桥梁计算书毕业设计简支梁空心板.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流桥梁计算书毕业设计简支梁空心板.精品文档.总目录总目录 1前言 3第一章 改建石桥设计计算书 4一、设计说明 4(一)设计背景 4(二)设计标准及规范 4(三)主要材料 4(四)设计要点 5二、方案比选 5(一)桥梁结构方案比选 5(二)桥梁截面形式比选 8(三)桥墩方案比选 9三、主要构件尺寸设计 10(一)结构尺寸设计 10(二)桥梁设计荷载 12四、行车道板设计 13(一)计算理论 13(二)单向板内力计算公式 14(三)行车道板设计 15五、主梁(板)设计 17(一)荷载横向分布系数计算 17(二)主梁内力计算 19(三)主梁配筋设计
2、 24六、 盖梁设计 25(一)荷载计算 25(二)内力计算 30(三)截面配筋设计 31七、桥梁墩柱设计 34(一)荷载计算 34(二)截面配筋计算 36八、孔灌注桩设计 38(一)荷载计算 38(一)桩长设计 39(三)桩基配筋设计及强度验 40第二章 改建石桥施工组织设计 42一、 工程概况 42(一)工程简介 42(二)标准及规范 42(三)要技术指标 42(四)气候状况 42二、施工组织机构及工期安排 42(一)施工组织管理机构 42(二)工程进度计划 43三、机械、人员安排 43(一)钻孔桩施工工艺 44(二)钢筋混凝土空心板预制施工工艺 46(三)墩台施工工艺 47(四)盖梁施工
3、工艺 49(五)桥梁安装施工工艺 49(六)桥面系施工工艺 49五、确保工程质量和工期的措施 50六、确保施工安全、文明施工、环境保护措施 51七、附图 52第三章 改建石桥预算书 59结语 65谢辞 66参考文献 67前 言毕业设计的主要目的是培养学生综合运用所学知识和技能,分析解决实际问题的能力。通过毕业设计使学生形成经济、环境、市场、管理等大工程意识,培养学生实事求是、谦虚谨慎的学习态度和刻苦钻研、勇于创新的精神。毕业设计过程中复习以前所学习的专业知识,同时也锻炼了学生将理论运用于实践的能力。桥梁的设计需要综合考虑各个方面的因素,其中包括桥址处地形、地貌、气象、水文条件、工程地质、以及周
4、围所处的环境等等,除此之外,任何一个设计都必须要考虑的问题就是怎样将安全、经济、实用、美观四者都融于设计之中。设计主要包括三个部分:一是桥梁的结构设计,二是桥梁的施工组织设计,三是桥梁工程的概预算。桥梁的结构设计,主要是行车道板、主梁、盖梁、桩柱的内力计算、截面配筋、强度验算等。通过方案比选后确定本桥为简支预应力空心板梁桥,桥长53.08米。计算过程中主要参考了公路桥涵设计手册梁桥(上册)、钢筋混凝土简支梁(板)桥、桥梁工程、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范、公路桥涵设计通用规范等书籍;桥梁的施工组织设计,主要完成了桥梁主体结构的施工方案以及施工重点,设计过程中主要参考了桥梁施工及组织
5、管理;桥梁工程的概预算,首先确定技术方案和工程量,然后依据公路工程基本建设项目设计文件编制办法、公路定额及编制办法汇编等等得到其他直接费,间接费及现场经费,最后进行预算汇总。此次毕业设计除了有详细的计算书外,还按照设计要求绘制了一定量的施工图纸。总之,通过毕业设计,达到基本知识、基础理论、基本技能(三基)和获取知识的能力、运用知识的能力、计算机应用的能力、外语能力以及文化素质、思想品德素质、业务素质(三个素质)的训练,培养学生运用所学的专业知识和技术,研究、解决本专业实际问题的初步能力。第一章 石桥改建设计计算书一、设计说明(一)设计背景我选的课题是赣榆县石桥镇石桥进行改建设计。虑到此桥往来交
6、通量较大,具有非常重要的交通地位。由于原来此处老桥破坏比较严重,影响到此段的交通。受赣榆县交通局委托,对石桥县石桥进行现在了现场测量、水文地质调研。根据石桥镇石桥桥位所处地形及当地50年的水文情况、交通量等情况,拟定将石桥镇旧石桥拆除重建。重建后的石桥镇桥全53.08米,桥面宽15米。该桥设计为316=48m简支预应力空心板梁,桥面连续,改建的石桥位于石桥镇,与河流斜交角20度。(二)设计标准及规范1. 标准及规范公路工程技术标准 JTG01-2003公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG62-2004 公路桥涵施工技术规范 JTJ041-2000公路工程抗震设计规范 JTJ001-
