毕业设计说明书:苏家湾大桥.doc

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1、毕业设计说明书题目苏家湾大桥学院(全称)专业、年级学生姓名学号指导教师2010届土木工程专业(桥梁)毕业设计前言毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段,毕业前的综合学习阶段,是深化、拓展、综合和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全部总结。通过毕业设计,可以将以前学过的知识重温回顾,对疑难知识再学习,对提高个人的综合知识结构有着重要的作用。通规毕业设计,使我们在资料查找、设计安排、分析计算、施工图绘制、口头表达等各个方面等到综合训练,具备从事相关工作的基本技术素质和技能。通过毕业设计这一重要的教学环节,培养土木工程专业本科毕业生正确的理论联系实际的工作作风,严肃认真的科学态度。毕业设

2、计要求我们在指导老师的指导下,独立系统的完成一项工程设计,解决与之有关的所有问题,熟悉相关设计规范、手册、标准图以及工程实践中常用的方法,具有实践性、综合性强的显著特点。因此毕业设计对于培养学生初步的科学研究能力,提高其综合运用所学知识分析问题、解决问题能力有着重要意义。积极、独立的完成本次毕业设计也是为今后的实际工作做出的必要的准备。拱桥具有跨越能力大,充分发挥污工及其他的抗原材料的性能,结构简单受力明确,外形多样,且美观。在能够完美的融入自然之中,能够发扬人与自然和谐共。所有其在未来的桥梁工程建设领域将会有很重要的地位,随着材料和施工方法的发展其也会对大跨径桥梁的建设做出更大的贡献。我国混

3、凝土拱桥类型有箱形拱、桁架拱、板拱、肋拱、刚架拱、桁式组合拱、双曲拱、系杆拱、中承式拱、钢管混凝土拱等。其中不少桥型已居世界先进水平。拱桥目前还是受制于施工和结构自重的问题,在未来发展中拱桥的自重更轻将是发展方向。系杆拱由于是无推力结构,对墩台要求,较低,整个桥型结构简便、轻巧,桥面视野开阔,也将会更广泛的采用。在城市桥梁和平原地区通航河流上,中承拱往往颇受青睐因为它可降低桥高,矢跨比大,可减少推力;桥面建筑高度小,可缩短桥长;造型美观,为城镇增添景色;造价也较低,目前发展趋势较快。钢管砼拱桥中钢管混凝土作为钢混凝土组台材料的一种,一方面借助内填混凝土提高钢管壁受压时的稳定性,提高钢管的抗腐蚀

4、性和耐久性,另一方面借助管壁对混凝土的套箍作用。提高了混凝土的抗压强度和延性将钢材和混凝土有机组合起来;在施工方面钢管混凝土可利用空心钢管作为劲性骨架甚至模板,施工吊装重量轻,进度快,施工用钢量省。由于在材料和施工方法上的优越性,将这种结构用于以受力为主的拱桥是十分合理的。钢管混凝土的出现解决了拱桥材料和施工的两大难题。所以钢管混凝土拱桥目前在我国的发展势头迅猛。本设计为苏家湾大桥,其采用了钢筋混凝土箱板拱,桥梁全长80M,拱圈矢跨比为16,拱圈跨径为72M。本设计主要对拱圈截面强度,稳定性,拱脚的直接抗剪能力进行了验算。本桥采用的缆索吊施工,拱圈是三段施工,在第4章进行了施工阶段的验算,验算

5、内容包括拱箱吊装的配筋验算,裸拱的强度稳定性验算和绕度验算。在整个设计过程中得到了孙淑红老师等老师的悉心指导和帮助,同时也得到许多同学的热心帮助,在此一并表示由衷的感谢。在整个设计过程中,我始终坚持积极,独立的完成每个阶段的设计任务,不懂的及时向老师和同学请教,以此来检验自己掌握的知识和运用的水平,锻炼自己发现和解决问题的能力。培养对待事情严谨的态度,为以后的工作打基础。本人由于自身水平有限,又没有设计和施工方面的任何经验,难免存在错误,恳请各位老师在查阅时指出各种错误,本人将非常感谢,并对所指出的所有错误积极修正,进一步完善本设计。2010届土木工程专业(桥梁)毕业设计目录摘要ABSTRAC

