连续刚构桥毕业设计开题报告 - 图文

长 沙 学 院

本科毕业设计（论文）开题报告

（2014届）

系 部： 土木工程系 专 业： 土木工程 学 生 姓 名： 谭龙 班 级： 路桥一班 学号 2010113104 指导教师姓名： 黄立浦 职称 讲师

2014年 3 月 23 日

题目：衡东兴衡大桥主跨连续刚构桥设计 1. 结合课题任务情况，根据所查阅的文献资料，撰写1000字以上的文献综述。 1.1前言 桥梁是公路、铁路、城市道路和农村道路及水利建设中，为了能够跨越各种障碍（如河流、沟谷或其他线路）而修建的人工构造物。桥梁在交通事业中占有举足轻重的地位。从桥梁的出现到现在经历了漫长的历史发展和演变，桥梁也逐渐地形成了各种结构和不同受力体系的形式，按照受力体系分类，桥梁有梁、索、拱三大基本体系，其中梁桥以受弯为主，拱桥以受压为主，悬索桥以受拉为主。另外，由上述三大基本体系的相互组合，派生出在受力上也具组合特征的多种桥型，如刚架桥和斜拉桥等。近几十年，由于我国科学技术的进步，工业水平的提高，桥梁建筑技术得以迅速发展。千里江面上的座座跨江大桥、现代高速公路迂回交叉的立交桥、高架桥和城市高架道路，以及更长的跨海湾、海峡大桥，城郊高速铁路桥与轻轨交通运输高架桥等，犹如一条条“彩虹”使得天堑变通途。在这些桥梁中不仅有华丽富贵的斜拉桥，气势宏伟的悬索桥，钢筋铁骨的的钢桥，体形优美、历史悠久的拱桥，也有外表朴实却适应性强、施工方便、投资少、效益高连续梁桥，刚构桥?1?。 1.2 连续刚构桥国内外发展状况 国外修建大跨连续刚构桥的历史相对国内较早一些。1964年联邦德国建成了主跨208m的本道夫（Bendorf）桥，在结构上有了新的创新，薄型的主墩与上不连续梁固结，形成了带铰的连续刚构体系。1985 年澳大利亚建成的门道桥(Gateway)，跨径为145+260+145m，采用双薄壁桥墩，单箱单室主梁和C50 高强混凝土，该桥保持世界记录达12 年之久，是一座里程碑式的建筑。目前国外公路桥梁中跨径最大的预应力混凝土连续刚构桥为挪威的stolma 桥及其姊妹桥Raftsundet 桥，主跨跨径分别为301m 和298m?2?。很多国家对高桥墩的研究和施工方面已取得了不少成果，特别是爬模、翻模技术的发展与推广促进了高墩、超高桥梁的建设。国外许多出现高桥墩的场合通常采用连续刚构的桥型，且主梁为预应力混凝土箱形结构的居多。由于连续刚构桥墩梁固结，为超静定结构，尤其是多跨连续刚构桥，超静定次数较多。为防止温度内力过大，必须采取一定的结构措施。目前国外普遍采取减小墩身抗推刚度的方法来减小温度内力。 我国的连续刚构桥是在1988 年开始修建，并在1990 年建成了我国第一座跨径为180m 的广州洛溪大桥。进入九十年代，我国相继修建了几座大跨径的连续刚构桥，如1995 年建成的黄石长江大桥(162.5+3×245+162.5m)，连续长度居世界首位)，1997 年建成的虎门大桥辅航道挢(150+270+150m)，97 年位居世界首位)， 云南省元江大桥(58+182+265+194+70m)，不断地把连续刚构桥推向新的高度?3?。近几

