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1、PAGE 桥梁工程毕业设计-40+64+40连续梁桥目 录TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc326928451第一章绪论 PAGEREF _Toc326928451 h - 1 - HYPERLINK l _Toc3269284521.1 桥梁概概述 PAGEREF _Toc326928452 h - 1 - HYPERLINK l _Toc3269284531.1.11 桥桥梁建设设的重要要性 PAGEREF _Toc326928453 h - 1 - HYPERLINK l _Toc3269284541.1.22 桥桥梁的组组成与分分类 PAGEREF _To
2、c326928454 h - 1 - HYPERLINK l _Toc3269284551.1.33 我我国桥梁梁建筑的的成就及及现状 PAGEREF _Toc326928455 h - 2 - HYPERLINK l _Toc3269284561.1.44 展展望211世纪的的桥梁工工程发展展趋势 PAGEREF _Toc326928456 h - 3 - HYPERLINK l _Toc326928457第二章方案案比选 PAGEREF _Toc326928457 h - 5 - HYPERLINK l _Toc3269284582.1 比选原原则 PAGEREF _Toc32692845
3、8 h - 5 - HYPERLINK l _Toc3269284592.2 比选方方案 PAGEREF _Toc326928459 h - 5 - HYPERLINK l _Toc3269284602.2.11 方方案设计计 PAGEREF _Toc326928460 h - 55 - HYPERLINK l _Toc3269284612.2.22 方方案比选选及最终终确定 PAGEREF _Toc326928461 h - 8 - HYPERLINK l _Toc3269284622.3 上部结结构尺寸寸拟定及及内力计计算 PAGEREF _Toc326928462 h - 9 - HYP
4、ERLINK l _Toc3269284632.4 本桥主主要材料料 PAGEREF _Toc326928463 h - 110 - HYPERLINK l _Toc3269284642.5 悬臂浇浇筑施工工程序 PAGEREF _Toc326928464 h - 111 - HYPERLINK l _Toc3269284652.6 设计计计算依据据 PAGEREF _Toc326928465 h - 113 - HYPERLINK l _Toc326928466第三章预应应力混凝凝土连续续梁桥主主梁内力力计算 PAGEREF _Toc326928466 h - 144 - HYPERLINK
5、 l _Toc3269284673.1 建立有有限元模模型 PAGEREF _Toc326928467 h - 14 - HYPERLINK l _Toc3269284683.2 最大悬悬臂时内内力计算算结果 PAGEREF _Toc326928468 h - 144 - HYPERLINK l _Toc3269284693.3 中跨合合龙后的的内力计计算 PAGEREF _Toc326928469 h - 16 - HYPERLINK l _Toc3269284703.4 活载内内力计算算 PAGEREF _Toc326928470 h - 118 - HYPERLINK l _Toc326
6、9284713.5 支座沉沉降次应应力图 PAGEREF _Toc326928471 h - 244 - HYPERLINK l _Toc3269284723.6 活载组组合 PAGEREF _Toc326928472 h - 30 - HYPERLINK l _Toc3269284733.6.11 主主力组合合 PAGEREF _Toc326928473 h - 330 - HYPERLINK l _Toc3269284743.6.22 主主力+附加力力组合 PAGEREF _Toc326928474 h - 366 - HYPERLINK l _Toc326928475第四章预应应力钢束束
7、的估算算及布置置 PAGEREF _Toc326928475 h - 443 - HYPERLINK l _Toc3269284764.1 钢钢筋的估估算 PAGEREF _Toc326928476 h - 43 - HYPERLINK l _Toc3269284774.2计算算结果 PAGEREF _Toc326928477 h - 477 - HYPERLINK l _Toc3269284784.3 钢束布布置 PAGEREF _Toc326928478 h - 48 - HYPERLINK l _Toc3269284794.4. 钢束束布置图图 PAGEREF _Toc326928479
