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作者： 指導教師： 職稱：
1. 方案比選
1.1 工程概況
1.1.1 工程場地情況
x市-p市高速公路跨京廣鐵路立交橋，位於京廣線許昌至石橋區間，與京廣上下行線正交，鐵路里程為k769+373，公路里程為k4+103.9，設計公路北側緊鄰劉王村，鐵路兩側地形平坦開闊，大多為農田，鐵路西側約500公尺有南北方向縣鄉公路一條，交通狀況一般。
1.1.2 主要材料：
梁部：c50預應力混凝土，φj15.2鋼絞線，hrb335鋼筋。
墩台：c25混凝土，hrb335鋼筋。
基礎：（鑽孔樁）c25水下混凝土，hrb335鋼筋。
錐坡：m10漿砌片石。
1.1.3 橋址地層情況
該場地為沖積平原係屬第四紀全新世地質構造，地形平坦，地層較均勻，表層以下均為亞粘土、粘土互層，地基基本容許承載力160kpa，極限摩阻力50-80kpa，地下水位埋深於地表以下8m左右，該區為6度**區。
1.2 技術標準
⑴、公路荷載：公路ⅰ級。
⑵、公路等級：高速公路，行車速度120km/h，雙向4車道。
⑶、軌面以上橋下淨空：不小於7.5公尺。
⑷、橋面淨寬：每座橋12.0公尺。
⑸、設計縱坡：立交橋東側2.01%，西側1.37%，橋上豎曲線半徑r=20000m。
⑹、設計橫坡：2%，每幅橋面為單側傾斜。
⑺、交角：正交。
1.2預應力混凝土連續梁橋
（1）橋型布置採用連續梁，跨徑150m，
採用五跨5×30m；
（2）選用標準跨徑30m，橫截面採用箱形截面。形式如下圖：
圖1-1 連續梁橋結構布置圖圖1-2 截面圖
（3）連續梁橋橋面鋪裝採用8cm厚防水混凝土，上鋪5cm厚瀝青混凝土，路拱橫坡為2%。
（4）連續梁橋採用先簡支後連續施工方法，分為三個階段：第一施工階段為預製主梁，待混凝土達到設計強度100%後張拉正彎矩區預應力剛束，並壓注水泥漿，再將各跨預製箱梁安裝就位，形成由臨時支座支承的簡支梁狀態；第二施工階段首先澆築由第一跨及第五跨連續溼接頭混凝土，達到設計強度後張拉負彎矩區預應力剛束並壓漿；第三施工階段拆除全橋的臨時支座，主梁支承支座上，完成體系轉換，再完成主梁橫向接縫，最終形成五跨連續粱。第四施工階段進行防撞護欄及橋面鋪裝施工。
（5）連續梁橋跨中彎矩較同跨徑簡支梁橋小，故撓度也較小，行車舒適，跨越能力大，減少了橋下部結構的造價，但上部結構的施工較複雜，施工期長，這對於加快施工進度是不經濟的。
1.3預應力混凝土連續剛構橋
（1）剛構橋的主梁高度一般可以較梁橋小。因此，剛構橋通常適用於需要較大的橋下淨空和建築高度受到限制的的情況，如立交橋、高架橋等。上部構造可採用預應力混凝土變高度箱梁，根部高4.
5m，跨中高2.0m；採用掛籃懸臂澆築施工。
（2）預應力混凝土連續剛構橋外型美觀，是目前公路大跨徑橋梁中經常採用的橋型之一，尤其是墩身高度很高時,更能體現出它的優勢。該橋型連續，行車舒適；但上部結構施工工序較t型梁和連續樑要多、週期較長，剛筋的用量較大，基礎的造價也較高，且必須要有良好的地質條件。鑑於橋位處的地形條件。
結合投資規模、和考慮施工的難度，本橋不適合於修建連續剛構橋。
圖1-3 剛構橋結構布置圖
1.4預應力混凝土簡支梁橋
（1）橋型布置圖見附圖，為五等跨簡支t梁，孔徑布置為5×30m；
（2）選用標準跨徑30m，計算跨徑29m；
（3）主梁預製長度29.94m，橋梁全長150m；
（4）橋面鋪裝：採用8cm厚防水混凝土，其上鋪5cm厚瀝青混凝土，以便與道路平順相接；
（5）主梁：採用預應力混凝土t形梁，橫截面見圖1-5。
圖 1-4簡支梁橋結構布置圖圖1-5 截面圖
（6）橫隔梁的布置：為加強橋梁橫向整體性，在橋跨中設定橫隔梁。本設計採用橫隔梁間距為4.83m,共計設7道橫隔梁。
（7）墩台：採用雙柱式橋墩，鑽孔灌注樁基礎，在樁基頂面設一道橫繫梁,橋台採用埋置式橋台（樁基礎）。
簡支梁橋是橋梁中應用最早、使用最廣泛的一種橋型，其結構簡單，最易設計成各種標準跨徑的裝配式結構；施工工序少，架設方便；在多孔簡支梁橋中，由於各跨構造和尺寸劃一，可簡化施工管理工作，降低施工費用；簡支梁橋是靜定結構，結構內力不受地基變形等得影響，因而能在地基較差的橋位上建橋。其受力明確，計算簡便。從施工來看，採用預製裝配法施工.
