一．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写

2000字左右的文献综述：

文 献 综 述

1. 工程概况与背景

北山河大桥位于宣城市宣州区境内，是连接宣城与南京的重要通道，是省道S104的重要组成部分。由于河流航道整治，通航全线要求达到Ⅲ级航道标准，要求通航净空满足80#215;7m要求。北山河桥全长841.16m，主桥拟采用预应力连续箱梁，主跨需90m以上跨越航道，边跨需60m以上跨越防洪堤。全桥横向为双幅桥，单幅桥宽16m，拟设置3车道(注：附图为2车道)。桥梁设计荷载标准为公路-Ⅰ级。未来北山河桥梁规划桥宽为双幅单向车道，路线线形设计预留100km/h时速标准，两侧设置防撞护栏。桥址区气候属亚热带季风气候，年降水量1294毫米，年均气温15.9℃。项目地区地震动峰值加速度为0.05g，相当于地震烈度6度区。为满足跨越北山河的Ⅲ级航道的要求连续梁桥的主跨要＞90m，主桥拟采用三跨连续梁桥。

2.采用的主要设计标准与规范：

[1] JTG D62#8212;2004，公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S]．北京：人民交通出版社，2004

[2] JTG D6022004．公路桥涵设计通用规范[S]．北京：人民交通出版社，2004

[3] JTG D6322007．公路桥涵地基与基础设计规范[S]．北京：人民交通出版社，2007

[4] JTG B0122003．公路工程技术标准[S]．北京：人民交通出版社，2004.2

[5] JTG T F50-2011．公路桥涵施工技术规范 [S]．北京：人民交通出版社，2011

[6] JTJ004289．公路工程抗震设计规范[S]．北京：人民交通出版社，1989

[7] CJJ37290．城市道路设计规范[S]．北京：中国建筑工业出版社，1991.8

[8] CJJ77298．城市桥梁设计荷载标准[S]．北京：中国建筑工业出版社，1998.12

[9]GJJ 11293．城市桥梁设计准则[S]．北京：中国建筑工业出版社，1993.10

[10] JTG D6122005．公路圬工桥涵设计规范[S]．北京：人民交通出版社，2005.10

[11] DB32/112-95．南京地区地基基础设计规范[S]．

[12] JCJ 95-2003．冷轧带肋钢筋混凝土结构技术规程[S]．

[13] BS54001978-82．钢桥、混凝土桥及结合桥[S]．英国标准学会

3.拟定方案并进行方案比选

设计桥梁的形式可考虑拱桥、简支梁桥、连续梁桥三种形式。

（1）梁桥：

预应力混凝土梁式桥：受力明确，理论计算较简单，设计和施工的方法日臻完善和成熟。具有以下主要特征：

（a）混凝土材料以砂、石为主，可就地取材，成本较低；

（b）结构造型灵活，可模型好，可根据使用要求浇铸成各种形状的结构；

（c）结构的耐久性和耐火性较好，建成后维修费用较少；

（d）结构的整体性好，刚度较大，变性较小；

（e）可采用预制方式建造，将桥梁的构件标准化，进而实现工业化生产；

（f）预应力混凝土梁式桥可有效利用高强度材料，并明显降低自重所占全部设计荷载的比重，既节省材料、增大其跨越能力，又提高其抗裂和抗疲劳的能力。

简支梁： 目前我国道路桥梁结构一般考虑简支梁和连续梁结构形式。简支梁受力明确，因温度变化产生的附加力、特殊力的影响小，设计施工易标准化、简单化；但其梁高较大， 景观稍差，行车条件也不如连续梁。

连续梁： 连续梁结构可以降低梁高，节省工程数量，有利于争取桥下净空，并改善景观；其结构刚度大，具有良好的动力特性以及减震降噪作用，使行车平稳舒适，后期的维修养护工作也较少。从城市美学效果来看，连续梁造型轻巧、平整、线路流畅，将给城市争色不少。但连续梁对基础沉降要求严格，特别是由于联长较大，梁体与墩台之间的受力十分复杂，加大了设计难度。

