连续刚构桥毕业设计.doc

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西南交通大学

本科毕业设计（论文）

105m+185m+105m公路预应力混凝土

连续刚构桥设计

年级：

2009级

学号：

20095698

姓名：

李棋

专业：

土木工程

指导老师：

单德山

2013年6月

院系土木工程专业桥梁工程

年级2009级姓名李棋

题目　　（105m+185m+105m）公路预应力混凝土连续刚构桥　　　

指导教师　　单德山

评语　　　

指导教师　（签章）

评阅人

评语　　

评阅人　　　　（签章）

成绩

答辩委员会主任　　　（签章）

年月日

毕业设计任务书

班级土学生姓名李棋学号　20095698

发题日期：

2013年4月7日完成日期：

2013年6月10日

题目（105m+185m+105m）公路预应力混凝土连续刚构桥

1设计原始资料

1、主要技术指标

（1）孔跨布置：

105m+185m+105m；

（2）荷载标准：

公路I级；

（3）桥面宽度：

0.25m栏杆+2×3.75m车行道+3.5应急车道+0.25m栏杆=11.5m；

（4）桥面纵坡：

0%（平坡）；

（5）桥面横坡：

±2%。

（6）桥轴平面线型：

直线。

2、材料规格

（1）梁体混凝土：

C50级混凝土；

（2）桥面铺装及栏杆混凝土：

C30级混凝土；

（3）预应力钢筋及锚具：

主梁纵向预应力钢筋可选用7-φj15.24、9-φj15.24、12-φj15.24或19-φj15.24高强度低松弛钢绞线（1-φj15.24公称断面面积为140.00mm2），=1860MPa，=1488MPa；对应锚具分别为YM15-7、YM15-9、YM15-12或YM15-19；对应波纹管直径分别为（内径）φ70、φ80、φ85、φ100mm（外径比内径大7mm）。

主梁竖向预应力钢筋采用3-φj15.24、5-φj15.24高强度低松弛钢绞线（1-φj15.24公称断面面积为140.00mm2），=1860MPa，=1488MPa；对应锚具分别为BM15-3、BM15-5。

（4）普通钢筋：

受力主钢筋用HRB400钢筋（12~28），=330MPa，=330MPa；非受力钢筋用HRB335钢筋（φ8~20），=280MPa，=280MPa。

3、施工顺序及要点

（1）墩台基础施工：

桥台采用明挖基础，桥墩采用钻孔桩基础。

（2）在支架上施工中间墩顶0#段，0＃段与桥墩临时固接；

（3）在满堂支架上施工边跨靠近边支座梁段；

（4）在中间墩顶0#段上安置悬臂挂篮设施（依据题目跨度不同，可拟取单边挂篮设施集中荷载1000kN~1200kN）；

（5）从中间墩顶0#段两侧利用悬臂挂篮设施逐段对称施工主梁；

（6）施工边跨、中跨合拢段主梁；

（7）拆除挂篮设施和边跨支架；

（8）拆除0＃段与桥墩的临时固接；

（9）桥面铺装、人行道板及栏杆施工（总的荷载集度可近似取为62kN/m）；

（三）设计任务

1、桥式方案拟定

说明所选择桥式适合的地理、地质环境；主要尺寸如梁高等确定的一般方法：

结构受力的合理性和经济性等。

2、结构内力分析

结构内力分析基本原理描述；有限元结构分析计算和设计软件的原理及使用，包括结构计算图式的确定、单元划分、施工阶段的划分及其对内力的影响等。

完成连续梁桥的主梁及整体结构的设计内容，包括以下计算工作：

1）自重恒载内力计算（含一期及二期恒载）；

2）活载内力计算；

3）主梁纵向预应力估算；

4）纵向预应力布置；

5）预应力损失计算；

6）预应力次内力计算；

7）温度内力计算（顶板升温）；

8）横向预应力估算；

9）支座沉降内力计算；

10）收缩徐变次内力计算；（选作）

11）荷载组合；

3、主要截面检算

基本设计计算原理描述；相关设计规范应用的具体公式、参数表征方式的使用。

对主梁验算（按预应力混凝土构件验算）：

1）持久状况承载能力极限状态下：

（1）主梁正截面强度检算；

（2）主梁斜截面强度检算（考虑竖向预应力布置）；

2）持久状况正常使用极限状态下：

（1）预应力损失计算；

（2）截面抗裂验算；

（3）挠度验算；

3）持久状况和短暂状况构件应力计算：

（1）主梁截面正应力验算；

（2）主梁截面主应力验算（考虑竖向预应力布置）；

（3）主梁刚度验算

（4）施工阶段正应力计算；

4、编制设计计算说明书

详见附录一。

5、绘制结构主要施工图

绘制桥梁结构（主梁）主要构造图（立面、平面、横断面和阶段划分图），分阶段预应力钢筋布置图（各个施工阶段预应力布置，包括纵向立面、平面和各个横断面布置），施工程序图等，要求达到A3幅面图纸不少于16张。

