桥梁工程毕业设计_计算书
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机场学院《桥梁工程》课程设计计算书专业:土木工程姓名:***学号:*********指导教师:***一、设计资料1、主梁跨径及全长标准跨径计算跨径 L=25.4m主梁全长 L1=25.96m2、桥面净宽净——7+2*1.0m人行道3、设计荷载公路二级荷载;人群荷载3.0kN/4、材料钢筋:凡直径大于或等于12毫米者用HRB335级钢筋:直径小于12毫米者一律R235级钢筋。
混凝土:主梁用40号,人行道、栏行、桥面均25号。
5、栏杆和人行道人行道包括栏杆荷载集度 6kN/m 。
横剖面T梁断面纵剖面二、主梁的计算(一)、主梁的荷载横向分布系数和内力计算1、主梁跨中截面的截面惯矩根据材料力学里面的知识可知,要计算,首先得计算出截面的重心位置,根据下图求解过程如下:I X计算平均板厚:h1=(13+17)/2=15㎝a x=56.4㎝I X=0.243m42、计算结构的自重集度(表2-2-1)结构自重集度计算表3、结构自重内力计算(表2-3-1)边主梁自重产生的内力表2-3-1注:括号()内值为中主梁内力4、汽车、人群荷载内力计算(1)、支点处荷载横向分布系数(杠杆原理法)按《桥规》4.3.1条和4.3.5条规定:汽车荷载距人行道边缘不小于0.5m,人群荷载取 3.0kN/㎡。
在横向影响线上确定荷载横向最不利的布置各粱支点处相应于公路—Ⅱ级汽车荷载和人群荷载的横向分布系数计算(表2-4-1)1>、求荷载横向分布影响线坐标本桥梁各根主梁的横截面均相等,梁数n=4,梁间距为2.20m ,则: ∑i=14a i 2=a 12+ a 22+ a 32+ a 42=24.2m 2,( a 1= -a 4=3.3, a 2= -a 3=1.1)1(4)号梁在两边主梁处的横向影响线竖标值为:η11 = 1n +a12/∑i=14a i2 =14+ 3.3224.2= 0.7η14 =η41= 1n −a12/∑i=14a i2 =14- 3.3224.2= -0.22(3)号梁在两边主梁处的横向影响线竖标值为:η12 =η21= 1n +a1×a2 /∑i=14a i2 =14+3.3×1.124.2= 0.4η24 =η42= 1n −a1×a2 /∑i=14a i2 =14-3.3×1.124.2= 0.12>画出各主梁的横向分布影响线,并按最不利位置布置荷载,如3>计算荷载横向分布系数表2-4-2):表2-4-2 梁号汽车荷载人群荷载1(4)=0.659+0.414+0.2362=0.655=0.7952(3)=0.377+0.241+0.1422=0.380=0.453(3)、荷载横向分布系数汇总(表2-4-3)荷载横向分布系数表2-4-3 梁号荷载位置公路—Ⅱ级人群荷载备注1(4)跨中0.655 0.795 偏心压力法支点0.455 1.318 杠杆原理法2(3)跨中0.380 0.453 偏心压力法支点0.796 0 杠杆原理法(4)、均布荷载和内力影响线面积计算(表2-4-5)均布荷载和内力影响线面积计算表(公路—Ι级均布荷载q k =10.5KN/m ;集中荷载,L≦5m时,Pk=180KN,L≧50m 时,Pk=360KN,中间值,线性内插)表2-4-5荷载截类型面位置公路—Ⅱ级均布荷载(kN/m)人群荷载(kN/m)影响线面积(或m)影响线图线10.5×0.75=7.8753×0.75=2.25Ω=L28= 80.645L1L47.875 2.25Ω=12×L×3L16=68.48L3L167.875 2.25Ω=12×12×L2=3.1751/2L1/27.8752.25Ω=l2×1×L=12.7L1(5)、公路—Ⅱ级集中荷载P k 计算计算弯矩效应时: P k =0.75×[180+(360-180)×(25.4-5)/45]=0.75×261.6=196.2 kN计算剪力效应时:P k =1.2×196.2=235.44 kN (6)、计算冲击系μT 形截面面积A=0.68㎡ I c =0.243 m 4 G=A ×25=17.0 kN/m m c =G/g=17.0/9.81=1.733 kNS 3/m 2C40混凝土E 取3.25× 1010N/m 2=3.25× 107 KN/m 2,计算跨径l=25.4m 则:2102236.627510 2.80108.932215.50.99410c c EI f hz l m ππ-⨯⨯⨯===⨯⨯=5.19 μ=0.1767lnf-0.0157=0.1767×ln5.19-0.0157=0.275(1+μ=1.275)(7)、根据上面计算的结果记如下表,由桥规规定的计算式可算得各梁的弯矩M 1/2、M 1/4和剪力Q 1/2(计算结果如表2-4-6a 、b ,其中取ε=1)。
XX学院桥梁工程课程设计课程设计名称桥梁工程系(部)土木工程系专业土木工程姓名班级学号XX学院课程设计鉴定表目录一、工程地质及水文地质等自然情况二、纵断面设计1.纵断面设计图2.分孔布置3.纵坡以及桥梁下部结构布置4.桥道高程的确定5.计算跨径的确定三、横断面设计1.主梁尺寸拟定2.横隔梁尺寸拟定3.横断面设置四、结构自重内力计算五、主梁荷载横向分布系数的计算1.支点横向分布系数的计算(杠杆原理法)2.跨中横向分布系数的计算(偏心压力法)六、冲击系数的确定1.冲击系数的计算七、活载内力计算八、内力组合九、弯矩和剪力包络图桥梁工程课程设计计算书一、工程地质及水文地质等自然情况设计荷载:公路—Ⅰ级,设计时速60km/h,人群3.0kN/㎡,栏杆及人行道的重量按4.5 kN/㎡计;地质水文情况:河床地面线为(从左到右):0/0,-1/5,-1.8/12,-2.5/17,-3.6/22,-4.5/28,-5.3/35,-4.8/45,-3.8/55,-2.25/70, -1/78,0 /85,(分子为高程,分母为离第一点的距离,单位为米);地质假定为花岗岩。
桥梁分孔方案:a、13m+13m+13m+13m+13m+13m 简支梁b、13m+13m+13m+13m+13m+13m+13m 简支梁材料容重:水泥砼22 3/mkN,沥青砼21 3kN。
kN,钢筋砼24 3/m/m二、纵断面设计1、桥梁纵断面设计图如下图所示纵断面设计图(单位尺寸:m)2、桥梁分孔布置根据河道的实际情况(总宽85m、河道横断面的高程变化等),结合总造价和施工工艺,且桥梁无通航要求,姑且将桥梁分孔为13m+13m+13m+13m+13m+13m简支梁。
桥梁总跨径为L=6×13m=78m。
3、纵坡以及桥梁下部结构布置对于中、小梁桥,为了利于桥面排水和降低引道路堤高度,往往设置中间向两端倾斜的双向纵坡。
