1、兰州交通大学毕业设计（论文）1摘要：福厦路口高架桥工程，桥梁全长 135 米，为三跨钢连续梁结构（40+55+40） ，上部结构为钢箱梁，桥宽 25 米，桥面铺装为：8 厘米水泥混凝土+8 厘米沥青混凝土。本设计根据设计任务要求,依据现行公路桥梁设计规范,兼顾实用，安全，经济，美观的原则；在比较了下承式钢管混凝土拱桥、预应力混凝土连续梁桥、预应力混凝土连续刚构桥的力学特性后，选择连续钢箱梁桥作为在给定地形图下的设计方案，进行了结构细部尺寸拟定、静活载内力计算、配筋设计及控制截面强度、应力验算，活载变形验算等。经分析比较及验算表明该设计计算方法正确，内力分布合理，符合设计任务的要求。本设计采用连
2、续梁方案，其上部结构为 40m+55m+40m。上部钢箱梁结构采用单箱三室，桥面宽 25m，桥面为单幅布置采用单箱三室形截面可以相对减轻自重和降低施工难度，钢箱梁在工厂预制，施工现场采用悬臂拼装的施工方法。初步拟定墩高为10m，中墩墩柱中间间距为 4m，横桥向由 2 根立柱组成。边墩墩柱中间间距为 3.5 m ，横桥向由三根立柱组成，中墩承台尺寸为:14m6.5m3.5m,。边墩承台尺寸为：13 m3 m2 m 。基础均采用直径为 1.5 m 的钻孔灌注桩基础。关键词：方案 连续钢箱梁桥 桥墩 桩基础 结构分析 验算 Abstract: The Fu Xia intersection viad
3、uct project, the continuous steel box beam bridge span 135 meters, are three cross steel continuously(40.+55+40), the superstructure is continuous steel box beam,the bridge width 25 meters, the flooring is: 8 centimeters cement-concrete and 8 centimeters asphalt-concretes. This design basis designs
4、the mission requirement, the basis present highway bridge design standard, the proper attention to both is practical, safe, economy，artistic principle; After has compared the bottom-road bridge steel pipe concrete arched bridge, the prestressed concrete continuous bridge, the prestressed concrete co
5、ntinuous rigid - frame bridge mechanical properties, the choice continual steel box beam bridge took in assigns under the topographic diagram the design proposal, carried on the structure detail size to draw up, the static live load endogenic force computation, to match the muscle design and the con
6、trol section intensity, the stress Checking calculation, the live load distorted Checking calculation and soon. After the analysis comparison and Checking calculation indicated this design calculation method correct, the endogenic force distribution inreasonable, conforms to the design duty requirem