6、T第1章设计资料及概述211设计要求1111设计数据及桥面要求112水文地质情况及桥位地形113设计规范2第2章方案比选321初选方案322方案比选3221第一方案4222第二方案4223第三方案423方案比较表524推荐桥型方案5第3章拱圈计算631设计资料及基本数据6311设计标准6312主要材料及其数据6313拱圈几何力学性质6314确定拱轴系数832成桥阶段的内力计算11321不计弹性压缩的拱直重水平推力H11322弹性中心位置、弹性压缩系数和拱自重弹性压缩水平推力11323自重效应12324公路一级汽车荷载效应12325拱的强度验算用的人群荷载效应19326温度作用和混凝土收缩作用效

7、应20327拱的“整体_稳定”验算用的荷载效应22328拱脚截面直接抗剪强度验算用的荷载效应24328拱圈作用效应标准值汇总2632成桥阶段内力验算27331拱圈截面强度验算27332拱圈整体“强度稳定“验算30333拱脚截面直接抗剪验算32第4章施工阶段拱圈验算3441箱肋吊装配筋验算34411箱肋截面几何要素计算(对单箱)34412箱肋分段长度计算35夏崟濠苏家湾大桥413箱肋分段重力计算36414拱箱吊运内力计算36415拱箱安装过程内力计算3742拱箱吊装配配筋验算40421箱肋的偏心受压强度验算40422箱肋的纯弯强度验算4143裸拱强度及稳定性验算41431拱箱成拱后的强度及稳定性

8、验算41432拱箱在自重作用下的内力42433截面强度验算42434浇注纵缝混凝土和箱顶时的拱肋强度与稳定性验算4444绕度计算45第5章施工组织设计4651概述46511主体工程情况46512施工方法选择4652下部结构的施工47521拱座的施工47522缆索吊装系统试吊48523松扣和卸扣4853主拱及拱上建筑施工48531拱圈的缆索吊装顺序48532拱上建筑的施工4854引桥及桥台施工49541桥台基础的施工4955施工注意事项49551施工控制49552施工要求及安全49553合拢施工注意事项50554不同季节天气的工作安排50555克服桥梁工程质量通病的措施51556施工配合措施52

9、结论55致谢56参考文献572010届土木工程专业(桥梁)毕业设计摘要随着我国经济的持续增长,全国交通事业也高速发展,桥梁在建设中的扮演着相当重要的地位,近年来,我国桥梁建设取得了丰硕的成果,桥梁跨径不断打破世界纪录,施工方法不断更新。本次苏家湾大桥的设计为一座主跨为80M的上承式钢筋混凝土箱板拱桥,该设计书详细地论述了这一类桥设计的基本理念和方法、施工的关键技术与应力控制技术等。并且严格遵照设计的程序,内容包括对拱桥的概述、方案的初选、方案的比选、最后的评定以及对桥梁的内力计算、结构计算和验算、施工组织图设计、施工方法的选择等,设计还详细介绍了拱桥的缆索吊装施工法。关键词方案的比选,钢筋混凝

10、土,上承式拱桥,缆索吊装。ABSTRACTWITHTHESTEADYINCREASEOFOURCOUNTRYSECONOMY,THETRANSPORTATIONHADGAINAHIGHDEVELOPMENTANDBECAMEMOREANDMOREIMPORTANTTHELASTSEVERALYEARSHAVEPROVEDTOBEFRUITFULLYFORTHEBRAKEOFTHEWORLDRECORDSINSPANANDTHEDEVELOPMENTOFMETHODSINERECTIONAREINFORCEDCONCRETEOFTHEDECKTYPEOFARCHBRIDGEISDESIGNEDI

