18+403+18(m)五跨连续梁桥设计【开题报告+文献综述+毕业论文】.Doc

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1、1840318米五跨连续梁桥设计1本科毕业论文系列开题报告土木工程1840318M五跨连续梁桥设计一、选题的背景与意义我国自改革开放以来,路(特别是高等级公路和城市道路)、桥建设得到了飞速的发展,对改善人民的生活环境,改善投资环境,促进经济的腾飞,起到了关键性的作用。桥梁工程在工程规模上约占道路总造价的1020,它同时也是保证全线通车的咽喉,特别是在战时,桥梁工程更具有非常重要的地位。随着科技的进步和经济、社会、文化水平的提高,人民对桥梁建筑提出了更高的要求。经过几十年的努力,我国的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。此次毕业设计的任务是借助通用桥涵设计规范,对一座

2、1840318M五跨连续梁桥进行设计计算,并适当掌握利用设计软件进行校核。认真完成本次毕业设计的意义在于综合运用所学的基础理论知识和专业知识,掌握桥梁设计的内容、关键点和计算方法培养查阅规范与桥梁结构计算的能力,了解并熟悉桥梁设计规范,巩固、深化和扩大所学知识,提高自己的专业技术素质,为将来更进一步的学习及工作做好准备。二、研究的基本内容与拟解决的主要问题(一)拟解决的主要问题拟定桥型初步方案,上部结构设计,下部结构设计,施工方法设计,绘制施工图纸,编写计算说明书。(二)研究的基本内容1、桥梁结构的总体布置根据设计原始资料拟定桥型初步方案。2、上部结构设计选择类型、拟定截面尺寸、完成行车道板、

3、主梁、盖梁、桩柱的内力计算、截面配筋、强度验算等。3、下部结构设计选择材料类型、拟定结构和主要截面尺寸。4、施工方法设计根据桥梁所处环境和施工条件,选择合理可行的施工方1840318米五跨连续梁桥设计2法和程序。5、绘制施工图纸利用AUTOCAD、PKPM等结构设计软件绘制桥梁施工示意图。6、编写计算说明书书写工整,字迹清晰,编排有序,绘图完整,言简意赅。三、研究的方法与技术路线1、设计前期资料收集准备工作拿到毕业设计任务书之后,全面熟悉任务书的内容,对毕业设计的全过程作出规划。在网上或图书馆查阅相关资料,了解整个施工过程和阅读各种施工技术的资料。2、拟定施工方案并进行施工方案比较与优化熟悉设

4、计背景概况,收集各种建筑技术规范,了解各种施工工艺,从桥梁设计涉及到的各方面进行比较和分析,最后确定推荐方案并优化设计。3、桥梁上、下细部结构的设计与验算依据最后确定下来的桥型进行相应的上部结构和下部结构设计,认真翻阅相关设计资料,借鉴优秀设计的经验,提高设计的精确度。复习力学基础课程,回顾钢结构、混凝土等重要知识结构,针对上部结构设计涉及到的截面尺寸的拟定、内力计算、内力组合、配筋设计、施工阶段和使用阶段的应力验算、承载力极限状态以及稳定性验算等要点,掌握计算要领。掌握桥墩、桥台及其基础的设计计算。4、施工方法设计根据所收集的当地地形、地貌、气象、工程地质及水文地质、地震烈度等自然情况,制定

5、适合此次工程施工的方法,以提高施工的效率,缩短施工工期。5、桥梁验算和绘图软件的应用学习桥梁博士、迈达斯等桥梁设计软件教程,充分利用现代计算机技术,密切结合桥梁设计规范,解决桥梁工程设计过程中碰到的棘手的数据处理问题,提高计算的效率。6、编写计算说明书编写计算设计书,查漏补缺,准备答辩。1840318米五跨连续梁桥设计37、在设计计算过程中,遇到有疑难不懂的问题积极向指导老师请教学习。四、研究的总体安排与进度毕业设计完成时间按15周计算,从2010年11月24日2011年5月6日。1、20101124至20101128完成开题报告和文献综述,熟悉毕业论文的目的要求、内容、方式及安排;2、201

