护层难以保证，密集的预应力管道与普通钢筋层层迭置又使混凝土质量难以提高。

2．在一切适宜的桥址，设计与修建墩梁固结的连续—刚构体系，尽可能不采用养护调换不易的大吨位支座。

3．充分发挥三向预应力的优点，采用长悬臂顶板的单箱截面，既可节约材料减轻结构自重，又可充分利用悬臂施工方法的特点加快施工进度。

另外，在设计预应力连续梁桥时，技术经济指针也是一个很关键的因素，它是设计方案合理性与经济性的标志。

目前，各国都以每平方米桥面的三材（混凝土、预应力钢筋、普通钢筋）用量与每平方米桥面造价来表示预应力混凝土桥梁的技术经济指针。

但是，桥梁的技术经济指针的研究与分析是一项非常复杂的工作，三材指标和造价指标与很多因素有关，例如：

桥址、水文地质、能源供给、材料供应、运输、通航、规划、建筑等地点条件；施工现代化、制品工业化、劳动力和材料价格、机械工业基础等全国基