预应力刚架拱桥设计总说明
预应力混凝土空腹式刚架拱桥结构设计
预应力混凝土空腹式刚架拱桥结构设计关伟【摘要】洪洞汾河某大桥为预应力混凝土空腹式刚架拱桥,该桥主跨跨径达100 m,是一种新型的桥梁结构,该桥不仅与洪洞大槐树景区环境相融合,同时桥梁结构也不乏现代气息.重点介绍该桥梁的结构设计与计算,简单介绍该桥的施工步骤流程,同时可供同类型的桥梁在设计与施工中参考借鉴.【期刊名称】《山西交通科技》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】3页(P96-98)【关键词】预应力;空腹式刚架拱桥;结构;设计;临时支墩【作者】关伟【作者单位】山西省交通科学研究院,山西太原 030006【正文语种】中文【中图分类】U448.221 工程概况洪洞汾河某大桥为预应力混凝土空腹式刚架拱桥，该桥位于洪洞县汾河上，桥址处于汾河下游河谷部位，是地壳运动过程中岩层陷落而形成的。
河道处主河槽东、西摆动幅度变小，河床宽阔，河槽较稳定。
项目区属暖温带大陆性季风气候区，冬季气候干燥寒冷，夏季炎热多雨。
汾河是洪洞县最大的河流，也是黄河最大的支流之一，桥位处汾河无通航要求。
主桥桥型布置图见图1。
图1 主桥桥型布置图2 主要技术标准a）道路等级城市快速路；b）设计速度 80 km/h；c）设计荷载城 -A 级；d）人群荷载 3.5 kN/m2；e）桥面宽度 15.0 m；f）设计车道数四车道；g）地震动峰值加速度 0.10 g；h）设计洪水频率 1/100。
3 主桥结构设计3.1 主桥结构模型本文采用TDV RMV8i有限元程序建立桥梁模型，采用MIDAS软件对桥梁结构计算进行校核。
实际桥梁结构模型见图2。
图2 主桥结构模型图3.2 总体设计洪洞汾河某大桥主桥采用67+100+67 m预应力混凝土空腹式刚架拱桥，边中跨比为0.67，拱矢高f＝16.89 m，矢跨比f∶l=1∶5.236。
主桥起点为K0+100，终点为K0+334，全长234 m。
纵断面：主桥跨中为线路变坡点，纵坡沿变坡点左右对称，均为3%，竖曲线半径8 000 m，主桥均在竖曲线范围内。
刚构-大桥施工图设计说明(修)
XX大桥说明一、任务依据1)XX至XX高速公路XX境勘察设计中标通知书；2）XX至XX段高速公路勘察设计中标通知书；3）XX至XX高速公路XX境勘察设计合同书；4)XX至XX段高速公路勘察设计合同书；5）XX至XX高速公路XX境勘察设计招投标文件；6）XX至XX段高速公路勘察设计招投标文件；7）《XX至XX高速公路工程可行性研究报告》及核准意见；8）XX至XX高速公路初步设计文件文件9）《省发展改革委关于XX至XX高速公路初步设计的批复》(XX发改重点［2011]2号）。
10）部颁有关规范、规程及《工程建设标准强制性条文》（公路工程部分）.二、初步设计批复意见执行情况2011年1月4日,XX省发展和改革委员会对XX至XX高速公路初步设计进行了批复,下发文件《省发展改革委关于XX至XX高速公路初步设计的批复》（XX发改重点[2011］02号）。
施工图测设对批复精神进行了认真贯彻和落实，具体执行情况如下：1、下阶段应进一步加强工程地质勘察工作，适当增加地质钻孔数量,充分考虑滑坡、崩塌、危岩、岩溶等不良地质对桥梁的影响，桥梁下部构造除按常规桥梁设计计算外，应进行抗震、抗滑、抗倾覆结构验算,加强桥梁结构防撞安全设计。
