毕业设计-20米预应力混凝土简支t形梁桥(共87页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上目录摘 要本设计根据毕业设计任务书给定的设计资料和地质资料,按照有关规范和资料选择220m装配式预应力混凝土空心板桥的方案进行设计。桥址区处于构造强烈剥蚀地貌的斜坡地带,地形起伏较大。本设计对该桥梁进行了完整的上部、下部结构计算、验算和施工图设计。关键词:预应力混凝土,空心板,桥墩, 桥台 ,计算AbstractIn the paper,I choose the scheme of 2* 20m assembling type concrete hollow board bridge of prestressing force to design, according
2、 to design materials with designated design specifications of graduation and geological materials . The location district of the bridge is in the structure and degrade in the slope area of the ground form strongly , the topography rises and falls relatively largly. the topography rises and falls rel
3、atively largly. In the design, I carry on the intact top to bridge this originally , underpart structure calculate , checking computations and designed the constrction drawing.Keyword: The concrete of prestressing force, hollow board, the pier,the bidge abutment, calculate前言 本次毕业设计的目的在于培养学生综合运用所学知识,
4、解决一般桥梁工程设计问题的能力。要求做到以下三点:(1)符合现行有关设计规范;(2)设计尽量采用新技术、新规范;(3)根据方案比较和技术经济计算来确定桥梁结构,使所选方案达到安全、经济、美观。本次毕业设计题目:预应力钢筋混凝土空心板桥设计。该桥单跨20米,共两跨。本设计共分四大部分阐述设计过程和内容。第一部分为桥型方案比选;第二部分为桥梁上部结构计算、设计和验算;第三部分为下部结构的桥墩计算和设计和验算;第四部分为下部结构的桥台计算、设计和验算。通过本次毕业设计,加深了桥梁工程、结构设计原理等基本理论和重要概念的理解,熟悉具体工程设计的计算内容、步骤与方法等等,使理论和实践有了一个有机的结合。
5、在此次毕业设计中,与同学互相交流从他们那得到很大的帮助,在这里表示感谢。由于本人接触实际工程少,无论理论或经验上都很欠缺,设计水平十分有限,设计中还存在不少缺点和错误,恳请各位老师及同学批评指正。2006年6月第部分 桥型方案比选第一章 桥型方案比选1.1概述该桥位于保山地区,处于某三级公路上桥面净宽7m.。该桥为斜坡旱桥,桥址区内峰峦重迭,谷深坡陡,属构造侵蚀的澜沧江“V”字型峡谷地貌形态, 桥址区处于构造强烈剥蚀地貌的斜坡地带,地形起伏较大。 桥址区上覆为残坡积碎石土,松散稍密,厚一般为0.0010米,容许承载力fk=300350kPa,岩土工程等级级。覆盖层与下伏地层呈不整合接触。桥址区
6、下伏为古生界崇山群(zch)地层,岩性为片岩夹变粒岩。强风化片岩夹变粒岩,节理裂隙很发育,具差异风化,容许承载力fk=400450kPa,岩土工程等级级;弱风化片岩夹变粒岩,节理裂隙发育,RQD=2136%,岩石单轴饱和抗压强度9.9MPa,岩土工程等级级。桥址区地下水以松散岩类孔隙水为主,基岩裂隙水次之,富水性弱中等,且地下水位埋藏较深,地下水对墩台基础影响不大。1.2 主要技术指标1)设计荷载:公路级 2)道路等级:三级公路3)桥面宽度:净7m,不设人行道,设50cm宽防撞护栏6)地震烈度:按8度设防7)纵坡: 0.4%8)横坡:双向坡,2% 。1.3 桥型方案比较桥式方案比较是初步设计阶