8、 h - 448 - HYPERLINK l _Toc326928480第五章截面面检算 PAGEREF _Toc326928480 h - 488 - HYPERLINK l _Toc3269284815.1 强度检检算 PAGEREF _Toc326928481 h - 49 - HYPERLINK l _Toc3269284825.2应力力检算 PAGEREF _Toc326928482 h - 500 - HYPERLINK l _Toc3269284835.2.11可能造造成预应应力损失失的因素素 PAGEREF _Toc326928483 h - 550 - HYPERLINK l
9、 _Toc3269284845.2.22对不允允许开裂裂的构件件 PAGEREF _Toc326928484 h - 550 - HYPERLINK l _Toc3269284855.2.33 边边跨1/4截面面的检算 PAGEREF _Toc326928485 h - 51 - HYPERLINK l _Toc3269284865.2.44 应应力检算算 PAGEREF _Toc326928486 h - 551 - HYPERLINK l _Toc326928487结束语 PAGEREF _Toc326928487 h - 58 - HYPERLINK l _Toc326928488致谢
10、PAGEREF _Toc326928488 h - 559 - HYPERLINK l _Toc326928489参考文献. PAGEREF _Toc326928489 h - 660 -兰州交通大学毕业设计(论文) 112 -兰州交通大学毕业设计(论文)第一章 绪 论1.1 桥梁概概述1.1.11桥梁建设设的重要要性大力力发展交交通运输输事业,建建立四通通八达的的现代化化交通网网,对于于加强全全国各族族人民的的团结,发发展国民民经济,促促进各地地经济发发展,促促进文化化交流和和巩固国国防,都都具有非非常重要要的意义义。在公公路、铁铁路、城城市和农农村道路路以及水水利建设设中.为了跨跨越各种种
11、障碍(如河流流、沟谷谷或其他他线路等等),必须须修建各各种类型型的桥梁梁与涵洞洞,因此此桥涵是是交通线线中的重重要组成成部分,而而且往往往是保证证全线通通车的关关键。在在国防上上,桥梁梁是交通通运输的的咽喉,在在需要快快速机动动的现代代战争中中具有非非常重要要的地位位。我国服员辽辽阔,大大小山脉脉和江河河湖泊遍遍布全国国,东部部临海,海海湾、岛岛屿众多多。自上上世纪880年代代我国实实行改革革开放以以来,国国民经济济飞速发发展,全全国高速速公路、高高速铁路路城市交交通网络络的建设设方兴未未艾。作作为枢纽纽工程的的桥梁建建设的发发展则突突飞猛进进。现如如今,随随着科技技的进步步,工业业水平的的提
12、高,社社会生产产力的高高速发展展,人们们对桥梁梁建筑提提出了更更高的要要求。现现代高速速公路上上迂回交交叉的立立交桥、高高架桥和和城市高高架路,几几十公里里长的海海湾、海海峡大桥桥,新发发展的城城郊高速速铁路桥桥与轻轨轨运输高高架桥等等,这些些规模巨巨大的工工程实体体,构筑筑了现代代交通靓靓丽的景景观。纵纵观世界界各国的的大城市市,常以以工程雄雄伟的大大桥作为为城市的的标志与与骄傲。1.1.22桥梁的组组成与分分类桥梁由五五大部件件与五小部部件组成。所谓“五大大部件”是指桥桥梁承受受汽车或或其他运运输车辆辆荷载的的桥跨上上部结构构与下部部结构,它它们必须须通过承承受荷载载的计算算与分析析,是桥
13、桥梁结构构安全性性的保证证。(1)桥跨跨结构。(或称桥桥孔结构构、上部部结构)。路线线遇到障障碍(如如江河、山山谷或其其他路线线等)的的结构物物;(2)支座座系统。支支承上部部结构并并传递荷荷载于桥桥梁墩台台上,它它应保证证上部结结构预计计的在荷荷载、温温度变化化或其他他因素作作用下的的位移功功能。(3)桥墩墩。是在在河中或或岸上支支承两侧侧桥跨上上部结构构的建筑筑物;(4)桥台台。设在在桥的两两端;一一端与路路堤相接接,并防防止路堤堤滑塌;另一端端则支承承桥跨上上部结构构的端部部。为保保护桥台台和路堤堤填土,桥桥台两侧侧常做一一些防护护工程;(5)墩台台基础。是是保证桥桥梁墩台台安全并并将荷
14、载载传至地地基的结结构。基基础工程程在整个个桥梁工工程施工工中是比比较困难难的部分分,而且且常常需需要在水水中施工工,因而而遇到的的问题也也很复杂杂。所谓“五小小部件”是直接接与桥梁梁服务功功能有关关的部件件,过去去总称为为桥面构构造。(1)桥面面铺装(或称行行车道铺铺装)。铺装装的平整整、耐磨磨性、不不翘曲、不不渗水是是保证行行车舒适适的关键键。特别别是在钢钢箱梁上上铺设沥沥青路面面时,其其技术要要求甚严严;(2)排水水防水系系统。应应能迅速速排除桥桥面积水水,并使使渗水的的可能性性降至最最小限度度。城市市桥梁排排水系统统应保证证桥下无无滴水和和结构上上无漏水水现象;(3)栏杆杆。(或或防撞
15、栏栏杆)。它它既是保保证安全全的构造造措施,又又是有利利于观赏赏的最佳佳装饰件件;(4)伸缩缩缝。桥桥跨上部部结构之之间或桥桥跨上部部结构与与桥台端端墙之间间所设的的缝隙,以以保证结结构在各各种因素素作用下下的变位位。为使使行车顺顺适、不不颠簸,桥桥面上要要设置伸伸缩缝构构造;(5)灯光光照明。现现代城市市中,大大跨桥梁梁通常是是一个城城市的标标志性建建筑,大大多装置置了灯光光照明系系统,构构成了城城市夜景景的重要要组成部部分。桥梁的分类类主要有有以下几几种方式式:(1)按按按结构体体系划分分为上承承式、下下承式、中中承式;(2)按桥桥梁用途途分为公公路桥、铁铁路桥、公公路铁路路两用桥桥、农桥
