连续梁设计说明书毕业论文

南通职业大学毕业论文 桥梁设计1目 录摘要 1 Abstract 11、设计任务书 21.1、设计课题 31.2、设计内容 41.3、基本设计资料 41.4、参考文献 42、方案简析 52.1、方法一 预应力混凝土持续梁桥 52.2、方法二 预应力混凝土简支梁桥 62.3、方法三 预应力混凝土悬臂梁桥 82.4、方案比较表 102.5、设计要点及相关的计算方法 113、主梁荷载内力计算 123.1、毛截面几何特性 123.2、恒载计算 193.3、恒载内力计算 203.4、活载冲击系数 203.5、横向分配系数 233.6、活载内力计算 284、 软件辅助计算 304.1、施工阶段计算结果 324.2、使用阶段的计算结果 384.3、正常使用阶段的计算结果 424.4、关于预应力刚束的计算结果 475、下部结构计算 635.1 桥墩设计和计算 645.2 基础设计 645.3 盖梁计算表 656、施工说明 676.1 施工方法 676.2 施工中的问题 67主要参考文献 68致献 68南通职业大学毕业论文 桥梁设计0摘要本文以 XXX 西环跨线桥设计，介绍高墩连续钢构桥边跨现浇段施工设计采用牛腿托架并在另一端施加平衡反力的方法。该设计不仅提高了现浇段施工的安全系数也减少了材料的使用，操作方便缩短了工期，有效了减少了工程造价。 关键字：预应力 Abstract In this paper, xihuan design of flyover, XXX on high piers of continuous steel structure bridge span cast-in-place construction design adopts the bracket bracket and applying balance reaction method at the other end. This design not only improves the safety factor of cast-in-place construction is also reduced the use of material, easy to shorten the time limit for a project, effectively reduce the project cost.Key words: prestressed南通职业大学毕业论文 桥梁设计11、 设计任务书1.1 设计题目：XXX 西环跨线桥设计1.2 设计内容：（1）方案比较（2）结构设计（3）施工组织管理1.3 基本设计资料：（1）桥梁全长 130m（2）桥面净空：左幅 0.5m（防护栏杆）+16.0m（行车道）+0.5m（防护栏杆）+1.0m（隔离带）+ 0.5m（防护栏杆）+16.0m（行车道）+0.5m（防护栏杆） ，总宽35m（3）桥面纵坡 1.0%，横坡度为 2.0%（4）设计荷载 汽-20，挂-120（5）桥下净空 4.5m（6） 、桥址地质状况准备把工程场地建为草地，场地所标高度在 44.2246.72m 之间，相对高度差2.4m。二层地下水在该场地在钻孔新达深度范围内被发现，一个是孔隙型潜水寄存于园砾中的，初见水位没有特殊情况下是在地表之下 0.43.0m。稳定水位一般埋藏在0.21.9m 之间，所标的高度在 44.0245.30m 之间，大气降水主要为土层滞水来源，地下水侧向补给是孔隙型潜水主要来源。地下水对混凝土无腐蚀性。1.4 参考文献：一、人民交通出版社 公路工程技术标准 （JTJ01-97 ） 二、人民交通出版社 公路桥涵设计通用技术规范 （JTJ021-89 ） 三、人民交通出版社 公路桥涵施工技术规范 （JTJ041-89 ） 四、人民交通出版社 桥梁工程姚玲森编 五、人民交通出版社 基础工程易经武编 2、方案简析2.1 方案一 连续梁桥（a） 、结构布置保证桥下车辆行人安全通过桥梁所需要的桥梁净空界限为 5.2m，全桥总长为所设计桥的长度为全长 130m，所设计的桥跨分孔尺寸是 30m+36m+36m+30m，一般选择偶数连续梁桥在河上桥会给人很平淡的感觉，但是大多数都选择奇数，因为这样突出中间大孔，很漂亮，很壮观；但是为了满足桥下通车的需要，本设计选择了中间均为 36m 的偶数孔，这桥的跨下宽度已经足够可以满足桥下通车！