预应力混凝土连续刚构桥(计算书)

预应力混凝土连续刚构桥

计算书

课程名称：大跨度桥梁

学院：土木与建筑学院

任课教师：/教授

学生姓名

学生学号：

专业方向：建筑与土木工程

（桥梁与隧道工程）

日期：2017年1月10日

目录

一、基本信息 (3)

1.1 工程概况 (3)

1.2 技术标准 (3)

1.3 主要规范 (4)

1.4 结构概述 (4)

1.5 主要材料及材料性能 (6)

1.6 计算原则、内容及控制标准 (6)

二、模型建立与分析 (7)

2.1 计算模型 (7)

2.2 主要钢筋布置图及材料用表 (10)

2.3 截面特性及有效宽度 (12)

2.4 荷载工况及荷载组合 (12)

三、内力图 (13)

3.1 内力图 (13)

四、持久状况承载能力极限状态验算结果 (50)

4.1 截面受压区高度 (50)

4.2 正截面抗弯承载能力验算 (50)

4.3 斜截面抗剪承载能力验算 (50)

4.4 抗扭承载能力验算 (51)

4.5 支反力计算 (51)

五、持久状况正常使用极限状态验算结果 (53)

5.1 结构正截面抗裂验算 (53)

5.2 结构斜截面抗裂验算 (53)

六、持久状况构件应力验算结果 (54)

6.1 正截面混凝土法向压应力验算 (54)

6.2 正截面受拉区钢筋拉应力验算 (54)

6.3 斜截面混凝土的主压应力验算 (55)

七、短暂状况构件应力验算结果 (55)

7.1 短暂状况构件应力验算 (55)

八、详细计算表格 (55)

一、基本信息

本人学号16202030383，根据教学要求，设计的桥型主跨为128m（120+学号倒数第二位），桥宽为12.3m（12+学号倒数第一位/10）,施工方法采用悬臂浇筑。计算要求包括：考虑施工过程，计算恒载、活载、温度、温度梯度、支座沉降等作用下内力和组合内力，出计算书。图纸要求包括:方案布置图和上部结构一般构造图。

1.1 工程概况

本设计采用85+128+85m三跨预应力混凝土连续刚构桥结构体系。两端悬臂长度均为85m，相应的悬臂根部梁高为7m，梁端梁高为2.7m。中跨跨中梁高2.7m。形成一个通航孔，桥面最大纵坡 2.43℅。主梁截面全部使用单箱单室截面。下部结构基础分别采用明挖扩大基础及灌注混凝土，墩身为实腹长方形截面。

本方案技术较先进，工艺要求较严格，主梁上部结构施工方法采用悬臂浇筑。采用移动式挂篮作为主要施工设备，以桥墩为中心，对称地向两岸利用挂篮浇筑节段的混凝土，待混凝土达到要求强度后，便张拉预应力束，然后移动挂篮，进行下一节段施工。

本方案属于超静定结构，该连续刚构桥既保持了连续梁无伸缩缝、行车平顺的优点，又保持了T构不须设大吨位支座的优点，同时避免了连续梁（存在临时固结和体系转换）和T构（存在伸缩缝问题）两者的缺点，养护工作量小。此外，连续钢构施工稳固性好，减少或避免边跨梁端搭架合龙的难度。

但此桥型对地基承载力的要求更高，若地基发生过大的不均匀沉降，连续梁可通过调整墩顶支座的高程，抵消下沉来补救，而连续刚构则做不到。当其主墩刚度过大时，中跨梁体因会产生过大的温差拉力而对结构受力不利。此外，梁墩联结处应力复杂也是连续刚构的一个缺点。

1.2 技术标准

（1）主跨径：128m(此为桥墩中距)。

（2）桥宽：12.3m（2×净5.5m（车行道）+0.9m（中央分隔带）+2×0.2m（及护栏）=12.3m）。

（3）设计荷载：公路-Ⅰ级（汽车-超20级，挂车-120级）。

（4）防撞栏杆：单侧按每延米9.0KN。

（5）截面：主梁采用变截面单箱单室的箱形截面，桥墩采用实腹长方形截面。

（6）桥面纵坡：左2.43℅，中0，右2.40℅。

（7）桥面横坡：1.5℅，并适当设置路拱。

（8）地质情况：河中为大范围紫红色砂岩。

（9）墩高：40m。

（10）桥墩形式：竖直双肢薄壁墩。

（11）基础形式：刚性基础。

1.3 主要规范

1)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）

2)《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）

3)《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）

4)《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/T B02-01-2008）

5)《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）

6)《城市桥梁设计规范》（CJJ11-2011）

1.4 结构概述

1.4.1桥梁结构图示（如图1）

图1

1.4.2桥梁主跨和边跨的拟定

主跨根据教学要求径定位128m。对国内外已建成的连续刚构桥，边跨和主跨的跨径比值在0.5～0.692之间，大部分在0.55～0.58之间。采用0.664倍的中跨径，即85m，则全联跨径为：85+128+85=298m。

1.4.3顺桥向梁的尺寸拟定

大跨连续刚构桥主梁一般采用箱形截面，箱梁根部截面的高跨比一般为1/16～1/20，其中大部分为1/18左右，也有少数桥梁达到或低于1/20.跨中截面梁高通常为支点截面梁高的1/2.5～1/3.5，略小于连续梁的跨中梁高。

（1）支点处梁高：箱梁根部高跨比取1/18.29倍，即7m.

（2）跨中梁高：跨中截面梁高取支点梁高的1/2,59倍，即2.7m.

（3）梁底曲线：选用二次抛物线，

以跨中梁底为原点，曲线方程为：Y=-0.001049805X²

以支点梁底为原点，曲线方程为;Y=-0.000595156X²

1.4.4桥墩尺寸拟定

考虑连续刚构桥的桥墩与悬臂箱梁固结，需承受悬臂箱梁传来的轴向力及不平衡力矩，采用竖直双肢薄壁墩，墩宽B=8.1m,墩高H=1.8m。

1.4.5箱梁尺寸拟定

当跨径超过60m时，横截面多为箱形。而B=12.3m，采取单箱单室截面。如图2所示。