本科橋梁專業(yè)畢業(yè)設計

摘要本設計根據(jù)設計任務要求,依據(jù)現(xiàn)行公路橋梁設計標準,兼顧實用，平安，經(jīng)濟，美觀的原那么；經(jīng)初選后提出了預應力混凝土三跨連續(xù)梁橋、預應力混凝土四跨連續(xù)梁橋、連續(xù)剛構橋三個比選橋型，綜合各個方案的優(yōu)缺點之后把預應力鋼筋混凝土三跨連續(xù)梁橋作為推薦方案，進行了結構細部尺寸擬定、靜活載內(nèi)力計算、配筋設計及控制截面強度、應力驗算，活載變形驗算等。經(jīng)分析比擬及驗算說明該設計計算方法正確，內(nèi)力分布合理，符合設計任務的要求。關鍵詞：方案預應力混凝土連續(xù)梁橋連續(xù)剛構橋設計方案結構分析驗算Topic:PrestressedconcretebridgesDepartment:Bridge,HighwayAbstract:theprocessofdesignment：AccordingtothedesignassignmentandthepresentHighwayBridgeSpecifications,afterpreliminaryanalysis,threetypesofbridgearepresented,theyarethree-spanprestressedconcretebridge,four-spanPrestressedconcretebridgeandframebridge.Aftercomparingtheircharacterscomprehensively,theprestressedconcretebridgesareselectedasthemaindesignschemeforfurtheranalysis.Throughstructuredimension’sdrawingup,internalforcecalculationofdeadandlivingload,prestressedsteeldesign,hypoforcecalculation,assessmentofprestressloss,checkingcomputationofkeysectionintension,stress,livingloaddistortion,Theconclusioncanbedrawnthatthedesignisuptotheassignment.Keyword:Design;bridge;Prestressedconcretebridge;cancreteble-stayedcobridge;themaindesignschemeforfurtheranalysis;Structureanalysisandcheckingcomputation長安大學畢業(yè)設計〔論文〕任務書設計內(nèi)容〔論文闡述的問題〕擬定橋型比擬方案三個。擇優(yōu)推薦方案。進行推薦方案上部結構內(nèi)力分析，截面設計。進行推薦方案的施工驗算。設計原始資料〔實驗、研究方案〕橋位地址剖面圖平曲線半徑R=∞縱坡i=0單向橫坡i=2%主要技術指標設計荷載：汽——超20級?！妗娴卣鹆叶龋?度設計完成后提交的文件和圖表〔論文完成后提交的文件〕計算說明書局部：設計指導思想、重點、難點各個方案的特點，推薦方案的被選理由推薦方案上部結構的結構計算書、截面設計計算書推薦方案施工驗算書施工中考前須知設計小結圖紙局部：方案比擬圖推薦方案整體布置圖推薦方案施工示意圖推薦方案上部結構配筋構造圖細部構造圖主要參考資料1.《公路工程技術標準》JTGB01-20032．《橋規(guī)》3．教材：《橋梁工程》、《結構設計原理》、《根底工程》、《橋梁電算》4．與推薦方案相類似的手算實例。TheDesignofLuo-XiBridgeGeneralTheLuo-Xibridge,Guangdong,nowunderconstructionisafourlanehighwaybridgedownstreamofZhu-JiangRiver.ThemainbridgeisdesignedjointlybyHighwayPlanningandDesignInstitute,MOCandHighwaySurveying,PlanningandDesignInstitute,Guangdong.ThewholebridgeisconstructedbyConstructionDivision,DepartmentofCommunication,GuangdongProvince.ThisbridgeisatsouthpartofGuangzhoucity,acrosstheZhu-JiangRiver.Thewidthoftheriveris461m,averagedepthofwater,averagevelocityofwater/sec.Thebediscoveredwithsandofmediumsize,clayandweatheredsandstoneetc.,averagethickness.Thebedrockisbrownsandstonewhichhasanaveragecompressivestrength10MPa.Theflowissteadyandscouringofriverbedisnotgreat.Shippingboatsare5000～7000t,navigationwidth120m,height34m.Becausethenavigationisnotclosedatconstructionperiod,anyconstructionequipmententerthenavigationchannelisnotpermitted.Threealternativeswereconsideredinselectingthetypeofbridge.Theseare:continuousrigidframebridgewithmainspanof180m,continuousgriderbridgewithmianspanof150mandcablestayedbridgewith2pylonswithmianspanof230m.Asthepersenttrendistoeliminateexpansionjointsaswellasbearingsinthedesignoflongbridges,aftertechnicalandeconomicalcomparison,theschemeof65+125+180+110mcontinuousrigidframeisfinallyadoptedinthedesign.Themainbridgeis480mlongwithexpansionjointsprovidedonlyatitsjunctionswithapproaches,andthesuper-structureofthemianstructureiscompletelyintegralwiththepierstoformarigidframe.Singleboxisusedforsuperstructureofmainbridge.Heightofboxis4matbearingofNo.2pier,and10matbearingofNo.3andNo.4pier,and3m×,placedonpilecapimmersedinwater.ThepierissupportedbyagroupofΦcastinsitureinforcedconcreteboredpiles.No.2pierrestson12boredpileseachlong,andNo.2、No.4piersreston24pileswithaveragelengthof47.3andrespectively.Topreventdamageofmainpierduetoshipcollisiondoublewallcircularsteelcofferdamwithdiameterof28mattopand23matbottomareusedaroundNo.3andNo.4pierservingasencirclingstructureofartificialisland.Potrubberbearingswhichallowonlylongitudinaldisplacementareprovidedattheendpiersofmainbridgestotransmitlateralshearforce.Thegenerallayoutofwholebridgeisshowninfig.1.ConcreteConcretewith28daysstrengthof50MPaisusedforsuperstructureandNo.2、No.3、No.4pierwalls,andconcretewithstrengthof30MPaisusedforNo.1、No.5pierwallsandpilecaps,andconcretewithstrengthof25MPaisusedforpiles.Differenttestmixesofconcretearerequiredtofindthesuitableconsistencytofacilitatethecastingofconcreteatdeepbottompartsofboxsectioninwhichthereinforcedsteelandprestressedtendonaredenselydistributed.Durability,appearanceandwatertightnessofconcreteshallconformtotheappropriaterequirements,andtherequirementtoremovetheformonedayaftercastingofconcreteandtotakeloadafterthreedaysofcastingshallalsobeobserved.Comprehensivetestsshallbeundertakenbeforeconstructiontoascertainthemodulusofelasticityaswellascreepandshrinkagecharacteristicofconcrete.PosttensionedtendonandprestressingsystemPosttensionedtendonofsuperstructureiscomposedofwirestrandsandhighstrengthbars.Table1givesthecharacteristicofthepretressedsteel.ThesevenwirestrandissuppliedbyVSLHongKong,andhighstrengthbarsdomesticproduct.Table1.CharacteristiesofPrestressingSteelItemsSevenwirestrandsHighstrengthbarsNominaldiameter(mm)32Nominalcrosssection(mm2)99804Ultimatestrength(N/mm2)18651028Yieldstrength(N/mm2)1665765Relaxation(1000/h,20℃<7%<5%Allthelongitudinalpretressingtendonsare19Φor31Φstrands,anchoredatoneendbyEC5-19orEC5-31VSLanchorrespectively,whichhasultimatetensilestrength3496kNand5704kNrespectively,andthetensileforceadoptedis75%ofultimatetensileforce.Frictionallossisrathersmallduetorelativestraightnessofduct,hencethestrandshavinglengthlessthan70mareprestressedonlyatoneend,andprestressedatbothendsforlongerlength.Thelongestcontinuoustendonofmainspanexceeds190m,whichisthelongestprestressedtendonsusedinourcountry.EC5-31VSLanchorisusedfortransverseprestresssing,prestressedalternativelyatdistancecentertocenter100cm.Singleordoubleφ32finishrolled,deformedhighstrengthbars,spacedat50cmcc.areusedasverticalprestressedtendonsofwebs.Threewayofprestressisusedinthisbridge,Thedomesticφ32finishrolled,deformedhighstrengthbarsareusedasverticalprestresssingbars,andVSLprestressingsystemsareusedaslongitudinalandtransverseprestresssingstrands.Sixkindsofstrandsareused,whicharestrandattopslab,strandatbottomslab,drapedstrand,continuousstrand,poststrengtheningstrand,andtemporarystrand.Table2showskindsandquantitiesofstrandsusedatdifferentlocations.Table2.Types、KindsandQuantitiesofStrandsatDifferentLocationsItems65mmidspanTopofNo.2pier125mmidspanTopofNo.3、No.4pier180mmidspan110mmidspanStrandattopslab(EC5-31)2262Drapedstrand(EC5-31)88ContinuousStrand(EC5-31)444444Strandatbottomslab(EC5-19)26304026Poststreng–theningstrand(EC5-19)4444Temporarystrand(EC5-19)2222Thetypeofstrandattopslabisdeterminedbydividingthetotalrequiredprestressingforceattheendsectionbytheeffectiveprestresssingforceofeachstrandandtotalnumberofsegmentsandshallbe2～4.Strandsbentverticallyaswellhorizontally,i.e.bentinspace,areusedforlongitudinalstrands.Strandsintopslabshaveitsanchorageconcentratedatthehaunchesattopofweb,strandsinbottomslabsshallbeanchoredasclosetowebsaspossible.Thiswillreducelocalstressandatthesametimetransmit,inashortpath,theconcentratedprestressingforcetothewholecrosssection.Thecomplicatedanchoragesplaysmaybeavoidedbyanchoringthetopslabstrandsinthehaunches.Whenthelongitudinalstrandsattopandbottomslabsareshiftedhorizontalplaneinordertoanchoratgivenlocation,itshallbeshiftedinaScurvetoeliminatethelateralcomponentofforceinducedatanchoragebytheconcentratedprestressingforce.Allowanceisprovidedforthedeviationduetolongitudinalverticalcurveofdeck,andthisisconsideredinthecoordinatesofstrandducts.TypeandmaindimensionofsectionofsuperstructureAsthemomentatpiersectionofsuperstructureduetodeadloadconstitutes84%ofthetotalmomentandthemomentatclosuresectionisonly5%ofthetotalmomentatpiersection,themainconceptofselectingtypesandmaindimensionofsectionistoreducedeadweightandtoincreasetheeffectiveresistingcapacityofcrosssections,Themeasuresare:Toreduceselfweightandextratopandbottomslabareatoaccommodategreatunmberoftendons,largecapacityVSLprestressingsystemisfirstintroducedwithjacking4275kN.Withtheuseoflargecapacityprestressingsystem,thedimensionoftopandbottomslabareentirelygovernedbytheloadingrequirement,thusresultinginmorethan60%savingintopandbottomslabsectionscomparedwiththe24wire.Freyssinetsystemnowinuse.Besidesthenotablesavingincost,itfacilitatesdesignandconstructionwork,andshortenstheconstructionperiod.Usesingleboxsectionwiththinwallstoincreasemomentofinertiaperunitarea.TheheightofclosuresectionisselectedasL/60toreducesthedeadweightbutprovidessufficientrigidity.Thetorsionalrigidityofclosedsingleboxsectionis60timesthatofopensection.Theratioofspantowidthis11.6.Afteraccurateanalysis,itisfoundthattorsionhasonlyalittleeffectoninternalforce.Hencenodiaphragmisusedexceptatpiersection,thisreducesdeadweightandfacilitatesconstruction.TypeofmainpierTwinflexiblelegsofthinhollowboxsectionareusedaspiertoprovidegreaterlongitudinalflexuralrigidityandtorsionalrigidityinplanesoastoaccommodateforlongitudinalmomentproducedbyunbalancedconstructionloadsaswellastorsioninplaneproducedbylateralwindloadduringthecantileverconstructionofbridge.Thistype,twinflexiblelegsofthinhollowboxsection,uses40%lessconcretethansolidsectionandhasgreaterflexuralrigidityandtorsionalrigiditythansinglecolumnpierofthesamecrosssectionalarea,and,inaddition,haslessthrustresistingrigiditysothattheinternalforcesduetotemperature,creepandshrinkagearereduced.TypeoffoundationDuetothepresenceofaratherthickclaylayeratNo.3pierofmainbridge,boredpileshavetobeused,itsdiameter,sodeterminedbytheequipmentaswellasexperienceoftheconstructingparty.StructureofartificialislandThedesignerspaidgoodattentiontotheshipcollisionwhichhadcausedmanyseriousdamages.Asiswellknown,theeffectivepreventivemeasureistoconstructartificialprotectiveislandaroundpier.Afterstudyingcomprehensivelythescouringofriverbed,depthofwater,thethicknessandtypesofoverlyingsoil,andthedepthofrocklayer,thedesignerconcludedthatitisfeasibletouseartificialislandinthisbridge,thereasonsare:Heightofdoublewallsteelcofferdam,actingasencirclingstructureofartificialisland,isonlyabout20maftertakingaccountofnavigationwaterlevelandscouringdepth.ThehighdoublewallsteelcofferdamatNo.4piercanembeddirectlyonrocklayerwhichunderliesatshallowdepth,andtheoverlyinglayeraboverockismediumandfinesandthroughwhichthecofferdamsinkswithoutmuchdifficulty.TherocklayeratNo.3pierunderliesatgreaterdepth,butthereisalayerofclayontopofrockandthecofferdammayrestatthedesireddepthinthislayer.Ontopofclaylayerthereisalsoalayermediumandfinesand.EconomicalindexesPartoftheeconomicalindexesofthisbridgeisgivenintable3.Table3.IndexesperSquareMeterItemsConcrete(m3)Strand(kg)Ordinaryreinforcement(kg)BoxgirderofsuperstructureSidepiersandfoundationTotalConstructionmethodsThedoublewallcofferdamissunktothedesignelevationbysandblowingandthenisrefilledtoformtheartificialisland.Theworksaboutpileconstructionthenproceedontheartificialisland.No.2pierisconstructedbyliftingfrommethodwhileNo.3andNo.4piersareconstrucatedbyslipformmethod.Thezeroblocks(segmentoverpiersupport)arecastonfalseworkandbracketsrespectively.Twopairsoftravelingcarriagesareused,enablingsimultaneouscarryingoutbycastinplacebalancedcantileversegmentalconstructionmethodonNo.3andNo.4piers.Designweightofeachtravelingcarriagesis1088kN,maximumweightofloadcarriedis1784kN.Thereare24pairsofbalancedcantilevercastingworkforeachmainTofNo.3andNo.4piers,tenworkingdaysofskilledlabourarerequiredforeachoperatingcycleof2segments.The20mand30mlengthcastinplaceportionsofthesidespanarepouredonfalsework.廣東洛溪橋主橋設計總體設計廣東落溪大橋是跨越珠江下游主航道的一座四車道公路橋。主橋由交通部公路規(guī)劃設計院與廣東省公路勘察規(guī)劃設計院共同設計，廣東省公路工程處施工。該橋位于廣州市南郊，橫跨珠江，江面寬461m，平均水深7.28m，平均流速0.97m/s。河床外表被中砂、淤泥和風化巖等所覆蓋，平均厚度為19.2m。基巖為紅褐色泥質(zhì)砂巖，平均抗壓強度10MPa左右。河床沖刷不大。通航海輪5000噸級~7000噸級。凈跨120m，通航凈高34m。由于在施工期間通航不能封閉，所以不允許任何施工設備進入通航河道。有三種橋型方案可供選擇。這三種橋型方案是：主跨為180m的連續(xù)剛構；主跨為150m的連續(xù)剛構和主跨為230m的門式斜拉橋。根據(jù)當前國際長大橋向著無支座、無伸縮縫開展的趨勢，以及從技術經(jīng)濟上進行比擬，選定主橋結構為65+125+180+110m的連續(xù)剛構作為最終的設計方案。主橋全長480m，除兩端與引橋連接處設置了伸縮縫外，在主橋全長范圍內(nèi)，上部結構與墩身的連接全部采用了整體結構?！?.0m鋼筋混凝土空心雙柱墩。樁基用1.5m直徑的嵌巖樁，兩個主墩分別由樁長47.3m和27.1m的24根樁組成。為了防止主墩因船舶撞擊而造成損壞，在主墩外圍設置了上部直徑為28m、下部直徑為23m的雙層鋼圍堰作為人工防撞結構。在主橋兩端的邊墩上設置了只允許縱向位移的盆式橡膠支座。主橋的總體布置見圖1?；炷辽喜拷Y構及2、3、4號墩墩身采用28天強度為50MPa的混凝土，1、5號墩墩身及各墩承臺采用30MPa，樁基采用25MPa混凝土。設計要求進行不同配合比的混凝土試驗，以便找出最正確配合比。同時要求有足夠的和易性，以便澆注到鋼筋和鋼束密布且很深的箱梁底部去。此外耐久性、外觀、水密性均應滿足常規(guī)要求，也應保證一天以后拆模和三天加載的標準。為了確定彈性模量和了解混凝土的收縮徐變特性，要求在施工前進行綜合性的實驗。后張預應力體系上部結構采用由鋼絞線和粗鋼筋組成的后張預應力體系，表1給出了預應力鋼材的特性。7絲一根的鋼絞線由香港VSL公司提供，粗鋼筋為國內(nèi)產(chǎn)品。表1預應力鋼材特性工程七絲鋼絞線粗鋼筋標準直徑(mm)32標準截面積(mm2)99804極限強度(N/mm2)18651028屈限強度(N/mm2)1665765100h,20松弛率(初始應力為極限應力的75%)<7%<5%全部縱向預應力鋼束為含有19根和31根Φ12.8mm的鋼絞線，采用VSL公司出產(chǎn)的EC5-19及EC5-31型預應力錨頭在每一端錨固，EC5-19及EC5-31的極限拉應力分別為3496kN和5704kN，采用的張拉力為極限張拉力的75%。由于管道相對較直，所以摩阻損失較小，因此70m以下長度的鋼束僅從一端張拉，再長的那么由兩端張拉。主跨連續(xù)束的最大長度超過了190m，是我國迄今設置的最長的預應力鋼束。橫向采用VSL公司出產(chǎn)的EC5-31型預應力錨頭交替張拉，中心間距100cm。腹板以中心間距50cm的單根和雙根32的精軋螺紋粗鋼筋作豎向張拉。本橋采用三向預應力，除豎向預應力采用國產(chǎn)φ32的高強精軋螺紋粗鋼筋外，縱橫向均采用VSL預應力體系，縱向預應力設置了頂板束、底板束、下彎束、連續(xù)束、后期加強束、臨時束共六種，各部位預應力束的類型及數(shù)量見表2。表2各部位鋼束型號及數(shù)量工程65m合龍段2號墩頂125m合龍段3號、4號墩頂180m合龍段110m合龍段頂板束(EC5-31)2262下彎束(EC5-31)88連續(xù)束(EC5-31)444444底板束(EC5-19)26304026后期加強筋(EC5-19)4444臨時束(EC5-19)2222頂板束的型號主要是根據(jù)根部截面需要的總預應力除以每一束的有效預應力和梁段總數(shù)來決定，其值控制在2~4之間。縱向鋼束均采用平豎彎相結合的空間曲線。