7、ent.兰州交通大学毕业设计（论文）2This design uses the continuous steel box beam bridge plan, its superstructure is 40m+55m+40m. Upside the steel box beam structure uses single box-three room, bridge breadth 25m, the bridge floor uses the single box-three room shapes section for single frame the arrangement to be
8、allowed relatively to reduce is self-possessed and reduces the construction difficulty, steel box beam in the factory prefabrication, the job-location uses the job practice which the bracket assembles. Initially draws up the pillar to be high is 10m, center the pillar foot stall middle spacing is 4m
9、, the horizontal bridge to is composed by 2 columns. The pillar foot stall middle spacing is 3.5 m, the horizontal bridge to is composed by three columns, center the pillar receives size is: 14m6.5m3.5m. The pillar receives a size is: 13 m3 m2m. The foundation uses the diameter is 1.5 m drill hole p
10、ours into Pole basis.Keyword: programme，the continuous steel box beam bridge， bridge pier，pile-base，prestress-structural， checking calculation，兰州交通大学毕业设计（论文）3第 1 章 绪 论将简支梁梁体在支点上连接就形成连续梁，连续梁桥可以做成三跨一联的 ，也可以做成多跨一联，我国的杭州钱塘江二桥公路桥为 18 孔一联的连续梁桥。连续梁桥在恒载作用下支点处的负弯矩对跨中正弯矩有卸载作用，它的突出优点是结构刚度大，变形小，动力性能好，主梁变形挠曲线平缓，
11、因此同样跨径下的连续梁桥跨中正弯矩较简支梁小，于是连续梁比简支梁有更大的跨越能力。由于连续梁结构受力性能好、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。连续梁桥是超静定结构，基础不均匀沉降将在结构中产生附加内力，因此，对桥梁基础要求较高，通常宜用于地基较好的场合。此外，箱梁截面局部温差，梁体收缩、徐变等均会在结构中产生附加内力，从而增加了设计计算的复杂性。连续梁桥通常采用悬臂施工的方法，悬臂施工分为悬臂浇筑和悬臂拼装。悬臂施工具有很大的优越性：不需大量的施工机械和临时设施；不影响桥下通航、通车；施工受季节、河道水位影响较小。因此悬臂
12、施工方法在连续梁桥的施工中得到广泛的应用。1.1 设计特点连续梁桥设计的一般步骤为：参照已有的设计拟定结构几何尺寸和材料类型，模拟实际的施工步骤，计算出恒载（一期恒载、二期恒载）及活载内力；然后再根据实际情况确定温度、沉降等荷载，计算其产生的内力，并与恒、活载内力进行正常使用与承载能力组合。这是设计过程中的第一次组合，两种组合的结果分别作为按正常和按承载能力估计钢束的计算内力。估算出各截面的钢束后，按照一定要求将钢束布置好。由于钢束堆积面几何特性的影响，温度、沉降等内力也得重新计算。各种荷载作用下的内力计算出来后，需进行承载能力组合和正常使用组合，以进行截面强度验算，应力验算和变形验算。如各项
