预应力砼连续刚构公路桥总体设计及主要尺寸
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设计说明一、技术标准1、设计菏载: 汽车荷载:公路-Ⅰ级。
人群荷载:3.5kN.m。
2、桥面净宽:2x净—7m+1.0m分隔带+2x1.5m人行道。
3、航道要求:Ш级。
二、设计规范1、《公路工程技术标准》(1997)。
2、《公路桥涵设计通用规范》(1989)。
3、《公路钢筋砼及预应力砼桥涵设计规范》(2004)4、《公路桥涵设计通用规范》(2004)三、材料1、混凝土上部结构采用50号混凝土。
下部主墩采用40号混凝土,承台采用40号混凝土,桩基采用40号混凝土。
2、钢筋预应力钢筋均采用19–7φ15.2的低松弛钢绞线,其标准强度R by=1860Mpa,张拉控制应力h =0.75byR=1395Mpa,两端张拉,普通钢筋采用Ⅱ级钢筋。
3、锚具本设计选用的锚具为:OVM15—19锚具,其锚垫板尺寸为270㎜×270㎜×160㎜,波纹管的直径为100㎜。
四、设计要点主桥采用80m+3x100m+80m预应力混凝土连续梁桥。
1、主梁采用单箱双室变高度预应力混凝土箱梁,梁底曲线采用二次抛物线。
箱梁顶板宽18m,底板宽12m,顶板两侧翼缘悬臂长度3.0m;主梁梁高支点6.8m,跨中梁高3.0m。
底板厚由30厘米到60厘米变化,箱梁腹板厚由45厘米到60厘米变化,箱梁顶板厚30厘米。
2、主墩采用薄壁空心矩形墩,横桥向宽度12.1m,顺桥向宽度2.5m。
承台厚2.8m,群桩基础,桩直径1.6m。
边墩采用桩柱式,桩直径1.6m。
3、护栏为现浇混凝土,除在伸缩缝处断开外,另在每5米设置一道温度缝。
五、施工要点本桥结构受力复杂,为确保工程质量,有关施工艺和质量检验标准必须严格遵守中华人民共和国交通部颁发的《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)和《公路工程质量检评定标准》(JTJ071-98)的有关要求,对各主要工艺应制定详细的施工方案,并征得监理工程师的同意后再进行施工作业。
1、材料(1)混凝土:避免使用早强混凝土,采取有效措施降低混凝土施工温度,以避免过高的水化热及环境温度引起不利的混凝土温度应力。
本科毕业设计说明书70m+120m+70m预应力混凝土连续梁桥设计70m+120m+70m PRE-STRESSED CONCRETE CONTINUOUSGIRDER BRIDGE DESIGN学院(部):土木建筑学院专业班级:土木09-9班学生姓名:徐亚指导教师:李海涛副教授安徽理工大学毕业设计任务书专业、班级土木09-9班姓名徐亚日期2013.3.131.设计题目70m+120m+70m预应力混凝土连续梁桥设计(专题)2.设计原始资料:地形、地质图,设计荷载、桥宽等3.设计文件:相关文献和规范以及一些相关的图集说明书设计计算书一份,由中英文摘要、设计说明、计算内容三部分组成。
图纸总体布置图、方案比选图、构造图、钢筋图等等4. 设计任务下达日期:2013.3.135. 设计完成日期:2013.6.36. 设计各章节答疑人:李海涛部分方案比选部分熟悉桥博软件部分桥博建模部分钢束布置部分桥面板计算部分下部结构拟定7. 指导教师8. 教研室负责人9. 系负责人安徽理工大学毕业设计成绩评定专业、班级土木09-9班姓名徐亚完成日期2013.6.3 1、设计题目70m+120m+70m预应力混凝土连续梁桥设计2、专题3、答辩评定意见4、毕业设计成绩的评定5、答辩委员会(签名)日期摘要在本设计中,根据地形图和任务书要求,依据现行公路桥梁设计规范提出了预应力混凝土连续梁桥、预应力混凝土连续刚构、拱桥三种桥型方案。
按照“实用、经济、安全、美观”的桥梁设计原则,经过对各种桥型的比选最终选择70m+120m+70m的预应力混凝土连续梁桥为本次的推荐设计桥型。
本设计利用桥梁博士软件进行结构分析,根据桥梁的尺寸拟定建立桥梁基本模型,然后进行内力分析,计算配筋结果,进行施工各阶段分析及截面验算。
同时,必须要考虑混凝土收缩、徐变次内力和温度次内力等因素的影响。
本设计主要是预应力混凝土连续梁桥的上部结构设计,设计中主要进行了桥梁总体布置及结构尺寸拟定、荷载内力计算、预应力钢束估算与布置、预应力损失及应力的验算、次内力的验算、内力组合验算、主梁截面应力验算。
预应力混凝土桥梁规格一、前言预应力混凝土桥梁是公路、铁路和城市道路交通建设中的重点工程之一。
预应力混凝土桥梁具有承载能力强、使用寿命长、施工周期短、维护费用低等优点,已成为现代桥梁建设的主流技术。
本文旨在对预应力混凝土桥梁的规格进行全面的介绍和解析。
二、设计原则1.安全性原则预应力混凝土桥梁的设计应满足结构的强度、稳定性、耐久性等方面的要求,确保桥梁在正常使用条件下具有良好的安全性能。
2.经济性原则预应力混凝土桥梁的设计应以经济合理为原则,满足结构强度和稳定性要求的前提下尽可能减少工程造价。
3.美观性原则预应力混凝土桥梁的设计应考虑其在环境中的美观性,采用合适的形式和色彩,使其融入周围环境。
三、桥梁类型根据桥梁跨径、横断面形式、支座形式等不同特点,预应力混凝土桥梁可分为以下类型:1.简支梁桥:桥梁跨度小于80m,横断面为矩形或T形,支座为简支式。
2.连续梁桥:桥梁跨度为80m~200m,横断面为矩形或箱形,支座为连续式。
3.斜拉桥:桥梁跨度大于200m,横断面为双塔单索面或双索面,支座为斜拉式。
4.拱桥:桥梁跨度较小,横断面为拱形,支座为固定式。
四、荷载标准预应力混凝土桥梁应满足国家或地方现行的荷载标准,其中包括静载荷、动载荷、地震荷载等。
1.静载荷静载荷包括自重、人工荷载、车辆荷载、水压力、风荷载等。
其中车辆荷载应满足GB/T 5700-2008《公路桥梁车辆荷载及分项系数》的要求。
2.动载荷动载荷包括车辆荷载、列车荷载等。
其中车辆荷载应满足GB/T 5700-2008《公路桥梁车辆荷载及分项系数》的要求,列车荷载应满足TB 10002.1-2015《铁路线路工程车辆荷载》的要求。
3.地震荷载地震荷载应满足GB 50011-2010《建筑抗震设计规范》和GB 50205-2001《公路桥梁抗震设计规范》的要求。
五、材料规格1.混凝土混凝土应符合GB 50010-2010《混凝土结构设计规范》的要求,强度等级不低于C50,抗渗等级不低于P15。