11、NTHISPAPERITSMAINSPANIS80METERSTHEBASICTHEORYANDCONCEPTIONOFTHEDECKTYPEOFARCHBRIDGEANDTHEKEYTECHNIQUEOFCONSTRUCTIONANDCONTROLLINGSTRESSESAREDESCRIBEDINDETAILITALSOCONTAINSCALCULATIONOFARCHANDINTERNALSTRESSES,CALCULATIONOFSTRUCTUREINTERNALFORCESADDITIONALLY,DESIGNOFCONSTRUCTIONDRAWINGS,SELECTIONOFCON

12、STRUCTIONMETHODANDSOONAREPRESENTEDITALSODISCUSSESTHEMAINCONSTRUCTIONMETHODUSEDINTHEDECKTYPEOFARCHBRIDGECONSTRUCTIONTHEERECTIONWITHCABLEWAYCONSTRUCTIONMETHODKEYWORDSCOMPARISONOFPROJECTS,REINFORCEDCONCRETE,THEDECKTYPEOFARCHBRIDGE,THEERECTIONWITHCABLEWAYCONSTRUCTIONMETHOD,FIXEDARCH、2010届土木工程专业(桥梁)毕业设计1

13、第1章设计资料及概述11设计要求111设计数据及桥面要求设计荷载公路II级人群作用,人群荷载35KN/M2;桥面宽度行车道宽140米,按双向四车道标准设计,行车道两侧各设2米宽人行道(不含拱肋结构尺寸),;设计行车速度50KM/H。桥梁坡度桥面纵坡双向10;桥面标高111753M。12水文地质情况及桥位地形表11地面里程桩号和地面高程里程桩号K15地面高程9792111345010930111327911930110762912930110362913930189829149301815291593017782916930174429179301750891893017682919930189

14、8292093011002292193011092292293011147292384911129832地质情况桥位地质已经钻探,拟建桥址位于千岛湖西部,地处山前和山坡地带,地势变化较大。基岩埋藏较浅,但上部岩层较破碎。本工程在勘探深度范围内所揭示的地层可划分5个亚层,自上而下依次描述如杂填土、强风化含砾晶凝灰岩、强偏中等风化含砾晶凝灰岩、中等风化含砾晶凝灰岩、微风化含砾晶凝灰岩。气象情况年平均气温174;年极端最高气温398,年极端最低气温42,月平均最高气温335(出现在7月份);月平均最低气温05。通航标准不通航。13设计规范1中华人民共和国交通部颁布标准公路桥涵设计通用规范JTJD60

15、20042公路桥涵设计手册拱桥(上册)3中华人民共和国交通部颁布标准公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTGD6220044中华人民共和国交通部颁布标准公路桥涵地基与基础设计规范JTGD6320075中华人民共和国交通部颁布标准公路工程技术标准JTGB0120036中华人民共和国交通部颁布标准公路圬工桥涵设计规范JTGD6120057中华人民共和国交通部颁布标准公路桥涵施工技术规范JTJ04120002010届土木工程专业(桥梁)毕业设计3第2章方案比选桥梁的方案比选是初步设计阶段的工作重点,此阶段进行了五个初拟方案的对比,选出三个较优方案,再按照桥梁“实用、安全、经济、美观、环保”的原

16、则,认真对比三个方案,最终确定出最优的方案。21初选方案根据地形与设计要求,初步拟定六个方案如下1方案一跨径组合为23543235M的连续刚构,主梁采用箱型截面,等截面;主墩采用双薄壁柔性空心墩。2方案二主跨为72M的梁式上承式拱桥,主拱圈采用箱型断面,拱圈厚15M,宽181M,主梁采用空心板截面,拱上立柱直径为1M,其中距为85M。3方案三主跨为65M的单塔不等跨,边跨为35M,边中跨比为0583,索塔高40M,跨中主缆距桥面距离为5M。4方案四主跨为95M的下承式拱桥,失跨比为1/5,拉索间距为5M。5方案五25M50M25M斜腿刚构桥,中跨为50M,边中跨比为12,采用变截面箱梁。6方案