16、桥、人行行桥、运运水桥(渡槽)、其它它专用桥桥梁(如通过过管路、电电缆等);(3)按材材料划分分为木桥桥、钢桥桥、圬工工桥(包括砖砖、石、混混凝土桥桥)、钢筋筋混凝土土桥、预预应力钢钢筋混凝凝土桥;(4)按结结构体系系分为梁梁式桥、拱拱桥、刚刚架桥、缆缆索承重重桥、组组合体系系桥。1.1.33我国桥桥梁建筑筑的成就就及现状状我国历史悠悠久,在在15世纪以前前,许多多科学技技术都远远远领先先于同时时期的欧欧洲。就就桥梁来来说,我我们的祖祖先也曾曾在世界界桥梁建建筑史上上留下光光辉灿烂烂的篇章章。据史科记载载,在距距今约三三千年的的周文王王时,我我国就已已在宽阔阔的渭河河上架过过大型浮浮桥。汉唐以
17、以后,浮浮桥的运运用日益益普遍。而而现代桥桥梁中广广为修建建的多孔孔桩柱式式桥梁,我我国早在在春秋战战国时期期就已遍遍于黄河河流域和和其他地地区。近代的大跨跨径吊桥桥(或称悬悬索桥)和斜拉拉桥也是是由古代代的藤、竹竹吊桥发发展而来来的,在在各国有有关桥梁梁的历史史书上,大大都承认认我国是是最早建建造吊桥桥的国家家,迄今今已有三三千年左左右的历历史。至至今尚保保留下来来的古代代吊桥有有四川沪沪定县的的大渡河河铁索桥桥(17006年),以及及灌县的的安澜竹竹索桥(18003年)等。石料的耐久久性使其其成为古古代主要要的桥梁梁建筑材材料。在在秦汉时时期,我我国已广广泛修建建石梁桥桥。世界界上现在在尚
18、保存存着的最最长、工工程最艰艰巨的石石梁桥,就就是我国国于1005310559年在在福建泉泉州建造造的万安安桥,也也称洛阳阳桥。举世闻闻名的河河北省赵赵县的赵赵州桥(又称安安济桥),则是我国国古代石石拱桥的的杰出代代表。而而广东潮潮安县横横跨韩江江的湘子子桥(又又名广济济桥)则则是世界界上最早早的开合合式桥。此此外,北北京永定定河上始始建于111899年的卢卢沟桥则则因见证证了中华华民族勇勇敢地反反抗外来来侵略的的“七七事事变”而永载载史册。新中国成立立后,随随着社会会主义建建设的向向前发展展,桥梁梁建设同同其他各各条战线线一样,也也出现了了突飞猛猛进的局局面。一一大批结结构新颖颖、技术术复杂
19、、设设计和施施工难度度大、现现代化品品位和科科技含量量高的大大跨径拱拱桥、斜斜拉桥、悬悬索桥、Pc连续刚刚构桥在在祖国大大地上建建起。同同时公路路铁路两两用桥向向着大跨跨度、重重荷载、高高时速方方向发展展。19577年,第第一座长长江大桥桥武汉长长江大桥桥胜利建建成,既既结束了了我国万万里长江江无桥的的状况,又又标志我我国的现现代化桥桥梁技术术水平提提高到了了新的起起点。真真正实现现了“一桥飞飞架南北北,天堑变变通途。”1969年我国又胜利建成了举世瞩目的南京长江大桥,这是我国自行设计、制造、施工,并使用国产高强钢材的现代化大型桥梁。1993年建成的杨浦大桥是世界上跨度最大的结合梁斜拉桥,主跨
20、达602m。而1999建成的钢箱梁悬索桥江阴长江大桥,主跨已达1385m。目前国内所建桥梁不仅涵盖了梁式桥、拱式桥、刚架桥、斜拉桥、悬索桥等五大桥梁体系,而且在许多桥型中达到或超过了世界先进水平,如最大跨度为62m的预应力混凝土简支梁桥(飞云江桥)、最大跨径为146m石拱桥(晋城新丹河桥)、平面转体施工最大跨度为200m的钢筋混凝土箱形桥(涪陵乌江桥)、最大跨度为420m的钢管混凝土拱桥(万县长江桥),以及最大跨径为270m的预应力混凝土连续刚构桥(虎门大桥副航道桥)等在世界上均处于领先水平。1.1.44展望21世纪的的桥梁工工程发展展趋势首先,桥梁梁界面临临将面临临伟大的的海峡工工程建设设。
21、从各各国国内内的交通通网络发发展到国国际、洲洲际连线线网络,以以适应信信息革命命形成智智能化与与高效率率的工农农业生产产需要,实实现用桥桥梁沟通通世界的的梦想。现现今的海海峡工程程桥梁跨跨径没有有超过220000米,深深水基础础深度也也在500米左右右。而设设想中的的新的海海峡工程程将挑战战前所未未有的跨跨径和深深水基础础深度,如如20世纪纪就曾提提出桥梁梁方案的的白令海海峡工程程(总长长75公里里)、联联系欧洲洲与非洲洲的直布布罗陀海海峡工程程(总长长25公里里,最大大水深9900米米)等等等。这些些工程的的建设将将让桥梁梁工程发发展到一一个新的的高度。其次,科学学家和工工程师们们还会对对与
22、建桥桥有关的的课题和和关键技技术进行行探讨。比比如超大大跨径桥桥梁的新新型建筑筑材料;新的桥桥梁结构构形式;能适应应更高要要求的抗抗风、抗抗震、抗抗海浪的的技术;10005000米深深水基础础施工方方法;材材料防腐腐措施及及方法;智能化化结构的的设计理理论等等等。以桥桥梁工程程的发展展为契机机,全方方位的推推动人类类社会和和科学技技术的发发展。最后,除了了面对新新的工程程建设外外,桥梁梁建设者者们还担担负着对对20世纪纪上半世世纪建造造的桥梁梁的加固固、改建建与修复复的重任任。约占占上世纪纪总建桥桥梁数的的50%。由此不不但引发发科学家家与工程程师们研研究有效效的维修修、加固固措施,而而且还提