6、01129至20101207完成调研收集有关资料;3、20101208起第1周3周3周,学习桥梁设计的基本理论和相关软件的使用方法;确定整体结构方案、构件选用;4、第4周第7周4周,初步完成建筑施工图;5、第8周第11周4周,完成构件内力计算、抗震验算和结构施工图;6、第12周第14周3周,完成计算书、桥型图与施工图;7、第15周1周,整理资料并完成计算说明书,提交完整毕业设计文档。五、主要参考文献1邵旭东,顾安邦桥梁工程M北京人民交通出版社,20042朱慈勉结构力学M北京高等教育出版社,20003徐光辉公路桥涵设计手册M北京人民交通出版社,20044高冬光桥位勘测设计M北京人民交通出版社,2

7、0025公路桥涵通用规范SJTG062004北京人民交通出版社6凌冶平基础工程M北京人民交通出版社,20047白淑毅桥涵设计M北京人民交通出版社,20028东南大学主编混凝土结构M北京中国建筑工业出版社,20029公路工程抗震设计规范SJTJ00189北京人民交通出版社10公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范SJTG622004北京人民交通出版社,200411公路桥涵地基与基础设计规范SJTJ02485北京人民交通出版社12公路桥涵施工技术规范SJTJ0412000北京人民交通出版社,200013易建国桥梁计算示例丛书混凝土简支梁板桥M北京人民交通出版社,200414EXPERIMENTA

8、LSTUDYONINELASTICMECHANICALBEHAVIOUROFCOMPOSITEGIRDERSUNDERHOGGINGMOMENTJUNHE,YUQINGLIU,AIRONGCHENANDTERUHIKOYODAJOURNALOFCONSTRUCTIONSTEELRESEARCHVOLUME66,ISSUE1,JANUARY2010,PAGES37521840318米五跨连续梁桥设计415ANALYSISFORTHEDISPLACEMENTANDINCLINEDCRACKOFCONTINUOUSRIGIDFRAMEBRIDGEWANGXIANGYANGJISHAOBOZHONGP

9、EIINDUSTRIALMECHATRONICSANDAUTOMATION,2009ICIMA20091840318米五跨连续梁桥设计5毕业论文文献综述土木工程1840318M五跨连续梁桥设计摘要概述连续梁桥的特点,简要回顾连续梁桥的发展,介绍应用现状,分析应用前景。对预应力连续梁桥的设计施工,施工监控简要分析。对材料、结构构造以及施工架设方法等方面的发展方向进行展望。关键词连续梁桥;发展现状;桥梁结构;设计施工一、连续梁桥的简介和特点两跨或两跨以上连续的梁桥,属于超静定体系。连续梁在恒活载作用下,产生的支点负弯矩对跨中正弯矩有卸载的作用,使内力状态比较均匀合理,因而梁高可以减小,由此可以增大

10、桥下净空,节省材料,且刚度大,整体性好,超载能力大,安全度大,桥面伸缩缝少,并且因为夸中截面的弯矩减小,使得桥跨可以增大。二、发展历史连续梁桥是一种古老的结构体系。在预应力混泥土桥梁发展至今的五十余年的历程中,它同简支梁结构一样是最早被应用的一种结构体系。在50年代前,它的跨径并不大,当时因施工条件的限制,采用满堂脚手架修建,费工费时费料。在60年代中,因悬臂施工方法的应用和发展,为多跨连续梁桥的修建提供了有利的施工条件,从而使它逐步扩大了应用范围,并在结构体系上也有所发展如在跨径100M以上的大跨度预应力混泥土桥梁中,连续梁与T型刚构两种体系相结合,各取所长,采用墩梁连固形成连续刚构体系。这

11、种体系的薄型桥墩在整个结构中起柔性墩柱作用,而上部梁体结构仍主要起连续梁的作用。三、连续梁桥的发展现状预应力混泥土连续梁桥是一种超静定结构体系,尽管具有经济、美观、可靠、刚度大、整体性好、行车舒适等特点,但它对基础要求较高,截面型式一般为箱型【1】。法国在中等跨径预应力混泥土连续梁中采用了桁式腹板的箱梁截面,并采用了体外预应力体系。法国近10多年来还采用钢桁式腹板与上下预应力混泥土板组合的箱型断面,发展了复合材料的预应力桥梁。1966年建成的美国亚斯托1840318米五跨连续梁桥设计6利亚桥,是目前跨径最大的钢桁架连续梁桥,它的跨径为376米。引起预应力混泥土连续箱梁开裂的一个重要因素是混泥土

