1、西 南 交 通 大 学本科毕业设计75+2135+75m高速铁路预应力混凝土连续梁桥结构验算及施工监控方案设计年 级：2008级学 号：20087216姓 名：专 业：指导老师：2012年6月院系土木工程系专 业年级2008级姓 名题目75+2135+75m高速铁路预应力混凝土连续梁桥结构验算及施工监控方案设计指导教师评 语 指导教师 (签章)评 阅 人评 语 评 阅 人（签章)成 绩答辩委员会主任 (签章)年 月 毕业设计任务书班 级2008级詹班1班学生姓名向琪芪学号20087216发题日期：2012年3月1日 完成日期: 6月10日题 目75+2135+75m高速铁路预应力混凝土连续梁桥
2、结构验算及施工监控方案设计1、本设计的目的、意义 经过毕业设计,使学生了解并掌握高速铁路预应力混凝土连续梁桥结构验算及施工监控方案设计的基本过程，掌握预应力混凝土连续梁桥结构验算及施工监控方案设计的基本要素,包括预应力混凝土连续梁桥结构模拟，结构受力计算分析，施工方法选择,施工监控方案设计等。 通过本设计,学生应对预应力混凝土连续梁桥结构验算及施工监控方案设计有较全面的了解，对预应力混凝土连续梁桥施工方法有较好地掌握，能独立进行同类型桥梁的结构验算及施工监控方案设计. 2、学生应完成的任务 完成75+2135+75m高速铁路预应力混凝土连续梁桥结构验算及施工监控方案设计，具体任务如下： (1）
3、运用有限元软件建立桥梁结构有限元模型(2）桥梁结构验算(3)拟定桥梁施工监控方案（4）桥梁施工立模标高计算（5）编制设计说明书（6）绘制设计图3、设计各部分内容及时间分配：（共 16 周）第一部分运用有限元软件建立桥梁结构有限元模型（5周）第二部分桥梁结构验算（2周)第三部分拟定桥梁施工监控方案(2周）第四部分桥梁施工立模标高计算(2周）第五部分编制设计说明书（2周）第六部分绘制设计图（2周)评阅及答辩（1周） 注指导教师： 2012年3 月1日审批人： 2012年3 月1日摘 要本设计主要是关于高速铁路预应力混凝土连续梁桥的设计.设计跨度为75+2135+75m.预应力混凝土连续梁桥以其结构
4、受力性能好、变形小、伸缩缝少、行车平顺舒适、养护工程量小、抗震能力强等优点而成为最富有竞争力的主要桥型之一。连续梁桥与同等跨径的简支梁桥相比，截面正弯矩得以减小，同时由于平衡悬臂施工方法的大范围应用，连续梁桥已经成为中等跨径桥梁中常用的一种桥梁结构形式。截面为单箱单室,桥面宽13.4m。主梁施工采用悬臂浇筑施工,对称平衡浇筑混凝土。设计过程如下：首先，通过所给的设计图纸（梁体轮廓图,施工布置图，预应力钢束图），利用MIDAS软件模拟桥梁的截面、预应力钢筋、边界条件、施工阶段，将桥梁的有限元模型建立起来。其次，利用MIDAS软件分析结构内力（包括恒载、活载、施工阶段以及收缩徐变、支座沉降、温度变
5、化、横向摇摆力、制动力、风荷载等产生的内力）。随后，进行截面检算，铁路桥梁设计采用容许应力法。根据铁路桥梁规范，检查结构内力组合结果是否在正常范围状态。检算包括：梁体的正截面抗弯验算，斜截面抗剪；运营阶段混凝土压应力、拉应力，混凝土正截面抗裂验算，混凝土斜截面最大剪应力以及预应力钢筋最大应力；传力锚固阶段预应力钢筋控制应力验算和混凝土法向应力验算;变形验算中的竖向挠度、横向变形、梁端转角验算等。最后，运用反应谱理论对桥梁结构进行抗震计算分析.此外，对工程数量进行了统计，编制了施工监控方案。关键词铁路预应力混凝土连续梁桥；悬臂浇筑施工；有限元分析AbstractThis graduate des
6、ign is mainly about the design of the railway pre-stressed concrete continuous girder bridge. The span of the bridge is 75+2135+75m. Prestressed concrete continuous Girder Bridge become one of the most competitive bridge because of subjecting to the dint function with its well structure mechanical p
