变截面箱型连续梁桥--桥梁工程毕业设计————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：目录第一章方案比选 (1)1.1方案选取 (1)1.11方案一：50+80+50M的变截面箱型连续梁桥 (1)1.12方案二：4×45M等截面预应力砼连续刚构梁 (2)1.13方案三：65+115M斜拉桥 (3)1.2各方案主要优缺点比较表 (4)1.3.结论 (4)第二章毛截面几何特性计算 (5)2.1基本资料 (5)2.1.1主要技术指标 (5)2.1.2材料规格 (5)2.2结构计算简图 (5)2.3毛截面几何特性计算 (6)第三章内力计算及组合 (10)3.1荷载 (10)3.1.1结构重力荷载 (10)3.1.2支座不均匀沉降 (11)3.1.3活载 (11)3.2结构重力作用以及影响线计算 (11)3.2.1输入数据 (11)3.3支座沉降（SQ2荷载）影响计算 (21)3.5荷载组合 (25)3.5.1按承载能力极限状态进行内力组合 (25)3.5.2按正常使用极限状态进行内力组合 (28)第四章配筋计算 (32)4.1计算原则 (32)4.2预应力钢筋估算 (32)4.2.1材料性能参数 (32)4.2.2预应力钢筋数量的确定及布置 (32)4.3预应力筋的布置原则 (38)第五章预应力钢束的估算及布置 (40)5.1按正常使用极限状态的应力要求估算 (40)5.1.1截面上、下缘均布置预应力筋 (41)5.1.2仅在截面下缘布置预应力筋 (42)5.1.3仅在截面上缘布置预应力筋 (42)5.2按承载能力极限状态的强度要求估算 (43)5.3预应力筋估算结果 (44)5.4预应力筋束的布置原则 (45)5.5预应力筋束的布置结果 (47)第六章净截面及换算截面几何特性计算 (47)6.1净截面几何特性计算（见表6-1） (48)6.2换算截面几何特性计算（见表6-2） (49)第七章预应力损失及有效预应力计算 (49)7.1控制应力及有关参数的确定 (50)7.1.1控制应力 (50)7.1.2其他参数 (50)的计算 (51)7.2摩阻损失1lσ的计算 (52)7.3混凝土的弹性压缩损失4lσ的计算 (54)7.4预应力筋束松弛损失5lσ的计算 (54)7.5混凝土收缩、徐变损失6l7.6预应力损失组合及有效预应力的计算 (56)第八章强度验算 (58)8.1基本理论 (58)8.2计算公式 (59)8.2.1矩形截面 (59)8.2.2工形截面 (60)8.3计算结果 (61)第九章应力验算 (64)9.1正常使用极限状态应力验算 (64)9.2短期效应组合 (65)9.3长期效应组合 (70)9.4基本组合 (76)9.5.承载能力极限状态正截面强度验算 (81)第十章变形验算 (86)10.1挠度验算 ........................................................................................ 错误!未定义书签。

10.2预拱度设置 .................................................................................... 错误!未定义书签。

第十一章设计图绘制. (88)11.1概述 (88)11.2总体布置图 (88)11.3主梁一般构造图 (89)11.4主梁预应力钢束构造图 (89)第十二章设计总结 (90)参考文献 (91)致谢 (92)第一章方案比选1.1方案选取及尺寸拟定鉴于毛利冲地质地形情况，该处地势崎岖，桥全长较长，故比选方案主要采用预应力混凝土连续梁和斜拉桥形式。

根据安全、适用、经济、美观的设计原则，初步拟定了三个方案。

1.11方案一：50+80+50m的变截面箱型连续梁桥本桥上部构造为50+80+50m的变截面预应力砼连续梁，箱梁采用的单箱单室截面，箱梁支点截面梁高5m，跨中截面梁高2.5m,梁宽9m，下部构造桥墩为薄壁式桥墩或双柱式墩配桩基础；桥台为重力式U型桥台配扩大基础。

由于该桥桥位较高，为了减少墩台数量且跨径选择合理。

图2 变截面连续梁桥立面图3 变截面连续梁剖面图1.12方案二：4×45m等截面预应力砼连续刚构梁1.本桥上部构造为4×45m预应力砼连续梁，箱梁采用的单箱单室截面，梁高3m,桥面宽9m, 下部构造桥墩为薄壁式桥墩或双柱式墩配桩基础；桥台为重力式U型桥台配扩大基础。

图4 等截面连续梁立面1.13方案三：65+115m斜拉桥本桥上部构造为65+115m的箱型截面的斜拉桥，由于斜拉桥的多点支撑故可以大大减少主梁的高度，索距为6m，塔高38m。

