表2.5 各方案比选表 方 案类比 桥：简支变结构连续梁序号 比 较 项 目 1 总造价 较低 C50砼（m3）：1555.17 主要 2 工程量 C30砼（m3）：1473.68 C25砼（m3）: 10.8 钢筋（t）：199.34 钢绞线(t):29.17 3 工期 较短 已有成熟工艺技术悬臂挂篮施工，在经验，在进行下部结构工艺技术4 施工的时候可以预制上要求 部结构，缩短工期。且锚处理复杂 主跨架设施工简便。 属于超静定结构，全桥属于超静定结构，全桥连续，行车舒适，但是桥面连续，伸缩缝少，5 使用效果 整体刚度较小，受风、行车条件好，受力较好。地震荷载的影响大，且养护更换容易。 需要进行拉索的养护 比小，主拱受力较差。 行车不够舒适，且矢跨腹孔为简支腹孔，使得高，占用施工场地大， 高，桥塔施工工艺高端装设备，施工要求较锚固拉索工艺上要求术经验，需用大量的吊已有成熟工艺技较高 C50砼（m3）：1758.6 C30砼（m3）：918.45 C25砼（m3）:10.8 钢筋（t）：265.9 钢绞线(t):57.6 较长 较长 较高 C50砼（m3）：1528.35 C30砼（m3）：1911.83 C25砼（m3）:10.8 钢筋（t）：181.53 桥（6×30m） 桥长：201.9m （90m+90m） 桥梁总长：201.9m （l0=130m，f0=14.4m） 桥梁总长：173.95m 桥：单塔双跨斜拉桥桥：上承式拱桥第一方案 第二方案 第三方案 2.2.3 方案确定
虽然后两个方案桥梁结构形式美观，但是此桥梁所处的地形较为平坦，线性简洁，而且设计荷载为公路II级，因此在考虑桥梁的简洁形式、施工难度、费用、工期，行车舒适性等问题，前两种方案将不予采用。
11
第三种方案为：简支变结构连续梁桥。其具有连续梁节省材料和行车顺畅的优点，也具有装配式简支结构节省支架、模板、能加快工程进度的特点，在自重作用下为简支状态，但在桥梁连续之后体系转化为超静定结构，连续梁在恒载作用下，因主梁连续产生支点负弯矩，对跨中正弯矩有卸载作用，其弯矩分布合理，且结构刚度大、变形小、动力性能好，主梁变形挠曲线平缓，有利于高速行车。
先简支后连续结构从施工到营运主要可分为两个阶段：预制简支构件的安装架设（简支阶段）；支座区域现浇混凝土、预应力钢筋后期张拉形成连续结构（连续阶段），简支阶段构件承受的是本身自重和前期预加力以及施工荷载等前期荷载；形成连续梁之后，构件还要承受后期恒载、车辆荷载、后期预加力，以及使用阶段的其它可变荷载等后期荷载，因此，先简支后连续结构的受力与简支梁或者完全的连续梁有较大的差别。该结构在简支阶段由荷载产生的变形在支座区域的混凝土浇筑之后将被约束。这样，前期荷载与后期荷载分别在两个不同的结构体系下产生变形，且变形互不干扰。
预制装配的先简支后连续梁桥在受力性能方面具有优越性，受混凝土的收缩、徐变，以及支座不均匀沉降等影响较小。在预制装配为简支结构时，由于这时的变形结构是静定体系，混凝土的龄期较早，收缩与徐变的变形量都较大，这些影响不会产生支座反力，没有内力重分布问题；而且此时支座产生的不均匀沉降也不产生次内力。在结构形成连续体系之后，对于收缩、徐变以及支座不均匀沉降的分析则应按连续体系计算，这时应考虑其次内力以及内力重分布等。
先简支后连续体系，其跨中弯矩明显比简支结构的弯矩小，因此先简支后连续结构体系受力是十分合理的。
采用先简支后体系转换的方法是：先架设预制主梁，形成简支状态，进而再通过湿接缝浇注将主梁形成连续整体，最终形成连续梁结构。该施工方法的主要特点是施工方法简单可行，施工质量可靠，实现了桥梁施工的工厂化、标准化和装配化，也就是采用该方法虽然是采用简支梁的施工工艺，却可以达到建造连续梁桥或连续刚构桥的目的，目前随着高等级公路的发展，为了施工方便、快捷，简支转连续梁桥在中小跨径的梁桥中得到广泛的应用。
综上所述，方案比选主要依据实用、经济、安全、美观、有利于环保的基本原则，同时考虑要符合桥梁发展规律，体现现代新科技的成就。桥型的选择要求在技术上是可靠的，在施工上是切实可行的。本桥将采用简支变结构连续体系梁桥。
12
第3章 结构设计与计算
3.1 最终方案基本资料
3.1.1 计算所用原始资料
地质描述：覆盖层为泥土，厚3m～5m，下伏基岩为砂岩。 水文情况：无水文及通航要求。 路线资料：直线桥。
桥面布置: 净7m（行车道）+2x2.5m（人行道）=12m。 设计荷载:公路II级 人群荷载按规范取值。