頂板鋼束集中錨固在腹板頂部承托中，下底板鋼束盡可能靠近腹板錨固，這樣既可減小局部應力，同時又可將集中的預應力以較短的傳力路線分布到全截面上，對錨固在承托中的頂板鋼束尚可防止外形復雜的齒板構造。當頂?shù)装蹇v向鋼束為了錨固在指定的位置而在平面上進行平移時，一律按S形曲線進行平移，以消除集中的預應力在錨固點產(chǎn)生的橫橋向分力。鋼束管道坐標考慮了由橋面縱向豎曲線引起的偏差。上部結構截面形式和主要尺寸考慮到根部截面由自重產(chǎn)生的彎矩為根部總彎矩的84%，合龍段截面的總彎矩僅為根部總彎矩的5%，因而在擬定上部結構截面形式和主要尺寸時的一個主導思想，在于減輕自重增加截面的有效承載力，為此：為了減輕自重，防止因布束需要而增加上下底板面積，在國內(nèi)首次采用大噸位的VSL預應力體系，張拉噸位達4275kN，實踐說明，采用大噸位預應力體系后，上下底板尺寸完全由受力特性控制，如與24絲弗氏錨比擬，減少了上下底板面積約60%以上，經(jīng)濟效果極為顯著，同時也方便了設計和施工，縮短了施工周期。采用單箱單室薄壁截面，以提高單位面積的慣性矩。在保證必須的剛度前提下，取L/60的較小的合龍段梁高，以充分減輕自重。由于采用閉口單箱單室截面，其抗扭剛度比同尺寸的開口截面大了約60倍，長寬比為11.6。通過精確分析，扭轉對內(nèi)力的影響極微。由此設計者除在墩頂設置了橫隔板以外，其余截面均無橫隔板，這樣既減輕了自重，也方便了施工。主墩形式為了加大順橋向抗彎剛度和平面抗扭剛度，以適應懸臂施工期間由不平衡施工荷載產(chǎn)生的順橋向彎矩和橫向風載產(chǎn)生的平面扭矩，采用了雙柱式薄壁空心墩，這種雙柱式薄壁空心墩不僅較實心墩節(jié)約混凝土40%，同時在相同面積條件下較單柱式墩具有較大的抗彎剛度和抗扭剛度，但又具有較小的抗推剛度以減小因溫度、收縮徐變產(chǎn)生的內(nèi)力。根底形式由于3號主墩處有一層較厚的粘土層，必須采用樁根底，根據(jù)施工單位現(xiàn)有鉆孔設備和施工經(jīng)驗，樁徑采用1.5m。人工島結構船舶的撞擊曾經(jīng)造成了許多嚴重事故，設計者非常重視這一問題。眾所周知，有效的解決方法是圍繞墩身修建保護性的人工島，設計者全面研究了河流的沖刷、水深、覆蓋層厚度與土類、基巖的深度等情況后，認為本橋具備了采用人工島的條件，因為：在考慮通航水位及沖刷深度后，作為人工島的外圍結構的雙層鋼圍堰總高度僅20m左右。4號主墩基巖深度較淺，高的雙層鋼圍堰可直接下到基巖上，基巖上的覆蓋層又為利于鋼圍堰下沉的中細砂。3號主墩基巖雖然較深，但基巖之上有一層粘土層，鋼圍堰可設置在此層一定深度的位置上，粘土層之上也為中細砂。經(jīng)濟指標本橋的局部經(jīng)濟指標見表3。表3每平方米指標工程混凝土(m3)鋼絞線(kg)普通鋼筋(kg)上部箱梁2、3、4號主墩邊跨及根底合計2施工方法雙層鋼圍堰采用吹砂下沉至設計標高后，再回填筑成人工島。2號墩采用提升模板施工，3、4號主墩采用落地支架施工。零號塊和1、2號塊分別在支架和托架上進行澆注，然后利用兩對掛籃同時進行3、4號墩各梁段的對稱懸臂澆注施工，每一掛籃自重為1088kN，需要承受的最大重量為1784kN。3、4號主T各需進行24對梁段的澆注，在工藝成熟之后，每10天可澆注兩個梁段。兩邊跨20m和30m的現(xiàn)澆段在落地支架上進行澆注。長安大學本科生畢業(yè)設計開題報告表設計題目HNX河大橋設計學生姓名李江平指導老師楊炳成老師專業(yè)橋梁工程院系公路學院2004年6概述〔本設計的主要目的及設計內(nèi)容、設計依據(jù)、相關標準等〕目的：使學生在學完培養(yǎng)方案所規(guī)定的根底課、專業(yè)根底課及各類必修和選修專業(yè)課程之后，通過畢業(yè)設計這一環(huán)節(jié)，較為集中和專一地培養(yǎng)學生綜合運用所學的根底理論、根本知識和根本技能，分析和解決實際問題的能力。和以往的理論教學不同，畢業(yè)設計是要學生在老師的指導下，獨立地、系統(tǒng)地完成一個工程設計，以期能掌握一個工程設計的全過程，在穩(wěn)固已學課程的根底上，學會考慮問題、分析問題和解決問題，并可以繼續(xù)學習到一些新的專業(yè)知識，有所創(chuàng)新。設計內(nèi)容：1．按適用、經(jīng)濟、平安、美觀的原那么，至少選擇3個可比性橋型方案。2．對推薦方案進行結構設計。合理選擇建筑材料，擬訂結構與構件的幾何尺寸，并做出配筋設計。3．對主要承重構件進行受力分析，計算各種荷載作用所產(chǎn)生的內(nèi)力，并進行荷載組合。4．驗算主要承重構件的強度、剛度與穩(wěn)定性。5．選擇合理可行的施工方案與方法，以及主要的施工程序。6.按要求完成圖紙，外文翻譯，摘要等相關內(nèi)容。7．圖紙局部：1)方案比選圖，2)推薦方案總體布置圖，3)一般構造圖,4)配筋布置圖，5)施工示意圖。設計依據(jù)：設計荷載：汽車-超20級、掛車-100級橋面凈寬：0.5+11.25+2.0+11.25+0.5=26米℃℃.材料：50號混凝土；預應力鋼筋：Φ15預應力鋼絞線;非預應力鋼筋：直徑>=12mmII級螺紋鋼筋，直徑<=12mmⅠ級光圓鋼筋；錨具：XM錨或OVM錨主要參考資料：1:土木工程專業(yè)畢業(yè)設計指南—橋梁工程分冊2:《橋梁工程》教材3:《結構設計原理》教材4:《根底工程》教材5:《橋涵水文》教材6:《橋梁計算例如集》人民交通出版社出版7:《橋梁上部結構計算例如(二)》重慶交通學院等校合編主要技術指標:JTJ021-89《公路橋涵設計通用標準》JTJ022-85《公路磚石及混凝土橋涵設計標準》JTJ023-85《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計標準》JTJ024-85《公路橋涵地基與根底設計標準》方案比選序號方案類別比擬工程第一方案第二方案第三方案主橋：預應力混凝土連續(xù)剛構橋(75m+136m+75m)預應力混凝土連續(xù)梁〔三跨〕〔80m+130m+80m〕預應力混凝土連續(xù)梁橋〔四跨〕(55m+2x90m+1橋高〔m〕2橋長(m)2862902903工藝技術要求采用懸臂施工法在橋梁設計中要考慮施工過程中的受力狀態(tài)及由于體系轉換和其他因素引起的附加內(nèi)力.技術先進，工藝要求較嚴格.但采用懸臂施工體系轉換較多，施工線形及合龍技術要求較高.需大噸位支座.技術先進，工藝要求較嚴格.但采用懸臂施工體系轉換較多，施工線形及合龍技術要求較高.需大噸位支座.4施工難易程度橋梁上部采用掛籃懸臂澆注施工，施工時要對稱澆注，應注意立摸高程的合理設置，準確控制懸澆高程，施工要求較高.采用掛籃懸臂澆注施工；不需大量施工支架和大型臨時設備，不受跨數(shù)限制，橋梁施工受力狀態(tài)與運營受力狀態(tài)根本相近.采用掛籃懸臂澆注施工；不需大量施工支架和大型臨時設備，不受跨數(shù)限制，橋梁施工受力狀態(tài)與運營受力狀態(tài)根本相近.5橋型特點主墩無支座，施工無體系轉換，伸縮縫少，行車舒適性好，順橋向抗彎剛度和橫向抗扭剛度大，受力性能好.順橋向抗推剛度小，故能有效地減小溫度、混凝土收縮徐變和地震影響.有利于養(yǎng)護維修.結構受力性能好，變形小，伸縮縫少，行車平順舒適，造型簡潔美觀，養(yǎng)護工程量小，抗震能力強.主墩有支座，順橋向抗彎剛度和橫橋向抗扭剛度小，不利于懸臂施工的橫向抗風要求.