预应力混凝土连续梁桥上部结构的设计道桥设计2554084.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流预应力混凝土连续梁桥上部结构的设计道桥设计2554084.精品文档.摘 要本设计主要是关于预应力混凝土连续梁桥上部结构的设计。预应力混凝土连续梁桥以结构受力性好、变形小、伸缩缝少、行车平顺舒适、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。设计桥梁跨度为30m+30m+30m+30m+30m,分为两幅设计,单幅为单箱单室,桥面总宽26m,双向4车道。主要采用现浇混凝土施工,按桥梁纵坡由低到高进行浇筑,一旦浇筑必须按每联连续浇筑,不得停歇。本桥设计分为双幅14联,按联施工。设计过程如下: 首先,确定主梁主要构造及细部尺寸,它必须与
2、桥梁的规定和施工保持一致,考虑到抗弯刚度和抗扭刚度影响,设计采用箱型粱。主梁的高度呈成二次抛物线变化,因为二次抛物线近似于连续梁桥弯矩变化的曲线。 其次,利用桥梁博士电子软件分析结构的总内力(包括恒载和活载的内力计算),用于计算内力组合结果也由桥梁博士电子软件计算而得,从而估算出纵向预应力筋的数目,然后再布置预应力钢丝束。再次,计算预应力损失及次内力,次内力包括先期恒载徐变次内力、先期预应力徐变次内力、后期合拢预应力索产生的弹性次内力、局部温度变化次内力。然后进一步进行截面强度验算,其中包括承载力极限状态和正常使用极限状态。在正常使用极限状态验算中包括计算截面的混凝土法向应力验算、预应力钢筋中
3、的拉应力验算、截面的主应力计算。最后,通过手算计算出桥面板及桥墩的形式及受力情况,最终整理成本桥设计的总体信息。关键词:预应力混凝土连续梁;后张法;现浇砼施工AbstractThe graduate design is mainly about the design of superstructure of long-span pre-stressed concrete continuous box Girder Bridge .Pre-stressed concrete continuous Girder Birdge become one of main bridge types of t
4、he most full of completion ability because of subjecting to the dint function with the structure good,having the small defomation,few of control joint,going smoothly comfort,protected the amout of engineering small and having the powerfully ability of carthquake proof and so on.For time and ability
5、limited,the design of the substructure,transverse pre-stressing and vertical pre-stressing is not considered. The spans of the bridge are 30m+30m+30m+30m+30m m,main beam is respective designed,each suit has one box one room and four traffic ways of all,the width of the bridge surface is 26m.The majo
6、r girder applies cantilever hung-basket bearing,symmetric equilibrium construction. The bridge design is divided into 126 units and 48 construction sectionThe design process is as follows:First, make sure the main girder structure of details and size, it must be with the rules and regulations of the
7、 bridge construction keeps consistent, considering the bending stiffness and wrest resistant effect stiffness, design USES a box beams. The height of the main girder is into two parabolic change, because two parabolic approximate continuous girder bridge bending moment the curve of the change. Secon