23、提出安全全耐久性性和可靠靠性研究究的新课课题。包包括结构构的施工工控制与与质量保保证体系系,桥梁梁生命期期的检测测系统,桥桥梁损伤伤判断与与评估等等等。第二章 方案比比选2.1 比选原原则(1) 适适用性桥上应保证证车辆和和人群的的安全畅畅通,并并应满足足将来交交通量增增长的需需要。桥桥下应满满足泄洪洪、安全全通航或或通车等等要求。建建成的桥桥梁应保保证使用用年限,并并便于检检查和维维修。(2) 舒舒适与安安全性现代桥梁设设计越来来越强调调舒适度度,要控控制桥梁梁的竖向向与横向向振幅,避避免车辆辆在桥上上振动与与冲击。整整个桥跨跨结构及及各部分分构件,在在制造、运运输、安安装和使使用过程程中应
24、具具有足够够的强度度、刚度度、稳定定性和耐耐久性。(3) 经经济性设计的经济济性一般般应占首首位。经经济性应应综合发发展远景景及将来来的养护护和维修修等费用用。(4) 先先进性桥梁设计应应体现现现代桥梁梁建设的的新技术术。应便便于制造造和架设设,应尽尽量采用用先进工工艺技术术和施工工机械、设设备,以以利于减减少劳动动强度,加加快施工工进度,保保证工程程质量和和施工安安全。(5) 美美观一座桥梁,尤尤其是座座落于城城市的桥桥梁应具具有优美美的外形形,应与与周围的的景致相相协调。有有合理的的结构布布局和轮轮廓是美美观的主主要因素素,决不不应把美美观片面面的理解解为豪华华的装饰饰。应根据上述述原则,
25、对对桥梁作作出综合合评估。2.2 比比选方案案2.2.11方案设设计桥梁的形式式可考虑虑拱桥、梁梁桥、钢钢构桥、梁梁拱组合合桥和斜斜拉桥。从从安全、功功能、经经济、美美观、施施工、占占地与工工期多方方面比选选,最终终确定桥桥梁形式式。为确确定大桥桥的最佳佳桥型方方案,应应进行多多方案的的桥型设设计加以以比较。(1) 方方案一:简支梁梁桥方案案,跨径径组成为为:8XX20mm ,全桥桥长为160m.全桥为为预应力力混凝土土简支梁梁桥,跨跨径为664m,上部部结构为为箱梁,箱箱梁主梁梁为预应应力梁,混混凝土标标号为C50混凝凝土。在在施工时时,先在在工厂预预制箱梁梁主梁,然然后运至至工地,进进行吊
26、装装施工。预应力混凝凝土梁式式桥具有有以下主主要特征征:1)混凝凝土材料料以砂、石石为主,可可就地取取材,成成本较低低;2)结构构造型灵灵活,可可模型好好,可根根据使用用要求浇浇铸成各各种形状状的结构构;3)结构构的耐久久性和耐耐火性较较好,建建成后维维修费用用较少;4)结构构的整体体性好,刚刚度较大大,变性性较小;5)可采采用预制制方式建建造,将将桥梁的的构件标标准化,进进而实现现工业化化生产;6)结构构自重较较大,自自重耗掉掉大部分分材料的的强度,因因而大大大限制其其跨越能能力;7)预应应力混凝凝土梁式式桥可有有效利用用高强度度材料,并并明显降降低自重重所占全全部设计计荷载的的比重,既既节
27、省材材料、增增大其跨跨越能力力,又提提高其抗抗裂和抗抗疲劳的的能力;8)预应应力混凝凝土梁式式桥所采采用的预预应力技技术为桥桥梁装配配式结构构提供了了最有效效的拼装装手段,通通过施加加纵向、横横向预应应力,使使装配式式结构集集成整体体,进一一步扩大大了装配配式结构构的应用用范围。图2-1 简支梁梁桥方案案(2)方案案二:连连续梁方方案,跨跨径组成成为(40+64+40)m,全桥长长为1444m。此方方案是由由两边边边跨分别别为400m,主跨跨为644m组成。上上部结构构为变截截面箱梁梁,梁底底曲线为为抛物线线状。优缺点分析析:连续续梁在活活载作用用下,因因主梁连连续产生生只点负负弯矩,对对跨中
28、正正弯矩仍仍有卸载载作用,其其弯矩分分布要比比悬臂梁梁合理。与预应力混凝土刚构桥相比,连续梁桥的下部结构受力和构造简单,充气型模能节省材料,加之它具有变形和缓、伸缩率小、刚度大、行车平稳、超载能力大、养护简便等优点,尤其是悬臂施工法、顶推法、逐跨施工法在连续梁桥中的应用,这种充分应用预应力技术的优点使施工设备机械化,生产工厂化,从而提高了施工质量,降低了施工费用。所以在近代桥梁建筑中已得到越来越多的应用。连续梁是超静定结构,基础不均匀沉降将在结构中产生附加内力,因此,对桥梁基础要求较高,通常用于地基较好的场合。此外,箱梁截面局部温差,混凝土收缩、徐变及预加应力均会在结构中产生附加内力,增加了设
29、计计算的复杂程度。必须指出的是,预应力混凝土连续梁设计中的一个特点,必须以各个截面的最大正、负弯矩绝对值之和,也即按弯矩变化幅值布置预应力束筋。图2-2 连续梁梁桥方案(3)方案案三:梁拱组组合桥 设计跨跨度(40+64+40)m,全长长1444m此方案案采用梁梁拱组合合体系,边边跨为440m,主跨跨为644m,梁体体是变截截面连续续箱 ,采用用施工的的方法,梁梁体浇筑筑完成后后在主跨跨架设钢钢管拱,最最后张拉拉吊杆,为为上承式梁梁拱组合合体系。优缺点分析析:梁拱拱组合体体系桥是是目前发发展较快快的一种种桥型,是一种种经济、实实用、美美观的桥桥型,在在我国某某些地区区已有一一些比较较成功的的应
30、用实实例。续梁拱拱组合桥桥作为一一种新型型的组合合结构,它它具有能能使拱与与梁共同同受力特特性,由由拱肋、系系梁、 HYPERLINK /z/Search.e?sp=S%E5%90%8A%E6%9D%86&ch=w.search.yjjlink&cid=w.search.yjjlink吊吊杆、 HYPERLINK /z/Search.e?sp=S%E6%A8%AA%E6%A2%81&ch=w.search.yjjlink&cid=w.search.yjjlink横梁及 HYPERLINK /z/Search.e?sp=S%E6%A1%A5%E9%9D%A2%E7%B3%BB&ch=w.sear
