桥梁工程毕业设计计算书.doc

1、2013 届土木工程（桥梁）专业毕业设计 前 言 随着我国社会的发展与进步和人民的生活水平的日益提高，交通的便利程度和安全性得到了人们的广泛关注，桥梁又是现代交通中不可缺少的组成部分，于此同时，桥梁建设得到了迅猛发展，我国桥梁工程无论在建设规模上，还是在科技水平上，均已跻身世界先进行列。各种功能齐全、造型美观桥梁开始频繁的出现在人们的生活中，给人们带来方便的同时很多桥梁也逐渐成为城市的标志性建筑。 毕业设计是教学计划中的一个重要环节，是在学院所有规定的基础课、技术基础课和必修的专业课后进行的，是培养学生综合运用所学的基础和专业知识，通过 毕业设计，对大学四年所学课程和各方面知识，进行一次全面、

2、综合、系统的训练，也是对以前各教学环节的继续、深化、补充和检验。在毕业设计完成的过程中，不仅是对我们综合、科学、合理地运用所学知识、理论的一种检验，同时还能巩固和加强对专业知识的掌握，在自己头脑中构建系统的专业知识框架和理论体系。借助这种较强实际动手操作的实践，进一步培养我们综合运用所学基础理论、专业知识和基本技能，从而提高分析和解决实际问题的能力。 五梁桥大桥的设计主要进行了桥型方案的比选与设计，桥梁结构内力计算，预应力钢筋估算与布置，预应力束 损失计算，结构验算，截面验算，施工方法的设计。另外由于在设计过程中需要使用专业软件进行桥梁截面的设计与桥梁的内力计算，所以这次毕业设计训练了我手工制

3、图和 CAD 制图的基本技能和方法，利用 MIDAS 进行桥梁建模与计算的能力。桥梁的方案设计与比较是按照实用、经济、安全、美观的基本原则进行的，从拟订的五个方案中，选出三个进行了详细的技术经济比较。桥梁施工方法的设计是根据当地的地形条件，施工设备和能力以及工程的可行性而进行的，采用的悬的施工方法。 通过此次毕业设计，进行了一次对大学四年所学知识的复习与总结。通过此次的 毕业设计，也发现了自身知识水平的局限与不完善，在知识的掌握远远不够。 由于是初次进行这样系统、详尽的桥梁综工程合设计，加之自身知识水平的局限和经验缺乏，在遇到一些实际难题时，总感到茫然和不知所措，设计也也因此进行了多次的返工。

4、在此，我衷心的感谢我的指导老师对我的设计的指导改错，加深了我对桥梁的认知水平。 2013 届土木工程（桥梁）专业毕业设计 目 录 摘 要 . I ABSTRACT. II 第 1 章 绪 论 . 1 1. 1 基本资料 . 1 1.1.1 基本资料 . 1 1.1.2 设计标准 . 2 1.1.3 设计依据 . 2 1.2 方案拟定 . 2 1.2.1 设计原则 . 2 1.2.2 方案简介 . 3 1.3 方案比较 . 3 第 2 章 结构设计及内力计算 . 8 2.1 设计资料 . 8 2.1.1 设计资料及重要参数 . 8 2.2 结构尺寸拟订 . 9 2.2.1 五梁桥大桥的细部尺寸拟

5、定 . 9 2.3 主梁内力计算及组合 . 11 2.3.1 单元划分 . 11 2.3.2 内力计算 . 13 2.3.3 内力组合 . 14 2.4 预应力筋估算及布置 . 17 2.4.1 预应力筋估束 . 17 2.4.2 预应力钢束的布置 . 25 2.4.3 横向预应力筋布置 . 28 2.4.4 竖向预应力筋 . 28 2.5 承载能力极限状态验算 . 28 2.5.1 截面几何特性 . 28 2.5.2 承载能力极限状态验算 . 31 2.6 预应力损失计算 . 33 2.6.1 摩阻损失 1l . 33 2013 届土木工程（桥梁）专业毕业设计 2.6.2 锚具变形损失 2l

6、 . 35 2.6.3 混凝土弹性压缩损失 4l . 38 2.6.4 钢筋应力松弛损失 5l . 39 2.6.5 混凝土收缩、徐变损失 6l . 39 2.6.6 预应力损失组合 . 42 2.7 结构验算 . 42 2.7.1 正常使用极限状态计算 . 42 2.7.2 持久状况应力验算 . 44 2.7.3 短暂状况应力验算 . 47 2.8 桥面板的计算 . 47 2.8.1 单向板的计算 . 48 2.8.2 悬臂板计算 . 51 第 3 章 施工组织设计 . 54 3.1 工程概况介绍 . 54 3.1.1 工程项目的特征 . 54 3.1.2 建设地区特征 . 54 3.2 确