(2)拱桥：

拱桥的静力特点是，在竖直何在作用下，拱的两端不仅有竖直反力，而且还有水平反力。由于水平反力的作用，拱的弯矩大大减少。设计得合理的拱轴，主要承受压力， 弯矩、剪力均较小，故拱的跨越能力比梁大得多。由于拱是主要承受压力的结构，因而 可以充分利用抗拉性能较差、抗压性能较好的石料，混凝土等来建造。石拱对石料的要 求较高，现在已很少采用。拱桥，要求支撑拱的墩台和地基必须承受拱端的强大推力，因而修建拱桥要求有良好的地基。对于多跨连续拱桥，为防止其中一跨破坏而影响全桥，

还要采取特殊的措施， 或设置单向推力墩以承受不平衡的推力。

方案比选及截面形状选定:

（a）由上述条件可知，根据本设计具体的情况，因地基为软土，制作拱桥难度较大，放弃拱桥方案。简支梁与连续梁相比虽然结构简单施工方便，但其建成后连续 性不强，行车不如连续梁平稳，美观方面不如变截面连续梁的美观。

（b）梁部截面形式考虑了箱形梁、组合箱梁、槽型梁、T 型梁等可采用的梁型。 连续单箱梁方案该方案结构整体性强，抗扭刚度大，适应性强。景观效果好。该方案需采用就地浇筑，现场浇筑砼及张拉预应力工作量大，但可全线同步施工，施工期间工期不受控制,对桥下道路交通影响较其他方案稍大。

组合箱梁结构整体性强，抗扭刚度大，适应性强。双箱梁预制吊装，铺预制板， 重量轻。但从桥下看,美观效果稍差。桥面板需现浇施工增加现场作业量，工期也相应延长，并且徐变变形大，存在着后期维修养护工作量大的缺点。

槽型梁为下承式结构，其主要优点是造型轻巧美观，线路建筑高度最低,且两侧的主梁可起到部分隔声屏障的作用，但受拉区混凝土即车道板圬工量大，梁体多以受压区(上翼缘)压溃为主要特征，不能充分发挥钢及混凝土材料的性能。同时，由于结构为开口截面，结构刚度及抗扭性较差，而且需要较大的技术储备才能实现。

T 型梁结构受力明确，设计及施工经验成熟,跨越能力大,施工可采用预制吊装 的方法，施工进度较快。该方案建筑结构高度高，由于梁底部呈网状,景观效果差。 预制和吊装的实施过程也存在着与其他预制梁同样的问题。

综上所述：

单箱梁抗扭刚度大，整体受力和动力稳定性能好，外观简洁，适应 性强，在直线、曲线等区间段均可采用，且施工技术成熟，造价适中。 因此，结合工程特点和施工条件综合考虑，本设计选择连续箱型梁。

桥墩类型选定：

(1)实体重力式桥墩是一实体圬工墩，主要靠自身的重力平衡外力，从而保证桥墩 的强度和稳定。此种桥墩自身刚度大，具有较强的防撞能力，但同时存在阻水面积 大的缺陷，比较适合于修建在地基承载力较高、覆盖层较薄、基岩埋深较浅的地基上。

(2)实体轻型桥墩可用于混凝土、浆砌块石或钢筋混凝土材料做成，此结构显著减小了圬工体积，但其抵抗冲击力的能力较差，不宜用在流速大并且有大量泥沙的河流或可能有船舶、冰块、漂流物撞击的河流中，一般用于小跨径的桥梁上。

(3)空心桥墩有两种：一种为部分镂空实体桥墩，另一种为薄壁空心桥墩。其特点 是轮廓体型较大，多圬工材料少钢筋。不利于桥下流水通过。

(4)框架式桥墩给桥梁建筑增添了新的艺术造型，改变了桥墩原先的笨拙形象，使 桥梁结构造型更加轻巧美观，同时使桥梁的跨越能力提高，缩短了主梁的跨径，降 低了梁高。但是其结构比较复杂，施工比较麻烦。

