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摘 要

深圳东宝河新安大桥全长1.45km,直接联系深圳市沙井街道和东莞市长安镇，其中桥梁总长约为1.04km。本设计课题所依托的工程是东宝河大桥的主桥设计方案。在参考主桥初步设计的基础上，对东宝河大桥的主桥设计方案新

设计还进行了施工图绘制和工程预算等工作。

关键词：波纹腹板连续梁桥 方案设计 预应力

Design of Continuous Girder Bridge with Corrugated Steel Web

Abstract: Xin'an bridge is 1.45 km long, directly connecting Shajing street of Shenzhen and Chang'an town of Dongguan.The total length of the bridge is about 1.04 km..This project this design subject relies on is the main bridge design scheme of

Key words:continuous girder bridge with corrugated steel web;design;prestressed

目录

第一章 设计概述 1

1.1工程概况 1

1.2技术标准 1

1.3参考规范 1

1.4地质条件 2

1.5选用材料 3

第二章 方案比选 1

2.1波形钢腹板PC组合梁桥 1

2.1.1桥型介绍 1

2.1.2尺寸拟定 1

2.1.3附属工程设计 4

2.1.4材料选用 4

2.1.5施工设计 5

2.2预应力混凝土独塔斜拉桥 5

2.2.1桥型介绍 5

2.2.2尺寸拟定 6

2.2.3附属工程设计 8

2.2.4材料选用 8

2.2.5施工设计 9

2.3预应力混凝土连续刚构桥 9

2.3.1桥型介绍 9

2.3.2尺寸拟定 10

2.3.3 附属工程设计 11

2.3.4材料选用 11

2.3.5施工设计 12

2.4方案比选与选用 12

第三章 内力计算 14

3.1结构计算图式 14

3.2梁节段划分 14

3.3施工阶段模拟 15

3.3.1施工方案与施工顺序 15

3.3.2施工阶段模拟 16

3.4恒载内力计算 16

3.4.1一期恒载计算 16

3.4.2二期恒载计算 17

3.4.3内力计算结果 17

3.5活载内力计算 20

3.5.1计算荷载 20

3.5.2冲击系数的计算 20

3.5.3活载内力计算结果 22

3.6次内力计算 24

3.6.1温度引起的次内力计算 24

3.6.2支座沉降次内力计算 29

3.7内力组合及内力包络图 31

3.7.1承载能力极限状况的内力组合 31

3.7.2正常使用极限状况下的内力组合 34

3.7.3内力包络图 38

第四章 预应力筋的估算与配置 41

4.1 原理与方法 41

4.2预应力筋的估算 42

4.3预应力筋束布置的确定 46

第五章 截面几何特性计算 50

5.1净截面几何特性 50

5.1.1计算原理 50

5.1.2净截面几何特性计算 51

5.2换算截面几何特性 52

5.2.1计算原理 52

5.2.2换算截面几何特性计算 53

第六章 预应力损失及有效预应力的计算 54

6.1摩阻损失 54

6.2锚具变形损失 55

6.3混凝土的弹性压缩损失 57

6.4钢筋的应力松弛损失 58

6.5混凝土收缩和徐变损失 59

6.6预应力损失组合 61

第七章 承载力极限状态验算 63

7.1正截面承载能力计算 63

7.1.1有效受压宽度计算 63

7.1.2正截面承载力计算 64

7.2斜截面承载力验算 65

7.2.1.抗剪能力验算 66

7.2.2屈曲验算 67

第八章 正常使用极限状态验算 72

8.1抗裂性验算 72

8.2挠度验算 73

第九章 持久状况和短暂状况应力验算 74

9.1持久状况应力验算 74

9.2短暂状况应力验算 75

第十章 下部结构设计与计算 77

10.1支座 77

10.1.1支座选择 77

10.1.2 支座布置 77

10.2墩身设计及验算 78

10.2.1横桥向及纵桥向尺寸设计 78

10.2.2墩身高度计算 80

10.2.3墩身承载力计算 80

10.3桩基础设计 81

第十一章 桥梁工程预算 85

11.1工程量预算 85

11.2工程造价预算 85

第一章 设计概述

1.1工程概况

1.3参考规范

（1）《公路工程技术标准》（JTG B01）；

1.4地质条件

场地内桥梁钻孔均钻至该层，揭露厚度10.10～12.20m。顶板埋深为32.00～ 59.70m，相应标高为-57.26～-29.53m；断层破碎带强度相当于强风化岩。仅钻孔QL11见及二层，层厚6.70～7.70m。

桥址范围微风化岩顶板埋深在31.80～58.00m间，埋藏较深，起伏较大，采用微风化混合岩作为桩基础的持力层。

厚度分节段分别采用1.2cm、2cm、5.6cm、3cm、3.2cm五种,容重7.8x10³kg/m³。

（3）支座：支座采用GPZ（II）系列盆式橡胶支座。

（4）伸缩缝：根据使用特点和平整度要求，主桥桥梁伸缩缝桥台处采用800

（6）护栏：外侧护栏采用组合式防撞护栏，内侧护栏采用波型梁柱式护栏。

第二章 方案比选

2.1.2尺寸拟定

88m 156m 88m。主跨布置如下图所示：

图2.1.1 跨径布置图45m设一道横隔梁横，总计为：边跨3道，中跨6道。截面布置如下图所示：

图2.1.2 典型横截面布置图

图2.1.3 支点横截面布置图

布置如图所示：

图2.1.4 下部结构俯视图

图2.1.5 下部结构立面

2.1.3附属工程设计

桥面铺装：从下往上依次铺设：6cm厚C40混凝土、AMP-100二阶反应型防水粘结材料、6cm厚AC-20C中粒式改性混凝土、4cm厚SMA-13沥青玛蹄脂碎石混合料。