13、验算均满足要求且认为合理，则设计通过。如有些截面的有些验算通不过，则需要调整钢束，甚至需要修改截面尺寸重新计算，直到各项验算均通过规范要求为止。如上所述，设计过程一般包括两次组合。第一次组合是为了估算钢束。此时钢束兰州交通大学毕业设计（论文）4还未确定，也就无法考虑预应力的作用。由于预应力对徐变有很大的影响，故估算钢束是一般也不考虑收缩徐变的影响。况且，此时用的几何特性都是毛截面的几何特性，所以第一次组合是的内力不是桥梁的实际受力状况，仅供估束参考。根据估束结果确定钢束数量和几何形状后，考虑预加力和收缩徐变的影响重新计算的内力是当前配束下的受力。如各项验算均通过，则可以作为最终结果。如个别截面
14、不满足，但两次组合的结果相差不大，可适当调整钢束后重新计算；如两次组合的结果相差较大，则应将第二次组合内力作为估算依据重新估束，再重新进行验算，直到各项验算全部通过且两次组合结果相差不大为止。总之，涉及的过程就是一个逐次迭带逐次逼近的过程。有经验的设计人员可能一次就能通过，但对初次设计人员可能需要“迭带”多次，甚至需要修改截面尺寸。1.2 受力特点采用悬臂施工的连续梁桥，在施工过程中经历 T 型刚构受力状况，合拢后形成连续梁桥，其恒载产生的内力有个施工阶段产生的内力迭加而成。由于合拢段较短其产生的内力一般较小，故 T 型刚构受力状况为主要部分。对悬臂施工连续梁桥，合拢后根据负弯矩很大，而中跨跨
15、中恒载弯矩很小。二期恒载加上以后根部负弯矩增大，中跨跨中承受相对较小的正弯矩。因此，街面几何尺寸拟定时，应根据以上弯矩分布特点，增大主梁根部附近断面的抗弯刚度，提高截面的承压能力。悬臂施工时浇筑一阶段的梁体，达到一定强度后张拉此段钢束。梁段自重产生的负弯矩，预应力自重缠身的正弯矩，二者结合式的梁体基本处于偏心收压受力状态，其轴向力非常大，抗剪强度一般不成问题，而最小正应力有较大，故主拉应力也已满足，所以可不设下弯配索。否则可微弯纵向束，设置竖向预应力筋。1.3 厦门福厦路口高架桥工程概况本工程位于厦门本岛西部，西接海仓大桥东侧桥头引线，东接仙岳路与机场路立交。高架桥起始于七星西路与仙岳西路的中
16、线交点处，终点位于江头二号路与铁路之间。由湖滨东路、莲岳路口跨线桥、福厦路口跨线桥三个独立的桥组成，桥梁全长1962.6 米，其中钢梁长 1950 米，桥梁引道路堤长 667.5 米，标准桥宽 25 米。福厦路口高架桥工程，桥梁全长 135 米，为三跨钢连续梁结构（40+55+40） ，上部结构为钢箱梁，桥宽 25 米，桥面铺装为：8 厘米水泥混凝土+8 厘米 沥青混凝土。兰州交通大学毕业设计（论文）51.4 自然条件、地质、水文、气象、地震1.4.1、工程地理位置和规模本工程位于厦门本岛西部，西接海沧大桥东侧桥头引线，东接仙岳路与机场路立交。项目由快速路（高架桥） 、主干路（地面层道路） 、
17、湖滨中路立交、铁路立交顶进框架涵、以及相配套的交通、照明、管线、绿化、景观等组成。高架桥起始于七星西路与现状仙岳西路的中线交点处，终点位于江头二号路与铁路之间，终点桩号 K14+268。由湖滨东路口跨线桥、莲岳路口跨线桥、福厦路口跨线桥三个独立的桥组成。桥梁全长 1926.6 米，其中钢梁长 1950 米，桥梁引道路堤长 667.5 米，标准桥宽 25.0 米。 湖滨中路立交匝道起于通道桥以西海沧大桥的引道边线，终于湖滨中路。起始段为平行式变速车道,渐变段长为 60m.,减速车道长为 90m.匝道全长为 90m。匝道全长368.65 米,其中桥梁全长 205.58 米,引道长 110.07 米
18、,匝道为单向单车道,匝道总宽 8.0m,净宽 7.0m.匝道平曲线半径 153 米,纵坡 5%.1.4.2、工程地质特征(一) 地质,构造在钻孔揭露深度范围内,道路沿线地层有第四系土层及基岩两大类,第四系土层按成因,形成顺序和岩性可分为:混凝土路面-1、素填土 -2、杂填土-3、淤泥质粘土粘土-1 、砂质粘土-2 、坡积粉质粘土、残积砂质粘性土-1、流纹英安质晶屑凝灰岩残积粘土-2、辉绿岩（岩脉）残积粘土-3 共 10 层。场地基岩以上侏罗统南园组流纹晶屑凝灰岩（桩号 1+230m 以西）及燕山晚期中粗粒花岗岩（桩号 1+230m 以东）为主体，局部穿插有辉绿岩岩脉。按风化程度、力学强度，场地
19、基岩又可划分为全风化、 （土状）沙砾状强风化、碎块状强风化、中风化及微分化共 5 个风化带。各岩土层的厚度、分布及特征情况详见剖面图及各钻孔柱状图。（二）岩土体特征及其分布根据各项测试成果，现对地基土综合评定如下:素填土-2:中上部回填时一般经一定程度的碾压，但总的均匀性属一般 较差。力学强度较低，压缩性中等。除局部缺失外，全路段大部分地段有分布。淤泥质粘土：层位不稳定，厚度一般不大，总体而言属不均匀地基土。该层具低强度、高压缩性。该层主要分布于桩号 2+3003+500m 段。粘土-1 ：物理力学性质指标变异性中等。该土层具中的强度、中等压缩性。该层层位不稳定，场地内零星分布。砂质粘土-2：
