简直转连续不同跨径比较_桥梁毕业论文设计

1、( 此文档为 word 格式，下载后您可任意编辑修改！)简直转连续不同跨径比较A 部分： 30m 设计书第一章设计资料1.1、背景石牛大桥位于浙江省丽水市境内，工程起自水阁工业区主干路进城连接线与水阁中二路交叉口（ K2+980.000）向西布线，在东岸村附近徬依低山丘，正交跨越大溪，经碧湖一号路与规划中的碧湖区主干道石牛大桥相接（ K4+388.384），总线位呈东北至西南走向， 路线全长 1.408 公里。K2+980至 K3+140段道路东侧紧邻道路有一 8 米宽的雨水渠，至 K3+140处雨水渠正交穿过道路至道路西侧，此处设一 8 米跨径的小桥，桥宽 33 米（ 3m人行道 +12m车

2、行道 +3m中央绿化带 +12m车行道 +3m人行道），上部采用钢筋混凝土空心板， 下部采用轻型薄壁台，基础为 100cm钻孔灌注桩。 K3+811.00 处有一小渠，设 3× 2.5m 钢筋混凝土盖板涵。石牛大桥的起讫点桩号为 K3+440.98K3+769.02, 全桥长 328.04m, 桥宽 31.5m(3m 人行道 +12m车行道 +3m中央绿化分隔带 +12m车行道 +3m人行道）上部采用（ 6× 40m）先简支后连续的 T 梁。1.2、主要技术指标(1) 道路等级：一级(2) 设计行车速度： 60 km=0，位于支点截面。图 4.2第一个施工阶段剪力图由图 4

3、.2 可知： Qmax=339.52KN，位于支点右侧， Qmin=-339.52KN,位于支点左侧表 4.2在第一施工阶段恒载内力表单元阶段位置轴向剪力 -y剪力 -z扭矩弯矩 -y弯矩 -z1cs1I1-0.17-3.45-339.52-1.8002cs1I26.59-0.57-282.68-0.46596.79-4.613cs1I36.68-0.57-240.89-0.461103.99-3.474cs1I46.71-0.57-199.11-0.461527.63-2.335cs1I56.77-0.57-157.33-0.461867.71-1.196cs1I66.83-0.57-115

4、.54-0.462124.22-0.057cs1I76.83-0.57-73.76-0.462297.161.098cs1I86.83-0.57-31.98-0.462386.532.239cs1I910.21-0.0734.660.542367.97-0.5710cs1I1010.21-0.0776.440.542240.7-0.4311cs1I1110.16-0.07118.230.542029.87-0.2812cs1I1210.12-0.07160.010.541735.46-0.1313cs1I139.77-0.07201.810.291357.490.01第二施工阶段第二施工阶段为

5、各个简支梁合拢，当现浇梁段达到设计强度以后张拉负预应力。下图为第一施工阶段的弯矩和剪力内力图，下表为剪力和弯矩的内力汇总表（本表仅列出了控制截面单元内力） 。图 4.3 第二施工阶段弯矩图由上表可知： Mmax= 位于跨中截面； Mmin=0 ，位于支点截面。图 4.4 第二施工阶段剪力图由图 4.2 可知： Qmax=-350KN，位于支点右侧， Qmin=-350KN,位于支点左侧表 4.3 第二施工阶段的恒载内力单元号剪力（ kN ）弯矩 (kNm)单元号剪力（ kN ）弯矩 (kNm)1-331.34055-168.831588.164-159.571790.3459-12.14226

6、6.798-2.882399.5263168.711588.64942.742367.6167-7.411.5912178.541648.4672-168.821588续上表16-7.2911.6976-12.132266.5321-168.621588.8580158.251670.1925-11.932265.9384-6.4310.6729168.861587.4889-178.561647.3133-7.2611.5493-21.872398.938-168.081583.4497159.51789.8542-11.962258.6100274.4596.6146168.291582.

