600m斜拉桥毕业设计说明书

本科毕业设计说明书题 目：圣阳桥设计 院 （部）： 交通工程学院专 业： 交通工程班 级： 交通工程 091姓 名：孙庆军学 号： 2009011181指导教师： 范伟完成日期： 2013 年 6 月 15 日目 录摘 要 .IVABSTRACT.V第 1 章 绪 论 .- 1 -1.1 斜拉桥发展概述 .- 1 -第 2 章 初步设计 .- 3 -2.1、设计资料 .- 3 -2.1.1、工程概述 .- 3 -2.1.2、技术标准 .- 3 -2.1.3、主要材料 .- 3 -2.1.4、桥区自然概况 .- 3 -2.1.5、桥位平面图、河床剖面图 .- 4 -2.2、方案构思 .- 6 -2.3、方案比选 .- 8 -第 3 章 桥梁上部结构及塔墩设计 .- 10 -3.1、材料选择 .- 10 -3.2、总体设计 .- 10 -3.3、 主梁设计 .- 11 -3.4、斜拉索设计 .- 12 -3.5、主塔设计 .- 12 -3.6、下部结构构造 .- 13 -3.7、整体分析 .- 13 -3.7.1 计算原则 .- 13 -3.7.2 计算作用 .- 14 -3.7.3 尺寸拟定建模计算 .- 15 -3.7.4、桥梁配筋及索力优化 .- 23 -第 4 章 桥梁基础工程设计 .- 31 -4.1、设计资料 .- 31 -4.2、选择桩端持力层、承台埋深、拟定桩长 .- 31 -4.3、单桩设计、确定承台尺寸 .- 31 -4.3.1 确定单桩承载力特征值 .- 31 -4.3.2 初选桩的根数 .- 32 -4.3.3 初选承台尺寸 .- 32 -4.3.4 单桩受力验算 .- 32 -4.4、承台配筋计算及承台受力验算 .- 34 -4.4.1 承台配筋计算 .- 34 -4.4.2 承台受力验算 .- 35 -第 5 章 圣阳桥施工组织设计 .- 39 -5.1、工程概况 .- 39 -5.1.1 斜拉桥概况 .- 39 -5.1.2 主要工程数量 .- 39 -5.1.3 工程特点 .- 39 -5.2 斜拉桥施工方案 .- 39 -5.2.1 钻孔灌注桩基础施工 .- 40 -5.2.2 承台钢筋加工及安装 .- 43 -5.2.3 斜拉桥主塔施工 .- 44 -5.2.4 挂篮悬浇施工 .- 45 -5.2.5 斜拉索的安装 .- 49 -5.2.6 斜拉索的张拉工艺 .- 50 -5.3、施工控制 .- 51 -5.3.1 施工控制的目的 .- 51 -5.3.2 施工控制的原则 .- 51 -5.3.3 施工控制的组织形式 .- 52 -第 6 章 毕业设计总结 .- 53 -致 谢 .- 54 -参考文献 .- 55 -摘 要本设计根据设计任务要求,依据现行公路桥梁设计规范,兼顾技术先进，安全可靠，适用耐久，经济合理的原则，提出了预应力混凝土双索面独塔斜拉桥、预应力混凝土连续刚构两个比选桥型。综合各个方案的优缺点并考虑与环境协调，把预应力混凝土双索面独塔斜拉桥作为推荐设计方案。主梁是斜拉桥的重要基本承载构件之一，主梁的强度、刚度和稳定性直接影响到全桥的刚度和稳定性，因此本设计利用桥梁博士建模，进行了索力调整，并对结构细部尺寸拟定，进行静活载内力计算、配筋设计及控制截面应力验算、变形验算等，经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。然后进行下桥梁下部结构的设计，重点对桥塔下部基础进行了设计。该计算仅仅是斜拉桥设计的一部分，通过本设计为将来桥梁施工或是设计打下基础。关键词： 独塔双索面斜拉桥；桥梁博士建模；索力调整；成桥合理状态；桩基础The design of ShengYang bridgeABSTRACTAccording to the design task requirements, based on the current highway bridge design specifications, both technologically advanced, safe and reliable for durable, economical and rational principles, the design was considered. I proposed two projects including pre-stressed concrete double cable planes single tower cable-stayed bridge and pre-stressed concrete continuous rigid frame to select. Considering the advantages and disadvantages of two projects including the environment conditions, I selected the single tower cable-stayed bridge with double cable planes as a recommended design. Cable-stayed bridge girder is one of the most important basic carrier member and the strength, stiffness and stability of main girder directly affect the full-bridge stiffness and stability. So I took advantage of the Dr. bridge to figure out the best cable tension and set the detail size of the structure .whats more, the static load and other live force was modeled. Also, I checked the stress and the deflection of the bridge and