施工图设计根据批复意见加强了详勘工作,在初勘成果的基础上,增加了地质钻孔数量,尤其是在灰岩地区加密了钻孔数量；充分考虑不良地质对桥梁下构的影响,分析每个桥的具体情况,合理选择桥台和桥墩形式,确保结构安全稳定，加强了跨路桥梁与被交路相邻的桥墩的防撞设计。
2、对于标准跨径桥梁，下阶段应结合标准化施工管理的总体要求,尽量统一桥梁上部结构与下部结构型式，合理布置施工场地，优化施工组织设计,确保工程质量。
施工图设计结合了标段划分和施工组织方案，优化桥跨布置和桩柱型式，做到了同一标段跨径尽量统一，同一座桥梁尽可能统一桩柱结构型式。
3 、原则同意忠建河特大桥采用斜拉桥方案，下阶段进一步优化桥梁跨径、主梁结构型式和预应力体系、塔墩尺寸等，并完善景观设计。
预应力混凝土桥梁的设计与施工
预应力混凝土桥梁的设计与施工预应力混凝土桥梁因其高强度、长寿命和经济性在现代桥梁工程中得到了广泛应用。
预应力技术通过在混凝土中施加预应力，抵消部分或全部的使用荷载应力，提高结构的承载能力和抗裂性能。
本文将探讨预应力混凝土桥梁的设计原则、施工方法及其在实际工程中的应用。
预应力混凝土桥梁的设计首先要考虑桥梁的功能需求和荷载条件。
预应力技术适用于各种类型的桥梁结构，包括梁桥、拱桥和斜拉桥等。
根据桥梁的跨度和荷载条件，选择合适的预应力形式和配筋方案。
例如，在大跨度桥梁中，常采用预应力混凝土连续梁和预应力混凝土连续箱梁，通过在梁体中布置预应力钢筋或钢索，提高结构的抗弯和抗剪能力。
预应力技术包括预拉法和后张法两种主要形式。
预拉法是在浇筑混凝土之前，对预应力钢筋施加拉力，然后浇筑混凝土，待混凝土硬化后释放拉力，使钢筋产生预应力。
预拉法适用于预制构件的生产，具有施工方便、质量控制严格的优点。
后张法是在混凝土硬化后，通过张拉钢索并锚固在混凝土中，形成预应力。
后张法适用于现场浇筑的桥梁结构，具有灵活性高、施工工艺简便的优点。
在施工过程中，预应力混凝土桥梁的质量控制是确保结构性能和安全性的关键。
预应力钢筋或钢索的张拉力和预应力损失需要严格控制，确保预应力的准确施加和持久保持。
例如，通过采用高精度张拉设备和张拉力监测系统，可以实现预应力张拉的精确控制和实时监测，减少预应力损失和误差。
同时，混凝土的浇筑和养护质量对预应力混凝土桥梁的性能有重要影响。
通过采用高性能混凝土和科学的养护措施，可以提高混凝土的强度和耐久性，确保预应力混凝土桥梁的长期稳定和安全。
在实际应用中，预应力混凝土桥梁的设计与施工已经在多个工程项目中取得了显著成效。
例如，法国的米约高架桥通过采用预应力混凝土连续箱梁结构，实现了大跨度和高承载的设计目标，成为桥梁工程的杰出代表；中国的南京长江二桥通过采用预应力混凝土斜拉桥结构，提高了桥梁的抗弯和抗剪能力，确保了桥梁的安全性和稳定性。
预应力拱桥(详细完整版)
预应力拱桥一、设计阶段：1．进行拱桥的工程勘察和设计，确定桥梁的跨度、弧度、几何形状等参数。
2．计算拱桥的荷载和稳定性，确定预应力筋的数量、直径和布置方案。
3．编制预应力拱桥的设计图纸和施工工艺文件。
二、材料准备：1．采购符合要求的混凝土、预应力钢筋、固定锚具等材料。
2．对材料进行质量检查，确保其符合国家标准和设计要求。
三、模板制作和安装：1．制作适用于拱桥中的模板，保证其几何形状和尺寸的精确度。
2．将模板安装在拱桥的施工位置，提供施工所需的支撑和定位。
四、钢筋布置：1．根据设计要求，在模板内部设置预应力钢筋的孔洞，并进行钢筋的穿线、连接和固定。
2．安装预应力钢筋与预埋件的锚具系统，以便后续张拉。