12、温度应力。一是日照温差引起的温度应力,另一个是混泥土水化热引起的温度应力。而影响温度应力计算的关键是温度梯度的确定和温度应力计算力学模式的选取【2】。引起预应力混泥土连续箱梁开裂的另一个重要因素是混泥土收缩徐变【3】。从混泥土收缩徐变对结构受力的影响来看,其效应使结构内力分布进行自适应的调整,经过内力重分布,结构受力趋于合理。但预应力混泥土连续梁桥混泥土的收缩徐变,会引起预应力降低,从而使结构某些部位出现预应力不足,引起混泥土开裂【4】。因此正确分析混泥土的收缩徐变对结构的影响也是很重要的。四、连续梁桥的桥梁结构连续梁桥是中等跨径桥梁中常用的一种桥梁结构,预应力混凝土连续梁桥是其主要结构形式,

13、它具有接缝少、刚度好、行车平顺舒适等优点,在30120M跨度内常是桥型方案比选的优胜者。而横张预应力混凝土技术在T型梁、箱型梁、空心板桥三座常规跨径简支梁桥中的应用,取得了明显的技术经济效益【5】。为拓宽横张预应力技术的应用范围,将其应用到更大跨度的连续梁桥中就显得尤为必要了。主梁是连续支承在几个桥墩上。在荷载作用时,主梁的不同截面上有的有正弯矩,有的有负弯矩,而弯矩的绝对值均较同跨径桥的简支梁小。这样,可节省主梁材料用量。连续梁桥通常是将35孔做成一联,在一联内没有桥面接缝,行车较为顺适。连续梁桥施工时,可以先将主梁逐孔架设成简支梁然后互相连接成为连续梁【14】。或者从墩台上逐段悬伸加长最后

14、连接成为连续梁【6】。近一、二十年,在架设预应力混凝土连续梁时,成功地采用了顶推法施工,即在桥梁一端(或两端)路堤上逐段连续制作梁体逐段顶向桥孔,使施工较为方便。连续梁桥主梁内有正弯矩和负弯矩,构造比较复杂【15】。此外,连续梁桥的主梁是超静定结构,墩台的不均匀沉降会引起梁体各孔内力发生变化【7】。因此,连续梁一般用于地基条件较好、跨径较大的桥梁上。五、设计施工桥梁的立面布置在初步设计中占有十分重要的地位。布置得是否合理将直接影响桥梁的实用、经济和美观。立面布置通常选定了桥梁体系后,确定桥长及分1840318米五跨连续梁桥设计7跨、梁高及梁底曲线,桥梁下部结构和基础形式,桥梁各控制点如桥面、梁

15、底、基础底面等的标高【8】。连续梁跨径的布置一般采用不等跨的形式。如果采用等跨不止,则边跨内力(包括边支墩处梁中的负弯矩)将控制全桥设计,是不经济的【9】。此外,边跨过长,削弱了边跨的刚度,将增大活载在中跨跨中截面处的弯矩变化幅值,增加预应力束筋数量【10】。一般边跨长取中跨的0508,对于预应力连续梁桥,边主跨比应该取偏小值,以增加边跨刚度,减小活载弯矩的变化幅度,减少预应力筋的数量【11】。值得注意的是,边跨的长度与连续梁桥的施工方法有关,如采用悬臂法施工,考虑到一部分边跨采用悬臂施工外,剩余的一部分边跨需在脚手架上施工。为减小支架及现浇段长度,边跨长度以取不超过中跨长度的065为宜【12

16、】。桥梁结构的施工与设计有着十分密切的关系。对不同结构形式的桥梁结构,施工方法可不同;对同种结构形式也可采用不同的施工方法。桥梁结构的受力状况将取决于所选用的施工方法【13】。主要参考文献1邵旭东,顾安邦桥梁工程M北京人民交通出版社,20042朱慈勉结构力学M北京高等教育出版社,20003徐光辉公路桥涵设计手册M北京人民交通出版社,20044高冬光桥位勘测设计M北京人民交通出版社,20025公路桥涵通用规范SJTG062004北京人民交通出版社6凌冶平基础工程M北京人民交通出版社,20047白淑毅桥涵设计M北京人民交通出版社,20028东南大学主编混凝土结构M北京中国建筑工业出版社,20029