17、六25M40M25M的连续梁桥,边中跨比为58,采用预应力T型梁,全桥等截面。22方案比选由于经济和技术的要求,选定上层式拱桥、斜退刚构桥、连续梁桥为比选方案。方案比选主要从总体布局、环境协调、技术先进性、施工可能性、景观要求、技术经济等方面考虑,同时考虑要符合桥梁发展规律,体现现代新技术的成果。桥型的选择要求在技术上可靠,在施工中切实可行。综上所述,选出以下三个比较方案如下4221第一方案上承式混凝土箱板拱桥(1)总体布置此方案为10M80M10M上层式混凝土箱板拱桥,主拱圈采用跨径为72M的等截面悬链线拱,矢跨比为1/6,主梁为08085的钢筋混凝土空心板简支梁桥,和预应力空心板简支梁桥。

18、(2)截面特性拱圈截面宽18M,高15M,采用多条箱板组成的截面。主梁采用空心板型截面高度为08M;跨中为20M预应力空心板高度085M。(3)施工方法和特点主拱圈采用预制整体吊装,这种方式可使箱型截面预制采用卧式浇筑,可采用干硬混凝土,并在振动台上进行施工,节省大量模版,提高工效,闭合箱型截面抗弯和抗扭刚度大,吊装稳定性好。(4)结构特点拱桥是一种推力结构,支承拱的的墩台和地基必须承受拱端的强大的推力,因而修建拱桥需要良好的地基,拱桥的施工进度快,后期养护工作少,其抗风稳定性好,造价低,维护费用低,现采用的钢管混凝土拱桥,能极大地提高承载力,减轻自重,使其跨径大幅度的提高。222第二方案斜腿

19、刚构桥1总体布置此方案为25M50M25M斜腿刚构桥,中跨为50M,边中跨比为122截面跨中高15M,根部高275M,跨中底板20CM,根部底板30CM,腹板厚45CM厚度不发生变化,顶板厚25CM全桥厚度不发生变化,20X100的变厚度(3)结构特征结构刚度大,变形小,主梁连续无缝,行车平顺又可最大限度地应用平衡悬臂施工;墩梁固结节省了大型支座的昂贵费用,减少了墩及基础的工程量,并改善了结构在水平荷载作用下的受力性能。(4)施工特点合拢顺序为先边跨合拢后跨中合拢,同时密切配合设计与施工的要求,充分利用了预应力混凝土承受负弯矩能力强的特点,将跨中正弯矩转化为根部负弯矩。223第三方案连续梁桥1

20、总体布置此方案为25M40M25M简直连续梁桥,中跨为40M,边中跨比为582010届土木工程专业(桥梁)毕业设计52全桥为等截面T型梁,梁高12M,全桥为预应力简之T梁桥,下部结构为桩柱式敦,直径为2M。3结构特点结构轻盈,行车舒适,线形优美;施工技术比较成熟,占用施工场地少,施工进度易环境影响。本桥地形平坦,较适合连续梁桥型。结构受力合理,结构轻盈,行车舒适,线形优美。4施工特点本桥桥位处在干无水流,所以基础采用明挖和钻孔灌注桩施工,墩身采用翻模或滑模施工,箱梁施工时先将墩和梁临时锚固,形成施工0号块,采用挂篮悬臂现浇施工,跨中合龙。合龙顺序为先边跨合龙后中跨合龙最后将临时锚固约束解除。2

21、3方案比较表表21方案的技术经济比较比较项目第一方案第二方案第三方案主跨桥型上承式混凝土箱拱桥斜腿刚构桥连续梁桥养护维修量较小较小较小设计技术水平经验丰富,国内外先进水平经验较丰富,国内先进水平经验丰富,国内先进水平工期较短较短短工程造价较高较高较小建筑造型主拱一跨贯穿,简洁、轻巧、美观、且拱桥与地形极为相称。适合地形,简洁,轻巧气派,桥面连续平顺。简洁,实用。施工方法和难易程度主拱圈采用无支架缆索吊装施工,运输灵活,施工方便、安全。全桥采用挂篮悬臂浇注施工,施工方法较简单施工简单,采用支架现浇整体型好。主桥结构特点上承式拱桥,拱上建筑采用梁式建筑,主拱圈采用箱型截面,为有推力的钢筋混凝土悬链