31、ch.yjjlink&cid=w.search.yjjlink桥面系系组合起起来共同同受力,是一种种结构合合理、外外形美观观、新颖颖的结构构体系。既可以以充分发发挥混凝凝 土拱的的优越性性,又可可避免桥桥梁墩台台承担水水平推力力。其结结构外形形轻巧,竖竖向刚度度大,因因而比较较适用于于承受较较大竖向向荷载的的大跨度度铁路桥桥梁。组组合桥式式结构因因具有结结构刚度度大、动动力性能能好等优优越性,近近年来相相继在铁铁路桥梁梁设计中中得到应应用与研研究。采采用预应应力混凝凝土连续续梁与钢钢管混凝凝土拱肋肋组合形形成的连连续梁拱拱组合桥桥,具有有较大的的竖向刚刚度和良良好的动动力性能能,特别别适合高高
32、标准铁铁路建设设的需要要。图2-3 梁拱组组合桥方方案2.2.22 方案比比选及最最终确定定最终方案的的确定应应遵循“安全、经经济、美美观”的原则则,综合考考虑各个个方案结结构合理理性、方方案的造造价、施施工难度度和外观观等方面面的优缺缺点,确确定最终终方案。本桥是为新新建线路路跨越既既有的兖兖日线而而设,简简支梁桥桥结构自自重过大大,由于于自重耗耗掉大部部分材料料的强度度,因而而大大限限制了其跨越越能力。考考虑到跨跨线设计计的实用用性,桥桥梁要满满足通车车要求。因因此放弃弃了简支支梁桥方方案。本桥经过的的地貌单单元为沂沂河平原原,出露露底层为为粉质粘粘土,经经过一段段时期的的实践,在在土地基
33、基上建造造混凝土土拱桥,一一般需要要依靠台台背土压压力、桥桥台基底底或阻滑滑板摩阻阻力以抵抵抗水平平能力 ,但土土体在长长期荷载载作用下下发生徐徐变滑移移现象,同同时高填填土产生生的后期期沉降会会使桥台台向后转转 动及下下沉,这这些影响响都会危危及上部部结构的的安全。而且组合体系桥受力不明确且施工过程繁琐,故不采用梁拱组合体系。连续梁在活活载作用用下,因因主梁连连续产生生只点负负弯矩,对对跨中正正弯矩仍仍有卸载载作用,其其弯矩分分布更为为合理。使使用悬臂臂施工法法充分应应用预应应力技术术的优点点使施工工设备机机械化,生生产工厂厂化,从从而提高高了施工工质量,降降低了施施工费用用。虽然然箱梁截截
34、面局部部温差,混混凝土收收缩、徐徐变及预预加应力力均会在在结构中中产生附附加内力力,增加加了设计计计算的的复杂程程度。但但这并不不是无法法克服的的困难。因因此连续续梁方案案在本桥桥的设计计中更为为合理。综上所述,本本桥设计计方案最最终确定定为预应应力混凝凝土连续续梁桥。2.3 上上部结构构尺寸拟拟定及内内力计算算本设计采用用预应力力混凝土土变截面面连续梁梁结构,全全场1444m。箱型型梁,单单箱单室室。主跨跨径定为为64m,边跨跨跨径根根据国内内外已有有经验,采采用0.6255倍的中中跨径,取取40m,则全全联跨径径为:(40+64+40)m。边支支座中心心线至梁梁端1m,梁全全长1446m。
35、主梁尺寸拟拟定(跨跨中截面面):连连续梁的的截面高高度,为为适应内内力变化化,通常常沿跨度度是变化化的,已已建成变变高度连连续钢构构的资料料表明,中中支点处处截面高高度一般般采用截截面高度度的1.522.0倍倍。增加加连续梁梁中间支支点处的的高度,除除因支点点截面的的弯矩大大很多外外,还考考虑梁截截面在中中支点处处较为不不利的受受力条件件。在梁梁的跨中中,弯矩矩是正值值,受压压区在截截面顶部部,桥面面板承受受弯矩产产生的压压力比支支点截面面桥面板板位于受受拉区能能较有效效的发挥挥作用。预预应力混混凝土连连续梁桥桥的支点点处主梁梁高度与与起跨径径之比通通常在11/1221/115之间间,支点点截
36、面加加高可以以采用加加腋来实实现,加加腋的坡坡度不陡陡于1:3,多多数是将将梁底做做成曲线线形状以以代替加加腋,这这样既有有利于桥桥跨外形形的美观观,也符符合截面面强度的的要求,但但模板制制作较复复杂。在在建桥实实例中连连续梁桥桥也做成成等高的的。这时时梁高多多取为跨跨度的11/1661/18。连续梁梁桥,采采用等高高度的还还是采用用变高度度的,与与梁的施施工方法法也有密密切关系系。采用用变高度度梁,对对选拔法法施工是是合适的的。若采采用顶推推法施工工,则等等高度的的梁比较较有利。当当建筑高高度不受受限制时时,增大大梁高是是比较经经济的方方案。可可以节省省预应力力钢束布布置用量量,加大大梁高只
37、只是腹板板加厚,增增大混凝凝土用量量有限。根根据桥下下通车线线路情况况,并且且为达到到美观的的效果,梁梁底曲线线按正弦弦曲线形形式变化化,中支支点处梁梁高为55.2m,跨中及边边支点处处梁高为为2.8m,符合合要求。 截面细部尺尺寸:截截面采用用单箱单单室直腹腹板形式式,顶板板厚度除除梁端和和中支点点附近外外均为335cmm;腹板厚厚4080ccm,按按折线变变化,边边跨现浇浇段腹板板厚800m;底板由由跨中的的48cm按二次次抛物线线变化至至根部880cm。顶板板宽度为为7.22m,悬臂长长1.77m底板宽宽度3.8m。箱梁梁两侧腹腹板与顶顶底板相相交处均均采用圆圆弧倒角角过渡。图2-4 跨
38、中截截面图图2-5 中支点点截面图图2.4 本桥主主要材料料(1)混凝凝土:梁梁体混凝凝土强度度等级为为C50,Ec=3.5551004MPa。梁体体封锚混混凝土采采用补偿偿收缩混混凝土,强强度等级级与梁体体相同。孔孔道压浆浆采用M40水泥泥浆。桥桥墩墩帽帽、墩身身及基础础采用C30混凝凝土。(2)预应应力体系系:连续续梁梁体纵纵向预应力采采用符合合现行国家标准预应应力混凝凝土用钢钢绞线(GBB 52224)规定的155.2mmm钢绞绞线,标准抗拉拉强度fpkk=18860MMpa,弹性模量量为1.9951005MPaa。锚固体系采用用与之对应规规格的OVVM群锚装置,张拉采用用与之配套套的机