17、公路工程抗震设计规范SJTJ00189北京人民交通出版社10公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范SJTG622004北京人民交通出版社,200411公路桥涵地基与基础设计规范SJTJ02485北京人民交通出版社12公路桥涵施工技术规范SJTJ0412000北京人民交通出版社,200013易建国桥梁计算示例丛书混凝土简支梁板桥M北京人民交通出版社,200414EXPERIMENTALSTUDYONINELASTICMECHANICALBEHAVIOUROFCOMPOSITEGIRDERSUNDERHOGGINGMOMENTJUNHE,YUQINGLIU,AIRONGCHENANDTERUHI

18、KOYODAJOURNALOFCONSTRUCTIONSTEEL1840318米五跨连续梁桥设计8RESEARCHVOLUME66,ISSUE1,JANUARY2010,PAGES375215ANALYSISFORTHEDISPLACEMENTANDINCLINEDCRACKOFCONTINUOUSRIGIDFRAMEBRIDGEWANGXIANGYANGJISHAOBOZHONGPEIINDUSTRIALMECHATRONICSANDAUTOMATION,2009ICIMA20091840318米五跨连续梁桥设计9本科毕业设计土木工程1840318米五跨连续梁桥设计DESIGNOFA1840

19、318METERSLONG5SPANCONTINUOUSGIRDERBRIDGE1840318米五跨连续梁桥设计101840318米五跨连续梁桥设计111840318米五跨连续梁桥设计摘要本设计桥梁跨度为1840X318米,采用单箱双室,单向双车道,采用先简支后连续施工。利用已给的各项资料,通过分析桥梁结构在使用过程中的恒载及活载作用,考虑不同的荷载安全系数进行荷载组合,将极限状态的两种内力组合结果作为估算钢束的计算内力。估算出各截面的钢束后,按照一定要求将钢束布置好,重新模拟施工并考虑预应力作用,进行作用的第二次组合,以进行施工及使用过程中的截面强度验算、应力验算及变形验算。各项验算均满足要

20、求且设计合理,则设计通过。为提高设计效率及准确度,设计中我采用桥梁博士软件进行计算,并充分利用了CAD、WORD、EXCEL等办公软件来整理设计文件。关键词箱梁;预应力;先简支后连续梁桥DESIGNOFA1840318METERSLONG5SPANCONTINUOUSGIRDERBRIDGEABSTRACTTHESPANSOFTHEBRIDGEARE1840318M,EACHSUITHASONEBOXTWOROOMSANDTWOTRAFFICWAYSWITHTHEDATAGIVEN,THROUGHANALYZINGINTERNALFORCEOFTHEDEADLOADSANDLIVELOADSA

21、TTHESTAGEOFUSINGANDCONSIDERINGTHEDIFFERENTSAFETYFACTOROFTHEFORCEICALCULATETHEDESIGNVALUEOFCOMBINATIONFORACTIONEFFECTSOFTHELIMITSTATESANDESTIMATETHEAREAOFSTEELOFTHEBRIDGEASTHESTEELISASSIGNEDREASONABLY,WESHOULDIMITATETHECONSTRUCTIONPROCESSSECONDLYANDCONSIDERTHEAFFECTOFTHEPRESTRESSEDSTEEL,THENCALCULATE

22、THECOMBINEDFORCEOFTHELIMITEDCONDITIONAGAIN,WHICHISFORCHECKINGTHEFORCEOFTHECONSTRUCTIONSTAGEANDTHEUSINGSTAGEIFTHEFORCECANMEETTHENEEDANDTHEDESIGNISREASONABLETHENTHEDESIGNISADVISABLEDURINGTHEPROCESSOFTHEDESIGNIMAKEGOODUSEOFTHESOFTWARESUCHASDOCTORBRIGE、CAD、WORDANDEXCELLTOOPTIMIZEMYDESIGNKEYWORDSGIRDERBO

