一、本課題設(shè)計（研究）的目的隨著我國國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展和經(jīng)濟的全球化，大力發(fā)展交通運輸事業(yè)，建立四通八達的現(xiàn)代交通網(wǎng)絡，這不僅有利經(jīng)濟的進一步發(fā)展，同時對促進文化交流、加強民族團結(jié)、縮小地區(qū)差別、鞏固國防等方面也都有非常重要的意義。橋梁是一種功能性的結(jié)構(gòu)物，從古至今，人類從未停止過對橋梁安全性、經(jīng)濟性與美學的追求，很多橋梁不僅成為重要的交通樞紐而且成為令人賞心悅目的藝術(shù)品，具有鮮明的時代特征，至今仍被人們所贊嘆。隨著科學技術(shù)的進步和經(jīng)濟、社會、文化水平的提高，人民對橋梁建筑提出了更高的要求。經(jīng)過幾十年的努力，我國的橋梁工程無論在建設(shè)規(guī)模上，還是在科技水平上，均已躋身世界先進行列。各種功能齊全、造型美觀的立交橋、高架橋，橫跨長江、黃河等大江大河的特大跨度橋梁，如雨后春筍般頻頻建成。目前隨著國家公路五縱七橫國道主干線的規(guī)劃和實施，幾十公里長的跨海灣、海峽特大橋梁的宏偉工程已經(jīng)擺在我們面前。橋梁工程作為一門獨立的科學技術(shù)被確認，不再是僅憑橋梁設(shè)計者們智慧和經(jīng)驗的創(chuàng)造過程。它已發(fā)展成融理論分析、設(shè)計、施工控制及管理于一體的系統(tǒng)性學科。由于科技的進步，一些相關(guān)的學科也滲透入橋梁工程領(lǐng)域中，發(fā)展了新的分支學科，如橋梁結(jié)構(gòu)分析與電算、橋梁CAD、橋梁的施工控制及橋梁檢測技術(shù)等等?；仡欉^去，展望未來，可以預見，在今后相當長的一個時期內(nèi)，我們廣大的橋梁建設(shè)者將不斷面臨著建設(shè)新穎和復雜橋梁結(jié)構(gòu)的挑戰(zhàn)，肩負著國家光榮而艱巨的任務。因此，整個畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)的完成應達到使學生樹立正確的設(shè)計思想，理論聯(lián)系實際，逐步掌握設(shè)計原則，設(shè)計方法，設(shè)計步驟；獨立完成設(shè)計，不斷提高分析問題和解決問題的能力；將所學的課程系統(tǒng)地訓練，以便掌握橋梁的基本理論、基本知識和基本計算方法；學會使用橋梁規(guī)范和設(shè)計手冊，編寫技術(shù)文件,不斷提高計算、繪圖，運用電腦等基本技能.更重要的是通過此畢業(yè)設(shè)計，加深對各種橋型的力學特點、構(gòu)造特點以及適用范圍的了解；通過自行編制的計算程序，完成一項或多項結(jié)構(gòu)輔助設(shè)計工作以及熟悉橋梁結(jié)構(gòu)電算的一般方法；通過繪制施工圖紙來熟悉AutoCAD軟件的使用，真正的成為合格的橋梁工程專業(yè)畢業(yè)生.二、設(shè)計（研究）現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢（文獻綜述）2.1預應力混凝土連續(xù)梁橋連續(xù)梁是一種古老的結(jié)構(gòu)體系，它具有變形小、結(jié)構(gòu)剛度好、行車平順舒適、伸縮縫少、養(yǎng)護簡單、抗震能力強等特點，成為最富有競爭力的主要橋型之一。我國的預應力混凝土連續(xù)梁橋起步晚，但是發(fā)展迅速，在中等跨徑范圍內(nèi)千姿百態(tài)。無論是在橋跨布置、梁、墩截面形式，或是在體系上不斷改進橋型布置，例如V形墩的連續(xù)梁體系，雙薄壁墩連續(xù)體系。預應力混凝土等截面連續(xù)梁橋在40—60m的范圍，可以說是占絕對優(yōu)勢。頂推法、移動模架法、逐孔架設(shè)法等施工方法等施工方法快速發(fā)展、廣泛應用也是關(guān)鍵因素。連續(xù)梁的橫截面形式在小跨徑的城市高架橋中，為求最小建筑高度，常選用板式或肋板式截面，而在中、大跨徑主要采用箱型截面.箱型截面的發(fā)展趨勢是盡可能的加長懸臂橋面板而選用單箱截面形式，以達到快速施工的目的。在這種單箱截面的結(jié)構(gòu)中，往往采用三向預應力工藝。我國大跨徑預應力混凝土連續(xù)梁的施工方法主要采用懸臂澆筑法，梁體從墩上平衡向兩邊懸臂現(xiàn)澆伸出.為保持梁體在施工過程中的穩(wěn)定，梁體臨時錨固在墩上或在墩旁立臨時支架增設(shè)支撐點，然后現(xiàn)澆合攏段轉(zhuǎn)換成最后的結(jié)構(gòu)體系。如何控制施工過程中的變形和保證合攏段施工順利進行，體系轉(zhuǎn)換是關(guān)鍵因素。我國已經(jīng)取得了成功的經(jīng)驗.此外，在預應力混凝土連續(xù)梁橋的設(shè)計理論和計算方面，進行了深入研究與分析，提供了自動化程序較高的電算程序。我國發(fā)展大跨徑的預應力混凝土連續(xù)梁發(fā)展趨勢是：1、為了避免配束過多而增大箱梁構(gòu)造尺寸，混凝土保護層難以保證，密集的預應力管道與普通鋼筋層層迭置又使混凝土質(zhì)量難以提高，要發(fā)展大噸位的錨固張拉體系；2、在一切適宜的橋址，設(shè)計和修建頓梁固結(jié)的連續(xù)一剛構(gòu)體系，盡可能不采用養(yǎng)護調(diào)換不易的大噸位支座。3、充分發(fā)揮三向預應力的優(yōu)點，采用長懸臂頂板的單箱截面，即可節(jié)約材料減輕結(jié)構(gòu)自重，又能充分利用懸臂施工的方法的特點加快施工進度。圖一：奉浦大橋黃浦江奉浦大橋的主橋為五跨預應力混凝土連續(xù)梁橋，跨徑組合為85+125X3+85m,1995年建成。125m主跨支點處梁高7°0m,跨中梁高2。8m,梁底按二次拋物線變化.下部結(jié)構(gòu)水中墩為高樁承臺薄壁墩.2.2T型剛構(gòu)T型剛構(gòu)橋是在簡支預應力橋和大跨鋼筋土箱梁橋的基礎(chǔ)上，在懸臂施工的影響下產(chǎn)生的，是指橋跨結(jié)構(gòu)（主梁）和墩臺整體相連的具有懸臂受力特點的橋.它是橋梁建設(shè)中一種較為獨特的結(jié)構(gòu)體系，具有外形美觀，結(jié)構(gòu)尺寸小、橋下凈空大、視野開闊，施工簡便快捷,養(yǎng)護費用低等優(yōu)點。50年代初期，預應力混凝土T型剛構(gòu)橋的接踵興建，為橋梁建設(shè)實現(xiàn)結(jié)構(gòu)高強輕型化、跨度長大化、施工機械化、裝配化等方面開辟了新的途徑，預加應力的新技術(shù)和懸臂施工的新工藝，使得這種橋型的結(jié)構(gòu)性能和施工特點達到高度的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，從而能夠獲得滿意的經(jīng)濟指標。適用于大跨懸臂平衡施工，可無支架跨越深水急流，避免下部施工困難或中斷航運，也不需要體系轉(zhuǎn)換，施工簡便，采用預應力混凝土T型剛構(gòu)橋施工十分有利.因此，T形剛構(gòu)橋在我國得到了廣泛的應用預應力混凝土T形剛構(gòu)橋分為跨中帶剪力鉸和跨中內(nèi)設(shè)掛梁的兩種基本形式。然而，十幾年來的實踐證明，鑒于超靜定結(jié)構(gòu)的特性，由于溫度影響、混凝土收縮徐變作用、鋼筋松弛和基礎(chǔ)不均勻沉降等會使結(jié)構(gòu)內(nèi)引起很難準確計算的附加應力，懸臂端因塑性變形的不斷下垂不易調(diào)整以致造成行車不順以及施工中有時要強迫合攏等種種缺點，這就限制了帶鉸T型剛構(gòu)橋的廣泛應用。帶掛孔的預應力混凝土T型剛構(gòu)橋?qū)凫o定結(jié)構(gòu)，與帶鉸的T型剛構(gòu)橋相比，雖由于T構(gòu)各單元單獨作用而在受力和變形方面稍差一些，但它受力明確，構(gòu)造簡單，特別是當掛梁玉多孔引橋的簡支跨尺寸和構(gòu)造相同時，更能加快全橋的施工進度獲得經(jīng)濟效益，其橋的施工除了要有懸臂法施工用的機具設(shè)備外，還需要有預制和安裝掛梁的設(shè)備。T型剛構(gòu)雖然有一段時間興建的很多，但是由于其存在這很多問題，限制了該橋型的發(fā)展，以至于現(xiàn)在已經(jīng)不怎么考慮修建這種橋型！圖二：烏龍江橋烏龍江大橋位于福建省福州市烏龍江下游峽口處，是中國較早建成的一座大跨度預應力混凝土T型鋼構(gòu)橋?？