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胜利河混凝土连续梁桥设计

添加时间:2020/08/01 来源:未知 作者:未知
在设计中,运用了桥梁设计软件Midas建立桥梁模型,并对桥梁恒载、活载及徐变内力进行分析计算,得出预应力钢束的预估值。最后对主梁的应力、变形等进行验算。经分析比较及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。
以下为本篇论文正文:

摘  要

  本设计是根据设计任务书的要求和《公路桥规》的规定对胜利河桥进行方案比选和设计的。对该桥的设计,本着"安全、实用、经济、美观"的八字原则,本设计提出三种不同的桥型方案进行比较和选择。方案一为预应力混凝土连续梁桥,方案二为梁拱组合体系桥,方案三为悬索桥。经由以上原则以及设计施工等诸多方面考虑后,确定预应力混凝土连续梁桥为最终设计方案。

  本预应力混凝土连续梁桥共分为三跨(30m+50m+30m)主跨50m,边跨对称30m;主梁采用单箱单室预应力混凝土箱梁,跨中梁高为1.5m,支座处梁高为2.8m,截面高度按二次抛物线形式变化;桥面净宽为7+2×1.5m;设计荷载为公路-Ⅰ级。

  在设计中,运用了桥梁设计软件Midas建立桥梁模型,并对桥梁恒载、活载及徐变内力进行分析计算,得出预应力钢束的预估值。最后对主梁的应力、变形等进行验算。经分析比较及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。

  关键词:预应力混凝土  箱梁  变截面连续梁  Midas桥梁模型

胜利河混凝土连续梁桥设计

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  录

  设计原始资料

  本设计为K70+364.8胜利河桥设计,有关于河床断面的地形及地质构造情况见河床横断面图,其余相关设计参数如下:

  1.设计桥梁的桥位地形及地质图一份;

  2.设计荷载:公路-Ⅰ级;人群:3.5kN/m2;

  3.设计时速:60km/h;

  4.桥面宽度:净-7+2×1.5(人行道);

  5.桥面横坡:1.5%;

  6.通航等级:Ⅳ-(4)。

  第一章 方案比选

  桥梁的形式可考虑连续梁桥、梁拱组合桥和斜拉桥。对此三种桥型作比较,从安全、适用、经济、美观等方面比选,最终确定桥梁形式。

  桥梁设计原则:

  1.安全性

  安全是桥梁设计的首要保证条件,要控制桥梁的竖向与横向振幅,避免车辆在桥上振动与冲击。整个桥跨结构及各部分构件,在制造、运输、安装和使用过程中应具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性。

  2.适用性

  适用是桥梁设计的基本原则。桥上应保证车辆和人群的安全畅通,并应满足将来交通量增长的需要。桥下应满足泄洪、安全通航或通车等要求。建成的桥梁应保证使用年限,并便于检查和维修。

  3.经济性

  桥梁设计应体现经济上的合理性。在设计中必须进行经济技术的比较,使桥梁的总造价和材料等的消耗为最少,同时,经济性应充分考虑在使用期间的运营条件及养护和维修等方面的费用问题。

  4.美观

  一座桥梁应具有优美的外形,应与周围的景致相协调。合理的结构布局和轮廓是美观的主要因素,决不应把美观片面的理解为豪华的装饰。

  应根据上述原则,对桥梁做出综合评估。

  1.连续梁桥

  梁式体系是古老的结构体系,梁桥是指其结构在垂直荷载的作用下,其支座仅产生垂直反力,而无水平推力的桥梁。预应力混凝土连续梁桥利用支座上的卸载弯矩去减少跨中弯矩,使梁跨内的内力分配更合理,以同等抗弯能力的构件断面就可以建成更大跨径的桥梁。同时,梁式桥的设计和施工方法也日臻完善和成熟。

  2.梁拱组合桥

  这类体系中有系杆拱、桁架拱、多跨拱梁结构等。它们利用梁的受弯与拱的承压特点组成联合结构。在预应力混凝土结构中,因梁体内可储备巨大的压力来承受拱的水平推力,使这类结构既具有拱的特点,而又非推力结构,对地基的要求不高。但这种结构施工比较复杂,造价也较高。