23、XPRESTRESSINGFORCESIMPLESUPPORTEDTOCONTINUOUSGIRDERBRIDGE1840318米五跨连续梁桥设计12目录1设计基本资料1411桥梁线形布置1412设计标准1413主要材料1514设计计算依据1515基本计算数据152设计要点及结构尺寸拟定1721设计要点1722结构尺寸拟定1823毛截面几何特性183主梁作用效应计算1931结构自重作用效应计算19311结构自重作用荷载集度计算1932内力计算20321结构自重作用效应总内力2133汽车荷载作用效应计算22331冲击系数和折减系数22332汽车荷载横向分布影响的增大系数计算23333汽车活载效应

24、计算2434温差应力计算2735基础沉降内力计算2936内力组合36361按承载能力极限状态设计36362按正常使用极限状态设计37363内力组合计算384预应力钢束估算及布置4241钢束估算42411按正常使用极限状态的正截面抗裂验算要求估束42412按正常使用极限状态截面压应力要求估算44413按承载能力极限状态的应力要求计算46414估算结果4742预应力钢束布置4743主梁净、换算截面几何特性计算505预应力损失及有效预应力计算5251基本理论5252预应力损失计算52521后张法由预应力钢筋与管道之间摩擦引起的应力损失52522后张法由锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失525

25、23后张法由混凝土弹性压缩引起的应力损失53524后张法由钢筋松弛引起的预应力损失终极值54525后张法由混凝土收缩、徐变引起的预应力损失54526有效预应力的计算551840318米五跨连续梁桥设计136配束后主梁内力计算及内力组合567截面强度验算5971基本理论5972计算公式608抗裂验算6381公预规要求6382计算63821正截面抗裂验算63822斜截面抗裂验算659非预应力配筋计算与布置7010支座的计算72101确定支座平面尺寸72102确定支座厚度72103支座偏转验算73104支座抗滑稳定性验算7311下部结构计算74111桥台盖梁计算741111荷载计算741112盖梁截

26、面配筋计算及应力验算76112桥墩墩柱设计771121荷载计算77113钻孔桩计算801131荷载计算801132桩长计算811133桩的内力计算821134桩身截面配筋与承载力计算8312持久状况构件的应力验算87121正截面混凝土压应力验算87122预应力筋拉应力验算88123混凝土主压应力验算8913挠度验算94参考文献95致谢错误未定义书签。附录971设计基本资料11桥梁线形布置平曲线半径无平曲线。竖曲线半径无竖曲线,纵坡35。12设计标准跨径1840318M,施工方法为简支转连续;桥梁布置立面见图11。荷载标准公路级。桥面组成05M防撞护栏95M(机动车道)05M(防撞护栏)20M(

27、中央分隔带)05M防撞护栏95M(机动车道)05M(防撞护栏)23M;桥梁布置横断面见图12。桥面形式两幅,上下游分离,每幅单箱双室。结构重要性系数11。图11桥跨总体布置立面图(尺寸单位MM)图12桥跨总体布置横断面图(尺寸单位MM)13主要材料混凝土预制箱梁、封锚、墩顶现浇连续段、桥面现浇层均采用C50混凝土,基桩采用C25,其余构件采用C30。预应力钢绞线采用符合ASTM920的低松弛高强钢绞线,直径为152MM,截面积为1392MM,标准强度1860PKFMPA,弹性模量519510PEMPA。普通钢筋采用符合GB149984标准的钢筋,直径大于等于12MM者采用HRB335热轧螺纹钢

28、筋,直径小于12MM者采用R235热轧圆钢筋。锚具采用AM15型、BM15型锚具及其配套设备。预应力管道采用预埋金属波纹管成型。支座GYZ橡胶支座。伸缩缝D160型伸缩缝。桥面铺装采用8CM厚混凝土加8CM沥青混凝土铺装。14设计计算依据公路工程技术标准(JTGB02003);公路桥涵设计通用规范(JTGD602004)(简称通规);公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTGD622004)(简称为公预规)。公路桥涵地基与基础设计规范(JTJ02485)(简称地基规范)15基本计算数据根据公预规中各条规定,混凝土、钢绞线和钢筋的各项基本数据以及在各阶段的容许值,如表11所列。基本计算数据