7、3100309.9299.9350-7.329第三施工阶段拆除临时支座，加中永久支座，下图为第三施工阶段内力图，下表为第三施工阶段的内力统计表（仅列出了控制截面单元内力）。图 4.5 第三施工阶段弯矩图由图 4.5 可知： Mmax= 2406KN.m,位于第一跨中截面； Mmin=-261.9 ，位于边跨内支点截面处。图 4.6 第三施工阶段剪力图由上图 4.6 可知： Qmax=359KN，位于右边跨支点截面，Qmin=-359KN,位于左边边跨支点截面表 4.4 第三施工阶段的恒载内力截面号剪力（ kN ）弯矩 (kNm)截面号剪力（ kN ）弯矩 (kNm)1-331.91059-12

8、.222275.654-160.071794.0463168.881596.288-3.382406.9967325.88-258.4712177.831661.0572-168.741596.4516334.82-260.976-12.052274.4221-168.941595.580169.041593.9825-12.262275.0184326.04-261.9929168.871596.2889-177.821661.0233325.86-258.3993-21.122407.0438-168.241590.697160.061793.9742-12.122266.92100310

9、.4810046168.411589.6150324.92-259.6455-200.241596.44第四施工阶段现浇纵向湿接缝。即加自重g2。下图为第四施工阶段的内力图, 下表为第四施工阶段的内力汇总表（仅列出了边跨控制截面的内力）。图 4.7 第四施工阶段弯矩图由图 4.7 可知： Mmax= 2406KN.m,位于边跨跨中截面处； Mmin= ，位于边跨内支点截面处。图 4.8 第四施工阶段剪力图由上图 4.8 可知： Qmax=359KN，位于右边跨支点截面， Qmin=-359KN,位于左边边跨支点截面表 4.5 第四施工阶段的恒载内力截面号剪力（ kN ）弯矩 (kNm)截面号剪

10、力（ kN ）弯矩 (kNm)1-331.91050324.92-259.644-160.071794.0455-200.241596.445-3.381871.4659-12.222275.658177.832406.9963168.881596.2812334.821661.0567325.88-258.4716-168.94-260.972-168.741596.4521-12.261595.576-12.052274.4225168.872275.0180169.041593.9829325.861596.2884326.04-261.9933-168.24-258.3989-177.

11、821661.0238-12.121590.693-21.122407.0442168.412266.9297160.061793.9746-0.131589.61100310.48597.63第五施工阶段此阶段加桥面铺装，即二期恒载激活，并考虑混凝土的长期的收缩徐变，持续时间为 3650 天，下图为第五施工阶段的内力图，下表为第五施工阶段内力汇总表。图 4.9 第五个施工阶段弯矩图由图 4.9 可知： Mmax= 位于边跨跨中截面处； ，位于边跨内支点截面处。图 4.10 第五个施工阶段剪力图由上图 4.8 可知： Qmax=472.93KN，位于右边跨左支点截面，Qmin=-422.09K

12、N,位于边跨外支点截面。表 4.6第五施工阶段内力截面号剪力（ kN ）弯矩 (kNm)截面号剪力（ kN ）弯矩 (kNm)1-422.09059-13.722571.914-192.62254.3163224.171694.38820.832902.0867438.44-787.812258.671766.4872-219.391663.616472.93-974.5576-5.442508.33续上表21-231.891570.4880232.461568.8325-17.882508.4684446.79-975.9629220.051768.8689-258.191766.44334

13、34.34-789.193-44.222902.0338-223.111688.0397193.592254.0442-9.72562.56100349.83762.5346227.621657.75100398.44126.550441.4-491.8455-227.681665.12第五章活载内力计算5.1 折减系数、车道荷载、冲击系数桥面净宽为 14.25m，其设计车道数为单向三车道，由桥规可查得：三车道的车道折减系数为=0.78 ，此桥采用车道荷载为公路一级，其均布荷载标准桥跨度为 30m，由桥规可知不计纵向折减。值 qk 和集中荷载标准值 PK 按标准值算。 即 PK=280KN，

14、q k =10.5KNm。计算剪力效应时，上述集中荷载标准值 PK 时应乘以 1.2 的系数。对于连续梁，计算冲击力引起的正弯矩效应和剪力效应时采用f1 ；计算连续梁的冲击力引起的负弯矩效应时采用f2。此设计中E=3.4500e+10KNm2，Ic=0.313， l30m，mc=Gg=1975.5kgm，代入上式得：?1=5.6Hz，?2=9.7Hz当1.5Hzf14Hz时，=0.1767lnf0.0157。将以上f1 ，f2 代入得；1=0.2882=0.385用于正弯矩效应和剪力效应：110.2881.288用于负弯矩效应：110.3851.3855.2 活载内力计算主梁活载横向分布系数确