22、线拱桥。适合地形,结构简单美观,。简单实用,施工简单,后期维护少,造价低,工期特别短。24推荐桥型方案从总体布局、环境协调、技术先进性、施工可能性、景观要求、技术经济等方面考虑,此桥采用上层式拱桥较为合理,简洁、轻巧、美观、且拱桥与地形极为相称。由于地形和施工要求,使连续刚构桥在此地不利于修建,由于造价过高,后期的养护6工作量大,使斜拉桥也不可行。因此,本设计采用方案一。第3章拱圈计算31设计资料及基本数据311设计标准设计荷载公路级汽车荷载,人群荷载35KN/M桥面净宽净16M附2X2M人行道312主要材料及其数据净跨径LN72M净矢高FN12M净矢跨比FN/LN1/6拱圈厚度D15M拱圈宽

23、度B18M拱圈材料重力密度R124KN/M3箱梁顶部盖板为M10浆砌C35混凝土预制板其余均为C35现浇混凝土,其强度设计值分别为547MPA和1369MPA。砌体的弹性模量EM22000MPA,C35混凝土弹性模量315X104。拱上建筑采跨径10M的简支板。假定拱轴系数M2514,Y1/4/F00215拱轴拱角处的切线与水平线交角TAN147926833/10003862001OSIN06241COS07813313拱圈几何力学性质1拱圈计算数据拱圈截面如图31所示,几何力学性质如表所示2010届土木工程专业(桥梁)毕业设计7拱圈截面为C35混凝土与C35预制板砌体的组合截面。拱的结构计算

24、采用弹性材料力学方法,以C35作为标准层,预制板砌体则乘以砌体弹性模量EM与C35弹性模量的比值EM/EC22000/315X10407图31箱型拱截面(单位CM)表31拱圈截面几何力学性质计算编号尺寸及换算截面(CM)换算面积分块面积重心及全截面底边距离对底边面积矩对自身重心轴惯距对底边惯性矩189X01089005004451/12X89X0130000741666089X00520002225212X02X1126406518481/12X123X02X1103168264X065211154389X0212X005X12106142150521/12X89X0231/12X12X005

25、3X12000578106X14222137384412X005X12072132509721/12X12X0053X12000015072X13252126405512X01X2428806520161/12X123X01X2403456288X065212168615X01X20307502251/12X153X01X200562503X07520168757合计849660970725359046截面面积A849M2截面重心距底边YBS/A66097/8490778M截面重心距顶边YT1507780722M截面对重心轴的惯性矩II0IAYB20725359046849X077821491

26、0M4截面回转半径I04191M计算跨径L0LA2YBSIN722X0778X06241729711M8计算失高F0FN(1COS)YH12(107813)X0778121702M计算矢跨比F0/L0121702/72971101668拱轴线长度LA1/V1XL0107473X72971178424M2拱圈截面坐标表32拱圈几何性质表截面号Y1/F0Y1COSYB/COSYT/COSY1YBCOSY1YTCOS拱角0100001217020781330995733092406113165931124614108100489858446082261094576208776871080421898

27、0759206472897877637085918090550808403387831457037307305084716188194089080087336708105027061561537769240390820475635809175208479330786956042913969458502919883553552093961082799907684438155127851521/4跨60210000255574209574808125460754059336828818016837014321817429920971608007410743104254373309998888009

28、03081099066098242079191707349151890983036415190050213061110209903807855560729012139665801179110002213302693630995810781273072503710506360455671100055060067009099896077880607227480845815065574拱顶120010778072207780722314确定拱轴系数拱轴系数按假定尺寸验算,先求拱的自重压力线在拱跨1/4点的纵坐标Y1/4与矢高F0的比值Y1/4/F0,如该值与假定值021M2814符合,则可确定作为拱

29、轴系数否则,另行假定拱轴系数,直至假定与验算结果相符。Y1/4/F0可按下式求得Y1/4/F0M1/4/MA式(31)式中M1/4拱的自重作用下,半拱自重对拱跨1/4点弯矩MA拱的自重作用下,半拱自重对拱脚的弯矩。计算见一下说明1立柱及以上结构自重对1/4跨、拱脚的弯矩A立柱位置按表和图查取、计算,如表所示(表33)2010届土木工程专业(桥梁)毕业设计9图32立柱示意图表33立柱位置立柱号距拱脚位置(截面号之间)相应Y1相应距拱脚相应YT/COSP16000278786000840P21600056355425561500018000768754P3260008910996112400027