7、段的工作重点1 构思宗旨(1).符合交通发展规划,满足交通功能要求,分孔跨径符合标准跨径.同时满足地基要求。(2).设计方案力求简洁,力求做到经济.又要保证结构受力合理,技术可靠,施工方便。2方案对比方案一:20米预应力混凝土简支T形梁桥1) 孔径布置本方案选用2跨孔径,单跨标准跨径为20m。 2)上部构造横向布置图主梁选用T形梁 方案一3)墩台基础选用埋置式重力式桥台,桥墩采用钻孔灌注桩基础。4)施工方案采用整体吊装。预应力钢筋用后张法张拉工艺进行施工。方案二: 20米预应力混凝土简支空心板桥1)孔径布置本方案选用2跨孔径,单跨标准跨径为20m。2)上部构造横向布置图主梁选用空心板 方案二3
8、)墩台基础选用埋置式重力式桥台,桥墩采用钻孔灌注桩。4)施工方案采用整体吊装。空心板采用先张法制造工艺进行预制施工。3 方案点评(1)、从结构的外型看,方案一为梁式结构,方案二为板式结构。(2)、根据构思宗旨,桥型方案应满足结构简单明了、受力合理、技术可靠、施工方便。以上两个方案基本都满足这一要求。(3)、方案二外形比较简单,制作方便,做成装配式的预制构件,重力小,架设方便,又经济。该方案较好的体现了设计构思的思想,结构合理、工艺成熟。方案一虽然也满足结构合理、工艺成熟,但造价较高。(4)从施工难度看,两种方案的差别不大,都是充分利用当地材料,搭设少量支架,进行预制拼装。结语:这两个方案都符合
9、安全、功能、美观的要求,但是方案二工期短、造价低。因此以方案二作为推荐方案,进行设计。第部分 公路预应力混凝土空心板桥设计书第二章 设计资料和结构尺寸2.1 设计资料1)标准跨径:20.00m2)计算跨径:19.60m3)设计荷载:汽车荷载:公路级4)桥面净空:净宽7m,本桥为直线桥,路拱横坡坡度为2.0%。5)桥面纵坡:桥面纵坡取0.4%6)主要材料1、混凝土:空心板、铰接缝,桥面混凝土铺装层C40;防撞护墙为C25;桥面面层为沥青混凝土。混凝土技术指标表 表21种 类设计强度标准强度弹 性 摸 量轴心抗压轴心抗拉轴心抗压轴心抗拉C25(MPa)11.51.2316.71.78C40(MPa
10、)18.41.6526.82.402、预应力钢绞线: 预应力钢绞线技术指标表 表22种类直径弹性模量抗拉设计强度抗压设计强度标准强度MPa1260MPa390MPa1860MPa7)、计算方法:极限状态法。8)、设计依据1.中华人民共和国交通部部标准:公路工程技术标准(JTG B01-2003)2. 中华人民共和国交通部部标准:公路桥涵设计通用规范(JTGD602004)3. 中华人民共和国交通部部标准:公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 (JTD D622004)4. 中华人民共和国交通部部标准:公路桥位勘测设计规范(JTJ62-91)5. 中华人民共和国交通部部标准:公路抗震设计规范
11、(JTJ004-98)6. 中华人民共和国交通部部标准:公路工程勘测桥涵施工技术规范 (JTJ0412000)7. 姚玲森:桥梁工程,人民交通出版社,19858. 公路桥涵设计手册:梁桥(上、下册),人民交通出版社,19919. 公路桥涵设计手册:基本资料,人民交通出版社,199110. 易建国:桥梁计算示例集,199111. 叶见曙:结构设计原理,人民交通出版社,19972.2 结构尺寸本桥按三级公路桥梁设计,桥面净宽7米,两侧为防撞护墙。全桥采用8块预制的预应力混凝土空心板,每块板的宽度为0.99米,采用先张法施工。桥梁横断面布置如下图21。 图21 桥梁横断面(尺寸单位:cm)2.3、毛
12、截面几何特性1)、毛截面面积 板横断面如图22所示 其中: 所以得 2)、毛截面重心位置求全断面对1/2板高处的静距:则毛截面重心距板高1/2处的距离为3)、毛截面对重心的惯距图22 板断面尺寸 单位:cm第三章 内力计算3.1 恒载作用内力计算1、桥面铺装及护拦重力护栏的重力取用两侧共计15KN/m桥面铺装:为简化计算将护栏和桥面铺装的重力平均分配给每块桥板,得:2、铰和接缝重力铰的面积:接缝面积:得: 3、行车道板重力恒载总重力 :根据恒载集度计算所得恒载内力见表31 恒载内力表 表31荷载g (kN/m)L (m)M(kN.m)Q(kN)跨中1/4跨Q支点Q1/4点单块板重10.6219