20、物理力学性质指标变异性中等。该土层具中等强度、中等压缩性。该层层位不稳定，场地内零星分布。含泥中粗砂-3：物理力学性质指标变异性中等，属较不均匀地基土。该土层具中等强度、中等压缩性。该层层位不稳定，场地内零星分布。坡积粉质粘土：层位不稳定，总体而言属不均匀地基土，该土层具中等强度、中等压缩性。该层分布局限，仅 zk13#、zk14#两孔处有揭露该层。残积砂质粘性土-1：物理力学性质指标变异性中等，属较均匀地基土。该土层具中等强度、中等压缩性。该层分布于桩号 1+230 以东，层位基本稳定。流纹英安质晶屑凝灰岩残积粘土-2：该层层位基本稳定，物理力学性质指标变异性中等，属较均匀地基土，该土层具中
21、等强度、中等压缩性。该层分布于桩号 1+230兰州交通大学毕业设计（论文）6以西。辉绿岩（岩脉）残积粘土-3：其层位不稳定，呈高倾角脉状穿插于花岗岩及流纹质晶屑凝灰岩残积土中，物理力学性质指标变异性中等，属不均匀地基土。该土层具中等强度、中等压缩性。该层仅 zk55#等孔处有揭露。全风化花岗岩-1：其层位太不稳定，具中等强度、低压缩性。该层分布于桩号1+230 以东。全风化流纹质晶屑凝灰岩-2：其层位太不稳定，具中等强度、低压缩性。该层分布于桩号 1+230 以西。砂砾状强风化花岗岩-1：其层位不太稳定，具中等强度、低压缩性。厚度较大处可作为高架桥桩基持力层。该层分布于桩号 1+230 以东。
22、土状强风化流纹质晶屑凝灰岩-2：其层位不太稳定，具中高等强度、低压缩性。厚度较大处可作为高架桥桩基持力层。该层分布于桩号 1+230 以西。碎块状强风化花岗岩-1：其层位不太稳定，岩性均匀性较差，局部分布有大量中微分化岩夹层。具较高强度、低压缩性。该层分布于桩号 1+230 以东。碎块状强风化流纹质晶屑凝灰岩-2：其层位不太稳定，具较高强度、低压缩性。可作为高架桥桩基持力层。该层分布于桩号 1+230 以西。碎块状强风化辉绿岩-3：其层位不稳定，呈高倾角脉状穿插于花岗岩及流纹质晶屑凝灰岩残积土中，具高强度、低压缩性。可作为桩基持力层。仅 zk51#、zk55#等处有揭露该层。中、微风化花岗岩-
23、1：具高强度、基本不可压缩性。埋藏深度有一定变化，埋深不是太大处可作为桩基持力层。该层分布于桩号 1+230 以东。中、微风化流纹晶屑凝灰岩-2：具高强度，基本不可压缩性。埋深不是太大处可作为桩基持力层。该层分布于桩号 1+230 以西。中、微风化辉绿岩-3：其层位不稳定，呈高倾角脉状穿插于花岗岩及流纹质晶屑凝灰岩残积土中，具高强度，基本不可压缩，埋深不是太大处可作为桩基持力层。仅zk51#等孔处有揭露该层。总体评价，沿线地基均匀性较差，尤其是受差异风化作用的影响，局部在残积土及强风化岩中分布有大量中微风化岩孤石。（三）地下水道路沿线地下水主要赋存于素填土、含泥中粗砂、残积土中的孔隙水以及基岩
24、风化带中的孔隙裂隙水，水力性质一般为潜水，主要在淤泥质粘土及粘土之下的中粗砂范围。素填土属中等较强透水层，但厚度不大，水量也不大；淤泥质粘土及粘土等属相对隔水层；含泥中粗砂-3 为强透水层，但厚度不大，水量也不是很丰富；全风化岩、残积土为弱透水层，水量较贫乏；强风化岩为中等较强透水层，厚度大，水量较丰富；中微风化岩带水量主要受裂隙发育程度及裂隙性质影响，在揭露深度范围内一般属弱透水层，水量贫乏。场地地下水主要受大气降水及北侧地下径流补给，主要通过蒸发及向南侧地下径流排泄。勘察时为枯水期，测得初见水位埋深为 2.04.5m，静止水位埋深一般 1.23.8m。根据场地地形、地貌、地层条件结合区域资
25、料，估计丰水期地下水位可能上升 1m 左右，即年变幅在 1m 左右。据钻孔所取水样的水质分析资料（见水质分析报告） 。按岩土工程勘察规范（GB50021-2001）表 12.2.2-112.2.2-4 标准判定，场地环境级别为类。地下水按 A型考虑。场地地下水对砼结构无腐蚀性，对钢筋砼结构中的钢筋在长期浸水条件下无腐蚀性，在干湿交替条件下具弱腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。兰州交通大学毕业设计（论文）71.4.3 地震与地震效应1、根据国家标准建筑抗震设计规范 （GB50011-2001）附录和闽建设200237号文，厦门地区抗震设防（基本）烈度为 7 度，设计基本地震加速度为 0.15g，设计地