桥上纵坡不宜大于4%;桥头引道纵坡不宜大于5%, 综合考虑路线竖曲线要求R>1400m。
一、设计资料1、桥面净空:净—7+2⨯1.0m人行道;2、主梁跨径和全长:主梁:标准跨径:L b=25m计算跨径:L=24.50m(支座中心距离)'=(主梁预制长度)预制长度:m24.L95横隔梁5根,肋宽15cm。
3、材料4、结构尺寸参照原有标准图尺寸,选用如图所示:桥梁横断面图(单位:cm)T形梁尺寸图(单位:cm)桥梁纵断面图(单位:cm)5.设计依据1、《桥梁工程》教材,刘龄嘉主编,人民交通出版社。
2、《结构设计原理》教材。
3、《公路桥涵设计通用规范》(JTG-D60-2004)。
4、《公路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG-D60-2004)。
5、公路设计丛书《桥梁通用构造及简支梁桥》胡兆同,陈万春编著。
6、《桥梁计算示例集》混凝土简支梁(板)桥.易建国编著。
7、T型梁有关标准图。
二、行车道板内力计算 计算图如下图:图1 T 形梁尺寸图(单位:cm)1、恒载及其内力(以纵向1m 宽的板进行计算) (1)、每延米上的恒载g 的计算见表1:(2)、每米宽板条的恒载内力为弯矩m KN gl M g ⋅-=⨯⨯-=-=76.18.05.52121220min,剪力KN l g V Ag 40.48.050.50=⨯=⋅= 2、车辆荷载产生的内力将车辆荷载的后轮作用于铰逢轴线上(见上图),后轴作用力标准值P=140KN ,轮压分布宽度如下图2所示,后轮着地宽度为,6.02m b =着地长度为,2.02m a =则mH b b m H a a 80.01.026.0240.01.022.022121=⨯+=+==⨯+=+=荷载对于悬臂根部的有效宽度为:m l d a a 4.38.02|4.14.0201=⨯++=++= 由规范:汽车荷载的局部加载及在T 梁,箱梁悬臂板上的冲击系数采用1.3。
作用于每米宽板条上的弯矩为:mKN b l a p M p ⋅-=-⨯⨯⨯-=-⨯⨯+-=059.16)48.08.0(4.3421403.1)4(42)1(10min,μ 作用于每米宽板条上的剪力为: KN a p V Ap 765.264.3421403.142)1(=⨯⨯⨯=⨯+=μ3、内力组合:(1)承载能力极限状态内力组合(用于验算强度)。
1.设计基本资料(1)桥梁横断面尺寸:净-7+2×1.50m。
横断面布置见图1。
图1桥梁横断面布置图(尺寸单位:cm)(2)永久荷载:桥面铺装层容重γ=23kN/m3。
其他部分γ=25kN/m3。
(3)可变荷载:公路-Ⅱ级,人群荷载2.5kN/m2,人行道+栏杆=5kN/m2。
(4)材料:主筋采用Ⅱ级钢,其他用Ⅰ级钢,混凝土标号C20。
(5)桥梁纵断面尺寸:标准跨径L b=18m,计算跨径L=17.7m,桥梁全长L,=17.960m。
纵断面布置见图2。
图2 桥梁纵断面布置图(尺寸单位:cm)2.行车道板计算中梁板按铰接悬臂板计算,边梁板按悬臂板来计算。
注明:由于边梁主要承受自重和人群荷载,受力比中梁处小的多,故边梁可按中梁处的行车道板来配筋。
2.1恒载及其内力桥面铺装为90mm的沥青混凝土面层和平均30mm厚的混凝土垫层(1)每延米板条上恒载g的计算:沥青混凝土面层g:0.03×1.0×23=0.69kN/m1C25混凝土垫层g 2:0.09×1.0×24=2.16 kN/mT 梁翼板自重g 3: 214.008.0+×1.0×25=2.75 kN/m合计:g =∑ig=5.6kN/m(2)每米宽板条的恒载内力为:)m (41.171.06.52121M 220g ⋅-=⨯⨯-=-=kN gl )(98.371.06.5Q 0Ag kN gl =⨯==2.2汽车荷载产生的内力将车辆荷载的后轮作用于铰缝轴线上,后轴作用力标准值为P=140KN ,后轮着地宽度为=0.60m ,着地长度为=0.20m ,则:0.44(m)0.1220.2H 2a a 21=⨯+=+= 0.84(m)0.1220.6H 2b b 21=⨯+=+=荷载对悬臂根部的有效分布宽度为(采用铰接悬臂法计算): 单个车轮:=++=012l d a a 0.44+2⨯0.71=1.86(m )>1.4 m两个车轮:=++=012l d a a 0.44+1.4+2×0.71=3.26(m )由规范:汽车荷载的局部加载及在T 梁、箱梁悬臂板上的冲击系数用0.3。
桥梁⼯程课程设计计算书桥梁⼯程课程设计计算书Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】《桥梁⼯程》课程设计专业:⼟⽊⼯程(道桥⽅向)班级: 2011班学⽣姓名:周欣树学号:指导教师:⼀、确定纵断⾯、横断⾯形式,选择截⾯尺⼨以及基本设计资料1.桥⾯净宽:净—72 1.0+?荷载:公路—Ⅱ级⼈群—23.0kN m⼈⾏道和栏杆⾃重线密度-5.0kN m2.跨径及梁长:标准跨径13b L m =计算跨径12.40L m =主梁全长 '12.96L m =3.材料钢筋:主筋⽤HRB400级钢筋,其他⽤HPB335级钢筋混凝⼟:C40,容重325kN m ; 桥⾯铺装采⽤沥青混凝⼟;容重323kN m4.构造形式及截⾯尺⼨梁⾼: 1.0h m =梁间距:采⽤5⽚主梁,间距。
采⽤三⽚横隔梁,间距为梁肋:厚度为18cm桥⾯铺装:分为上下两层,下层为C25砼,路缘⽯边处厚;上层为沥青砼,。
桥⾯采⽤%横坡。
桥梁横断⾯及具体尺⼨:(见作图)⼆、确定主梁的计算内⼒(⼀)计算结构⾃重集度(如下表)(⼆)计算⾃重集度产⽣的内⼒(如下表)注:括号()内值为中主梁内⼒值根据计算经验,边梁荷载横向分布系数⼤于中梁,故取边梁进⾏计算分析。
(三)⽀点处(杠杆原理法)由图可求得荷载横向分布系数:汽车荷载:10.3332oq m η==∑⼈群荷载: 1.222or r m η==(四)跨中处(修正刚醒横梁法)1、主梁的抗弯惯性矩I x 平均板厚:()11012112H cm =+=2233441111100162111621127.86181001810027.861221223291237.580.03291x I cm m ??=??+??-+??+??- ? ?????==2、主梁的抗扭惯性矩Ti I对于T 形梁截⾯,抗扭惯性矩计算如下:见下表.3.计算抗扭修正系数主梁的间距相等,将主梁近似看成等截⾯,则得其中:∑It ---全截⾯抗扭惯距Ii??---主梁抗弯惯距? ???L---计算跨径G---剪切模量 G=i a --主梁I ⾄桥轴线的距离计算得0.9461β=< 满⾜4.采⽤修正后的刚醒横梁法计算跨中荷载横向分布系数此桥有刚度强⼤的横隔梁,且承重结构的跨宽⽐为:故可近似按偏⼼压⼒法来计算横向分布系数m c ,其步骤如下:(1)、求荷载横向分布影响线竖标本桥梁各根主梁的横截⾯均相等,梁数n=5,梁间距为,则:按修正的刚性横梁法计算横向影响线竖坐标值ij η表⽰单位荷载P=1 作⽤于j 号梁轴上时,i 号梁轴上所受的作⽤,计算如下表(2)、画出边主梁的横向分布影响线,并按最不利位置布置荷载,如图计算荷载横向分布系数:绘制横向分布系数影响线图,然后求横向分布系数。
