预应力混凝土连续梁桥上部结构设计(共60页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上西 南 交 通 大 学本科毕业设计80+150+80m预应力混凝土连续梁桥上部结构设计年 级: 2010 级 学 号: XXXXXXXX 姓 名: X X X 专 业: 铁道工程(桥梁组) 指导老师: X X X 2014 年 6 月专心-专注-专业院 系 土木工程系 专 业 铁道工程 年 级 2010 级 姓 名 X X X 题 目 80+150+80m预应力混凝土连续梁桥上部结构设计 指导教师评 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 铁工X 班 学生姓名 X X X 学 号 X
2、XXXXXXX 发题日期:2014年 03 月02 日 完成日期: 2014年06月06日题 目 80+150+80m预应力混凝土连续梁桥上部结构设计 1、本设计的目的、意义:学生在进行毕业设计之前,已对公共基础课程、专业基础课程及专业课程进行了有序的分阶段的学习,对工程结构已经建立起了从设计原理到设计方法及施工方法的基本知识结构,但还缺少综合地系统地运用这些知识来解决实际问题的锻炼机会。本设计以公路预应力混凝土连续梁结构为背景,让学生在老师的指导下系统地完成结构设计、结构计算与检算的全过程。通过本设计可巩固学生对材料力学、结构力学、混凝土结构设计原理、桥梁工程等知识的掌握,提高学生分析和解决
3、问题的能力;同时可让学生对桥梁工程的认识更加清晰、全面;还可通过对桥梁结构分析软件、绘图软件、数据处理、文本处理等软件的大量使用培养学生的计算机运用能力。 2、学生应完成的任务 一、设计说明书的编制: 1、设计概述 2、桥梁结构尺寸拟定 3、运营阶段内力计算 4、预应力钢束估算 5、施工阶段计算分析 6、承载能力与正常使用的相关检算 7、结论 二、工程图纸的绘制: 1、桥梁立面布置图 2、梁体节段划分图(悬臂施工的连续梁) 3、梁截面一般构造图 4、预应力钢筋布置图 5、桥梁施工步骤及体系转换图(悬臂施工的连续梁) 3、论文各部分内容及时间分配:(共 18 周)第一部分相关资料的收集 (2周)
4、第二部分结构尺寸与截面尺寸的拟定 (2周)第三部分结构内力计算与预应力钢筋的初步配置 (3周)第四部分结构承载能力检算与预应力钢筋的调整配筋 (4周)第五部分图纸的绘制 (2周)第六部分设计说明书编制 (2周)评阅 (1周)答辩及整改 (2周)备 注 指导教师: 年 月 日审 批 人: 年 月 日摘 要预应力混凝土连续梁桥已成为现代公路、铁路桥梁的首选。本设计完成的是80+150+80m单线高速公路预应力混凝土连续梁桥上部结构设计。在本设计中所完成的工作包括:确定主梁的主要构造和细部尺寸。该桥采用单箱单室箱形截面梁,主梁高度变化曲线采用二次抛物线。主跨150m,边跨80m,桥宽13.5m,中支
5、座梁高9m,中跨跨中梁高3.6m。主梁采用悬臂挂篮施工,主梁0#块采用托架施工。根据悬臂施工方案对主梁进行施工节段划分。电算分析结构内力(包括恒载和活载的内力计算)。验算内力组合结果,估算纵向预应力筋数目,然后布置预应力钢束。计算预应力损失以及各项次内力,并进行截面强度验算(包括承载能力极限状态和正常使用极限状态)。绘制工程图纸,编制说明书。关键词:箱梁、预应力钢束、悬臂施工。AbstractPrestressed concrete continuous box girder is small deformation, good stiffness,comfortable driving, c
6、onvenient maintenance, good anti-seismic behavior and is widely used in bridge structure. This design is the 80+150+80 total 310 meter span bridges, prestressed concrete continuous box girder structure.The continuous beam bridge is a kind of bridge type used widely on the project. It not only has a
7、reliable strength, stiffness and cracking, but also has a smooth journey comfortable, conservation work on the design and construction experience of the characteristics of maturity. Design a bridge must be laid across from the bridge-laying, the size of the development, steel beam layout and constru
8、ction methods, but also give full consideration to the design parameters and environmental impact. This is a design for a five-span continuous bridge, whose cross-section is two-compartment, and changing on the road direction, constructed by pouring on-site on full framing. The first design includes
9、 constant load, the live load and the calculation of the internal forces. On the basis of a load combination, we can draw moment and shear envelope map. Next, according to the short-term effect combination disposition prestressed reinforcement, and carries on the loss of prestress the computation. F