(5)柱式桥墩是目前公路桥梁中广泛采用的桥墩形式。它具有线条简捷、明快、美 观，既节省材料数量又施工方便的特点，桥下通视情况良好。

综上所述：柱式桥墩最具实用性、经济性、安全性以及美观性，本设计选用柱式桥墩。

4.结构尺寸、跨度等具体内容确定

（1）跨度确定

根据工程要求，拟定主跨跨度为100m，由PC连续梁边跨/主跨比在0.65-0.8之间的要求定边跨跨度70m，如下简图

（2）截面尺寸确定

a.梁高：（本设计中跨度100m）根据规范，支点处梁高取跨度的1/16-1/20，即 H=5m-6.25m定为6.2m；跨中梁高取跨度的1/30-1/50，即h=2m-3.3m定为3m

b.桥宽根据JTG D60-2004 《公路桥涵设计通用规范》中公路I级路基宽度的要求，行车道宽度取3.75m，左侧路肩宽度取2.8m，右侧路肩宽度取1m，中间带宽度取2m，路基宽度为（3.75*3 2.8 1）*2 2=32.1m，因为是分离式路面布局，半幅宽度为15.05m。

c.腹板宽度：根据规范，支点处取桥宽的1/8-1/12，即腹板总宽度为1.254m-1.88m，单块腹板宽度定为0.6m；跨中取桥宽的1/12-1/20，即腹板总宽度为0.745m-1.254m，单块腹板宽度定为0.4m。

d.底板厚度：根据规范，支点处取梁高的1/10-1/12，即0.52m-0.62m，定为0.6m；跨中取构造厚度，定为0.35m。

e.顶板厚度：按构造要求，箱室内顶板厚度取0.3m，翼缘板采用梯形布局，宽度2.5m，板最外侧厚度0.15m，板根部厚度0.6m。

另外，箱室内设置拐角，上缘拐角尺寸0.3m#215;0.9m（水平方向0.9m），下缘拐角尺寸0.3m#215;0.3m，如下简图（单位：cm）

（3）材料确定：

a.混凝土：①箱梁50号混凝土；②墩身40号混凝土；③支座垫石30号混凝土；④承台30号混凝土；⑤钻孔灌注桩25号水下混凝土；

b.钢材：①低松弛高强度预应力钢绞线应符合GB/T5224-2003的规定；单根钢绞线直径Fj15.24mm，钢绞线面积AY=139mm2，钢绞线标准强度Rby＝1860MPa，弹性模量Ey＝1.95#215;105Mpa；②普通钢筋采用符合GB 1499.1-2008标准的HPB235光圆钢筋和符合GB 1499.2-2007标准的HRB335螺纹钢筋；③凡钢筋直径大于等于12mm者，均采用HRB335级热轧螺纹钢筋；④凡钢筋直径＜12mm者，采用HPB235光圆钢筋，带肋钢筋焊接技术标准应符合《钢筋混凝土用焊接钢筋网》(YB／T076-1997)的规定；

c.其它：①锚具及管道成孔#8212;箱梁纵向预应力钢束锚具采用预应力钢绞线群锚OVM型锚具及其配套的设备，管道成孔采用金属波纹管，有关设备与器具应符合国家标准《预应力筋用钱具、夹具和连接器》(GB/T14370-2000)的规定；②支座采用GPZ(II)盆式支座，符合交通部行业标准JT391-1999的规定；③伸缩缝应符合《公路桥梁伸缩装置》GQF-MZL行业标准，伸缩缝宽为温度20℃时安装缝宽，施工单位应根据实际温度进行修正。