1 设计基本资料1.1 概述跨线桥应因地制宜,充分与地形和自然环境相结合。
跨线桥的建筑高度选取除保证必要的桥下净空外,还需结合地形以减少桥头接线挖方或填方量,最终再谈到经济实用的目的。
如果桥两端地势较低,主要采用梁式桥;略高的则主要采用中承式拱肋桥;更高的则宜采用斜腿刚构、双向坡拱等形式。
在桥型的选择时,一方面从“轻型”着手,以减少圬工体积,另一方面结合当地的资源材料条件,以满足就地取材的原则。
随着社会和经济的发展,生态环境越来越受到人们的关注与重视,高速公路跨线桥将作为一种人文景观,与自然相协调将会带来“点石成金”的效果。
高速公路上跨线桥常常是一种标志性建筑物,桥型本身具有的曲线美,能够与周围环境优美结合。
茶庵铺互通式立体交叉K65+687跨线桥,必须遵照“安全、适用、经济、美观”的基本原则进行设计,同时应充分考虑建造技术的先进性以及环境保护和可持续发展的要求。
1.1.1设计依据按设计任务书、指导书及地质断面图进行设计。
1.1.2 技术标准(1)设计等级:公路—I级;高速公路桥,无人群荷载;(2)桥面净宽:净—11.75m + 2×0.5 m防撞栏;(3)桥面横坡:2.0%;1.1.3 地质条件桥址处的地质断面有所起伏,桥台处高,桥跨内低,桥跨内工程地质情况为(从上到下):碎石质土、强分化砾岩、弱分化砾岩,两端桥台处工程地质情况为:弱分化砾岩。
1.1.4 采用规范JTG D60-2004 《公路桥涵设计通用规范》;JTG D62-2004 《公路钢筋砼及预应力砼桥涵设计规范》;JTG D50-2006 《公路沥青路面设计规范》JTJ 022-2004 《公路砖石及砼桥涵设计规范》;1.2 桥型方案经过方案比选,通过对设计方案的评价和比较要全面考虑各项指标,综合分析每一方案的优缺点,最后选定一个最佳的推荐方案。
按桥梁的设计原则、造价低、材料省、劳动力少和桥型美观的应是优秀方案。
独塔单索面斜拉桥比较美观,但是预应力混凝土等截面连续梁桥桥梁建筑高度小,工程量小,施工难度小,可以采用多种施工方法,工期较短,易于养护。
桥梁工程课程设计计算书一.行车道板计算1.计算如图1所示的T 梁翼板,荷载为公路Ⅰ级,桥面铺装为5cm 的沥青混凝土和10cm 的C40水泥混凝土垫层图12.恒载弯矩计算桥面铺装m kN 55.324110.023105.0g 1=⨯⨯+⨯⨯= 板厚平均值m216.072.16.02.0)2.025.0(56.0t =⨯++⨯=翼板自重m KN 40.5250.1216.0g 3=⨯⨯=m /kN 95.840.555.3g g g 21=+=+=m90.1b l m 936.1216.072.1t l l 00=+>=+=+=所以取m 90.1l = 恒载弯矩 m/kN 039.490.195.881gl81M 22g =⨯⨯==3.活载弯矩计算对于车辆荷载,设计荷载为公路Ⅰ级,所以车轮的着地长度为m 20.0a 2=,宽度m 60.0b 2=,则有m 50.015.0220.0H 2a a 21=⨯+=+= m 90.015.0260.0H 2b b 21=⨯+=+=车轮在板的跨中m267.190.132l 32m 133.1390.150.0l 31a a 1=⨯=<=+=+=所以取m 4.1d m 267.1a =<=车轮在板的支撑处m633.090.131l 31m 716.0216.050.0t a a 1'=⨯=>=+=+=所以取m 716.0a '=m 276.02716.0267.12a a e '=-=-=m 10.0)290.13.1(290.0)2l 3.1(2b c 1=--=--=e c <所以m 916.010.02716.0c 2a a 'c =⨯+=+= 跨中位置车轮的荷载集度m/kN 387.6190.0267.12140ab 2P P 1=⨯⨯==支点处车轮的荷载集度m/kN 628.10890.0716.02140b a 2P P 1''=⨯⨯==c 处车轮的荷载集度m/kN 910.8490.0916.02140b a 2P P 1c ''=⨯⨯==如图2所示363.0475.095.0725.0y y 21=⨯==025.0475.095.005.0y 3=⨯= 017.0475.095.03/10.0y 4=⨯=故[]44332211y A y A y A y A 1M +++μ+=)(汽[025.010.0910.84363.045.0387.61363.045.0387.613.1⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯=()]mkN 374.26017.010.0910.84-628.10821⋅=⨯⨯+图2对于人群荷载产生的弯矩,如图3mN 1.354k 1.90810.9532M ⋅=⨯⨯⨯⨯=人图3弯矩组合:人汽M 1.40.8M 4.1M 2.1Mg j⨯⨯++=m N 43.287k 1.3541.40.826.3741.44.0391.2⋅=⨯⨯+⨯+⨯ 4.翼板配筋及强度复核C40混凝土,pa M 18.4f cd =,pa M 1.65f td =HRB335级钢筋,pa M 280f sd =,0.56b =ξ, 1.00=γ (1)求混凝土相对受压区高度x 悬臂根部高度h =,净保护层厚度3cm ,取B12钢筋,则有效高度213mm13.5/2-30-250d/2-a -h h 0===由)2x-(h bx f M 0cd d 0≤γ得 )2x-(213x 10004.1810287.430.16⨯=⨯⨯解得 mm 11921356.0h mm 11x 0b =⨯=ξ<= (2)求钢筋面积s A2sdcd s mm 7232801110004.18f bx f A =⨯⨯==(3)配筋取B12钢筋,按间距14cm 配置,每米板宽配筋为2S mm 792A =,最小配筋率:()()27.0280/65.145f /f 45sd td ==,即配筋率不应小于0.27%,且不应小于0.2%,故取%27.0min =ρ 实际配筋率%)27.0(%37.02131000792bhA min 0S =ρ>=⨯==ρ分布筋按构造配置,取A8钢筋,间距为20cm (4)强度复核bxf A f cd s sd =, 得mm 1210004.18792280bf A f x cd s sd =⨯⨯==)212-(21312100018.4)2x -(h bx f M0cd u⨯⨯⨯==mkM 287.43M m kN 706.45⋅=>⋅=, 满足要求二.