傞L552m,分跨為58+3x144+58(m)，各剛構(gòu)間采用33m簡支掛梁連接。橋?qū)?2m，采用8m寬雙箱斷面，兩側(cè)挑出懸臂板各1.25m°T構(gòu)與橋臺間采用6m長搭板連接。中部兩個T構(gòu)采用懸拼，兩端T采用懸臂施工。2。3連續(xù)剛構(gòu)隨著高速交通的迅速發(fā)展，要求行車平順舒適，多伸縮縫的T形剛構(gòu)也不能很好的滿足要求，連續(xù)梁除了兩端外其他無伸縮縫，有利于行車，但需要梁墩臨時固結(jié)和體系轉(zhuǎn)換，同時需要大噸位的盆式支座,費用高，養(yǎng)護工程量大，于是大跨徑連續(xù)剛構(gòu)一連續(xù)體系應運而生并且得到了很大的發(fā)展。連續(xù)剛構(gòu)橋，是在連續(xù)梁和T型剛構(gòu)橋的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，1988年開始從國外引進，1990年建成我國第一座跨徑為180m的廣州洛溪大橋。幾年來已建成和正建多座，取得了舉世矚目的成就。其結(jié)構(gòu)特點是梁體連續(xù)、梁墩固結(jié)，既保持了連續(xù)梁無伸縮縫、行車平順的特點，又保持了丁形剛構(gòu)不設(shè)支座、不需轉(zhuǎn)換體系的特點，方便施工，且有很大的順橋向抗彎剛度和橫橋向抗扭剛度，能滿足特大跨徑橋梁的受力要求.1、跨徑可進一步增大，目前，中國修建的連續(xù)剛構(gòu)橋的熱潮仍在繼續(xù)。在伶仃洋通道東航道橋工程中，提出了跨徑是318m的連續(xù)剛構(gòu)橋方案，可以預測，在不久的將來，跨徑在300m以上的連續(xù)剛構(gòu)橋在中國會很多.2、上部結(jié)構(gòu)不斷輕型化，結(jié)構(gòu)的輕型化，可以減少上下部構(gòu)造的自重和材料用量，可以減輕對掛籃的要求，由于采用大噸位錨具、高強度混凝土和輕質(zhì)混凝土，上部結(jié)構(gòu)不斷輕型化，這也是連續(xù)剛構(gòu)橋的發(fā)展方向。3、簡化預應力束類型，中國連續(xù)剛構(gòu)橋設(shè)計中，已有相當多橋取消彎起束和連續(xù)束，以豎向預應力和縱向預應力來克服主拉應力，極大的方便了施工，受到施工部門的歡迎。4、取消邊跨合攏的落地支架，采用合適的邊、中跨比，在導梁上合攏邊跨，或預引橋的懸臂相連接來實現(xiàn)合攏.在高墩的場合下，取消落地支架有一定的經(jīng)濟效益，方便了施工。5、上部結(jié)構(gòu)連續(xù)長度的發(fā)展，由于行車速度的提高，人們將行車的舒適提高到了重要的位置。國外的橋梁設(shè)計中極力的增大上部結(jié)構(gòu)的連續(xù)長度，因而產(chǎn)生了“少用或不用伸縮縫是最好的伸縮縫”的觀點。圖三:廣州珠江橋廣州珠江橋全長1021m，采用雙向八車道,主橋為138+250+138m預應力混凝土連續(xù)剛構(gòu).該橋在國內(nèi)已建成的三跨連續(xù)剛構(gòu)橋中跨度位居第二.三、設(shè)計（研究）的重點與難點，擬采用的途徑（研究手段）3。1.設(shè)計步驟3。1.1方案擬定階段根據(jù)給定的畢業(yè)設(shè)計任務書和河床斷面圖，通過比較各種橋型的結(jié)構(gòu)特點、受力特點以及根據(jù)現(xiàn)行公路橋梁設(shè)計規(guī)范，確定橋梁總跨徑、橋孔分孔，初擬橋梁圖示、基礎(chǔ)以及墩臺的形式、橋梁橫斷面尺寸的設(shè)計、上下部構(gòu)造主要尺寸的擬訂，得出2—3套可行方案。3。1。2進行橋梁方案的比選對基本尺寸的選擇進行探究（包括梁高、邊跨與中跨比值等參數(shù)）、對已確定的橋式方案進行結(jié)構(gòu)設(shè)計及施工方案的確定。根據(jù)設(shè)計任務要求，參閱各種文獻資料，依據(jù)現(xiàn)行公路橋梁設(shè)計規(guī)范，綜合考慮橋位的地質(zhì)、地形條件，初擬以下三種方案:80m+125m+80m的預應力混凝土變截面連續(xù)梁、75m+135m+75m的預應力混凝土連續(xù)剛構(gòu)、80m+125m（掛梁長為30m）+80mT型剛構(gòu)三種橋型。