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勝利河混凝土連續梁橋設計

添加時間:2020/08/01 來源:未知 作者:未知
在設計中,運用了橋梁設計軟件Midas建立橋梁模型,并對橋梁恒載、活載及徐變內力進行分析計算,得出預應力鋼束的預估值。最后對主梁的應力、變形等進行驗算。經分析比較及驗算表明該設計計算方法正確,內力分布合理,符合設計任務的要求。
以下為本篇論文正文:

摘  要

  本設計是根據設計任務書的要求和《公路橋規》的規定對勝利河橋進行方案比選和設計的。對該橋的設計,本著"安全、實用、經濟、美觀"的八字原則,本設計提出三種不同的橋型方案進行比較和選擇。方案一為預應力混凝土連續梁橋,方案二為梁拱組合體系橋,方案三為懸索橋。經由以上原則以及設計施工等諸多方面考慮后,確定預應力混凝土連續梁橋為最終設計方案。

  本預應力混凝土連續梁橋共分為三跨(30m+50m+30m)主跨50m,邊跨對稱30m;主梁采用單箱單室預應力混凝土箱梁,跨中梁高為1.5m,支座處梁高為2.8m,截面高度按二次拋物線形式變化;橋面凈寬為7+2×1.5m;設計荷載為公路-Ⅰ級。

  在設計中,運用了橋梁設計軟件Midas建立橋梁模型,并對橋梁恒載、活載及徐變內力進行分析計算,得出預應力鋼束的預估值。最后對主梁的應力、變形等進行驗算。經分析比較及驗算表明該設計計算方法正確,內力分布合理,符合設計任務的要求。

  關鍵詞:預應力混凝土  箱梁  變截面連續梁  Midas橋梁模型

勝利河混凝土連續梁橋設計

Abstract

  The design is based on the requirements of the design task and "Highway Bridge Regulation". The design of the bridge is carried out in the eight-character ruler of "safety, pratically, economically and aeshetic" by comparing and choosing the best one. The first program is continous prestressed concrete grider bridge, the second one the beam combination of arch bridge,and the third one is the suspension bridge.Accdoding to the above principles and construction factors, the prestressed conous bridge is chosen to the ultimate.

  The continous prestressed concrete girder bridge is pided into three inters, (30m+50m+30m), with the main span of 50m, and 30m-symmetry one. Prestressed concrete box grider is used as the main beam; the beam depth in the mid-span is 1.5m, while at the support bearing it is 2.8m.The sectional depth is changed in the form of parabolic.The net width of the deck is 7+2x1.5m,and the design load is for the highway-I.

  In the design, the bridge design software MIDAS is used to get the calculation model. By analyzing and computing the dead load, live load and internal force, the estimated value of the prestressed strand is got. Finally, checking calculation is carried out to the stress and deformation of the main beam. The results of the analysis and checking calculation show that the design calculation method is correct, and the internal force distribution is reasonable to the design task.

  Key words: prestressed concrete; box-girder; non-uniform continuous beam; MIDAS bridge model

目  錄

  設計原始資料

  本設計為K70+364.8勝利河橋設計,有關于河床斷面的地形及地質構造情況見河床橫斷面圖,其余相關設計參數如下:

  1.設計橋梁的橋位地形及地質圖一份;

  2.設計荷載:公路-Ⅰ級;人群:3.5kN/m2;

  3.設計時速:60km/h;

  4.橋面寬度:凈-7+2×1.5(人行道);

  5.橋面橫坡:1.5%;

  6.通航等級:Ⅳ-(4)。

  第一章 方案比選

  橋梁的形式可考慮連續梁橋、梁拱組合橋和斜拉橋。對此三種橋型作比較,從安全、適用、經濟、美觀等方面比選,最終確定橋梁形式。

  橋梁設計原則:

  1.安全性

  安全是橋梁設計的首要保證條件,要控制橋梁的豎向與橫向振幅,避免車輛在橋上振動與沖擊。整個橋跨結構及各部分構件,在制造、運輸、安裝和使用過程中應具有足夠的強度、剛度、穩定性和耐久性。

  2.適用性

  適用是橋梁設計的基本原則。橋上應保證車輛和人群的安全暢通,并應滿足將來交通量增長的需要。橋下應滿足泄洪、安全通航或通車等要求。建成的橋梁應保證使用年限,并便于檢查和維修。

  3.經濟性

  橋梁設計應體現經濟上的合理性。在設計中必須進行經濟技術的比較,使橋梁的總造價和材料等的消耗為最少,同時,經濟性應充分考慮在使用期間的運營條件及養護和維修等方面的費用問題。

  4.美觀

  一座橋梁應具有優美的外形,應與周圍的景致相協調。合理的結構布局和輪廓是美觀的主要因素,決不應把美觀片面的理解為豪華的裝飾。

  應根據上述原則,對橋梁做出綜合評估。

  1.連續梁橋

  梁式體系是古老的結構體系,梁橋是指其結構在垂直荷載的作用下,其支座僅產生垂直反力,而無水平推力的橋梁。預應力混凝土連續梁橋利用支座上的卸載彎矩去減少跨中彎矩,使梁跨內的內力分配更合理,以同等抗彎能力的構件斷面就可以建成更大跨徑的橋梁。同時,梁式橋的設計和施工方法也日臻完善和成熟。