（4）内力初算

利用Midas桥梁计算软件建模，将其平分为240个单元，每单元1.0m，，计算结果如下所示：

自重荷载支座反力图

车道荷载支座反力图

自重荷载剪力图

车道荷载剪力图

自重弯矩图

车道荷载弯矩图

（5）承载力验算

桥垮为对称结构，故验算时只需计算一边的单元，各单元剪力影响线如下：

1单元剪力影响线

21单元剪力影响线

41单元剪力影响线

68单元剪力影响线

118单元剪力影响线

斜截面抗剪验算：

截面抗剪强度上下限复核：

定混凝土保护层厚度为70mm，由上述内力汇总表格可知，产生计算最大剪力组合设计值的截面是69号单元，剪力为Vd=18856.58kN，fcu,k=32.4MPa，ftd=1.83MPa，69单元腹板宽度b=400#215;3=1200mm，h0=6200-70-15.05/2=6122.48mm，γ0=1.1

∴γ0Vd=1.1#215;18856.58=20742.24kN

0.5#215;10-3ftdbh0=0.5#215;10-3#215;1.83#215;1200#215;6122.48=6722.811kN

0.51#215;10-3bh0=0.51#215;10-3#215;√32.4#215;1200#215;6122.48=21328.056kN

∵6722.811kNlt;20742.24kNlt;21328.056kN

计算结果表明，截面尺寸满足要求，但应按计算要求配置箍筋和弯起钢筋。

正截面承载力：配筋率取2%，根据影响线加载验算符合要求。

综上所述，承载力验算通过。

（6）下部结构部分尺寸初定

由上述计算可以选定，节点1、2处以及239、240处的支座选用GPZ(II)30.8DX设计承载力/允许最大承载力0.8/0.88 MN，主要尺寸是315#215;293#215;75mm3，预埋底柱Φ40#215;250；

节点168、169处支座选用GPZ(II)32.5DX设计承载力/允许最大承载力32.5/35.75MN，主要尺寸是1750#215;1585#215;300mm3Φ100#215;400；

节点65、66处支座选用GPZ(II)32.5GD设计承载力/允许最大承载力32.5/35.75MN，主要尺寸是1550#215;1320#215;280mm3，预埋底柱Φ100#215;400。

拟选用2根直径为1.8m 的柱式桥墩，两柱间距13.2m，材料为40号混凝土，承载力估算为（fcd=18.4MPa）18.4#215;103#215;0.92π#215;2=9.364#215;104kN远大于支座反力，方案可行。

２．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：

要研究的内容以及问题：

1.截面几何特性计算：毛截面的面积，重心轴的位置，毛截面对重心轴的惯性矩。

2.主梁内力计算

1）确定桥梁计算图示，分析结构几何特性，分别对自重作用、墩台沉降、温度影响等方面进行内力计算。

A.正确划分节点和单元。将实际结构离散成若干节点和单元，在节点连接方式和边界条件上一定要注意与原结构保持一致。

B.确定主梁梁高，顶、底板厚度及腹板厚度的变化规律。

C.确定结构在成桥阶段的各项荷载。

D.按《设计规范》分别计算在各种荷载组合下的结构内力。

2）恒载内力计算：各期荷载集度可看成均布荷载，恒载内力用荷载集度与影响线面积相乘即得。

3）活载内力计算：汽车轮载在求主梁内力时作为集中力，用影响线加载计算。

4）内力组合：按规定进行荷载组合。

3.预应力混凝土结构的配筋计算：根据《桥涵设计规范》规定，预应力梁应满足截面应力的要求和承载力的要求。

拟采用的研究手段

1.依据结构初步设计方案，进一步确定上、下部结构各细部尺寸；

2.完善桥墩、桥台的方案设计，在此基础上进行桩长计算；

3.制定初步施工方案；

4.桥梁上部的结构内力分析与计算(包括桥面板计算)；

5.桥梁上部结构次内力分析计算(温度、基础沉降、收缩和徐变)；

6.桥梁上部结构配筋计算及结构验算(包括预应力筋和普通钢筋计算)；

7.编写设计说明书；

8.绘制结构施工图。