西南交通大学本科毕业设计100+160+100m公路预应力混凝土连续刚构桥设计年级:级学号:姓名:专业:指导老师:2010年6月院系土木工程系专业年级 20级姓名题目 100+160+100m公路预应力混凝土连续刚构桥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)年月日西南交通大学本科毕业设计第I页毕业设计任务书班级学生姓名学号发题日期:2010年3月1日完成日期: 6月18日题目 100+160+100m公路预应力混凝土连续刚构桥设计1、本设计的目的、意义经过毕业设计,使学生了解并掌握预应力混凝土连续刚构桥设计的基本过程,掌握预应力混凝土连续刚构桥设计的基本要素,包括桥型的选择,桥跨尺寸的比选,主要结构尺寸的选择,结构受力计算分析,施工方法选择等。
通过本设计,学生应对预应力混凝土连续刚构桥设计有较全面的了解,能独立进行同类型桥梁的计算分析,对预应力混凝土连续刚构桥施工方法有一定的了解。
2、学生应完成的任务完成跨度为100+160+100m的公路预应力混凝土连续梁桥上部结构设计,具体任务如下:(1)桥式方案比选,拟定桥梁细部结构尺寸;(2)运用有限元软件进行桥梁结构内力分析计算;(3)预应力钢筋的设计;(4)主要截面检算;(5)抗震分析;(6)主要工程数量;(7)总结;(8)编制不少于15000字的设计说明书;(9)绘制不少于16张A3的结构主要施工图。
西南交通大学本科毕业设计第III页3、设计各部分内容及时间分配:(共 16 周)第一部分相关资料的收集( 2周)第二部分桥式方案比选,拟定桥梁细部结构尺寸( 2周) 第三部分运用有限元软件进行桥梁结构内力分析计算( 3周)第四部分预应力钢筋估算( 2周)第五部分主要截面检算及抗震分析( 2周)第六部分编制设计说明书( 2周)第七部分绘制结构主要施工图( 2周) 评阅及答辩( 1周)备注指导教师:年月日审批人:年月日摘要本设计的题目是100+160+100m公路预应力混凝土连续刚构桥设计。
预应力混凝土连续梁、连续刚构桥设计指导意见0.目的和范围为提高预应力混凝土连续梁、连续刚构桥设计质量和使用寿命,防止混凝土箱梁梁体开裂、跨中下挠、跨中底板崩裂、大体积混凝土温度裂缝等质量通病,特制定有关设计指导意见。
本指导意见适用中交二公院承接的跨径大于或等于70 米的预应力混凝土连续梁、连续刚构桥设计。
1.总体布置1.1 结构体系根据桥墩的高度,经计算确定是采用连续梁还是连续刚构,原则上尽量采用刚构体系,对于桥墩较矮、多跨或墩高相差较大的,可采用连续体系或连续——刚构组合体系。
1.2 跨径预应力混凝土连续梁、连续刚构桥主跨一般不宜大于200m,主跨大于200m 时应与其他桥型进行充分比选论证;一般情况下边中跨比不小于0.55,在过渡墩较高、边跨现浇段难以采用落地支架现浇时,边中跨比最小可采用0.53, 以保证结构在最不利荷载作用下边墩支座有一定压力。
2.构造尺寸2.1 梁高为提高箱梁的承载能力,改善主梁的应力状况,箱梁应有足够的高度。
箱梁根部梁高宜控制在主跨跨度的1/16~1/18,跨中梁高宜控制在主跨跨度的1/30~1/55,考虑到新的《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62-2004)的实施和荷载标准的调整,在净空不受限制的条件下可适当增加梁高,梁高宜按二次抛物线变化。
2.2 腹板厚度箱梁腹板厚度一般为40~80cm,为方便施工,腹板厚度变化宜在1~2个节段完成。
2.3 顶、底板宽度及厚度单箱单室截面箱梁底板宽度宜控制在8.0m以内,翼缘板悬臂长宜控制在4.0m以内,否则采用单箱双室断面。
箱梁顶板厚度宜采用25~32cm,具体厚度根据箱梁宽度确定,以满足桥面横向受力和纵、横向预应力钢束的构造要求。
底板厚度自跨中至墩顶随负弯矩的增大而逐渐加厚,墩顶箱梁底板厚度一般为箱梁高度的1/10~1/12,跨中厚度一般为30~35cm。
厚度一般按二次抛物线变化。
2.4横隔板箱梁应设端横隔板、墩顶横隔板、中跨跨中横隔板,横隔板应设检修人孔。
本科毕业设计说明书70m+120m+70m预应力混凝土连续梁桥设计70m+120m+70m PRE-STRESSED CONCRETE CONTINUOUSGIRDER BRIDGE DESIGN学院(部):土木建筑学院专业班级:土木09-9班学生姓名:徐亚指导教师:李海涛副教授安徽理工大学毕业设计任务书专业、班级土木09-9班姓名徐亚日期2013.3.131.设计题目70m+120m+70m预应力混凝土连续梁桥设计(专题)2.设计原始资料:地形、地质图,设计荷载、桥宽等3.设计文件:相关文献和规范以及一些相关的图集说明书设计计算书一份,由中英文摘要、设计说明、计算内容三部分组成。
图纸总体布置图、方案比选图、构造图、钢筋图等等4. 设计任务下达日期:2013.3.135. 设计完成日期:2013.6.36. 设计各章节答疑人:李海涛部分方案比选部分熟悉桥博软件部分桥博建模部分钢束布置部分桥面板计算部分下部结构拟定7. 指导教师8. 教研室负责人9. 系负责人安徽理工大学毕业设计成绩评定专业、班级土木09-9班姓名徐亚完成日期2013.6.3 1、设计题目70m+120m+70m预应力混凝土连续梁桥设计2、专题3、答辩评定意见4、毕业设计成绩的评定5、答辩委员会(签名)日期摘要在本设计中,根据地形图和任务书要求,依据现行公路桥梁设计规范提出了预应力混凝土连续梁桥、预应力混凝土连续刚构、拱桥三种桥型方案。
按照“实用、经济、安全、美观”的桥梁设计原则,经过对各种桥型的比选最终选择70m+120m+70m的预应力混凝土连续梁桥为本次的推荐设计桥型。
本设计利用桥梁博士软件进行结构分析,根据桥梁的尺寸拟定建立桥梁基本模型,然后进行内力分析,计算配筋结果,进行施工各阶段分析及截面验算。
同时,必须要考虑混凝土收缩、徐变次内力和温度次内力等因素的影响。
本设计主要是预应力混凝土连续梁桥的上部结构设计,设计中主要进行了桥梁总体布置及结构尺寸拟定、荷载内力计算、预应力钢束估算与布置、预应力损失及应力的验算、次内力的验算、内力组合验算、主梁截面应力验算。
本科生毕业设计任务书系(教研室)主任审批土木工程院路桥系(教研室)签名日期学生姓名:学号:专业:土木工程(路桥方向)1、设计(论文)题目及专题:澜沧江托巴大桥初步设计(连续刚构方案)2、学生提交设计期限:自 3 月19 日开始至 6 月 5 日完成。
3、设计所用原始资料:河床断面和水文、气象、地质资料、交通部有关技术规范、相关参考书。
4、设计(论文)完成主要内容:①桥型方案设计,包括主梁、桥墩、桥台等主要构件结构尺寸拟定;②配束前主梁、桥墩内力计算;③主梁预应力配筋计算;④主梁强度、应力、变形验算(包括施工过程);⑤编写设计计算书、设计说明并绘制相关图纸。
5、提交设计(论文)形式(设计说明书与图纸或论文等)及要求:提交设计计算书、桥梁总体布置图(包括平、纵、横)、主梁、桥墩、桥台一般构造图、主梁预应力配束构造图、施工程序图,要求设计计算书条理清楚,计算准确无误;全部图纸均采用A3图纸(可加长),要求图面清晰,表达规范;图纸需有设计说明。
