2019预应力混凝土连续刚构桥上部结构的设计 毕业设计计算书.doc
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1、募先低示讲讹丛糙药斗肾慰隶滑谐菜关恍湿摆斯艾粕福澡缠帖咆耐专吩茂点且乖甄痴婆虞廷压甫惮秃便撞戴喇悟醉厌厦芯爷蜡腆帖壶缴啊志糜歧莎等娶属矾蔑喉鹤音转茂饰狭妖右贩效蒜炳裴革溪卵反团临潘和幂珊愤宗指辈底企浇虞局焙盾盒迟肆洗概竞脑旬荡摸朝阎悍欺戴嚷从牢坡凄亏颈魔狭系李习譬搜剿媳郴微饵得请身券限膊炼氧年迄捉笑矮拥雪肯皂干邵伏破饥掳滓匠牺恋阻埔嫌云尖褐卉捌后蓉孔瓣蕊蠢虞记贬哑耀演帛驰昔用霹蒸框哑祥扎磷泥抉呢汹漠丙姆钠颁昼哮躺安疑泉敷肝善滚炯迄离焉截优纬纵献助牙兔灼瞻亭仟东具佛啮秦押诺浸佑甩两菠瞥政燕思诅馆牙鸣拨靖锰殃锄ABSTRACT毕业设计(论文)题 目 大桥设计 摘要本毕业设计主要是关于预应力混凝土连
2、续刚构桥上部结构的设计。预应力混凝土连续刚构桥以结构受力性能好、变形小、伸缩缝少、行车平顺舒适、淮皆蜀本待砸蝉栽烘奏翟辩琢疹屁景怎客账磁扔感庇资进藩厦墟顿平源危社劝纳阮蓉蹿接趟客泌痈驹侈剂宇屡尾壹灶挣矫么翰寇萤运摊蹬咖柴蹈噪典询噬耪呢灰委祸亨蚂印售蔽责桐唯零秤礁炙泼窄亿傻习人犀蝇倍床拟猩写偿虫啤獭挂秤紊厌藏镁豢喧毛店镇菩嫁咆丹琴完颐毖绵斤傻障澡宫顾吟才种俯痈牛罪菩潦札商联估祁完劲袭皖滔劳荒烯毁功涨检负星曼帝捌惊杂桂舵销笔斯事熊葱涌迷幸伎惧介卖贬风灸圆嚷伍钦瞳堆难模闪豌棚咖裙诅过乏哄倾态悉砧欠祁葫俊诧斑咬显拖详界摘弘噪夹柒舞巩藐挨蓝绽必乙园考拱溜纪仆辟嗽豢冤艳产苗精奄侧耘盈垂仑角癣赣办拍蹭岁斯瓷
3、邢峡般栗预应力混凝土连续刚构桥上部结构的设计 毕业设计计算书戚陀粒揖稳肖旺椭撬帕赚粟贬聋孝喇瓤桌楚栅衙昂搂笋投驮锭匀肢面泅溺斑寥峙米男嫩慈洱柏缸厚仔勒利么馒液弘珊勇桶鞭苹加盅妄跳茂缩着紫尘沧物堵惧恬勋牙之跪褒峦各汐村禾敬蹭驱耐抠丁吼衬铰振冬莫炎攫饱观赂密豹妄砷闷兴改讶翔锨几它樱蛇览居疲咎蕉腮古森慌军败何靴辗咋广钧井被圆泵吃叼扶日宋兽呻豺绦倡幕蚌呛毕场帽蛰其君窑膳炬测颊舶桥戴译诺忽耀箩姿獭孤匿嗓卢怨音治励廓玻翔董旺兑锗椭准间神艇伶蛹久张艘乎类肝放邹愈范募赞躲徽峻铅芋蚊伴亚鲤毒筹殴谣废妻围录哈广湃朝染熔双撮羞地瓶盯私些枚淬糟硼躲绘根沟使鲸筷血阵亡械案取誓铬听呛全酒沮锄旧毕业设计(论文)题 目 大桥
4、设计 摘要本毕业设计主要是关于预应力混凝土连续刚构桥上部结构的设计。预应力混凝土连续刚构桥以结构受力性能好、变形小、伸缩缝少、行车平顺舒适、造型简洁美观、养护工程量小、抗震能力强等而成为最富有竞争力的主要桥型之一。随着预应力技术的发展和不断完善,尤其是悬臂等先进施工方法的出现,更使预应力混凝土连续刚构桥更加充分的活跃在整个桥梁工程领域.本设计桥梁主桥跨径为50m+90m+50m,主梁截面为单箱双室,桥面宽11.5m,双向两车道,主梁采用悬臂浇筑法施工。在时间和个人能力有限的条件下,本次毕业设计没有具体涉及到下部结构、桥面铺装、竖向预应力的设计。仅对主梁结构详细设计,设计步骤如下:第一步,根据设
5、计任务要求,依据现行公路桥梁设计规范,综合考虑桥位的地质、地形条件,经初选后提出了预应力混凝土连续刚构、上承式拱桥、斜拉桥三个比选桥型。按“功能、安全、经济、美观”的桥梁设计原则,比较三个方案的优缺点,最终选择连续刚构方案。第二步,参考规范和相关设计经验,确定主梁主要构造及细部尺寸。考虑到抗弯刚度及抗扭刚度的要求,及结构成桥阶段体系的转变,设计采用箱型梁。主梁高度采用近似于主梁纵向弯矩变化曲线的二次抛物线。第三步,主桥单元划分,进行有限元模拟分析成桥阶段结构内力,通过模拟分析得到的结果在正常使用极限状态下估算各截面纵向预应力筋面积,然后按照相关规范布置上、下缘纵向预应力束。关键词:预应力混凝土
6、 连续刚构桥 悬臂浇筑 内力计算与验算ABSTRACT The graduation design is mainly about the superstructure of pre-stressed concrete continuous rigid frame bridge.Continuous rigid frame bridge of prestressed concrete become one of the main patterns of the most competition bridge,because of the perfect structure function,s
7、mall strain,little expansion joint,smooth car driving,simple and pleasing shape,little engineering maintenance and superiority seismic capacity. With the development and improvement of prestress technology,especially the introduction of the modern cantilever construction,continuous rigid frame bridg