当地气象情况: 多年平均气温为17.9℃，极端最高气温41.7℃，极端最低气温-3.5℃。 路线起止桩号：K11+584.00至K11+796.20，总共长212.2m。 桥梁全长起止桩号：K11+584.00至K11+764.00,全长180m。 设计标高：354.77m。 地面最低标高：315.96m。
所用软件：同豪土木桥梁博士V3.0版，Auto-CAD 2004。 3.1.2 材料及工艺
混凝土：预制梁及其现浇接缝、封锚、墩顶现浇连续段、桥面现浇层均采用C50混凝土，基桩采用C30混凝土。
预应力钢筋采用《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥函设计规范》（JTG D62—2004）的φs15.2钢绞线，fpk=1860MPa，弹性模量EP=1.95×105MPa。
普通钢筋：R235钢筋、HRB335钢筋标准应符合GB 13013—1991和GB 1499—1998
13
的规定。凡钢筋直径≥12mm者，均采用HRB335热轧带肋钢筋，凡钢筋直径≤12mm者，采用R235钢筋，钢板应符合GB 700—88规定的Q235钢板。
锚具：预制T梁采用OVM15型锚具及其配套设备；T梁接头顶板束采用BM15型锚具及其配套设备。
预应力管道：正弯矩区段采用预留铁皮波纹管成型，负弯矩区段采用扁形波纹管成型。
支座：桥梁支座根据设置部位不同，分别采用/GYZ、GYZF4板式橡胶支座，其技术性能应符合《公路桥梁板式橡胶支座》（JT/T 4-93）的要求。临时支座采用硫磺砂浆支座。
伸缩缝：采用SSF80A大变位伸缩缝。 桥面铺装：15cm等厚C50防水混凝土。 3.1.3 设计计算依据
《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004） 《公路圬工桥涵设计规范》(JTG D61-2005) 《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007） 3.1.4 基本计算数据
根据《公预规》中各条规定，混凝土、钢绞线和钢筋的各项基本数据以及在各阶段的容许值，如表3.1所列。
表3.1 基本计算数据
名 称 项 目 立方强度 弹性模量 轴心抗压标准强度 混 凝 土 轴心抗拉标准强度 轴心抗压设计强度 轴心抗拉设计强度 容许压应力 容许拉应力 标准荷载组合: 容许压应力 14
符 号 fcu,k Ec fck ftk fcd ftd 0.7f'ck 0.7f'tk 0.5fck 单 位 MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa 16.20 数 据 50 3.45×104 32.40 2.65 22.40 1.83 20.72 1.76 短暂状态 持久状态
容许主压应力 短期效应组合: 容许拉应力 容许主拉应力 标准强度 φ15.2 钢 绞 线 s0.6fck σst-0.85 σpc 0.6ftk fpk Ep fpd 0.75fpk 0.65fpk γ1 γ2 γ3 αEp MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa kN/m3 kN/m3 kN/m3 无纲量 19.40 0 1.59 1860 1.95×105 1260 1395 1209 25.0 23.0 78.5 5.65 弹性模量 抗拉设计强度 最大控制应力σcon 持久状态应力: 标准状态组合 钢筋混凝土 沥青混凝土 钢绞线 材料 重度 钢束与混凝土的弹性模量比 注：考虑混凝土强度达到C50时开始张拉预应力钢束。
准强度，则
?=32.4Mpa， ftk?=2.65Mpa。 fck?和ftk?分别表示钢束张拉时混凝土的抗压、抗拉标fck3.2 结构构造设计
3.2.1 设计要点
本桥上部结构为6跨30m预应力混凝土连续梁桥，采用先简支后结构连续施工方法，即采用如下施工方法：
（1） 预制简支T梁，吊装到位；
（2） 浇筑墩顶连续段接头混凝土，达到设计强度后，张拉负弯矩区预应力钢束
并压注水泥浆；
（3） 再拆除临时支座，完成体系转换； （4） 完成主梁横向接缝浇筑
（5） 最后进行防撞护栏及桥面铺装施工。
此外，预应力钢束必须待混凝土立方体强度达到设计混凝土强度等级的90%后（且龄期不小于4d），方可张拉。预制梁内正弯矩钢束采用两端同时张拉，锚下控制应力为0.75fpk=1395MPa；墩顶桥面现浇层负弯矩钢束采用单端张拉，锚下控制应力为0.72fpk=1339.2MPa,未计入预应力钢筋与锚圈口之间的摩擦损失。
主梁按全预应力混凝土构件设计。
15