10、inally, carries on the checking calculation to this continuous bridge, whether to satisfy the design requirements.Key words: box girder. Prestressed reinforcement. The cantilever construction. 目录第一章 绪 论1.1 预应力混凝土连续梁桥的特点与发展预应力混凝土连续梁桥应用十分广泛,若桥跨所需200米不到时,预应连续箱梁类型的桥就成为了我们国家的桥梁建设的主要的一类桥型,可见这种结构的优良性能与经济适用
11、性的特点。预应力连续梁桥这种桥型结构因为它的受力性能良好,伸缩缝较少,形变非常的小、行车时平稳、桥型的美观且易于进行养护工作、抗震抗风、等特点,而受到了广泛关注,使用。在我们国家,中、小跨的预应力混凝土桥以连续梁形式的施工建设方法中,除了支架现浇的方法外,还采用有“简支变连续”,顶推施工法,移模架后逐孔浇筑的办法,移导梁后逐孔拼装的办法,使用预制的梁吊装安放的施工方法等。人们广泛采用悬浇施工方法以及悬拼施工方法,进一步的促使预应刀混凝土连续梁桥发展的更加的迅速。跨径较大的预应力连续梁桥在建设的过程中一般多使用悬臂浇筑的方法。依据混凝土连续梁桥某些特点,采取了两端对称悬臂浇筑成T构,下一步完成合
12、龙后,再释放临时固结,体系转换,最后就形成大跨径的多跨的预应力混凝土连续梁结构。大跨径的预应力连续结构箱梁,在施工中一般采取的是挂篮、吊篮来悬臂浇筑施工,常用的挂篮形式包括有偏架、斜拉两式。随施工技术不断的发展,挂篮也在向着经济型突破,现在多采用的结构形式变得更合理,更轻便,利用率更高,更安全,更便易。强度更高的预应力钢材被运用于钢筋,混凝土的标号提升以及锚固体系不断的发展,增大吨位。在不断的开发、应用过程中就会进一步的促进较大跨径的预应力混凝土连续梁桥的不断突破,进取,发展。我国创新出来的新型号低松弛的预应力钢绞线,还有与之配套使用的大吨位的预应力钳具以及对应的张拉设备被开发出来,加上越来越
13、得到广泛使用的C50、C60混凝土等,使预应力混凝土连续梁桥向着更轻型化,结构更合理买进。使其在跨度能力上得到了巨大的提高。由于大吨位锚具体系广泛使用过后,使得在设计预应力箱梁顶底板的尺寸时,由布束的严格控制优化为受力方面的控制和构造要求方面的控制。这样既有效的缩小了梁截面尺寸,也使桥梁梁体结构的自重得到减少。混凝土用量以及钢绞线的用量显著的减少,梁体结构的设计愈加的经济合理。老式的钢材质的锥型锚具,让混凝土连续梁桥最大跨径在100多米的区间内。随着大吨位的锚固体系广泛应用后,我们国家的连续梁桥单跨跨径已经达到了165米,连续刚构的跨径已经达到了270米。1.2 连续梁桥悬臂施工的分类与特点连
14、续梁悬臂施工即在已有的桥支座上,向T构两端,平衡逐段施工。向外浇筑或者拼接一段之后,等混凝土具有一定强度后,加预应力使之与已有结构成为一个整体。悬臂平衡对称施工根据施工方法不同,可基本划分为悬臂浇筑和悬臂拼装这两种方法。悬臂浇筑法,即在T构的两端用挂篮进行施工,浇筑混凝土,等混凝土在具备一定强度后,张拉钢筋使之与整体结构合成一体。在下一段施工中,移动挂篮,进行下段浇筑施工;悬拼法是利用吊装设备将已经预制好的梁段在对称拼装后,张拉钢筋提供预应力,使之与整体成为一体,再接长悬臂直到形成桥梁体系的方法。悬臂施工,T构对称向两边施工,最后合拢,建成连续梁结构。故悬臂施工时,要进行的工作包括有体系转换。
15、预应力连续梁桥在施工的过程中,就要考虑到体系转换引起的结构次内力等不良应力状态。必须适当的调整预应力来让结构可以适应这种转换。为使桥梁结构在施工中所产生的荷载与运营状态的受力吻合,预应力连续梁截面一般会设计成变截面形式。悬臂施工有一个很突出的优势,及施工不会受到气候变化和水位影响。这样就不容易对通航造成不便,无需搭设过多的支架或者安装大量的临时设备。悬臂施工借此得到了更加广泛利用与实践。悬臂施工法就成为了大跨度连续梁桥十分重要的一种施工办法。悬浇法在桥梁施工方法中更是具有坚实的竞争力。悬臂拼装法:用移动式拼装吊机把已经预制好的梁段运输到预订的桥位,接下来用环氧树脂胶连接,再张拉预应力束形成一个
16、整体。逐段拼装的办法,一段张拉固定好之后,继续拼装下节悬臂梁。悬臂拼装分段,主要是取决吊机起重能力,一般情况中,一个梁段长为2至5米。梁段过长会造成自重过大,吊机起重能力不能满足。梁段过短的不足之处是拼接缝多,工期长。大多数情况下,悬臂根部一般截面较大,梁段就应设计的短,越靠近端部悬臂段越长。悬臂浇筑法:采用挂篮施工的方式,形成T构,平衡施工。利用挂篮浇筑,待梁段混凝土达一定的强度后,张拉预应力钢束,移动挂篮,进行下一段的浇筑。悬臂浇筑施工中,梁段的长度一般也是2至5米.若太长,将会增大混凝土的自重从而就会增加挂篮重,会增大挂篮的锚固数量。反之,节段短则会对施工进度产生一些影响,故施工过程中要
17、考虑周到,才能选出合适的梁段长度。施工进度方面,挂篮悬臂浇筑施工每个梁段的施工周期通常为五到七天;悬臂拼装施工,可提前完成预制梁段的工作。一个梁段的拼装仅需一到一天半。因此,施工进度方面,悬臂拼装施工方法的施工速度比悬臂浇筑要快。从结构的整体性方面考虑,悬浇法施工过程中,钢筋焊接,结构整体性较好。而悬拼施工过程中,预制的块件相对比较容易保证质量。环氧树脂连接后,再于预留孔道中穿入钢束,进行张拉连接,结构的整体性相对来说确实要有所不如。从形变控制方面考虑,悬臂浇筑施工,变形易控制,可逐段调整底模的标高。且中合拢的施工时的误差通过电控,可以达到十分高的精度。悬臂拼装施工,形变控制不易,一般在施工过
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