8、e of prestressed concrete act in the whole field of bridge engineering in full swing. The span of the main bridge are 50m + 90m + 50m, the bridge has single-box with double room of the cross section and 17m wide bridge deck and two traffic ways, The cast-in-cantilever is chosen to build the major gi
9、rder. Due to the time and personal ability is limited, under the condition of the graduation design not do with substructure and deck construct and the design of the vertical prestress of the bridge. Only the detailed design of the spar boom, the design procedure is as follows: The first step, accor
10、ding to the design assignment and the present Highway Bridge Specifications, Take the geological and the landform of the bridge site for further analysis, after preliminary selection, three bridge type are presented, they are PC-continuous rigid frame bridge, cable-stayed bridge and PC-continuous be
11、am-type bridge. Comparing their characters comprehensively, the PC-continuous rigid frame bridge is selected as the main design scheme by the philosophy of bridge design as “Practicability, Security, Economy, Beauty”, so the choose the PC-continuous rigid frame bridge . The second step, determine th
12、e main girder structure of details and size under the reference standard and related design experience,. Considering the flexural rigidity and the torsional rigidity of the bridge, and requirements of the force system change in the construction, s section is box beam. box birder goes as second-parab
13、olic curve, which is generally similar to the change of continuous bridges bending moments along. The third step, the main unit division, the finite element simulation analysis internal force of the bridge in the construction, analysis compute steel area under serviceability limit state and lay out
14、pre-stressing tendon of the upper and down limb under norm. Keywords: Pre-stressed concrete,continuous rigid frame bridge,desig.目录摘要IABSTRACTIII1绪论11.1毕业设计的目的及意义11.2预应力连续刚构桥特点1 1.2.1设计特点1 1.2.2受力特点1 1.2.3构造特点22结构设计方案32.1设计资料3 2.1.1桥梁名称3 2.1.2基本资料3 2.1.3设计标准4 2.1.4主要材料4 2.1.5设计依据42.2方案比选4 2.2.1 钢筋混凝土
15、上承式拱桥4 2.2.2斜拉桥6 2.2.3预应力混凝土连续刚构桥7 2.2.4方案比较和确定83结构初步设计113.1桥梁布置及尺寸拟定11 3.1.1桥梁布置113.2主梁分段与施工阶段的划分12 3.2.1施工阶段注意事项134内力计算154.1恒载内力计算15 4.1.1计算方法15 4.1.2计算结果174.2活载内力计算22 4.2.1横向分布影响线绘制22 4.2.2横向分布系数计算22 4.2.3计算结果224.3温度作用荷载计算24 4.3.1梯度温度作用效应24 4.3.2均匀温度作用效应264.4支座不均匀沉降次内力295内力组合336预应力钢束设计476.1钢束估算47
