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摘 要

本设计桥梁为江苏阜宁串场河大桥，采（45 60 45）m等截面预应力钢筋混凝土连续梁桥设计，桥宽20m，梁高2m。桥面设0.5m（防撞栏） 11.50m（行车道） 1.5m（侧分带） 4m（非机动车道） 2.5m（人行道）。荷载等级为公路—I级，人群荷载为3.5。梁断面为单箱双室截面，结构计算分析在平面力系下进行，并采用Midas软件对计算结果进行验算。

关键词 预应力钢筋混凝土连续梁桥；等截面；单箱双室；设计

目 录

第1章 绪论 6

第2章 桥跨总体布置及结构尺寸拟定 9

2.1 尺寸拟定 9

2.1.1 孔径划分 9

2.1.2 桥梁布置 9

2.1.3 梁高 9

2.1.4 细部尺寸 11

第3章 内力效应计算及荷载组合 13

3.1 恒载内力计算 13

3.1.1 一期恒载内力计算 13

3.1.2 二期恒载内力计算 18

3.2 活载内力计算 22

3.1.2 冲击系数和折减系数 22

3.2.2 汽车荷载横向分布影响的增大系数计算 24

3.2.3 汽车及人群荷载作用 26

3.4 基础沉降计算 38

3.4.1 取左边支座沉降1cm计算结构基础沉降内力 38

3.4.2 取左中支座沉降1cm计算结构基础沉降内力 39

3.5 内力组合 41

3.5.1 按承载能力极限状态设计 41

3.5.2按正常使用极限状态设计 43

3.6 包络图 45

3.6.1 短期组合包络图 45

3.6.2 基本组合包络图 46

第4章 预应力钢束估算及布置 47

4.1 钢束估算 47

4.2 钢束布置 50

4.2.1 钢束布置构造要求 50

4.2.2 钢束布置原则 50

第5章 预应力损失及有效预应力计算 51

5.1 基本理论 51

5.2 预应力损失计算 51

第6章 强度验算 61

6.1 基本理论 61

6.2 计算公式 61

第7章 支座尺寸设计 65

7.1 聚四氟乙烯板尺寸 65

7.2氯丁橡胶板尺寸 65

7.3下支座板尺寸 66

7.4梁底与支座垫石的局部承压验算 68

第8章 盖梁的设计与计算 69

8.1盖梁自重及内力计算 69

8.2 盖梁活载计算 70

8.2.1 冲击系数和折减系数 70

8.2.2 活载反力最大值计算 70

8.2.3 梁的支座反力的计算 71

8.3 内力组合 72

8.4 双柱反力计算 72

8.5 内力计算 72

8.6 配筋计算 73

8.6.1 弯矩作用下正截面配筋计算 73

8.6.2 剪力作用时配筋计算 74

8.7 抗裂验算 74

第9章 墩柱的设计与计算 75

9.1 荷载计算 75

9.1.1 恒载计算 75

9.1.2 活载计算 75

9.2 截面配筋计算及应力验算 79

9.2.1 作用于墩柱顶的外力 79

9.2.2 作用于墩柱底外力 79

9.2.3 墩柱的配筋 79

第10章 钻孔灌注桩计算 81

10.1 荷载计算 81

10.2 桩长计算 82

10.3 桩的内力及位移计算 85

10.3.1 基本假定 85

10.3.2 桩的计算宽度 86

10.3.3 桩的变形系数 86

10.3.4 桩顶刚度系数、、、值计算 87

10.3.5 计算承台底面原点O处位移、、 88

10.3.6 计算作用在每根桩顶上的作用力、、 88

10.3.7 计算最大冲刷线处桩身弯矩 89

10.3.8 桩身最大弯矩位置及最大弯矩计算 89

10.4 配筋计算及桩身材料截面强度验算 89

结论 91

致谢 91

参考文献 92

第1章 绪论

预应力混凝土连续梁桥以结构受力性能好、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。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。

预应力混凝土桥梁是在二战前后发展起来的，当时西欧很多国家在战后缺钢的情况下，为节省钢材，各国开始竞相采用预应力结构代替部分的钢结构以尽快修复战争带来的创伤。50年代，预应力混凝土桥梁跨径开始突破了100米，到80年代则达到440米。虽然跨径太大时并不总是用预应力结构比其它结构好，但是，在实际工程中，跨径小于400米时，预应力混凝土桥梁常常为优胜方案。

我国的预应力混凝土结构起步晚，但近年来得到了飞速发展。现在，我国已经有了简支梁、带铰或带挂梁的T构、连续梁、桁架拱、桁架梁和斜拉桥等预应力混凝土结构体系。

虽然预应力混凝土桥梁的发展还不到80年。但是，在桥梁结构中，随着预应力理论的不断成熟和实践的不断发展，预应力混凝土桥梁结构的运用必将越来越广泛。

连续梁和悬臂梁作比较：在恒载作用下，连续梁在支点处有负弯矩，由于负弯矩的卸载作用，跨中正弯矩显著减小，其弯矩与同跨悬臂梁相差不大；但是，在活载作用下，因主梁连续产生支点负弯矩对跨中正弯矩仍有卸载作用，其弯矩分布优于悬臂梁。虽然连续梁有很多优点，但是刚开始它并不是预应力结构体系中的佼佼者，因为限于当时施工主要采用满堂支架法，采用连续梁费工费时。到后来，由于悬臂施工方法的应用，连续梁在预应力混凝土结构中有了飞速的发展。60年代初期在中等跨预应力混凝土连续梁中，应用了逐跨架设法与顶推法；在较大跨连续梁中，则应用更完善的悬臂施工方法，这就使连续梁方案重新获得了竞争力，并逐步在40—200米范围内占主要地位。无论是城市桥梁、高架道路、山谷高架栈桥，还是跨河大桥，预应力混凝土连续梁都发挥了其优势，成为优胜方案。目前，连续梁结构体系已经成为预应力混凝土桥梁的主要桥型之一。

然而，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。

在我国，预应力混凝土连续梁虽然也在不断地发展，然而，想要在本世纪末赶超国际先进水平，就必须解决好下面几个课题：

1. 发展大吨位的锚固张拉体系，避免配束过多而增大箱梁构造尺寸，否则混凝土保护层难以保证，密集的预应力管道与普通钢筋层层迭置又使混凝土质量难以提高。
2. 在一切适宜的桥址，设计与修建墩梁固结的连续—刚构体系，尽可能不采用养护调换不易的大吨位支座。
3. 充分发挥三向预应力的优点，采用长悬臂顶板的单箱截面，既可节约材料减轻结构自重，又可充分利用悬臂施工方法的特点加快施工进度。

另外，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，它是设计方案合理性与经济性的标志。目前，各国都以每平方米桥面的三材（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。通过连续梁、T型刚构、连续—刚构等箱形截面上部结构的比较可见：连续—刚构体系的技术经济指针较高。因此，从这个角度来看，连续—刚构也是未来连续体系的发展方向。

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