主梁计算(一)跨中截面荷载横向分布系数计算此桥在跨度内设有横隔梁,具有强大的横向连接刚性,且承重结构长宽比为:71.190.165.19B L =⨯=故可用偏心压力法来绘制荷载横向影响线并计算横向分布系数c m ,图4本桥各根主梁的横截面均相等,梁数6n =,梁间距为1.90m ,则26252423222161i 2i a a a a a a a +++++=∑= 2222222m175.63(-4.75)(-2.85)(-0.95)95.085.275.4=+++++=①号梁横向影响线的竖标值为:190.0175.6375.461a an 1524.0175.6375.461a a n 1261i 2i2116261i 2i2111-=-=∑-=η=+=∑+=η==由11η,16η绘制①号梁横向影响线,如图4(a )所示,进而由11η,16η计算横向影响线的零点位置。
0318144班桥梁工程毕业设计计算书设计资料:1、桥型:两跨装配式简支钢筋砼T型梁桥,纵横端面布置,如下图所示:2、设计荷载:设计汽车荷载汽车-—20级,挂车——100,人群3KN/m23、桥面净宽:净—7+2×0.75+2×0。
254、跨径:标准跨径20m,计算跨径19.5m5、每侧栏杆及人行道构件重5KN/m6、砼线膨胀系数ą=1×10—57、计算温差=Δt=35o C8、砼弹性量E h=3×101Mpa(C30砼)二、基本尺寸拟订1、主梁由5片T梁组成桥宽(5×1。
6m)每片梁采用相同的截面尺寸,断面尺寸如上图所示.各主梁、横隔梁相互间采用钢板焊接接头‘2、横隔梁建议采用5片,断面尺寸自定3、桥墩高度,尺寸自行设计4、采用u型桥台,台身高5米,其他尺寸自行设计三、建筑材料1、主梁、墩帽、台帽为C30砼,重力密度γ1=25KN/m32、墩身、台身及基础用7.5级砂浆25#块石,其抗压强度Rα′为 3.7Mpa,重力密度γ2=24KN/m3,桥台填土容量γ3=18KN/m33、桥面铺装平均容重γo=23 KN/m3四、地质及水文资料1、此桥位于旱早地,故无河流水文资料,也不受水文力作用,基本风压值1Kpa2、地质状况为中等密实中砂地基,容许承载力[σ]=450kPa;填土摩擦角Ø=35o,基础顶面覆土0。
5m,容量与台后填土相同一、桥面板的计算:(一)计算图式采用T形梁翼板所构成铰接悬臂板(如右图所示)1.恒载及其内力(按纵向1m宽的板条计算)(1)每延米板上恒载g的计算见下表:(2)每米宽板条的恒载内力为:M min,g=-=-×5.38×0.712kN·m=-1.356kN·mQ ag=gl0=5.38×0.70kN=3。
82kN1.汽-20级产生的内力将加重车后轮作用于铰缝轴线上(如上图所示),后轴作用力为P=120kN,轮压分布宽度如下图所示。
第1章绪论1.1 选题的目的与意义我是工程学院土木工程系土木工程专业的应届毕业生。
就业的方向主要是桥梁设计与施工方面,所以本次毕业设计我选择桥梁设计。
为以后能够快速地适应工作打下了良好的基础。
辰清河河段地处吴县境,位于省北部边陲,小兴安岭北麓,与俄罗斯的康斯坦丁诺夫卡隔相望。
桥位所处地段属旅游业发达地区,交通量大,道路等级为二级公路,汽车荷载等级为公路—Ⅱ级,考虑吴县旅游区与其周边经济的迅速发展,决定在此修建一座桥梁——辰清河桥,本桥的修筑对带动吴县旅游业的发展有重要意义。
将辰清河桥两阶段施工图设计作为毕业设计,是因为该选题能把所学过的基本理论和专业知识综合应用于实际工程设计中,不仅能检验自己所学的各门专业知识是否扎实,而且还为将来从事路桥事业奠定良好而坚实的基础。
独立地完成辰清河桥的设计任务,可以使我掌握桥梁设计和施工的全过程,综合训练我应用各种手段查阅资料、获取信息的基本能力,熟悉和理解公路工程技术标准,正确地应用公路桥涵设计规,熟练绘制和阅读桥梁施工图,提高独立考虑问题、分析问题和解决问题的能力,为今后走向工作岗位,能独立进行桥梁的设计奠定坚实的基础。
通过这次设计,把所学过的知识作了系统地总结和应用,使理论与生产实践相结合,提高了工程设计的能力,达到了独立完成一般桥梁设计的目的。
1.2 国外研究概况预应力混凝土T形梁有结构简单,受力明确、节省材料、架设安装方便,跨越能力较大等优点。
其最大跨径以不超过50m为宜,再加大跨径不论从受力、构造、经济上都不合理了。
大于50m跨径以选择箱形截面为宜。
预应力混凝土简支T形梁桥由于其具有外形简单,制造方便,结构受力合理,主梁高跨比小,横向借助横隔梁联结,结构整体性好,桥梁下部结构尺寸小和桥型美观等优点,目前在公路桥梁工程中应用非常广泛。
预应力混凝土梁桥还具有以下特点[1]:(1)能有效的利用现代高强度材料,减小构件截面,显著降低自重所占全部设计荷载的比重,增大跨越能力,并扩大混凝土结构的适用围。
装订线第一章设计资料1.1设计内容①根据已给地形图等设计资料,选择三至四种以上可行的桥型方案,拟定桥梁结构主要尺寸,根据技术经济比较,推荐最优方案进行桥梁结构设计。
③对推荐桥梁方案进行运营阶段的内力计算,并进行内力组合,强度、刚度、稳定性等验算。
④选择合理的下部结构形式,拟定构件尺寸,并进行内力计算,内力组合、配筋设计。
⑤绘制桥梁总体布置图、上部结构一般构造图、钢筋构造图、桥台一般构造图、桥墩盖梁一般构造图、桥墩盖梁配筋图。
⑥编写设计计算书。
1.2设计技术标准1、设计桥梁的桥位地型及地质图一份2、设计荷载:公路—I级;3、桥面净空:净-2×0.5+9=10米4、桥面横坡:1.5%5、最大冲刷深度:2.0m6、地质条件:根据断面图确定7、桩基础施工方法:旋转钻成孔8、安全系数:γ0=11.3采用材料:(1)预应力钢筋:Ø s15.2钢绞线(2)非预应力钢筋:直径D≥12mm用HRB335, 直径D≤12mm用R235;(3)混凝土:装订线主梁混凝土采用C50;铰缝为C30细集料混凝土;桥面铺装采用C40沥青混凝土;栏杆及人行道板为C30混凝土;盖梁、墩柱用C30混凝土;系梁及钻孔灌注桩采用C30混凝土;桥台基础用C30混凝土;桥台台帽用C30混凝土;(4)锚具用OVM锚1.4主要技术规范JTG D60-2004《公路桥涵设计通用规范》JTG D62-2004《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTJ 022-85《公路砖石及混凝土桥涵设计规范》JTJ 024-85《公路桥涵地基与基础设计规范》第二章方案比选在我国,安全、经济、适用、美观是桥梁设计中的主要考虑因素,安全尤为重要。