26、震分组为第一组。特征周期为 0.35s。2、场地级别：本次初步勘察时未进行剪切波速测试。根据所揭露地层情况，结合地区剪切波速测试经验，沿线场地等效剪切波速一般属 140250m 范围，为中软场地土。覆盖层厚度一般属 3mdov50m 范围，故建筑场地类别为类。3、液化及震陷判别：本场地内存含泥中粗砂-3，按照国家标准建筑抗震设计规范 （GB50011-2001）进行了判别，基本属非液化层。场地内淤泥质粘土，估计剪切波速大于 90m/s.可认为该层不会发生震陷。4、抗震地段：沿线基本属为中软场地土，地形较平坦，按照国家标准建筑抗震设计规范 （GB50011-2001） ，沿线场地总体属可进行建设
27、的一般场地。1.4.4 桥梁基础方案初步评价由于桥面较宽、设计荷载大，结合沿线地基情况，经初步分析，桥墩基础型式以大直径冲（钻）孔桩为宜，桩端持力层根据中、微风化流纹质晶屑凝灰岩或花岗岩埋深确定。采用冲孔桩（或冲钻结合型）时，由于可采用冲击方法穿过上部孤石群，因此成桩难度不是太大，只是工期一般较长。采用该桩型时应注意做好护壁工作，在确保孔壁稳定的前提下尽量降低泥浆浓度，以使泥皮变薄，增加侧壁摩阻力。采用冲孔桩（冲钻结合型除外）时产生一定的挤土效应和震动，由于仙岳路中央绿化带埋设管道较多，因此冲孔桩施工对埋设管线影响较，应采取相应处理措施（该移动的要移动，不移动的要进行管线的变形监测） 。此外排
28、浆对周围环境有一定影响，应注意作好排浆工作.1.4.5 气象、水文厦门地处亚热带，属亚热带季风气候，温湿多雨，每年平均气温 20.8C，最冷的二月份平均 12.4C，极端最冷 2C，最热的七月份平均 28.2C，极端最高气温38.4C，冬夏温差不大，无霜期平均 364 天。平均年降雨量 1143.5mm，五月到七月雨量最大。平均每年要受 56 次台风直接或间接影响，多集中在七八九三个月，最大风力 12 级以上，降雨集中，一次降雨达 100mm 以上。1.5 设计技术指标道路等级：公路高架桥。设计荷载：公路 I 级。设计桥面宽度：25m。净空高度：H5.0 米。通航标准：内河 V 级。设计洪水频
29、率：设计频率 1/100；验算频率 1/300。设计行车速度：60km/h。桥面铺装：下层为 8 厘米厚水泥混凝土，上层为 8 厘米厚沥青混凝土。横向布置：单幅双向六车道。兰州交通大学毕业设计（论文）8地震裂度：地震基本烈度为 7 度，设计地震动峰值加速度 0.15g，设计地震组为第一组，特征周期为 0.35S。按八度设防。1.6 采用的规范和标准1、 公路工程技术标准 （JTG B012003）2、 公路桥涵设计通用规范 （JTG D602004）3、 公路钢筋混凝土及预应力混泥土桥涵设计规范 （JTG D622004）4、 公路桥涵地基与基础设计规范 （JTJ 02485 ）5、 公路砖石
30、及混泥土桥涵设计规范 （JTJ 022 85）6、 内河通航标准 （GBJ13990）7、 公路工程抗震设计规范 （JTJ00489）8、 公路桥涵施工技术规范 （JTJ0412000）1.7 主要材料1. 钢材：上部结构采用钢箱梁，钢材为 16Mn 钢，弹性模量 ，泊松比MPaEs5106.2，容重 ，轴向容许应力值200MPa, 弯曲容许应力3.03/98.76mKN w=210MPa2. 水泥混凝土：桥墩及承台基础均采用 C30 混凝土， 抗压强度标准值 ，3/25mkN Pafck4.32抗拉强度标准值 ，抗压强度设计值 ，抗拉强度设计值MPaftk65.2MPafcd4.，弹性模量
31、。tdfPa83.1PaEc410.33.沥青混凝土： ，桥面铺装有 8cm 厚的沥青混凝土。/mN第 2 章 方案比选2.1 比选方案本次设计主桥方案有预应力混凝土连续刚构（记为方案一） ，钢管混凝土拱桥（记为方案二） ，钢连续箱梁结构（记为方案三） 、兰州交通大学毕业设计（论文）9图 2-1-1 比选方案一连续刚构方案一：预应力混凝土连续刚构连续刚构体系的梁部结构受力性能基本与连续梁相同，但是解决了巨型支座的设计、制造及其养护、更换变成了这一突出问题。连续刚构体系各部位内力随着墩高的增加与连续梁愈加接近，故其要求桥墩具有一定的柔度来适应结构由预应力、混凝土收缩、徐变及温度变化所引起的纵向位