南通职业大学毕业论文 桥梁设计2（b） 、上部结构现浇的单箱三室的箱梁在上部结构中被使用，由于它被采用不仅满足了本设计宽度为 17m 的宽桥面，而且此断面还因此具有了五个优点即抗扭刚度大，横向分布好，承载力大，整体性好，结构自重轻。因为全桥是变截面，而且梁底也是按照数学原理即二次抛物线变化的，由于在工程建设时和工程建后运营阶段受力的需要，梁底板的厚度，也从跨中的 0.15m 增加到支点处的 0.6m。梁体采用 400 号混凝土！（c） 、下部结构综合设计需要双柱式桥墩在下部结构被使用，所设计的圆柱桥墩，它的直径1.5m，而且在他们之间设置横系梁，柱式桩基在基础被采用，桩基是圆柱状的，桩的直径为 1.5m，在这里我们采用桥台选用重力式 U 型桥台，不仅地基比较好而且它构造简单，它是由支承桥跨的前墙（台身）与连接路堤两边的侧墙（翼墙）这两种结构组成，把渗水性好的土夯实用在桥台的两侧墙之间，而且在侧墙之间略高于高水位的平面上铺一层向路堤方向设置有斜坡的夯实黏土作为不透水层，然后还要在不透水层上面再铺层碎石，后台锥坡比为 1：1，锥坡表面采用片石砌筑，前墙和背墙以及基础都配置钢筋，并且采用 200 号混凝土。 盖梁的端部厚度为 0.7m，它中间厚度，宽度，全长，斜长分别为1.9m,1.4m,15.1m，2.0m。板式橡胶支座是由多层橡胶片和薄钢板镶嵌、结合、压制而成，它不仅有足够的竖向刚度以承受垂直荷载，还有非常好的的弹性，又有较大的剪切变形能力。由于板式橡胶支座具有这么好的性能，所以我们要采用它。由于板式橡胶支座横向坡度为 2%，所以支座安装中必须确保坡度，其平面尺寸为 0.15m0.2m （根据桥梁附属构造与支座） 。（d） 、桥梁附属结构：根据经验只要此地区不是非常寒冷，在建设的小跨径桥上只要铺上 8cm 的水泥混凝土和 4cm 的沥青，根本不需要做专门的防水层。设置钢筋混泥土泄水管，每两个之间间隔 8m，两边设置时要互相交错，离缘石的距离 30cm。此设计论文中桥梁护栏是由钢筋混凝土墙式护栏和金属制梁柱式护栏的一种组合形式，因为它兼有墙式护栏坚固而且还有梁柱美观，型号为 Cm-Pl2-R 型。2.2 方案二 预应力混凝土简支箱梁桥（a） 、结构布置为了使桥下通车顺畅，保证桥下车辆行人安全通过桥梁所需要的桥梁净空界限设计为 4.5m，设计 130m 为桥的总长度，分孔为20m+20m+25m+25m+20m+20m，为了满足桥下行车道的宽度要求中间宽度采用25m。（b） 、上部结构为什么横截面上采用等截面布置呢？因为从分孔上看，所跨径度不是太大，在恒载和活载作用下，主梁支点截面的负弯矩比跨中截面的正弯矩大的不多。因为箱梁这种结构具有六大优点即抗扭刚度大，横向分布好，承载能力强，结构自重南通职业大学毕业论文 桥梁设计3轻，其截面整体性好，提供混凝土受压面积大，所以我们把主梁采用箱梁这种结构。为了能够加强全桥的整体性，因此设置端横隔梁，为了能使荷载横向分布比较均匀，因此设置中横隔梁，这样的设置而且减轻了翼板接缝处的纵向开裂现象。每片箱都使用单箱单室，梁的高度为 1.1m；顶板得厚度为 0.2m，顶板的宽度为 3.0m；底板得厚度为 0.2m，底板的宽度为 1.0m。中横隔梁为 0.8m,端横隔梁也为 0.8m。腹板的厚度为 0.1m，翼板得长度为 0.8m。横桥方向梁之间留有 0.5m的缝隙，以便浇注连接。单个箱梁的预制采用后张法！（c） 、下部结构：每副桥的桥墩使用双柱式桥墩，墩柱是圆柱形的，它的直径为 1.2m。由于地质条件很好，所以采用扩大基础，双层 1.8m1.8m、 2.6m2.6m，每层厚度均为0.6m；桥台为肋板式轻型桥台，它是后倾式埋置式桥台台身挖空，台身由两块后倾式的肋板和顶面帽梁连接而成，帽梁、系梁和耳墙都需要配钢筋，并且采用200 号混凝土，台身和帽梁、台身和基础之间布置少量的接头钢筋，台身和基础用 150 号混凝土！盖梁的端部厚度为 0.6m，它中间厚度，宽度，全长，斜长分别为1.2m,1.4m,15.4m,2.0m。板式橡胶支座是由多层橡胶片和薄钢板镶嵌、结合、压制而成，它不仅有足够的竖向刚度以承受垂直荷载，还有非常好的的弹性，又有较大的剪切变形能力。由于板式橡胶支座具有这么好的性能，所以我们要采用它。由于板式橡胶支座横向坡度为 2%，所以支座安装中必须确保坡度，其平面尺寸为 0.15m0.2m （根据桥梁附属构造与支座） 。（d） 、桥梁附属结构：根据经验只要此地区不是非常寒冷，在建设的小跨径桥上只要铺上 8cm 的水泥混凝土和 4cm 的沥青，根本不需要做专门的防水层。