三種橋型均為變截面的梁，其施工方法都可以采用懸臂施工，在邊跨靠近橋臺的部分可以采用支架施工。三種橋型的上部尺寸的擬定分別綜述為下：（1）80m+125m+80m的預應力混凝土變截面連續(xù)梁：由于預應力混凝土變截面橋的邊中跨之比以0.6-0。7為宜（文獻[12]P480），故選取0。64的邊跨比。且支點梁高選取L/17.9=7。0m，跨中梁高取L/44.6=2°8m.梁底曲線選用最常用的二次拋物線形式。橋面寬為0.25m（欄桿）+0。5m（防撞欄）+1°5m（人行道）+9m（行車道）+1。5m（人行道）+0。5m（防撞欄）+0.25m（欄桿）=13.5m。故橫截面選取的是單箱單室截面。由文獻[12]P480和文獻[13]P84擬定出箱梁截面的細部尺寸為：箱梁頂寬為13°5m，底寬為7°5m.頂板厚度支點為70cm，再轉(zhuǎn)化為35cm，其余為28cm，懸臂端厚度為20cm，底板厚度由跨中到支點由30cm變厚到90cm，腹板厚度由跨中到支點從40cm變厚到80cm，均是按照二次拋物線變化.頂板與腹板連接處的承托選用1：3的比例，底板與腹板的連接處的承托選用1：1的比例。具體的尺寸見預應力混凝土連續(xù)梁橋的總體布置圖。（2）75m+135m+75m的預應力混凝土連續(xù)剛構(gòu)：根據(jù)文獻[12]P487擬定邊中跨之比選用0。556.支點梁高取L/18=7.5m，跨中梁高取L/54=2.5m。為了改善L/4-L/8截面底板的混凝土的應力，梁底截面選用1.65次曲線形式。橋面寬為12m，橫截面形式仍然選用的是單箱單室截面。由文獻[2]P97、文獻[12]P487和文獻[13]P84擬定出箱梁的細部尺寸為：箱梁頂寬為12m,底寬為6。8m.頂板厚度除支點為30cm其余為27cm，懸臂端厚度為20cm，底板厚度由跨中到支點由32cm變厚到90cm，腹板厚度由跨中到支點從40cm變厚到70cm,頂板與腹板連接處的承托選用1：3的比例，底板與腹板的連接處的承托選用1:1的比例.具體的尺寸見預應力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋的總體布置圖。80m+125m(掛梁長為30m)+80mT型剛構(gòu):根據(jù)文獻[13]P202擬定邊中跨之比為0.64。支點梁高為L/17-L/21，取6。5m，跨中梁高為支點梁高的1/5-1/2，選取2。5m.梁底截面選用二次拋物線形式。掛梁選用30m長。橋面寬為12m，但是由于腹板的經(jīng)濟間距為2°5-4m，懸臂端的長為2—4m，故此橋型的橫截面選用的是單箱雙室截面。由文獻[13]P202擬定出的箱梁的細部尺寸為：箱梁頂寬為12m，底寬為8m。腹板間距為3°85m，懸臂端長為2m。頂板厚度除支點為25cm其余為20cm，懸臂端厚度為15cm，底板厚度由跨中到支點由18cm變厚到60cm,腹板厚度從跨中到支點為60cm等厚，頂板與腹板連接處的承托選用1:3的比例，底板與腹板的連接處的承托選用1:1的比例.具體的尺寸見預應力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋的總體布置圖然后按照“實用、經(jīng)濟、安全、美觀〃的橋梁設(shè)計原則，比較以上三個方案的優(yōu)缺點。比選后把80m+125m+80m的預應力混凝土變截面連續(xù)梁作為推薦設(shè)計方案。理由如下表所示。綜上所述，由于該橋位處的地基不好，而連續(xù)剛構(gòu)橋?qū)Φ鼗某休d力要求較高，并且此橋型為超靜定結(jié)構(gòu)，由于混凝土收縮徐變、溫度的影響將會產(chǎn)生較大的次內(nèi)力，因次結(jié)構(gòu)的受力不明確，主墩的直接抗莊能力較差。若地基發(fā)生過大的不均勻沉降，連續(xù)梁可通過支座調(diào)整標高，抵消下沉來補救，而連續(xù)剛構(gòu)做不到。T型剛構(gòu)由于其在施工階段經(jīng)常會遇到強迫合攏，使用階段經(jīng)常會因為撓度多使得橋面線性不平整，結(jié)構(gòu)中的伸縮縫較多。鑒于以上理由,現(xiàn)推薦80m+125m+80m的預應力混凝土變截面連續(xù)梁為最佳方案。

