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衡昆高速平遠街至鎖龍寺高速公路預應力簡支T型梁橋設計

添加時間:2020/07/14 來源:南華大學 作者:admin
本文主要闡述了該橋的設計和計算過程。首先進行橋型方案比選,對主橋進行總體結構設計,然后對上部結構進行內力、配筋計算,再進行強度、應力及變形驗算,最后進行下部結構驗算。
以下為本篇論文正文:

摘        要

  本次設計的題目預應力混凝土T型梁橋的設計。

  本設計采用預應力混凝土T型梁橋,跨徑布置為(4×20)m,主梁為變截面T型梁?缰辛焊邽1.33m,支點梁高為1.33m.橋墩為重力式橋墩、橋臺。

  本文主要闡述了該橋的設計和計算過程。首先進行橋型方案比選,對主橋進行總體結構設計,然后對上部結構進行內力、配筋計算,再進行強度、應力及變形驗算,最后進行下部結構驗算。

  具體包括以下幾個部分:

  1.  橋型方案比選;

  2.  橋型布置,結構各部分尺寸擬定;

  3.  選取計算結構簡圖;

  4.  恒載內力計算;

  5.  活載內力計算;

  6.  荷載組合;

  7.  配筋計算;

  8.  預應力損失計算;

  9.  截面強度驗算;

  10. 截面應力及變形驗算;

  11. 下部結構驗算。

  關 鍵 詞:預應力混凝土    T型簡支梁橋   重力式橋墩  重力式橋臺

T型梁橋設計

ABSTRACT

  This design is of the same section about the PingYuan Street~SuoLong Monastery 11 free way contracts to local farmland Road 1 (K0+288.50) Prestressed Concrete t-shaped supported beam bridge design.

  The bridge belongs to the prestressed concreted structuer which is a simple supported beam bridge.The span arrangement is (4×20)m.The superstructure is variable T shaped supported beam bridge.The height of the girder on the support is1.33m,and the height of the middle is 1.33m too.The pier is gravity pier. The abutment is gravity abutment.

  This essay focuses on the design and calculation process of the bridge.Firstly,compare and choose a best scheme from several bridge types;and make an overall structure design of the main span.Secondly perform the calculation of the internal force and reinforcing bar on the superstructure.Thirdly,check the intensity,stress and deflection.Finally,check the substructure

  The main points of the design are as the follows.

  1.The comparison of several bridge types;

  2.The arrangement of the bridge types;

  3.The units partition of the structute;

  4.The calculation of the internal force of dead load;

  5.The calculation of the internal force of movable load;

  6.The combination of every kind of load;

  7.The arrangement of prestressed reinforcing bar;

  8.The calculation of the prestressed loss;

  9.The check of the section intensity;

  10.The check of the section stress and deflection;

  11.The check the substructure.

  Keywords: Prestressed conctete   T shaped supported beam bridge  Gravity pier  Gravity abutment

目錄

  一、工程概況及方案比選

 。ㄒ唬└攀

  平遠街至鎖龍寺高速公路是國道主干線GZ75(衡陽~南寧~昆明公路)位于云南省境內羅村口至昆明公路的重要段落,是云南省列為"九五"和"十五"期間改造的六條主要干線公路之一。它途徑紅河、文山兩個地州的彌勒、開遠、硯山等市縣,東連廣西省,南接國家級邊境口岸那發、河口、船頭等,西接國道主干線GZ40及國道326線、國道323線,服務于滇中、滇東、滇南、滇東南等廣闊地域,是云南省出海通邊的主要通道,對云南乃至大西南的經濟發展起著十分重要的作用。路線地處云南東南部,位于東經102°43′~103°20′,北緯24°50′~25°02′之間。本設計路段為平遠街~鎖龍寺高速公路11合同段莊田段,屬于改地方路1.此橋梁主要用于連接攀枝花村和莊田村。

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  1.地形地貌

  平遠街~鎖龍寺高速公路路線起點位于硯山縣平遠鎮,止點位于彌勒縣朋普鎮。行政區劃包括文由州、紅河州。

  路線所經區域位于云貴高原南緣,屬滇東南高原及滇中湖盆高原,根據地貌成因可分為三個小的地貌單元。本工程位于第三地貌單元內,即:K124+100~K128+200段內,該地段以地表水、地下水強烈溶蝕作用、大陸停滯水堆積和地表河流侵蝕堆積作用為主,呈現出溶蝕斷餡盆地的地形地貌特征。