calculated the area of reinforcement. Via calculating the effect and checking result, I found that the calculation method is correct and the internal force distribution is reasonable, in line with the requirements of the design task. Then I designed substructure of the selected bridge and the emphasis was laid on the pile part of the basis for the main pylon. I know that this calculation is only a little part of the design of cable-stayed bridge, but I learned a lot of knowledge through the design process, which absolutely lay the foundation for my future bridge construction or design.Key words Single tower cable-stayed bridge with double cable planes; Building bridge model with Dr. bridge; Cable force adjustment; a reasonable state of bridge; Pile foundation第 1 章 绪 论1.1 斜拉桥发展概述早在悬索桥出现的同时,工程师就提出了斜拉桥的概念。斜拉桥是一种桥面体系受压，支承体系受拉的桥梁。其桥面系由加劲梁构成，其支承体系由钢索组成。斜拉桥在世界范围内的应用从 20 世纪 50 年代开始，在 90 年代迅速发展，其跨径已经进入以前悬索桥适用的大跨径范围内。结构分析的进步、高强材料和施工方法及防腐技术的发展对于大跨径斜拉桥的发展起到了关键性推动作用。1.2 斜拉桥结构概述斜拉桥的基本承载构件是由主梁、桥塔和斜拉索三部分组成。实际设计时三者是密不可分的，三种基本承载构件以不同的方式影响结构的总体性能。塔、梁及索的不同变化和相互组合，可以构成具有各自结构性能且力学特点和美学效果突出的斜拉桥。斜拉桥的主要特点是利用由桥塔引出的斜拉索作为梁跨的弹性中间支承,借以降低梁的截面弯矩、减轻梁重和提高桥梁的跨越能力。但斜拉索对主梁的弹性支承作用只有在拉索处于拉紧状态才能发挥出来，因此，必须在承受荷载之前对拉索进行预拉。这样的预拉力还可以减小斜拉索的应力变化幅度，提高斜拉索的刚度，从而改变结构的受力状态。此外，斜拉索的水平分力对主梁产生轴向预施压力的作用可以增强主梁的抗裂性能，节约高强钢材的用量。斜拉桥与悬索桥的区别在于：斜拉桥主梁上的荷载是通过锚固点直接传至斜拉索上，而悬索桥则是经由吊索传至柔性承重索，因而两者的结构刚度有较大的差别。一般悬索桥的承重索系锚固在桥台或台后专设的地锚上，主梁不承受轴力，而斜拉桥的主梁承受巨大的轴向力，形成偏心受压构件。斜拉桥可以进行内力调整，以获得合理的内力分布。斜拉桥的刚度很大程度上取决于斜拉索的刚度，因此，改变斜拉索的张拉力、间距和数量，不仅可以调整主梁的截面内力，也可以改变桥梁的刚度。1.3 斜拉桥施工概述1.3.1 索塔和基础的施工目前我国所修建的斜拉桥无论采用何种形式的索塔，均采用钢筋混凝土结构。近年来大多采用简易支架或无支架施工法，索塔的施工模板相继出现了滑模、提模、翻模和爬模工艺，其中爬模的造价最低，浇注节段高可达 6m10m，施工速度快，且外观也较光滑。1.3.2 主梁的施工主梁的施工一般采用挂篮对称悬拼或悬臂浇筑施工，对于钢主梁和叠合梁采用工厂加工制造，现场起吊拼装形成；预应力混凝土主梁大多采用挂篮现浇或支架现浇，少数采用预制拼装。挂篮悬现浇法由于造价较低，且主梁线形易于控制，采用较为广泛。在我国，挂篮悬现浇从后支点发展到前支点，从小节距发展到大节距，从轻型发展到超轻型，从节段施工周期 15 天发展到最快 4 天，技术已逐渐成熟。牵索式挂篮的采用提高了挂篮承载能力，加快了施工速度。1.3.3 拉索的施工1.3.3.1 拉索的加工拉索一般采用热挤 PE 防护法在工厂或现场加工，大多采用整束集中防护张拉，但也有个别采用半平行钢绞线分束防护与张拉。拉索的锚头有冷铸镦头锚、热铸锚、镦头锚和夹片式群锚等几种，大多采用冷铸镦头锚。1.3.3.2 斜拉索的张挂、牵引和张拉一般采用放盘法自下而上牵引到位或采用整盘吊装上梁后然后牵引上塔，穿完索后安装锚具再进行张拉，一般均采用两到三次张拉到位。1.4 斜拉桥的发展方向斜拉桥今后将逐渐向密索体系发展，由于密索斜拉桥中许多索的自振周期不一样，它们互相干扰，不易产生共振，使风振的危险降低。拉索也倾向于采用较细的拉索，这样可以减轻拉索的自重，减小拉索垂度对结构的非线性影响。桥塔原先多采用钢结构，现在则越来越多地采用混凝土结构。结构的计算考虑结构非线性分析和模拟施工、安装、运营过程的结构仿真分析。第 2 章 初步设计2.1、设计资料2.1.1、工程概述该桥起点桩号 K88+142.14，终点桩号 K89+654.64，全长 1512.5 米。该桥平面部分位于直线段上。2.1.2、技术标准（1）设计车速：主线 80km/h（2）荷载等级：公路级（3）地震烈度：基本烈度为级（4）设计洪水频率：1/300（5）桥梁宽度：宽度 24.5 米0.5 米（防撞栏杆）+10.75 米（车行道）+2.0 米（中央分隔带）+10.75 米（车行道）+0.5 米（防撞栏杆）；（6）通航净空：库区规划航道级通航标准；（7）库区蓄水后正常水位： 381.100m2.1.3、主要材料按照规范执行。2.1.4、桥区自然概况1）气象、水文该桥区附近无气象站，附近的苍溪县设有苍溪气象站，其气候特征可代表桥址区的气候条件。苍溪县位于四川盆地北缘深丘，嘉陵江中游，属亚热带季风性湿润气候。其主要特