畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-高坎-上官伯段的高坎大橋設(shè)計(jì).doc

-1-摘要本設(shè)計(jì)是根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求和公路橋規(guī)的規(guī)定,對高坎上官伯段的高坎大橋進(jìn)行方案比選和設(shè)計(jì)的。對該橋的設(shè)計(jì)，本著“安全、經(jīng)濟(jì)、美觀、實(shí)用”的八字原則，本論文提出兩種不同的橋型方案進(jìn)行比較和選擇：方案一為預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋，方案二為拱橋。經(jīng)由以上的八字原則以及設(shè)計(jì)施工等多方面考慮、比較確定預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋（錐形錨具）為推薦方案。在設(shè)計(jì)中，橋梁上部結(jié)構(gòu)的計(jì)算著重分析了橋梁在使用工程中恒載以及活載的作用利，采用整體的體積以及自重系數(shù)，荷載集度進(jìn)行恒載內(nèi)力的計(jì)算。運(yùn)用杠桿原理法、偏心壓力法求出活載橫向分布系數(shù)，并運(yùn)用最大荷載法法進(jìn)行活載的加載。進(jìn)行了梁的配筋計(jì)算，估算了鋼絞線的各種預(yù)應(yīng)力損失，并進(jìn)行預(yù)應(yīng)力階段和使用階段主梁截面的強(qiáng)度和變形驗(yàn)算、錨固區(qū)局部強(qiáng)度驗(yàn)算和撓度的計(jì)算。下部結(jié)構(gòu)采用以鉆孔灌注樁為基礎(chǔ)的雙墩柱，采用盆式橡膠支座，并分別對橋墩和樁基礎(chǔ)進(jìn)行了計(jì)算和驗(yàn)算。本設(shè)計(jì)全部設(shè)計(jì)圖紙采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)繪制，計(jì)算機(jī)編檔、排版，打印出圖及論文。還有，翻譯了一篇英文短文“Reliabilityanalysis”。關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土、簡支梁橋、鉆孔灌注樁、錐形錨具、AutoCAD。1AbstractThisisapartialstructdesignofaflyovercrossingthatisovertherailwayinGaokanShangguanbo,accordingtodesigningassignmentandthestandardofroadandbridge.Forthepurposeofmakethetypeofthebridgecorrespondingwiththeambienceandcostsaving,thispaperprovidestwodifferenttypesofbridgeforselection:thefirstoneispre-stressedconcretecontinuousbridge；thesecondoneisdoublecantileverhalfthroughno-thrustarchbridge.Afterthecomparisonsofeconomy,appearance,characteristicunderthestrengthandeffect,thefirstoneisselected.Inthisdesign,Thecheckingcalculationofstrengthofmaingirderwasprecedednotonlyinprestressedstatementbutalsoinusingstatement,deflection,precamberandtheassessmentofreinforcingsteelbarwerecheckedtoo.Thepierofthebridgewasbasingondiggingpile,andadoptedrubberpotbearing.Accordingtothecharacteristicoftheoverpassbridgeandspotcondition,itadoptedthemethodthatthecantileverjobplacingcombinedwithbracketjobplacing.AllofthedesigndrawingswereprotractedbyAutoCAD.ExceptthatthethesiscalledAnoteondynamicfractureofthebridgebearingduetothegreatHanshinAwajiearthquakewastranslatedintoChinese,andmadeareporton.Keywords:prestressedconcrete、AutoCAD、simplesupportedbeambridge、cast-in-placepile、coneanchoragedevice。