设置钢筋混泥土泄水管，每两个之间间隔 8m，两边设置时要互相交错，离缘石的距离 30cm。此设计论文中桥梁护栏是由钢筋混凝土墙式护栏和金属制梁柱式护栏的一种组合形式，因为它兼有墙式护栏坚固而且还有梁柱美观，型号为 Cm-Pl2-R 型。2.3 方案三 预应力混凝土悬臂梁桥（a） 、结构布置为了使桥下通车顺畅，保证桥下车辆行人安全通过桥梁所需要的桥梁净空界限为 4.5m，所设计桥的总长度为 130m，分孔为 35m+60m+35m，整个桥梁采用对称布置，中间挂梁的长度为 20m，因为此方案采用箱形截面，所以悬臂长度取跨中的 5.83 倍，符合桥梁工程中 Lg =0.40.6L 的要求，并且此设计法是按梁的弯矩包络图面积为最小的原则来定的，达到了节省材料的目的。（b） 、上部结构为了满足了本设计宽度为 17m 的宽桥面，而且也为了满足桥梁最大跨径的要求，我们把上部结构采用预应力混凝土箱梁。每幅桥截面构造都采用单箱双室的形式，具体尺寸如方案比选图，梁的施工采用悬臂浇筑法，具体是选用挂篮在墩柱两侧南通职业大学毕业论文 桥梁设计4对称平衡地浇筑梁段混凝土（每段长 25m） ，每浇筑完一对梁段，待到规定强度后就张拉预应力筋并且锚固，然后向前移动挂篮，进行下一段的施工，直到悬臂端为止。梁体材料均采用快速水泥配置的 400 号混凝土。（c） 、下部结构下部结构采用双柱式桥墩，圆柱桥墩直径 1.4m，并且设置横系梁，梁高2.0m，其尺寸如桥型方案选择图所示，基础采用柱式桩基，单排分三孔桩，桩径1.2m，因为地基比较好，桥台选用墙式埋置式桥台，台身埋置在锥形护坡中，锥形护坡比例为 1：1.0，因为本桥为旱地上城市桥，不必考虑水的冲刷，所以台前护坡可用片石作为表面防护，.下部结构其余的具体尺寸见桥型方案图，台身内配置适量钢筋，并且采用 200 号混凝土。盖梁的端部厚度为 0.7m，它中间厚度，宽度，全长，分别为1.9m,1.4m,15.1m。板式橡胶支座是由多层橡胶片和薄钢板镶嵌、结合、压制而成，它不仅有足够的竖向刚度以承受垂直荷载，还有非常好的的弹性，又有较大的剪切变形能力。由于板式橡胶支座具有这么好的性能，所以我们要采用它。由于板式橡胶支座横向坡度为 2%，所以支座安装中必须确保坡度，其平面尺寸为 0.15m0.2m （根据桥梁附属构造与支座） 。（d） 、桥梁附属结构：根据经验只要此地区不是非常寒冷，在建设的小跨径桥上只要铺上 8cm 的水泥混凝土和 4cm 的沥青，根本不需要做专门的防水层。设置钢筋混泥土泄水管，每两个之间间隔 8m，两边设置时要互相交错，离缘石的距离 30cm。此设计论文中桥梁护栏是由钢筋混凝土墙式护栏和金属制梁柱式护栏的一种组合形式，因为它兼有墙式护栏坚固而且还有梁柱美观，型号为 Cm-Pl2-R 型。综上三种方案所述，从安全、经济、使用效果以及美观等方面进行比较可以归结如下表所示：2.4、方案比较表第一方案 第二方案 第三方案序号方案类 别比较项目主桥：预应力混凝土连续箱梁：（30+35+35+30m）主桥：预应力混凝土简支箱形梁桥：（20+20+25+25+20+20m）主桥：预应力混凝土悬臂梁桥（35+60+35m）挂梁：20m1 桥 面 的 高度（m）53.8 53.5 54.72 桥 长（m）130 130 1303 纵 坡 1.0 1.0 1.0南通职业大学毕业论文 桥梁设计54 工艺要求要求先进的技术，要求严格得工艺，所用的设备不多，场地占用较少，不平衡力矩的影在施工时候必须考虑。技术较简单，工艺要求简单。技术要求先进，工艺要求严格，截面稳定，整体性质好，但施工周期长。混凝土收缩及徐变比较大。5 使用效果属于超静定结构，受力稳定。由于桥面连续，所以养护比较方便，但由于连续过长会增大温度变化的附加影响。属于静定结构，受力好。由于桥面先简支后连续所以整体性能好，但是抗扭和横向抗弯刚度大。属于静定结构，支点抗弯能力强，不增加很多的弯矩但行车条件不好。6 造价及其用材造价及钢材的用量排第一，其他的比较省。造价排第三，钢材的用量较多，省劳动力。造价排第二，钢材的用量较少，劳动力最费。经过每个方面综合比较，确定第二方案为最佳方案。2.5、设计要点及相关的计算方法：经过方案比选，参考相关规范对本设计中预应力混凝土简支梁桥。