  2.水系

  路線所經區域屬南盤江水系、地表水主要有綠水塘河、南盤江、甸西河。綠水塘河、甸西河均系盤江支流。根據《南盤江流域洪水調查資料匯編》江邊站資料、江邊街水文站1954~1969年實測流量資料及朋普七孔橋站實測流量資料,南盤江最大洪峰流量5410米3/秒(1910年),最枯流量21.1米3/秒(1963年),另外根據水文資料計算,南盤江橋位于1/100的洪水水位標高為1012米,1/300的洪水水位標高為1014米。甸西河最大洪峰流量640米3/秒(1915年),最枯流量0.30米3/秒(1958年)。

  3.氣候

  路線所經地域位于東經102°43′~103°20′,北緯24°50′~25°02′之間,主要屬于亞熱帶高原季風氣候。干旱季節分明,夏季多雨濕熱,冬春少雨干燥。氣候隨海拔高度變化明顯,具垂直分帶特征。鷹嘴巖段(K94+000)至止點段(莊田段),位于海拔1000~1300米的河谷及盆地地段,年平均氣溫          19.2°C,最高氣溫38.2°C,最低氣溫-2.5°C,平均年降水量795毫米,平均年蒸發量1334.1毫米左右。路線所經區域內降雨量多集中在6~9月,占全年降雨量的66%~83%,蒸發量最大在3~5月,氣溫最高是5~7月,氣溫最低是12月至次年2月?偟膩碚f,路線所經區域的氣候特點是:降雨豐沛,熱量充足,寒、旱、風等災害天氣少,光、熱、水分配合理。

  4.地震

  路線所經區域地震活動頻繁,是影響區域穩定性的主要因素。據歷史地震記錄,區內破壞性地震有9次。1919年12月21日,開遠發生5.5級地震,地震烈度7度;1929年3月22日,區內西北角東經103°00′,北緯24°00′發生6.3級地震,地震烈度8度;1950年9月13日,個舊發生5.8級地震,地震烈度8度;1953年5月14日,小龍潭發生5級地震,地震烈度7度;1970年1月5日通海地震,波及本區段,造成部分房屋開裂或破壞。

  區內地震多發生在西部,而東部較少。東部區域內地震烈度一般在5~6度,基本屬相對穩定地區。西部地區地震活動頻繁,有震次增多,震級減少趨勢,歷次地震烈度達6~8度。據云南省地震局地震隊資料,現今地殼垂直變形明顯,相對變化達50毫米,說明地殼仍在活動,屬于不穩定地區,有可能發生破壞性地震。

  區內西部地震活動頻繁,其震中多位于南北向斷裂帶及開遠山字型構造的鉸接復合部位,且多伴有溫泉出露。

  根據《中國地震烈度區劃圖》和《云南省各縣區地震烈度分區》,本公路莊田段基本地震烈度為:Ⅶ度基本地震烈度區。

  根據《建筑抗震設計規范》(GB50011-2001)的規定,莊田段設計基本地震加速度值為0.15g.構造物按交通部部頒《公路工程抗震設計規范》要求設計。

  5.工程地質及水文地質評價

 。1)地質構造

  本區域經歷了多次構造變動,多種構造相互疊加,構造行跡比較復雜,影響本區域的構造體系主要有:開遠山字型構造體系、南北向構造體系、北西向構造體系。

  路線K123+000~止點K128+200一帶為南北向構造影響區域。路線所經區域有南北向構造主干大斷裂朋普~開遠~個舊斷裂于K124+400附近穿越該區域,為第四系地層所覆蓋。朋普溶蝕斷餡盆地即為該斷裂所控制形成。

 。2)地層巖性

  K124+100~K128+200一帶分布河湖相黃色、灰白色粘土(其中灰白色粘土具膨脹性),灰黑色泥炭土,記憶砂、礫石土。

 。3)巖土物理力學指標:



  6.水文地質條件

  路線所經區域地下水類型主要有松散巖類孔隙水、基巖裂隙水、巖溶水三大類。K124+100~K128+200路段所在區域為朋普溶蝕斷餡盆地,地表有甸西河流經區內,地下水埋深較淺,平均埋身1.27米,地下水類型為HCO3-Ca型水,局部為HCO3-Ca.Mg(Na)型水。

