三跨预应力混凝土连续箱梁桥设计
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炭厂沟预应力混凝土连续梁桥的设计设计说明一、设计依据1、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62- 2004)2、《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60- 2004)3、《公路工程技术标准》(JTG B01-2003)二、技术标准和技术规范2.1技术标准1、荷载等级:公路—Ⅰ级;2、桥面宽度:0.25m(栏杆)+0.5m(防撞栏)+1.5m(人行道)+9m(行车道)+1.5m (人行道)+0.5m(防撞栏)+0.25m(栏杆)=13.5m。
3、桥面设有双向2%的横坡,通过桥面铺装完成;2.2采用规范1、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62- 2004)2、《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60- 2004)3、《公路工程技术标准》(JTG B01-2003)4、《公路桥涵地基和基础设计规范》(JTJ024-85)5、《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)三、基础资料该桥地质情况从上到下为黄土、古土壤、亚粘土和石灰岩。
前三种土质的侧阻力分别为65KPa、70 KPa、85 KPa。
由于本桩基础是支撑在基岩上的端承式。
基岩为石灰岩,其地基承载力特征值4000akf KPa。
四、结构设计4.1 孔跨布置根据路线设计线位,结合桥跨范围地形地质情况,对变截面连续梁桥孔跨布置设计,全桥孔跨组合为80m+125m+80m 。
图4-1 桥梁纵断面布置图4.2 箱梁结构箱梁采用的是单箱单室箱型截面。
桥面行车道的净宽为9m ,人行道净宽为2×1.5m ,因此在设计时设置2×0.5m 的防撞栏及2×0.25m 的人行栏杆。
故箱顶宽为13.5m ,底宽为7.5m ,箱梁顶为平行面。
箱梁跨中及边跨现浇段梁高为2.8m ,箱梁根部断面和墩顶0号梁段高为7.0m 。
从中跨跨中至箱梁根部,箱高、箱梁底板、箱梁腹板均是按照二次抛物线变化的。
01Midas Civil应用—变截面预应力连续箱梁1、三跨预应力混凝土连续箱梁建模及分析(1)基本概况一座三跨预应力混凝土连续箱梁桥桥梁长度:L=30m+50m+30m=110m,为钢筋混凝土结构;预应力布置形式:T构部分配置顶板预应力,边跨配置底板预应力。
材料特性混凝土:主梁采用C50混凝土,桥墩C40混凝土;钢材:预应力采用“Strand1860”;荷载:自重,程序自动计算;恒荷载:自重;预应力:钢束(φs15.2mm×37);截面积:Au=5180mm2,孔道直径:80mm;预应力与管道摩擦系数:0.17;张拉控制应力:1395MPa;移动荷载:适用规范:公路工程技术标准(JTG B01-2003)荷载种类:公路I级,车道荷载,即CH-CD。
(2)Midas Civil 连续梁桥分析步骤三跨预应力混凝土连续箱梁分析步骤如下:①设置操作环境及项目信息②定义材料和截面③建立结构三维模型④输入静力荷载⑤输入移动荷载数据⑥输入荷载组合⑦运行结构分析⑧查看分析结果(3)设置操作环境及项目信息打开【工具】/【单位系】/将单位体系设为KN,mm。
该单位可以根据输入数据的种类任意转换。
打开【文件】 /【项目信息】/完善基本信息。
(4)定义材料和截面。
打开【特性】/【截面特性值】/【截面】/【添加】/【设计截面】/【截面类型:单箱单室】,截面号:1,名称:跨中;定义PSC截面钢筋。
打开【特性】/【截面特性值】/【截面管理器】/【钢筋】;添加纵向钢筋:1、类型直线,板顶,Z:0.06m,数量65根,间距0.14m,直径:φ16mm;2、类型直线,板底,Z:0.06m,数量33根,间距0.15m,直径:φ16mm;抗剪钢筋:两端i、j钢筋相同,弯起钢筋(间距1.5m,角度45°,Asb:0.0005㎡);抗扭钢筋(间距:0.2m,箍筋Asv1:0.0004㎡,纵筋Ast:0.002㎡);抗剪箍筋(间距:0.2,Asv:0.0008㎡),计算箍筋内表面包围的截面核芯面积(打开),保护层厚度:0.05m,包括翼缘和悬臂。
三跨预应力箱型连续梁桥分析与设计学院专业年级班别学号学生姓名指导教师2010 年6 月2 日目录1.概要 (2)1.1 桥梁基本数据以及一般截面 (2)2.设定建模环境 (3)3.桥梁分析 (4)3.1 定义材料和截面 (4)3.2 建立结构模型 (6)3.3 建立荷载组 (9)3.4 输入荷载 (10)3.5 定义并建立施工阶段 (11)3.6 分析 (14)3.7 分析运行结果 (14)三跨预应力箱型连续梁桥分析与设计1.概要本桥为45+80+45三跨预应力混凝土变截面连续箱梁,采用悬臂法施工。
在此利用MIDAS进行分析与设计,其分析模型如图1所示:图1 分析模型(竣工后)1.1 桥梁基本数据以及一般截面1.桥梁基本数据如下:桥梁类型: 三跨预应力箱型连续梁桥桥梁长度: L =45.0 + 80.0 + 45.0 = 170.0 m桥梁宽度: B = 35.0 m斜交角度: 105˚2. 桥梁一般截面桥梁纵向剖面图与标准截面图分别如图2、3所示:图2 纵向剖面图3 标准截面2.设定建模环境文件/新建项目文件/保存(连续梁桥)工具/单位体系长度>m;力>KN图4 设定单位体系3.桥梁分析3.1 定义材料和截面模型/材料与截面特性/材料(输入结果如图5所示)1.混凝土:主梁采用JTG04(RC)规范的C50混凝土,桥墩采用JTG04(RC)规范的C40混凝土。
