连续梁桥设计

连续梁桥设计

摘要

本次设计内容是针对高速某路段桥梁上部结构的设计，本次设计需要考虑地形地质与桥下国道的多重因素影响，分别对简支梁桥，预应力先简支后连续箱梁桥，混凝土预应力连续梁桥三种桥型进行选比，选出最安全可靠，经济耐用的桥型方案。

对选出的桥型方案由于计算量过大，为防止计算错误所以需要应用有限元软件迈达斯和Excel并结合手算，根据桥梁的各部尺寸参数建立连续梁桥的基本模型，之后再对主梁恒载内力和活载内力进行计算，并且在进行主梁的内力组合再得出内力的包络图。最后进行预应力钢束的进行估算和预应力损失进行计算。然后对施工各阶段内力或应力的分析及关键截面进行截面验算。同时，还需要考虑温度次内力、支座沉降次内力、地震作用等因素的影响。截面强度验算、抗裂验算、应力验算，最后经过对验算结果的分析表明该设计计算方法正确，符合设计任务的要求。

关键词：预应力连续梁桥迈达斯内力验算

前言

连续梁桥作为桥梁基本型式之一，伴随着建筑材料、建造技术、设计理论的不断进步，连续梁桥的各项指标记录一次次被打破。连续梁桥具有接缝少、刚度好、行车平顺舒适，超载能力大，安全度大等优点[1]。在日常生活中也越来越常见，所以我本次设计的是等截面预应力连续箱梁桥。

本设计中用到了结构力学、材料力学、结构设计原理、桥梁工程、混凝土结构设计等学科的诸多知识。并且我从图书馆借阅了大量参考书籍力求将设计做到规范、合理、清楚。虽然该桥结构不算复杂，但整个结构设计计算量大，数据众多，难度较大。当然也正是由此，我得到切实的锻炼和提高，它使我这四年所学的专业知识更加系统化、具体化，对我以后从事桥梁方面的工作具有很好的指导意义。

1 桥梁上部结构设计方案比选

1.1 工程概况

本道路采用的是双向四车道高速公路技术标准，延延高速道路起点是（刘家湾）至本高速公路终点（延川县）公路总里程116.5公里，设计速度100km/h，本高速公路路基的宽度为26米。

本次设计桥址位于延川县文安驿镇薛家沟村，此处桥址为黄土，全年干旱少雨，表层为黄土，以下为分别为黏性土、砂页岩，同时在设计桥梁的下部有一条正在使用中的210国道。

1.2 设计方案介绍

方案一：简支梁桥。

图1.1简支梁桥布置图（尺寸单位：mm）

桥型布置：五跨简支梁桥每跨跨径20米，桥梁全长100米,桥面宽0.5米（防护栏）+12米（行车道）+0.5（防护栏），桥面设有1.5％的横坡。

简支梁桥具有受力明确结构设计简单，便于标准化生产安装，节约建设成本。

方案二：先简支后连续梁桥。

图1.2 先简支后连续梁桥布置图（尺寸单位：mm）

桥型布置：采用五跨等跨度为20米，桥梁全长100米，桥面宽0.5米（防护栏）+12米（行车道）+0.5（防护栏），桥面设有1.5%的横坡。

先简支后连续梁桥，箱梁可以在梁厂统一标准化预制运到工地进行安装，从而减少了浇筑混凝土以及在现场装模板时的工作量，进而提高了施工效率加快工程进度，先简支后连续梁桥内力好桥梁挠度分布可调，链接平顺行车舒适性好，桥梁抗震性好，所以先简支后连续梁桥是一种经济合理的桥梁结构[2]。

方案三：等截面预应力连续箱梁桥。

图1.3 等截面预应力连续梁桥布置图（尺寸单位：mm）

桥型布置：30m+38m+30m，桥梁长度为98米，桥面宽0.5米（防护栏）+12米（行车道）+0.5（防护栏），桥面设有1.5%的横坡。

预应力连续箱梁桥它具有接缝少、刚度好、行车平顺舒适，超载能力大，安全度大。

1.3 方案的比选

1.3.1 比选原则

1. 安全性：必须保证桥梁应用在此处满足在使用期限内的安全可靠性，同时不得影响桥下道路210国道的正常运行，以及桥梁各部构件在强度、刚度、稳定性和耐久性方面必须满足要求。

2. 适用性：桥梁宽度能满足当前以及今后规划年限内的交通流量增加所带来的通行能力，同时桥下结构不得影响210国道的正常通行。

3. 经济性：桥梁设计方案要结合延川县当地的实际情况，方便在当地取材和在桥址环境下能顺利施工的原则，同时还需要考虑桥梁日后维修和维修费用，维修时不中断交通，减少对210国道交通中断的时间。

4. 美观性：桥梁结构布置要求简洁，同时在空间结构尺寸上比例要和谐。

5. 技术先进性：桥梁尽可能采用较成熟的新结构，新设备，新材料和新工艺。

6. 环境保护和可持续发展性：应从桥位选择，桥垮布置，基础方案，墩身外形，上部结构施工方法，全面考虑环境要求[3]。

1.3.2 桥梁上部机构方案选择

由于本桥桥址处于210国道之上并与之斜交，为不影响车辆通行要求中跨跨径要打，同时从桥址的地形地质环境等因素并结合桥型比选原则，决定采用方案三预应力连续梁桥设计，因为考虑到环境的特殊性，对桥梁的跨进，可靠性，安全性要求较高，并且在施工过程中不影响繁忙的210国道通行要求，所以决定采用第三种方案等截面预应力连续箱梁桥做为本桥的上部结构设计，并且为不影响210国道正常通行施工过程中采用满堂支架法进行施工。