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前言本毕业设计的目的旨在培养学生综合运用所学知识，解决一般桥梁工程设计问题的能力。依照本任务书所提出的条件，遵照有关桥梁设计规范（如《公路钢筋混凝土与预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）、《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）、《桥梁抗震设计规范》（JTJ004-89）、《公路圬工桥涵设计规范》（JTGD61-2005）、《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）等）进行桥梁总体布置和桥梁的结构设计。总体布置及分孔应考虑经济、美观、受力合理，并满足生产工艺需要及有关桥梁设计规范和桥下净空等要求。结构设计要求技术先进、经济合理，安全可靠，设计方法上有一定的创新。施工图纸的绘制和编制要求严格按现行公路桥涵制图标准，所表达的内容要求正确，完整，标准。说明书和计算书要求文理通顺，标题明显，段落分明，字迹清楚工整，数据准确，图文并茂。第1章概述1.1预应力混凝土连续梁桥的地位和作用预应力混凝土连续梁桥以结构受力性能好、变形小、伸缩缝少、行车平顺舒适、造型简洁美观、养护工程量小、抗震能力强等而成为最富有竞争力的主要桥型之一。随着预应力技术的发展和不断完善，尤其是悬臂、顶推等先进施工方法的出现，更使预应力混凝土连续梁桥如虎添翼而活跃在整个桥梁工程领域，无论是城市桥梁、高架道路、山区高架栈桥，还是跨越江河湖滨的大桥，预应力混凝土连续梁桥都以它独特的魅力，而取代其他桥型成为优胜方案。另外，从国内外已建成钢桥、钢筋混凝土及预应力混凝土连续梁桥的修建总数来看，预应力混凝土连续梁桥已远远超过半数，充分表现出预应力混凝土连续梁桥的强大生命力。1.2设计原始资料1.2.1工程概况黄河路立交桥位于青岛开发区的主要交通要道上，上跨另一主要道路（总宽40m），立交桥主桥长约244m。1.2.2自然条件气象：青岛地处北温带季风区域气候，属受海洋环境影响的季风显著的海洋性气候。四季分明，4~9月份为东南季风，气候湿热多雨；10~3月份则以西北季风为主，少雨多雪。年平均气温12.2℃，最热月平均气温25℃，最冷月平均气温－1.2℃。极端最高气温为36℃，极端最高气温为-16.4℃。历年平均大风日64.8天，风速：年均风速5.3米/秒，瞬间最大风速44.20米/秒。年均降雨量775.6mm，其中夏季占58%，冬季占5%。降水量年内分配不均，年降水量的73%集中于6~9月，且多集中在几次暴雨中。平均降雨强度最大月（8月）13.6mm/日，最小月（2月）为2.5mm/日。冻土深度40~50cm。1.2.3工程地质条件第四系主要为全新统人工填土层、全新统~上更新统亚粘土层、砂土层为主。基岩主要为燕山晚期花岗岩及细粒花岗岩岩脉。地层分布从上到下各岩土层的分布特征和物理力学性质为：（1）第四系全新统人工填土层：杂填土：层厚0.5~6.00m，层底标高-0.62~14.47m杂色，松散，稍湿：以回填砂土、煤渣、小碎石、砖屑等建筑生活垃圾为主。回填年限较短约1年，密实度不均匀，变异性较大，工程性状不稳定。（2）亚粘土层厚：0.5~5.00m，层底标高-2.36~10.99m。灰褐~褐黄色，软塑~可塑，局部受污染，据水平层理。含水量%天然重度kN/m3孔隙比液限%塑限%塑性指数液性指数粘聚力kPa内摩擦角o23.119.80.68726.515.710.80.6820.5711.0该层容许承载力[σo]=100~120kPa，压缩模量建议值ES1-2=5~6MPa。（3）第四系全新统洪积层（）中粗砂：层厚：1.00~6.00m，层底标高：-6.42~6.8m褐黄色，湿，松散~稍密，以长石、石英为主，磨圆、分选一般，混少量粘性土，偶见小碎石，呈次棱角状。天然坡角：水上40.80，水下27.80。该层容许承载力[σo]=130~160kPa，变形模量Eo=7~10MPa。