  7.不良地質地段

  本段路路線所經過區域不良地質地段分布廣泛,種類繁多,主要不良地質地段類型有膨脹土、崩塌、泥石流、滑坡、溶巖漏斗、軟弱土地基等。

  膨脹土主要分布于平遠街構造溶蝕盆地、朋普溶蝕斷餡盆地等段。

  崩塌主要分布于飛魚澤至底打段。

  泥石流主要分布于飛魚澤至底打段。

  滑坡主要分布于飛魚澤至底打段。

  溶巖漏斗主要分布于平遠街至老玉坡段。

  軟弱土地基段落主要分布玉朋普溶蝕斷餡盆地內。

  8.工程地質條件及水文地質條件綜合評價

  該段路線穿越區為朋普溶蝕斷餡盆地,以地表水、地下水強烈溶蝕作用、大陸停滯水堆積作用和地表河流侵蝕堆積作用為主。該段地層以粘土、亞粘土、泥炭土、砂、礫石土為主。地下水埋深較淺、平均埋深1.27米,地基承載力值較低。主要不良地質現象有軟土和膨脹土,軟土段落有K124+250~K124+400、K124+700~K125+300、K125+700~K126+550、K128+150~K128+940四段。前三段為甸西河河床所流經處,因河流位置變更,地形低洼,地下水、地表水匯集長期浸泡而成。地表粘土呈軟塑狀,局部段落存在泥炭土,但成硬塑狀,價值埋藏較深,對路基影響較小,因此這三段可抽取地表水,采用換填碎石、拋石擠淤等淺層方法處治。K128+150~K128+940一段為沼澤相軟土,需做深層處治。膨脹土段落有K126+600~K128+200一段,巖性為褐紅、褐黃夾灰白色粘土,路線K127+250~K128+050一段為挖方地段,所取費方不可用做路堤填料。K124+000~K128+200一段路堤填料可用K124+000處深挖方及附近料場、攀枝花村后山石料場碎石土填筑。

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  1.比選方案的主要標準:

  橋梁方案比選有四項主要標準:安全,功能,經濟與美觀,其中以安全與經濟為重。過去對橋下結構的功能重視不夠,現在航運事業飛速發展,橋下凈空往往成為運輸瓶頸,比如南京長江大橋,其橋下凈空過小,導致高噸位級輪船無法通行,影響長江上游城市的發展。至于橋梁美觀,要視經濟與環境條件而定。

  2.方案編制


  3.方案比選

  縱觀橋梁的發展,懸臂橋已經基本不采用,由于是跨線橋,跨度不大,斜拉橋一般用于大跨度的跨海、跨河大橋,T形鋼構橋容易受地震等影響,云南省多地震,以及經過上述方案的比較,決定采用預應力混凝土T形梁橋。

  二、主梁設計
 。ㄒ唬┰O計概況及構造布置
 。ǘM截面布置
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 。ㄋ模┲髁簝攘τ嬎
 。ㄎ澹╊A應力鋼束的估算及其布置

 。┲髁航孛鎺缀翁匦杂嬎
 。ㄆ撸╀撌贾梦恢茫ㄊ纾┑男:
 。ò耍╀撌A應力損失估算
 。ň牛╊A加應力階段的正截面應力驗算
 
 。ㄊ┦褂秒A段的正應力驗算
 。ㄊ唬┦褂秒A段的主應力驗算
 。ㄊ┙孛鎻姸扔嬎
 。ㄊ╁^固區局部承壓驗算
 。ㄊ模┲髁鹤冃危〒隙龋┯嬎

  三、行車道板計算
  四、重力式橋臺設計

 。ㄒ唬┰O計資料
 。ǘ┰O計方法與內容

  五、重力式橋墩設計
 。ㄒ唬┰O計資料
 。ǘ┰O計方法與內容

  參 考 文 獻
  【1】 姚玲森:《橋梁工程》,人民交通出版社,1984
  【2】 葉見曙:《結構設計原理》,人民交通出版社,1996
  【3】 高大釗:《土質學與土力學》(第三版),人民交通出版社,2001
  【4】 馮忠居:《基礎工程》,人民交通出版社,人民交通出版社,2001
  【5】 孫訓方、方孝叔、關來泰:《材料力學》,高等教育出版社,2001
  【6】 中華人民共和國交通部標準:《公路橋涵設計通用規范》(JTJ021-89),人民交通出版社,1989
  【7】 賈金青、陳鳳山:《橋梁工程設計計算方法及應用》,中國建筑出版社,2002
  【8】 易建國:《橋梁計算示例集》,人民交通出版社,1990
  【9】 袁倫一:《連續橋梁簡支梁橋墩臺計算實例》,1994
  【10】"公路橋涵設計手冊"編委會:《公路橋涵設計手冊》,1991
  【11】浙江交通局三結合編寫組:《梁橋與墩臺》,人民交通出版社,1978
  【12】公路橋涵設計手冊編寫組:《墩臺和基礎》,人民交通出版社,1978
  【13】中華人民共和國交通部部標準:《公路工程技術標準》,1981

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