15、定之后，将活载乘以相应横向分布系数后，在主梁内力影响线上最不利布载，可求得主梁最大活在内力，计算公式为：SP1mi Pyii式中：SP -主梁最大活载内力（弯矩或剪力） 。(1) -汽车荷载冲击系数，本设计（1+）=1.385 。-车道折减系数，本设计=0.78 。mi -荷载横向分布系数。Pi -主梁的车道荷载（集中力和均布荷载）。yi -主梁内力影响线的竖标值。具体计算时采用专用软件 （midas）在主梁上动态加载可求得活载最大内力SP ,在 Midas 分析选项中打开移动荷载分析控制，将冲击系数根据以上计算的冲击系数用户自定义。下面应用表格对活载内力计算做统了计。然后，对最终结果进行比对

16、、分析。找到最不利位置（计冲击系数和横向分布系数）。表 5.1车道荷载作用下各个控制截面的最大内力截面Mmax(KN.m)Min(KN.m)Qmax(KN)Qmin(KN)左支点0028.88-188.26边跨 14968.75-198.3428.5-130.64边跨跨中1705.68-327.9225.02-100.66边跨 34454.6-498.27168.57-14.21左中支点（左）196.65-1012.65194.12-25.87左中支点（右）203.2-1003.83194.12-25.87中跨 14508.04-570.3439.14-164.38中跨跨中1483.44-28

17、8.5831.52-139.26中跨 34471.99-489.05141.87-34.06中支点（左）225.23-846.22167.2-41.79中支点（右）219.54-842.67167.2-41.79中跨 14473.93-494.437.91-163.97中跨跨中1454.97-259.4730.19-138.78中跨 34445.62-467.84141.39-32.8中支点（左）240.34-866.5166.77-41.41中支点（右）239.18-865.04166.77-41.41中跨 14460.28-476.5341.41-166.59中跨跨中1459.77-262

18、.2832.85-141.23中跨 34470.06-492.6138.77-30.34中支点（左）219.97-843.49163.95-38.16中支点（右）225.74-847.03163.95-38.16中跨 14478.34-488.5341.81-167.18中跨跨中1482.38-288.9334.09-141.98续上表中跨 34499.34-567.95139.13-31.37中支点（左）202.24-1003.97164.28-38.96中支点（右）195.68-1012.79164.28-38.96中跨 14465.25-502.2425.88-194.12中跨跨中170

19、5.98-326.9914.17-168.58中跨 34956.74-186.7100.65-25中支点（左）250.35-42.83130.63-28.49中支点（右）54.55-5.65130.63-28.49表 5.2 人群荷载作用下各个控制截面的内力最值（计入横向分布系数）截面Mmax(KN.m)Min(KN.mQmax(KN)Qmin(KN)左支点001.53-7.66边跨 1457.19-11.011.51-7.62边跨跨中75.56-21.351.41-2.46边跨 3439.45-28.416.1-0.35左中支点（左）10.49-65.919.78-0.86左中支点（右）10

20、.52-66.659.78-0.86中跨 1431.11-37.172.12-8.77中跨跨中59.47-37.491.84-5.49中跨 3437.99-31.644.89-2.66中支点（左）24.28-58.388.28-3.07中支点（右）24.5-59.028.28-3.07中跨 1437.91-29.632.75-8.47中跨跨中62.17-32.892.39-5.11中跨 3435.35-29.845.41-2.24中支点（左）21.53-62.368.74-2.56中支点（右）21.71-63.058.74-2.56中跨 1435.56-30.652.57-8.73中跨跨中62

21、.42-33.212.24-5.41中跨 3438.29-29.425.11-2.4中支点（左）24.5-58.898.46-2.77中支点（右）24.5-58.898.46-2.77中跨 1436.2-31.53.07-8.27中跨跨中59.39-37.422.67-4.88续上表中跨 3431.26-36.675.49-1.83中支点（左）10.5-65.98.76-2.11中支点（右）10.65-66.588.76-2.11中跨 1439.44-28.690.86-9.78中跨跨中70.71-22.30.35-6.1中跨 3457.13-10.762.45-1.41边支点（左）15.3-

22、2.727.61-1.51边支点（右）2.36-0.167.61-1.51由表 5.1 和 5.2 分析可知：弯矩最大截面为：车道荷载作用下=1705.98kNm （中跨跨中）M m a xMin=-1012KN.m （边跨内支点）人群荷载作用下M max = 75.56kNm （边跨跨中）边跨内支点 )剪力最大截面为：车道荷载作用下Q=194.12kN （边跨内支点）m a xQmin=-194.12KN （边跨内支点）人群荷载作用下Qmax =9.78 kN （边跨内支点）Qmin=-8.77(边跨内支点 )图 5.1 活载作用下弯矩包络图由图 5.1 可知，出现在边跨跨中，出现在边跨内支