桥梁结构造型简洁,轻巧,设计方案力求结构新颖,保证结构受力合理,技术可靠,施工方便。
本设计桥梁的形式可以考虑以下形式:连续梁桥、拱桥、斜拉桥三种形式。
2.1拟定方案(1)方案一:箱型连续梁桥对于桥孔的分跨主要考虑以下影响因素:桥址地形、水文地质条件、墩台基础支座等构造,力学的要求。
总目录总目录 (1)前言 (3)第一章改建石桥设计计算书 (4)一、设计说明 (4)(一)设计背景 (4)(二)设计标准及规范 (4)(三)主要材料 (4)(四)设计要点 (5)二、方案比选 (5)(一)桥梁结构方案比选 (5)(二)桥梁截面形式比选 (8)(三)桥墩方案比选 (9)三、主要构件尺寸设计 (10)(一)结构尺寸设计 (10)(二)桥梁设计荷载 (12)四、行车道板设计 (13)(一)计算理论 (13)(二)单向板内力计算公式 (14)(三)行车道板设计 (15)五、主梁(板)设计 (17)(一)荷载横向分布系数计算 (17)(二)主梁内力计算 (19)(三)主梁配筋设计 (24)六、盖梁设计 (25)(一)荷载计算 (25)(二)内力计算 (30)(三)截面配筋设计 (31)七、桥梁墩柱设计 (34)(一)荷载计算 (34)(二)截面配筋计算 (36)八、孔灌注桩设计 (38)(一)荷载计算 (38)(一)桩长设计 (39)(三)桩基配筋设计及强度验 (40)第二章改建石桥施工组织设计 (42)一、工程概况 (42)(一)工程简介 (42)(二)标准及规范 (42)(三)要技术指标 (42)(四)气候状况 (42)二、施工组织机构及工期安排 (42)(一)施工组织管理机构 (42)(二)工程进度计划 (43)三、机械、人员安排 (43)(一)钻孔桩施工工艺 (44)(二)钢筋混凝土空心板预制施工工艺 (46)(三)墩台施工工艺 (47)(四)盖梁施工工艺 (49)(五)桥梁安装施工工艺 (49)(六)桥面系施工工艺 (49)五、确保工程质量和工期的措施 (50)六、确保施工安全、文明施工、环境保护措施 (51)七、附图 (52)第三章改建石桥预算书 (59)结语 (65)谢辞 (66)参考文献 (67)前言毕业设计的主要目的是培养学生综合运用所学知识和技能,分析解决实际问题的能力。
第一章概述1.1预应力混凝土连续梁桥概述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。
本章简介其发展:由于普通钢筋混凝土结构存在不少缺点:如过早地出现裂缝,使其不能有效地采用高强度材料,结构自重必然大,从而使其跨越能力差,并且使得材料利用率低。
为了解决这些问题,预应力混凝土结构应运而生,所谓预应力混凝土结构,就是在结构承担荷载之前,预先对混凝土施加压力。
这样就可以抵消外荷载作用下混凝土产生的拉应力。
自从预应力结构产生之后,很多普通钢筋混凝土结构被预应力结构所代替。
预应力混凝土桥梁是在二战前后发展起来的,当时西欧很多国家在战后缺钢的情况下,为节省钢材,各国开始竞相采用预应力结构代替部分的钢结构以尽快修复战争带来的创伤。
50年代,预应力混凝土桥梁跨径开始突破了100米,到80年代则达到440米。
虽然跨径太大时并不总是用预应力结构比其它结构好,但是,在实际工程中,跨径小于400米时,预应力混凝土桥梁常常为优胜方案。
我国的预应力混凝土结构起步晚,但近年来得到了飞速发展。
现在,我国已经有了简支梁、带铰或带挂梁的T构、连续梁、桁架拱、桁架梁和斜拉桥等预应力混凝土结构体系。
虽然预应力混凝土桥梁的发展还不到80年。
但是,在桥梁结构中,随着预应力理论的不断成熟和实践的不断发展,预应力混凝土桥梁结构的运用必将越来越广泛。
连续梁和悬臂梁作比较:在恒载作用下,连续梁在支点处有负弯矩,由于负弯矩的卸载作用,跨中正弯矩显著减小,其弯矩与同跨悬臂梁相差不大;但是,在活载作用下,因主梁连续产生支点负弯矩对跨中正弯矩仍有卸载作用,其弯矩分布优于悬臂梁。
虽然连续梁有很多优点,但是刚开始它并不是预应力结构体系中的佼佼者,因为限于当时施工主要采用满堂支架法,采用连续梁费工费时。
到后来,由于悬臂施工方法的应用,连续梁在预应力混凝土结构中有了飞速的发展。
《桥梁工程》课程设计计算书钢筋混凝土简支梁桥设计2010.01.03第一部分 内力计算一、主梁内力计算(一)恒载内力计算简支梁承受的恒载集度为 g ,恒载引起的任意截面弯矩Mx 和剪力Vx 分别为:)(222x l gx x gx x gl M x -=-=)2(22x l ggx gl V x -=-=式中 x —计算截面到支点截面的距离(m );l —计算跨径(m ); g —恒载集度(KN/m );(1) 各主梁恒载计算及汇总 表1-1(2)恒载内力计算表1-2(二)活荷载内力计算kg g G m c 2653.15138.910002515932.0=⨯⨯⨯==210/100.3m N E c ⨯= 42232310735.11)5.382150(1501815018121)2165.38(1620216202121m I c -⨯=-⨯⨯+⨯⨯+-⨯⨯+⨯⨯=)(3.62653.151310735.11100.35.19214.3221022HZ m I E l f c c c =⨯⨯⨯⨯==-π3.00157.01767.0=-=Inf u 表1-3(2)简支梁内力影响线面积 表1-4(3)计算荷载横向分布系数(ⅰ)计算支点处的荷载横向分布系数m按杠杆法在图1-1上绘出①、②、③号主梁的荷载横向分布影响线,并在其上布载,分别计算出汽车、人群的m0q 和m0r值。
图1-1 按杠杆法绘主梁的荷载横向分布影响线(ⅱ)计算跨中的荷载横向分布系数m c按刚性横梁法在图3-2上绘出①、②、③号主梁的荷载横向分布影响线,分别计算出汽车、人群的m cq 和m cr 值。
解: 本桥各根主梁的横截面均相等,梁数为n=5,梁间距为2.20m ,则)(40.4820.2220.2020.220.222222225125242322212m a a a a a ai i=⨯+-+++⨯=++++=∑=)()()(计算1号梁1号梁横向影响线的坐标值为6.04.02.040.48)20.22(5112122111=+=⨯+=+=∑=n i ia a n η2.04.02.040.48)20.22(20.22511125115-=-=⨯-⨯⨯+=⨯+=∑=n i ia a a n η 又11η和15η绘制的1号梁横向影响线,见下图,图中还按照《桥规》(JTG D60)的规定,确定了汽车荷载的最不利荷载位置。