8、dly, the use of bridge structure analysis of electronic software dr total internal force (including the dead load and live load of internal force calculation), used to calculate the combination of internal force of the bridge by dr software and electronic calculation, and estimate the number of long
9、itudinal prestressed reinforcement, and then arrangement of prestressed steel wire. Again, the loss of prestress and internal force calculation time, time constant load first internal force including creep time internal force, first prestressed creep time internal force, closed late prestressed cabl
10、e effects of elastic time internal force, local temperature changes of internal force of The Times And then further strength check section, including bearing capacity limit state and normal use limit state. In normal use limit state to prove the concrete method including the calculation of section t
11、o stress checking and calculating of the prestressed reinforced tensile stress, section of the principal stress calculation.Finally, the hand be calculated the bridge pier panel and form and stress distribution, and eventually finishing cost the overall information bridge design.Key words:Prestresse
12、d concrete continuous girder bridge ;Post-tensioning method ; Cast-in-site construction construction .目 录摘 要1第1章 绪 论61.1预应力混凝土连续桥梁概述61.2 毕业设计的目的和意义7第2章 设计基本资料72.1 工程地质概况72.2.1 设计背景82.2.2 地形、地貌82.2.3 气象8第3章 构造布置93.1现浇箱梁排架稳定性验算93.2支架方案:93.2.1 根据JGJ128-2000建筑施工钢管脚手架安全技术规范(以下简称规范)5.2.1之规定,现计算支架稳定承载力设计值如
13、下:93.2.2 立杆、横杆承载性能:103.3 荷载分析计算;103.4 碗扣件受力计算:123.5 支架验算133.5.1底模受力计算:133.5.2 在端部部位:10cm10cm纵向分配梁验算:143.5.3 跨中等截面处按横杆步距:h=120cm计算。173.6 芯模变截面端,最不利位置按横杆步距:h=60cm计算。183.7 地基沉降量估算19第四章 施工工艺204.1 规划区高架桥共有现浇箱梁28联,现浇混凝土36110m3,钢绞线1674257kg,钢筋7428448kg。204.2 部颁公路桥涵施工技术规范(JTG/T F50-2011)、部颁公路工程质量检验评定标准(JTGF
14、80/1-2004)20第五章 预应力束的布置225.1 布置原则225.2 钢束的布置225.3 温度引起的内力计算235.4 支座位移引起的内力计算245.5 内力组合以及内力包络图245.5.1 承载能力极限状态的内力组合255.5.2 正常使用极限状态内力组合25第6章 预应力损失计算276.1 磨阻损失276.2 锚具变形损失276.3 混凝土弹性压缩损失286.4 预应力筋的引力松弛损失286.5 收缩徐变损失29第7章 主梁截面强度及应力验算317.1 正截面抗弯承载力验算317.2 正截面抗弯承载力计算33由于梁体中的主拉应力都不大于0.5=1.33MPa,故根据公桥规7.1.
15、6条规定,箍筋可仅按构造要求设置,取双肢HRB335直径16mm的钢筋,自支座重心起长度不小于一倍梁高范围内,其间距为100mm,其他梁段箍筋间距采用150mm。33第8章 主梁变形验算348.1 正截面抗弯承载力计算348.1.1 正截面抗裂验算348.1.2 斜截面抗裂验算358.1.3 使用阶段预应力混凝土受压区混凝土最大压应力验算368.1.4 预应力钢筋中的拉应力验算368.1.5 混凝土的主压应力验算368.2 短暂状况预应力混凝土受弯构件应力验算36第9章 行车道板和支座计算与验算389.1 行车道板的计算及验算389.2 支座计算及验算43第10章 总 结48参考文献49. 致