五、混凝土浇筑：1．在模板安装完成后，进行混凝土的浇筑，采用适当的浇筑工艺和振捣方式。
2．控制混凝土的施工温度和养护条件，确保混凝土强度和耐久性。
六、预应力钢筋张拉：1．在混凝土达到一定强度后，进行预应力钢筋的张拉。
2．安装张拉设备，根据设计要求逐渐增加张拉力，直至达到预设的预应力力值。
3．监测预应力钢筋的倾角、张拉力和变形情况，并记录数据供后续分析。
七、预应力钢筋锚固和裂缝处理：1．张拉完成后，将预应力钢筋的张拉头剪断或焊接到锚具上，固定预应力力。
2．进行必要的裂缝处理，如填充裂缝、喷涂保护材料等，确保结构的完整性和耐久性。
八、桥面铺设和辅助工程：1．在拱桥上铺设桥面铺装层，如沥青混凝土或水泥混凝土。
2．进行桥面排水、防护栏杆、照明等辅助工程的安装和调试。
九、检测与验收：1．对预应力拱桥的几何尺寸、混凝土质量、预应力张拉力等进行检测和验收。
2．编制检测与验收报告，并进行存档。
请注意，以上是一个简要的预应力拱桥施工流程的概述。
实际施工过程中，需要严格按照相关国家标准、规范和设计文件要求进行操作，同时由专业团队进行指导和监督，以确保施工质量和结构的安全可靠。
钢架拱桥方案
一、大桥工程概况及技术特点支井河特大桥位于湖北巴东县野三关镇，是沪蓉西高速公路湖北段的咽喉工程，桥梁全长 545.54m，主桥为1-430m上承式钢管混凝土拱桥，为同类桥梁世界最大跨度。
该峡谷两岸悬崖陡立，山顶与河床高程相对高差755m，谷底宽约30m，地形和地质状况复杂，施工条件极为艰难。
大桥宜昌侧接漆树槽隧道出口，恩施侧接庙垭隧道进口，桥隧紧密相接，两侧均为陡峻的悬崖峭壁，其科技含量之高，交通运输条件之恶劣，施工场地之狭小，工程任务之艰巨为全路段之最。
全桥钢结构件总重 8200t，需预制混凝土箱梁192片。
本桥型方案在初设中作了悬索桥、钢管混凝土拱桥两种方案的设计比较，以耐久、适用、投资较少的优点推荐采用钢管混凝土拱桥方案。
按传统施工方法将主拱在工厂加工成 60个节段再运抵工地用缆索吊装成拱，最大节段重达120t。
国内现已建成规模相当的同类桥梁均在工厂加工后以船运到位。
由于本桥为跨深谷的高桥，桥下为小支流，无水运条件，且陆路交通不便，仅有山区公路及便道抵达桥位，无法实现大吨位节段运输，只能在工厂将节段加工完成后再以散件形式运抵工地后组装。
二、技术标准1、公路等级：高速公路2、设计行车速度：80km/h3、桥梁宽度： 24.5m4、设计荷载：汽车-超20，挂车-1205、设计洪水频率： 1/3006、地震烈度：VI度，按VII度设防三、总体施工方案由于大桥两岸拱座基础处于悬崖上，因此，只能采取人工开挖方式进行开挖作业，所需的小型机具设备通过人行小路背运上山。
拱座混凝土的浇注分层进行，在 20 ＃混凝土浇注完成后，即开始施工交界墩，拱脚预埋件待缆索起重机架设完成后一次性吊装就位再施工拱座剩余部分的 40 ＃混凝土。
交界墩为薄壁空心高墩，施工现场无法设置吊装设备，因此，采用小块翻模人工翻转，每次施工高度 2m，在墩身内、外侧搭设脚手架，利用导链提升；两桥台可利用已有的便道和即将贯通的948m横洞作为施工场地，利用大块模板完成桥台的施工。
拱桥设计说明设计说明
七号港桥施工图设计说明一、工程概况七号港桥桥梁中心桩号：K0+397.270，桥长26.103m，桥梁与路线斜交，斜交右偏（桩号前进方向右侧）角度84°。
本桥采用单孔15m上承式钢筋混凝土板拱桥；下部结构桥台采用重力式桥台，桩基础采用钻孔灌注桩基础。
