（30 42 26）m预应力混凝土现浇连续箱梁桥施工图设计开题报告

全文总字数：6601字

1. 研究目的与意义（文献综述）

1. 目的及意义

   1.1设计背景

   广开高速上某联右幅为3跨连续预应力混凝土箱梁桥，跨径布置为30 42 26m，主梁为单箱三室截面。设计汽车荷载：公路- Ⅰ级；设计基准期：100年。

   1.2国内外的研究现状分析

   预应力混凝土连续梁桥在施工技术的不断进步下，使其在桥梁结构中得到了迅猛的发展。在国外，自二十世纪六十年代中期在德国莱茵河上采用悬臂浇筑法建成本多夫（Bendorf ）桥以来，施工技术得到不断改进、完善和推广应用，故预应力连续梁桥在40～200米的跨度范围内逐步占据了主要地位。目前，不管是高架桥、城市桥梁，还是山谷高架栈桥、跨河大桥，预应力混凝土连续梁都发挥了其独特的优势，成为各种桥型比选中的最佳方案。

   在我国，自二十世纪八十年代开始修建大跨度预应力混凝土梁桥，虽比欧洲起步晚，但在近四十年来，随着我国交通运输业的蓬勃发展, 目前，我国预应力混凝土梁桥的建设在多方面均取得了飞跃式的进展和突破：在结构材料方面，传统的普通混凝土逐渐被各种高强、早强混凝土甚至超高性能混凝土所取代，混凝土的施工方法也逐渐演变成泵送混凝土、商用混凝土等，大吨位的新型支座和大位移量的伸缩缝也在不断创新发展；在预应力技术方面，高强钢绞线、大吨位群锚技术和预应力管道成孔技术等日益成熟，特别是1860 MPa 级的高强钢绞线，其在新建的大跨度预应力混凝土桥梁中得到非常广泛的应用；在结构设计方面，各种力学及相关设计分析软件的快速发展和普及应用，大大提高了大型桥梁的计算和绘图工作效率，此外，还能解决一些棘手的问题，例如温度、剪滞效应、非线性、收缩徐变、抗震及抗风等实际问题；在施工技术方面，各种无支架施工方法成为了大跨度预应力混凝土梁桥的主要施工方法，施工机具日益现代化，施工管理水平也迈上了新台阶。随着结构材料、设计水平及施工技术的提高，在工程实践上，各类桥梁的跨度记录不断刷新，建桥综合技术已经达到国际先进水平。目前，我国已建成的具有代表意义的连续梁桥有跨径为165m的江苏南京长江二桥北汊桥、跨径为154m的云南六库怒江桥和跨径为120m的山东东明黄河公路大桥等。

   图1：云南六库怒江大桥

   对于连续梁桥施工而言，除了常见的悬臂浇筑法和顶推法外，支架现浇法也是较为常见的方式，它是在支架上安装模板，绑扎及安装钢筋骨架，预留孔道，并在现场浇筑混凝土与施加预应力的施工方法，常用于陆地或不通航的河道、或桥墩不高的小跨径桥梁。支架现浇法的主要优点是：桥梁的整体性好，施工平稳、可靠，不需大型起吊、运输设备；施工中无体系转换；预应力混凝土连续梁可以采用强大预应力体系，使结构构造简化，方便施工。但其主要缺点是：需要使用大量施工支架，施工工期长、费用高，且施工质量不易控制；搭设支架影响河道的通航与排洪，施工期间支架可能受到洪水和漂流物的威胁；混凝土的收缩、徐变会使预应力混凝土连续梁的应力损失较大。例如：江苏省苏州市吴江东西快速干线中的长白荡大桥的第三联采用支架现浇箱梁工艺，为三跨一联同时浇筑，并由跨中向墩顶对称逐跨浇筑，浇筑时保证纵向和横向均衡对称，其支架搭设如下图所示。

   图2：支架搭设图

   1.2预应力混凝土连续梁桥的结构特点

   预应力混凝土连续梁桥是我国公路桥梁的主要结构之一，它的突出优点是整体性能好、结构刚度大、抗震性能好，主梁变形挠曲线平缓、桥面收缩缝少、行车平顺和外形美观流畅等。此外，预应力混凝土连续梁桥的设计与施工技术日益成熟，其施工质量和工期能得到较好的控制，成桥后的养护工作量较小，且其跨径适用范围较广，故该桥型在公路、城市和铁路桥梁工程得到了广泛的应用。