39、具设备,采采用金属属波纹管成孔孔。竖向预应力筋筋采用JJL255mmPPSB螺螺纹钢筋,抗抗拉强度标准值fppk8300Mpaa,弹性模量量为2.00105MPaa。锚具采用用夹片式式锚具锚固,采采用355mm铁铁皮管成成孔。(3)普通通钢筋:采用符符合现行国家家标准钢筋混凝凝土用热热扎光圆钢钢筋(GGB 114999.1)HPBB2355和钢筋混凝凝土用热热轧带肋肋钢筋(GGB 114999.2)HRBB3355钢筋。(4)支座座:全桥简支梁梁采用通通桥(20007)81660钢支座,连续箱梁梁采用QQZ系列列球型支支座。(5)桥面面铺装:道渣槽槽内涂TQFF-1型型防水层层,其上上设C40
40、纤维维混凝土土保护层层形成2%横向排排水坡,人行道道铺装采用用C40纤维维混凝土土磨耗层层形成1%横向排排水坡.在人行行道栏杆缘石内侧设设置1000mmPPVC管管,泄水管管顺桥向每隔4.00m左右设2套。2.5 悬臂浇浇筑施工工程序(1)悬臂臂浇筑施施工程序序:采用用单悬臂臂连续施施工第一步:首首先从B、C墩开始始进行对对称悬臂臂施工,同同时支架架现浇边边跨。第二步:BB、C跨中段段合龙,释释放B、C墩临时时固结,形形成双单单悬臂梁梁第三步:边边跨段合合龙,形形成三跨跨连续梁梁结构。(2)工程程总体施施工方案案:本桥桥采用挂挂篮悬臂臂浇筑法法施工,全梁共分54个节段,包括0号段、边跨现浇段,
41、合拢段及悬臂浇筑梁段,其中悬臂节段共40段,节段长度分2.0m(边、中跨合拢段)、3.5m、4.0m三种。0号段施工采用墩身预埋型钢托架、搭设碗扣支架现浇;其余梁段采用2对挂篮悬臂浇筑。具体施工阶段划分如下图所示(部分阶段,不包括张拉预应力阶段)工作内容施工工期施工简图0#块施工工30天安装挂篮15天1#块浇筑筑5天1#块张拉拉预应力力1天移动挂篮3天7#块及边边跨现浇浇施工5天边跨合拢7天中跨合拢7天2.6 设计计计算依据据(1)铁铁路桥涵涵设计基基本规范范(TTB 1100002.11-220055)(2)铁铁路桥涵涵钢筋混混凝土和和预应力力混凝土土结构设计规规范(TB 10002.3-2
42、005)(3)铁铁路桥涵涵混凝土土和砌体体结构设计规规范(TB 10002.4-2005)(4)铁铁路混凝凝土结构构耐久性性设计暂暂行规定定(铁铁建设200051157号)(5)铁铁路桥涵涵施工规规范(TB 10203-2002)(6)其它它相关规规范、规规程第三章 预应力力混凝土土连续梁梁桥主梁梁内力计计算3.1 建立有有限元模模型使用MIDDAS/Civvil软件(V6.77.1版版本)建建立桥梁梁施工过过程的有有限元模模型,根根据桥梁梁结构特特点,全全桥共分分为54个单元元,555个节点点。3.2 最大悬悬臂时内内力计算算结果(1)恒载载内力计计算:连续梁梁桥的内内力与应应力状态态,与形
43、形成结构构的顺序序及过程程密切相相关,不不同的施施工方案案及施工工顺序将将导致结结构产生生不同的的受力状状况。施施工方案案将决定定一种结结构方案案是否能能够成立立。人们们也可以以利用一一些特殊殊的施工工方法来来调整结结构内力力分布,使使结构处处于设计计期望状状态。本本桥采用用悬臂现现浇施工工。在2#和3#号墩墩墩顶搭支支架立模模灌筑00号段,支支架由施施工单位位自行设设计并施施工,灌灌注0号段之之前,永永久支座座及临时时支座均均先就位位并临时时锁定活活动支座座,预埋埋墩梁固固结粗钢钢筋及其其它预应应力筋。撤除墩旁支架,同步悬浇施工2号和3号墩顶各梁段。施工其余各跨合龙段,完成全梁合龙,形成连续
44、梁。连续跨在最大悬臂施工阶段的恒载内力如下表(由于全桥对称,只列出一半的截面)。从表中可以看出,采用悬臂施工的连续梁,其恒载弯矩与用一次落架的连续梁桥有很大不同,由于在施工过程中经历了悬臂阶段,造成根部负弯矩远大于跨中正弯矩。表3-1 最大悬悬臂施工工阶段内内力单元位置轴向 (kkN)剪力-z (kNN)弯矩-y (kNNm)1I10-55.88101J20123.994-20.4442I20-53.772-20.4442J30126.002-42.1133I3-0.922-269.26-42.1133J41.02296.994-80.884I4-6.9-268.61-80.884J54.75
45、184.882-23.5545I50-234.16-23.5545J60214.55407I70007J8-4.022749.994-14988.4998I8-18.8861349.82-14988.4998J9-29.4442107.33-84099.7889I9-59.9922106.68-84099.7889J10-81.9912879.85-183779.99410I10-90.2272879.6-183779.99410J11-115.243676.01-314888.99811I11-171.483673.82-314888.99811J12-210.014499.4-478442