6、发题时间:2019年3月19日指导人(签名):学生(签名):湖南科技大学毕业设计(论文)指导人评语指导人:(签名)年月日湖南科技大学毕业设计(论文)评阅人评语评阅人:(签名)年月日湖南科技大学毕业设计(论文)答辩记录日期:学生:学号:班级:题目:提交毕业设计(论文)答辩委员会下列材料:1 设计(论文)说明书共页2 设计(论文)图纸共页3 指导人、评阅人评语共页毕业设计(论文)答辩委员会评语:答辩委员会主任:(签名)委员:(签名)(签名)(签名)(签名)成绩:摘要设计为总长为188m的公路直线预应力混凝土连续刚构桥,跨径组成为50m+88m+50m,截面形式为单箱单室箱型,墩身为双薄壁柔性墩。
设计荷载标准为公路Ⅱ级汽车荷载。
主梁采用挂篮悬臂对称施工。
因时间所限,未涉及下部结构(桥墩和基础)、横向预应力及竖向预应力的设计。
根据活载位置的不同,连续刚构桥的断面可能出现正弯矩或负弯矩,因而,要按弯矩变化的幅值布置预应力钢筋。
先简支后连续预应力混凝土连续T梁桥设计计算—、设计基本资料1、桥梁线形布置:平面线形为直线,无竖曲线,设单向纵坡2%o2、主要技术标准(1 )桥跨布置:2x30m先简支后连续,桥梁总体布置如图]所示;主梁横断面布置如图2所示,T梁截面尺寸如图3所示.主梁一般构造如图4所示。
(2 )荷载等级:公路一I (学号为奇数的),公路II级(学号为偶数的\人群荷载3.0kN/m2 (学号数字能被4整除的),人群荷载4.0kN/m2 (学号数字能被3 整除的),人群荷载3.5kN/m2 (学号数字为其他的X(3 )桥梁宽度:2x( 1.75m+O.5m+10.75+0.5 )m+lm=28m,单幅桥横坡为2%。
(4 )航道等级:无通航要求。
(5 )设计洪水频率:1/100。
(6哋震动参数地震动峰值加速度< 0.05g地黑动反应谱特征周期为0.35s , 采用简易设防。
(7)设计基准期:100年。
(8 )结构重要性系数:1.1。
3、主要材料(1 )混凝土:30m预制T形梁及其现浇接缝、封锚、墩顶现浇连续段和桥面现浇层均采用C50混凝土,基桩采用C25 ,其余均采用C30。
(2 )普通钢筋:普通钢筋必须符合QB1499-1998'和QB13013-1991,标准的规定,其中:钢筋直径D>12nmi全部采用HRB335钢筋,抗拉强度标准值fsk=335MPa ;钢筋直径D < 12mm全部采用R235钢筋,抗拉强度标准值f sk=235MPa o(3 )钢材:所采用的钢材技术标准必须符合《普通碳素结构钢技术条件》(GB/T700-1988 )规定的Q235 ,选用的焊接材料应符合《碳钢焊条》(GB/T5117-1995 )及《低合金钢焊条》(GB/T5118-1995 )的要求,并与所采用的钢材材质和强度相适用,达到与母材等强度的要求。
(4 )预应力钢绞线:采用《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004 )中的<p S15.2,抗拉强度标准值f P k= 1860Mpa,公称直径15.2mm , 弹性模量Ep=1.95xlO5Mpa,技术标准必须符合ASTM416-90和GB5224-95 ,钢绞线的性能应符合《预应力混凝土用钢绞线》(GB/T5224-95)的要求。
连续梁方案,跨径组成为(40+64+40)m,全桥长为144m。
此方案是由两边边跨分别为40m,主跨为64m组成。
上部结构为变截面箱梁,梁底曲线为抛物线状。
优缺点分析:连续梁在活载作用下,因主梁连续产生只点负弯矩,对跨中正弯矩仍有卸载作用,其弯矩分布要比悬臂梁合理。
与预应力混凝土刚构桥相比,连续梁桥的下部结构受力和构造简单,充气型模能节省材料,加之它具有变形和缓、伸缩率小、刚度大、行车平稳、超载能力大、养护简便等优点,尤其是悬臂施工法、顶推法、逐跨施工法在连续梁桥中的应用,这种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,从而提高了施工质量,降低了施工费用。
所以在近代桥梁建筑中已得到越来越多的应用。
连续梁是超静定结构,基础不均匀沉降将在结构中产生附加内力,因此,对桥梁基础要求较高,通常用于地基较好的场合。
此外,箱梁截面局部温差,混凝土收缩、徐变及预加应力均会在结构中产生附加内力,增加了设计计算的复杂程度。
必须指出的是,预应力混凝土连续梁设计中的一个特点,必须以各个截面的最大正、负弯矩绝对值之和,也即按弯矩变化幅值布置预应力束筋。
2.2.2 方案比选及最终确定最终方案的确定应遵循“安全、经济、美观”的原则,综合考虑各个方案结构合理性、方案的造价、施工难度和外观等方面的优缺点,确定最终方案。
本桥是为新建线路跨越既有的兖日线而设,简支梁桥结构自重过大,由于自重耗掉大部分材料的强度,因而大大限制了其跨越能力。
考虑到跨线设计的实用性,桥梁要满足通车要求。
因此放弃了简支梁桥方案。
本桥经过的地貌单元为沂河平原,出露底层为粉质粘土,经过一段时期的实践,在土地基上建造混凝土拱桥,一般需要依靠台背土压力、桥台基底或阻滑板摩阻力以抵抗水平能力,但土体在长期荷载作用下发生徐变滑移现象,同时高填土产生的后期沉降会使桥台向后转动及下沉,这些影响都会危及上部结构的安全。
而且组合体系桥受力不明确且施工过程繁琐,故不采用梁拱组合体系。
预应力混凝土连续公路梁桥设计方案目录设计总说明 (4)第1章绪论 (9)1.1预应力混凝土连续梁桥概述 (9)第2章桥跨总体布置及结构尺寸拟定 (11)2.1 桥跨总体布置 (11)2.1.1 桥型分孔 (11)2.1.2 横向布置 (12)2.2 尺寸拟定 (12)2.2.1 截面形式 (12)2.2.2 横隔梁的构造 (14)第3章桥梁结构计算 (15)3.1 结构离散原则 (15)3.2 毛截面几何特性计算 (15)3.3永久荷载效应计算 (19)3.3.1 结构自重作用荷载集度计算 (10)3.3.2 内力计算 (18)3.4 汽车荷载作用效应计算 (19)3.4.1 冲击系数和车道折减系数 (19)3.4.2 计算主梁的荷载横向分布系数 (20)3.4.3 汽车荷载效应计算 (21)第4章内力组合计算 (23)4.1 按承载能力极限状态设计 (23)4.2 正常使用极限状态计算 (24)4.2.1 作用长期效应组合 (24)4.2.2 作用短期效应组合 (25)4.3 计算结果 (25)第5章预应力钢束的估算与布置 (26)5.1 预应力钢筋截面积估算 (26)5.2 预应力钢束的布置 (29)第6章配束后主梁内力计算及内力组合 (29)6.1 预应力损失 (29)6.2 配束后内力组合 (29)7章应力验算 (31)7.1 持久状况构件的应力验算 (31)7.1.1 正截面混凝土压应力验算 (31)7.1.2 预应力钢筋拉应力验算 (31)7.1.3 混凝土主压应力验算 (33)第8章抗裂验算 (35)第9章承载能力极限状态强度验算 (36)第10章挠度验算 (38)11章施工方法要点及注意事项 (39)11.1 施工概述 (39)11.2 先简支后连续桥梁的优点 (39)11.3 先简支后连续桥梁的工艺流程 (39)11.4 先简支后连续桥梁的工艺特点 (40)11.5 先简支后连续桥梁结构施工质量控制要点 (40)11.5.1 临时支座设置的质量控制。
