330m简支梁桥桥梁毕业设计论文.docx

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330m简支梁桥桥梁毕业设计论文

兰州交通大学毕业设计

土木工程学院

桥梁工程

土木XX班

XX

摘要

本毕业设计的对象为一座3×30m简支梁桥，该桥位于长寿北部新区，跨越桃花溪。

桥梁平面位于直线段上，全长100米，宽度32米，设计荷载为公路-I级。

主梁横向由14片T梁组成，梁高均为2.0m，两片梁之间设置60cm宽现浇湿接缝。

本桥采用桩柱式桥墩，直径1.5m的圆形截面墩柱及直径1.8m的圆形截面钻孔灌注桩，桩基础嵌入完整中风化基岩面5.4m以下；采用重力式U型桥台，桥台基础为直径1.5m的钻孔灌注桩基础。

桥梁上部结构采用Midas程序进行分析计算，分析模型为单片简支T梁，仅分析一片边梁，中梁偏安全的采用边梁的分析结果来进行验算。

横向分布系数通过桥梁博士3.0计算完成。

内力计算结果包括基本组合、长期组合及短期组合作用下的弯矩图、剪力图、最大应力图。

根据内力计算结果，对主梁进行了承载能力及正常使用性能的验算。

盖梁承载能力验算及裂缝宽度验算与抗剪验算、墩柱承载力验算及裂缝宽度验算、桩基承载力验算及裂缝宽度验算均由自编计算机程序计算完成，墩柱与桩基的水平位移及其它效应由桥梁博士3.0计算完成。

根据验算结果得出结论：

设计的桥梁结构是安全、经济、合理的，并满足现行规范的要求。

关键词：

桥梁；荷载组合；内力；验算；承载能力

Abstract

Theobjectinthisgraduationprojectisasimplysupportedthree-spangirderbridge（3×30m）inNewZoneofChangshouNorthandstraddlesTaohuaStream.Thebridgeisstraightontheplanewith100metresinlengthand32metersinwidth.ThebridgeisapartofahighwaywhichthedesignloadisHighway-I-level.Themainbeamismadeupof14T-beamsthatare2.0mhighandtheadjacentbeamsarelinkedbypouringwetjointwith60cminwidthbetweenthetwobeams.Substructureismadeupofcircularsectionpierswithadiameterof1.5andcircularsectionboredpouringpilefoundationwithadiameterof1.8m,thepilingsoffoundationareembeddedintotheintackmoderatelydifferentiatedrockwithadepthof5.4m.Theconcretegravityabutmentis6.5mhighwithatypeofUandsupportedbypilefoundation.

AnalysisofsuperstructureinthebridgebedonebyusingMidasCivilTrial2006.SimplysupportedsingleT-beamisusedasanalysismodelintheprogram,onlyoneedgebeamisanalysedandthemidbeamusingthesameresultinanalyzingonsafeside.TransversedistributingcoefficientcanbeexportedbyusingDrbridge3.0.Thecalculationsincludebendingmomentdiagram,shearforcediagramandmaximumstressunderbasic/long-term/short-termloadcombination.Accordingtothecalculations,checkingofcapacityandperformanceofnormaluseofthebeamhavebeendone.Checkingofcapacity/crackwidth/shearstrengthofbentcap,capacity/crackwidthofpiersandpilesaredonebyDrbridge3.0.

Accordingtothecalculationresults,thebridgedesignedinthisgraduationprojectwassafe,economicalandreasonable,anditisqualifiedforthepresentbridgedesignspecifications.

Keywords:

Bridge;Loadcombination;InnerForce;Capacity

第一章设计说明

第一节工程概况

本桥位于长寿北部新区渡南路西延伸段，跨越桃花溪。

桥梁结构形式为3×30m简支梁桥，桥梁起点桩号K0+696.217米,终点桩号K0+796.217米，全长100米；桥梁平面位于直线段上，双向四车道，标准宽度32米，行车道宽24米，人行道宽4米双侧布置。

第二节设计依据及规范

一、设计依据

1．林同棪国际工程咨询（中国）有限公司与业主方签订的设计合同。

2．长寿北部新城渡南路西延伸段道路平面、纵断面设计图纸。

3．地质勘察报告（中冶成都勘察研究总院有限公司）

4．《长寿北部新城渡南路西延伸段道路工程初步设计》

（林同棪国际工程咨询（中国）有限公司）

5．《关于桃花溪及支流改道方案协调会会议纪要》

（重庆市长寿北部新区管委会2010.02）

6．长寿北部新城渡南路西延伸段道路工程初步设计的批复

（长建初设[2011]43号）

7．业主提供的其它资料文件。

二、主要设计规范

1．《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60—2004）

2．《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62—2004）

3．《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63—2007）

4．《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/TB02-01-2008）

5．《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041－2000）

6．《公路圬工桥涵设计规范》（JTGD61-2005）

7．《城市桥梁工程施工与质量验收规范》（CJJ2-2008）

8．《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）

第三节地质概况

一、地形地貌

长寿区地壳隆起成陆于一亿三千万年前，属川东平行岭谷弧形褶皱低山丘陵区。

长江北岸地势顺大巴山支脉由东北向西南呈阶梯下降，东侧黄草山（亦名东山，海拔800m～700m左右），中偏西侧明月山（亦名西山，海拔500m～900m，主峰白云山1034m，为全区最高峰），西部边缘铜锣山（海拔500米～600米）将全境切割为“三山两槽”地形。