箱梁采用单相单室，梁高1.8m,梁宽9m，下部构造桥墩为薄壁式桥墩或双柱式墩配桩基础；桥台为重力式U型桥台配扩大基础。

图5 斜拉桥立面图1.2各方案主要优缺点比较表表2方案一方案二方案三适用性跨越能力较大结构刚度大、变形小、行车平顺舒适、伸缩缝少、抗震能力强跨越能力较大结构刚度大、变形小、行车平顺舒适、伸缩缝少、抗震能力强梁的高跨比小自重明显比其他小，变形小，行车舒适安全性箱梁断面刚度大，施工安全。

大跨度连续梁恒载内力占的比重较大，选用变高度梁可以大大减小跨中区段恒载产生的内力。

变高度符合梁的内力分布规律。

采用悬臂施工时，变高度梁又与施工时的内力状态相吻合。

箱梁断面刚度大，施工安全。

主桥采用悬臂施工，需要挂篮，吊装设备及。

连续梁施工控制复杂，工期较长，连续梁桥主墩需要大型橡胶支座，养护更换麻烦箱梁断面刚度大，施工安全。

主桥采用悬臂施工，需要挂篮，吊装设备要求高由于跨径大，施工难度大工期长墩台少，下部结构施工少经济性变截面连续梁部分上部结构造价较高，支座养护费用较高，上部结构造价相对其他两种较低，主桥的运营养护成本在后期较低。

上部结构下部结构由于技术要求高所以造价也高美观性从美学观点出发，变高度梁比较有韵律感，特别是位于城市中的桥梁。

整体外形单一，跨径安排较合理，由于桥型较长，主梁结构单一显得有点单调气势宏伟，符合地形特点，但跨径安排较大。

显得不协调1.3. 结论通过对比，从受力合理，安全适用，经济美观的角度综合考虑，方案一为最佳推荐方案，即50+80+50m的变截面箱型连续梁桥。

第二章 毛截面几何特性计算2.1 基本资料2.1.1 主要技术指标桥型布置：50m+80m+50m 变截面连续梁桥（图2-1） 桥面净空：净-8m设计荷载：公路—I 级桥面纵坡：0 % 桥面横坡：2%Ⅰ-Ⅰ9000500800050022525004005000ⅠⅠ-ⅠⅠ800图2-1 主梁横截面图及桥面布置图（单位：cm ）2.1.2 材料规格主梁： C50号混凝土，容重为27kN/m 3，弹性模量取3.45×107 kPa ； 桥面铺装：采用防水混凝土，厚度为10cm ，容重为25kN/m 3； 人行道、栏杆：C20号混凝土，容重为25kN/m 3；横隔板：C50号混凝土，容重为27kN/m 3，弹性模量取3.45×107 kPa 。

2.2 结构计算简图全桥三跨共取52个单元，53个结点，其中1～3、12-19、34-41、50-52号单元长为3m ，9-11、20-22、31-33、42-44号单元长为4m ，6-8、23-25、28-30、45-47号单元长5m ，4、5、26、27、48、49号单元长1m 。

桥墩简化为活动和固定铰支座。

结点x 、y 坐标按各结点对应截面的形心点的位置来确定，结构计算简图，如图2-2所示。

图2-2 结构计算简图2.3 毛截面几何特性计算用三角形分块法（GEO2程序）计算主梁截面几何特性，截面编号和坐标系取用，见图2-3。

1(19)2(12)45678910131415222324252627211718163(11)20(28)yx图2-3 截面几何特性计算的三角形分块结点编号图输入数据文件D2-1-1.DAT ，内容为： 28 1,-5.0,0.0 2,5.0,0.0 3,3.0,0.85 4,1.6,0.85 5,0.4,1.25 6,0.4,3.87,1.6,4.2 8,3.0,4.2 9,4.2,3.8 10,4.2,1.25 11,3.0,0.85 12,5.0,0.0 13,5.0,4.114,8.0,4.3 15,8.0,4.5 16,-8.0,4.5 17,-8.0,4.3 18,-5.0,4.1 19,-5.0,0.0 20,-3.0,0.8521,-4.2,1.25 22,-4.2,3.8 23,-3.0,4.2 24,-1.6,4.225,-0.4,3.826,-0.4,1.2527,-1.6,0.8528,-3.0,0.85以上数据仅为一个结点截面的数据文件，其余结点截面的数据文件省略，其形式与上类同。