预应力混凝土连续梁、连续刚构桥设计指导意见0.目的和范围为提高预应力混凝土连续梁、连续刚构桥设计质量和使用寿命,防止混凝土箱梁梁体开裂、跨中下挠、跨中底板崩裂、大体积混凝土温度裂缝等质量通病,特制定有关设计指导意见。
本指导意见适用中交二公院承接的跨径大于或等于70米的预应力混凝土连续梁、连续刚构桥设计。
1.总体布置1.1 结构体系根据桥墩的高度,经计算确定是采用连续梁还是连续刚构,原则上尽量采用刚构体系,对于桥墩较矮、多跨或墩高相差较大的,可采用连续体系或连续——刚构组合体系。
1.2 跨径预应力混凝土连续梁、连续刚构桥主跨一般不宜大于200m,主跨大于200m时应与其他桥型进行充分比选论证;一般情况下边中跨比不小于0.55,在过渡墩较高、边跨现浇段难以采用落地支架现浇时,边中跨比最小可采用0.53,以保证结构在最不利荷载作用下边墩支座有一定压力。
2.构造尺寸2.1 梁高为提高箱梁的承载能力,改善主梁的应力状况,箱梁应有足够的高度。
箱梁根部梁高宜控制在主跨跨度的1/16~1/18,跨中梁高宜控制在主跨跨度的1/30~1/55,考虑到新的《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)的实施和荷载标准的调整,在净空不受限制的条件下可适当增加梁高,梁高宜按二次抛物线变化。
2.2 腹板厚度箱梁腹板厚度一般为40~80cm,为方便施工,腹板厚度变化宜在1~2个节段完成。
2.3 顶、底板宽度及厚度单箱单室截面箱梁底板宽度宜控制在8.0m 以内,翼缘板悬臂长宜控制在4.0m以内,否则采用单箱双室断面。
箱梁顶板厚度宜采用25~32cm,具体厚度根据箱梁宽度确定,以满足桥面横向受力和纵、横向预应力钢束的构造要求。
底板厚度自跨中至墩顶随负弯矩的增大而逐渐加厚,墩顶箱梁底板厚度一般为箱梁高度的1/10~1/12,跨中厚度一般为30~35cm。
厚度一般按二次抛物线变化。
2.4 横隔板箱梁应设端横隔板、墩顶横隔板、中跨跨中横隔板,横隔板应设检修人孔。
摘要本设计根据设计要求及地理地质情况对该桥的设计,本着“适用性、舒适与安全性、经济性、先进性、美观”的原则,本论文拟定了三种不同的桥型方案进行比较和选择:方案一为简支梁桥方案,方案二为连续梁方案,方案三为梁拱组合桥。
经由以上的几点原则以及设计施工等多方面考虑、比较确定预应力混凝土连续梁桥推荐方案。
预应力混凝土连续梁桥以能发挥高强材料特性,较高的刚度和抗裂性,养护维修工作少,抗震性强,运营噪声小,材料可塑性强等而成为预应力混凝土大跨径桥梁的主要桥型之一。
本设计进行了细部尺寸拟定,并利用桥梁专业软件Midas Civil建立了简化模型。
针对该模型进行了预应力钢束的估算及布置、静活载下的内力计算、应力验算及变形验算。
经分析比较证明该桥设计计算正确,内力分布合理,符合设计任务要求。
[关键词]:预应力混凝土、连续桥梁、方案设计、悬臂施工、截面检算ABSTRACTThis design according to the design requirements and the geography and geology condition of the design of the bridge, the spirit of " applicability, comfort and safety, economy, advanced, beautiful " principle, this paper developed three different bridge type scheme comparison and selection: a scheme for simply supported beam bridge scheme, scheme for continuous girder, scheme three as the girder and arch combination bridge. By the above a few principles and design construction and other aspects to consider, in comparison to determine the recommended scheme of prestressed concrete continuous beam bridge.Prestressed concrete continuous beam bridge in order to be able to play high strength material properties, high stiffness and crack resistance, less maintenance and repair work, strong shock resistance, low noise operation, material plasticity and become a prestressed concrete large span bridge of the main bridge of. The design of the size of the details worked out, and the use of bridge software Midas Civil established a simplified model. According to the model of prestressed steel beam estimates and arrangement, the internal forces calculation under static live load, stress calculation and deformation calculation. After analysis and comparison show that the bridge design and calculation is correct, rational distribution of internal force, comply with the design requirements.