二、设计依据⑴城市桥梁设计规范（CJJ 11-2011)⑵公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）⑶公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）⑷公路桥涵地基与基础设计规范（JTG D63-2007）⑸城市桥梁抗震设计规范（CJJ 166-2011）⑹公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范（JTG/T B07-01-2007）⑺城市桥梁桥面防水工程技术规程（CJJ 139-2010）⑻公路交通安全设施设计细则（JTG/T D81-2006）⑼公路沥青路面设计规范（JTG D50-2006）⑽公路桥涵施工技术规范（JTJ/T F50-2011）⑾公路沥青路面施工技术规范（JTG F40-2004）⑿预应力桥梁用塑料波纹管(JT/T 529-2004)⒀ 城市桥梁工程施工与质量验收规范（CJJ 2-2008）⒁ 公路工程质量检验评定标准（土建工程）（JTG F80/1-2004）⒂ 公路工程基桩动测技术规程（JTG/T F81-01-2004）⒃初步设计文件评审意见⒄其它相关文件及批复三、设计标准1、道路等级：城市次干路2、计算行车速度：50km/h3、设计荷载：城-A级4、设计基准期：100年5、抗震标准：按地震基本烈度Ⅵ度设防,地震动峰值加速度0.05g。
6、结构设计安全等级：二级（结构重要性系数1.0）7、结构环境类别：Ⅰ类8、通航水位4.4m；50年一遇排涝水位5.09；通航净空≥2.0m。
四、工程地质情况1、场地岩土层的构成和特征拟建场地准平原地区与山前地段第四系地层分布特征和基岩埋深均有较大变化，拟建场地地层结构大致可分为：现根据本次勘探，在地表向下67.0m勘探深度范围内，根据外业勘探、双桥静力触探曲线线形和以《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ 024-85）命名规则的室内土工试验结果分层定名，拟建场地地层可分为八大层，细分为14亚层，自上而下描述如下：4.1.1第四纪地层特征：①填土（Q4）：灰褐色、灰黄色、黄褐色、杂色，内含少量碎石、碎砖、石子等的建筑垃圾和生活垃圾，松散，性质不均，含有机质和植物碎屑，层厚0.5～5.6m。
预应力钢筋混凝土桥梁课程设计说明书
河南理工大学钢筋混凝土结构课程设计说明书专业名称：土木工程年级班级：学生姓名：学号：指导老师：跨度： 20.6m恒荷载值： 26.6kN/m活荷载值： 22.3kN/m土木工程学院二零一五年目录预应力钢筋混凝土桥梁课程设计任务书 (1)预应力钢筋混凝土桥梁设计说明书 (2)1 截面尺寸确定 (2)2 内力计算 (3)3 纵筋计算及纵筋布置 (4)4 箍筋计算 (8)5 预应力损失计算 (9)6 抗裂验算 (11)7 变形验算 (12)8 施工阶段抗裂验算 (14)9 局部承压验算 (15)8 桥梁的配筋图（包括梁纵截面和剖面详图） (16)预应力钢筋混凝土桥梁课程设计任务书一、设计题目有粘结预应力简支桥梁设计 二、设计内容1、截面尺寸确定2、内力计算3、纵筋计算4、箍筋计算5、预应力筋计算6、抗裂验算7、变形验算8、桥梁的配筋图（包括梁纵截面和剖面详图）道桥1：跨度为20.*m ，均布恒载为26.*KN/m ，均布活荷载标准值为22.