计算结果，见“表2-1 结点截面几何特性总表”。

结点截面几何特性和单元几何特性，分别见表2-2和表2-3。

表2-1 结点截面几何特性总表序号节点号截面高度截面面积截面抗弯惯距截面形心位置Hx（m）1 1 2.5 6.46 5.91274 1.412 2 2.5 6.46 5.91274 1.413 3 2.5 6.46 5.91274 1.414 4 2.5 6.46 5.91274 1.415 5 2.5 6.46 5.91274 1.416 6 2.52 6.48785 6.01112 1.427 7 2.64 6.7493 6.87785 1.478 8 2.83 7.17387 8.3962 1.569 9 3.1 7.78447 10.8016 1.6710 10 3.36 8.43962 13.6047 1.7811 11 3.67 9.24446 17.4601 1.9112 12 4.03 10.2379 22.7143 2.0713 13 4.33 11.1248 27.8722 2.214 14 4.65 12.1401 34.3222 2.3415 15 5.0 13.3 42.4142 2.4916 16 5.0 13.3 42.4142 2.4917 17 5.0 13.3 42.4142 2.4918 18 4.65 12.1401 34.3222 2.3419 19 4.33 11.1248 27.8722 2.220 20 4.03 10.2379 22.7143 2.0721 21 3.67 9.24446 17.4601 1.9122 22 3.36 8.43962 13.6047 1.7823 23 3.1 7.78447 10.8016 1.6724 24 2.83 7.17387 8.3962 1.5625 25 2.64 6.7493 6.87785 1.4726 26 2.52 6.48785 6.01112 1.4227 27 2.5 6.46 5.91274 1.4128 28 2.52 6.48785 6.01112 1.4229 29 2.64 6.7493 6.87785 1.4730 30 2.83 7.17387 8.3962 1.5631 31 3.1 7.78447 10.8016 1.6732 32 3.36 8.43962 13.6047 1.7833 33 3.67 9.24446 17.4601 1.9134 34 4.03 10.2379 22.7143 2.0735 35 4.33 11.1248 27.8722 2.236 36 4.65 12.1401 34.3222 2.3437 37 5.0 13.3 42.4142 2.4938 38 5.0 13.3 42.4142 2.4939 39 5.0 13.3 42.4142 2.4940 40 4.65 12.1401 34.3222 2.3441 41 4.33 11.1248 27.8722 2.242 42 4.03 10.2379 22.7143 2.0743 43 3.67 9.24446 17.4601 1.9144 44 3.36 8.43962 13.6047 1.7845 45 3.1 7.78447 10.8016 1.6746 46 2.83 7.17387 8.3962 1.5647 47 2.64 6.7493 6.87785 1.4748 48 2.52 6.48785 6.01112 1.4249 49 2.5 6.46 5.91274 1.4150 50 2.5 6.46 5.91274 1.4151 51 2.5 6.46 5.91274 1.4152 52 2.5 6.46 5.91274 1.41表2-2 结点截面几何特性表序列号节点号截面高度截面面积截面抗弯惯距截面形心位置Hx（m）1 1-4 50-52 2.5 6.46 5.91274 1.412 6 26 28 48 2.52 6.48785 6.01112 1.423 7 25 29 47 2.64 6.7493 6.87785 1.474 8 24 30 46 2.83 7.17387 8.3962 1.565 9 23 31 45 3.1 7.78447 10.8016 1.676 10 22 32 44 3.36 8.43962 13.6047 1.787 11 21 33 45 3.67 9.24446 17.4601 1.918 12 20 34 42 4.03 10.2379 22.7143 2.079 13 19 35 41 4.33 11.1248 27.8722 2.210 14 18 36 40 4.65 12.1401 34.3222 2.3411 15-17 37-39 5.0 13.3 42.4142 2.49表2-3 单元几何特性表序号单元号截面面积截面抗弯惯距截面形心位置Hx（m）1 1-4 49-52 6.46 5.91274 1.412 5 48 26 27 6.473925 5.96193 1.4153 6 25 28 47 6.618575 6.444485 1.4454 7 24 29 46 6.961585 7.637025 1.5155 8 23 30 45 7.47917 9.5989 1.6156 9 22 31 44 8.112045 12.20315 1.7257 10 21 32 43 8.84204 15.5324 1.8458 11 20 33 42 9.74118 20.0872 1.999 12 19 34 41 10.68135 25.29325 2.13510 13 18 35 40 11.63245 31.0972 2.2711 14 17 36 39 12.72005 38.3682 2.41512 15 16 37 38 13.3 42.4142 2.49第三章内力计算及组合3.1 荷载3.1.1 结构重力荷载（1）桥面系荷载防撞护栏重：q1 =[（0.3+0.5）×0.2/2+0.2×0.5+0.8×0.2 ]×25×2=24.5 kN/m桥面铺装重：q2 =（0.6+0.15）×4/2×25×2 = 21kN/m合计：q=q1+q2 = 45.5 kN/m将桥面系荷载作为二期恒载以均布荷载的形式加在主梁上。