2.钢材:采用JTG04(S)规范,在数据库中选Strand1860。
3.截面:箱梁截面尺寸为截面尺寸如图4所示,墩采用实腹轨道型截面,其尺寸为:H=12m、H=3.5m。
图5 定义材料及截面3.2 建立结构模型参照图6(a)建立预应力箱型梁模型。
将每个桥梁段看作一个梁单元,以零号块和桥墩的交点、桥墩和桥墩的中心距离为基准分割单元。
满堂支架法区段应考虑下部钢束的锚固位置分割单元。
1.建立结构单元模型/节点/建立(如图6(b))将每个桥梁段看作一个梁单元,以零号块和桥墩的交点、桥墩和桥墩的中心距离为基准分割单元。
第题某简支空心板梁桥,计算跨径,横向由片空心板梁组成,桥面全宽,车行道宽度。
为了能达到规范要求的静载试验荷载效率值,拟采用辆加载车对桥梁进行静载试验,关于加载车辆重量的选择,下面哪种说法最为合理:()全断面计算的荷载效率达到规范允许值边梁的荷载效率达到规范允许值中梁的荷载效率达到规范允许值以上皆正确答案您的答案:题目分数:此题得分:批注:第题空心板梁桥单梁受力状态下,梁的汽车荷载横向分布系数为()。
答案您的答案:题目分数:此题得分:批注:第题汽车荷载作用下简支空心板梁桥支点剪力横向分布系数的计算应采用()。
刚接板梁法较接板梁法杠杆法刚性横梁法答案您的答案:题目分数:此题得分:批注:铰缝完好的简支空心板梁桥荷载横向分布曲线一般介于按()计算曲线之间。
刚接梁法和铰接板梁法刚性横梁法和铰接板梁法杠杆法和铰接板梁法刚性横梁法和刚接梁法答案您的答案:题目分数:此题得分:批注:第题案例四中,如果想对车致振动进行抑制,(理论上)可采取()的措施。
提高桥梁基本频率设计可调质量阻尼器增加加劲梁刚度限制重型车辆过桥答案您的答案:题目分数:此题得分:批注:第题案例四中,大桥被车辆带着振动(随车辆振动而振动)的主要原因是()。
桥梁动态响应过大桥梁基频太低桥梁动力刚度不够桥梁结构加速度偏大答案您的答案:题目分数:此题得分:批注:第题案例四中,桥梁的车桥耦合振动模拟计算表明,吊拉组合索桥的()存在问题。
设计施工监理管理答案您的答案:题目分数:此题得分:批注:第题案例四中,桥梁车桥耦合振动模拟计算的目的是评价吊拉组合索桥的()缺陷。
动态性能频谱结构阻尼结构振型耦合答案您的答案:题目分数:此题得分:批注:第题桥梁动载试验中,采集的振动信号拟用于频谱分析,若感兴趣的频率范围在,则采样频率至少应取()。
答案您的答案:题目分数:此题得分:批注:第题桥梁承载能力检算评定时,检算所需的技术参数应优先以()为依据确定。
设计资料竣工资料标准图实际调查和检测结果答案您的答案:题目分数:此题得分:批注:第题桥梁静载试验,关于结构校验系数的表述,正确的选项是()单选该指标是实测总值与计算值的比值该指标是实测残余值与计算值的比值该指标是实测弹性值与计算值的比值当结构校验系数大于时,可认为结构的安全储备大于设计要求答案您的答案:题目分数:此题得分:批注:第题案例二中三跨预应力混凝土连续箱梁桥做静载试验,静力荷载效率系数宜取()。
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、下承式拱桥三种桥型方案。
按照“有用、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54m+84m+54m的预应力混凝土连续梁桥为本次的推举设计桥型。
本设计利用MadisCivil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,一定要考虑混凝土收缩、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、桥梁荷载内力计算、桥梁预应力钢束的估算与布置、桥梁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、桥梁施工组织设计等主要内容。
最终,经过分析验算表明该设计计算方法正确,内力分布合理,符合设计任务的要求。
关键字:比选方案;连续梁桥;Midas;结构分析;验算ABSTRACTIn this design, accordiOK to the topography, and project requirements,accordiOK to the current highway bridge design specification of prestressed concrete continuous girder bridge forward,Prestressed concrete continuous rigid-frame structure,XiaCheOKShi arch bridge three schemes.AccordiOK to the "practical, beautiful, safe, economic and convenient for construction of bridge design principles, structure after the bridge of various final choice of 54m + 84m + 54m prestressed concrete continuous girder bridge design for this recommendation.This design usiOK the Madis Civil software analysis the structure,accordiOK to the size of the