46、.00412I12-345.074491.06-478442.00412J13-404.165260.2-649337.44513I13-444.325256.96-649337.44513J14-514.856091.42-848448.99914I14-647.436078.76-848448.99914J15-701.646587.7-975882.11815I15-31.557-885.73-975882.11815J16-18.552-519.73-968661.88416I160-520.06-968661.88416J1700-966001.88117I1700-966001.8
47、8117J180520.006-968661.88418I18-18.552519.773-968661.88418J19-31.557885.773-975882.11819I19-701.64-65877.7-975882.11819J20-647.43-60788.766-848448.99920I20-514.85-60911.422-848448.99920J21-444.32-52566.966-649337.44521I21-404.16-52600.2-649337.44521J22-345.07-44911.066-478442.00422I22-210.01-44999.4
48、-478442.00422J23-171.48-36733.822-314888.99823I23-115.24-36766.011-314888.99823J24-90.227-28799.6-183779.99424I24-81.991-28799.855-183779.99424J25-59.992-21066.688-84099.78825I25-29.444-21077.333-84099.78825J26-18.886-13499.822-14988.49926I26-4.022-749.94-14988.49926J27000(2)自重重作用下下施工至至最大悬悬臂阶段段时的桥桥梁
49、弯矩矩和剪力力如下图图。图3-1 弯矩图图图3-2 剪力图图3.3 中中跨合龙龙后的内内力计算算合拢段施工工时连续续梁施工工和体系系转换的的重要环环节,合合拢施工工必须满满足受力力状态的的设计要要求和保保持梁体体线形,控控制合拢拢段得施施工误差差,利用用连续梁梁成桥设设计的负负弯矩预预应力筋筋为支承承,是连连续梁分分段悬臂臂浇筑施施工的受受力特点点。悬臂臂浇筑过过程中各各独立T构的梁梁体处于于负弯矩矩受力状状态,随随着各T构的依依次合拢拢,梁体体也依次次转化为为不同结结构的受受力状态态,直至至连续梁梁的成桥桥状态。边边跨合龙龙后桥梁梁在自重重作用下下的内力力如下表表:表3-2 中跨跨合龙后后的
50、内力力单元位置轴向 (kkN)剪力-z (kNN)弯矩-y (kNNm)1I10-55.88101J20123.994-20.4442I20-53.772-20.4442J30126.002-42.1133I3-0.922-269.26-42.1133J41.02296.994-80.884I4-6.9-268.61-80.884J54.75184.882-23.5545I50-234.16-23.5545J60214.55407I70007J8-4.022749.994-14988.4998I8-18.8861349.82-14988.4998J9-29.4442107.33-84099.7
51、889I9-59.9922106.68-84099.7889J10-81.9912879.85-183779.99410I10-90.2272879.6-183779.99410J11-115.243676.01-314888.99811I11-171.483673.82-314888.99811J12-210.014499.4-478442.00412I12-345.074491.06-478442.00412J13-404.165260.2-649337.44513I13-444.325256.96-649337.44513J14-514.856091.42-848448.99914I14
52、-647.436078.76-848448.99914J15-701.646587.7-975882.11815I15-31.557-885.73-975882.11815J16-18.552-519.73-968661.88416I160-520.06-968661.88416J1700-966001.88117I1700-966001.88117J180520.006-968661.88418I18-18.552519.773-968661.88418J19-31.557885.773-975882.11819I19-701.64-65877.7-975882.11819J20-647.4
53、3-60788.766-848448.99920I20-514.85-60911.422-848448.99920J21-444.32-52566.966-649337.44521I21-404.16-52600.2-649337.44521J22-345.07-44911.066-478442.00422I22-210.01-44999.4-478442.00422J23-171.48-36733.822-314888.99823I23-115.24-36766.011-314888.99823J24-90.227-28799.6-183779.99424I24-81.991-28799.8