目录1.设计资料 (3)1.1跨度和桥面宽度 (3)1.2技术标准 (3)1.3主要材料 (3)1.3.1混凝土 (3)1.3.2钢材 (3)1.4设计依据及参考书 (3)2.构造形式和尺寸选定 (4)2.空心板截面几何特征计算 (5)3.1截面面积 (5)3.2全截面重心位置 (5)3.2.1计算空心板截面的抗弯惯矩I (5)3.2.2计算空心板截面的抗扭惯矩I T (6)3.作用效应计算 (7)4.1永久作用效应 (7)4.1.1空心板自重 (7)4.1.2桥面系自重 (7)4.2 可变作用效应计算 (8)4.2.1冲击系数和车道系数折减 (9)4.2.1汽车荷载横向分布系数 (9)4.2.3车道荷载效应 (14)4.2.4人群荷载效应计算 (18)4.3作用效应组合 (18)5.持久状况承载能力极限状态下的截面设计、配筋与验算 (20)5.1配筋设置 (20)5.2持久状况截面承载能力极限状态计算(抗弯承载力校核) (21)5.2斜截面抗剪承载力计算 (22)5.4箍筋设计 (22)5.5斜截面抗剪承载力验算 (24)6.持久状况正常使用极限状态下的裂缝宽度验算 (28)7. 持久状况正常使用极限状态下的挠度验算 (28)1.设计资料1.1跨度和桥面宽度(1)标准跨径:l b=10.0m;计算跨径:l=9.60m(2)主梁全长:3×10m(3)桥面宽度(桥面净宽):净7+2×1m1.2技术标准设计荷载:公路—Ⅰ级1.3主要材料1.3.1混凝土混凝土空心简支板和铰缝采用C35混凝土;桥面铺装上层0.05m沥青混凝土,下层0.05m混凝土。
沥青混凝土采用重度为24kN/m3,混凝土重度按26kN/m3计。
1.3.2钢材采用HRB355钢筋。
1.4设计依据及参考书(1)《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2015)(2)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)(3)《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63—2007)(4)《公路工程技术标准》(JTG B01—2015)(5)《结构力学》龙驭球,编著高等教育出版社,2002(6)《结构设计原理》叶见曙,编著人民交通出版社,2004(7)《桥梁工程》姚玲森,编著人民交通出版社,2002(8)《桥梁计算示例集》(简支梁桥)易建国,编著人民交通出版社,19902.构造形式和尺寸选定(1)本桥为C35钢筋混凝土空心简支板桥,由9块99cm的空心板连接而成。
目录1方案设计 (1)1.1纵断面设计 (1)1.2横断面设计 (1)1.3截面尺寸拟定 (1)2桥面板的计算 (2)2.1恒载及其作用效应 (2)2.1.1每延米板上恒载的计算 (2)2.1.2每米宽板条的恒载内力 (2)2.2车辆荷载产生的作用效应 (2)2.3作用效应组合 (3)2.4桥面板截面设计、配筋与强度验算 (4)2.4.1选取控制截面 (4)2.4.2截面设计 (4)2.4.3截面复核 (5)3主梁内力计算 (6)3.1恒载内力 (6)3.1.1恒载集度计算 (6)3.1.2恒载内力计算 (6)3.2活载内力 (6)3.2.1荷载横向分布系数计算 (6)3.2.2活载内力计算 (7)3.3作用效应组合 (8)3.3.1 基本作用效应组合 (8)3.3.2作用短期效应和长期效应组合 (9)4主梁配筋计算 (10)4.1持久状况承载能力极限状态设计 (10)4.1.1正截面承载力计算 (10)4.1.2斜截面承载力计算 (12)4.2持久状况正常使用极限状态验算 (22)4.2.1最大裂缝宽度验算 (22)4.2.2变形(挠度)验算 (22)5横隔梁计算 (25)5.1横隔梁的内力计算 (25)5.1.1确定作用在中横隔梁上的计算荷载 (25)5.1.2绘制中横隔梁的内力影响线 (25)5.1.3截面内力计算 (26)5.2横隔梁的配筋计算 (27)5.2.1选取控制截面 (27)5.2.2截面设计。
(27)5.2.3截面复核 (28)6支座设计计算(采用板式橡胶支座) (29)6.1确定支座的几何尺寸 (29)6.1.1确定支座的平面尺寸 (29)6.1.2确定支座的厚度 (29)6.2验算支座的偏转情况 (30)6.3验算支座的抗滑性能 (30)7实体式桥墩的设计与计算 (31)7.1拟定桥墩各部尺寸 (31)7.1.1墩帽 (31)7.1.2墩身 (31)7.2内力计算 (32)7.2.1恒载计算 (32)7.2.2活载计算 (32)7.2.3荷载组合(基本组合) (35)7.3墩身截面验算 (35)7.3.1截面偏心距验算 (35)7.3.2截面承载力验算 (36)8实体式U型桥台设计 (39)8.1拟定桥台各部尺寸 (39)8.1.1台帽 (39)8.1.2台身 (39)参考文献 (41)致谢 (42)1方案设计1.1纵断面设计桥长L约160m,单孔跨径=标准跨径L1=16m,计算跨径L=15.50m,共10跨。
钢筋混凝土简支T形梁桥设计1.1基本设计资料1、跨度和桥面宽度(1)标准跨径:10m。
(2)计算跨径:9.6m。
(3)主梁全长:9.96m。
(4)桥面宽度: 1.5m (人行道)+净-7m (行车道)+0.5m (防撞栏)2.技术标准设计荷载:公路一U级,人行道和栏杆自重线密度按照单侧6kN/m计算,人群荷载为23kN/m。
环境标准:1类环境。
设计安全等级:二级。
3. 主要资料(1)混凝土:混凝土简支T形梁及横梁采用C50混凝土:桥面铺装上层采用0.03m沥青混凝土,下层为厚0.06〜0.13m的C50混凝土,沥青混凝土重度按26kN/m3计。
(2)钢材:主筋采用HRB335钢筋,其它用R235钢筋。
4. 构造截面及截面尺寸r 颂- ________________________ Z2 ________________n 3cm厚沥青混凝土Pi6-13cm厚C50昆凝土/如图1所示,全桥共由5片T 形梁组成,单片T 形梁高为0.9m,宽1.8m ;桥上横坡为双 向1.5%,坡度由C50混凝土桥面铺装控制;设有三根横梁。
1.2 主梁的计算1.2.1 主梁的荷载横向分布系数计算 1.跨中荷载横向分布系数桥跨内设有三根横隔梁,具有可靠的横向联系,且承重结构的宽跨比为:B/l=9/9.6=0.9375>0.5。
故先按修正的刚性横隔梁法来绘制横向影响线和计算分布系数 m e 。