結構受力性能好，變形小，伸縮縫少，行車平順舒適，造型簡潔美觀，養(yǎng)護工程量小，抗震能力強.主墩有支座，順橋向抗彎剛度和橫橋向抗扭剛度小，不利于懸臂施工的橫向抗風要求.推薦方案的設計內(nèi)容第二方案為本設計的推薦方案，其設計內(nèi)容如下：1.合理選擇建筑材料，擬定結構與構件的幾何尺寸；2.對主要承重構件進行受力分析，計算各種荷載作用所產(chǎn)生的內(nèi)力，并進行荷載組合。3.內(nèi)力計算：包括恒載內(nèi)力、活載內(nèi)力和附加內(nèi)力的計算，內(nèi)力組合，內(nèi)力包絡圖的繪制；4.配筋設計；5.施工階段和使用階段的應力驗算驗算主要承重構件的強度、剛度與穩(wěn)定性。6.選擇合理可行的施工方案與方法，以及主要的施工程序。設計進度方案〔時間安排〕1、橋梁總體布置，構件尺寸擬定〔1.5周〕2、內(nèi)力計算與組合〔2周〕3、配筋設計〔1周〕4、截面強度計算與驗算〔1周〕4、應力、變形計算與驗算〔1周〕6、施工方案設計與相關驗算〔1周〕7、提交設計計算書及圖紙〔2.5周，含辯論〕本設計的難點及解決方法難點一：結構細部幾何尺寸擬訂解決方法：參照已建成的相同橋型，相近跨徑、橋?qū)?、荷載標準的橋梁的截面尺寸根據(jù)方案的具體情況進行設計。設計時要考慮受力、構造、施工等方面的因素。難點二：采用懸臂施工法的結構內(nèi)力計算解決方法：計算恒載內(nèi)力時，精確模擬各個施工階段〔安裝單元、撤除單元、張拉預應力、移動掛籃等〕的受力，反映在結構約束、荷載列向量和總剛度矩陣等隨施工階段而發(fā)生變化。懸臂施工涉及到非常多的施工工況，且預加力和徐變產(chǎn)生的次內(nèi)力的計較復雜，故設計時可借助橋梁電算程序完成。物質(zhì)條件〔計算、繪圖手段等〕計算機、橋梁電算程序、橋梁CAD繪圖軟件、圖板、丁字尺等。最終提交的設計文件名稱《預應力混凝土三跨連續(xù)梁橋》指導教師意見：簽名：年月日預應力混凝土連續(xù)梁橋第一局部方案簡介及上部結構尺寸擬定本設計經(jīng)方案比選后，橋跨布置為：全橋采用80米+130米+80米預應力混凝土變截面連續(xù)梁結構，，全長290米。上部結構橋面分為兩幅，每幅橋面寬采用凈—11.25+2*0.5m，中央設2.0米的分隔帶。截面形式采用單箱單室。圖1橋位地形圖橋型布置主跨徑的擬定主跨徑定為130m，邊跨采用0.615倍的中跨徑80m，橋梁全長為：80+130+80=290(m)2．順橋向梁的尺寸擬定墩頂處梁高：根據(jù)標準，梁高為1/16～1/20L，取L/18.57,約取偏平安的7.0m。跨中梁高：根據(jù)標準，梁高為L/43.33,即3.0m。梁底曲線：選用二次拋物線。以跨中梁底為原點，曲線方程：Y=4f/102*(10-x)*x。橫橋向的尺寸擬定根據(jù)任務書規(guī)定，行車道為凈-11.25m，另外兩邊各有寬0.5m的防撞欄。圖2主梁截面尺寸圖頂板厚取28cm；跨中處底板厚30cm，以便布置預應力束，支點處底板厚為80cm,中間底板板厚成直線變化；腹板厚度由于要布置預應力鋼束錨頭，故采用支點處厚60cm，跨中取40cm；頂板承托尺寸采用50cmX50cm和40cmX80cm,底板承托尺寸采用20cm×20cm；橫隔板共設4道，兩支點各兩道，厚度取110cm，板上留有人孔，尺寸為200cm×200cm.橋面鋪裝：根據(jù)《橋梁工程》〔上〕選用8cm厚的瀝青混凝土作為鋪裝層。橋面橫坡：根據(jù)標準規(guī)定為1.5%～3.0%,取2.0%,該坡度由箱梁頂板坡度控制。5．下部構造橋墩采用薄壁空心形式，橋墩壁厚0.6米，寬7米。根底均為樁根底。橋臺為埋置式橋臺。三．施工要點及考前須知1.橋梁上部采用掛籃懸臂澆注施工，施工時要對稱澆注，應注意立摸高程的合理設置，準確控制懸澆高程，主梁邊中跨合攏高差應控制在１cm以內(nèi)。2.施工后的主梁備用預應力束孔處理如下：頂板束孔灌漿封填，底板束孔留下備用，但不穿預應力束。3.箱梁懸澆施工時在底板上的施工孔不封堵，作為箱梁的通氣孔。參照標準規(guī)定，該橋材料取用如下。1．混凝土箱梁采用50號，墩身采用40號，承臺、蓋梁、耳背墻、防撞護欄、人行道采用30號。2．鋼材1)縱、橫向預應力采用ASTMA416-92-270級鋼絞線，標準強度為1860Mpa，直徑為，面積140mm2×105Mpa，采用OVM錨具。2)帶肋鋼筋應符合《鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋》GB1499-91的規(guī)定、光圓鋼筋應符合《鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋》GB1499-91的規(guī)定。3．伸縮縫伸縮縫采用HXC-80A定型產(chǎn)品。4．橋梁支座橋臺處安裝一個GPZ單向活動和雙向活動盆式支座。五．橋梁設計荷載2。第二局部內(nèi)力計算與荷載組合一．全橋結構計算圖式確實定本設計的單元劃分，每一個施工階段自然劃分為一個單元。這樣便于模擬施工過程，而且這些截面正是需要驗算的截面。另外，在墩頂、跨中和一些構造變化位置相應增設了幾個單元。這樣整個主橋劃分成88個單元，89個截面，如圖3所示。圖3主橋單元劃分示意圖〔尺寸單位：m〕二．全橋施工階段的劃分1．為了方便全橋的施工分段，更好地根據(jù)起吊重量來劃分，特用程序?qū)澐值牧旱膯卧慕孛嫣匦院蛦卧亓坑嬎愠鰜?，具體結果見表1：表1截面特性及單元重量計算結果表2．橫隔板重量的計算橫隔板重：Q=(622×600-2×120×25-2×20×20-105×90-200×200)×80×10-6×25=761(kN)3．橋面鋪裝和人行道板每米重量計算××25+2××25=37.55(kN/m)4．主跨施工分段全橋共分88個單元。有23個施工階段。其中兩個邊跨各有20個單元，再后面的恒載、活載、施工及驗算等內(nèi)力的計算時，代入程序的單元劃分形式都以以上這種劃分方式填寫數(shù)據(jù)文件。恒載內(nèi)力計算恒載內(nèi)力主要包括一期恒載和二期恒載的內(nèi)力疊加。全橋主要施工階段的內(nèi)力如圖6所示。1．懸臂澆注階段：在支架或托架上澆注3號梁段，拼裝掛籃，懸臂澆注各箱梁梁段并張拉相應頂板縱向預應力束，懸臂澆注結束時全橋的恒載內(nèi)力如表2所示。表2最大懸臂階段內(nèi)力計算結果表階段累計結果:單元號節(jié)點號軸力剪力彎矩110.000e+0000.000e+0000.000e+000120.000e+0000.000e+0000.000e+000220.000e+0000.000e+0000.000e+000230.000e+0000.000e+0000.000e+000330e+0000.000e+0000.000e+000340.000e+0000.000e+0000.000e+000440.000e+0000.000e+0000.000e+000450.000e+0000.000e+0000.000e+000550.000e+0000.000e+0000.000e+000560.000e+0000.000e+0000.000e+000667.891e+0031.842e+0019.074e+003677.932e+0038.291e+0027.499e+003771.582e+004-1.261e+0031.664e+004781.592e+0042.112e+0031.000e+004882.378e+004-1.991e+0