三跨预应力钢筋混凝土连续刚构桥毕业设计(论文)Word文档格式.doc

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1、墩梁固结有利于悬臂施工，且可以减少大型支座及其养护维修和更换；

2、在受力方面，上部结构仍表现出连续梁的特点，但必须计入由于桥墩受力及混凝土收缩、徐变和温度变化应起的变形对上部结构的影响；

因桥墩具有一定的柔度，与T型刚构桥相比，其根部所受的弯矩很小，而在墩梁结合处仍有刚架受力特点；

3、在构造方面，主梁常采用变截面箱形梁，桥墩多采用矩形和箱形截面的柱式墩或双薄壁墩；

在桥梁两端的伸缩装置应能适应结构纵向位移的需要，同时，桥台处需设置控制水平位移的的挡块，以保证结构的水平稳定性。

二、连续刚构桥的基本受力特点

连续梁的基本受力特点可归纳为：

1、随着墩高的增加，连续刚构的墩顶以及跨中弯矩趋近连续梁者；

2、墩的轴向力和墩底弯矩随墩高的增加急剧减少；

3、两墩之间的梁部所受到的轴向力随墩高的增加而急剧减少。

因此，连续刚构桥的梁的高跨比h/L等设计参数可参照连续梁桥取值（适当偏小）。

对带双薄壁墩的连续刚构桥，其梁部弯矩与双薄壁墩的截面尺寸和兼具有较大的关系，梁高选择时应考虑这一因素。

第二章设计原则和主要技术标准

第一节工程概况

兰州小西湖黄河大桥是兰州市小西湖黄河大桥工程的一部分。

该工程由北滨河路立交、黄河大桥、中滨河路立交及西津东路立交等四部分组成，大桥北起黄河北岸的华夏灶具厂与北滨河路立交相连，南讫黄河南岸与中滨河路立交相接。

兰州市小西湖黄河大桥是跨越黄河的一项枢纽工程，对兰州的经济发展具有战略意义。

第二节自然条件、地质、水文、气象、地震

一、自然地理及气象

桥址处河床宽300m，西侧（上游）500余米靠南岸有一沙洲，丛生树木，将主流挑向南岸，受南岸沙咀阻挡，主流拐向北岸。

而于南侧河床形成较宽（宽约135m）的浅滩，低水位时露出卵石滩，高水位时被淹没。

桥位处最热月平均气温22.3℃；

最冷月平均气温-6.4℃。

极端最高气温39.1℃；

极端最低气温-23.1℃.最大日较差30.2℃。

基本风压值为500Pa。

历年最大风速17.0m/s；

历年极大风速27.6m/s。

平均相对湿度59.4%；

最大冻结深度1.20m。

年最大降水量546.7mm；

历年月最大降水量236.2mm；

历年日最大降水量96.8mm。

二、地层岩性

（一）、地层结构及岩、土性质

1、2、3桥墩位于刘家堡隐伏活动断裂的北盘，表层堆积5.3～5.6m厚的第四系全新统冲积（）卵石、漂石、河岸人工堤坝有3.6m厚的填筑土；

其下为上第三系中新统咸水河组中段棕红色、暗红色泥岩；

其中2桥墩在23.75m以下为上第三系中新统咸水河组下段（X）淡黄色夹姜黄色疏松块状砂岩；

4桥墩位于刘家堡隐伏活动断裂南盘，表层有3.5m厚的填筑土；

其下为第四系全新统冲积（）卵石和中砂；

再下为第四系下更新统冲积（）卵石。

全新统地层与下更新统地层无明显界限，临近黄河，全新统地层一般厚6～9m。

其岩、土性质叙述与下：

1、填筑土（）

见于南北两岸，厚3.5～5.6m。

淡黄色或灰黑色，以粉土为主，含煤渣、砖块及卵砾石，松散。

2、中砂（）

仅见于南岸4桥墩Q卵石的底部，厚1.6m，中密，饱和。

Ⅰ级松土。

3、卵石（）

见于2、3、4桥墩表层，卵石厚5.3～5.6m。