32、移，此类桥型主要应用于大跨高墩结构中。刚构桥一般是指桥垮结构和墩台整体相连的桥梁。其特点为：由于两者之间是刚性连接，在竖向荷载作用下，将在主梁端部产生负弯矩，因而将减少跨中正弯矩，跨中截面尺寸也相应的减小。刚构桥在竖向荷载作用下，支柱将承受压力外，还承受弯矩。支柱一般也由混凝土构件做成，其在竖向荷载作用下，一般都产生水平推力。刚构桥一般都做成超静定的结构形式，故混凝土收缩，温度变化，墩台不均匀沉降和预应力等因素都会在结构中产生附加内力。在施工过程中，当结构体系发生转换时，徐变也会引起附加内力。有时，这些附加内力可占整个内力相当大的比例。刚构桥的主要优点是：外形尺寸小，桥下净空大，桥下视野开阔。
33、钢筋混凝土刚构桥的混凝土的用量少，但钢筋的用量较大，基础的造价也较高，所以，目前常用的是中小跨度；预应力混凝土刚构桥则常用于高墩大跨桥梁，且具有较好的技术经济性，其桥型方案主要采用连续刚构。1. 孔径布置上部结构为三孔变截面连续刚构桥，跨径组合为（40+55+40）m ，桥梁全长为135m。主梁截面为单箱单室箱梁结构，桥面分为双幅，每幅为三车道。2.主跨结构构造兰州交通大学毕业设计（论文）10下部结构拟采用双薄壁柔性墩，墩身为实体式，墩身截面形式为矩形。双薄壁单墩中心距为 4m，薄壁尺寸为： ，初步拟定墩高为 36m。左右两墩对称布置。m5.173.基础基础采用高桩承台桩基础，承台尺寸为： ；
34、高 3.5m，拟采用 9 根桩，桩1径为 1.5m。4.施工方案采用悬臂现浇施工的方法，由两个中墩分别向两边对称施工。方案二：下承式钢管混凝土系杆拱桥1.孔径布置主拱跨矢跨比为 1：4.5，矢高 46.5m，全桥长为 135m，吊杆间距 8m。2.主跨结构构造 本桥主跨采用钢管混凝土结构。主拱截面为矩形，拱肋全高为 3m，上下弦杆的直径均为 75cm，在上下弦杆内泵送混凝土，拱肋在桥面上有 5 根风撑相连。吊杆共 23对 46 根，纵向间距 8m。横梁为预应力混凝土结构，类似小工字梁。3.基础 根据该处的地质条件，为碎石土,强风化泥岩,弱风化泥岩,强风化砂岩，拱脚采用钻孔灌注桩基础。两个桥台均
35、为轻型桥台。4.施工方案预制主桥的纵梁和横梁，采用缆索调装的方法安装拱肋，然后泵送混凝土到拱肋，在吊装纵梁，后安装横梁。图 2-1-2 方案比选二钢管混凝土系杆拱桥兰州交通大学毕业设计（论文）11方案三：预应力混凝土连续梁桥连续梁桥在恒载作用下支点处的负弯矩对跨中正弯矩有卸载作用，它的突出优点是结构刚度大，变形小，动力性能好，主梁变形挠曲线平缓，因此同样跨径下的连续梁桥跨中正弯矩较简支梁小，于是连续梁比简支梁有更大的跨越能力。由于连续梁结构受力性能好、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。连续梁桥是超静定结构，基础不均匀沉降将
36、在结构中产生附加内力，因此，对桥梁基础要求较高，通常宜用于地基较好的场合。连续梁桥通常采用悬臂施工的方法，悬臂施工分为悬臂浇筑和悬臂拼装。悬臂施工具有很大的优越性：不需大量的施工机械和临时设施；不影响桥下通航、通车；施工受季节、河道水位影响较小。因此悬臂施工方法在连续梁桥的施工中得到广泛的应用。1.孔径布置上部结构为三孔连续钢箱梁，跨径组合为 40m+55m+40m，桥梁全长为 135m。主梁截面为单箱三室钢箱梁结构，桥面为单幅双向六车道。下部结构边墩采用三柱式桥墩，中墩采用双柱式桥墩。柱式桥墩是目前公路桥梁中广泛采用的桥墩形式，特别是桥宽较大的城市桥和立交桥中，采用这种桥墩既能减轻墩身重量，
37、节约圬工材料，又较美观。2.主跨结构构造上部结构采用连续钢箱梁结构，宽 25 米，单幅布置为双向六车道。3.基础 图 2-1-3 方案比选三连续钢箱梁兰州交通大学毕业设计（论文）12基础为钻孔灌注桩柱式基础，直径为 1.5 米。4.施工方案主梁施工采用预制拼装的方法，钢箱梁在工厂加工，下部结构为现浇施工，下部结构施工完成后，由中墩开始向两端对称拼装钢箱梁。2.2 方案推荐连续钢箱梁结构，其上部结构为 40m+55m+40m 三跨连续钢箱梁。墩高为 10m,结构形式明显美观，且两边墩及中墩均为对称布置，便于施工，满足桥梁结构要求。连续梁桥桥面平顺，行车顺畅。连续钢箱梁桥具有以下受力特点：1. 支