简单列出如下应该注意的设计要点：2.5.1、上部结构（1） 、箱梁采用后张法部分预应力 A 类构件，设计计算采用 GQJS 桥梁平面杆系分析程序配置预应力钢筋和非预应力钢筋（2） 、跨中荷载横向分布系数采用推广 GM 法及刚接梁法进行计算，支点荷载横向分布系数按杠杆法计算（3） 、相关参数如下：相对湿度 70%墩、台不均匀沉降 10mm体系温度变化 -5 oc40oc桥面温度差为顶板变温 5预应力筋松弛率 0.045管道摩擦系数 0.25管道偏差系数 0.0015锚具变形及钢筋回缩 6mm（5） 、为方便施工，中间墩顶采用双排支座，负弯矩区采用普通钢筋连接（6） 、横隔板采用钢板焊接，并留有孔洞，以减轻吊装重量（7） 、预应力刚束的弯折处采用圆曲线过渡，管道必须圆顺，预应力刚束定位钢筋间隔 50cm南通职业大学毕业论文 桥梁设计62.5.2、下部结构（1） 、盖梁采用 GQJS 平面杆系桥梁结构程序进行预应力钢筋计算（2） 、墩身按偏心受压构件计算（3） 、基础采用为明挖扩大基础，其尺寸拟定和计算参见基础工程书 1525 页3、主梁荷载及内力计算3.1、毛截面几何特性根据拟定的主梁尺寸计算出毛截面面积及几何特性，结合活载作用下梁桥横向分布的计算，即可求得各控制截面的恒载和活载内力。主梁几何特性计算见表图-2.1 片梁横截面图8192片 梁 横 截 面10754672表-2.1 主梁截面几何特性分块面积 分块面积形心 到上缘距离分块面积对上缘静矩分块面积自身惯矩di=ys-yi分块面积对截面形心惯矩I=Ii+Ix截面名称 分块名称Ai yi Si=Ai*yi Ii Ix=Ai(ys-yi)2 南通职业大学毕业论文 桥梁设计7cm2 cm cm3 cm4 cm cm4 cm41 2720 8.5 23120 65507 26 1862843 1928350 2 640 19.67 12589 2276 15 144000 146276 3 3500 12.5 43750 182292 22 1720281 1902573 4 48.678 27 1314 172 8 2864 3036 5 1679.6 59 99096 26667 -24 994237 1020904 6 1700 101.5 172550 323603 -67 7592623 7916226 7 68 98.7 6712 40942 -64 278789 319731 1/4 截面 Am=Ai=10356.28ys=S i/Am=34.67359131 641457 -84 12595638 13237095 1 2720 8.5 23120 65507 26 1862843 1928350 2 640 19.67 12589 2276 15 144000 146276 3 3500 12.5 43750 182292 22 1720281 1902573 4 48.678 27 1314 172 8 2864 3036 5 1679.6 59 99096 26667 -24 994237 1020904 6 1700 101.5 172550 323603 -67 7592623 7916226 7 68 98.7 6712 40942 -64 278789 319731 8 640 19.67 12589 1138 15 144000 145138 9 13600 67.5 918000 4094167 -33 14810400 18904567 10 1700 71.7 121890 341181 -37 2327300 2668481 11 2790 63.5 177165 1005446 -29 2346390 3351836 跨中截面 Am=A i=10304.8ys=S i/Am=1546083390 -168 32223727 12166780 1 2720 8.5 23120 65507 26 1862843 1928350 2 640 19.67 12589 2276 15 144000 146276 3 3500 12.5 43750 182292 22 1720281 1902573 4 48.678 27 1314 172 8 2864 3036 5 1679.6 59 99096 26667 -24 994237 1020904 6 1700 101.5 172550 323603 -67 7592623 323603 7 68 98.7 6712 40942 -64 278789