7、roperty, small deformation, few control joint, driving smoothly and comfortable， few maintenance and well earthquakeproof ability and so on. Compared with the same span simple-supported beam, the sagging moments of continuous bridge can be minimized. And especially， with the wide use of balanced can
8、tileverconstructed method， continuous bridge has become a commonly used medium-span bridge in the forms of bridge structure。 Thesection has single chest and room,the width of the bridge surface is 13。4 m。 The major beam applies balanced cantilever construction process。 The design process is as follo
9、ws：The first step is to imitate sections， prestressed steel， boundary conditions and construction stage by Midas software， according to given design paper (girder outline paper, construction arrangement paper, pre-stressed steel paper） so that we can construct the finite element model of this bridge
10、。The second step is to use Midas software to analyze internal gross force of the structures （including dead load, lived load, construction stage， the loads created by creep and shrinkage of concrete, the abutment subsides, the temperature change, lateral swaying force of train, braking force and win
11、d load), to check the result of combination of internal forces。The next step is to check the main cross section。 The design of Railway Bridge adopts allowable stress method。 And on the basis of Railway Bridge standard, the result of internal force combination should be calculated in normal limited s
12、tate. The checking work includes: Curved beams bending resistance of normal section， shearing resistance of obligue section； concretes pressure stress， tensile stress， crack resistanceof normal section, maximum shear stress of obligue section and maximum stress of prestressed steel during operation；
13、 the control stress of prestressed steel and the normal stress of concrete in anchoring.; vertical deflection, lateral deformation, the corner of beam end in the deformation analysis and so on。The last step is to calculate and analyse seismic response spectra。Also the quantitie of this engineering h
14、as been calculated and the monitoring project is compiled。Key Words： Continuous prestressed concrete bridge of railway； Cast-in-place cantilever construction; Finite Element Analysis目 录第1章绪论11。1 高速铁路上的桥梁11.1.1 桥梁的设计荷载11。1。2 桥梁结构型式11.1。3 桥梁刚度21.1。4 桥跨布置21.1.5 桥梁动力响应21.1。6 环境的要求21.2 桥梁设计方案介绍31.2.1 桥型方
15、案31。2.2 梁部截面形式61。2。3 施工方案71.2。4桥墩方案比选81.2.5 基础方案比选8第2章工程概况102.1 梁体基本情况102.1.1 桥跨布置102。1。2 截面形式102.1.3 梁高122。1.4 结构细部尺寸132。2 预应力钢束基本情况152.2.1 预应力钢束布置原则152。2.2 预应力钢束布置详情162。3 主梁分段与施工阶段的划分202.3.1 分段原则202.3。2 施工阶段的划分20第3章有限元模型建立223.1 梁体模型建立223。1.1 Midas模型分析步骤223.1。2 建立模型223。1.3 体系转换243.2 边界条件建立263。3 预应力
16、钢束模拟293。3.1 顶板束钢筋及张拉预应力模拟293。3。2 腹板束钢筋及张拉预应力模拟303.3。3 底板束钢筋及张拉预应力模拟313.3.4 预应力钢束布置效果323。3。5 预应力损失计算333。3.6 有效预应力计算34第4章内力计算384。1 恒载内力计算384。1.1 施工阶段恒载内力计算384.1.2 成桥阶段恒载内力计算424.2 活载及附加力的内力计算434.2.1 风荷载434.2。2 ZK活载444.2。3 横向摇摆力464。2.4 制动力47第5章次内力计算495。1 温度次内力计算495.2 收缩徐变次内力计算505。3 支座沉降次内力计算515.4 预应力产生的
17、次内力计算52第6章结构验算536.1 内力组合536。2 正截面抗弯验算546.3 斜截面抗剪验算566.4 运营阶段的结构验算586.4.1 正截面抗裂验算586.4.2 混凝土压应力验算606.4。3 预应力钢筋应力验算646。4。4 混凝土剪应力验算656.5 传力锚固阶段的结构验算656。5.1 预应力钢筋锚下控制应力验算656。5.2 混凝土法向应力验算666。6 变形验算676。6.1 竖向挠度验算676.6.2 横向变形验算686。6。3梁端转角验算68第7章动力计算分析697。1 自振特性分析697.2 反应谱分析707。2.1概述707.2.2 输入地震波717。2。3反应