[ Key words]:prestressed concrete, continuous bridge, cantilever construction, scheme design, cross section calculation目录摘要 (1)ABSTRACT (2)目录 (3)第一章绪论 (5)1.1 桥梁概述 (5)1.1.2 桥梁的组成与分类 (5)1.1.3 我国桥梁建筑的成就及现状 (6)1.1.4 展望21世纪的桥梁工程发展趋势 (7)第二章方案比选 (9)2.1 比选原则 (9)2.2 比选方案 (9)2.2.1 方案设计 (9)2.2.2 方案比选及最终确定 (12)2.3 上部结构尺寸拟定及内力计算 (13)2.4 本桥主要材料 (14)2.5 悬臂浇筑施工程序 (15)2.6 设计计算依据 (17)第三章预应力混凝土连续梁桥主梁内力计算 (18)3.1 建立有限元模型 (18)3.2 最大悬臂时内力计算结果 (18)3.3 中跨合龙后的内力计算 (20)3.4 活载内力计算 (22)3.5 支座沉降次应力图 (28)3.6 活载组合 (34)3.6.1 主力组合 (34)3.6.2 主力+附加力组合 (40)第四章预应力钢束的估算及布置 (47)4.1 钢筋的估算 (47)4.2 实际采用的钢束布置 (51)4.3 钢束布置 (52)第五章截面检算 (53)5.1 强度检算 (53)5.2 应力检算 (54)5.2.1 可能造成预应力损失的因素 (54)5.2.2 对不允许开裂的构件 (54)5.2.3 边跨1/4截面的检算 (55)5.2.4 应力检算 (55)结束语 (65)致谢 (66)参考文献 (67)第一章绪论1.1 桥梁概述1.1.1 桥梁建设的重要性大力发展交通运输事业,建立四通八达的现代化交通网,对于加强全国各族人民的团结,发展国民经济,促进各地经济发展,促进文化交流和巩固国防,都具有非常重要的意义。
摘要本设计题目为贤村桥2号预应力混凝土连续梁桥,该桥位于京福高速公路泰安至曲阜段,桥梁跨径布置为24+26+24m,双向四车道,上部结构采用先简支后连续的预应力混凝土连续T型梁桥。
简支转连续是桥梁施工中较为常见的一种方法,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。
目前随着高等公路的发展,为改善桥梁行车的舒适性,简支转连续梁桥在中、小跨径的连续梁桥中得到了广泛地应用。
在设计过程中,综合考虑了材料以及结构的强度、刚度、稳定性,还注意到了混凝土强度以及钢筋等级及其性能。
使本桥梁设计兼具简支梁的经济易施工特点和连续梁的结构稳定、受力状态好的优点,是值得推广和使用的一种有效梁跨方式。
本设计参阅了很多相关设计及规范,也采用了一些既有设计成果,使得设计具有一定的实践性,同时也采用了MIDAS来计算桥梁结构内力,节约了设计时间,设计过程中得到指导老师的悉心指导及帮助,使我的设计事半工倍,在此对设计界的前辈及指导老师表示衷心的感谢!由于设计时间仓促,加上本人经验有限,设计中难免会有许多不足或缺点,请大家提出宝贵意见及建议。
关键词:简支转连续;预应力;MIDASAbstractThe design entitled Juxian Village, Bridge 2, prestressed concrete continuous girder bridge, the bridge is located in Jingfu Expressway Tai'an to Qufu section, bridge span arrangement for the 24 +26 +24 m, two-way four-lane, the upper structure with simply supported Continuous prestressed concrete continuous T-beam bridge. Simply supported continuous construction of the bridge a more common method of construction, the main features of the construction method is simple and feasible, the construction quality, the factory realized the bridge construction, and assembly of standardization. With the current high road of development, to improve the driving comfort of the bridge, simply supported continuous beam bridge in the small span continuous bridge has been widely applied.In the design process, considering the material and structural strength, stiffness, stability, and also noted the strength of reinforced concrete and its performance levels. So that both the simple beam bridge design and easy construction of the economic characteristics and the continuous beam structural stability, good mechanical advantage of the state, is worthy of promotion and use of an effective cross-beam method.See a lot of the design specifications related to design and also used some existing design results, making the design has some practical, but also used to calculate the bridge structure MIDAS internal forces, saving design time, the design process by guiding the teacher Careful guidance and help to make my design work half the times in the design of the