6、外文资料翻译，要求选择一篇外文专业科技文献（外文字符不少于10000个）翻译和用外文写出本人的毕业设计摘要（不少于500汉字）。

7、毕业设计的说明书不少于15000汉字。

（四）设计依据

1、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。

2、设计任务书。

（五）设计要求

1、根据任务书提出完成毕业设计工作计划并报指导教师认可。

2、掌握桥梁设计的基本原理和方法。

3、熟悉有关设计规范的应用和相关桥梁专业计算软件的使用。

4、设计计算无误，数据表格化；文整说明简明扼要，条理清晰；章节编号分明，图、表编号说明清楚；文句通顺，字迹工整，图纸美观；装订成册。

（六）时间安排

毕业设计总时间为本12周，即第7周至第18周，具体安排如下：

第7周至第9周：

布置毕业设计任务，初拟结构尺寸，准备数据文件进行结构内力计算。

第10周至第12周：

预应力束的估束、布束、调束等；预应力损失的计算。

第12周至第14周：

温度内力计算；支座沉降内力计算；收缩徐变次内力计算（选作）；

荷载组合、主梁截面验算。

第15周至第16周：

编制毕业设计说明书；绘制设计图纸及资料翻译；装订毕业设计书。

第16周至第18周：

教师审核毕业设计说明书；毕业设计答辩。

三、参考文献

1）范立础主编，预应力混凝土连续梁桥，人民交通出版社，1988.8。

2）范立础主编，桥梁工程（上），人民交通出版社，1988.12。

3）石洞，石志源，黄东洲，桥梁结构电算，同济大学出版社，1989.4。

4）刘效尧，朱新实主编，预应力技术及材料设备，人民交通出版社，1998.4。

5）BSAS教学版使用说明书。

6）徐岳、王亚君、万振江编著《预应力混凝土连续梁桥设计》，人民交通出版社，2000.5。

指导教师：

年月日

审批人：

年月日

摘要

连续刚构桥是日常生活中常见的桥式之一。

变截面梁和墩梁固结是连续刚构桥的主要特点，采用变截面梁不仅符合梁的受力特点，还美观轻盈。

而墩梁固结就是将连续梁与薄壁墩（柔性）固结而成，这样既节省了支座，又提高了抗震性，还便于采用悬臂法施工。

另外，连续刚构桥还具有行车条件好，桥下净空大，桥下视野开阔等优点。

本设计为105m+185m+105m三跨预应力混凝土连续刚构桥，全长395m。

主要设计内容为预应力混凝土连续刚构桥上部结构的设计，未涉及下部结构、横向预应力及竖向预应力的设计。

该桥主梁由上、下行分离的两个单箱单室箱形截面梁组成，单幅桥宽11.5m。

梁高由墩处向跨中从11m至4m按二次抛物线变化；底板厚度由墩处向跨中从1.1m至0.3m按二次抛物线变化；腹板厚度由墩处向跨中从0.8m至0.4m阶梯变化。

主梁以下设置两个双薄壁墩。

桥轴线为直线，采用2%的横坡设计，不设置纵坡。

设计荷载标准为公路I级。

主梁采用挂篮悬臂对称施工。

本设计采用MIDASCIVIL分析软件完成主要设计内容，采用AutoCAD和Excel进行辅助设计。

全桥上部结构共分为126个梁单元和42个墩单元，定义了31个施工阶段。

设计主要过程为：

先建立计算模型，对结构进行内力分析计算，获取主要截面的内力结果，根据内力分析结果进行预应力估束，并进行预应力束布置，在此基础上进行预应力损失和各项次内力计算，然后按荷载组合检算主要控制截面的承载能力和变形情况，最后估算出全桥的主要工程量。

在做完所有计算后，绘制结构图纸，包括桥跨布置图、钢筋布置图等，最后编制设计计算说明书和整理文档。

关键词：

预应力混凝