29、表11名称项目符号单位数据主梁混凝土立方体强度标准值,CUKFMPA50弹性模量CEMPA434510轴心抗压强度标准值CKFMPA324轴心抗拉强度标准值TKFMPA265轴心抗压强度设计值CDFMPA224轴心抗拉强度设计值TDFMPA183短暂状态极限压应力07CKFMPA2072极限拉应力07TKFMPA1757持久状态极限压应力05CKFMPA162极限主压应力06CKFMPA1944短期效应组合极限拉应力07STPCTKFMPA1855短期效应组合极限主拉应力07TKFMPA1855长期效应组合极限拉应力LTPCMPA0152钢绞线标准强度PKFMPA1860弹性模量PEMPA51

30、9510抗拉设计强度PDFMPA1260最大控制应力CON075PKFMPA1395标准荷载组合065PKFMPA1209普通钢筋R235弹性模量SEMPA52110抗拉强度标准值SKFMPA235抗拉强度设计值SDFMPA195抗压强度设计值SDFMPA195HRR335弹性模量SEMPA52010抗拉强度标准值SKFMPA335抗拉强度设计值SDFMPA280抗压强度设计值SDFMPA280材料重度钢筋混凝土13/KNM250沥青混凝土23/KNM240钢绞线33/KNM785钢绞线与混凝土的弹性模量比EP无量纲5652设计要点及结构尺寸拟定21设计要点本桥上部结构为5跨预应力混凝土连续梁

31、桥,采用先简支后连续施工方法35,即采用如下施工方法(1)预制简支箱梁,吊装到位;(2)浇筑墩顶连续段接头混凝土,达到设计强度后,张拉负弯矩区预应力钢束并压注水泥浆;(3)再拆除临时支座,完成体系转换;(4)最后进行防撞护栏及桥面铺装施工。22结构尺寸拟定图21支点处主梁横断面构造图(尺寸单位MM)图22跨中处主梁横断面构造图(尺寸单位MM)23毛截面几何特性毛截面几何特性计算结果表21截面截面高度(M)底板厚度(CM)面积A(2M)毛截面惯性矩I(4M)中性轴至梁底的距离(M)第一跨左支13401053335170681第一跨1/41322834292440723第一跨跨中132283429

32、2440723第一跨3/41322834292440723第一跨右支13401053292440681第二跨左支13401053292440681第二跨1/41322834292440723第二跨跨中1322834292440723第二跨3/41322834292440723第二跨右支13401053335170681第三跨左支13401053292440681第三跨1/41322834292440723第三跨跨中1322834292440723第三跨3/41322834292440723第三跨右支13401053335170681检验截面效率指标跨中截面上核心距292440485834072

33、3SXIKMAY下核心距292440608834130723XSIAY截面效率指标048506080841305XSKKH,表明以上初拟的跨中截面是合理的。3主梁作用效应计算31结构自重作用效应计算全桥施工过程可分为以下3个阶段第一施工阶段,为主梁预制阶段,待混凝土达到设计强度90后张拉正弯矩区预应力钢束,并压注水泥浆,再将各跨预制主梁安装就位,形成由临时支座支承的简支梁状态。第二施工阶段,先浇筑两跨之间的连续段接头混凝土,达到设计强度后,张拉负弯矩预应力钢束并压注水泥浆。第三施工阶段,拆除全部临时支座,主梁支承在永久支座上,完成体系转换,形成五跨连续梁的空间结构,进行防撞护栏及桥面铺装施工。

34、第一施工阶段第二施工阶段第三施工阶段图31施工阶段示意图311结构自重作用荷载集度计算一期结构自重作用荷载集度MKNG432236172581234824253101MKNG142156392583434824253102二期结构自重作用荷载集度成桥后桥面铺装采用8CM厚混凝土加8CM沥青混凝土,铺装层宽105M,重度243/KNM,护栏每延米0303M混凝土,重度253/KNM。MKNG1656225302451008025510080232内力计算本桥为先简支后连续的连续梁桥,施工过程中包含了结构体系转换,所以结构自重内力计算过程必须首先将各施工阶段产生的阶段内力计算出来,然后进行内力叠加