18、谱振型分析717。2。4反应谱内力计算分析75第8章主要工程数量798。1钢束用量798。2混凝土用量81第9章施工监控方案设计839。1工程概况839。2施工控制的目的、意义839。3施工监控方法和依据849.3。1施工控制方法849。3。2施工监测方法849。3.3施工控制的技术依据869。4施工控制的主要内容869。4.1施工控制结构分析869。4.2 施工控制误差分析879.4。3 设计参数识别及实时跟踪分析879.4.4 预告主梁下阶段立模标高899.4.5 模型优化899。5施工过程的参数监控方法899。5.1 控制截面应力监测899.5。2主梁温度观测919.5.3主梁标高观测9
19、29.5。4主梁平面位置及桥面横坡观测949.5.5混凝土收缩徐变参数测定949。5.6钢铰线管道摩阻损失的测定949。5.7混凝土弹性模量测试949.5。8混凝土容重的测量949.5.9施工临时荷载的测定949.5。10施工挂篮性能测定949.6施工控制工作具体进程949。6。1悬臂浇注前的准备工作949.6.2悬臂施工959。6。3合拢段施工959.6.4几个试验监控969。7施工控制的实现969。7.1确定结构施工控制参数969。7.2确定结构的受力状态前进分析法979。7。3确定结构的施工理想状态倒退分析法979.7.4施工误差的调整反馈控制分析法979。7.5确定梁段施工立模标高98
20、9.7。6标高控制的实现999.8组织与管理999。8.1施工控制领导小组999。8。2施工控制工作小组999。8。3监控责任和义务1009。9 施工监控主要仪器设备1019。10 理论计算立模调整值1019。11 施工监控注意事项1039.12 监控工作使用的表格表式105结论110致谢111参考文献112附录113第1章 绪论1.1 高速铁路上的桥梁桥梁和隧道是铁路线上的重要建筑物。高速线上的桥梁结构不但要满足使用安全性的要求而且要与运行的列车相匹配，使旅客乘坐舒适，这是高速铁路桥梁与普通铁路桥梁的一个最主要的区别.1.1.1 桥梁的设计荷载以京沪高速铁路为例,该线是一条客运专线，在线路上
21、运行的列车主要是高速列车和部分时速200公里左右的中速列车。这就是说高速铁路的运营列车荷载要小于普通铁路的运营列车荷载。因此，高速铁路的桥梁设计荷载采用了较既有铁路桥梁设计荷载大约小20%的客运专线桥梁设计荷载。另外，在荷载的表示图式上，二者也有所不同。既有铁路的桥梁设计荷载是现行规范中的中活载，其表示图式上主要考虑的是建国初期普遍使用的，而且是起控制作用的蒸汽机车。而京沪高速铁路采用的是国际铁路联盟推荐的荷载图式，这种荷载图式更能适应目前运行的各种列车。1.1。2 桥梁结构型式我国普通铁路桥梁大量使用的是跨度在32m以下的中小跨度的预应力混凝土简支梁和简支钢板梁。之所以大量使用这种结构型式的
22、桥梁，一方面是因为这种型式的桥梁一般造价较低,而且施工方法相对简单，另一方面也是受当时的建桥能力及对桥梁功能的要求所决定的。普通铁路桥梁对列车运行速度的要求不是很高，桥梁的动力响应不显著，对桥梁的最主要的要求就是要保证使用的安全性.然而，由于高速铁路线上列车运行的速度很高，这就要求高速铁路的桥梁不但要保证使用的安全性，而且要保证乘坐的舒适性。因此在桥梁的设计中，要从结构型式等几方面来满足这一要求.总结国外几条已建的高速铁路线上的桥梁结构型式，对我们进一步认识高速铁路桥梁也许能有一些帮助。 日本高速铁路大量使用的是钢筋混凝土连续刚构桥，跨度在10m左右,这种结构型式的桥梁约占全部新干线桥梁的80
23、；法国高速铁路的主型桥梁是跨度为4060m的钢-混凝土连续结合梁.韩国高速铁路桥梁全部为预应力混凝土连续梁，桥梁跨度有25m和40m两种，从各国高速铁路桥梁的选用的主要结构型式看，整孔箱形梁、连续结构，应是高速铁路桥梁的首选结构型式。1。1.3 桥梁刚度高速铁路要求线路具有较高的平顺性，因而要求桥梁具有较高的竖向和横向刚度，减小桥梁变形。桥梁出现较大的变形会直接影响桥上轨道的平顺性，造成结构承受很大的冲击力，旅客舒适度受到影响，甚至会影响运行安全。因此，适当增加桥梁的高度以得到桥上线路较高的平顺性,这也是高速铁路与普通铁路桥梁的一个区别。在现在的高速铁路桥梁设计研究中，在设计荷载作用下，梁体的