（4）第四系上更新统洪冲积层（）含粘性土砾砂、角砾，广泛分布。层厚：0.70~9.70m，层底标高：-12.65~3.97m褐黄色，很湿，中密~密实；以长石、石英为主，磨圆、分选中等，含碎石约20%，，粒径2~10cm，呈次棱角状。局部粘性土含量较高，呈胶状。天然坡角：水上40.80，水下27.80。该层容许承载力[σo]=300~350kPa，变形模量Eo=20~30MPa。（5）基岩①花岗岩强风化带广泛分布，岩脉处缺失。揭露厚度：0.3~6.10m，层底标高：-12.32~-0.70m，层顶埋深：9.6~17.50m，层顶标高：-11.02~3.97m。褐黄~肉红色，中粒~粗粒结构，块状构造；矿物成分以长石、石英为主，蚀变强烈，裂隙发育，岩体破碎。属于极破碎软岩，基本质量等级V级。该层容许承载力[σo]=1000kPa，变形模量Eo=30~40MPa。②花岗岩中等风化带广泛分布，岩脉处缺失。揭露厚度：0.8~6.70m，层顶埋深：3.2~19.6m，层顶标高：-11.12~2.88m。浅肉红~肉红色，大部分结构、构造保存完整，矿物蚀变中等，锤击可碎。岩体质量等级Ⅳ级。该层容许承载力[σo]=2500~3500kPa，弹性模量E=10Х103MPa。饱和单周抗压强度标准值fr=15~40MPa。③花岗岩微风化带揭露厚度：0.8~5.10m肉红色~浅褐色，大部分结构、构造保存完整，矿物蚀变轻微。岩体基本质量等级Ⅲ级。该层容许承载力[σo]=4000~5000kPa，弹性模量E=15Х103MPa。饱和单周抗压强度标准值fr=30~70MPa。1.2.4地下水勘察期间，地下水稳定水位标高0.28~9.99m，地下水对混凝土结构无腐蚀性，对混凝土中的钢筋在干湿交替环境下具弱腐蚀性，对钢结构有弱~中等腐蚀性。1.2.5场地地震效应根据《青岛市抗震防灾规划基础研究成果报告》青岛市区无强地震的发震条件，《中国地震动参数区划图》规定，青岛市抗震设防烈度6度，设计基本地震加速度0.05g，属抗震设计第二组。拟建桥位处勘察深度范围内，未见有可液化土层，作为公路建设的场地稳定性及建筑适宜性一般。1.2.6设计依据及有关技术参数1、设计依据交通部标准《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）交通部标准《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）交通部标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）交通部标准《公路圬工桥涵设计规范》（JTGD61-2005）交通部标准《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）交通部标准《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）交通部标准《公路工程抗震设计规范》（JTJ004-89）2、有关设计参数设计行车速度：见前表荷载标准：见表桥下净空要求：防震烈度：青岛地区地震烈度为6度，具体按《公路桥涵抗震设计规范》办理。1.2.7主要材料规格（1）混凝土：预应力混凝土梁采用混凝土标号高于C45，墩柱、台帽采用C40，系梁、承台及灌注桩C30。（2）钢绞线：预应力钢绞线采用直径φ15.20（7φ5.0）高强低松弛预应力钢绞线，标准强度fpk=1860Mpa，Ep=1.95×105Mpa。（3）普通钢筋：主筋采用HRB335（相当于原来的Ⅱ级），其它采用R235（Q235）（相当于原来的Ⅰ级）钢筋；（4）锚具及成孔管道：锚具采用OVM及其配套的支承垫板，管道采用金属波纹管成孔。第2章桥型方案比选2.1设计方案一预应力混凝土连续梁桥2.1.1桥型介绍预应力混凝土连续箱粱是常用的一种桥梁结构形式，属于超静定体系。其在恒载、活载作用下，产生的支点负弯矩对跨中正弯矩有卸载的作用，使其内力状态比较均匀合理。结构刚度大，变形小，动力性能好，丰梁变形挠曲线平缓，有利于高速行车。可采用悬臂施工法、顶推法、逐跨施工法施工，充分应用预应力技术的优点使施工设备机械化，生产工厂化；采用预制厂，预制主梁，然后安装就位，张拉负弯矩钢筋，形成连续结构，施工速度快。