三山之间丘陵波状起伏，梯田层，冲田密布。

东西二山之间沿长垫公路两侧地势平缓，渡舟、双龙为较大平坝。

拟建区地势较低，地形总体变化一般，地貌类型受地层岩性、地质构造控制明显，泥岩发育位置地势相对较高、地面起伏较小，道路沿线仅见一个小山包。

地面起伏变化小，多以斜坡、平坝、沟谷等地形为主，属于构造剥蚀、侵蚀浅丘地貌。

拟建道路范围内地面高程311.50m～320.22m，高差9.42m。

二、地质构造

拟建工程区在构造上位于梁平向斜南端的南东翼，岩层呈单斜产出，产状：

倾向270°～290°，倾角5°～8°。

岩层产状平缓，未发现断层构造，地质构造简单。

场区内泥质砂岩较发育，泥质砂岩中风化裂隙及卸荷裂隙发育，但无规律性。

场区内局部地带泥质砂岩中有两组构造裂隙发育：

一组倾向13°～15°、倾角80°；另一组倾向300°～320°、倾角75°；裂隙间距一般2～3m，裂面较平直，张开宽度0.5～2mm，无充填物，延伸长度一般3～4m，属剪切裂隙。

主要分布在岩体表部，范围局限，对岩体的完整性影响甚微。

场区内泥岩强风化层网状风化裂隙发育，中风化层中裂隙不发育。

三、地层岩性

拟建道路沿线主要出露地层为第四系全新统和侏罗系中统沙溪庙组（J2s）。

第四系地层主要由耕土、素填土、细砂、粉质粘土组成。

侏罗系中统沙溪庙组地层主要由泥质砂岩和泥岩组成。

现将场区内岩性特征分述如下：

1．第四系土层（Q4）

耕土（Q4）：

红褐色、褐色，主要由粘性土组成，多根系分布，厚度较小，小于1m。

素填土：

（Q4ml）：

红褐色、黄褐色、杂色，主要由粘土、碎块石及角砾组成，碎块含量15-35%,成分以强风化泥质砂岩、泥岩为主,呈棱角状-次棱角状,粒径一般在2-30cm之间,结构较为紧密，孔隙较小，为修建道路是堆积，局部可见。

细砂（Q4al+pl）：

黄褐色，松散～稍密，湿，混大量粘粒，夹粉质粘土夹层。

该层主要分布于桃花溪河岸两侧，本次钻探揭露层厚1.2～4.7m。

该层土石等级为Ⅱ级，土石类别为普通土。

粉质粘土（Q4el+dl）：

红褐色、黄褐色，多呈可塑状，刀切断面较光滑，有少量光泽，粘性一般，韧性中等，摇振无反应，干强度中等。

该层主要分布于山丘、坡地地带，本次钻探揭露层厚1.2～6.0m。

该层土石等级为Ⅱ级，土石类别为普通土。

2．侏罗系中统上沙溪庙组（J2S）

泥质砂岩：

灰白色、黄灰色，主要由长石、石英及岩屑组成含泥质，中～细粒结构，中～厚层状构造，钙质、泥钙质胶结。

岩层局部含粘土矿物较重，并间断夹有少量泥质砂岩、泥质粉泥质砂岩夹层及透镜体。

强风化层厚1.5m，呈黄灰色、黄褐色，岩质较软，岩芯多呈短柱状、扁状，有风化裂隙发育；中风化泥质砂岩岩质坚硬，岩芯完整，岩芯多呈柱状、长柱状，有少量层间裂隙发育，岩芯采取率普遍较高。

泥质砂岩土石等级为Ⅳ级，土石类别为较软石。

仅局部钻孔中可见。

泥岩：

红褐色，紫红色，主要以粘土矿物为主，局部含少量长石、石英，泥质结构，中厚～厚层状构造。

岩芯局部含砂较重，并间断夹有少量泥质砂岩夹层及透镜体。

强风化泥质泥岩厚0.8～4.0m，岩质较软，岩芯破碎，岩芯多呈碎块状、扁柱状，力学性能差，有风化裂隙发育。

中风化层岩质较硬，岩芯较完整，岩芯多呈柱状、长柱状，有少量层间裂隙发育，力学性能较好。

泥岩土石等级为Ⅲ级，土石类别为软石。

四、不良地质现象及主要工程地质问题

经地面调查，拟建场区内没有发现滑坡、崩塌、泥石流等不良地质现象。

根据钻探资料，拟建场区内没有发现软弱夹层、地下采空区、地下硐室等。

根据区域地质资料，场区内没有断裂构造通过。

道路沿线主要工程地质问题表现为：

按照道路设计方案施工后，道路两侧将会形成高路堑边坡和填方路堤边坡。

由于道路建设和两侧土地开发利用存在2～3年的时差，因此道路边坡在道路施工时必须同时进行治理。

五、地震

根据钻探成果和地区经验，场区内的素填土属软弱土，剪切波速建议取130m/s；粉质粘土剪切波速建议取180m/s。

泥岩、泥质砂岩剪切波速大于500m/s。

据《中国地震烈度区划图》及《公路抗震设计规范》（JTJ004—89），拟建场区抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度为0.05g，设计地震分组为第一组。