2目錄第一部分橋梁設(shè)計(jì).1第一章水文計(jì)算.11.1原始資料.11.2水文計(jì)算.3第二章方案比選.62.1方案一：預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土簡支梁（錐型錨具）.62.2方案二：鋼筋混凝土箱形拱橋.10第三章總體布置及主梁的設(shè)計(jì).113.1設(shè)計(jì)資料及構(gòu)造布置.113.2主梁內(nèi)力計(jì)算.12第四章預(yù)應(yīng)力鋼束的估算及其布置.214.1跨中截面鋼束的估算與確定.214.2鋼束預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算.254.3截面強(qiáng)度驗(yàn)算.284.4預(yù)加內(nèi)力計(jì)算.344.5主梁斜截面驗(yàn)算.354.6截面應(yīng)力驗(yàn)算.414.7主梁端部的局部承壓驗(yàn)算.46第五章下部結(jié)構(gòu)的計(jì)算.505.1蓋梁的計(jì)算.505.2橋墩墩柱計(jì)算.575.3鉆孔灌注樁的設(shè)計(jì)計(jì)算.59第二部分英文翻譯.62Reliabilityanalysis:.62可靠性分析.73結(jié)束語.錯(cuò)誤!未定義書簽。1第一部分橋梁設(shè)計(jì)第一章水文計(jì)算1.1原始資料1.1.1水文資料：渾河發(fā)源于遼寧省新賓縣的滾馬苓，從東向西流過沈陽后，折向西南，至海城市三岔河與太子河相匯，而后匯入遼河。渾河干流長364公里，流域面積11085平方公里。本橋位上游45公里的大伙房水庫，于1958年建成，該水庫控制匯流面積5563平方公里，對沈陽地區(qū)的渾河洪峰流量起到很大的削減作用。根據(jù)水文部門的資料，建庫前渾河的沈陽水文站百年一遇洪峰流量位11700立方米/秒，建庫后百年一遇推算值為4780立方米/秒。渾河沒年12月初開始結(jié)冰，次年3月開始化凍。汛期一般在7月初至9月上旬，河流無通航要求。橋?yàn)樘幒佣螌儆谄皆瓍^(qū)次穩(wěn)定河段。1.1.2設(shè)計(jì)流量根據(jù)沈陽水文站資料，近50年的較大的洪峰流量如下：大伙房水庫建庫前1935年5550立方米/秒1936年3700立方米/秒1939年3270立方米/秒1942年3070立方米/秒1947年2980立方米/秒1950年2360立方米/秒1951年2590立方米/秒1953年3600立方米/秒1954年3030立方米/秒大伙房水庫建庫后1960年2650立方米/秒1964年2090立方米/秒1971年2090立方米/秒1975年2200立方米/秒1985年2160立方米/秒根據(jù)1996年沈陽年鑒，渾河1995年最大洪峰流量4900立方米/秒（沈陽水文站）為百年一遇大洪水。1995年洪水距今較近，現(xiàn)場洪痕清晰可見，2根據(jù)實(shí)測洪水位，采用形態(tài)斷面計(jì)算1995年洪峰流量為5095立方米/秒，與年鑒資料相差在5之內(nèi)。故1995年洪峰流量可作為百年一遇流量，洪水比降采用渾河洪水比降0.0528。經(jīng)計(jì)算確定設(shè)計(jì)流量為Qs4976.00立方米/秒，設(shè)計(jì)水位16米。1.1.3地質(zhì)資料：一、自然地理本橋址區(qū)地處渾河流域的沖擊平原，地勢較平闊。河水為季節(jié)性河流，主要受底下徑流或大氣降水所補(bǔ)給。汛期每年七月下旬至八月下旬，近幾年，尤其是2000年河水位歷史少見的下降，以致影響工農(nóng)業(yè)、甚至民眾生活用水。本區(qū)于北寒溫帶氣候類型，為類型凍土區(qū)，凍結(jié)深度1.401.45米。冬季漫長，氣候比較干燥；春秋較短，稍較溫濕，宜植被生長。