older generation and to express my sincere thanks to the instructor!Because of the design time constraints, coupled with my limited experience, inevitably, there are many deficiencies in the design or fault, we made valuable comments and suggestions.Key words: simply supported continuous; prestressed; MIDAS目录摘要.................................................................................................................................................... I ABSTRACT .......................................................................................................................................... I I前言 (1)第1章设计基本资料 (1)1.1桥梁线形布置 (1)1.2设计标准 (1)1.3材料规格 (2)1.4施工方式 (2)1.5设计计算依据 (3)1.6基本计算数据表 (3)第2章设计要点及结构尺寸拟定 (5)2.1设计要点 (5)2.2结构尺寸的拟定 (5)2.3横截面沿跨长的变化 (6)2.4横隔梁的设置 (6)2.5毛截面几何特性计算 (6)第3章主梁自重作用效应计算 (6)3.1结构自重作用效应计算 (6)3.2汽车荷载作用效应计算(边梁) (6)3.2.1 冲击系数和车道折减系数 (6)3.2.2 计算主梁的荷载横向分布系数 (6)3.2.3 汽车荷载效应内力计算 (6)3.3基础沉降内力及温差应力计算 (6)3.3.1 基础沉降内力计算 (6)3.3.2 温差应力计算 (6)3.4内力组合 (6)3.4.1 按承载能力极限状态设计 (6)3.4.2 按正常使用极限状态设计 (6)3.4.3 计算结果 (6)第4章预应力钢束估算及其布置 (6)4.1钢束估算 (6)4.1.1 按正常使用极限状态的正截面抗裂验算要求估束 (6)4.1.2 按正常使用极限状态截面压应力要求估算 (6)4.1.3 按承载能力极限状态的应力要求计算 (6)4.1.4 估算结果 (6)4.2钢束布置 (6)4.3主梁净、换算截面几何特性计算 (6)第5章预应力损失及有效预应力计算 (6)5.1基本理论 (6)5.2预应力损失计算 (6)5.2.1 后张法由预应力钢筋与管道之间摩擦引起的应力损失 (6)5.2.2 后张法由锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值引起的应力损失 (6)5.2.3 后张法由混凝土弹性压缩引起的应力损失 (6)5.2.4 后张法由钢筋松弛引起的预应力损失终极值 (6)5.2.5 后张法由混凝土收缩、徐变引起的预应力损失 (6)5.2.6 截面预应力损失合计和有效预应力 (6)第6章配束后主梁内力计算及内力组合 (6)6.1配束后主梁内力计算及内力组合 (6)第7章截面强度验算 (6)7.1基本理论 (6)7.2计算公式 (6)第8章抗裂验算 (6)8.1《公预规》要求 (6)8.2正截面抗裂验算 (6)8.3斜截面抗裂验算 (6)第9章持久状况构件的应力验算 (6)9.1正截面混凝土压应力验算 (6)9.2预应力筋拉应力验算 (6)9.3混凝土主压应力验算 (6)第10章短暂状况构件的应力验算 (6)10.1预加应力阶段的应力验算 (6)10.2吊装应力验算 (6)第11章挠度验算 (6)11.1汽车荷载作用下主梁边跨和中跨的最大截面挠度计算 (6)11.2消除结构自重后长期挠度验算 (6)第12章行车道板计算 (6)12.1悬臂板荷载效应计算 (6)12.2连续板荷载效应计算 (6)12.3截面设计、配筋与承载力验算 (6)结束语 (6)致谢 (6)参考文献 (6)前言进入二十一世纪以来,随着我国国民经济的迅速发展和经济的全球化,我国的公路交通有了跨越式的发展。
公路预应力混凝土空腹式连续刚构桥设计标准在公路交通建设中,桥梁设计是至关重要的一环。
公路预应力混凝土空腹式连续刚构桥作为桥梁结构的一种重要形式,其设计标准更是需要我们重视和深入理解。
本文将以此为主题,从浅入深地探讨公路预应力混凝土空腹式连续刚构桥设计标准,帮助大家更全面地认识和理解这一内容。
1. 公路预应力混凝土空腹式连续刚构桥的基本概念公路预应力混凝土空腹式连续刚构桥,顾名思义,是指公路桥梁上采用预应力混凝土材料,且结构为空腹式、连续的刚构桥。
其设计标准需要考虑桥梁的跨度、荷载、材料选用等诸多方面的要素,以确保桥梁的安全性、稳定性和耐久性。
2. 设计标准的基本要求在设计公路预应力混凝土空腹式连续刚构桥时,需要遵循一系列的设计标准。
这些标准包括但不限于桥梁的荷载标准、预应力设计标准、材料使用标准等。
其中,荷载标准涉及到车辆荷载、行人荷载等;预应力设计标准涉及到预应力筋的布设、张拉力的控制等;材料使用标准涉及到混凝土强度、钢筋材质等。
这些基本要求对于确保桥梁结构的安全性和稳定性至关重要。
3. 设计标准的深入解读除了基本要求之外,设计公路预应力混凝土空腹式连续刚构桥还需要考虑诸多细节。
桥墩和桥面的连接方式、桥梁的伸缩缝设计、桥梁的挠度控制等。
这些细节方面的设计标准,直接关系到桥梁的使用寿命和安全性,需要工程师们多方面考虑和权衡。
4. 个人观点和理解对于公路预应力混凝土空腹式连续刚构桥的设计标准,我个人认为需要深入研究和不断总结经验。
随着社会发展和技术进步,桥梁结构的要求也在不断提高,设计标准需要与时俱进,并考虑到使用成本、维护成本等方面的影响。
工程师在设计时也需要充分考虑到当地的地质和气候条件,因地制宜,确保桥梁的质量和安全性。
总结回顾:文章从公路预应力混凝土空腹式连续刚构桥的基本概念开始,逐步深入探讨了设计标准的基本要求和深入解读,最后结合个人观点和理解进行总结。
通过本文的阐述,相信读者对公路预应力混凝土空腹式连续刚构桥的设计标准有了更全面、深刻的理解。