13、.60509.97382.48104.0852.04全部恒载18.6419.60895.09671.32182.6791.343.2活载作用内力计算对于用现浇混凝土众向企口缝铰接的装配式板桥,可利用交接板法来计算跨中的荷载横向分布,其支点处的荷载横向分布可利用杠杆原理法进行计算。1、 计算刚度参数 式中:为板截面的抗扭刚度,板的截面简化如图31所示。按单箱截面计算:; 其中: 图31 板断面尺寸简化 单位:cm2、荷载横向分布影响线根据横向共8块板,由梁桥(上册)附表(二)“铰接板桥荷载横向分布系数表”,梁81至梁84,得到1号至4号各块板的横向影响线坐标值如表32,并据以绘制成的横向分布影响
14、图如图32。 影响线竖标值 表32板号横向影响线坐标载位1号2号3号4号5号6号7号8号1号0.0100.0200.01110.1940.2430.1990.1700.1980.1730.1420.1500.1430.1210.1160.1200.1060.0920.1040.0950.0750.0930.0880.0650.0850.0840.0600.0812号0.0100.0200.01110.1700.1980.1730.1670.1950.1700.1490.1640.1510.1270.1260.1270.1100.1000.1090.0990.0820.0970.0910.070
15、0.0890.0880.0650.0853号0.0100.0200.01110.1420.1500.1430.1490.1640.1510.1510.1710.1530.1380.1480.1390.1200.1160.1200.1070.0950.1060.0990.0820.0970.0950.0750.0934号0.0100.0200.01110.1210.1160.1200.1270.1260.1270.1380.1480.1390.1440.1600.1460.1340.1430.1350.1200.1160.1200.1100.1000.1090.1060.0920.104图32
16、各板梁荷载横向分布影响线(尺寸单位:cm)3、计算车道荷载横向分布系数 按照公路桥涵设计通用规范规定沿横向确定最不利荷载位置后,就可计算各板跨中横向分布系数。车道荷载横向分布系数按设计车道数,布置车辆荷载进行计算,其中。本桥净宽7米,按规定考虑两车道加载。计算如下:板号1:板号2:板号3:板号4:由计算结果可得,板号3车道荷载横向分布系数最大,。为了设计和施工方便,将各块板设计成同一规格,即以3号板进行设计。4、支点处荷载横向分布系数 支点处荷载横向分布系数按杠杆法进行计算, 算得。将3号板的荷载横向分布系数汇总如表33 3号板荷载横向分布系数表 表33荷载跨中四分点支点两行车0.2640.5
17、00计算图见图33:图33 3号板支点荷载横向分布影响线(尺寸单位:cm)荷载横向分布系数沿桥跨的变化按跨中到四分点处保持不变的,从四分点到支点处的区段内荷载横向分布系数呈直线变化,如图34图34 沿桥纵向m值的变化(尺寸单位:cm)5、活载作用内力计算(1)弯矩 车道荷载作用在一块板上的内力数值,可以按截面内力一般公式计算,即:式中:为冲击系数;由公路桥涵设计通用规范计算得因此,故; 是多车道桥涵的车道荷载横向折减系数,按桥规规定横向布置设计车道数为2 条时取1.00; 是沿桥跨纵向与荷载位置对应的横向分布系数; 为车道荷载的值; 沿桥跨纵向与荷载位置对应的内力影响线坐标值。跨中弯矩计算:
18、图35 跨中弯矩计算(尺寸单位:cm)1/4跨弯矩计算: 图36 1/4跨弯矩计算(尺寸单位:cm)(2)、剪力由车道荷载作用而产生的内力仍可按截面内力的一般公式进行,即 跨中剪力: 图37 跨中剪力计算(尺寸单位:cm) 1/4跨处的剪力: 图38 1/4跨剪力计算(尺寸单位:cm) 支点处的剪力: 图39 支点剪力计算(尺寸单位:cm) (3)、内力组合根据公路桥涵设计通用规范JTG D602004规定,按承载能力极限状态设计时,查得相关系数从而得如下效应组合式:将以上所得结果列表计算,以便得出控制设计的计算内力,具体计算见表34 计算内力汇总表 表34序号荷载类别弯矩(KNm)剪力(KN
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