灰色，青灰色，为硬质岩石，潮湿至饱和，中密。

卵石颗粒粒径80～40mm居多，由北向南逐渐变细。

Ⅲ级硬土。

4、卵石（）

仅见于4桥墩的下部（14.9m以下），灰白色、灰色，颗粒粒径分布不均，成份均为硬质岩石，中密至密实，饱和。

5、漂石（）

仅见于北岸1桥墩填筑土下部，厚5.3m，灰白色、灰色，粒径大于200mm约65%，余为卵砾石及杂砾等充填，中密，饱和，Ⅳ级软石。

6、泥石（X）

据钻探揭示，厚度大于23m，棕红色、暗红色为主，泥质胶结，含钙质，岩芯一般为柱状，每段长30～50㎝，最长1.0m。

锤击成凹痕，不易破裂，浸水易崩裂，露于空气中易产生龟裂缝。

上部3m裂隙较发育，以下裂隙逐渐减少。

成岩作用差，强风化层与弱风化层无明显界线，从节理发育程度判断，风化层厚度约3m。

风化线下Ⅳ级软石。

7、砂岩（X）

仅见于2桥墩，埋深23.75m，顶面高程1488.25m，淡黄色夹姜黄色，以中、细砂为主。

泥质胶岩，胶结性很差，岩芯为10～30㎝长的柱状，手捏成松散砂粒，未见层理，为块状松散砂岩，岩层中含地下水。

在侧限条件下不扰动其天然状态，很密实，强度较高。

Ⅳ级软石。

岩、土参数的选用

重度、粘聚力C、内摩擦角、桩尖处土的容许承载力[]、天然湿度的岩石单轴极限抗压强度、桩周土的极限摩擦力

中砂=19.0KN/；

；

卵石=23KN/；

全新统卵石[]=600KPa、；

下更新统卵石[]=700KPa、

泥岩=22.1KN/；

C=30KPa；

；

强风化层：

[]=500KPa、=1300KPa；

微风化层：

[]=700KPa；

=1800KPa

砂岩=21.1KN/；

C=20KPa；

[]=650KPa；

=160

（二）、地质构造

桥址位于祁连山褶皱带中祁连隆起带东段的兰州断陷盆地。

金城关活动断裂以南，刘家堡隐伏活动断裂以北，雷坛河活动断裂以西的断块上。

受控制性断裂的影响，工程范围内地层岩性、结构变化较大。

金城关断裂：

该断层距桥梁施工现场以北200m以外，其主要活动年代为Q以前，晚更新世纪以来未活动。

说明该断层近期发生大地震的可能性不大，对大桥工程不会有大的影响。

刘家堡断裂：

刘家堡断裂是一条较为重要的全新世活动断裂，且横穿小西湖黄河大桥。

该断裂位于金城关断裂带南侧，与金城关断裂平行，纵贯市区中心，它西起安宁区杏花村，向东经刘家堡、孔家崖，斜穿黄河河床进入七里河，直抵雷坛河桥附近，全长约16Km。

其总体走向为N65°

W，倾向SW，倾角较陡，以孔家崖为界，该断层东段大致为直线型，走向为N74°

W，西段总体走向N50°

W，局部偏转为N38°

W，该断裂为隐伏的正倾滑性活动断裂，早更新世以来断裂平均倾滑速率为0.17～0.21㎜/a。

局部地段可见到断错第四季地层。

该断裂在桥址场区内主要发育于黄河河床内，与小西湖黄河大桥主桥近乎正交，断面中心位置距黄河南岸护堤58.8m。

综合研究表明，该断裂在桥址场内走向为

N58°

W，倾向SW，倾角在55°

～77°

之间，上盘浅层范围内主要为第四系卵石层，下盘为全新世卵石层及第三系砂质泥岩、砂岩，断层影响带约15m。

桥址附近钻孔资料表明，断裂南北两侧中更新统咸水河组浅紫红色、黄色粉砂质粘土层及砂岩，垂直断距约超过300m,而且黄河河谷中断裂两侧全新世冲积砾石层厚度不等，说明该断裂在第四季一直活动。