24、竖向挠度不应大于表1-1所列数值，在列车的摇摆力离心力和温度力的作用下，梁体的水平挠度应小于或等于计算跨度的1/4000。此外，为保证线路的平顺性,还必须限制桥梁的预应力徐变上拱和不均匀温差引起的结构变形。表1-1 梁体的竖向挠度限值跨度L40 m40 mL80 mL80 m250kN/hL/1400L/1400L/1000300kN/hL/1500L/1600L/1100350kN/hL/1600L/1900L/15001。1.4 桥跨布置桥梁等跨布置，对于桥梁的设计、施工、管理以及外形的美观都是有益的。但是桥梁的等跨布置容易产生桥梁有规律的变形,进而易导致桥梁周期性的振动，在这种情况下,如
25、果与列车的振动周期一样了,那么将引起共振或振动加剧.因此，在桥跨布置上要认真研究桥梁跨度、梁体刚度与运行列车之间的相互作用，要认真考虑避开能引起共振的敏感跨度。1。1.5 桥梁动力响应虽然高速列车的轴重不是很大，但运行的速度很高，由此而引起的结构动力响应是不容忽视的。所以高速铁路必须考虑列车轨道-桥梁的耦台作用，计算分析在高速列车的作用下，桥梁的动态挠度、梁端转角、扭转变形、加速度，使之满足结构的安全性和旅客乘坐舒适性的要求。研究桥梁结构与运行列车的匹配关系，这也是高速铁路桥梁与普通铁路桥梁的一个重要不同。1.1.6 环境的要求高速铁路的桥梁建设要注重环境保护，并要与周边景观协调。如京沪高速铁
26、路，途经几座我国著名的大城市，穿越人口稠密区。因此，桥梁建设中的环保问题以及桥梁美学就显得尤为重要。故而要采取各种措施，努力减少由于列车的高速运行而产生的结构振动和噪声等环境污染问题。如适当增加桥梁的刚度，采用减振型橡胶支座，不使用无道砟的明桥面钢桥，加设防噪声的防护设施等，以最大限度地减少和降低振动及噪声.在结构型式的选择上要充分考虑铁路沿线的地物、地貌和景观，要与周围环境相协调，将桥梁结构融于周边环境之中,成为城市的一景，为人们欣赏，把每一座高速铁路的桥梁建成具有高速特征和时代气息的标志建筑。1。2 桥梁设计方案介绍1.2。1 桥型方案桥梁的形式可考虑拱桥、梁桥、梁拱组合桥和斜拉桥。任选三
27、种作比较，应从安全、功能、经济、美观、施工、占地与工期多方面比选，最终确定桥梁形式。本设计模拟的是预应力混凝土连续梁桥。1。2。1.1桥梁设计原则(1）适用性：桥上应保证车辆和人群的安全畅通,并应满足将来交通量增长的需要。桥下应满足泄洪、安全通航或通车等要求。建成的桥梁应保证使用年限，并便于检查和维修.（2）舒适与安全性:现代桥梁设计越来越强调舒适度，要控制桥梁的竖向与横向振幅,避免车辆在桥上振动与冲击。整个桥跨结构及各部分构件，在制造、运输、安装和使用过程中应具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性.(3）经济性：设计的经济性一般应占首位。经济性应综合发展远景及将来的养护和维修等费用。（4）先进
28、性：桥梁设计应体现现代桥梁建设的新技术。应便于制造和架设，应尽量采用先进工艺技术和施工机械、设备，以利于减少劳动强度，加快施工进度，保证工程质量和施工安全。（5）美观：一座桥梁，尤其是座落于城市的桥梁应具有优美的外形，应与周围的景致相协调.合理的结构布局和轮廓是美观的主要因素，决不应把美观片面的理解为豪华的装饰。应根据上述原则，对桥梁作出综合评估。1。2.1.2 桥梁形式（1）梁桥：梁式桥是指其结构在垂直荷载的作用下，其支座仅产生垂直反力，而无水平推力的桥梁。预应力混凝土梁式桥受力明确，理论计算较简单，设计和施工的方法日臻完善和成熟。预应力混凝土梁式桥具有以下主要特征：a) 混凝土材料以砂、石