38、座顶端梁具有的负弯矩对跨中正弯矩有卸载作用。2. 结构为超静定结构混凝土收缩、徐变、温度变化、预应力作用、墩台不均匀沉降等引起的附加内力对结构影响较大。3. 连续梁桥具有结构整体性好，抗震性能优，抗扭性能好，结构受力合理桥型简洁明快等优点。4. 在通航的河流上，连续梁桥可以采用悬臂施工的方法，不影响桥下通航。5. 上部结构采用钢箱梁，钢箱梁具有刚度大、自重轻的特点，省去了预应力钢筋，避免了施工中大型预应力张拉设备的使用。6. 钢箱梁可以在工厂预制，进行拼装施工有利于施工的快速高效。其盖梁横截面形状为矩形，底面形状为直线形。此盖梁尺寸为：长 13.5m、高1.8m。本设计采用连续梁方案，其上部结
39、构为 40m+55m+40m。上部钢箱梁结构采用单箱三室，桥面宽 25m，桥面为单幅布置采用单箱三室形截面可以相对减轻自重和降低施工难度，钢箱梁在工厂预制，施工现场采用悬臂拼装的施工方法。初步拟定墩高为10m，中墩墩柱中间间距为 4m，横桥向由 2 根立柱组成。边墩墩柱中间间距为 3.5 m ，横桥向由三根立柱组成，中墩承台尺寸为:14m6.5m3.5m,。边墩承台尺寸为：13 m3 m2 m 。基础均采用直径为 1.5 m 的钻孔灌注桩基础。图 2-2-1 结构纵端面布置图兰州交通大学毕业设计（论文）13三跨连续钢箱梁，采用单幅布置，桥面宽 25 米，为双向六车道。第 3 章 下部结构尺寸拟
40、定本设计经方案比选后，采用连续钢箱梁结构，全长 135m,根据当地水文、地址及桥下通航净空要求，桥跨布置为 40m+55m+40m。桥墩、盖梁、横系梁、承台、基础均采用 C30 混凝土结构。下部结构两边墩及中墩均采用对称布置，其中中墩为双柱式桥墩，墩柱直径为 2 m，边墩为三柱排架墩，墩柱直径为 1.5 m。基础为钻孔灌注桩柱式基础，直径为 1.5 m。3.1 桥墩尺寸的拟定3.1.1 边墩尺寸左右边墩为对称布置，边墩采用三柱式排架墩，墩柱直径为 1.5 米，墩长 10 米，在墩顶设有盖梁，为加强桥墩的稳定性，墩柱间有横系梁连接。横 断 面 图 沥 青 混 凝 土 水 泥 混 凝 土图 2-2
41、-2 结构纵端面布置图兰州交通大学毕业设计（论文）143.1.1 中墩墩尺寸左右中墩为对称布置，中墩采用双柱式桥墩，墩柱直径为 2 米，墩长 10 米，为使上部结构的内力更好的传递到桥墩中去，在墩柱顶端设 3 米高的墩帽，墩帽为变截面结构，其顶部截面直径为 2.5 米，下部截面直径为 2 米。3.2 边墩盖梁及横系梁的尺寸拟定为使上部结构内力更好的传递到桥墩，同时加强墩柱的稳定性，在边墩顶部设一座盖梁，并通过横系梁将三根墩柱联系起来，盖梁横截面为 13.5m1.6m 的矩形截面，盖梁高 1.8m。横系梁横截面为 13m2m 的矩形截面，其中矩形宽边做成半径为 0.7m的半圆弧，横系梁高 0.8
42、m。3.3 承台及基础的尺寸拟定3.3.1 边墩承台基础边墩采用三根桩柱式基础同桥墩相连，桩柱直径为 1.5m，桩长为 30m，承台尺寸为 13m3m2m。3.3.2 中墩承台基础中墩采用六根桩柱式基础，桩柱直径为 1.5m，桩长为 30m，承台尺寸为14m6.5m3.5m。第 4 章 内力计算4.1 计算原理采用有限单元法，即有限元法。它是一种利用计算机和矩阵运算作为工具，对复杂工程问题或结构进行计算和分析的数值计算方法。有限元法是力学和现代计算机技术相结合的产物，是计算机辅助设计的一个重要组成部分。图 4-1-1 有限元结构模型兰州交通大学毕业设计（论文）154.1.1 单元划分利用有限元
43、程序 MIDAS Civil6.71 对结构进行有限元分析，程序建立模型及计算过程中需要对结构进行有限元划分，本设计对下部结构进行设计计算及验算，下部结构有限元划分如下图示：图 4-1-2 边墩及承台基础图 4-1-3 中墩及承台基础图 4-1-4 边墩有限元分段 图 4-1-5 中墩及承台有限元划分兰州交通大学毕业设计（论文）164.1.2 截面尺寸及特性计算下部结构墩柱的尺寸及截面特性如下表：表 4-1-1 下部结构截面特性截面名称尺寸（m）面积(m2) 截面惯性矩(m4)Ixx=0.497Iyy=0.249边墩墩柱 R=1.5 1.77Izz=0.249Ixx=1.571Iyy=0.78