  3.悬索桥

  悬索桥是用悬挂在两边塔架上的强大缆索作为主要承重结构。在竖向荷载作用下,通过吊杆使缆索承受很大的拉力,通常就需要在两岸桥台的后方修筑非常巨大的锚碇结构。悬索桥也是具有水平反力的结构。目前悬索桥广泛采用高强度钢丝编制的钢缆,以充分发挥其优异的抗拉性能,因此结构自重较小。悬索桥的另一个特点是:成卷的钢缆易于运输,结构的组成构件较轻,便于无支架悬吊拼装。然而悬索桥自重小,结构刚度差,在车辆动荷载和风荷载作用下有较大的变形和振动。


  由上表可知,根据当地水文地质等的情况,结合桥梁设计原则,选择第一方案经济上比第二、三方案好;跨径上满足要求,景观与环境协调,且采用该方案已有成熟的工艺技术经验,施工难度较小,工期较短。针对当地地质情况,采用桩基,加强基础强度。所以选择方案一作为首选。

s-05连续梁桥总体布置图
s-05连续梁桥总体布置图

s-06人行道及栏杆构造图
 

  第二章 上部结构形式及尺寸拟定
  一、主跨径的拟定
  二、顺桥向梁的尺寸拟定
  三、横桥向的尺寸拟定
  四、桥面铺装
  五、本桥主要材料

  第三章 桥面板的计算
  一、桥面板的设计弯矩
  二、悬臂板的内力计算
  三、桥面板的配筋

  第四章 主梁内力计算
  一、全桥节段的划分
  二、恒载活载内力计算
  第五章 主梁配筋计算
  一、预应力筋的估算原理
  二、预应力筋的估算
  三、预应力筋布置
  四、非预应力钢筋截面积估算及布置

  第六章 截面承载能力极限状态计算
  一、正截面承载力计算
  二、斜截面承载力计算
  第七章 钢束预应力损失计算
  第八章 应力验算

  一、短暂状况的正应力验算
  二、持久状况的正应力验算

  第九章 抗裂性验算
  一、正截面抗裂性
  二、斜截面抗裂性

  第十章 主梁变形计算

  参考文献
  【1】范立础主编。桥梁工程。北京:人民交通出版社,1996
  【2】姚玲森主编。桥梁工程。北京:人民交通出版社,1985
  【3】范立础主编。预应力混凝土连续梁桥。北京:人民交通出版社,1996
  【4】张继尧主编。悬臂浇筑预应力混凝土连续梁桥。北京:人民交通出版社,2004
  【5】中华人民共和国交通部标准。公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 (JTG D62-2004)。北京:人民交通出版社,2004
  【6】中华人民共和国交通部标准。公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)。北京:人民交通出版社,2004
  【7】叶见曙主编。结构设计原理。北京:人民交通出版社,2005
  【8】陈忠延主编。土木工程专业毕业设计指南-桥梁工程分册。北京:中国水利水电出版社,2000
  【9】高东光主编。桥涵水文。北京:人民交通出版社,2003
  【10】杨少伟主编。道路勘测设计(第二版)。北京:人民交通出版社,2004
  【11】朱彦鹏。混凝土结构设计原理。重庆:重庆大学出版社,2004

致  谢

  首先感谢刘老师在此次毕业设计中认真辅导了我设计的每一个环节,刘老师对待学生认真负责、和蔼耐心的态度和对待工作一丝不苟的作风给我留下了深刻的印象,为我今后的学习工作树立了榜样。此外,洪老师、李老师、张老师在我本次设计中都给于了耐心的指导和点拔,令我受益匪浅。在此对各位老师的敬业表示真挚的感谢。

  通过这次毕业设计,我比较系统的串连了我大学本科四年所学的知识,深感我们这门专业系统的博大精深,觉得自己存在的差距还很大。但是,在这炎炎夏日工作的几十天,我的收获也是很大的。在毕业设计的反复修改,一遍一遍的看书,和同学一次又一次的讨论,一次又一次的请教老师的过程中,通过集中的毕业设计和专业系统的培养,我提高了自己综合运用所学的基础理论,基本知识和基本技能,分析解决问题的能力。在老师的指导下,通过独立系统的完成一个工程项目的设计,比较具体的了解了一个工程设计的全过程,巩固已学课程的基础上,培养了自己考虑问题,分析问题,解决问题的能力,同时接触到和掌握一些新的专业知识和技能。这次毕业设计为自己提供了一次很好的实践机会,为我将来的学习工作做了很好的铺垫,是我人生中很重要的一次经历。

  最后,感谢学院的领导和老师在百忙之中为我们细心指导设计,我衷心的感谢各位老师!

(如您需要查看本篇毕业设计全文,请您联系客服索取)

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