30、000734729B立柱处Y1计算P1Y17878MMP2Y13554X(1600015000)3221MMP3Y11099X(2600024000)766MMCYT/COS中间插入值计算P1YT/COS840MMP2YT/COS768X(1600015000)763MMP3YT/COS734X(2600024000)731MMD)立柱及盖梁高度计算以下计算中的750MM为跨中拱圈中线至拱圈上缘距离,立柱底至盖梁底高度HY1750YT/10P1H78787508407784MMP2H32217507633208MMP3H766750731785MME拱上建筑自重及其对1/4跨、拱脚弯矩。每个立

31、墙传至拱圈的自重1人行道、缘石、栏杆,每侧7144125969KN/M,两侧2X9691938KN/M,立柱中距为10M,每段立柱下压力为10X19381938KN/M2每个桥面铺装,24KN/M3,01X16X10X24384KN310MM防水层,02KN/M2,02X16X1548K407厚空心板,空心折减率07,07X20X10X08X252800KNP3上的空心板07X20X10X2X08X255600KN5盖梁,钢筋混凝土结构,两端挑出。1/2X(1820)X1X15X25750KN6柱身。每段拱圈上3个立柱,柱身直径1M,柱身高H。混凝土结构,其自重为3XX052XHX2415项合

32、计P1P2为3982KN。P3盖梁及以上自重为6782KN6项自重见表(表34)表34拱上建筑自重及其对1/4跨、拱脚弯矩立柱号立柱自重盖梁及以上自重合计1/4跨弯矩M1/4拱脚弯矩MA力臂弯矩力臂弯矩P15652X77844399539824421956265317P25652X320818132416332166661312P35652X078544376782682637854610962617748562合计15411645461096270630442拱圈半拱悬臂自重作用下,1/跨和拱脚的剪力和弯矩。拱圈截面面积应采用几何截面面积,即不考虑不同材料的换算面积,A849M2。自199年

33、手册附表III19(7,拱圈半拱悬臂自重作用下1/4跨和拱脚的剪力P1/4、PA和弯矩M1/4和MAP1/4ARL0表值849X24X729711X02534537684445KN2010届土木工程专业(桥梁)毕业设计11M1/4ARL02/4表值849X24X7297112/4X01256134071005KNMPAARL0表值849X24X729711X0537367989786KNMAARL02/4表值849X24X7297112/4X051646140086865KNM3)以上表和第2)项计算合计M1/454610963407100588681965KNMMA2706304414008

34、6865410717305KNMM1/4/MA88681965/4107173050216KNMM2514时相应的Y1/40215,计算值0216接近32成桥阶段的内力计算321不计弹性压缩的拱直重水平推力HHBMA/F0410717305/1217033748341KN322弹性中心位置、弹性压缩系数和拱自重弹性压缩水平推力弹性中心离拱顶距离YA,可自1994年手册附表III3求得。YA/F00329011,YA0329011F00329011X121704004M按1994年手册,弹性压缩系数1和可自附表III9和附表III11求得。1表值X(R/F0)2112581X(I/A)1/F02

35、112581X(14910/849)X1/1217020013349表值X(R/F0)2979500X(I/A)1/F02979500X(14910/849)X1/12170200116140013349/(10011614)0013196按1994年手册公式418,弹性压缩引起的弹心中心赘余力推力为正,拉力为负为HGX0013196X33748341445343KN12323自重效应1)拱顶截面YY1YA040044004COS10计入弹性压缩水平推力HG(1)33748341X1001319633302998KN轴向力NGHG/COS33302998KN弹性压缩弯矩MG(Y1YA)HG(0

