摘 要

连续钢箱梁桥一般为跨径较大桥梁所采用。由于采用钢材承重，比现浇混凝土量自重较轻。钢箱梁的施工迅速，不用支设模板支撑架，不用绑扎钢筋。环境影响小，由于不用浇筑混凝土，噪声小。由于钢箱梁体形较大，需要专门的设备进行运输和吊装，对现场的交通会有一定的影响。钢箱梁的后期维护费用比现浇混凝土梁大。随着人工工资的提高，钢箱梁的造价会降低，现浇梁的造价会提高。本设计是一联三跨连续钢箱梁桥，截面形式为三箱单室，纵向恒截面，施工方式是预制拼装施工。该设计首先进行恒载、活载及次内力的计算,在此基础上进行荷载组合,绘制弯矩和剪力包络图；其次，根据控制截面应力，验算控制界面应力是否满足要求；以及对加劲肋、横隔板的刚度是否满足要求进行验算。

关键词：设计 连续钢箱梁桥 预制拼装

Abstract

The continuous beam bridge is a kind of bridge type used widely on the project. It not only has a reliable strength, stiffness and cracking, but also has a smooth journey comfortable, conservation work on the design and construction experience of the characteristics of maturity. Design a bridge must be laid across from the bridge-laying, the size of the development, steel beam layout and construction methods, but also give full consideration to the design parameters and environmental impact. This is a design for a three-span continuous bridge, whose cross-section is one-compartment, and changing on the road direction, constructed by pouring on-site on full framing. The first design includes constant load, the live load and the calculation of the internal forces. On the basis of a load combination, we can draw moment and shear envelope map. Next, according to the short-term effect combination disposition prestressed reinforcement, and carries on the loss of prestress the computation. Finally, carries on the checking calculation to this continuous bridge, whether to satisfy the design requirements.

Key Words: design; continuous bridge; full framing; prestress

目 录

1 绪论 1

2 工程概况 3

3 设计标准 5

4 桥梁主要参数拟定 6

4.1 材料及附属设施 6

4.2 钢箱梁横断面设计 6

4.3 钢箱梁工程数量表 10

5 计算模型与方法 11

5.1 设计荷载 11

5.2 材料设计参数 11

5.3 有限元分析 11

6 主梁内力 14

6.1 一期恒载内力 14

6.2 二期恒载内力 15

6.3 活载内力计算 16

7 主梁影响线 17

7.1 支点反力影响线 17

7.2 跨中截面弯矩影响线 18

7.3 支点截面弯矩影响线 19

7.4 跨中截面剪力影响线 20

7.5 支点附近截面剪力影响线 21

8 温度次内力计算 23

9 支座沉降次内力计算 24

10 内力组合 27

10.1 （结构恒载 汽车） 27

10.2 （结构恒载 汽车 沉降） 28

10.3 （结构恒载 汽车 梯度升温（或降温）） 29

10.4 （结构恒载 汽车 整体升温（或降温）） 30

10.5 （结构恒载 汽车 沉降 梯度升温（或降温）） 31

10.6 （结构恒载 汽车 沉降 整体升温（或降温）） 32

10.7 （结构恒载 汽车 沉降 梯度升温（或降温） 整体升温（或降温） 33

11 加劲肋验算 35

11.1 主梁顶底板加劲肋 35

11.2 主梁腹板加劲肋 37

11.3 支座加劲肋 37

12 中间横隔板验算 42

12.1 横隔板构造 42

12.2 横隔板的开口率 42

12.3 横隔板最小刚度 42

13 挠度验算 45

14 桩基础设计与计算 46

15 施工组织设计 49

15.1 概述 49

15.2 工程项目简介 49

15.3 上部结构施工 49

15.4 下部结构施工 49

15.5 伸缩缝、支座及桥面系施工 50

16 施工工艺流程图 51

致 谢 52

绪论

世界上第一座钢箱梁桥是1850年在英国建造的briitania铁桥路桥。该桥架设在Conway-Britania间的Mennai海峡上，跨度142m。可是由创始人George Stephenson提出的薄壁闭口截面形式的桥梁在100年间却很少再被采用。第2次世界大战后，在西德，随着对被炸毁的莱茵河桥修复工程的展开，在50年代初期接连假设了若干近代的箱梁桥，打破了Britania桥的跨长记录。箱梁桥的飞速增加主要是由于下述理由：

1. 由于箱梁桥的抗扭刚度和抗扭强度均较大。直线桥在偏心活荷载作用下，适用于曲线桥,其横向的荷载分配是良好的。即在单室箱梁桥中，上下翼缘弯曲应力也几乎相等，两个腹板弯曲应力相差很少。
2. 箱梁桥的翼缘宽度要比工形截面板梁桥大的多。一般来讲，箱梁和同跨度工形梁桥相比，梁的高度低。翼缘板要加厚，工形板梁桥随着跨度加大，且需要高强度钢，从而连接就困难了。而箱梁因为翼缘薄这就不成其为问题了。且有轻快美感。梁高跨比较小就具有十分是用的价值因而，薄的翼缘也能很好的抵抗弯曲应力。
3. 分块架设法正在迅速发展。箱梁适于用分块架设安装，可以提高安装效率，随着安装机械大型化，从而缩短工期。
4. 从箱梁的结构来看，无论是承受竖直偏心荷载，都能作为一个空间结构来抵抗外力，能发挥各个杆件的理学性能，没有所谓的零杆。箱梁在所有荷载作用下，一个杆件可以起几种作用, 各杆件按空间结构力分担作用力。箱梁上翼缘起的作用有：①钢桥面板作用，将车轮荷载传递给主梁；②在竖直荷载作用下，作为主梁翼缘抵抗弯曲；③在偏心荷载作用下，作为闭口薄壁截面抵抗扭转。另一方面，下翼缘除了起⑵、⑶作用外，还起平纵联作用。因而力学性能好，设计可达到经济的效果。