16、 谢50第1章 绪 论1.1预应力混凝土连续桥梁概述 预应力混凝土连续梁桥以结构受力性能好、变形小、伸缩分少、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。由于普通钢筋混凝土结构存在不少缺点:如过早出现裂缝,使其不能有效的采用高强材料,结构自重必然大,从而使其跨越能力差,并且使其材料利用率低。 为了解决这些问题,预应力混凝土结构应运而生,所谓预应力混凝土结构,就是在结构承担荷载之前,预先对混凝土施加压力。这样就可以抵消外荷载作用下混凝土产生的拉应力。 我国预应力混凝土结构起步较晚,但今年来得到飞速发展。现在,我国已经有了简支梁、T形粱、连续梁、斜拉桥等预应力混凝土结
17、构体系,而且得到越来越广泛的应用。 连续梁和悬臂梁比较:在恒载作用下,连续连在支点处有负弯矩,由于负弯矩的卸载作用,跨中正弯矩显著减小,其弯矩于同跨悬臂梁相差不大;但是,在活载作用下,因主梁连续产生支点负弯矩对跨中正弯矩仍有卸载作用,其弯矩分布优于悬臂梁。所以,无论是城市桥梁还是跨河大桥,预应力混凝土连续梁都发挥其优势,成为优胜方案。目前,连续梁结构体系已经成为预应力混凝土桥梁主要桥型之一。 另外,在设计预应力连续粱桥时,技术经济指针也是一个重要因素,他是设计方案合理性与经济性的标志。目前,各国都以每平方米桥面的三材(混凝土、预应力筋、普通钢筋)用量与每平方米桥面造价来表示预应力混凝土桥梁的经
18、济技术指针。但是,桥梁的经济技术指针的研究与分析是一项非常复杂的工作,三材指针和造价指针和很多因素有关。同时,一座桥的设计方案完成后,造价指针不能仅仅反应了投资额的大小,而是还应该包括整个使用期限内的养护维修等费用在内。通过比较,连续梁的各项指针较高。因此,从这个角度来看,连续梁桥是未来桥梁的发展方向。1.2 毕业设计的目的和意义 毕业设计的目的在于培养毕业生的综合能力,灵活运用大学所学的各门基础课和专业课知识,并结合相关设计规范,独立的完成一个专业课题的设计工作。设计过程中提高学生独立分析问题,解决问题的能力以及实践动手能力,达到具备初学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。
19、 本次设计为(30m+30m+30m+30m+30m)m公路预应力混凝土连续梁桥,桥宽26m,分为两幅,设计时只考虑单幅设计。粱体采取单箱单室箱型截面,全桥共分28联,每联为一个施工段,共28个施工段。按二次抛物线变化,这样不仅使桥梁自重减轻,还增加了桥梁的美观效果。 由于预应力混凝土连续梁桥为超静定结构,手算工作量比较大,且准确性难以保证,所以采用有限元分析软件桥梁博士进行计算,这样不仅提高了效率,而且准确度也得以提高。 由于本人水平有限,而且第一次从事这方面的设计,难免出现错误,恳请各位老师批评指正。第2章 设计基本资料2.1 工程地质概况本桥全长2.033公里,规划纵一路立体平行。中心桩
20、号K3+897.9(39#墩105#墩),桥孔布置为9(5-30)+(4-30)+(34+45+34)+3(5-30),桥梁全长2033米,桥梁上部形式采用现浇预应力砼连续箱梁,下部为方柱倒花瓶型墩,钻孔桩基础。2.2.1 设计背景为了方便广大市民的交通方便,目前现有的桥梁已经不能满足交通需求,所以必须再设计一高架桥以缓解交通压力。该桥的建设对耐久性和美观要求比较高。该桥的建成,将为交通运输带来方便的同时,也会成为城郊的一道风景线,同时符合绿色自然的发展规律,与城市融为一体。2.2.2 地形、地貌该区宏观地貌单元为冲洪积平原,地形平坦开阔。上部结构根据通行要求需布置4车道,单侧有1m宽的人行道
21、,采用单箱单室结构形式。2.2.3 气象当地气象:当地一月平均气温为-17 0C,七月份平均气温为+26 0C,受季风影响,降雨量年内不均,春冬季降雨较少,夏秋较为集中,一般69月份降雨量可达全年总降雨量的6380,平均降雨量为656.9mm,最大冻深为23.4m,每年11月至次年3月为冻结期,全年霜期为10月至次年4月,有霜期为150210d。第3章 构造布置3.1现浇箱梁排架稳定性验算(K2+8第二合同段81.4K4+914.4),全长2.033公里。全部为桥梁工程,规划区高架桥和阜新市规划纵一路立体平行。中心桩号K3+897.9(39#墩105#墩),桥孔布置为9(5-30)+(4-30
22、)+(34+45+34)+3(5-30),桥梁全长2033米,桥梁上部形式采用现浇预应力砼连续箱梁,下部为方柱倒花瓶型墩,钻孔桩基础。箱梁端部面积S=13.52m2(不含翼板),长度L=1m,梯形处面积S=0.85 m2q2a=(13.52126-0.852126cos63.4)(16.2(梁底宽度)) =53.5KN/m2 3.2支架方案: 满堂式碗扣支架体系由支架基础,10*15cm枕木,杆件底托,48*3.5mm碗扣支架立杆、横杆、斜撑杆,可调顶托,横向I12工字钢,10*10cm纵向方木组成。模板系统由底模,侧模,端模,芯模(木支架加竹胶板)组成。纵、横桥向每3.6m间距设置剪力撑。(
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