排水设施：采用直径0.2m的圆形铸铁泄水管，布置间距为4m，布置在距缘石0.3m处。

桥面横坡：人行道通过桥面铺装设置2%的横坡，车行道通过主梁顶板倾斜设置1.5%的横坡。

桥面伸缩装置：800型单元式多向变位梳型板桥梁伸缩装置。

护栏：外侧护栏采用组合式防撞护栏，内侧护栏采用波型梁柱式护栏。

采用1600型波形钢板，厚度分节段分别采用1.2cm、2cm、5.6cm、3cm、3.2cm五种。

锚具：锚具采用OVM系列锚具及其配套设备。

支座：支座采用GPZ（II）系列盆式橡胶支座。

2.1.5施工设计

主梁采用悬臂施工方法，具体工序为：

2.2预应力混凝土独塔

布置如下图所示：

图2.2.1 跨径布置顶板厚度为0.6m，底板厚度为0.5m。横截面布置如下图所示：

图2.2.2 横截面布置

桥塔采用空心矩形形式，其界面形式如图所示：

图2.2.3 桥塔截面

图2.2.4 下部结构俯视图

图2.2.5 下部结构立面图

2.2.3附属工程设计

排水设施：采用直径0.2m的圆形铸铁泄水管，布置间距为4m，布置在距缘石30cm处。

桥面横坡：设置1%的横坡。

桥面伸缩装置：D180型橡胶伸缩装置。

护栏：外侧护栏采用组合式防撞护栏，内侧护栏采用波型梁柱式护栏。

支座：支座采用GPZ（II）系列盆式橡胶支座。

拉索：12-7φ5低松弛钢绞线。

2.2.5施工设计

边跨一般为主跨的0.5倍到0.8倍之间，初步确定桥梁主跨140m，边跨为96m。布置如下图所示：

图2.3.1 桥梁跨径布置

下图所示：

图2.3.2 典型横断面

4）下部结构

2.3.3 附属工程设计

桥面铺装：从下往上依次铺设：10cm厚C40防水混凝土、YN聚合物沥青桥面防水涂料、5cm厚沥青混凝土，4cm厚沥青玛蹄脂碎石混合料。

排水设施：采用直径0.2m的圆形铸铁泄水管，布置间距为4m，布置在距缘石30cm处。

桥面横坡：设置1%的横坡。

桥面伸缩装置：D180型橡胶伸缩装置。

混凝土。

钢筋：预应力钢筋采用抗拉强度标准值为1860MPa、公称直径为15.2mm的低松弛高强度钢绞线，普通钢筋采用HRB335钢筋。

锚具：锚具采用OVM系列锚具及其配套设备，主桥纵向预应力束采用OVM15-16锚具及OVM15-18锚具；主墩临时固接及零号块横隔板横向预应力采用采用YM锚具。

支座：支座采用GPZ（II）系列盆式橡胶支座。

拉索：12-7φ5低松弛钢绞线。

2.3.5施工设计

采用对称悬臂挂篮浇筑法。

2.4方案比选与选用

表2.4.1 方案比选指标

方案	方案一	方案二	方案三
桥型	连续梁桥	斜拉桥	连续刚构桥
桥跨布置	88m 156m 88m	180m 152m	96m 140m 96m
截面形式	波纹腹板箱梁	混凝土单箱三室梁	混凝土单箱梁
支点梁高	8.3m	3m	9.5m
跨中梁高	3.5m	3m	4m
优点	结构刚度大，变形小，动力性能好，主梁变形挠曲线平缓，有利于高速行车。预应力混凝土连续梁桥在垂直荷载的作用下，其支座仅产生垂直反力，而无水平推力，受力明确。	主梁高度较小，梁体尺寸较小，桥梁的跨越能力较大；受桥下净空和桥面标高的限制少，通航条件较好。	造型优美，结构合理，跨越能力大，自重轻，抗震能力好。受力明确，线条优美，施工机械化，生产工厂化，施工速度快
缺点	采用悬臂浇筑法施工时存在临时固结和拆除，需采用承载能力较大的支座。连续梁高度沿纵向改变会引起弯矩的改变；温度、混凝土收缩徐变、基础变位及预应力等会产生次内力。	斜拉索的张拉及调整较为困难，技术要求较高。它是多次超静定结构，设计计算复杂；索与梁或塔的连接构造比较复杂；施工中高空作业较多，且施工控制等技术要求严格。	整体温度效应、混凝土收缩徐变会产生次内力。
技术水平	经验较丰富，国内技术成熟	经验一般，国内一般水平。	经验较丰富，国内技术成熟
养护与维修	养护维修量小，养护维修方便	养护维修量较大，养护维修不方便	养护维修量小，养护维修方便
工期	较短	较长	较短

考虑以上因素，故选择方案一。

第三章 内力计算

3.1结构计算图式

图3.1.1 结构计算图示

整倍数划分。本方案在支点附近取节段3.2m，跨中断面节段为4.8m，合拢段为3.2m。具体划分为如图所示：

图3.2.1 1/2桥梁节段划分

3.3施工阶段模拟

3.3.1施工方案与施工顺序

并且在浇筑桥梁段15的同时搭设支架，施工两侧满堂支架段；然后对两个边跨进行合龙、张拉及中跨顶推、配重；之后对中跨进行合龙；后拆除所有临时支架和临时固结支座，施工桥面铺装等；最后进行桥面铺装。

施工顺序用图表述如下:

图3.3.1 0#块施工

图3.3.2 1#-15#块施工

图3.3.3 边跨支架现浇段施工

图3.3.4 边跨合龙段施工

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