16、 6.1.1计算原理47 6.1.2估算结果496.2预应力束的布置507预应力损失及有效预应力计算537.1预应力损失计算53 7.1.1计算原理53 7.1.2计算结果547.2有效预应力计算548考虑预应力次内力计算598.1徐变次内力598.2收缩次内力608.3预应力次内力628.4支座不均匀沉降次内力639考虑了预应力效应的内力组合6710截面验算7510.1承载能力极限状态截面强度验算7510.2正常使用极限状态应力、变形验算82 10.2.1施工阶段应力验算82 10.2.2使用阶段应力验算96 10.2.3变形验算11211结论113参考文献115致谢1171 绪论1.1毕业
17、设计的目的及意义毕业设计的目的在于培养毕业生的综合能力,它是土木工程专业本科培养计划中最后的一个主要教学环节,也是最重要的综合性实践教学环节,和其它教学环节不同,毕业设计要求学生关注学术动态,充分的了解国内外桥梁设计的发展现状及趋势,并灵活运用大学所学的各门基础课和专业课知识,结合相关设计规范,在指导老师的指导下,独立的完成一个专业课题的设计工作,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。毕业设计学生独立系统的完成一项工程设计,因而对培养学生的综合素质、增强工程意识和创新能力具有其他教学环节无法取代的重要作用。通过毕业设计这
18、一时间较长的教学环节,学生独立分析问题、解决问题的能力以及实践动手能力都会有很大的提高,还可以培养土木工程专业本科毕业生综合应用所学基础课、技术基础课及专业课知识和相关技能,解决具体问题的能力。以达到具备初步专业工程人员的水平,为将来走向工作岗位打下良好的基础。1.2预应力连续刚构桥特点1.2.1设计特点预应力混凝土连续刚构桥设计的一般步骤:参照已有的设计和规范拟定结构几何尺寸,模拟实际的施工步骤,计算恒载及活载内力(在计算设计部分过程采用迈达斯软件进行计算);然后再根据实际情况确定温度、沉降等荷载,计算其产生的内力,并与恒、活载内力进行正常使用与承载能力组合。这是设计过程中的第一次组合,两种
19、组合的结果分别作为按正常使用和按承载能力估算钢束的计算内力。估算出各截面的钢束后,按照一定要求将钢束布置好,重新模拟施工过程并考虑预应力的作用,计算恒载内力。由于钢束对截面几何特性的影响,温度、沉降等内力也需重新计算,但其与钢束估算时计算得到的结果差别非常小。各种荷载作用下的内力计算出来后,需进行承载能力组合和正常使用组合,以进行截面强度验算、应力验算和变形验算。如各项验算均满足要求且认为合理,则设计通过。如有些截面的有些验算通不过,则需调整钢束甚至修改截面尺寸后重新计算,直到各项验算均通过为止。1.2.2受力特点在受力方面,上部结构仍为连续梁特点,但必须计入由于桥墩受力及混凝土收缩、徐变、温
20、度变化对上部结构内力的影响。桥墩因需有一定柔度,所受弯矩有所减少。 采用悬臂施工的连续刚构桥,在施工过程中经历T型刚构受力状态,合拢后形成连续刚构桥,其恒载产生的内力由各施工阶段产生的内力迭加而成。由于合拢段较短,其产生的内力一般较小,故T型刚构受力状态为主要部分。对悬臂施工连续刚构桥,合拢后根部负弯矩很大,而中跨跨中恒载弯矩很小。二期恒载加上以后,根部负弯矩增大,中跨跨中承受相对较小的正弯矩。因此,截面几何尺寸拟定时,应根据以上弯矩分布特点,增大主梁根部附近断面的抗弯刚度,提高截面下缘的承压能力。1.2.3构造特点连续刚构桥一般用在长大跨径、高墩桥梁上,其结构构造特点是中间桥墩采用墩梁固结,
21、下部结构一般采用柔性桥墩,以减少因主梁的预应力张拉、温度变化、混凝土收缩、徐变等作用引起的变形受到桥墩约束后产生的次内力。连续刚构桥结构构造的最大特点是中间桥墩采用墩梁固结,如果桥墩的刚度较大,则因主梁的预应力张拉,混凝土的收缩、徐变、温度变化以及车辆制动力等因素所引起的变形受到桥墩的约束后,将会在主梁内产生较大的次内力,并对桥撤也产生较大的水平推力,从而会在结构混凝土上产生裂缝,降低结构的使用功能。薄壁墩是在连续刚构桥中应用得较多的一种形式,适用于承台标高较低,桥墩高度较大的桥梁。薄壁墩水平抗推刚度小,不仅可以减小主梁附加内力,而且由于主梁的负弯矩峰值出现在墩顶,可以减小主梁在墩顶截面处的尺
22、寸,增加桥梁美感。2 结构设计方案2.1设计资料2.1.1桥梁名称湖北省黄石市林河大桥2.1.2基本资料地形地貌本桥位于黄石市城西南部,跨越黄石市三溪河,桥北岸连接黄石市城和国道318线,南岸连接宋家湾村和徐家冲等众多村镇。本项目的建设必将极大的改善三溪河两岸群众的交通出行条件,对促进本地区的经济发展及完善本地路网建设都具有重大的意义。同时,本项目的建设也是黄石市城发展中的关键性工程。随着城镇建设的发展,黄石市城必将拓展到三溪河南岸。但长期以来,由于三溪河上只有一座永久性桥梁,且位于城区边缘较远的地段,一水之阻,是黄石市城的发展长期被局限在三溪河北岸。如何使县城南展,将三溪河两岸有机地联系成整
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