对桥梁结构有一定影响。

雷坛河断裂：

雷坛河断层横穿兰州市区的黄河谷地，但在所穿的Ⅰ、Ⅱ级阶地上都未见到地形上的明显变化，说明该断层全新世以来没有活动迹象。

雷坛河断裂距工程场地最近距离为1.0㎞，对工程场址影响不大。

三、水文地质条件

（一）、地表水

桥址处所在地区属黄河水系，黄河由西向东流经兰州市市区北侧。

黄河河槽300m左右，两岸为人工浆砌堤岸。

其水量、水位受黄河上游刘家峡水库调洪影响较大，枯水季节，黄河主流位于黄河北岸，水面宽约50～100m，丰水季节或上游水库放水时，则河水淹没整个河床，水流大，流速快。

按年内逐月流量分配大致可分为三个时期：

6月至10月为丰水期，各月平均流量大于1000/s；

4月至5月及11月为平水期，各月平均流量600～1000/s；

12月至翌年3月为枯水期，各月平均流量小于600/s。

地表水对混凝土的腐蚀性如下：

a、主流带的表层水质：

PH=7.7；

=199.7mg/l。

队混凝土无腐蚀。

b、主流带靠近河底的水质：

=256.8mg/l。

对混凝土具弱腐蚀。

c、南岸附近浅滩洼地的水质：

PH=8.4；

=622.6mg/l。

对混凝土具中等腐蚀。

（二）、地下水

桥址范围内地下水类型为第四系孔隙潜水和沿裂隙水。

第四系孔隙潜水含水层为卵石、漂石层，地下水位埋深5.5～11m，含水层厚度大，水量大。

由于受大气降水、黄河河水的影响，地下水变化幅度较大。

基岩裂隙水见于疏松块状砂岩中，水量较小。

其稳定水位为：

a、1墩（北岸），地下水埋深3.25m，高程1514.76m。

b、2墩（主流），卵石层中潜水与河水联通。

砂石中的地下水埋深25m，高程1487m。

c、3（浅滩），卵石层中的潜水与河水联通，随河水而升降。

d、4（南岸），地下水埋深5.8m，高程1514.15m。

水质的主要指标：

a、卵石中潜水，PH=8.2～8.4；

SO。

对混凝土具弱至中等蚀。

b、砂岩中的裂隙水，PH=8.4；

对混凝土具有弱等蚀。

四、场地地震危险性分析及沙类土地震液化评价

（一）、地震危险性分析计算结果

（a）在50年基准期、超越概率为63.2%的风险水平下，工程场地的地震烈度，即第一水准烈度（众值烈度）为6.3度，相对应的基岩水平峰值加速度为0.065g，地震动持续时间为22.0s。

（b）在50年基准期、超越概率为10%的风险水平，工程场地的地震烈度，即第一水准烈度（基本烈度）为8.1度,相对应的基岩水平峰值加速度为0.220g，地震动持续时间为20.3s。

根据场地地震危险性分析结果，其地震烈度结果可以作为确定场地基本烈度的依据；

根据国家对烈度分区的归整办法，考虑到本区的地震地质特征以及历史地震影响烈度分析结果，场地的地震基本烈度复核评定为Ⅷ度。

（二）、饱和砂土地震液化评价

在场地遭受未来相当于地震基本烈度袭击时，土层不会发生变化，可不予考虑场地地震液化。

（三）、场地抗震性能评价

兰州市小西湖黄河大桥场址，地层结构较为简单、稳定，大部分地段场地土为中硬土，场地本身无明显的不良工程地质现象存在。

但场地跨越或毗邻活动断裂，故场地总体上属于抗震不利区。

第三节采用的规范和标准

（一）《城市桥梁设计准则》（JTJ11-93）

（二）《城市桥梁设计荷载标准》（CJJ77-98）

（三）《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）

（四）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）

（五）《内河通航标准》（GBJ139-90）

（六）《公路工程技术标准》（JTJ001-97）

（七）《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）

（八）《城市道路设计规范》（CJJ37-90）

（九）《公路工程抗震设计规范》（JTJ004-89