方案必選表橋型80m+125m+80m預應力混凝土連續(xù)梁橋75m+135m+75m預應力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋80m+125m+80m預應力混凝土T型剛構(gòu)橋適用性全橋伸縮縫只有兩道，行車舒適；此橋不考慮通航要求，跨徑可以跨過溝谷標高較低的一段，兩橋墩均可避免高墩形式，跨徑布置合理全橋伸縮縫只有兩道，行車舒適；此橋不考慮通航要求，跨徑可以跨過溝谷標高較低的一段，兩橋墩均可避免高墩形式，跨徑布置合理全橋的伸縮縫為橋孔數(shù)的偶數(shù)倍，較多，行車舒適性差，跨徑不受通航要求，跨徑可以跨過溝谷標高較低的一段，兩橋墩均可避免高墩形式，布置合理安全性墩頂設(shè)置有滑動支座時，溫度變化、混凝土收縮對上下部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的超靜定內(nèi)力較小，有較好的抗震能力主墩無支座，施工時無體系的轉(zhuǎn)化，結(jié)構(gòu)為超靜定，由于溫度變化、混凝土收縮徐變對上下結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的內(nèi)力，該結(jié)構(gòu)對基礎(chǔ)地基要求較高在跨中容易產(chǎn)生較大的收縮徐變撓度，主墩無之所，在施工時無體系的轉(zhuǎn)化，全橋位靜定結(jié)構(gòu)，不產(chǎn)生此內(nèi)力美觀性全橋梁高為二次拋物線,線性簡潔明快、流暢,與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)好，橋型美觀全橋梁高為1。65次拋物線，線性流暢，墩梁固結(jié)，氣勢宏偉，與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)好，橋型美觀全橋梁高米用的是二次拋物線形式，與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)良好，但是由于掛梁的存在，使得接縫較多。經(jīng)濟型三種方案材料均為預應力混凝土，橋長相同，下部結(jié)構(gòu)的施工方法均可采用爬?；蛘叻Ｊ┕?，上部結(jié)構(gòu)均可采用懸臂施工與支架現(xiàn)澆的方法相結(jié)合。橫截面均采用的是箱型截面。兩橋墩的高度相差不大。因此在總體上的經(jīng)濟性相差不大。經(jīng)濟上主要是由于各種橋梁的細節(jié)部分的處理引起的差異，例如連續(xù)梁橋要進行體系的轉(zhuǎn)化、連續(xù)剛構(gòu)對下部地基處理要嚴格、T構(gòu)橋型在最終合龍時大多數(shù)情況下都要進行強迫合龍。3。1.3計算階段（1）確定計算圖式（2）內(nèi)力計算a）恒載內(nèi)力計算b）活載內(nèi)力計算c）附加內(nèi)力計算d）結(jié)構(gòu)次內(nèi)力計算（3）內(nèi)力組合，包括承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)（4）繪制內(nèi)力包絡線（5）配筋設(shè)計應力驗算強度驗算3。1.4下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計3。1。5施工圖繪制3.1。6設(shè)計計算書的編寫階段3。2設(shè)計重點上部結(jié)構(gòu)尺寸的確定；(2)利用橋梁電算程序計算主梁截面特性主梁內(nèi)力的計算；配筋計算以及鋼筋的布置；施工圖的繪制四、設(shè)計（研究）進度計劃1、3月1號一一3月13號：熟悉畢業(yè)設(shè)計任務書和河床斷面地質(zhì)圖;2、3月14號——3月27號：方案擬定階段、方案比選和開題報告；3、3月28號一一4月3號:擬定結(jié)構(gòu)尺寸，內(nèi)力計算；4、4月4號一一4月24號：內(nèi)力計算或程序調(diào)試與基本數(shù)據(jù)準備、作用效應組合和繪制包絡圖；5、4月25號--5月8號：鋼筋配置；6、5月9號--5月22號：驗算以及數(shù)據(jù)的整理；7、5月23號一-6月5號:繪制施工圖