35、。第一施工阶段,结构体系为简支梁结构,自重作用荷载为1G、2G。第二施工阶段,由于两跨间接头较短,混凝土重量较小,其产生的内力较小,且会减小跨中弯矩,故忽略不计。第三施工阶段,结构体系已转换为连续梁,自重作用荷载为桥梁二期结构自重作用荷载2G。第一施工阶段自重作用效应阶段内力表31截面MKNMQKN第一跨左支0012684第一跨1/4276946342第一跨跨中4287500第一跨3/4276946342第一跨右支0012684第二跨左支0030202第二跨1/417896215101第二跨跨中27597500第二跨3/417896215101第二跨右支0030202第三跨左支0030202第

36、三跨1/417896215101第三跨跨中27597500第三跨3/417896215101第三跨右支0030202图32第一施工阶段自重效应弯矩图MKN)图33第一施工阶段自重效应剪力图(KN)由桥梁博士算出第三阶段自重作用效应阶段内力表32第三阶段自重作用效应阶段内力表32图34第三施工阶段结构自重弯矩图MKN)图35第三施工阶段结构自重剪力图(KN)321结构自重作用效应总内力结构自重作用效应内力叠加表33截面第一施工阶段自重作用第三施工阶段自重作用结构自重作用效应内力叠加截面MKNMQKN第一跨左支001356第一跨1/4620226第一跨跨中7472583第一跨3/424552483

37、2第一跨右支585437643第二跨左支5854310702第二跨1/4205045665第二跨跨中43401402第二跨3/4101035584第二跨右支6790211203第三跨左支6790210702第三跨1/478025665第三跨跨中33020402第三跨3/478025584第三跨右支6790211203剪力(KN)弯矩(KNM)剪力(KN)弯矩(KNM)剪力(KN)弯矩(KNM)第一跨左支12684001356001404000第一跨1/4634227694226620656828314第一跨跨中00428752583747258335405第一跨3/46342276944832

38、24552111743142第一跨右支12684007643585432032758543第二跨左支302020010702585434090458543第二跨1/41510117896256652050420766199466第二跨跨中0027597540243401402319376第二跨3/41510117896255841010320685189065第二跨右支302020011203679024140567902第三跨左支302020010702679024090467902第三跨1/4151011789625665780220766186764第三跨跨中00275975402330

39、20402308995第三跨3/4151011789625584780220685186764第三跨右支30202001120367902414056790233汽车荷载作用效应计算331冲击系数和折减系数1、汽车冲击系数12136162CCEIFLM22236512CCEIFLMHZF17112106552765312104531814326161331021HZF14721106552765312104531814326512331021其中MKGGGMC27655819101656142153由于HZFHZ14511,则43001570LN176701FHZF142,则4502用于正弯矩

40、效应和剪力效应431430111用于负弯矩效应4514501122、车道折减系数由图22知,应按单向行驶确定车道数,去掉对应的路肩宽度后,W符合单向双车道宽度,根据通规431条,双车道的横向折减系数为10。3、纵向折减系数计算跨径40XXKE时)(43)或MIN125SYCONXXMAKE(当SSKE时)(44)或MAX125SYCONSSMAKE(当XXKE时)(47)或MAX05CKSKYCONXXFWMAKE(当SSKE时)(48)或MIN05CKXKYCONSSFWMAKE(当MCDFFFMFBHHHKNM所以受压区始终在上翼缘内由公式00/2DCDFMFBXHX计算受压区高度X,代入

41、数据求得976150FXMMHMM则根据正截面承载力计算需要的非预应力钢筋截面积为22241050097612602720378742330FCDPDPSSDFBXFAAMMF所以取7825,AS328222MM。上翼缘支点013501501200SHHAMM0MAX/222465002501200250/249130MCDFFFMFBHHHKNM由公式00/2DCDFMFBXHX计算受压区高度X代入数据,求得218736934V44202KNCF故截面尺寸满足要求。验算是否需配箍筋T07BH071836500110091592KN44202KNF所以按构造配筋,12200距支座中心处左右12

42、米长度内采用闭合式箍筋,间距100MM。图91跨中截面钢筋配置MM图92支点截面钢筋配置MM10支座的计算已知支座压力标准47602CKRKN,其中自重引起的反力标准值21802KNGKR公路级支座反力标准值为30277KN。101确定支座平面尺寸选定支座的平面尺寸为75755625AB2CM采用中间层橡胶片厚08CMT。计算支座的平面形状系数S7575234822087575ABSTAB故得橡胶支座得平均容许压应力10000CKPA。橡胶支座的弹性模量2254541023429568JEEGSMPA。验算橡胶支座的承压强度4760284626KPA10000075075CKCCRABKPA。

