50+70+50m连续刚构毕业设计计算书Word文档格式.docx

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指导教师

学生毕业设计原创性声明

本人以信誉声明：

所呈交的毕业设计（论文）是在导师的指导下进行的设计（研究）工作及取得的成果，设计（论文）中引用他（她）人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出，论文中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人成果及为获得重庆科技学院或其它教育机构的学位或证书而使用其材料。

与我一同工作的同志对本设计（研究）所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

毕业设计作者（签字）：

xx

摘要

本毕业设计主要是对预应力混凝土连续刚构上部结构进行设计。

连续刚构这种桥型结构刚度好、抗震性能好、墩梁固结有利于悬臂施工，减少了大型支座的养护维修和更换。

在近二十余年来，随着预应力技术的发展和悬臂施工法的应用,连续刚构桥得到了广泛的应用。

本设计桥梁为跨度（50+70+50）m的预应力混凝土连续刚构，截面形式为单箱双室箱型。

桥面宽度为20m，设计荷载标准为公路I级汽车荷载。

主梁采用挂篮对称悬臂施工。

设计流程如下：

第一步:

确定主梁的主要构造和细部尺寸；

第二步:

根据悬臂施工挂篮的起吊能力对主梁进行施工节段的划分；

第三步:

在AutoCAD中建立计算模型并导入桥梁博士程序中，完成建模过程；

第四步:

进行施工阶段内力分析，从而估算出所需纵向预应力筋的数目；

第五步:

计算预应力损失及各项次内力，并进行主要截面验算；

最后：

绘制工程图及编制说明书。

关键词：

预应力混凝土连续刚构桥悬臂施工桥梁博士验算

ABSTRACT

Theundergraduatedesignismainlyaboutthedesignofsuperstructureofpre-stressedconcretecontinuousrigidframebridge.Thistypeofstructurehasmanyadvantages,suchasexcellentstiffness,highcapabilitytowithstandearthquake.Atthesametime,thefixationbetweenthepierandthegirderisofbenefittothecantileverconstructionandpreventschangeandmaintenanceoflarge-sizesupports.Withthedevelopmentoftechnologyofpre-stressingandapplicationofcantileverconstruction,continuousrigidframebridgehasgottheextensiveapplicationinpast20years.

Thisdesignisaprestressedconcretecontinuousrigidframebridgeforhighwaywiththespanof50+70+50m.Thecrosssectionistheboxsectionwithdoublecellandthewidthofthedeckis20m.Thedesignedloadstandardis:

highway-Ⅰ.Themaingirderisconstructedbysymmetriccantileverequilibrium.Theprocedureofthedesignislistedasfollows:

Firstly:

designthemainstructuralconfigurationanddetaildimensions.

Secondly:

dividethegirderintoconstructionsegmentsaccordingtotheraisingabilityofthebasket.

Thirdly:

themodelisestablishedinAutoCADsoftwareandthenimportedintodoctorbridgesoftware.Finishtheremainingestablishmentofthemodel.

Fourthly:

Accordingtotheinternalforceoftheconstructionanalyzedbythesoftwarewecandistributethetendonsofthebridge.

Fifthly:

calculatethelossofpre-stressingandsecondaryforce,andthencheckthemaincross-section

Finally,drawtheengineeringdesignandestablishthedesignmanuals.

Keywords:

pre-stressedconcretecontinuousrigidframebridge；

cantileverconstruction；

Doctorbridge；

checkingcomputations

1工程概况

1.1设计资料

1.1.1设计技术标准

设计荷载：

公路—Ⅰ级，人群荷载3.5KN/m2；

桥梁宽度：

全桥宽20m=2.5m（人行道及栏杆）+15m（净桥宽）+2.5m（人行道及栏杆）；

设计洪水频率：

1/300；

通航标准：

通航水位2.44m，设计通航孔底宽40m，高6.5m。

1.1.2材料规格

混凝土规格见表1.1：

表1.1混凝土规格表

混凝土标号

部位

C50

主桥箱梁

C40

主墩墩身、横梁

C30

支座垫石、承台

C25

桩基

沥青混凝土

桥面铺装

钢材

1）预应力钢绞线：

符合美国ASTM416－98标准，270K级高强低松弛钢绞线，标准强度，弹性模量=195000MPa，公称直径15.24mm，公称面积140。

2）普通钢筋：

钢筋直径≥12mm者为HRB335钢筋，直径≤10mm者为R235钢筋。

技术条件必须符合有关规定。

3）其他钢材：

钢板、检测管及焊条等，均应符合相应国际规定及满足设计、施工需求。

1.1.3设计依据

《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）

《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）

《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）

1.2方案比选

本次桥梁设计从功能、安全、经济与美观的角度通过对拱桥、连续刚构和斜拉桥进行对比，从而得出最佳的桥梁设计方案[1]：

1.2.1从功能方面比较

拱桥：

行车平顺、通畅、安全，满足通航要求；

在城市景点或旅游地区，为配合当地景观而常采用之；

连续刚构：

梁保持连续，无伸缩缝，行车平顺舒适；

桥下净空大，可满足通航要求；

斜拉桥：

主梁在斜拉索的各点支承作用下，大大增大了其跨越能力，行车性能亦较好，可满足通航要求。

1.2.2从安全方面比较

对地基基础要求较高，多孔连续拱桥相互影响，对整体结构不利；

建筑高度较高时，对拱桥稳定不利；

采用墩梁固结，提高了结构的刚性；

对常年温差、基础变形和日照温度较敏感；

斜拉桥结构轻巧柔细，在车辆运行、地震和风力作用下，必然会引起桥梁震动，轻则影响行车，行人舒适，重则使桥梁毁坏。

1.2.3从经济方面比较

有水平推力的拱桥，对地基基础要求较高，修建时需要有较大的墩、台和良好的地基，从而加大了下部结构的工程量，造价较高；

无须设支座；

设计技术成熟，施工简便，无须大型施工设备和工具，可充分降低施工成本；

属于高次超静定结构，包含着很多设计变量，不仅设计困难，而且施工也较为复杂，并且建成后养护成本高。

1.2.4从美观方面比较

形式多样，外形美观；

采用墩梁固结，使桥看起来更加轻巧、简洁和美观；

外形美观，比例协调，现代感较强。

通过以上三种桥型优缺点的对比：

连续刚构为本次最佳设计桥型。

桥型比选总体布置图见图1.1、1.2、1.3。

图1.1拱桥桥型总体布置图（比选方案）

图1.2斜拉桥桥型总体布置图（比选方案）

图1.3连续刚构桥型总体布置图（推荐方案）

1.3桥跨结构图式及尺寸拟定

1.3.1结构图式

截面形式

为了减小上部结构的自重，达到增加跨度、减少下部结构的工程量、增加截面抗扭刚度的目的，本桥采用单箱双室截面[2]。

从绝对值来看，支座处的负弯距远大于跨中正弯距，为更好的适应结构内力分布规律，上部结构采用变截面箱形梁。

刚构墩为双薄壁墩[2]，利用此墩的柔度形成摆动式支承体系来适应由预加力、荷载、混凝土收缩徐变和温度变化所产生的纵向位移。

墩顶和边跨梁端设置横隔板，墩顶横隔板处设置过人洞。

立面形式

本桥为预应力混凝土连续刚构桥。

本桥跨径组成50+70+50＝170m，梁高按二次抛物线变化。

两桥墩取等高，高度为20m。

1.3.2主要尺寸拟定

跨度

桥梁跨度应根据水利部门推荐桥位处主桥主跨径的范围，及主河槽布置桥孔要求，结合桥址处的水文、地质、河道断面、通航要求综合考虑，选出适合于该桥位的跨径。

在孔径布置方面，根据国内外已建成的连续刚构桥和P66[3]，边跨跨径与主跨跨径之比为0.5～0.8.所以主跨跨径定为70m，边跨跨径定为主跨跨径的0.715倍，即50m。

连续刚构全长为50+70+50=170m。

主梁高度

支点截面梁高：

根据P67表2-1-6[3]，梁高为1/16～1/20L，取L/18.9，即3.69m。

跨中截面梁高：

根据P67表2-1-6[3]，梁高为1/30～1/50L，取L/44.1即1.59m。

梁底曲线：

根据P67表2-1-6[3]，选用二次抛物线。

以跨中梁底为原点，曲线方程为：

=-0.00233564X2

箱梁腹板厚度

根据经验公式：

腹板总厚度：

（m）,其中，B为桥面总宽度（m）；

L为主跨跨度（m）。

同时应满足构造要求：

单个腹板厚度t0≥0.15m。

本桥既注重上部结构的轻型化，也注重主拉应力的控制，对腹板尺寸的选定参照国内外一些类似桥梁资料。

本桥腹板厚度保持不变，为100cm；

悬臂根部保持不变，为60cm；

梁肋厚度亦保持不变，为50cm。

箱梁底板厚度[4]

箱形截面的顶板和底板是结构承受正负弯矩的主要工作部位，当采用悬臂施工方法时，梁的下缘特别是靠近桥墩的截面承受很大的压力。

箱形截面的底板应提供足够大的承压面积，发挥良好的受力作用。

在发生变号弯矩的截面中。

顶板和底板上都应各自发挥承压的作用。

1）箱梁支座处：

由于0号段底板受力十分复杂，支座处箱梁设置满横隔板，中间预留过人孔道。

2）