23、点处图 5.2 活载作用下剪力包络图由图 5.2 可知 Qmax=431.42KN 出现在第二个支座左侧， Qmin=31.42KN 出现在第六个支座右侧第六章钢束估算6.1 钢束桥规估算的原理与方法根据桥规规定，预应力梁应按使用阶段的应力要求和承载能力极限状态的强度要求来估算钢束的数量。在本设计中，此桥为简支转连续桥的桥梁，主梁在简支状态下主要承受自重产生的正弯矩和预加力的作用，因此在正弯矩钢束布置时应满足简支状态下的受力要求。其次，截面上缘负弯矩的钢束不仅用来承担二期恒载、活载负弯矩及结构次内力，同时又是结构体系转换的有效手段，因此在负弯矩钢束布置时应注意到这一点。此主梁截面既要承受M m

24、ax 又要承受 M min 时，因此需要在梁上、下部都配置预应钢束，其数量应根据主梁上、下缘不出现拉应力或不超过容许压应力的控制条件来确定：当截面承受正弯矩M max 时得式（ 8-1-1）、（ 8-1-2）：当截面承受负弯矩M min 时得式（ 8-1-3）、（ 8-1-4）：在大量的设计工作与计算分析中，主梁就强度而言，在使用阶段主要只进行抗裂性验算，压应力一般不控制设计，因而根据式（8-1-2）、（ 8-1-3）可求的预应力束筋的最小根数：（ 8-1-5）、（ 8-1-6）事实上，在配置各截面的束筋时，受客观条件的影响不可能完全按计算值配置；有时配置较多，但也不能超过一定的值。由式（8-

25、1-1）、（ 8-1-4）可求的容许配置的束筋根数：（8-1-7）、（ 8-1-8）其中：Ay - 单根预应力束筋面积。Ry - 束筋有效预应力。Ra- 混凝土容许承压应力。e上 、 e下 - 束筋对截面形心轴的偏心距。M max 、M min -截面承受的正、负弯矩W上 、 W下 -截面上下边缘的截面模量。K上 、K 下 - 截面上下核心距。截面特性值示意图A- 主梁混凝土面积。其中：e上y上0.1 、 e下y下0.1本设计张拉预应力钢束的张拉控制应力为：考虑预应力损失为：有效预应力为：单根钢绞线的面积为： Ay=140mm2对于 C50： Ra=23.5MPa（轴心抗压设计值）本设计属于变

26、截面的，但变化不大，因而截面特性值取常数，将以上数据代入（ 8-1-5）、（8-1-6）（8-1-7）、（8-1-8）分别得到配束的最小根数与最多根数。在 Excel 中编辑公式计算得：表 6.1 预应力束配置计算公式中的参数及各截面要配钢束的数量范围截面号预应力束混凝土截面的特性值内力最少最多参数AyRyK上K下E上E下W上W下RaMmaxMminN上N下N上N下左支点0.1930.320.650.521.170.360.6423500000109.6128.440581095边跨 140.1930.320.650.521.170.360.6423504467.2809-8.7928.085

27、.59156.54058106813边跨跨中0.1930.320.60.521.170.360.64235066003716-10.041.973.06170.3401880284边跨 340.1930.320.650.521.170.360.6423503821.2434-7.7423.989.15152.4405818805294左中支点（左）0.1930.320.650.521.170.360.642350435.2-13010.004.21103.6132.6405981880977126左中支点（右）0.1930.320.650.521.170.360.642350392.8-137

28、10.363.98103.7132.4405981880147163中跨 140.1930.320.650.521.170.360.6423503909.2374-7.1124.688.40153.14059818806862中跨跨中0.1930.320.650.521.170.360.6423506350.3767-10.940.174.90168.540598188015368中跨 340.1930.320.650.521.170.360.6423503800.2279-6.722488.92152.440598188071740.1930.320.650.521.170.360.6423

29、50316.7-14110.493.5104.1131.9中支点（左）405981880781850.1930.320.650.521.170.360.642350275.6-14810.823.27104.3131.7中支点（右）0598188051761240.1930.320.650.521.170.360.6423503816.-7.2824.089.02152.4中跨 142366405981880652470.1930.320.650.521.170.360.6423506374.3891-11.740.175.03168.6中跨跨中405981880158320.1930.320