54、55-183779.99424J25-59.992-21066.688-84099.78825I25-29.444-21077.333-84099.78825J26-18.886-13499.822-14988.49926I26-4.022-749.94-14988.49926J27000图3-3 弯矩图图图3-4 剪力图图3.4活载载内力计计算活载为基本本可变荷荷载,它它是在使使用阶段段内作用用的荷载载,此时时结构已已成为最最终体系系(即连续续梁桥)。活载载沿桥纵纵向不但但可能在在任一位位置作用用,而且且也可能能正向行行驶,有有可能反反向行驶驶,其相相互间距距在满足足规范的的前提下下又是任任
55、意的。因因此求活活载最不不利效应应是一个个很重要要的问题题,连续续梁桥一一般按平平面问题题计算,因因此将荷荷载乘以以最不利利横向分分布系数数,沿桥桥梁纵向向将荷载载按最不不利位置置分别在在影响线线正(负负)效应应区加载载,即可可得绝对对值最大大的正、负负活在内内力。(1)中活活载max的内力力如下表:表3-3 中活载max的内力力单元位置轴向 (kkN)剪力-z (kNN)弯矩-y (kNNm)1I10001J2050002I20317.6602J30317.66837.1133I31.09317.66837.1133J41.09317.663368.94I48.16317.553368.94
56、J58.16317.555506.325I50317.665506.325J60317.667564.86I60317.667564.86J70371.2258876.217I75.28371.2258876.217J84.32559.999105877.4448I811.266559.994105877.4448J98.95736.662111633.0449I918.211736.44111633.0449J1013.955898.006106955.29910I1015.388897.999106955.29910J1111.1881043.69382.5911I1116.6441042
57、.979382.5911J1211.0881172.887391.7212I1218.21170.717391.7212J1311.0111272.595192.6513I1312.11271.85192.6513J146.241364.192666.8814I147.851361.362666.8814J157.851410.522815.0415I1550.5221417.62815.0415J1651.3771441.482889.1216I1601442.42889.1216J1701465.712963.217I170150.8832963.217J180150.8832812.37
58、18I1852.122150.7732812.3718J1951.588150.7732661.5419I1915.977149.9982661.5419J2015.977149.9982359.8920I2012.7150.2292359.8920J2112.7150.2293605.0521I2111.555150.3383605.0521J2211.899154.7745421.6922I227.24155.0025421.6922J2311.044236.5597302.4523I237.42236.7737302.4523J2410.344329.7798917.6824I249.3
59、8329.8828917.6824J2512.355434.339101944.69925I256.07434.552101944.69925J267.67549.333110588.34426I262.94549.338110588.34426J273.6671.447114399.56627I270671.448114399.56627J280702.663114599.928I280702.663114599.928J290733.995114400.38829I293.6733.994114400.38829J302.95858.776110622.14430I307.68858.66
60、9110622.14430J316.08979.339102000.34431I3112.377979.009102000.34431J329.391091.648923.2832I3210.3551091.548923.2832J337.431193.477305.5733I3311.0551192.767305.5733J347.241283.045421.1934I3410.4111281.545421.1934J3510.1331360.43327.4535I3514.8221356.893327.4535J3614.8221409.322358.9836I36161408.19235
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