年，随着西部大开发战略的实施，高等级公路在西部深沟险壑地区出现的越来越多。西部山区的地形特点多为沟深、坡陡，因此预应力混凝土结构的高墩大跨度桥梁不断涌现，它们在山区公路、铁路桥梁的应用中显示出了其跨越能力大的优越性。该类桥型必须采用柔性墩，以有效减小上部结构的内力和由温度、混凝土收缩、徐变及地震等引起的影响?4?。 1.3 受力特点及优点 预应力混凝土连续刚构桥是连续梁桥与T形刚构桥的组合体系，也称墩梁固结的连续梁桥。大跨径连续刚构桥结构的受力特点主要为：梁体连续，墩、梁、基础三者固结为一个整体共同受力。在恒载作用下，连续刚构桥与连续梁桥的跨中弯矩和竖向位移基本一致，但在采用双肢薄壁墩的连续刚构桥中，墩顶截面的恒载负弯矩要较相同跨径连续梁桥的小；其次，由于墩梁固结共同参与工作，连续刚构桥由活载引起的跨中正弯矩较连续梁要小，因而可以降低跨中区域的梁高，并使恒载内力进一步降低。因此，连续刚构桥的主跨径可以比连续梁桥的设计大一些?5?。 大跨径连续刚构桥结构的优点主要为：其墩梁固结的特点省去了大跨连续梁的支座，无需进行巨型支座的设计、制造、养护及更换，节省昂贵的支座费用；因墩梁固结，桥墩的厚度大大减小，约为梁在支点处高度的0.2~0.4倍，减小桥墩与基础工程的材料用量；墩梁固结便于采用悬臂施工方法，省去了连续梁施工在体系转换时采用的临时固结措施?6?。 1.4 构造特点 连续刚构桥的主梁在纵桥向大都采用不等跨变截面的布置形式，以适应主梁内力的变化。主梁底部的线形基本上与变截面连续梁桥相类似，可以是曲线形、折线形、曲线加直线形等，具体应根据主梁内力的分布情况，按等载强比原则选定。国内外已建成的连续刚构桥，边跨与主跨的跨径比值在0.5~0.692之间，大部分比值在0.55~0.58之间。这说明变截面连续刚构桥的边跨比值要比变截面连续梁桥的比值范围0.6~0.8要小。其原因在于墩梁固结，边跨的长短对中跨恒载弯矩调整的影响很小，而边、主跨跨径之比在0.54~0.56时，不仅可以使中墩内基本没有恒载偏心弯矩，而且由于边跨合龙段长度小，可以在边跨悬臂端用导梁支承于边墩上，进行边跨合龙，从而取消落地支架，施工也十分方便和经济。 大跨连续刚构桥主梁一般采用箱形截面，箱梁根部截面的高跨比一般为1/16~1/20，其中大部分为1/18左右，也有少数桥梁达到或低于1/20。跨中截面梁高通常为支点截面梁高的1/2.5~1/3.5，略小于连续梁的跨中梁高，这是由于连续刚构桥墩梁固结，活载作用于中跨时，与相同跨径的连续梁相比，连续刚构跨中正弯矩较小的缘故。

预应力混凝土连续刚构桥主要适用于高桥墩的情况。大跨度连续刚构桥的桥墩不仅应满足施工、运营等各阶段支承上部结构重量和稳定性等方面的要求，而且桥墩的柔度应适应由于温度变化、混凝土收缩、徐变以及制动力等因素引起的水平位移，以尽量减小这些因素对结构产生的次内力。如果桥墩的水平抗推刚度较大，则因主梁的预应力张拉、收缩、徐变、温度变化等因素所引起的变形受到桥墩的约束后，将会在主梁内产生较大的次拉力，并对桥墩也产生较大的水平推力，从而会在结构混凝土上产生裂缝，降低结构的使用功能。连续刚构桥柔性墩柱的立面形式主要有三种：竖直双肢薄壁墩、竖直单薄壁墩、V形墩（或Y形柱式墩）?7?。 1.5 适用范围 连续刚构桥常用于大跨、高墩的结构中，桥墩纵向刚度较小，在竖向荷载作用下，基本上属于一种无推力的结构，而上部结构具有连续梁施工的一般特点，因此有较好的技术经济性。由于预应力技术在近年来发展迅速，连续刚构桥近年来得到了较快的发展，可以说连续刚构桥是大跨径桥梁选型中具有竞争能力的桥型之一。我国跨径在180m以上的梁桥，均采用连续刚构桥。 连续刚构桥的另一个特点是主梁保持连续，这样既保持了连续梁无伸缩缝、行车平顺的优点，又保持了T构不须设大吨位支座的优点，同时避免了连续梁（存在临时固结和体系转换）和T构（存在伸缩缝问题）两者的缺点，养护工作量小。此外，连续刚构施工稳固性好，减少或避免边跨梁端搭架合龙的难度?8?。 1.6 施工方法 连续刚构桥的施工方法主要有支架施工与悬臂施工两种，但随着跨径的不断加大在实际施工主要采用的悬臂施工?9?。 1.6.1 支架施工 初期,大跨径预应力混凝土连续刚构桥大多选用的是搭设支架法,就地进行浇注施工,桥梁的跨径多为30~40m。但是由于工期较长,需要耗费大量的木料,因此建造的连续梁数量有限。 1.6.2 悬臂施工 该法是1950年由前联邦德国首创，通常分为悬臂浇筑和悬臂拼装两种。连续刚构桥一般采用悬臂浇筑法施工，以移动式挂篮作为主要施工设备，以桥墩为中心，对称地向两岸利用挂篮浇筑梁节段的混凝土，待混凝土达到要求强度后，便张拉预应力束，然后移动挂篮，进行下一节段的施工。悬臂浇筑的节段长度要根据主梁的截面变化情况和挂篮设备的承载能力来确定，一般可取2~8m。每个节段可以全截面一次浇筑，也可以先浇筑梁底板和腹板，再安装顶板钢筋及预应力管道，最后浇筑顶板混凝土，但需注意由混凝土龄期差而产生的收缩、徐变次内力。悬臂浇筑施