7、89公路桥涵通用规范 JTG06-2004公路桥涵地基与基础设计规范 JTJ024-852. 主要技术指标设计荷载:公路II级桥面宽度:21米人行道+13m行车道桥面横坡:双向2.0%,由墩台帽调整。桥面纵坡:0%地震基本裂度:7度(三)主要材料 上部结构1.混凝土:(1)预应力混凝土预制板、铰缝及整体现浇层均采用C50混凝土。(2)预制板封头采用C30混凝土。(3)材料容重:钢筋混凝土=26kN/m。C50混凝土,C30混凝土。(4)墩帽、台帽、立柱、耳墙、背墙、搭板均采用C30混凝土,钻孔桩采用C25混凝土。栏杆机人行道构件自重作用取为。2.钢材:(1)预应力钢绞线均应符合标准预应力混凝土
8、用钢绞线 GB/T5224-2003,单根钢绞线公称直径为15.2mm,公称面积139mm2,标准强度,设计强度,锚下张拉控制应力,弹性模量Ep=1.95105MPa,本设计采用级低松弛钢绞线,松弛率2.5%。(2) 钢筋直径d12mm者采用符合GB1499.1-2007标准的HPB235钢筋,钢筋直径d12mm者采用符合GB1499.2-2007标准的HRB335钢筋。钢板采用符合国家标准GB/T700-2006标准的Q235钢板。凡焊接的钢材必须满足可焊接性要求,供应的钢材进场后,应按规定作材质试验,符合要求方可使用。(3)其他用材:其他用材(包括砂、石、水等)的质量应符合公路桥涵施工技术
9、规范JTJ041-2000的有关规定和要求。(4)伸缩缝:桥台处采用D40型毛勒伸缩缝。(5)直径大于等于25mm钢筋的接长,应采用机械连接。机械接头应符合中华人民共和国行业标准钢筋机械连接通用技术规程(JGJ107-2003)中级接头要求。(6)凡需焊接的钢材均应满足可焊性的要求。3.支座:采用D=200mm板式橡胶支座和四氟板式橡胶支座, 为了保证支座处于水平状态,支座处梁底均设有预埋钢板。(四)设计要点1上部结构(1).图中空心板跨中弯矩以简支正板为计算依据,支点剪力以简支斜板为计算依据。横向分布系数按铰接板法计算。(2).预应力砼空心板桥采用组合梁进行计算,运营状态下主梁应力按预制板、
10、铰缝及整体化现浇混凝土共同受力计算。由于预制板施工时存在反拱值,故15cm整体化现浇砼按10cm参与共同受力计算。(3).预制板梁按部分预应力混凝土A类构件设计,分别进行承载能力极限状态验算;持久状况正常使用极限状态验算;持久状况和短暂状况构件的应力验算。(4).图中的预应力筋有效长度已包括预应力筋的传力锚固长度。(5).预应力混凝土空心板存梁时间不应超过60天,否则将产生较大的上拱度。放张时及放张后不同龄期的上拱度表如下: 反拱度(mm)跨径(m)放 张 时存梁30天存梁60天存梁120天16 (m)14.920.723.125.8(6).计算先张法预应力损失l3时,按温差t=20C进行设计
11、。(7).桥梁外侧护栏预埋钢筋必须预埋在边板内。(8)斜交板桥有右斜、左斜之分,针对不同的具体桥梁,使用时需特别注意。2下部结构(1).本图设计以安全、适用、经济、美观为原则。(2).墩、台帽根据结构形式,按刚构计算作用。墩、台帽承受的恒载,包括墩、台帽自重和上部构造及土压力等,按均布荷载作用在帽梁全长范围内,上部活载反力考虑横向分布,铰结板跨中采用由铰结传递竖向剪力的分布原理,支点范围内采用杠杆法,上部活载通过板梁作用于墩、台帽上。(3).斜交桥墩、台计算以柱间斜距为计算跨径布置上部荷载进行内力计算。(4).板梁支座处均设置抗震锚栓,锚栓孔满足正常使用下位移要求。(5).为减弱地震对构造物的