2.1.2尺寸拟定1.桥跨布置采用等跨连续梁桥，总共6跨。桥跨布置为：40.6×6=243.6米，布置图如图2-1所示。2.截面尺寸3.施工方案设计2.1设计方案二预应力混凝土连续钢构桥第三章桥跨总体布置及结构尺寸拟定3.1尺寸拟定3.1.1桥孔分跨连续梁桥有做成三跨或者四跨一联的，也有做成多跨一联的，连续超过五跨时的内力情况与五跨时相差不大，但一般不超过六跨。对于桥孔分跨，往往要受到如下因素的影响：桥址地形、地质与水文条件，通航要求以及墩台、基础及支座构造，力学要求，美学要求等。本设计方案采用六跨一联预应力混凝土等截面连续梁结构，全长244m。单跨跨度为40.6米。基本符合以上原理要求。、本桥之所以采用六跨一联主要是考虑行车的平稳和桥梁寿命，如果是三跨一联，则在桥梁正中有一宽度大概为10cm的伸缩缝，伸缩缝既影响了行车的平稳性，又会渗漏雨水，加快支座和混凝土的腐蚀，从而是桥梁后期养护的难度大大增加。3.1.2截面形式1.立截面等截面桥梁的优点是结构构造简单、线形简洁美观、预制定型、施工方便。一般用于如下情况：1.桥梁为中等跨径，以40—60米为主。采用等截面布置使桥梁构造简单，施工迅速。由于跨径不大，梁的各截面内力差异不大，可采用构造措施予以调节。2.等截面布置以等跨布置为宜，由于各种原因需要对个别跨径改变跨长时，也以等截面为宜。3.采用有支架施工，逐跨架设施工、移动模架法和顶推法施工的连续梁桥较多采用等截面布置。双层桥梁在无需做大跨径的情况下，选用等截面布置可使结构构造简化。结合以上的叙述，所以本设计中采用满堂支架施工方法，等截面的梁。2.横截面梁式桥横截面的设计主要是确定横截面布置形式，包括主梁截面形式、主梁间距、主梁各部尺寸；它与梁式桥体系在立面上布置、建筑高度、施工方法、美观要求以及经济用料等等因素都有关系。当横截面的核心距较大时，轴向压力的偏心可以愈大，也就是预应力钢筋合力的力臂愈大，可以充分发挥预应力的作用。箱形截面就是这样的一种截面。此外，箱形截面这种闭合薄壁截面抗扭刚度很大，对于弯桥和采用悬臂施工的桥梁尤为有利；同时，因其都具有较大的面积，所以能够有效地抵抗正负弯矩，并满足配筋要求；箱形截面具有良好的动力特性；再者它收缩变形数值较小，因而也受到了人们的重视。总之，箱形截面是大、中跨预应力连续梁最适宜的横截面形式。常见的箱形截面形式有：单箱单室、单箱双室、双箱单室、单箱多室、双箱多室等等。单箱单室截面的优点是受力明确，施工方便，节省材料用量。拿单箱单室和单箱双室比较，两者对截面底板的尺寸影响都不大，对腹板的影响也不致改变对方案的取舍；但是，由框架分析可知：两者对顶板厚度的影响显著不同，双室式顶板的正负弯矩一般比单室式分别减少70%和50%。由于双室式腹板总厚度增加，主拉应力和剪应力数值不大，且布束容易，这是单箱双室的优点；但是双室式也存在一些缺点：施工比较困难，腹板自重弯矩所占恒载弯矩比例增大等等。本设计是一座公路连续箱形梁，采用的横截面形式为单箱双室。3.梁高根据经验确定，预应力混凝土连续梁桥的中支点主梁高度与其跨径之比通常在1/15—1/25之间，而跨中梁高与主跨之比一般为1/40—1/50之间。当建筑高度不受限制时，增大梁高往往是较经济的方案，因为增大梁高只是增加腹板高度，而混凝土用量增加不多，却能显著节省预应力钢束用量。连续梁在支点和跨中的梁估算值：等高度梁：H=（151～251）l，常用H=（181～201）l而此设计采用等高度的直线梁，梁高为2.2米，与跨径的比值为5.181，符合规范要求。4.细部尺寸一、顶板与底板箱形截面的顶板和底板是结构承受正负弯矩的主要工作部位。其尺寸要受到受力要求和构造两个方面的控制。支墩处底版还要承受很大的压应力，一般来讲：变截面的底版厚度也随梁高变化，墩顶处底板为梁高的1/10-1/12，跨中处底板一般为200-250。底板厚最小应有120。箱梁顶板厚度应满足横向弯矩的要求和布置纵向预应力筋的要求。本设计中采用双面配筋，且底板由支点处以抛物线的形式向跨中变化。底板在支点处设计为实心箱型截面,在跨中厚25cm.顶板厚25