29、为主，可就地取材，成本较低；b) 结构造型灵活，可模型好，可根据使用要求浇铸成各种形状的结构；c) 结构的耐久性和耐火性较好,建成后维修费用较少；d) 结构的整体性好,刚度较大，变性较小；e) 可采用预制方式建造，将桥梁的构件标准化,进而实现工业化生产；f) 结构自重较大，自重耗掉大部分材料的强度,因而大大限制其跨越能力;g) 预应力混凝土梁式桥可有效利用高强度材料，并明显降低自重所占全部设计荷载的比重，既节省材料、增大其跨越能力，又提高其抗裂和抗疲劳的能力；h) 预应力混凝土梁式桥所采用的预应力技术为桥梁装配式结构提供了最有效的拼装手段，通过施加纵向、横向预应力，使装配式结构集成整体，进一步
30、扩大了装配式结构的应用范围.（2)拱桥:拱桥的静力特点是，在竖直荷载作用下，拱的两端不仅有竖直反力，而且还有水平反力。由于水平反力的作用，拱的弯矩大大减少。如在均布荷载q的作用下,简支梁的跨中弯矩为，全梁的弯矩图呈抛物线形,而拱轴为抛物线形的三铰拱的任何截面弯矩均为零，拱只受轴向压力.设计合理的拱轴,主要承受压力，弯矩、剪力均较小，故拱的跨越能力比梁大得多。由于拱是主要承受压力的结构，因而可以充分利用抗拉性能较差、抗压性能较好的石料,混凝土等来建造.石拱对石料的要求较高,石料加工、开采与砌筑费工，现在已很少采用.由墩、台承受水平推力的推力拱桥，要求支撑拱的墩台和地基必须承受拱端的强大推力，因而
31、修建推力拱桥要求有良好的地基。对于多跨连续拱桥，为防止其中一跨破坏而影响全桥,还要采取特殊的措施，或设置单向推力墩以承受不平衡的推力。（3）梁拱组合桥:软土地基上建造拱桥,存在桥台抵抗水平推力的薄弱环节。为此采用大吨位预应力筋以承担拱的水平推力；预应力筋的寄体是系梁，即加劲纵梁,从而以梁式桥为基体，按各种梁桥的弯矩包络图用拱来加强。这样可以使桥梁结构轻型化,同时能提高这类桥梁的跨越能力.这类桥梁不仅技术经济指标先进、造价低廉,同时桥型美观，反映出力与美的统一、结构形式与环境的和谐,增加了城市的景观。(4）斜拉桥:斜拉桥的特点是依靠固定与索塔的斜拉索支撑梁跨,梁是多跨弹性支撑梁，梁内弯矩与桥梁的
32、跨度基本无关，而与拉索的间距有关。他们适用于大跨、特大跨度桥梁，现在还没有其他类型的桥梁的跨度能超过他们。斜拉桥与悬索桥不同之处是,斜拉桥直接锚于主梁上，称自锚体系，拉索承受巨大的拉力，拉索的水平分力使主梁受压，因此塔、梁均为压弯构件。由于斜拉桥的主梁通过拉紧的斜索与塔直接相连，增加了主梁抗弯、抗扭刚度,在动力特性上一般远胜于悬索桥。悬索桥的主缆为承重索，它通过吊索吊住加劲梁，索两端锚于地面，称地锚体系。斜拉桥具有施工方便、桥型美观、用料省、主梁高度小、梁底直线容易满足通航和排洪要求、动力性能好的优点，发展非常迅速，跨径不断增大。但实际跨度不大，此桥型不予考虑。目前我国城市轨道交通高架桥结构一
33、般考虑简支梁和连续梁结构形式。简支梁受力明确,受无缝钢轨因温度变化产生的附加力、特殊力的影响小，设计施工易标准化、简单化；但其梁高较大，景观稍差，行车条件也不如连续梁。连续梁结构与同等跨度的简支梁相比,可以降低梁高，节省工程数量,有利于争取桥下净空，并改善景观；其结构刚度大，具有良好的动力特性以及减震降噪作用，使行车平稳舒适，后期的维修养护工作也较少。从城市美学效果来看，连续梁造型轻巧、平整、线路流畅，将给城市争色不少。但连续梁对基础沉降要求严格，特别是由于联长较大，桥上无缝钢轨因温度变化而产生的水平力很大，使得梁体与墩台之间的受力十分复杂,加大了设计难度。考虑到为高速铁路桥梁，结合国内外的实
34、践经验，采用连续梁结构作为标准型式较为适宜。方案比较见表12.表12 方案比选主桥跨桥型第一方案第二方案第三方案预应力混凝土连续梁预应力混凝土简支梁梁拱组合桥主桥跨结构特点预应力混凝土连续梁桥在垂直荷载的作用下，其支座仅产生垂直反力，而无水平推力。结构造型灵活，可模型好，可根据使用要求浇筑成各种形状的结构，整体性好，刚度较大，变形较小。受力明确，理论计算较简单，设计和施工的方法日趋完善和成熟。在垂直荷载的作用下,其支座仅产生垂直反力，而无水平推力.结构造型灵活，整体性好，刚度较大，其跨径较小;且简支梁梁高较大，与城市的景观不协调。软土地基上建造拱桥，存在桥台抵抗水平推力的薄弱环节.为此采用大吨