⑸ 箱梁的内部作为维修管理用的通道是很和使得不需要特殊的脚手架便可在内部进行观察、油漆和补修。

1. 电缆、煤气、水管管等附属设备容易在箱梁内部通过。

⑺ 箱梁不是密封的，不和海边、河上的湿气接触，与外面大气隔绝，有利于防止锈蚀。

⑻ 由于加劲肋、横联、节点板等几乎全设置在内部，箱梁外部显得很平滑。因而维修管理，油漆作业很容易，灰尘难以滞留，外观轻巧美观。

⑼ 由于梁的高度,低轻快而优美，整个结构纤细。

连续钢箱梁桥的截面形式很多，合理选择主梁的截面形式，一般应根据桥梁的跨径、宽度、梁高度、支撑形式、总体布置和施工方法等方面综合确定，对减轻桥梁自重、节约材料、简化施工和改善截面受力性能是十分重要的。目前连续钢箱梁桥的截面形式主要有：板式、肋梁式和箱形截面梁。本设计采用单箱三室钢箱梁。

经过这次设计，对之前不够熟悉的专业知识进行了系统的复习，使我对理论知识理解更加深刻，但是因为时间关系，设计中还存在着许多不足，恳请各位专业老师指正。

工程概况

拟建的秦淮河大桥梁位于104国道江宁段，跨度布置为（3×30）m等截面连续钢箱梁桥，钢箱梁全长89.92m，双幅布置，单幅桥面宽10.4m，双向两车道布置。

钢箱梁横断面为单箱3室截面，采用工厂分阶段制造、工地现场焊接节段缝的形式，工厂制造节段共38段，边支点附近节段长2.46m，其余节段长5.0m。由于桥面线标高与地面线距离不大，施工方法采用满堂支架施工。

设计标准：

（1）道路等级：一级公路，设计时速80km/h

（2）设计荷载：公路-I 级，荷载按《公路桥涵设计通用规范》取值。

（3）设计基准期：100 年

（4）结构安全等级：一级

（5）环境类别：Ⅱ级

桥梁总体布置图如下：

图 2‑1 全桥总体布置示意图

图 2‑2 全桥总体布置平面图图

图 2-3 桥墩处断面图1

图 2-4 桥台处断面图2

设计标准

（1）《公路工程技术标准》（JTG B01—2014）

（2）《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2015）

（3）《公路钢结构桥梁设计规范》（JTG D64-2015）

（4）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）

（5）《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2006）

（6）《桥梁用结构钢》（GB/T 714-2008）

（7）《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）

桥梁主要参数拟定

材料及附属设施

主梁材料

钢箱梁主体结构采用Q345q-D钢，应符合现行国家规范GB/T 714-2008 的要求。考虑到主梁为焊接结构，为保证材料的焊接性能及冲击韧性，其化学成分需满足GB/T 714-2008 中6.1 条的要求。

钢材设计强度见下表：

表 4‑1钢材的强度设计值（MPa）

焊接材料

焊接材料采用与母材相匹配的焊丝、焊剂和手工焊条，且应符合相应的国际要求。

附属设施

桥面铺装：8cm 厚沥青混凝土铺装层，沥青混凝土自重24kN/m3；

伸缩缝：模数式伸缩缝D240；

栏杆：全桥采用SS级钢防撞护栏，每侧10kN/m。

钢箱梁横断面设计

钢箱梁横断面布置主要是确定主梁钢箱的数量及其腹板距。该桥是双车道采用单根钢箱梁，采用单箱三室截面梁。梯形钢箱梁上底宽度10.40m，下底宽度5.45m，挑臂长2.5m，横断面布置如图 4‑1~图 4‑2所示。主梁要求有足够的刚度和强度，通常主梁以截面应力控制设计时的用钢量比刚度控制设计时的用钢量要节省，为了有效发挥钢材的作用和节省钢材。主梁设计应该尽可能的使以截面应力控制设计。梁高对主梁抗弯强度和刚度影响较大，挑臂采用变截面T 形梁形式，间距暂定为2m；主梁横隔板间距为6m。

图 4‑3 横隔处断面

图 4‑4 支座处断面

腹板厚度

按照《公路钢结构桥梁设计规范》5.3.3节规定，腹板最小厚度应该满足表 4‑3。

表 4‑3 腹板最小厚度

因此，对于Q345 钢，设横肋和2 道纵肋时，腹板厚度满足

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