031.928e+004892.393e+0042.847e+0039.776e+003993.175e+004-2.678e+0031.927e+0049103.196e+0043.541e+0037.083e+00310103.976e+004-3.319e+0031.693e+00410114.003e+0044.192e+0032.244e+00311114.781e+004-3.911e+0031.253e+00411124.814e+0044.796e+003-4.462e+00312125.582e+004-5.470e+0036.398e+00312135.619e+0046.357e+003-1.676e+00413136.405e+004-5.656e+003-5.733e+00313146.449e+0046.527e+003-2.948e+00414147.236e+004-5.580e+003-1.801e+00414157.270e+0046.235e+003-3.523e+00415158.054e+004-5.164e+003-2.318e+00415168.095e+0045.828e+003-3.906e+00416168.879e+004-4.577e+003-2.614e+00416178.922e+0045.261e+003-4.021e+00417179.704e+004-3.776e+003-2.622e+00417189.755e+0044.489e+003-3.775e+00418181.053e+005-3.095e+003-2.241e+00418191.059e+0053.849e+003-3.185e+00419191.136e+005-2.354e+003-1.495e+00419201.142e+0053.157e+003-2.196e+00420201.219e+005-1.799e+003-3.381e+00320211.226e+0052.669e+003-8.671e+00321211.302e+005-1.363e+0031.167e+00421221.309e+0052.311e+0037.828e+00322221.384e+005-1.148e+0032.986e+00422231.392e+0052.189e+0032.676e+00423231.536e+005-4.380e+0027.303e+00423241.552e+0051.512e+0037.495e+0042424-1.748e+004-5.835e+0027.495e+0042425-1.570e+0041.434e+0037.914e+0042525-1.570e+004-1.434e+0037.914e+0042526-1.698e+0042.285e+0037.096e+00426261.557e+0051.671e+0037.096e+00426271.537e+005-6.404e+0026.803e+00427271.392e+0052.392e+0032.174e+00427281.385e+005-1.349e+0032.553e+00428281.310e+0052.512e+0033.481e+00328291.303e+005-1.567e+0037.863e+00329291.226e+0052.873e+003-1.248e+00429301.220e+005-2.003e+003-6.580e+00330301.143e+0053.362e+003-2.517e+00430311.137e+005-2.559e+003-1.755e+00431311.059e+0054.055e+003-3.445e+00431321.054e+005-3.300e+003-2.438e+00432329.745e+0046.859e+003-3.972e+00432339.697e+004-6.123e+003-2.112e+00433338.918e+0046.660e+003-3.566e+00433348.874e+004-5.936e+003-1.749e+00434348.093e+0046.425e+003-3.127e+00434358.053e+004-5.714e+003-1.371e+00435357.273e+0046.165e+003-2.673e+00435367.237e+004-5.466e+003-9.844e+00336366.455e+0045.868e+003-2.223e+00436376.412e+004-4.951e+003-1.222e+00337375.630e+0045.381e+003-1.280e+00437385.592e+004-4.481e+0036.401e+00338384.813e+0044.796e+003-4.464e+00338394.781e+004-3.911e+0031.253e+00439394.003e+0044.192e+0032.242e+00339403.976e+004-3.319e+0031.693e+00440403.196e+0043.541e+0037.084e+00340413.175e+004-2.678e+0031.928e+00441412.393e+0042.847e+0039.777e+00341422.378e+004-1.991e+0031.928e+00442421.592e+0042.112e+0031.000e+00442431.582e+004-1.261e+0031.664e+00443437.932e+0038.291e+0027.499e+00343447.891e+0031.842e+0019.074e+00344440.000e+0000.000e+0000.000e+00044450.000e+0000.000e+0000.000e+0002．橋面鋪裝階段：橋面鋪裝、人行道板等橋面系安裝完畢大橋建成后的全橋恒載內(nèi)力如表5所示。表2橋面鋪裝階段內(nèi)力計算結果表單元號節(jié)點號軸力剪力彎矩11121.929e+002-6.752e+001227.396e+0033.580e+003-1.135e+004231.348e+0045.773e+002+003331.348e+004-5.884e+002-3.259e+003342.086e+0041.750e+003-6.812e+003442.086e+004-1.659e+003-6.812e+003452.219e+004-1.558e+002-1.027e+004552.219e+0041.731e+002-1.027e+004562.223e+0043.252e+002-1.048e+004662.986e+004-2.598e+002-1.698e+003672.886e+004-1.434e+0032.633e+002773.652e+0041.566e+0039.152e+003782.948e+004-3.002e+0021.257e+004883.715e+0044.628e+0022.163e+004893.486e+004-3.989e+0032.837e+004993.809e+004-1.297e+0023.168e+0049103.609e+004-8.378e+0023.350e+00410103.888e+004-3.762e+0