40 60 40m预应力混凝土变截面连续梁桥设计计算书

盘锦新区纬一河二号桥设计

概述

工程概况

始建于2005年12月的盘锦辽东湾新区（原盘锦辽滨沿海经济开发区），是辽“五点一线”最早的七个重点园区之一。新区地处“辽宁沿海经济带”、“辽西蒙东城市群经济圈”、“沈阳开发区城市群”三大经济板块结合点，是辽宁沿海开发开放战略的主轴线和渤海翼的交叠之地，承载着振兴东北老工业基地、辽宁沿海开发开放、资源型城市转型试点市等多项国家战略。新区初步形成了水城、产业、港口三大主体功能区，影响力、吸引力、辐射力大幅提升。

辽滨水城，又叫金帛湾水城。是盘锦沿海经济区建设与发展的最高境界。优越的区位和显著的地缘优势，使水城成为极具开发潜力和美好前景的最佳发展区域。辽滨境内水系的贯通，城内河网的存在，是辽滨水城建设的重要标志。辽滨水城陆域面积与水域面积相当，在水城内既可以开车，也可以划船。同时，水城内将根据全世界400多座名桥的形状建设桥梁，纬一河2#桥正是其中一座。由于纬一河紧临市政府，河上桥梁均仿照中世纪欧洲桥梁风格建造，以达到庄重美观的效果。总体规划布置图如图1-1

图1-1 总体规划布置图

技术标准

⑴道路等级：双向八车道城市主干道；

⑵设计荷载：公路I级；

⑶计算行车速度：40km/h；

⑷桥梁宽度：

4.0m（人行道及栏杆）+3m（非机动车道）+30m（行车道）+3m（非机动车道）+4.0m（人行道及栏杆）= 44m。；

⑸结构设计安全等级：I 级；

⑹地震基本烈度：地震基本烈度为7度，设计基本地震峰值加速度为0.10g，按《公路桥梁抗震细则》中B类桥梁设计。

⑺结构设计基准期：100年；

设计遵循的依据

⑴《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）。

⑵《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/T B02-01-2008）。

⑶《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）

⑷《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）

⑸《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ D63-2007）。

⑹《公路沥青路面设计规范》(JTG D50-2006)

⑺《城市道路照明设计标准》（CJJ45-2006）

⑻《公路工程水文勘测设计规范》（JTG 030—2002）

方案比选

连续梁方案

桥梁立面图

桥墩位置断面图

采用40m+60m+40m分跨，并且采用箱梁截面。变截面加预应力，桩采用摩擦桩。

拱桥方案

拱桥立面图

拱桥中间位置断面图

中间采用下承式系杠拱，跨径为100m；两边分别采用20m的简支梁桥。桩依旧采用摩擦桩基础，梁也选择采用一幅的大箱梁。

方案比选

比选结果

由于本桥为城市道路桥梁，公路—Ⅰ级荷载标准，所以对桥梁美观和承载能力有较高的要求。需要选择桥型美观、贴合主旨、受力合理、施工方便的方案。综合表中经济、实用、安全、美观、受力特点等的综合比选，最终以连续梁方案作为推荐方案。

1.5主要材料及其特性

⑴主梁、桥墩：C50混凝土，E=3.45×104Mpa，容重26kN/m3；

⑵桥台、承台：C45混凝土，E=3.35×104Mpa，容重26kN/m3；

⑶桩基：C35混凝土，E=3.15×104Mpa，容重25kN/m3

⑷预应力筋：破断强度为1860Mpa钢绞线，E=1.95×105Mpa，容重78.5kN/m3

⑸普通钢筋：R235、HRB335、HRB400，E=2.0×105Mpa，容重78.5kN/m3

1.6计算荷载

1.6.1永久荷载

结构自重：包括箱梁自重、二期恒载、管线的重量等。混凝土容重参见材料参数，管线荷载按单侧5kN考虑。

单侧人行道及栏杆：28.6kN/m；

单幅10cm沥青混凝土：43.2kN/m；

混凝土收缩、徐变：按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）规定计算。

预应力：按照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）规定考虑相应损失。

1.6.2活载

（1）汽车荷载

公路—I级。该桥分为左右两幅，单幅桥梁按4车道加1非机动车道，折合为5车道进行计算，车道折减系数为0.6。按照《公路桥涵设计通用规范》计算得冲击系数为1.062。

（2）人群荷载

局部计算取4.0kN/m2，纵向整体计算取3.0kN/m2。

（3）汽车制动力

根据《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）4.3.6-1，一个车道上由汽车荷载产生的制动力标准值按本规范第4.3.1条规定的车道荷载标准值在加载长度上计算的总重力的10%计算，但公路—I级汽车荷载的制动力标准值不得小于165kN。

1.6.3温度荷载

（1）体系温差

设计基准温度为10℃，按照《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）4.3.10-2条，最高有效温度34 ℃，最低有效温度-23℃，故均匀升温取24 ℃，均匀降温取-33 ℃。

（2）桥面日照温差

梯度温度按照《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）表4.3.10-3条取值，主梁仅计车行道宽度范围内梯度温度。桥面为10cm沥青混凝土铺装时梯度温度的分布如图1-2。

A、日照正温差

B、日照负温差

图1-2 梯度温度(尺寸单位：mm)

1.6.4基础变位

桩基均按钻孔灌注桩设计，基础变为为±1cm。

1.7荷载组合及容许应力

荷载组合按《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）规定进行。