(1)计算主梁大的抗弯及抗扭惯性矩I 和I T : 1) 求主梁截面的重心位置x (见图1-2):翼缘板的厚按平均厚度计算,其平均厚度为 h 1=1/2 £0+16)cm=13cm18.480r 11 ----------------------------------996/2■|-----------------------------------图1-1 桥梁横断面和主梁纵断面图(单位: cm )图1-2主梁抗弯及抗扭惯性矩计算图式(180 -18) 13 13/ 2 90 18 90/2 “ —则x cm = 23.24cm(180 —18)x13+90x182)抗弯惯性矩I为3 2 3I=[1/12 (180-18) t3 +(180-18) 13>(23.24-13/2) +1/12 X8^90 +18>90X(90/2-23.24) 2] cm44=2480384 cm对于T形梁截面,抗扭惯性矩可进似按下式计算:m3I T = " c i b i t ii丄式中b i、ti —单个矩形截面的宽度和高度;c i——矩形截面抗扭刚度系数;m ——梁截面分成单个矩形截面的个数。
预应力连续箱梁桥毕业设计计算书一、工程概况本次毕业设计的对象为一座预应力连续箱梁桥。
桥梁的跨径布置为具体跨径布置,桥面宽度为具体宽度。
设计荷载为具体荷载等级,设计车速为具体车速。
该桥所处地理位置重要,是连接起点位置和终点位置的交通要道。
桥梁的建设将极大地改善当地的交通状况,促进经济发展。
二、结构选型与布置(一)主梁结构形式主梁采用预应力混凝土连续箱梁结构,这种结构具有良好的抗弯和抗扭性能,能够适应较大的跨度和复杂的荷载条件。
(二)箱梁截面尺寸箱梁顶板厚度为具体厚度,底板厚度从跨中到支点逐渐加厚,腹板厚度也根据受力情况进行相应变化。
(三)预应力钢束布置预应力钢束采用高强度低松弛钢绞线,按照纵向、横向和竖向的布置方式,以提高箱梁的承载能力和抗裂性能。
三、材料参数(一)混凝土主梁采用具体强度等级的混凝土,其弹性模量为具体数值,抗压强度标准值为具体数值。
(二)预应力钢绞线预应力钢绞线的抗拉强度标准值为具体数值,弹性模量为具体数值。
(三)普通钢筋普通钢筋采用具体型号,其屈服强度为具体数值。
四、荷载计算(一)恒载包括箱梁自重、桥面铺装、护栏等附属设施的重量。
(二)活载根据设计荷载等级,计算车辆荷载产生的效应。
(三)温度荷载考虑整体升降温和梯度温度对结构的影响。
(四)风荷载根据桥位处的风速等参数,计算风荷载对桥梁的作用。
五、内力计算(一)结构自重内力计算采用有限元软件建立模型,计算箱梁在自重作用下的内力。
(二)活载内力计算通过影响线加载法,计算活载在不同工况下产生的内力。
(三)温度内力计算根据温度变化情况,计算温度引起的结构内力。
(四)内力组合按照规范要求,对各种内力进行组合,以确定结构的最不利内力。
六、预应力损失计算(一)锚具变形和钢筋回缩引起的预应力损失根据锚具类型和施工工艺,计算相应的损失值。
(二)摩擦损失考虑管道偏差、弯道影响等因素,计算预应力钢束与管道壁之间的摩擦损失。
(三)混凝土弹性压缩引起的预应力损失在分批张拉预应力钢束时,混凝土发生弹性压缩,从而引起预应力损失。
第一章设计资料1.1设计内容(1)根据已给地形图等设计资料,选择三至四种以上可行的桥型方案,拟定桥梁结构主要尺寸,根据技术经济比较,推荐最优方案进行桥梁结构设计。
(2)对推荐桥梁方案进行运营阶段的内力计算,并进行内力组合,强度、刚度、稳定性等验算。
(3)选择合理的下部结构形式,拟定构件尺寸。
(4)绘制桥梁总体布置图、上部结构一般构造图、钢筋构造图、桥台一般构造图、桥墩盖梁一般构造图。
其中手绘图不少于两张。
(5)编写设计计算书。
1.2设计技术标准1、设计桥梁的桥位地型及地质图一份2、设计荷载:公路—I级;人群:3.5kN/m23、桥面净空:净-11+2×2.0(人行道)=15米4、桥面横坡:1.5%5、设计时速:60km/h6、环境:桥址位于野外一般地区,I类环境条件,年平均相对湿度为75%7、施工方法:主梁采用后张法,预留空道采用预埋金属波纹管成型,两端同时张拉。
8、设计要求:按整体式双向两车道进行设计9、预应力种类:按A类预应力混凝土构件设计1.3采用材料:(1)预应力钢筋:1 7钢绞线,直径12.7mm(2)非预应力钢筋:用HRB335, R235;(3)混凝土:主梁混凝土采用C50;铰缝为C30细集料混凝土;桥面铺装采用沥青混凝土;栏杆及人行道板为C25混凝土;盖梁、墩柱用C30混凝土;桥台基础用C20混凝土;桥台台帽用C25混凝土;(4)锚具用OVM锚1.4主要技术规范JTG D60-2004《公路桥涵设计通用规范》JTG D62-2004《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTJ 022-2007《公路砖石及混凝土桥涵设计规范》JTJ D63-2007《公路桥涵地基与基础设计规范》第二章方案比选在我国,安全、经济、适用、美观是桥梁设计中的主要考虑因素,安全尤为重要。
桥梁结构造型简洁,轻巧,设计方案力求结构新颖,保证结构受力合理,技术可靠,施工方便。
本设计桥梁的形式可以考虑以下形式:连续梁桥、连续钢构、斜拉桥三种形式。
2.1拟定方案(1)方案一:预应力钢筋混凝土连续箱梁桥对于桥孔的分跨主要考虑以下影响因素:桥址地形、水文地质条件、墩台基础支座等构造,力学的要求。
本设计采用四跨桥孔布置,边跨长度可取为中跨的0.5—0.8倍。
本桥总长340m,本设计跨度组合为:60 +2⨯100+60m为适应连续梁内力变化的需要,连续梁的纵向截面通常做成变截面的形式。
梁底立面曲线采取二次抛物线的形式。
图2-1 箱型连续梁桥型设计连续梁桥可以降低梁高,有利于争取桥下净空,具有较大的刚度和强大的抗扭性能和结构简单,受力明确、节省材料、架设安装方便,跨越能力较大、造型轻巧、平整、线路流畅、桥下视觉效果好等优点;连续梁在力学性能上由于其结构刚度大,桥面变形小,动力性能好,有利于高速行车。
采用分段施工技术,充分发挥了预应力技术的优点,使施工设备机械化和构件生产工厂化,从而提高了施工质量,减低了施工费用。
但是基础沉降要求严格,梁体与墩台之间的受力十分复杂,加大了设计难度。
(2)方案二:连续钢构桥刚构桥具有以下优点:1,施工无体系转换。
2,主墩无支座。
3,静定结构基本不产生次内力。
同时它也具有以下几个缺点:1,全桥伸缩缝道数为桥孔数的两倍,行车舒适性较差。
2,若设计不当在跨中容易产生较大的收缩徐变挠度。
3,顺桥向抗弯刚度和横桥向抗扭刚度小,难以满足特大跨径对悬臂施工和横向抗风的要求。
本方案桥跨拟采用60 +2⨯100+60m,变高度箱形截面,高度从跨中2.8m向支座6m以二次抛物线形式渐变,采用悬臂现浇施工方法。
设计见图2-2。
图2-2连续钢构设计(3)方案三:斜拉桥设计本设计采用单塔布置,斜拉桥的受力可以看成用高强钢材制成的斜拉索将主梁多点吊起,主梁恒载及作用在主梁上的活载通过斜拉索传至塔柱,再通过塔柱基础传至地基。