摘要: (2)Abstract: (3)1 引言 (4)第一章、设计资料及方案比选 (5)1.1设计概况 (5)1.1.1 桥梁概况 (5)1.1.2 技术标准 (5)1.1.3 工程地形地质 (6)1.2方案比选 (7)1.3推荐方案 (10)1.4设计规范 (11)第二章、方案简介及上部结构尺寸拟定 (12)2.1 主梁截面主要尺寸拟定 (12)2.2 本桥的主要材料 (13)第三章、单元的划分 (14)第四章、配筋设计及配筋结果计算 (15)4.1.预应力筋的估算 (15)4.1.1预应力筋的计算原理 (16)4.1.2 上、下缘布置预应力钢束的判别条件 (19)4.2 预应力钢束的布置 (20)4.3 配筋结果验算输出 (22)第五章、施工阶段描述 (23)5.1施工工艺概述 (23)5.2 施工阶段应力验算 (24)第六章、全桥内力验算 (28)6.1 正常使用极限状态应力验算 (28)6.1.1 短期效应组合 (29)6.1.2 长期效应组合 (35)6.1.3 基本组合 (40)6.2承载能力极限状态正截面强度验算 (46)结论 (49)谢辞 (50)[参考文献] (51)摘要:本设计主要是以某大桥作为工程背景,利用Dr.Bridge进行桥梁的结构设计。
设计总长为110m的公路直线预应力混凝土连续梁桥, 跨径组成30m+50m+30m,在设计中先用Dr.Bridge建立桥梁模型,然后按照实际情况和规范要求输入设计参数,按照过往工程经验进行预应力钢束布置;最后,调整至验算通过,经分析比较证明该桥设计计算正确,内力分布合理,达到预期的要求,符合设计任务要求。
关键词:预应力混凝土连续梁桥、有限元模型、配筋设计、内力Abstract:The design is under the engineering background of some bridge,using the Dr.Bridgesoftware to do the structure design.The Design is about a total length of 110m highwaylinear prestressed concrete continuous beam bridge composed of 30m+50m+30m. Firstly,using the Dr.Briage software to establish structural model, then according to the actualsituation and specification requirements to define some related parameters,,after that ,proceeded with the layouts of prestressed reinforcement.Finally, tinker up thereinforcement until the checking meets to the requirement. After calculation and checkingof the stress,distortion of model under dead load and living load ,the result show that thedesign is up to the demands。
桥梁设计参考资料之二预应力砼连续刚构公路桥总体设计及主要尺寸中交公路规划设计院编目录1连续刚构桥的适用范围-------------------------------------------------12 连续刚构与连续梁的混合体系-----------------------------------------13 墩高对连续刚构桥的影响-----------------------------------------------14 孔跨布置--------------------------------------------------------------------24.1三跨连续刚构---------------------------------------------------------24.2 两跨T构--------------------------------------------------------------34.3多跨连续刚构---------------------------------------------------------44.4小边跨连续刚构------------------------------------------------------45 主梁构造与尺寸-----------------------------------------------------------65.1箱梁高度---------------------------------------------------------------65.2 箱梁顶、底板和腹板厚度-----------------------------------------95.3箱梁横隔板-----------------------------------------------------------106 主墩构造与尺寸----------------------------------------------------------10 6.1设计原则---------------------------------------------------------------10 6.2墩身结构型式及尺寸------------------------------------------------11 6.3墩身设计参数的优化------------------------------------------------12 6.4部分连续刚构桥主墩S值和b值---------------------------------12 6.5桥墩防撞设计---------------------------------------------------------13 6.6桥墩抗渗设计---------------------------------------------------------13 7其他方面-------------------------------------------------------------------14 7.1箱梁的管养、检修通道---------------------------------------------14 7.2 箱内泄水孔-----------------------------------------------------------14 7.3 箱内通气孔-----------------------------------------------------------14 7.4 梁段结合面上剪力齿-----------------------------------------------14 7.5 预留更换支座的空间-----------------------------------------------15预应力砼连续刚构公路桥总体设计及主要尺寸1 连续刚构桥的适用范围PC连续刚构桥主跨跨径超过200m后,不仅主梁因梁高较大导致恒载过大、受力不好,而且经济指标也不好。
