40m+60m+40m连续箱梁毕业设计

40m+60m+40m 连续箱梁毕业设计

1. 桥梁设计方案和比选

1.1设计说明

1.1.1 任务依据和设计范围

（1）任务依据

所选桥位的地质图。

（2）设计论文原始资料

桥位地形图、地质勘察资料；

（3）设计荷载：

公路I 级：车道荷载k k 10.5kN 360kN q ==，P 。

单幅桥宽：总宽 12m ＝2×3.75+3.5+2×0.5（防撞护栏）；

（4）材料：

混凝土：上部结构C50，下部结构C25；

钢材：1）普通钢筋：Ⅰ级（构造筋）、Ⅱ级（受力筋）；

2）预应力钢筋：钢绞线f1860（OVM 锚）；

3）Q235钢；

其他：自定（如温度变化、支座位移等）。

1.1.2 地质资料

自上而下土层分别为：

（1）亚砂土：灰色，含少量腐植物。厚度3米，极限摩阻力为40kP ，m 值为3000kN/4m 。

（2）中砂：灰色，主要成分为石英，长石及云母。厚度3米，极限摩阻力为40kP ，m 值为3000kN/4m 。

（3）亚粘土：深灰色，刀切面光滑。厚度3米，极限摩阻力为40kP ，m 值为3000kN/4

m 。

（4）中砂：灰色，主要成分为石英，长石，云母。厚度3米，极限摩阻力为40kP ，m 值为3000kN/4m 。

（5）亚粘土：深灰色，刀切面光滑。厚度3米，极限摩阻力为40kP ，m 值为3000kN/4m 。

（6）含砾中砂：灰色，主要成分为石英，长石及云母，砾径最大为8cm ，呈棱角状。 厚度3米，极限摩阻力为40kP ，m 值为3000kN/4m 。

1.2 桥梁方案比选

1.2.1总体布置

本桥拟采用四跨一联的预应力混凝土连续箱形梁桥。总长为140米。连续梁桥有做成三跨或者四跨一联的，也有做成多跨一联的，但一般不超过六跨。对于桥孔分跨，往往要受到如下因素的影响：桥址地形、地质与水文条件，通航要求以及墩台、基础及支座构造，力学要求，美学要求等。若采用三跨不等的桥孔布置，一般边跨长度可取为中跨的0.5—0.8倍，本设计其跨度组合为：(40+60+40)米。符合以上原理要求

1.2.2拟定方案并进行方案比选

本设计桥梁的形式可考虑拱桥、简支梁桥、连续梁桥三种形式。从实用、安全、经济、美观、环保以及占地与工期多方面比选，最终确定桥梁形式。桥梁设计原则：（1）实用性。桥梁必须实用，要有足够的承载力。能保证行车的畅通、舒适和安全。既满足当前的需要，又要考虑今后的发展。要能满足交通运输本身的需

要，也要考虑到支援农业等等。

（2）安全性。桥梁的设计要能满足施工及运营阶段的受力需要，能够保证其耐久性和稳定性以及在特定地区的抗震需求。

（3）经济性。在社会主义市场经济体制的今天，经济性是不得不考虑的重要因素。

在能够满足桥两个方面需求的情况下要尽量考虑是否经济，是否以最少的投

入获得最好的效果。

（4）美观性。在桥梁设计中应尽量考虑桥梁的美观性。桥梁的外形要优美，要与周围环境相适应，合理的轮廓是美观的主要因素。

（5）环保性。随着经济的发展，生活水平的不断提高，人们对环境保护提出了更高的要求，在建筑领域，一个工程的建设不能以牺牲环境作代价，在保证顺

利工的前提下要尽量避免对环境的破坏以实现经济的可持续发展。

应根据上述原则，对桥梁作出综合评估：

（1）梁桥：

梁式桥是指其结构在垂直荷载的作用下，其支座仅产生垂直反力，而无水平推力的桥梁。预应力混凝土梁式桥受力明确，理论计算较简单，设计和施工的方法日臻完善和成熟。预应力混凝土梁式桥具有以下主要特征：

（a）混凝土材料以砂、石为主，可就地取材，成本较低；

（b）结构造型灵活，可模型好，可根据使用要求浇铸成各种形状的结构；

（c）结构的耐久性和耐火性较好，建成后维修费用较少；

（d）结构的整体性好，刚度较大，变性较小；

（e）可采用预制方式建造，将桥梁的构件标准化，进而实现工业化生产；

（f）预应力混凝土梁式桥可有效利用高强度材料，并明显降低自重所占全部设计

荷载的比重，既节省材料、增大其跨越能力，又提高其抗裂和抗疲劳的能力；

（7）预应力混凝土梁式桥所采用的预应力技术为桥梁装配式结构提供了最有效的拼装手段，通过施加纵向、横向预应力，使装配式结构集成整体，进一步扩大

了装配式结构的应用范围。

简支梁：

目前我国道路桥梁结构一般考虑简支梁和连续梁结构形式。简支梁受力明确，因温度变化产生的附加力、特殊力的影响小，设计施工易标准化、简单化；但其梁高较大，景观稍差，行车条件也不如连续梁。

连续梁：

连续梁结构可以降低梁高，节省工程数量，有利于争取桥下净空，并改善景观；其结构刚度大，具有良好的动力特性以及减震降噪作用，使行车平稳舒适，后期的维修养护工作也较少。从城市美学效果来看，连续梁造型轻巧、平整、线路流畅，将给城市争色不少。但连续梁对基础沉降要求严格，特别是由于联长较大，梁体与墩台之间的受力十分复杂，加大了设计难度。

(2)拱桥：

拱桥的静力特点是，在竖直何在作用下，拱的两端不仅有竖直反力，而且还有水平反力。由于水平反力的作用，拱的弯矩大大减少。如在均布荷载q的作用下，简直梁的跨中弯矩为ql2/8，全梁的弯矩图呈抛物线形，而设计得合理的拱轴，主要承受压力，弯矩、剪力均较小，故拱的跨越能力比梁大得多。由于拱是主要承受压力的结构，因而可以充分利用抗拉性能较差、抗压性能较好的石料，混凝土等来建造。石拱对石料的要求较高，石料加工、开采与砌筑费工，现在已很少采用。由墩、台承受水平推力的推力拱桥，要求支撑拱的墩台和地基必须承受拱端的强大推力，因而修建推力拱桥要求有良好的地基。对于多跨连续拱桥，为防止其中一跨破坏而影响全桥，还要采取特殊的措施，或设置单向推力墩以承受不平衡的推力。梁拱组合

(3)方案比选及截面形状选定:

（a）由上述条件可知，根据本设计具体的情况，因地基为软土，制作拱桥难度较大，放弃拱桥方案。简支梁与连续梁相比虽然结构简单施工方便，但其建成后连续性不强，行车不如连续梁平稳，美观方面不如变截面连续梁的美观。

（b）梁部截面形式考虑了箱形梁、组合箱梁、槽型梁、T型梁等可采用的梁型。

连续单箱梁方案该方案结构整体性强，抗扭刚度大，适应性强。景观效果好。该方案需采用就地浇筑，现场浇筑砼及张拉预应力工作量大，但可全线同步施工，施工期间工期不受控制,对桥下道路交通影响较其他方案稍大。

组合箱梁结构整体性强，抗扭刚度大，适应性强。双箱梁预制吊装，铺预制板，重量轻。但从桥下看,美观效果稍差。虽然从预制厂到工地的运输要求相对较低，运输费用较低，但桥面板需现浇施工增加现场作业量，工期也相应延长，并且徐变变形大，存在着后期维修养护工作量大的缺点。