033.632e+00410113.926e+0044.783e+0031.970e+00411114.699e+004-4.506e+0032.992e+00411124.739e+0045.540e+0031.034e+00412125.502e+004-6.203e+0032.114e+00412135.546e+0047.240e+003-5.137e+00313136.329e+004-6.546e+0035.835e+00313146.382e+0047.566e+003-2.165e+00414147.168e+004-6.628e+003-1.021e+00414157.207e+0047.393e+003-3.068e+00415157.990e+004-6.330e+003-1.866e+00415168.037e+0047.105e+003-3.811e+00416168.821e+004-5.860e+003-2.522e+00416178.870e+0046.655e+003-4.323e+00417179.652e+004-5.176e+003-2.925e+00417189.707e+0045.999e+003-4.508e+00418181.049e+005-4.610e+003-2.975e+00418191.054e+0055.474e+003-4.383e+00419191.132e+005-3.982e+003-2.694e+00419201.139e+0054.895e+003-3.895e+00420201.216e+005-3.539e+003-2.037e+00420211.222e+0054.519e+003-3.099e+00421211.299e+005-3.215e+003-1.066e+00421221.306e+0054.273e+003-2.017e+00422221.382e+005-3.111e+0031.868e+00322231.389e+0054.265e+003-7.345e+00323231.533e+005-2.514e+0033.893e+00423241.541e+0053.772e+0033.177e+00424241.531e+005-1.827e+0043.177e+00424251.538e+0051.920e+004-3.192e+00325251.538e+0051.933e+004-3.192e+00325261.531e+005-1.840e+0043.186e+00426261.541e+0053.903e+0033.186e+00426271.529e+005-2.685e+0033.805e+00427271.385e+0054.430e+003-8.068e+00327281.378e+005-3.275e+0031.681e+00328281.302e+0054.433e+003-2.029e+00428291.295e+005-3.378e+003-1.036e+00429291.219e+0054.678e+003-3.064e+00429301.212e+005-3.699e+003-1.954e+00430301.135e+0055.050e+003-3.806e+00430311.128e+005-4.137e+003-2.559e+00431311.051e+0055.624e+003-4.242e+00431321.045e+005-4.759e+003-2.786e+00432329.661e+0048.291e+003-4.315e+00432339.609e+004-7.444e+003-2.047e+00433338.833e+0047.977e+003-3.494e+00433348.786e+004-7.142e+003-1.306e+00434348.009e+0047.627e+003-2.676e+00434357.964e+004-6.805e+003-5.825e+00335357.188e+0047.253e+003-1.878e+00435367.148e+004-6.442e+0031.140e+00336366.370e+0046.840e+003-1.118e+00436376.321e+004-5.775e+0031.334e+00437375.544e+0046.200e+0031.842e+00337385.500e+004-5.151e+0032.395e+00438384.728e+0045.462e+0031.317e+00438394.690e+004-4.428e+0033.246e+00439393.919e+0044.705e+0032.226e+00439403.888e+004-3.682e+0033.866e+00440403.118e+0043.900e+0032.894e+00440413.095e+004-2.887e+0034.224e+00441413.137e+0042.982e+0032.074e+00441423.123e+004-1.977e+0033.046e+00442423.145e+0042.077e+0039.230e+00342433.138e+004-1.076e+0031.541e+00443433.498e+0041.166e+003-6.721e+00243443.495e+004-1.685e+0021.961e+00344442.733e+0042.394e+002-6.813e+003圖4主梁主要施工階段內(nèi)力圖a)最大懸臂階段內(nèi)力；b)邊跨合龍階段內(nèi)力；c)中跨合龍階段內(nèi)力；d)橋面鋪裝階段內(nèi)力溫度及支座沉降次內(nèi)力計算〔一〕溫度次內(nèi)力計算方法及結果按矩陣位移法求解溫度次內(nèi)力。本設計考慮主梁上下緣溫差5℃〔二〕支座沉降次內(nèi)力計算方法及結果由于各個支座處的豎向支座反力和地質(zhì)條件的不同引起支座的不均勻沉降，連續(xù)體系是一種對支座不均勻沉降特別敏感的結構，所以由它引起的內(nèi)力是構成內(nèi)力的重要組成局部.按矩陣位移法求解支座沉降次內(nèi)力。在橋梁設計中，支座沉降工況的選取是應慎重考慮的問題。一般應綜合考慮橋址處的地質(zhì)、水文等情況，根據(jù)已建橋梁的設計經(jīng)驗來定。有時需選取幾種沉降工況計算，這樣就存在一個工況組合的問題。程序一般對每一個截面挑最不利的工況內(nèi)力值作為沉降次內(nèi)力。本設計考慮1號墩下降1.0cm，0號橋臺下降。沉降次內(nèi)力如圖8所示?！惨弧秤绊懢€的計算將單位荷載P=1作用在各橋面的節(jié)點上，求得結構的變形及內(nèi)力，可得位移影響線和內(nèi)力影響線?！捕橙巳骸⒙膸к嚒燔嚰虞d人群加載只需求出影響的正、負區(qū)段面積；履帶車離散為假設干集中力；掛車按集中荷載加載?！踩称嚰虞d掛車、履帶車全橋只考慮一輛。汽車荷載是由主車和重車組成的車隊，車距又受到約束，求其最大、最小效應是個較復雜的問題。這種情況下，車輛數(shù)和車距都是未知參數(shù)，隨具體影響線而變化，問題歸結為求具有多個變量的函數(shù)在約束條件下的極值。此問題的解決借助于計算機程序完成。全橋活載內(nèi)力如圖9所示。汽車最大、最小彎矩如表6所示。表6汽車荷載效應汽車MaxM結果:單元號節(jié)點號軸力剪力彎矩110.000e+0