主跨超过200m时,PC部分斜拉桥(也称矮塔斜拉桥)优于连续刚构桥,因为其主梁根部高度约为连续刚构桥主梁根部高度的一半,桥梁景观也较好。
主跨在200m~300m之间,应首选部分斜拉桥。
即使跨径在150m~200m之间时,也应对这两种桥型进行比较,择优选用。
以上系指按三跨对称布置的连续刚构桥或部分斜拉桥。
当为两跨等跨布置时,则成为单T刚构桥或独塔部分斜拉桥。
单T刚构桥的跨径一般不宜大于130m;两跨部分斜拉桥适用跨径为100m~180m。
2 连续刚构与连续梁的混合体系国内已建成的连续刚构桥的连续总长度已突破1000m。
重庆黄花园大桥为137+3×250+137≈1024m;东明黄河大桥为75+7×120+75=990m。
所以,连续刚构桥的连续长度可以达到1000m。
但是,连续长度过大,靠两边的几个桥墩因远离温度变形0点,将产生较大的水平位移,桥墩受力很不利。
国内外一些较长的大跨度梁桥,采用中间区段为连续刚构,两边区段为连续梁的混合体系,结构受力合理,称为刚构—连续梁。
缺点是连续梁部分要设置大吨位支座,使用期需进行更换。
3 墩高对连续刚构桥的影响连续刚构桥为高次超静定结构,温度与砼收缩、徐变将产生次弯矩。
当主墩较矮或抗推刚度较大时,对纵向地震影响不利,在墩顶还会出现较大的拉应力。
需要利用桥墩较小的抗推刚度(双壁墩bh3E/(2L3))来降低上述次弯矩。
一般情况下,墩身高度宜大于主跨跨径的1/10,否则应采取措施降低次弯矩。
例如:1.1 在满足抗弯和稳定的前提下,减小墩身顺桥向厚度;1.2采用群桩基础,计入桩基柔度对墩身的影响;1.3利用边跨合拢前后的刚度变化对主梁进行加卸载,以改善墩身的受力;1.4将中跨底板预应力长索分三段锚固。
其中两段在中跨合拢前锚固,一段在合拢后锚固,以减小底板束产生的次弯矩和砼收缩、徐变内力;1.5对于个别很矮的桥墩,不用墩梁固结,采用墩上设置活动支座。
矮墩连续刚构桥的实例:主跨190m华南大桥,主墩墩身高度为11m,东明黄河大桥主墩高度9.1m~12.3m;某城市立交桥,跨径为36+58+90+58m,主墩高度为7.25m~8.18m;湖北翟家河大桥,跨径为85+160+85m,两个主跨高度分别为16m和95m。
4 孔跨布置4.1三跨连续刚构设中跨为L,边跨为L1及L2。
L1= L2时为对称布置,L1≠L2时为非对称布置。
正常情况下,一般可取L1=/L(及L2 /L)=0.52~0.60较为合适。
边跨大或小各有利弊,分述如下。
4.1.1边跨较小的优点⑴边跨现浇段长度较短,对施工有利。
当边墩台较高时,可用导梁、托架或挂篮前推作为支架,现浇段可以不用落地支架。
⑵边跨主梁端附近主拉应力较小,对防止箱梁腹板出现斜裂缝有利。
⑶边跨满布活载,中跨空载时,对中跨受力有利。
⑷当中跨长度一定时,边跨较小,则主桥长度较短。
4.1.2边跨较小的缺点⑴边跨过小时,如边支承出现负反力,需采用拉压式支座或在边跨主梁内加配重的措施,边墩台的受力不好。
⑵边跨较小时,主墩靠岸一侧的单柱轴力较小,另一单柱轴力较大。
故外立柱的偏心距大,将产生较大拉应力。
但可采取下述措施克服这个缺点:①边跨合拢前,在边跨大悬臂端加压重,边跨合拢后卸载。
结构分析表明,卸载后,外立柱仍可获得因加压增加压力的90%。
②中跨合拢前顶推主梁,使主墩向岸方向产生水平位移,然后锁定中跨合拢段,再浇边跨和中跨的合拢段砼。
顶推力应根据计算确定。
③改变中跨底板纵向预应力钢束的张拉程序。
一般是在中跨合拢后才张拉中跨跨中附近的底板钢束,这时将引起墩身弯矩,此弯矩与恒载墩身弯矩方向相同,对墩身受力不利。
改为将部分底板钢束在中跨合拢前张拉,可减小墩身的弯矩。
边跨较大时的优缺点,与上述边跨较小的优缺点相反。
4.2 两跨T构两跨T构多采用等跨布置,对结构受力有利,也方便进行对称施工。
例如贵州省贵毕公路小阁丫大桥,跨径138.1+138.1m。
0号梁段长16m,挂篮悬浇梁段长度为110.5m(一侧)靠桥台16.6m长为现浇梁段,合拢段长3m。
有时受地形限制,也可以采用不等跨布置。
小跨与大跨跨径之比,不宜过小,否则对桥墩受力不利。
一般宜大于0.8。
例如贵州省崇遵公路两岔河大桥,由于某种特殊原因,跨径为132m+126m。
小跨与大跨之比0.955。
0号梁段长16m在托架上现浇,2×105.5m用挂篮悬浇施工,先合拢小跨端部12.5m梁段,然后再将大跨悬浇一个4.5m的梁段,最后浇筑大跨合拢段(亦为现浇段)长14m。
两跨T构,由于悬臂浇筑施工过程,悬臂长度大,主梁根部负弯矩大,导致主梁梁高较大。
在三跨正常布孔其中跨跨径与两跨T构跨径相同的情况下,后者主梁根部高度约为前者的1.6倍。
所以,如果桥长相等,后者往往造价较高。
对于两跨T构方案,要注意进行经济技术分析。
4.3 多跨连续刚构四跨或四跨以上,可以对称布置,也可以非对称布置。
中间1跨或几跨为主跨,跨径相等。
边跨跨径一般逐渐减小。
相邻两跨如跨径不等时,小跨与大跨之比,正常情况下不宜小于0.52。
上限则比较灵活,有的桥达到0.8。
以下是几座四跨或四跨以上连续刚构的孔跨情况,可供参考。
广东洛溪大桥:65m+125m+180m+110m,连续长度480m;贵阳小关大桥:69m+125m+160m+160m+112m,连续长度626m;福建石崆山高架桥:60m+115m+155m+115m+115m+115m+65m,连续长度740m。
四跨或四跨以上连续刚构的一个重要特点就是:大跨与小跨对应的悬臂施工T构的长度不相等,出现大T和小T,设计和施工都更复杂一些。
4.4 小边跨连续刚构有时受地形或其他条件限制,可能出现很小的边跨,其跨径与相邻较大跨径之比小于0.5。
对桥墩和主梁受力不利,设计有下述两种处理措施:4.4.1 当小边跨梁端的负反力较大,难以消除时,采用基础锚碇的方法平衡负反力。
例如:⑴四川省泸州长江二桥,孔跨布置为145m+252m+54.75m,小边跨箱梁通过5.25m长的合拢段与桥台刚性连接。
按锚碇桥台设计,布置18根方形锚桩,通过设在锚桩内的竖向预应力束将桥台可靠地锚于基岩中。
桥长26m,与箱梁结构一致,两端加隔板,箱内用浆砌石填心,小边跨的纵向预应力束锚于尾。
桥台为三向预应力结构。
桥台构造见图1⑵贵州省关兴公路落拉河大桥,孔跨布置为40m+166.5m+97m。