44、5中墩墩柱 R=2 3.14Izz=0.785Ixx=0.497Iyy=0.249基础桩柱 R=1.5 1.77Izz=0.249图 4-1-6 边墩基础有限元分段图 4-1-7 中墩基础有限元分段兰州交通大学毕业设计（论文）174.2 永久作用支反力计算主梁恒载内力，包括主梁自重（一期恒载）引起的主梁自重内力和二期恒载（桥面铺装）引起的主梁后期恒载内力，总称为主梁恒载内力。二者均采用 MIDAS civil6.71 程序计算（祥见附录） 。4.2.1 一期恒载作用下的支反力4.2.2 二期恒载作用下的支反力4.2.3 恒载内力的计算 本设计拟采用悬臂对称施工，因此在下部结构的计算过程中不考虑
45、荷载的偏心作用，桥墩及基础桩柱均作轴心受压构件处理。表 4-2-1 边墩及基础应力轴向压应力(kN/m2)边墩及基础单元号一期恒载作用下 二期恒载作用下 最终恒载作用下7 8070 1490 95608 8560 1670 102309 8070 1490 9560图 4-2-1 一期恒载反力图 4-2-2 一期、二期恒载共同作用下反力兰州交通大学毕业设计（论文）1816 8020 1440 946017 8510 1620 1013018 8020 1440 946025 7970 1390 936026 8460 1570 1003027 7970 1390 936034 7920 134
46、0 926035 8410 1520 993036 7920 1340 926043 7870 1290 916044 8360 1470 983045 7870 1290 916052 7820 1240 906053 8310 1420 973054 7820 1240 906061 7770 1190 896062 8260 1370 963063 7770 1190 896070 7720 1140 886071 8210 1320 953072 7720 1140 886079 7670 1090 876080 8160 1270 943081 7670 1090 876088 76
47、20 1040 866089 8110 1220 933090 7620 1040 866097 7570 995 856598 8060 1170 923099 7570 995 8565106 7520 945 8465107 8010 1120 9130108 7520 945 8465115 7470 895 8365116 7960 1070 9030117 7470 895 8365124 7420 845 8265125 7910 1020 8930126 7420 845 8265133 7370 795 8165134 7860 966 8826135 7370 795 81
48、65兰州交通大学毕业设计（论文）19137 7320 745 8065138 552 44.3 596.3139 7320 745 8065140 7270 695 7965142 7130 237 7367144 7270 695 7965145 7220 645 7865147 7080 187 7267149 7220 645 7865150 7170 595 7765152 7030 137 7167154 7170 595 7765155 7120 545 7665157 6980 87.4 7067.4159 7120 545 7665160 7090 517 7607161 69
49、50 59.9 7009.9162 7090 517 7607163 2330 112 2442166 1700 61.6 1761.6表 4-2-2 中墩及基础应力轴向压应力(kN/m2)中墩及基础单元号一期恒载作用下 二期恒载作用下 最终恒载作用下1 14300 1740 160402 14400 1790 161903 14300 1740 160404 14400 1790 161905 14300 1740 160406 14400 1790 1619010 14300 1740 1604011 14400 1790 1619012 14300 1740 1604013 14400 1790 1619014 14300 1740 1604015 14400 1790 1619019 14300 1690 1599020 14300 1740 1604021 14300 1690 1599022 14300 1740 16040兰州交通大学毕业设计（论文）2023 14