7、定施工方法制订战略部署 . 54 3.3 施工组织设计 . 55 3.3.1 主桥施工节段划分图 . 55 3.3.2 施工流程图 . 55 3.3.3 施工要点 . 56 3.3.4 主要材料及要求 . 60 致 谢 . 62 参考文献 . 63 2013 届土木工程（桥梁）专业毕业设计 I 摘 要 本论文设计了五种方案，通过对这五种设计桥型的比选，最终确定的设计方案是连续刚构桥。全长为 350 米 ，主跨为 120 米。 计算书部分详细地论述了预应力混凝土连续刚构桥设计的基本理念和方法，施工的关键技术等等。设计的主要内容包括对连续刚构桥的概述、方案的初选、方案的比选、最后的选定以及对主梁内

8、力计算、结构计算和验算、施工图设计、施工组织设计等，另外设计还详细介绍了连续刚构桥的主要施工方法 悬臂现浇施工法。 在设计过程中，查阅了很多关于连续刚构桥的资料，参阅了大量关于在建或已建的同类桥梁的设计和施工资料。 关键词： 预应力连续刚构桥，方案设计，施工组织设计，平衡悬臂施工 XXX五梁桥大桥设计 II ABSTRACT When I got the landform data of the Bridge, I designed five projects for it. After comparing them and studying for a period of time, I f

9、inally determinate the best design of Bridge is a pre-stressed continuous rigid frame bridge. It is 350 meters long, and the main span is 120 meters. In the design introduction, it contains the conception of the pre-stressed continuous rigid frame bridge, the main technology about construction and s

10、o on. The main contents include the selection of the plan, the checking computations of section, and the distribution of pre-stressed steel, construction and organization. Besides, it discusses the main construction method of the pre-stressed continuous rigid frame bridge-cast-in place cantilever co

11、nstruction method. In the design I consult a lot of data about the pre-stressed continuous rigid frame bridge and many rules about the construction of the bridge. Keywords: the pre-stressed continuous rigid frame bridge， project design，construction organization design， the balanced cantilever constr

12、uction 2013 届土木工程（桥梁）专业毕业设计 1 第 1 章 绪 论 1. 1 基本资料 1.1.1 基本资料 （一）基本资料 表 1.1 桥位横断面地形资料 里程桩号（米） 地面标高（米） 里程桩号（米） 地面标高（米） 云阳 500 286.19 K179+260 332.99 520 291.00 280 333.19 540 299.98 300 333.85 560 306.69 320 329.98 580 309.51 340 327.16 602.50 313.50 360 322.12 625 315.89 370.76 317.06 645 317.73 380

13、312.08 665 320.87 410 289.72 685 327.79 430 282.05 700 336.50 450 272.31 720 345.10 456.50 269.76 740 351.60 470 273.45 485 281.26 万州 图 1.1 桥位横断面地面线 XXX五梁桥大桥设计 2 （ 1） 桥面标高：在 K179+260.00 处为 330.98,纵坡 2%。 （ 2） 桥面横坡：单向 2%。 （ 3） 设计荷载 ：公路 I 级。 （ 4） 气候水文地质情况：年平均气温 15.3，月平均最底气温 1，月平均最高气温 34。 ；桥位处无水流； 桥位区地质

14、构造简单，岩性单一，弱风化岩为石灰岩，在 3 5 米以下，允许承载力为 1.5MPa.地质条件较好，无不良地质 。 （ 5） 桥宽： 0.5m（ 护栏 ） + 11.75m（行车道） +1.5m（ 分隔带 ） +11.75m（行车道） 0.5m（ 护栏 ） 。 1.1.2 设计标准 （ 1） 设计荷载；公路 I级 （ 2）桥面净宽： 2 11.75m 1.1.3 设计依据 （ 1）中华人民共和国行业标准公路桥涵设计通用规范（ JTG D60-2004） （ 2）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（ JTG D62-2004） （ 3）公路桥涵钢结构及木结构设计规范（ JTJ011-89）