30、.650.521.170.360.642350-7.7125.287.98153.6中跨 340598188040122495355940.1930.320.650.521.170.360.642350745.7-1189.8846.22101.7134.6中支点（左）4059818808379870.1930.320.650.521.170.360.642350706.8-12410.196.01101.9134.4中支点（右）4059818801296160.1930.320.650.521.170.360.6423503224.-5.5920.3148.8中跨 1405981880319

31、188792.0424续上表中跨跨中0.1930.320.650.521.170.360.64235063633869-11.640.175.05168.54059818802287中跨 340.1930.320.650.521.170.360.6423503800.2358-7.2623.989.11152.3405981880462670.1930.320.650.521.170.360.642350339.9-13910.383.63104.0132.0中支点（左）405981880947780.1930.320.650.521.170.360.642350296.9-14410.653

32、.39104.2131.8中支点（右）0598188059724440.1930.320.650.521.170.360.6423503838.-6.8324.288.73152.6中跨 142309405981880693870.1930.320.650.521.170.360.6423506363.3781-11.040.274.84168.6中跨跨中405981880321850.1930.320.650.521.170.360.6423503896.-7.1624.588.49153.0中跨 340598188042376368140.1930.320.650.521.170.360.

33、642350438.1-13110.044.23103.5132.6边跨支点（左）4059818807114980.1930.320.650.521.170.360.642350397.9-13610.314.00103.7132.4边跨支点（右）4059818805417550.1930.320.650.521.170.360.6423503836.-7.6689.03152.5右边跨 340598188022429824.16540.1930.320.650.521.170.360.6423506591.3708-9.9841.873.11170.2右边跨跨中4059818803490.1

34、930.320.650.521.170.360.6423504421.-8.8127.785.87156.2右边跨 140598188072796586340.1930.320.650.521.170.360.6423501332.915.-3.158.30102.6136.7右支点（左）4059818802162950.1930.320.650.521.170.360.642350201.6114.-0.311.27108.5129.7右支点05981880649724由上表分析可知：正弯矩钢筋最少用40.18 根，最多用 168.1根：负弯矩钢筋最少用11.0 根，最多用 109.1 根：

35、因而本在设计中：正弯矩钢筋采用 15.24 的 21 根，即，采用三束 15.24-7 的钢绞线。负弯矩钢筋采用15.24 的 14 根，即，采用两束15.24-7 的钢绞线。6.2 预应力钢束的布置原则连续梁预应力筋束的配置除满足桥规 （JTJ 023-85）构造要求外，还应考虑一下原则：（ 1）、应选择适当的预应力束筋的形式与锚具形式， 对不同跨径的梁桥结构，要选用预加力大小恰当的预应力束筋，以达到合理的布置形式。避免造成因预应力束筋与锚具形式选择不当， 而使得结构构造尺寸加大。 当预应力束筋选择过大，每束的预加力不大，造成大跨结构中布束过多，而构造尺寸限制布置不下时，则要求增大截面。反之

36、，在跨径不大的结构中，如选择预加力很大的单根束筋，也可能使结构受力过于集中而不利。（ 2）、预应力束筋的布置要考虑施工过程的方便， 也不能像钢筋混凝土结构中任意切断钢筋那样去切断预应力束筋，而导致在结构中布置过多的锚具。由于每根预应力束筋都是一个巨大的集中力，这样锚下应力区受力较复杂，因而必须在构造上加以保证，为此常导致结构构造复杂，而使施工不便。（ 3）、预应力束筋的布置既要符合结构的受力要求， 又要注意在超静定结构体系中避免引起够大的结构次内力。（ 4）、预应力束筋配置， 应考虑材料经济指标的先进性， 这往往与桥梁体系、构造尺寸、施工方法的选择都有密切关系。（ 5）、预应力束筋应避免使用多

37、长的反向曲率的连续束， 因为这会引起很大的磨阻力损失，降低预应力束筋的效益。（ 6）、预应力束筋的布置， 不但要考虑结构在使用阶段的弹性受力状态的需要，而且也要考虑到结构在破坏阶段时的需要。6.3 预应力束筋的布置遵循预应力束筋布置的原则，结合本例的施工特点，钢束布置线形见下图，钢束分布位置详细尺寸见下表图 6.1 预应力钢束布置俯视图图 6.2 预应力钢束布置侧视图表 6.2 正弯矩区钢束分布位置详细尺寸左边跨各底板束的插入点均为插入单元的I 端，钢束坐标轴方向为单元的I-J 方向钢束名位置 x（ m） y（ m） z（ m） R（ m）钢束名位置x（ m） y（ m） z（ m） R（ m）1400-0.350140.000-0.70131.000-0.440131.000-0.7801