* kN/m ，混凝土：C40，预应力钢筋：低松弛钢绞线，混凝土强度80%时放张预应力筋，加片式锚具，预埋金属波纹管成孔，按三级抗裂要求设计该梁，并验算各阶段的承载力、抗裂能力和变形； 注：跨度、恒荷载小数点后的*均根据学号倒数第二位选（0选2，1选4，2选第6，3选8），活荷载小数点后的*均根据学号最后一位选，0选0，1选1，2选第2，3选3，4选4，5选5，6选6，7选第7，8选8，9选9），如遇到两位同学设计资料全部一样，请修改其中某一项使两人不完全相同。
附：采用C40混凝土（2/1.19mm N f c =，2/40.2mm N f tk =，2/8.26mm N f ck =，25/1025.3mm N E c ⨯=），预应力钢筋采用低松弛钢绞线（2/1860mm N f ptk =，2/1320mm N f py =，25/1095.1mm N E P ⨯=），普通钢筋采用335HRB 钢筋（2'/300mm N f f y y ==，25/100.2mm N E s ⨯=）预应力钢筋混凝土桥梁设计说明书1.截面尺寸确定按照预应力混凝土构件的一般构造要求，对于一般的预应力混凝土受弯构件,截面高度一般可取跨度的（1/30～1/15），翼缘宽度一般可取截面高度的（1/3～1/2）；在工字型截面中可减小至截面高度的1/5，翼缘宽度一般可取截面高度的（1/10～1/6），腹板厚度一般可取截面高度的（1/15～1/8)。
大跨径预应力混凝土桥设计指南及条文说明
大跨径预应力混凝土桥设计指南及条文说明一、引言预应力混凝土桥梁作为重要的交通基础设施，在现代城市化进程中具有重要的作用。
随着城市化进程的加快，交通建设的需求也在不断增加，大跨径预应力混凝土桥梁的设计与施工变得尤为重要。
针对这一情况，本文将针对大跨径预应力混凝土桥梁的设计进行深入探讨，提出设计指南及条文说明，以期为相关领域的工程师和研究人员提供一些参考。
二、大跨径预应力混凝土桥梁设计原则1、结构安全与稳定大跨径预应力混凝土桥梁的设计首先要保证其结构的安全与稳定。
在设计之初，需要进行详细的地质勘查和结构力学分析，根据桥梁的跨度、荷载等情况进行综合评估，确保桥梁的承载能力和稳定性。
2、经济合理在满足结构安全与稳定的前提下，大跨径预应力混凝土桥梁的设计还需要考虑其经济性。
设计师需要在材料选用、结构形式、施工方法等方面进行合理的优化，以降低成本，并提高桥梁的使用寿命。
3、施工可行大跨径预应力混凝土桥梁的设计还需要考虑其施工可行性。
设计师需要在设计之初考虑到施工工艺及工期等因素，以确保设计方案的可行性和施工进度。
三、大跨径预应力混凝土桥梁设计指南1、桥梁的跨度选择大跨径预应力混凝土桥梁的跨度选择需要综合考虑多个因素，包括地质条件、交通需求、桥梁类型等。
在选择桥梁的跨度时，需要进行充分的勘察和分析，确保所选择的跨度能够满足桥梁的使用需求。
2、预应力设计预应力是大跨径预应力混凝土桥梁设计的重要组成部分。
在预应力设计时，需要根据桥梁的结构形式和荷载情况进行合理的预应力布置，以提高桥梁的承载能力和使用寿命。
同时，预应力设计还需要考虑到预应力束的锚固和张拉工艺等因素。
3、材料选用大跨径预应力混凝土桥梁的材料选用需要满足桥梁的结构设计要求。
在材料选用时，需要考虑到材料的力学性能、耐久性、施工性等方面，以确保桥梁的质量和安全性。
4、桥梁的抗震设计大跨径预应力混凝土桥梁的抗震设计尤为重要。
在抗震设计时，需要根据桥梁所处地区的地震烈度等级进行分析，综合考虑桥梁的结构形式、荷载情况等因素，以提高桥梁的抗震性能。