  2.梁拱組合橋

  這類體系中有系桿拱、桁架拱、多跨拱梁結構等。它們利用梁的受彎與拱的承壓特點組成聯合結構。在預應力混凝土結構中,因梁體內可儲備巨大的壓力來承受拱的水平推力,使這類結構既具有拱的特點,而又非推力結構,對地基的要求不高。但這種結構施工比較復雜,造價也較高。

  3.懸索橋

  懸索橋是用懸掛在兩邊塔架上的強大纜索作為主要承重結構。在豎向荷載作用下,通過吊桿使纜索承受很大的拉力,通常就需要在兩岸橋臺的后方修筑非常巨大的錨碇結構。懸索橋也是具有水平反力的結構。目前懸索橋廣泛采用高強度鋼絲編制的鋼纜,以充分發揮其優異的抗拉性能,因此結構自重較小。懸索橋的另一個特點是:成卷的鋼纜易于運輸,結構的組成構件較輕,便于無支架懸吊拼裝。然而懸索橋自重小,結構剛度差,在車輛動荷載和風荷載作用下有較大的變形和振動。


  由上表可知,根據當地水文地質等的情況,結合橋梁設計原則,選擇第一方案經濟上比第二、三方案好;跨徑上滿足要求,景觀與環境協調,且采用該方案已有成熟的工藝技術經驗,施工難度較小,工期較短。針對當地地質情況,采用樁基,加強基礎強度。所以選擇方案一作為首選。

s-05連續梁橋總體布置圖
s-05連續梁橋總體布置圖

s-06人行道及欄桿構造圖
 

  第二章 上部結構形式及尺寸擬定
  一、主跨徑的擬定
  二、順橋向梁的尺寸擬定
  三、橫橋向的尺寸擬定
  四、橋面鋪裝
  五、本橋主要材料

  第三章 橋面板的計算
  一、橋面板的設計彎矩
  二、懸臂板的內力計算
  三、橋面板的配筋

  第四章 主梁內力計算
  一、全橋節段的劃分
  二、恒載活載內力計算
  第五章 主梁配筋計算
  一、預應力筋的估算原理
  二、預應力筋的估算
  三、預應力筋布置
  四、非預應力鋼筋截面積估算及布置

  第六章 截面承載能力極限狀態計算
  一、正截面承載力計算
  二、斜截面承載力計算
  第七章 鋼束預應力損失計算
  第八章 應力驗算

  一、短暫狀況的正應力驗算
  二、持久狀況的正應力驗算

  第九章 抗裂性驗算
  一、正截面抗裂性
  二、斜截面抗裂性

  第十章 主梁變形計算

  參考文獻
  【1】范立礎主編。橋梁工程。北京:人民交通出版社,1996
  【2】姚玲森主編。橋梁工程。北京:人民交通出版社,1985
  【3】范立礎主編。預應力混凝土連續梁橋。北京:人民交通出版社,1996
  【4】張繼堯主編。懸臂澆筑預應力混凝土連續梁橋。北京:人民交通出版社,2004
  【5】中華人民共和國交通部標準。公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范 (JTG D62-2004)。北京:人民交通出版社,2004
  【6】中華人民共和國交通部標準。公路橋涵設計通用規范(JTG D60-2004)。北京:人民交通出版社,2004
  【7】葉見曙主編。結構設計原理。北京:人民交通出版社,2005
  【8】陳忠延主編。土木工程專業畢業設計指南-橋梁工程分冊。北京:中國水利水電出版社,2000
  【9】高東光主編。橋涵水文。北京:人民交通出版社,2003
  【10】楊少偉主編。道路勘測設計(第二版)。北京:人民交通出版社,2004
  【11】朱彥鵬;炷两Y構設計原理。重慶:重慶大學出版社,2004

致  謝

  首先感謝劉老師在此次畢業設計中認真輔導了我設計的每一個環節,劉老師對待學生認真負責、和藹耐心的態度和對待工作一絲不茍的作風給我留下了深刻的印象,為我今后的學習工作樹立了榜樣。此外,洪老師、李老師、張老師在我本次設計中都給于了耐心的指導和點拔,令我受益匪淺。在此對各位老師的敬業表示真摯的感謝。

  通過這次畢業設計,我比較系統的串連了我大學本科四年所學的知識,深感我們這門專業系統的博大精深,覺得自己存在的差距還很大。但是,在這炎炎夏日工作的幾十天,我的收獲也是很大的。在畢業設計的反復修改,一遍一遍的看書,和同學一次又一次的討論,一次又一次的請教老師的過程中,通過集中的畢業設計和專業系統的培養,我提高了自己綜合運用所學的基礎理論,基本知識和基本技能,分析解決問題的能力。在老師的指導下,通過獨立系統的完成一個工程項目的設計,比較具體的了解了一個工程設計的全過程,鞏固已學課程的基礎上,培養了自己考慮問題,分析問題,解決問題的能力,同時接觸到和掌握一些新的專業知識和技能。這次畢業設計為自己提供了一次很好的實踐機會,為我將來的學習工作做了很好的鋪墊,是我人生中很重要的一次經歷。

  最后,感謝學院的領導和老師在百忙之中為我們細心指導設計,我衷心的感謝各位老師!

(如您需要查看本篇畢業設計全文,請您聯系客服索。

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