这样大跨度的斜拉桥的主梁就像一根多点弹性支撑的连续梁一样工作,从而主梁的截面尺寸比同跨径的梁桥截面尺寸小得多,大大减少了主梁的材料用量,结构自重明显减轻,大幅度增加了桥梁的跨越能力。
主梁受到斜拉索的支撑作用,特别是密索斜拉桥中主梁的受力以压力为主,弯矩较小,主梁受力已不同于传统的梁桥,主梁高度可以大大减小。
设计图见图2-3.图2-3 斜拉桥设计斜拉索是斜拉桥的主要组成部分,除必须具有高强度性能外,还必须具备抗疲劳性能、耐久性和良好的抗腐蚀性。
因此对于斜拉索的质量要求很高,工程造价相对较高,维修养护也相对困难。
大跨度斜拉桥由于密索体系的采用,主梁的刚度越来越小,抗风稳定性越来越突出,往往成为了决定主梁截面尺寸的主要因素。
2.2方案比选经济性适用性美观性施工难易程度方案一其施工方法已达到相当先进的水平,工期短效益明显。
维修、养护工作量小。
结构受力性能好、变形小、伸缩缝少、行车平顺舒适、抗震能力强造型简洁美观采用悬臂施工方法,缩短了工期,且不影响通航。
方案二施工无体系转换,主墩无支座,全桥伸缩缝道数为桥孔数的两倍。
行车舒适性较差,若设计不当在跨中容易产生较大的收缩徐变挠度,难以满足特大跨径对悬臂施工和横向抗风的要求。
造型简洁美观采用悬臂施工方法,工期较短。
方案三全桥总的技术经济合理性不易简单的由结构体积小、质量轻、或者满应力等概念准确表示,相对来说造价相当高主梁在斜拉索的各点支承作用下,使弯矩值得以大大降低,可以减小主梁尺寸减轻结构自重,又能大幅度的增大桥梁的跨越能力外形美观结构轻巧相对前两种方案技术要求高、施工复杂、工期较长。
因此本设计推荐采用方案一连续梁桥设计。
第三章预应力混凝土连续梁桥总体布置3.1桥型布置本设计推荐方案采用四跨一联预应力混凝土变截面连续梁结构,桥全长340m。
3.2孔径布置本设计采用四跨一联预应力混凝土变截面连续梁结构。
连续梁桥跨径的布置一般采用不等跨的形式。
因为如采用等跨布置,则边跨内力将控制全桥设计,而这样是不经济的。
一般边跨长度选为中跨跨径的0.5~0.8倍,钢筋混凝土连续梁桥取偏大值使边跨与中跨控制截面内力基本相同,预应力混凝土连续梁桥取偏小值以增加边跨刚度和减小活载弯矩的变化幅度,从而减少预应力筋数量。
此外,边跨长度还与施工方法有关,如采用悬臂法施工,边跨长度不宜超过中跨长度的0.65倍为宜。
本设计采用悬臂法施工,边跨取为中跨的0.545倍,即为(60 +2 100+60m),桥全长340m。
3.3桥的立面设计从预应力混凝土连续梁桥的受力特点来分析,连续梁的立面应采取变高度的布置为宜。
连续梁在恒、活载作用下,支点截面的负弯矩的绝对值往往大于跨中正弯矩,因此采用变高度梁能较好的符合梁的内力分布规律。
同时,变高度的立面布置可使梁体外形和谐,节省材料并增大桥下净空。
若采用悬臂法施工,变高度梁又与施工内力状态相吻合。
因此,本设计采用变高度梁。
截面变化曲线为二次抛物线。
3.4桥的横截面设计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。
本设计是一座公路连续箱形梁,采用的横截面形式为单箱单室。
单箱单室截面的优点是受力明确,施工方便,节省材料用量。
(1)梁高墩顶处梁高根据规范一般取1/16~1/20L,取L/18,即6m。
跨中处梁高根据规范一般取1/30~1/55L,取L/39,即2.8m。
(2)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。
墩顶处底板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,底板一般25-100cm(变厚),顶板25-30cm (等厚)。
因此,顶板厚度取28cm;支座处底板厚度取60cm;跨中底板厚度取25cm。
(3)腹板腹板的功能是承受截面的剪应力和主拉应力,大跨度预应力混凝土箱梁桥,腹板厚度可从跨中逐步向支点加宽,以承受支点处交大的剪力,一般采用300—600mm,甚至可达到1m左右。
本设计支座处与跨中截面腹板厚度均取60cm;跨中截面及中支点截面示意图如下图3-1所示:(图中单位以厘米计)。
图3-1(单位:cm)(4)桥面铺装桥面铺装层采用10cm厚的沥青混凝土铺装,栏杆和人行道板采用C25混凝土。
第四章荷载内力计算4.1全桥结构单元的划分4.1.1 分段原则主梁的分段应该考虑梁的跨径、截面变化、施工方法、预应力布置等因素,单元分的越细计算的内力就越精确,接近真实值,并且兼顾施工中的实施,所以本设计分为116个单元。
4.1.2具体分段本桥全长340米,总共分为116个单元,最小的单元长度为1米,最长的单元长度为5米,单元划分见图4-1.图4-1 单元划分4.2全桥施工节段划分4.2.1桥梁划分施工分段原则1. 杆件的转折点和截面的变化点2. 施工分界点、边界处及支座处3. 需验算或求位移的截面处4. 分段应尽量使各段的工程量基本相同,一边与施工节奏流畅,使施工均衡。
5. 当出现位移不连续的情况时,例如相邻两单元以铰接形式相连(转角不连续),可在铰接处设置两个节点,利用主从约束考虑该连接方式4.2.2施工分段划分全桥分为116个单元。
全桥整体采用悬臂节段浇筑施工法,两端桥台附近单元处使用整体现浇法。
施工详细划分见下表4-1。
主跨施工分段表表4-1 第一阶段0号块19to22;57to60;95to98第二阶段1号块18、23;56、61;94、99第三阶段2号块17、24;55、62;93、100第四阶段3号块16、25;54、63;92、101第五阶段4号块15、26;53、64;91、102第六阶段5号块14、27;52、65;90、103第七节段6号块13、28;51、66;89、104第八阶段7号块12、29;50、67;88、105第九阶段8号块11、30;49、68;87、106第十节段9号块10、31;48、69;86、107第十一阶段10号块9、32;47、70;85、108第十二节段11号块8、33;46、71;84、109第十三阶段12号块7、34;45、72;83、110第十四节段13号块6、35;44、73;82、111第十五节段14号块5、36;43、74;81、112第十六阶段15号块4、37;42、75;80、113第十七阶段16号块3、38;41、76;79、114第十八阶段左(右)满堂支架1to2;115to116第十九阶段跨中和垄断39to40; 77to784.3主梁内力计算根据梁跨结构纵断面的布置,并通过对移动荷载作用最不利位置,确定控制截面的内力,然后进行内力组合,画出内力包络图。
4.3.1恒载内力计算(1)第一期恒载(结构自重)(2)第二期恒载二期恒载为桥面铺装层和防撞栏杆的重量,桥面铺装层用10cm厚的沥青混凝土铺装,容重取为24K/m。