36、4004)X(445343)1783153KNM本例假定拱轴线符合不考虑弹性压缩的压力线,自重作用下,仅有弹性压缩弯矩。2)拱脚截面YY1YA1217040048166MCOS078133计人弹性压缩的水平推力HG33302998KN同拱顶截面轴向力NGHG/COS33302998/07813342623473KN弹性压缩弯矩MG(Y1YA)H8166X()8166X(0013196X33748341)3636672KNM324公路一级汽车荷载效应公路级车道荷载的均布荷载标准值为Q105KN/M;集中荷载标准值按以下规定选取桥梁计算跨径小于或等于5M时,P180KN;桥梁计算跨径等于或大于50

37、M时,P360KN;桥梁计算跨径在5M50M之间时,P值采用直线内插求得。计算剪力效应时,上述集中荷载标准值P应乘以12的系数。公路级车道荷载的均布荷载标准值Q和集中荷载标准值P按公路级车道荷载的075倍采用。本例为公路一2010届土木工程专业(桥梁)毕业设计13级效应,4车道,横向折减系数为067,跨径为729711M,Q7875KN/MPK270KN。拱圈宽度为18,承载双车道公路级汽车荷载。按规范第513条,拱上建筑采用柱式墩且活载横桥向布置不超过拱圈以外,可考虑活载均匀分布于拱圈全宽。1)汽车荷载冲击力按通规条文说明公式(47)、(48),自振频率计算如下F1式(32)1105X式(3

38、3)式中F1自振频率HZ;1频率系数;L0计算跨径,L0729711ME结构材料弹性模量(N/M2),E315X104MPA315X1010N/M2I0结构跨中截面惯矩,以M4计,IN14910M4;MC结构跨中处的单位长度质量,以KGLM计,主拱圈结构跨中处自重为849X2420376KN/M(312见第1项),换算为质量,其值为N/MX1/MF拱失跨比,F1/6。1105X105X26238F111913HZ按通规第432条,当F1两侧对称分布强度7KN/M,采用14KN/M。人群荷载效应,可利用汽车均布荷载效应数值,乘以14/16540846人群荷载效应标准值见表38表38人群荷载效应标

39、准值荷载效应单位拱顶拱角正弯矩MMAX负弯矩MMIN正弯矩MMAX负弯矩MMIN轴向力KN489191X0846413856434010X0846367172643489X0846544392454238X0846384285弯矩KNM606456X0846513062406636X084634401409X1737859X08461323206128127X0846108395420326温度作用和混凝土收缩作用效应1当地历年最高日平均温度为398,最低日平均温度为42,按通规第431条条文说明。结构最高温度为TC24142414383;结构最低温度为TO15。封拱温度预计在1520之间。在

40、合龙以后,结构升温38315233,降温2015215。按1994年手册公式432,温度变化引起的弹性赘余力H1H11994年手册公式(432)式中A混凝土线膨胀系数,按规范表3353,000001;T温度变化值,;L0拱的计算跨径L0727911M;表值X0095463X0000021913系数,见第五款,001161422986KN/以上计算为温度变化19C,全拱宽的弹性中心赘余力,温升取正值,温降取负值。按规范第518条,温度作用效应已在上式乘以07折减系数。温度上升233,H1234X22986537872KN温度下降215,H1215X22986494199KN温度变化引起的节目作用

41、效应见1994年手册公式(433)、公式(434)。拱顶截面温度上升引起的轴向力NT、弯矩MT和剪力VTNTHTCOS537872X1537872KNMTHT(YTYA)537872(04004)2153639KNMVTHTSIN537872X00拱顶截面温度下降引起的轴向力NT、弯矩MT和剪力VT2010届土木工程专业(桥梁)毕业设计21NTHTCOS494199X1494199KNMTHT(YTYA)494199(04004)1978773KNMVTHTSIN494199X00拱脚截面温度上升引起的轴向力NT、弯矩MT和剪力VTNTHTCOS537872X07813420239KNMTHT

42、(YTYA)537872X(121704004)4392263KNMVTHTSIN537872X06241335686KN拱脚截面温度下降引起的轴向力NT、弯矩MT和剪力VTNTHTCOS494199X07813386118KNMTHT(YTYA)494199X(121704004)4035629KNMVTHTSIN494199X06241308430KN2)混凝土收缩效应为永久作用效应,其计算方法与温降作用相同。本例为预制构件、现浇构件和砌体的组合体。现设拱合龙时,各构件的平均龄期为90天,这样可以利用公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTGD622004表627计算求得混凝土应变终极

