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摘 要

关键词：结构设计 方案比选 连续梁桥 预应力

Design of Prestressed Concrete Continuous Girder Bridge for the Approach Bridge of Xiamen Second East Passage

Abstract

Keywords: structural design,scheme comparison, continuous girder bridge, prestressed

目录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 方案设计 1

1.1 跨径布置 1

1.2 顺桥向设计 2

1.3 横桥向设计 3

1.4 单元划分 7

第二章 永久作用效应计算 9

2.1 一期恒载计算 9

2.2 二期恒载计算 10

2.3 总恒载效应 11

2.4基础沉降作用次内力 13

第三章 可变作用效应计算 15

3.1 汽车荷载 15

3.2 最大、最小弯矩计算 16

3.2 温度次内力计算 18

第四章 作用效应组合 23

4.1 频遇组合 23

4.2 准永久组合 24

4.3 基本组合 25

4.4 包络图 26

第五章 预应力的计算与布置 31

5.1 原理与方法 31

5.2 预应力筋布置 32

第六章 净截面与换算截面几何特性计算 47

6.1 概述 47

6.2 净截面几何特性计算 47

6.3 换算截面特性计算 48

第七章 应力损失及有效预应力计算 52

7.1 控制应力及有关参数计算 52

7.2 摩擦损失 53

7.3 锚具回缩损失 57

7.4 弹性压缩损失 59

7.5预应力松弛损失 60

7.6 收缩徐变损失 61

7.7 预应力损失组合及有效预应力计算 62

第八章 承载能力极限状态验算 64

8.1 正截面承载力验算 64

8.2 斜截面抗剪承载力验算 66

第九章 正常使用极限状态验算 69

9.1 抗裂验算 69

第十章 持久状况和短暂状况应力验算 71

10.1 持久状况截面混凝土法向应力验算 71

10.2 短暂状态应力验算 71

第十一章 墩台及桩基础设计与计算 74

11.1 支座 74

11.2 墩身设计与验算 75

11.3 承台设计 78

11.4 桩基础设计 78

第十二章 桥梁工程预算 81

12.1 桥梁工程预算概述 81

12.2 工程量估算 81

12.3 工程造价预算 81

参考文献 84

致谢 85

1. 方案设计
   1. 跨径布置

1.1.1 标准跨径

厦门第二东通道引桥，实际桥长360m。本联设计采用变截面连续箱梁结构形式。为了在整体上保证桥的整体协调及美观性，跨径布置时，要和前后联协调好，通过计算调整，最终确定本联的跨径布置如下：

70m 110m 110m 25m=360m

标准跨径（相邻墩身轴线距离）布置图示如图1-1。

图1-1 标准跨径布置（单位：m）

由上图可知本联为四跨连续梁，根据参考文献[2](P227)，连续梁桥一般边中跨比为 0.5~0.65，且对称布置。该桥中选择的边跨与中跨之比为0.636:1。

1.1.2 计算跨径

上面的跨径布置为标准跨径，计算跨径还要考虑到两边跨伸缩缝及支座尺寸的折减。

为了减小伸缩缝的宽度，把固定支座放在3#墩上，让梁体向两边伸缩。由设计任务书可知本桥的设计年平均温差为±20℃，混凝土材料的温度膨胀系数为1.0×10^-5/℃，则左右两边分别预留的伸缩缝宽度为：5cm，5cm；再考虑到支座尺寸的影响，计算跨径布置如图1-2。

0.75m 69.2m 110m 110m 69.2m 0.75m

图1-2 计算跨径布置（单位：m）

由上图可知连续梁两端分别有0.75m和0.75m的悬臂段，但由于其长度很小，并且位于支座顶部，对内力影响很小，故在内力计算中忽略不计。故计算跨径为：

69.2m 110m 110m 69.2m

• 1. 顺桥向设计
     1. 梁底曲线设计

梁底曲线可设置为二次抛物线、圆弧线以及半立方抛物线等线型，本设计选用二次抛物线。

（1）中孔（23及34孔）：

梁底曲线方程为（以跨中梁底为原点）：

（1-1）

上面抛物线的计算考虑了支座处水平段长度的影响，2#、3#、4#处分别设置2.0m的水平段。

（2）边孔（12及45孔）：

梁底曲线方程为（以1#、5#支座处梁底为原点）：

（1-2）

1#、5#处分别设置0.8m和0.8m的水平段。

图1-3 桥梁纵向布置图（单位：m）

• 1. 横桥向设计
     1. 桥面设计

桥面净宽33m，采用分离式单箱双室截面。半幅净宽16.5m,两侧分别设置0.5m宽的防撞护栏。桥面铺装采用三层设计：上层为8cm的沥青混凝土铺装层，中间层为防水层(厚度忽略不计)，下层为5cm的混凝土调平层。具体的桥面设计如图1-4。

图1-4 桥面布置图（单位：cm）

• • 1. 横断面构造

根据设计任务书要求，箱梁横断面选用单箱双室截面。为了避免使用横向预应力筋， 根据设计经验，悬臂取为2.6m。

具体截面构造设计如图1-5~图1-7。

图1-5 2#、3#、4#墩顶截面（单位：m）

图1-6 1#、5#墩顶截面（单位：m）

图1-7 中孔跨中截面（单位：m）

由上图可知腹板间距在4m左右，同时考虑到顶板布置预应力当钢筋的需要，根据参考文献[2](P239)，由于顶板处配置预应力，故取箱梁顶板厚度为30cm。由设计经验资料，当桥面设置防撞护栏时，箱梁顶板翼缘厚度一般为20cm~40cm，本设计取30cm，翼缘根部厚度一般取40~60cm，本设计取60cm。

（1）箱梁底板厚度

根据参考文献[2](P238)，箱梁根部底板厚度一般为墩顶梁高的1/10~1/12，跨中底板厚度一般按构造选定，若不配置预应力筋，底板厚度厚度可取15~18cm；若配置预应力筋，底板厚度厚度可取20~30cm。

本设计的设置方法为中孔（23及34孔）：距2#、3#、4#支点27.5m处底板厚度δ由30cm 逐渐增加为60cm，且按线性规律加厚（图1-8），其表达式为：

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