bridge, the basic model establishment bridge worked,then force analysis,calculation results of reinforced,for each phase analysis and construction.At the same time, must consider the concrete shrinkage, Creep force times and temperature resultant times factors.The design of prestressed concrete continuous girder bridge is mainly the upper structure design,in the design of the main bridge layout and structure size,load calculation,bridge prestressiOK tendons estimation and layout,the loss of prestress and stress of the bridge,the resultant checked,internal combination calculation,section stress calculation girder.Finally, after analysis shows that the design calculation method of calculatiOK the internal force distribution, reasonable, comply with the design requirements of the task.KEY WORDS:Selection scheme;Continuous girder bridge;Continuous rigid-frame structure;Arch bridge;Structure analysis;checkiOK computation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。
三跨预应力混凝土等截面连续箱梁桥设计目录1 工程概况 (1)1.1 自然地理概况 (1)1.1.1 桥梁建设规模 (1)1.1.2 主要工程材料 (1)1.1.3 气候及水文条件 (2)1.1.4 地层及岩性 (2)1.1.5 地质构造及特征 (3)1.1.6 岩体工程地质特征 (4)1.2 设计依据 (4)1.3 主要设计技术规范与标准 (4)1.4 设计标准 (5)2 连续梁桥构造设计 (6)2.1 总体设计 (6)2.2 主梁设计 (6)2.3 主要材料及基本数据 (7)2.4 毛截面几何特性计算 (8)3 行车道板计算 (10)3.1 桥面板荷载效应计算 (10)3.1.1 单向桥面板的内力 (10)3.1.2 悬臂端桥面板内力计算 (12)3.2 桥面板承载能力极限状态计算 (15)3.2.1 简支桥面板承载能力极限状态计算 (15)3.2.2 悬臂段桥面板承载能力极限状态计算 (16)3.3 持久状况抗裂计算 (18)3.3.1 简支桥面板抗裂计算 (18)3.3.2 悬臂端桥面板抗裂计算 (19)4 施工阶段内力分析(结构自重作用效应计算) (21)4.1 满堂支架施工流程及操作要点 (21)4.1.1 工法流程 (21)4.1.2 操作要点 (21)4.2 施工过程模拟模型的建立 (23)4.3 结构自重作用效应计算 (24)5 主梁内力计算 (27)5.1 汽车荷载作用效应计算 (27)5.1.1 冲击系数和折减系数 (27)5.1.2 汽车荷载横向分布影响的增大系数计算 (28)5.1.3 汽车荷载效应内力计算 (28)5.2 温度应力 (30)5.2.1 温差应力计算 (30)5.2.2 整体温度效应 (32)5.3 基础沉降次内力计算 (33)5.4 内力组合 (34)5.4.1 按承载能力极限状态设计 (34)5.4.2 按正常使用极限状态设计 (35)5.4.3 作用长期效应组合 (36)5.5 组合包络图 (41)5.5.1 基本组合包络图 (41)5.5.2 作用长短期效应组合包络图 (42)5.5.3 短期作用组合包络图 (43)6 预应力钢束估算及布置 (44)6.1 钢束估算 (44)6.1.1 按正常使用极限状态的正截面抗裂验算要求估束 (44)6.1.2 按正常使用极限状态截面压应力要求估算 (45)6.1.3 按承载能力极限状态的应力要求计算 (46)6.2 钢束布置 (50)7 预应力损失计算 (51)7.1 基本理论 (51) (51)7.2 预应力钢筋张拉(锚固)控制应力con7.3 预应力损失计算 (51)8 验算 (57)8.1 截面强度验算 (57)8.1.1 基本理论 (57)8.1.2 使用阶段正截面抗弯验算 (57)8.1.3 使用阶段斜截面抗剪验算 (61)8.2 施工阶段正截面法向应力验算 (65)8.3 抗裂验算 (68)8.3.1 规范要求 (68)8.3.2 正截面抗裂验算 (69)8.3.3 斜截面抗裂验算 (70)8.4 正截面混凝土压应力验算 (73)8.5 预应力钢筋拉应力验算 (77)8.6 使用阶段斜截面主压应力验算 (78)8.7 验算说明 (82)1 工程概况1.1 自然地理概况1.1.1 桥梁建设规模南京市六合区复兴桥工程位于南京市六合区复兴路,复兴路为南北向主干道,南接商城路,北接长江路,跨越滁河,是六合区连接滁河主要通道,道路全长918.571m,主桥宽26m。