35、位预应力筋以承担拱的水平推力;预应力筋的寄体是系梁，即加劲纵梁，从而以梁式桥为基体,按各种梁桥的弯矩包络图用拱来加强.这样可以使桥梁结构轻型化,同时能提高这类桥梁的跨越能力.建筑造型侧面上看线条明晰,与当地的地形配合，显得美观大方。跨径一般，线条明晰，但比较单调，与景观配合很不协调。跨径较大,线条非常美，与环境和谐，增加了城市的景观.养护维修量小小较大设计技术水平经验较丰富,国内先进水平。经验丰富,国内先进水平.经验一般，国内一般水平。施工技术悬臂施工法：不需要大量施工支架和临时设备，不影响桥下通航通车，施工不受季节、河道水位的影响，并能在大跨径桥上采用.预制T型构件，运至施工地点，采用混凝土
36、现浇，将T型梁连接,其特点外型简单、制造方便，整体性好。转体施工法:对周围的影响较小,将结构分开建造，再最后合龙,可加快工期,是近十年来新兴的施工方法,施工难度较大。工 期较短较短较长1.2.2 梁部截面形式目前在桥梁截面形式的选择中，主要有箱形梁、组合箱梁、槽型梁、T型梁等可采用的梁型.本设计模拟的是单箱单室截面形式。连续单箱梁有如下优点:(1）截面抗扭刚度大,结构在施工与使用过程中都具有良好的稳定性；（2）顶板和底板都具有较大的混凝土面积,能有效地抵抗正负弯矩，并满足配筋的要求，适应具有正负弯矩的结构，如连续梁、拱桥、刚构桥、斜拉桥等，也更适应于主要承受负弯矩的悬臂梁，T型刚构等桥性；（3
37、）适应现代化施工方法的要求,如悬臂施工法、顶推法等，这些施工方法要求截面必须具备较厚的底板；（4）承重结构与传力结构相结合，使各部分部件共同受力，达到经济效果，同时截面效率高，并适应预应力混凝土结构空间布束，更加收到经济效果；（5)对于宽桥，由于抗扭刚度大,跨中无需设置横隔板就能获得满意的荷载横向分布；（6）适合于修建曲线桥，具有较大适应性；（7）能很好适应布置管线等公共设施，景观效果好。该方案需采用就地浇筑，现场浇筑混凝土及张拉预应力工作量大，但可全线同步施工，施工期间工期不受控制，对桥下道路交通影响较其他方案稍大。组合箱梁结构整体性强,抗扭刚度大,适应性强.双箱梁预制吊装，铺预制板，重量轻
38、。但从桥下看，景观效果稍差。从预制厂到土地的运输要求相对较低,运输费用较低.但桥面板需现浇施工，增加现场作业量，工期也相应延长。美观较差，并且徐变变形大，对于无缝线路整体道床轨道结构形式来说，存在着后期维修养护工作量大的缺点.槽型梁为下承式结构，其主要优点是造型轻巧美观，线路建筑高度最低，且两侧的主梁可起到部分隔声屏障的作用，但下承式混凝土结构受力不很合理,受拉区混凝土即车道板圬工量大，受压区混凝土圬工量小，梁体多以受压区(上翼缘)压溃为主要特征，不能充分发挥钢及混凝土材料的性能。同时,由于结构为开口截面，结构刚度及抗扭性较差，而且需要较大的技术储才能实现。T型梁结构受力明确，设计及施工经验成
39、熟，跨越能力大，施工可采用预制吊装的方法,施工进度较快.该方案建筑结构高度最高,由于梁底部呈网状,景观效果差。同时，其帽梁虽较槽型梁方案短些，但较其他梁型长，设计时其帽梁也须设计成预应力钢筋混凝土帽梁，另外预制和吊装的实施过程也存在着与其他预制梁同样的问题。1。2。3 施工方案本设计采用的是悬臂浇注施工，其特点如下：不需要大量施工支架和大型临时设备；不影响桥下通航、通车;不受季节、洪水影响和跨数限制;桥梁施工受力状态与运营受力状态基本相近；不需要占用较大的预制场地；逐段浇筑，易于调整和控制梁段的位置，整体性好，且各段施工属严密的重复作业，需要施工人员少，工作效率高。但施工线形及合龙技术要求较高
40、。悬臂浇注施工以移动式挂篮为主要施工设备,以桥墩为中心，从墩顶开始，对称向两边逐段浇注混凝土，待混凝土达到要求的强度后，张拉预应力筋，再向前移动挂篮,进行下一个节段的施工，利用已浇梁段将梁体自重和施工荷载传递到桥墩和基础上。挂篮悬臂施工的节段长度划分，主要取决于施工工期和挂篮的起吊能力，一般长度为35m。本设计节段长度取3m、3.5m和4m。1。2。4桥墩方案比选桥墩类型有重力式实体桥墩、空心桥墩、柱式桥墩、轻型桥墩和拼装式桥墩。重力式实体桥墩主要依靠自身重力来平衡外力保证桥墩的稳定，适用于地基良好的桥梁。重力式桥墩一般用混凝土或片石混凝土砌筑，截面尺寸及体积较大，外形粗壮，很少应用于城市桥梁
