桥梁工程毕业设计计算书(3)

湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文）

图 2.3 拱肋截面图 （单位：cm）

2.3 毛截面几何特性

表1.1 毛截面几何特性计算结果

截面位置 边跨支点 边跨跨中 主墩处 主跨l/4处 主跨跨中 拱脚处 拱肋

截面面积 28.6873 17.7806 31.7386 17.3577 26.9937 1.05204 0.24949

抗弯惯性矩 7.13524 8.29705 34.9428 7.60518 7.19019 0.261799 2.73E-02

中性轴高度 0.944 1.17 1.55 1.13 0.947 0.7 0.549

截面高度 1.8 2.03 3.1 1.97 1.8 1.4 1.1

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第三章 内力计算

内力计算包括：恒载内力计算、活载内力计算、温度次内力计算及支座沉降次内力等计算。

3.1 恒载内力的计算

恒载内力主要包括一期恒载内力和二期恒载内力的叠加。 3.1.1 施工方案施工顺序的确定

梁拱组合桥的内力与应力状态，与形成结构的顺序及过程密切相关，不同的施工方案及施工顺序导致结构产生不同的受力状况。

1、施工方案：本桥设计主梁采用悬臂浇筑法挂篮施工，钢管拱肋采用分段吊装，然后灌注混凝土，最后吊杆张拉。

2、施工顺序：施工顺序不仅要考虑结构受力的需要，还要考虑施工单位的机具、设备、技术、力量和桥址处的水文、地质、气象等因素。根据实际情况，本桥抓住枯水期抢出三主墩工程，再对称向两侧进行悬臂施工。下一个枯水期到来时在两边搭支架合拢边跨，再合拢中跨形成连续体系。最后对称进行桥面铺装工作。

3、在每个梁段悬浇过程中，应注意均衡对称施工，两端允许不均衡重为200kN，挂篮重（包括模板、人员、机具等）按800kN控制设计。

4、梁施工节段的划分。主要考虑下面几个因素：

（1）挂篮的承载力和抗倾覆稳定性。从目前国内施工水平看，挂篮的承载不宜超过2000kN，节段长度不宜超过5m；

（2）大跨径的预应力混凝土连续梁，顶板钢束采用大吨位群锚体系，集中锚固在腹板承托上；

（3）梁段不宜过短，应满足预应力管道弯曲半径的最小直线段的要求； （4）梁段划分的规格尽力减少，以利于施工。

5、钢管拱肋的吊装，应该两边对称吊装，最后进行中间段拱肋焊接合拢。 6、吊杆的张拉，应该满足对称的张拉方式，不同的施工顺序，会得到不同的成桥索力。 3.1.2 单元划分

全桥划分单元时，应综合考虑结构在施工过程中及正常使用阶段控制设计的截面位置，使控制截面位于单元节点处。本设计为预应力混凝土梁拱组合桥，结合施工、使用中结构的受力特性及预应力筋束布置，全桥划分为115个单元，116个节点，单元的划分以桥梁的中线为对称轴，限于篇幅，这里仅示出左边半跨的划分单元，如图3.1所示。

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图3.1单元划分示意图

与变截面连续箱梁最匹配的施工方法为悬臂挂篮施工，此设计最大跨径55m，可选用悬臂现浇挂篮施工，此桥为跨中对称体系，0号梁端长11.0m，1~6号梁端长为3.0m或4.0m，具体见图纸，边跨现浇段长6.45m，边跨合拢段2.0m，中跨合拢段2.0m。

（1）具体施工浇筑程序如下： ○1先安装主墩盆式橡胶支座，浇筑临时固结块； ○2安装托架浇注0号梁段； ○3安装挂篮，对称悬浇1-6号梁段； ○4浇注边跨现浇段，合拢边跨； ○5拆除主墩临时固结； ○6浇注两中跨合拢段； （2）每段梁浇注程序： ○1安装挂篮就位； ○2测标高； ○3立模； ○4绑扎钢筋； ○5浇注箱梁混凝土； ○6测标高；

○7待混凝土强度达到95%设计强度，混凝土弹性模量达到设计90%后，张拉三向预应力束；

○8测标高；

○9移动挂篮进行下一梁段的施工；

10对已张拉的 三向预应力孔道及时压浆，由于结构受温度影响较大，测量时应尽○

量在早上进行，竖向预应力必须在挂篮移动前张拉，避免混凝土承受超前主应力而导致开裂，在每次挂篮移动后，应采取措施消除其非弹性变形。

箱梁数量较大，可以分次浇注，但应注意吸纳老混凝土结合紧密防止混凝土出现收缩裂缝。

施工过程中采用对称式两边同时进行，现浇后混凝土强度达到设计强度95%时张拉钢束，每节段施工周期一般为5—10天。 （3）拱肋结构安装程序：

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○1搭设拱肋支架；

○2两边对称吊装一号节段钢管拱肋； ○3吊装二号节段钢管拱肋，并进行焊接合拢； ○4灌注拱肋混凝土 ○5按设计好的顺序张拉吊杆 3.1.3 恒载集度计算

（1）一期恒载集度（q1）

一期恒载集度包括箱梁及横隔板的集度，也可只考虑箱梁集度而将横隔板作为集中荷载加在节点上。本桥将横隔板看作与梁体一体的部分，在计算主箱梁集度时，计算集度公式为：

q1i?Ai?26

式中：i——单元号；

q1i——i号单元一期恒载集度；

Ai——i号单元的毛截面面积，Ai等于该单元两端节点截面积的平均值。 （2）二期恒载集度（q2）

二期恒载集度为桥面铺装与护栏、人行道集度之和，将其看成均布荷载，铺装采用6cm现浇混凝土，容重24KN/m3,10cm厚沥青混凝土，容重为23kN/m3，

q2=89.8 kN/m

3.1.4 恒载内力计算

根据施工方法，计算恒载内力时应选取相应的方法，可将计算过程分为5个阶段，现分别计算如下：

1、阶段（1），从三中墩开始，对称向两边逐段浇注，为保证平衡悬臂施工的安全，在墩顶设置临时锚固，由桥梁博士可求得主梁自重内力如图3.2、3.3所示

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图3.2 悬臂剪力图 （单位：kN?m）

图3.3 悬臂弯矩图 （单位：kN?m）

2、阶段（2），边孔合龙时，由桥梁博士可求得主梁自重内力如图3.4、3.5

图3.4 边跨合龙时剪力图 （单位：kN）

图3.5 边跨合龙时弯矩图 （单位：kN?m）

3、阶段（3），中跨合拢后，由桥梁博士可求得主梁自重内力如图3.6、3.7

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