43、102确定支座厚度计算主梁的计算温差为T40。温度变形由两端的支座均摊,则每一支座承受的水平位移G为5111040912007355GATLCM。为了计算汽车荷载制动力引起的水平位移P,首先要确定作用在每一支座上的制动力TH。按桥规对于40M桥跨,一个设计车道上公路级车道荷载总重为1054017855985KN则其制动力标准值为5985015985KN90KN。经比较,取总制动力为90KN参与计算。单跨共4个支座,每一支座承受水平力902254BKFKN。确定需要的橡胶片总厚度ET橡胶片总厚度计算表101不计汽车制动力2146CMEGT计入汽车制动力073107CM22507072017575

44、2GEBKETFGAB桥规的其他规定02027515CMETA选用5层钢板和6层橡胶片组成的支座,上、下层橡胶片厚度035CM,中间层厚度08CM薄钢板厚02CM。则橡胶片总厚度为408203539CM146CMETT且5CM1合格。支座总厚度502391049EHTCM。103支座偏转验算由公式计算支座的平均压缩变形为,47602003947602003902701075075295680750752000CKECKECMEBRTRTABEABECM按桥规,尚应满足,007CMET即02701007390273CM合格。计算梁端转角由关系式4254384GLFBACEI和324GLEI得35

45、1616162455LGLFEILL设在结构自重作用下,主梁处于水平状态,已知公路级荷载下得跨中挠度为101FCM16101000179551800RAD。验算偏转情况,2CMA,即75000179502701006732CM合格。104支座抗滑稳定性验算计算温度变化引起得水平力30730750751010105339GTEHABGTKN。验算滑动稳定性,MIN1034760230277188222GKPRNKN141410532251699TBKHFKN。则18822KN1699KN合格。以及0321802GN6541KN14TH1474KN合格。表明支座不会发生相对滑动。11下部结构计算桥

46、梁的下部结构是支撑上部结构的重要承载构造,它的结构对整个桥梁起着至关重要的作用,因此,在进行完上部结构的设计和验算后,现在对下部结构进行设计和验算。桥梁下部结构的验算也是桥梁整体设计中的一个重要环节,本次设计的连续梁桥均采用实体重力式桥墩。111桥台盖梁计算墩台盖梁一般尺寸如下图111所示图111桥台盖梁一般尺寸(MM)1111荷载计算(1)恒载计算由桥梁博士计算得由自重引起的恒载重N18400K(2)汽车荷载计算公路级,单孔荷载,按顺桥向可变荷载移动情况,求得支座最大可变荷载反力的最大值图112荷载反力计算图单列车时KNB24410261251018相应的制动力KNT24881022441,

47、按规范制动力不小于KN165,故取制动力为KN165。双孔荷载单列车时KNB0590KKNT1651181020590,取制动力为KN165。(3)双柱反力横向分布计算(汽车荷载位置见图113)图113双柱反力横向分布计算图式(单位MM)单列车时89314502254001389038910012双列车时98904502252201011098900012(4)荷载组合最大最小垂直反力时,计算见表111。盖梁可变荷载组合垂直反力计算(双孔)表111编号荷载状况最大垂直反力KN最小垂直反力KN横向分布111B横向分布111B1单列车13891171900389137522双列车098983948

48、0011928表中汽车级已乘以冲击系数,4311最大弯矩时,计算见表112。盖梁可变荷载最合最大弯矩计算(单孔)表112编号荷载情况墩柱顶反力计算式11B垂直力NK水平力HKN对柱顶中心弯矩MKNBB1250H1411自重1840000002单孔双列车4519890244163278256135131112盖梁截面配筋计算及应力验算作用于盖梁顶的外力垂直力最大垂直力KNN4826794883901840MAX最小垂直力KNN72472763201840MIN水平力图104HKN弯矩MKNM611123513161MAX采用C30混凝土,主筋采用25的HRB335钢筋,保护层5CM(钢筋中心至混凝土边缘)。正截面抗弯承载能力验算2ODCDOXMFBXHSDSCDFAFBXCDSSDFBXAF已知150CM150CMBH,MKNMD421123,取10O,1505145C

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