二、大地構(gòu)造橋地區(qū)正位于走向北東、傾向北西二界溝斷裂上，此斷裂南西至營口，北東至沈陽40公里，走向北東、傾向北西的撫順營口斷裂相交。這兩斷裂均屬郯城廬江大斷裂帶系統(tǒng)。二界溝斷裂最后一次活動(dòng)時(shí)期為白堊紀(jì)。三、地層及巖性橋址區(qū)地層，上部為第四紀(jì)厚611米的圓礫層，d2mm為7080；d20mm為3237，為卵石層。但通過橋位附近采礫場，從河底下67米深挖采處的砂礫中最大可達(dá)2535cm，個(gè)別甚至達(dá)40cm左右。從實(shí)際使用地址資料出發(fā)，d80-100mm顆粒，一般未予計(jì)入百分含量內(nèi)，且無代表性。礫石顆粒，尤其稍大顆粒，巖石強(qiáng)度較高，無棱角，磨圓程度良好。其巖性或礦物成份由花崗巖類或砂頁巖、石灰?guī)r以及其他暗色礦物構(gòu)成。礫石層底或風(fēng)化巖頂面標(biāo)高自南而北為2.8米4.9米，由低而高坡形上升，高差2.1米左右，但由于鉆孔間距較遠(yuǎn)，不知其間有無起伏。礫石層下部為前震旦紀(jì)花崗巖，上部為全風(fēng)化，下部為強(qiáng)風(fēng)化或局部全風(fēng)化。上部為散體狀，下部為碎石狀且散裝體。1、圓礫：褐黃色或褐灰色，d2mm為7380，松散，其間含粗礫砂薄層。砂礫顆粒強(qiáng)度較高，軟弱顆粒含量較少。drp15.5mm，d9573.1mm，d100.77mm，CU=73.1,paK4000，Kpa1800。2、圓礫：褐黃色或褐灰色，d2mm為7380，中密，其間夾含粗礫砂薄層。砂礫顆粒強(qiáng)度較高，磨圓或磨光程度良好。drp15.5mm，d9574mm，d100.77mm，CU=67.1,paK5500，Kpa2500。3混和巖：全風(fēng)化，散體狀，砂礫狀或土狀。paK3500，Kpa700。4、混和巖：褐黃色，全風(fēng)化或含強(qiáng)風(fēng)化，碎石狀或局部為散體裝，砂礫狀。paK4500，Kpa90035、混和巖：褐黃色，強(qiáng)風(fēng)化，碎石狀。paK6000，Kpa12006、混和巖：強(qiáng)風(fēng)化，碎石狀。paK12008000，Kpa16010007、混和巖：褐黃色，強(qiáng)風(fēng)化或全風(fēng)化，碎石狀或散體狀。paK8005000，Kpa16010008、混和巖：褐黃色，強(qiáng)風(fēng)化，節(jié)理裂縫發(fā)育，巖石破碎，碎石狀。paK140012000，Kpa28024009、混和巖：褐黃色，強(qiáng)風(fēng)化，節(jié)理裂縫發(fā)育，巖石破碎，碎石狀，不能提取巖芯。paK200017000，Kpa400240010、混和巖：褐黃色，強(qiáng)風(fēng)化，節(jié)理裂縫發(fā)育，巖石破碎，碎石狀，不能提取巖芯。paK230022000，Kpa460450011、混和巖：褐黃色，強(qiáng)風(fēng)化，節(jié)理裂縫發(fā)育，巖石較比破碎，碎石狀，不能提取巖芯。paK26000，Kpa52001.1.4工程地質(zhì)評(píng)價(jià)1、工程地質(zhì)條件良好，無不良工程地質(zhì)現(xiàn)象或地段。2、地下水位深0.775.40米，砂礫顆粒較大，地下水較豐富。鉆孔過程中于標(biāo)高36米左右地段常常孔壁塌落，有時(shí)越發(fā)嚴(yán)重，以致鉆孔無法繼續(xù)鉆進(jìn)，成為廢孔。由于采用膨潤土同聚丙乙烯胺混和成漿糊流體護(hù)壁，才能得到有效控制。1.2水文計(jì)算1.2.1橋孔長度確定：a.單寬流量公式j(luò)LcsqQ水流壓縮系數(shù)06.01)(cchBK次穩(wěn)定河段1K0.92則228.1)355.443.533(92.006.0河槽平均單寬流量Cq014.843.5334275BcQc4最小橋孔凈長jL6.505)014.8228.1(4976mb過水面積法沖刷前橋下毛過水面積Wq)1(PVsQs式中：沖刷系數(shù)P取1.3設(shè)計(jì)流速VS=Vc1.84因橋墩阻水而引起的橋下過水面積折減系數(shù)0625.0645.2jL6050壓縮系數(shù)1Wq2221984.13.1)0625.01(0.14976m凈過水面積Wj（1-220802219)0625.01()mWq橋孔凈長61.477355.42080hWljjm1.2.2壅水計(jì)算橋前最大壅水高度)(202VVmZ河灘路