橋跨結構與下部結構可同時施工，加快施工進度，縮短工期，有明顯的經濟效益，從行車舒適度來看，由於簡支梁跨中彎矩大，撓度大，伸縮縫多,行車不如連續梁橋舒適。
1.5工程量及造價估算
, h& m* v( c; d# i根據以上橋梁方案，結合造價，該大橋工程各種方案造價估算列表如下：
" \8 ]. _6 y3 f$ d2 表1-1 工程量及造價估算
結合本設計綜合考慮，最後方案定為預應力混凝土t形簡支梁橋。因為該地區地質條件好，取材方便，便於裝配化施工。t形截面製造簡單，肋內配筋做成剛勁的鋼筋骨架，在保證抗剪等條件下可盡可能減小腹板的厚度，減小構件自重，受力主筋或預應力筋可集中布置在馬蹄形的梁肋底部。
綜合上述各方案的優缺點，最終決定採用預應力混凝土簡支梁橋。橋梁橫截面採用t型梁，主梁間距2.45m，共用五片t梁，上翼板預製寬度185cm，為保證橋梁的整體受力效能，橋面板採用現澆混凝土剛性接頭。
2.預應力混凝土簡支t形梁橋上部結構設計
2.1設計資料及構造布置
2.1.1設計資料
（1）橋梁跨徑及橋寬
橋長150m，採用5孔30m預應力混凝土簡支t梁。
梁長：29.94 m
計算跨徑：29 m
橋面淨空：12.25 m
（2）設計荷載
公路級，每側防撞護欄8.5kn/m.
（3）材料和工藝
混凝土：主梁c50；橋面鋪裝c30；預應力鋼筋15.2鋼絞線；普通鋼筋hrb335,箍筋hpb235.
（4）設計依據
1）交通部頒《公路工程技術標準》（jtg b01—2003）。簡稱《標準》；
2）交通部頒《公路橋涵設計通用規範》（jtg d60—2004）。簡稱《橋規》；
3）交通部頒《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規範》（jtg d62—2004）。簡稱《公預規》；
4）基本計算資料（見表2—1）
表2—1基本計算資料
表中：本示例考慮混凝土強度達到c45時開始張拉預應力鋼束。′和′分別表示鋼束張拉時混凝土的張拉.
抗拉標準強度，則：′=29.5 mpa ′=2.
51 mpa.
2.1.2橫截面布置
（1）主梁間距與主梁片數
主梁間距通常應隨梁高與跨徑的增大而加寬為經濟，同時加寬翼板對提高主梁截面效率指標ρ很有效，故在許可條件下應適當加寬t梁翼板。本設計主梁翼板寬度為2450 mm，由於寬度較大，為保證橋梁的整體受力效能，橋面板採用現澆混凝土剛性接頭，因此主梁的工作截面有兩種：預施應力.
運輸.吊裝階段的小截面（b=1850 mm ）和運營階段的大截面（b=2450 mm ）.淨— 12.
25 m的橋寬選用五片主梁，如圖2-1所示。
圖2-1 結構尺寸圖（尺寸單位：cm）
（2）主梁跨中截面主要尺寸擬定.
1）主梁高度
預應力混凝土簡支梁橋的主梁高度與其跨徑之比通常在1/15—1/25，標準設計中高跨比約在1/18—1/19.當建築高度不受限制時，增大樑高往往是經濟的方案，因為增大樑高可以節省預應力鋼束用量，同時樑高加大一般只是腹板加高，而混凝土用量增加不多。終上所述，本設計中取用195mm作為主梁高度是比較合適的。
2）主梁截面細部尺寸
t梁翼板的厚度主要取決於橋面板承受車輪區域性荷載的要求，還應考慮能否滿足主梁受彎時上翼板受壓的強度要求。本設計預製t梁的翼板厚度取用160mm，翼板根加大到220 mm，本設計腹板厚度取170 mm。
馬蹄尺寸基本由布置預應力鋼束的需要確定的，設計實踐表明，馬蹄面積佔截面總面積的10％—20％為合適。本設計考慮到主梁需要配置較多的鋼束，將鋼束按兩層布置，一層最多排三束，同時還根據《公預規》9.4.
9條對鋼束淨距及預留管道的構造要求，初擬馬蹄寬度450 mm，高度為160 mm，馬蹄與腹板交接處作三角過渡，高度120 mm，以減少區域性應力。
按照以上擬定的外形尺寸，就可繪出預製梁的跨中截面（見圖2-2）
圖2-2 跨中截面尺寸圖（尺寸單位：cm）
3）計算截面幾何特徵
將主梁跨中截面劃分成五個規則圖形的小單元，截面幾何特性列表計算見表2-2
表2-2 跨中截面幾何特性計算表
表中：大毛截面形心至上緣距離：y=
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