12、不利影响,桥梁墩、台挡块内侧、背墙与预制梁对应位置及可能发生构件刚性撞击的位置均应设有橡胶缓冲块。二、方案比选(一) 桥梁结构方案比选桥梁的形式可考虑拱桥、梁桥、梁拱组合桥和斜拉桥。任选三种作比较,从安全、功能、经济、美观、施工、占地与工期多方面比选,最终确定桥梁形式。1.桥梁设计原则(1)适用性桥上应保证车辆和人群的安全畅通,并应满足将来交通量增长的需要。桥下应满足泄洪、安全通航或通车等要求。建成的桥梁应保证使用年限,并便于检查和维修1。(2)舒适与安全性现代桥梁设计越来越强调舒适度,要控制桥梁的竖向与横向振幅,避免车辆在桥上振动与冲击。整个桥跨结构及各部分构件,在制造、运输、安装和使用过程
13、中应具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性。(3)经济性设计的经济性一般应占首位。经济性应综合考虑到发展远景及将来的养护和维修等费用。(4)先进性桥梁设计应体现现代桥梁建设的新技术。应便于制造和架设,应尽量采用先进工艺技术和施工机械、设备,以利于减少劳动强度,加快施工进度,保证工程质量和施工安全。(5)美观一座桥梁,尤其是坐落于城市上的桥梁应具有优美的外形,应与周围的景致相协调。合理的结构布局和轮廓是美观的主要因素,决不应把美观片面的理解为豪华的装饰。2.根据上述原则,对桥梁的综合评估(1)梁桥梁式桥是指其结构在垂直荷载的作用下,其支座仅产生垂直反力,而无水平推力的桥梁。预应力混凝土梁式桥受力明
14、确,理论计算较简单,设计和施工的方法日臻完善和成熟。预应力混凝土梁式桥具有以下主要特征:a.混凝土材料以砂、石为主,可就地取材,成本较低b.结构造型灵活,可模性好,可根据使用要求浇铸成各种形状的结构c.结构的耐久性和耐火性较好,建成后维修费用较少d.结构的整体性好,刚度较大,变性较小e.可采用预制方式建造,将桥梁的构件标准化,进而实现工业化生产f.结构自重较大,自重耗掉大部分材料的强度,因而大大限制其跨越能力g.预应力混凝土梁式桥可有效利用高强度材料,并明显降低自重所占全部设计荷载的比重,既节省材料、增大其跨越能力,又提高其抗裂和抗疲劳的能力h.预应力混凝土梁式桥所采用的预应力技术为桥梁装配式
15、结构提供了最有效的拼装手段,通过施加纵向、横向预应力,使装配式结构集成整体,进一步扩大了装配式结构的应用范围。(2)板桥无论对钢筋混凝土还是预应力混凝土装配式板桥来说,跨径增大,实心矩形截面就显得不合理。因而将截面中部部分地挖空,做成空心板,不仅能减小自重,而且对材料的充分利用也是合理的。钢筋混凝土空心板目前使用范围在616m。空心板较同跨径的实心板重量小,运输安装方便,而建筑高度又较同跨径的T梁小,因此目前使用较多。相应于这些跨径的板厚,对于钢筋混凝土板为0.40.8m。(3)拱桥 拱桥的静力特点是,在竖直力作用下,拱的两端不仅有竖直反力,而且还有水平反力。由于水平反力的作用,拱的弯矩大大减
16、少。如在均布荷载的作用下,简直梁的跨中弯矩为,全梁的弯矩图呈抛物线形,而拱轴为抛物线形的三铰拱的任何截面弯矩均为零,拱只受轴向压力。设计合理的拱轴,主要承受压力,弯矩、剪力均较小,故拱的跨越能力比梁大得多2。由于拱是主要承受压力的结构,因而可以充分利用抗拉性能较差、抗压性能较好的石料,混凝土等来建造。石拱对石料的要求较高,石料加工、开采与砌筑费工,现在已很少采用。由墩、台承受水平推力的推力拱桥,要求支撑拱的墩台和地基必须承受拱端的强大推力,因而修建推力拱桥要求有良好的地基。对于多跨连续拱桥,为防止其中一跨破坏而影响全桥,还要采取特殊的措施,或设置单向推力墩以承受不平衡的推力。(4)梁拱组合桥软
17、土地基上建造拱桥,存在桥台抵抗水平推力的薄弱环节。为此采用大吨位预应力筋以承担拱的水平推力;预应力筋的寄体是系梁,即加劲纵梁,从而以梁式桥为基体,按各种梁桥的弯矩包络图用拱来加强。这样可以使桥梁结构轻型化,同时能提高这类桥梁的跨越能力。这类桥梁不仅技术经济指标先进、造价低廉,同时桥型美观,反映出力与美的统一、结构形式与环境的和谐,增加了城市的景观。(5)斜拉桥斜拉桥的特点是依靠固定与索塔的斜拉索支撑梁跨,梁是多跨弹性支撑梁,梁内弯矩与桥梁的跨度基本无关,而与拉索的间距有关。他们适用于大跨、特大跨度桥梁,现在还没有其他类型的桥梁的跨度能超过斜拉桥。斜拉桥与悬索桥不同之处是,斜拉桥直接锚于主梁上,
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