   预应力混凝土连续梁桥是一种以受弯为主，在竖向荷载作用下无水平反力的结构，可视作将简支梁梁体在支点上连续而成的梁桥。在荷载作用下，其支点负弯矩的卸载作用，使跨中正弯矩显著减小，故其跨越能力比简支梁更大、其弯矩分布比悬臂梁更合理；但由于预应力混凝土连续梁桥是超静定结构，在墩台基础不均匀沉降等影响下，结构将产生附加内力，故其通常需要良好的桥基。

   图3：支架现浇法弯矩图

   连续梁桥中普通钢筋混疑土连续梁桥当跨径超过20～25m时，跨中恒载弯矩和活载弯矩将迅速增大，使梁的截面尺寸和自重显著増大，导致材料的大量消耗和成本的大幅提高，还有易产生裂缝等缺点。而预应力混凝土连续梁桥通过高强钢筋对主梁施加预应力，不仅充分发挥了高强材料的优势，而且提高主梁的抗裂性能，故使预应力混凝土连续梁桥得到了广泛的应用。

   预应力混凝土连续梁桥的截面形式较多，如板式截面、肋式截面和箱形截面等，其一般根据桥梁的跨径、宽度、支承形式、施工方法等多方面因素来具体确定。合理的主梁截面形式对减轻自重、节省材料、简化施工和改善截面受力性能等方面具有非常重要的作用。其中箱形截面的布置形式有单箱单室、单箱双室、单箱三室、双箱双室及分离式双箱等布置形式。箱形截面的空心率高，有利于减轻结构自重；截面抗弯与抗扭刚度大，受力性能好，即在桥梁承受偏心荷载时内力分布较均匀；箱梁的顶底板面积大，可有效地抵抗正、负弯矩；箱梁截面具有良好的动力特性，并且收缩变形小。因此，箱形截面是大跨径连续梁桥及其他桥梁的主要截面型式。

   图4：某单箱三室预应力混凝土梁桥

   然而，我国许多预应力混凝土梁桥在施工及使用过程中都出现了不同程度的裂缝，但裂缝产生的机理较复杂，且影响因素很多。按其主要成因可分为：受力裂缝（由受力因素引起）和非受力裂缝（比如由拆模、养护、混凝土收缩、意外碰撞等因素引起）。裂缝的出现必然对结构的刚度、耐久性等方面产生不利的影响。从某些工程实例来看，预应力混凝土箱形梁桥中较典型的受力裂缝有：箱梁顶板和底板的纵向裂缝，箱梁腹板的斜向裂缝，尤其是端支座附近的腹板斜裂缝。裂缝成因的分析，一般需结合裂缝产生的位置、方向、长度、宽度、深度、间距等情况，从设计、施工和材料质量等方面进行分析判断。

   图5：预应力混凝土连续箱梁裂缝分布图

   1.3目的及意义

   毕业设计是土木工程专业本科培养计划中最后一个重要的教学环节，目的是使我们在学完培养计划所规定的基础课和各类专业课程后，通过毕业设计这一环节，较为集中和专一地培养大家综合运用所学的基础理论、基本知识和基本技能，分析和解决实际问题的能力，和以往的理论教学不同，毕业设计要求我们关注专业前沿的学术动态，充分了解国内外桥梁设计的发展现状及趋势，灵活运用大学所学的知识，并结合相关设计规范，在指导老师的指导下，独立地、系统地完成某一工程的施工图设计，以期能掌握设计的全过程，在巩固已学课程的基础上，学会考虑问题、分析问题和解决问题，并继续学习一些新的专业知识，有所创新。显然，毕业设计是培养我们独立工作能力的一种良好途径和方法，它的实践性和综合性是其他教学环节所不能替代的。

   针对此次毕业设计，我要进行预应力连续箱梁桥的上下部结构尺寸的拟定和其施工方式的确定，然后进行内力计算，再配置预应力筋进行一系列的计算及验算，最终编制计算说明书并绘制主要施工图纸。通过本次毕业设计，全面了解预应力混凝土连续梁桥设计的全过程，尽快熟悉相关的行业规范，夯实专业知识，熟练掌握设计所需的专业软件，为将来走向工作岗位打下良好的基础。

2. 研究的基本内容与方案

2、研究（设计）的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施

2.1研究的基本内容

3. 研究计划与安排

3、进度安排

第1周：外文资料翻译

4. 参考文献（12篇以上）

4、参考文献

[1] 中华人民共和国行业标准. 公路工程技术标准（jtg b01-2014）[s]. 北京：人民交通出版社，2014.