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设计总说明
一、设计依据
1．公路桥涵设计通用规范（JTJ021-89）。
2．公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTJ023-85）。
3．公路桥涵地基与基础设计规范（JTJ024-85）。
二、基本情况
预应力桥是在公路2号桥的内侧加宽8.1m形成：2×0.55（安全带）+2×7.0m （行车道）+1.5m（中央分隔带）的新桥。
我院于99年6月底对该桥位进行了桥位测量，测得老桥起讫点桩号为：K0+041.12~K0+134.67（假定桩号）；新加宽部分的起讫点桩号为：K0+060.39~K0+131.716，其技术标准：
桥面净空：净-7+2×0.55m
设计荷载：汽车-20级，挂车-100
桥面纵坡：0%；横坡：1.5%（单向）
桥位场区地震裂度小于规范要求，未考虑地震设防。
三、地质情况
甲方未提供桥位处的地质资料，但两岸均有明显的片麻岩露头。
设计要求桥台基础底面应置于承载能力不小于1Mpa的新鲜岩石面上，若施工开挖到设计标高后无法满足设计要求的承载能力，请施工单位和甲方务必通知设计单位，以便采取措施解决。
四、桥型结构
新加宽部分的桥型采用单孔净跨50m的现浇钢筋砼肋腋板刚架拱，矢跨比为1/8，下部结构采用U型桥台，基础为明挖扩大基础。
桥面纵坡为平坡，横向设1.5%的单向横坡，桥面外侧对称跨中等间距（10m）设置泄水管5个，桥梁全长71.326m。
本刚架拱桥实腹段底部为二次抛物线，其余均为直构件，上构采用四向支撑的肋腋板，肋腋板顶部设厚度不小于8cm（含2cm沥青表面处治）的桥面铺装层。
五、主要材料
1．砼：拱片、横系梁采用40号砼；肋腋板、悬臂板采用30号砼（其中拱片采用现浇施工，肋腋板和悬臂板为预制施工）；桥面现浇30号防水砼；安全带及栏杆采用25号砼。
2．钢筋：主筋采用Ⅱ级钢筋，其它钢筋采用Ⅰ级钢筋。
六、施工要点
1．本桥拱片和横系梁均采用整体现浇施工。
施工尽量在低温环境下进行，拱片合拢温度宜小于10℃。
2．本桥拱顶预拱度为L/800，实腹段范围内按二次抛物线分配，拱腿范围内按直线变化，施工中的拱片支架应按设置预拱度之后的座标放样。
3．支座处理：在施工桥台拱座砼时，根据拱腿和斜撑的位置预留深为30cm、截面尺寸与拱腿、斜撑尺寸一致的预留槽，并预埋钢筋，待施工拱腿和斜撑时，将拱腿和斜撑的钢筋与预埋钢筋焊接，之后浇斜腿与斜撑的砼。
弦杆支座采用钢板支座。
4．全桥设两道伸缩缝，施工时注意预埋伸缩缝预埋件。
5．为了保证整体受力，必须重视现浇拱片与现浇砼桥面结合处的处理，现浇拱片的凸出部分表面必须凿毛，同时设侧向齿槽或横向槽孔，并在槽孔内插入短的锚固钢筋。
（见图A、图B）。
6．安装施工顺序：
①安装肋腋板和悬臂板：安装肋腋板和悬臂板时，应从跨径两端向跨中进行，砌缝均为1cm。
安装肋腋板时，还应注意使其顺桥面的两边分别支承在横系梁上。
②现浇砼填平层，并应预埋弦杆端部伸缩缝的预埋木块。
③铺设桥面钢筋网。
④现浇人行道部分的桥面砼。
⑤现浇人行道。
现浇人行道块件时，以行车道边缘直线为准，B点必须座浆砌筑，就位后用砂浆把 1cm的砌缝填实。
如图A。
⑥现浇行车道部分桥面砼：如（图B）中C。
⑦其它未尽事宜，请按照交通部“公路桥涵施工技术规范”办理。