连续梁桥刚构桥毕业设计指导要领.doc

土木工程专业 预应力混凝土连续梁桥和连续刚构桥 毕业设计指导书 杨 永 清 预应力混凝土连续梁桥、连续刚构桥是应用广泛的公路和铁路桥梁形式，已经发展形成了相对成熟的设计施工技术方法，作为毕业设计的选择桥型，具有代表性。 一、设计题目 1、毕业设计的目的 经过毕业设计，使同学们了解预应力混凝土连续梁桥和连续刚构桥设计的基本过程，掌握预应力混凝土连续梁桥和连续刚构桥设计的基本要素，包括桥型的选择，桥跨尺寸的比选，主要结构尺寸的选择，结构受力计算分析，施工方法选择等。 通过毕业设计，同学们应对预应力混凝土连续梁桥和连续刚构桥设计有较全面的了解，能独立进行同类桥梁的计算分析，对预应力混凝土连续梁桥和连续刚构桥施工方法有一定的了解。 2、桥型的选择 预应力混凝土连续梁桥、连续刚构桥属于梁式桥类型。其基本承重结构为预应力混凝土主梁和墩柱。顾名思义，连续梁和连续刚构桥桥跨结构主梁采用多跨连续体系，有三个或者三个以上支点；在结构自重与外荷载作用下，主梁承受着交变的正负弯矩作用；连续梁在连续的中间支点处设置大吨位竖向支座，因此连续梁的最大跨度受中间支点竖向支座吨位的限制；连续刚构桥采用主梁与中间支墩完全的结构性连接而实现墩梁直接固结传力，无中间支点竖向支座构造，但同时主梁与中间桥墩在支点处的变形必须协调一致，因此连续刚构桥要求中间桥墩的结构刚度能适应主梁变形，中间桥墩具有较大的高度，同时采用具有相对较低的抗弯刚度的所谓柔性墩结构体系，如双薄壁墩结构。根据其一般的内力分配规律，为达到结构尺度分布协调、受力合理，并具有良好经济性的目的，中大跨度连续梁和连续刚构桥采用变截面的主梁结构，以期在结构刚度和内力分配上协调一致。结合公路、铁路桥梁等桥面宽的实际情况，变截面采用改变截面高度的方法实现。根据连续梁和连续刚构桥的特点，连续梁和连续刚构桥适宜于在跨越较大河流或深谷等障碍情况下，采用分段无支架悬臂施工；连续梁适合在墩高小、跨度适中的情况下使用，而连续刚构桥宜在大跨高墩情况下采用。 桥型选择，既要考虑工程要求，又要考虑工程地形地质条件，同时还必须重视结构物与环境的协调。所谓地形地质条件，是桥梁所在工程位置的地形地貌及基础工程地质状况。采用哪一种基本桥跨结构型式，首先要考虑地形条件，然后是地质条件，因为所选定的结构型式只有具备了相对较好的地形地质条件，才能达到经济合理的要求。 作为工程结构物，桥梁不仅要满足基本的交通功能，还要成为环境中的一个亮点，为周围环境增辉添彩。 桥型的选择，同时要结合跨径与跨径组合的要求。因为跨径大小、分跨多少及分跨布置，与桥梁所跨越障碍物的要求，如通航净空、设计洪水位及最大径流量等要求相关。力求做到既经济合理又美观适用。 桥型的选择是一个综合的课题，它既包涵了工程本身各种要素的要求，又涉及到环境工程甚至人文方面的因素；桥型选择的优劣不仅在工程经济上十分重要，桥梁的建设对周围环境也必将产生长远的影响。 因此，毕业设计之首要任务，就是进行桥型选择，同学们必须用一定篇幅叙述桥型选择的基本原则和方法，阐述所选桥型的依据，综合分析桥型的经济技术指标及其与环境的适应性等。 3、确定题目 在选择了基本桥型后，也就可以给毕业设计确定题目，譬如“公路上预应力混凝土连续梁桥设计”等。对于毕业设计而言，确定题目就限定了设计的基本类型和所包含的基本任务。 为了方便工作，在一般情况下，指导教师在同类题目之下，要限定主要的跨径尺寸和分跨数目。这样，毕业设计题目也就包括了跨径等基本参数。 二、毕业设计任务 毕业设计任务是分发给同学们完成的工作任务，以及必要的基本设计参数。 (一) 设计资料 作为一种练习和考核手段，毕业设计资料一般不包括地形及地质资料，而要求同学们就所选题目，陈述所选桥型所适应的最佳地形、地质条件。因此，设计资料主要包括： 1、主要技术指标 (1) 孔跨布置：即跨径分布组合。孔跨的布置应与周围环境、地形地貌和地质条件相适应，同时孔跨的跨径比例应达到桥梁整体造型美观的目的。 (2) 中间墩高及类型：对于多跨预应力混凝土连续梁桥布置的情形，中间墩的类型分一般墩和制动墩(刚性墩，考虑承受连续梁纵向水平力如制动力、地震力等)之分。在设计上，考虑制动墩承担全部水平力。制动墩的布置与跨径分布及地形地貌、地质条件相关；同时，墩的高度也影响到墩的刚度。对于连续刚构桥，由于桥跨与中间各桥墩在结构上连接为整体，为适应桥跨纵向变形，需要中间桥墩具有相对较小的纵向挠曲刚度，在桥墩较矮时(一般墩高小于桥梁主跨径1/3)多采用双薄壁墩，而在高桥墩时(一般墩高大于桥梁主跨径1/2)采用刚度较大的单空心薄壁墩。因此，在进行多跨连续梁桥设计时，应用一定篇幅叙述对应分跨条件下墩布置的合理地形地质情况。 (3) 荷载标准：是桥梁基本功能要求的重要指标。荷载标准直接反映出桥梁通行荷载