41、。空心桥墩适用于桥长而谷深的桥梁，这样可减少很大的圬工.柱式桥墩是目前公路桥梁、桥宽较大的城市桥梁和立交桥及中小跨度铁路旱桥中广泛采用的桥墩形式。这种桥墩既可以减轻墩身重量、节省圬工材料,又比较美观、结构轻巧，桥下通视情况良好.轻型桥墩适用于小跨度、低墩以及三孔以下（全桥长小大于20m)的公路桥梁。轻型桥墩可减少圬工材料，获得较好的经济效益。在地质不良地段、路基稳定不能保证时，不宜采用轻型桥墩。拼装式桥墩可提高施工质量、缩短施工周期、减轻劳动强度,使桥梁建设向结构轻型化、制造土厂化及施工机械化发展。适用于交通较为方便、同类桥墩数量多的长大干线中的中小跨度桥梁工点。由上面的对比可知，重力式实体桥
42、墩是最合适的墩型，与本工程的地质非常吻合.1.2.5 基础方案比选高速铁路桥梁基础形式，只要取决于桥址处的水温及地质情况,一般采用明挖基础和桩基础两类。对于高速铁路桥梁来说除满足地基强度和稳定的要求外,最主要的是由于轨道平顺性要求，控制地基的工后沉降比较严格，因此对于非岩石地基的桥梁往往采用较明挖基础易于控制沉降的桩基础形式。根据附图(2）桥跨布置图大桥的地质资料，并进行修改拟定。根据拟定的地质资料,在距地面20至30m以下土层为承载能力较强的花岗岩和玄武岩,选择端承型桩基础是比较经济的一种方案。第2章 工程概况2.1 梁体基本情况2.1。1 桥跨布置桥梁孔跨布置,往往要受到如下因素的影响：桥
43、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。需要进行综合分析比较才能选出最优方案。从结构力学的角度看，每联跨数太多（尤其是超过五跨时）,受温度变化及混凝土收缩等影响产生的纵向变形也就较大，使伸缩缝及活动支座的构造复杂,对桥墩桥台也是不利的；每联长度太短,则使伸缩缝的数目加多,不利于高速行车.从美学上看,如果采用从中间向两侧逐跨减小的布置,则既突出了中央大孔，又形成渐变的美学效果,所以常常为设计者所用.在采用等跨布置时，边跨的跨中弯矩大于中跨的跨中弯矩，缩减边跨长度可以同时减小边跨和中跨的跨中弯矩，若采用三跨不等的桥孔布置，一般边跨长度可取为中跨的0.50。8
44、倍，这样可使中跨跨中不致产生异号弯矩。对于预应力混凝土连续梁桥宜取偏小值,以增加边跨刚度,减小活载弯矩的变化幅度，减少预应力筋的数量。若采用过小的边跨，会在边跨支座上产生拉力，需要在桥台上设置拉力支座或压重。本设计模拟的主桥采用75+2135+75m预应力混凝土连续梁桥,桥梁全长421.5m,。桥面宽度：防护墙内侧净宽9.1m,桥宽宽13.4m。桥梁总体布置如图21.图2-1桥梁总体布置示意图（单位:cm）2。1。2 截面形式2.1。2.1 立截面从预应力混凝土连续梁的受力特点来分析，连续梁的立面应采取变高度布置为宜;在恒、活载作用下，支点截面将出现较大的负弯矩,从绝对值来看,支点截面的负弯矩
45、往往大于跨中截面的正弯矩,因此,采用变高度梁能较好地符合梁的内力分布规律,另外,变高度梁使梁体外形和谐，节省材料并增大桥下净空。但是，在采用顶推法、移动模架法、整孔架设法施工的桥梁,由于施工的需要，一般采用等高度梁。等高度梁的缺点是:在支点上不能利用增加梁高而只能增加预应力束筋用量来抵抗较大的负弯矩，材料用量多，但是其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4060m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。（4）从统计资料看,跨度大于100m的公路混凝土连续梁桥，90%以上选用变截面；我国跨度大于60m的铁路混凝土连续梁桥,基本上采用变截面形式.本设计模拟的桥梁采用悬臂现浇施工方法，变截面的梁.2。1.2.2 横截面布置主要包括桥面布置和上部承重结构的横截面设计。(1)桥面布置根据京沪高速铁路设计暂行规定铁建设函（2004)157号6。4.1条
