预应力混凝土连续钢架桥

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1、第1章绪论1.1连续刚构桥简介为了跨越各种障碍（如河流、沟谷或其他线路等），必须修建各种类型的桥梁与涵洞，因此桥涵是交通线路中的重要组成部分。特别是现代高等级公路以及城市高架道路的修建中，桥梁往往是保证全线早日通车的关键。在经济上，一般说来桥梁和涵洞的造价平均占公路总造价的10%～20%，而且随着道路等级的提高，其所占比例还会加大。在国防上，桥梁是交通运输的咽喉，在需要快速机动的现代战争中具有非常重要的地位[1]。桥梁的建设水平已成为衡量一个国家综合经济实力和科学技术水平的重要标志。由于应用传统的钢桥悬臂施工方

2、法，使预应力混凝土梁式桥的悬臂体系得到了新的发展，形成了T形刚构桥。随后又出现了将T形刚构粗厚桥墩减薄，形成柔性桥墩，使墩梁固结、主梁连续从而形成连续刚构桥[2]。连续刚构桥跨中不设铰也不带挂梁，桥面连续、行车平顺。更重要的是梁体内的内力分布更加合理，能充分发挥高强材料的作用，有利于增大跨径。随着桥梁施工技术水平的提高，对混凝土收缩、徐变、温度变化、预应力作用、墩台不均匀沉陷等因素引起的附加内力研究的深入和问题的不断解决，大跨度预应力混凝土连续刚构桥已成为目前主要采用的桥梁结构体系。连续刚构的结构特点是主梁连续

3、、墩梁固结，既保持了连续梁无收缩缝、行车平顺的优点，又保持了T形刚构不设支座、无需体系转换的优点，方便施工，而且很大的顺桥向抗弯刚度和横向抗扭刚度能很好地满足较大跨径桥梁的受力要求。因此它是一种极有生命力的桥梁结构形式，己成为大跨度预应力混凝土桥梁的首选桥型[3]。我国的连续刚构桥自八十年代开始从国外引进，1990年建成第一座跨径为180m的大跨度预应力混凝土连续刚构桥—广东洛溪大桥，随着高强预应力钢材、高强混凝土、大吨位张拉锚固体系的应用与发展，设计手段的计算机化，施工水平的提高，我国大跨度连续刚构桥取得了迅

4、速发展。1.2本次设计的主要内容本次设计任务是设计一座跨度为12m+19m+19m+12m的普通钢筋混凝土连续刚构桥，该桥为某运煤铁路专线与下广一级公路的立体交叉构造物，桥轴线与下广公路中线正交，该桥两端分别与车站毗邻，轨底标高与公路中心标高均已确定。建筑高度受限是本桥的设计特点，由于梁高较矮，为满足桥下净空的要求，将该桥桥式定为连续刚构桥。设计工作主要内容为：首先，根据所给设计资料确定桥式并拟定全桥各部的详细尺寸。本桥采用截面为4200mm×900mm板式梁，1000mm厚的板壁式柔性墩，桥台采用耳墙式，墩下

5、基础为人工挖孔灌注桩。其次，利用迈达斯程序建模并求解内力。迈达斯是个通用的空间有限元分析软件，可适用于桥梁结构、地下结构、工业建筑、飞机场、大坝、港口等结构的分析与设计。特别是针对桥梁结构，迈达斯结合国内的规范与习惯，在建模、分析、后处理、设计等方面提供了很多的便利的功能，目前已为各大公路、铁路部门的设计院所采用。最后，根据所得内力对全桥各部分进行设计检算。计算内容主要有三部分：主梁的设计与检算、桥墩的设计与检算以及桩基的设计与检算。1.3设计方法本桥是一座跨越一级公路的铁路桥梁，设计过程中采用容许应力法进行桥

6、梁各部的设计与检算，各检算项目的容许值及有关公式的计算方法均严格参照现行《铁路桥涵设计基本规范》和《公路路线设计规范》及相关参考书。按容许应力法计算钢筋混凝土构件就是将具体结构的材料视为理想的匀质弹性体，以工作应力阶段Ⅱ为根据，采用平截面假定及弹性体假定，从而应用材料力学中弹性理论的计算公式求出构件截面的最大应力，并使其小于某一考虑了安全储备后的容许应力值。虽然该法存在着某些不完善之处，但在计算钢筋混凝土构件的施工、运输和安装等施工阶段及预应力混凝土构件使用阶段时仍有着广泛的实用意义[4]。第2章设计的基本资料

7、和桥式的拟定2.1设计的基本资料该桥为某运煤铁路专用线与下广公路（一级）的立体交叉构造物，桥轴线与下广公路中线正交，该桥两端分别与车站毗邻，轨底标高已经确定。公路中间隔离带宽2.0m，下广公路净宽度远期为9+12+12+9m。该桥的设计特点是净空控制，基本资料如下：(1)线路：单线，直线，平坡：桥中心里程DK1+568.513，桥中心轨底标高为945.121；公路中心标高为938.56，2%人字横坡。(2)桥式：由于桥梁净高受限，推荐桥式为四孔钢筋混凝土连续刚构式无梁板桥；分跨布置如下12+2×19+12，板式

8、墩，承台桩。挡碴槽外缘间距4.2米；双侧人行道宽均为1.05m，基础采用挖孔灌注桩；(3)活载：铁路中--活载；(4)交通部有关要求：①桥下净空符合线路级别要求；②中间墩可放于中间隔离带内，但墩或基础宽度不能超出隔离带；③桥上雨水不能直接滴落于下穿路面上；④桥梁在施工时不能阻断原有公路的交通。2.2桥式选择及细部尺寸拟定2.2.1桥式选择本桥为某运煤铁路专线与下广一级公路的立体交叉构造