43、值C(TV,T0)。设桥梁所处环境的年平均相对湿度80。理论厚度H2A/U,其中A849M2,U181815155X(11111212)62M,H2A/U2X849/620274MM,C(TV,T0019X10301604X103,相当于降温1604。如果合拢时的各构件平均龄期大于90天,则可按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTGD622004附录F计算。混凝土收缩在弹性中心赘余力HGHG237016KN上式计算中按4244571589244042184143328511020370598416126701057911451841579231表314拱顶截面的强度验算(拱全宽)作用效

44、应MMAX温升MMIN温降MMIN温升MMIN温降R0ND(KN)35784115347726853495207034161840R0MDKNM425669483044779562449543485335EYMD/ND00030122002418000709010500922075009990941AFCDKN101709526444244571582735515414332851110203705984161267003805492824157923130表315拱脚截面的强度验算(拱全宽)作用效应MMAX温升MMIN温降MMIN温升MMIN温降R0ND(KN)618330406104281

45、05576689054976655R0MDKNM31979725061362703918215298516EYMD/ND000300547200799101232027530983096509200698AFCDKN1084386816661833040106453029361042810101488898455766890769991859654976655表316拱脚截面的强度验算(拱全宽)作用效应MMAX温升MMIN温降MMIN温升MMIN温降R0ND(KN)5330835525181247242194645196R0MDKNM31979725061362703918215298516E

46、YMD/ND000300629900933701460032630978095308920621AFCDKN1078871115653308351051292610652518129840010584472421968505006424645196332拱圈整体“强度稳定“验算拱圈整体“强度稳定“验算按规范第514条第2项进行。1按规范公式(405)验算构件温度上升时承载力R0NDAFCD式中0结构重要性系数,010DN轴向力设计值,ND12X3558012610X23701614X98423607X14X71407714X57465045100018KNA构件截面面积,A8058CDFC35

47、标准层轴心抗压强度设计值,CDF1369MPA偏心距E和长细比对受压构件承载力的影响系数,见规范第406条。见331公式35,公式36,公式37式中X、Y分别为X方向Y方向的偏心受压构件承载力影响系数XY、分别为X方向Y方向截面重心至偏心方向的界面边缘的距离2010届土木工程专业(桥梁)毕业设计31XYEE、分别为X方向Y方向的偏心距XE0,MXD12X64485710X94901214X227985907X14X10830414X582465736935733KNMYE/XDDMN36935733/45100018008190M截面形状系数,M8XYII、弯曲平面内回转半径,XI08999M

48、与砂浆强度有关的系数,组合构件0002XY、构件在X方向Y方向的长细比,按规范公式4071和公式4072计算。XI04191M,BY0713M,YE008190M,Y按规范公式4072计算求得YRL0/35IX036X727911/35X0419124682因XE0,所以X1,即YY04430DN104510001845100018KNAFCD0443X8058X1369X10004886911086KN0DN45100018KN,符合规定。2按规范公式(405)验算构件温度下降时承载力温度下降时构件承载力计算步骤同温度上升时承载力计算;ND12X3558012610X23701614X984

49、23607X14X71407714X5279904453686106KNMXD12X64485710X94901214X227985907X14X10830414X5351712598289KNMYE/XDDMN259828934/45100018005761MY3204680DN104510001845100018KNAFCD0468X808X1369X1000517679136N0DN45100018KN,符合规定。333拱脚截面直接抗剪验算1)温度上升按规范第4013条,构件直接抗剪承载力按下式验算0114DVDFKVAFUN公式38式中0结构重要性系数,010DV轴向力设计值A构件截面面积,A809VDFC35标准层直接抗剪设计值,CDF228MPAFU摩擦系数F07KN垂直于受剪面的压力标准值DV10X1460483010X23701614X106132607X14X8850514X3356861626937758KNKN45100018191667692718

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