预应力混凝土连续箱型截面梁桥设计.doc

第1章概述

预应力混凝土连续箱型截面梁桥以结构受力性能好、结构刚度好、变形小、伸缩缝少、行车平顺舒适、造型简洁美观、养护工程量小、抗震能力强等而成为最富有竞争力的主要桥型之一。本章简介其发展:由于普通钢筋混凝土结构存在不少缺点:如过早地出现裂缝,使其不能有效地采用高强度材料,结构自重必然大,从而使其跨越能力差,并且使得材料利用率低。
为了解决这些问题,预应力混凝土结构应运而生,所谓预应力混凝土结构,就是在结构承担荷载之前,预先对混凝土施加压力。这样就可以抵消外荷载作用下混凝土产生的拉应力。对预应力的理解有三个方面:1、预加应力使混凝土由脆性材料成为弹性材料。2、预加应力充分发挥了高强钢材的作用,使其与混凝土能共同受力和工作。3、预加应力平衡了结构外荷载。自从预应力结构产生之后,很多普通钢筋混凝土结构被预应力结构所代替。
当跨度很大时,连续梁所需的巨型支座无论是在设计制造方面,还是在养护方面都成为一个难题;而T型刚构在这方面具有无支座的优点。因此有人将两种结构结合起来,形成一种连续—刚构体系。这种综合了上述两种体系各自优点的体系是连续梁体系的一个重要发展,也是未来连续梁发展的主要方向。
另外,由于连续梁体系的发展,预应力混凝土连续梁在中等跨径范围内形成了很多不同类型,无论在桥跨布置、梁、墩截面形式,或是在体系上都不断改进。在城市预应力混凝土连续梁中,为充分利用空间,改善交通的分道行驶,甚至已建成不少双层桥面形式。
在设计预应力连续梁桥时,技术经济指针也是一个很关键的因素,它是设计案合理性与经济性的标志。目前,各方米桥面的三材(混凝土、预应力钢筋、普通钢筋)用量与每平方米桥面造价来表示预应力混凝土桥梁的技术经济指针。但是,桥梁的技术经济指针的研究与分析是一项非常复杂的工作,三材指标和造价指标与很多因素有关,例如:桥址、水文地质、能源供给、材料供应、运输、通航、规划、建筑等地点条件;施工现代化、制品工业化、劳动力和材料价格、机械工业基础等全国基建条件。同时,一座桥的设计方案完成后,造价指针不能仅仅反应了投资额的大小,而是还应该包括整个使用期限内的养护、维修等运营费用在内。总而言之,一座桥的设计包含许多考虑因素,在具体设计中,要求设计人员综合各种因素,作分析、判断,得出可行的最佳方案。
第2章方案比选
构思宗旨
(1)符合城市发展规划,满足交通功能需要。
(2)桥梁结构造型简洁,轻巧,反映新科技成就,体现人民智慧。
(3)设计方案力求结构新颖,保证结构受力合理,技术可靠,施工方便。
(4)与高速公路的等级和周边环境相宜。
(5)学习箱型截面梁桥的设计过程和PSC截面设计过程。
比选标准
在我国,安全、经济、适用、耐久、美观是桥梁设计中的主要考虑因素,安全尤为重要。
设计方案
设计方案一

:cm
等截面预应力混凝土连续梁桥
(1)孔径布置:31m+31m,全长62m,。箱梁根部梁高2m,跨中梁2m,从一号块到跨中按直线变化。%的单向横坡,%的纵坡,其中一侧标高高于另侧标高。
(2)主梁结构构造:上部结构为等截面箱梁。采用单幅单箱双室箱型形式。主要采用高强混凝土以及大吨位预应力体系来实现主梁的轻型化。
(3)下部结构:桥墩基础是连成整体的,全桥基础均采用钻孔灌注端承桩,桥墩为圆端型实体墩。
(4)施工方法:全桥整体采用满堂支架整体浇筑施工法,两端桥处也使用整体现浇法。
设计方案二
简支梁桥布置图单位:cm
等截面预应力简支T形梁桥
(1)孔径布置:2*31m,全长62m,%的单向横坡,%的纵坡。
(2)主梁结构构造:上部结构T型梁。主要采用高强混凝土以及大吨位预应力体系来实现主梁的轻型化。
(3)下部构造:全桥基础均采用钻孔灌注端承桩,桥墩为圆端形实体墩。
(4)施工方案:全桥采用满堂支架浇筑施工法。
设计方案三
中承式拱桥布置图单位:cm
上承式拱桥
(1)孔径布置:跨径62m,,。%的单向横坡,%的纵坡。立柱截面形式为矩形,宽度60cm,立柱间距3m。护栏采用金属制桥梁护栏。
(2)结构构造:主桥采用箱型混凝土钢筋混凝土拱桥,主跨62m,,矢跨比为1/8,主梁采用单箱单室。拱圈截面形式为箱型截面。
(3)施工方案:岸跨及边跨采用有支架施工,主拱圈建成后,进行进行骨架下吊篮现浇施工。
设计方案四
斜拉桥布置图单位:cm