15、 （ 4）公路圬工桥涵设计规范（ JTG D61-2005） （ 5）公路桥涵地基与基础设计规范（ JTJ024-85） 1.2 方案拟定 1.2.1 设计原则 桥梁设计必须遵照“实用、经济、耐久 、 安全和美观” 的基本原则。 （ 1）符合当地复杂的地质条件，满足交通功能需要。 （ 2）设计方案力求结构安全可靠，具有特色，又要保证结构受力合理，施工方便，可行，工程总造价经济。 2013 届土木工程（桥梁）专业毕业设计 3 （ 3）桥梁结构造型简单，轻巧，并能体现地域风格，与周围环境协调。 1.2.2 方案简介 从当地的地形地质条件、水文条件和技术标准，且由于该桥无通航要求，拟选出以下五个初选

16、方案分别为： 方案一 :75m+120m+75m+2 40m连续刚构桥，其中 2 40m为引桥部分。 方案二 :7 50m 连续梁桥。 方案三 :198m+140m的单塔双索 面斜拉桥。 方案四 :2 25m+168m+6 25m 上承式混凝土拱桥，其中 2 25m 和 6 25m为引桥部分。 方案五 :40m+204m+3 40m中承式钢管混凝土拱桥，其中 40m和 3 40m为引桥部分。 从总体布局、环境协调、技术先进性、施工可能、景观要求、技术经济等多方面考虑，且在老师的指导下，选择方案一、二、三来作工程量计算，作进一步比较。 1.3 方案比较 第一方案：连续刚构桥方案 图 1.2 连续

17、刚构桥 1、总体布置和结构体系：此方案的桥跨布置为引桥为简支梁桥 2 40m,主桥为 75m+120m+75m 连续刚构桥。 主桥为三跨预应力连续刚构，中跨为 120m，边跨均为 75m。单箱单室变截面梁，桥面宽 12.75m（单幅桥面），箱底宽 7.8m 顶板悬臂长度为 2.475m.边跨与XXX五梁桥大桥设计 4 中跨比值为 0.625,符合结构及经济要求。 2、主墩、台结构：桥墩均采用由双薄壁墩组成的钢筋混凝土结构。主桥基础采用明挖扩 大基础。 3、施工方法：该三跨连续梁桥采用悬臂浇筑法施工，可以省去大型起重安装设备，而且施工时不受沟道通航和水位变化的影响，墩身采用翻模板法施工。 4、优

18、点 墩梁固结，省去了支座费用及日后维修费用； 桥面连续，无需设伸缩缝，行车平稳、舒适； 双薄壁柔性墩，桥墩厚度大大减小，因而节约了桥墩与基础的材料用量，降低了费用； 连续刚构桥目前施工工艺成熟，施工简便，本桥采用传统的挂篮 悬臂施工； 连续刚构桥建桥费用比较省，日后维修养护费用也比较少。 缺点 连续刚构桥目前出现了主跨跨中下挠问题，但这不是桥梁体系本身的问题。目前可以通过设置预拱度、中跨合龙前进行预推等来解决； 主梁顶底版出现开裂问题。可以通过适当布置预应力钢束或增大箱梁截面积来防止开裂问题。 第二方案：连续梁桥方案 图 1.3 连续梁桥 1、总体布置和结构体系：本方案是 7 50m 的等截面

19、连续梁桥，桥梁总长350m。 桥跨结构：七跨预应力连续梁，跨径均为 50m。单箱单室等截面梁，桥面宽2013 届土木工程（桥梁）专业毕业设计 5 12.75m，箱底宽 7m 顶板悬臂长度为 2.875m,符合结构及经济要求。 2、主墩、台结构 桥墩均采用柱式薄壁空心桥墩。主桥基础为刚性扩大基础，桥台为 U型重力式桥台。 3、施工方案 该五跨连续梁采用顶推法施工，而且施工时不受 沟道通航和水位变化的影响，墩身采用套筒施工。 优点： 桥梁外型较美观； 主梁纵向为等截面形式，使梁体外形和谐，节省材料并加大了桥下净空； 目前连续梁桥设计施工经验成熟； 连续梁桥目前施工工艺成熟； 桥面连续，无需设伸缩缝，行车平稳、舒适； 缺点： 主梁采用顶推施工，加大了施工的难度； 相对于连续刚构，增加了支座费用。 第三方案 :斜拉桥方案。 图 1.4 斜拉桥 1、总体布置和结构体系：本方案是不等跨的单塔双索面斜拉桥，主跨为198m，边跨为 140m，边跨比是 0.707，桥梁总长 338m。 桥跨结构：七跨预应力连续梁，跨径均为 50m。单箱单 室等截面梁，桥面宽12.75m，箱底宽 7m 顶板悬臂长度为 2.875m,符合结构及经济要求。