重庆长沙一级公路新田湾大桥(连续梁桥)设计毕业设计.doc
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1、 摘 要本设计为本科学士学位毕业论文,对重庆-长沙一级公路大桥新田湾大桥进行方案比选和设计。根据“安全、经济、美观、实用”的设计原则,本论文提出三种不同的桥型方案进行比选择:方案一为预应力混凝土简支梁桥,方案二为预应力混凝土连续梁桥、方案三为预应力混凝土先简支后连续梁桥。经充分考虑桥址控制因素,施工条件,通航等多方面实际因素,最终比较采用全桥长335m,桥宽为12.25m,主桥跨径为840m预应力先简支后连续T梁桥方案。下部结构采用矩形实体、实心墩、双柱墩、嵌岩桩和群桩基础,采用盆式橡胶支座。本设计采用MIDAS程序进行桥梁建模及施工、荷载情况的模拟。在设计中,桥梁上部结构的计算着重分析了桥梁
2、在使用工程中恒载以及活载的作用,采用整体的体积以及自重系数,荷载集度进行恒载内力,活载内力的计算,并进行了荷载的组合。进行了梁的配筋计算,估算了预应力钢绞线的各种损失,并进行预应力阶段和使用阶段主梁截面的强度、变形验算和全桥应力的验算。下部结构采用矩形实体、实心墩、双柱墩、嵌岩桩和群桩基础,采用盆式橡胶支座。本设计是根据设计任务书的要求和新公路桥规相关规定进行设计的,设计中桥梁上下部结构合理严谨,方法准确,并且设计中得出的数据精确到了小数点后四位。本设计全部设计图纸采用CAD辅助设计绘制,计算机编档、排版,打印出图及论文。关键词:自重系数 荷载集度 预应力 实心墩Abstract This d
3、esign for undergraduate course bachelor degree graduation thesis . For the purpose of make the type of the bridge corresponding with the ambience and cost saving, this paper provides three different types of bridge for selection: the first one is pre-stressed concrete beam bridge ; the second one is
4、 pre-stressed concrete continuous girder bridge and the third one is Simply following the continuous girder bridge .After the comparisons of economy, appearance, characteristic under the strength and effect, entire bridge long 335m, the bridge width is 12.25m, the840m Simply following the continuous
5、 girder bridge is selected. Substructure rectangular entity, a solid pier, double-column pier, in the rock piles and piles, using pots of rubber bearings. MIDAS the design process using modeling and bridge construction, load simulation. In the design, the bridge superstructure calculated focused on
6、analysis of the bridge project in the use of dead load and live load role used and the size of the overall respect factor, load Set conduct constant Load and Live Load calculation, and the load combination. The beam reinforcement, estimated the various strands loss and the use of pre-stressed stage
7、and the stage of the main beam intensity, deformation and checking the entire bridge stress checking. Substructure rectangular entity, a solid pier, double-column pier, in the rock piles and piles, using pots of rubber bearings. The design is based on the design requirements of the mandate and the n
8、ew road and bridge the relevant provisions of the design, The next bridge design a rational structure of the Department of rigorous method is accurate, and the design drawn to the accuracy of the data after the decimal point four. The design of all design drawings using CAD drawing, computer archivi
9、ng, typesetting, printing out maps and papers.Keywords : Respect coefficient Set degrees load pre-stressed Solid Pier 64设计任务书一 题目:重庆长沙一级公路新田湾大桥(连续梁桥)设计。二 设计标准: 1主要技术指标:1)设计荷载:公路一级2)桥面宽度:2净10m,单幅桥面宽10.25m3)中央分隔带宽度1.5m4)设计洪水频率:Q1/1005)基本地震烈度:VI6)桥高由线路标高控制。2采用的设计规范(1)公路工程技术标准 (JTJ001-97)(2)公路桥涵设计通用规范 (
10、JTG D60-2004)(3)公路桥位勘测设计规范 ( JTJ062-91)(4)公路钢筋混凝土及预应力桥涵设计规范 (JTG D62-2004)(5)公路桥涵地基与基础设计规范 (JTJ024-85)(6)公路桥涵刚结构及木结构设计规范 (JTJ025-86)(7)公路勘测规范 (JTJ061-99)(8)公路工程地质勘察规范 (JTJ064-98)(9)公路工程基本建设项目设计文件编制方法 (1996年)(10)QSB/HBCPDI质量体系程序文件三设计资料: 1地质资料 给出桥址平面图和桥轴纵断面地质图、钻孔位置和地质资料表1; 根据各土岩层的成因特征、室内土岩样有关指标、标准贯入及重
11、型圆锥动力触探测试,依照JTJ064-98规范、JTJ024-85规范及工程地质手册(第三版)相关的内容,得出各土岩层的容许承载力 、抗剪强度(C、)及变形指标(Es、Eo),并结合本地区岩土工程勘察经验提出各土岩层力学强度及变形参数的综合建议值,见下表2给出,水文资料:Q1/100=93.4/s 地质资料(参见地形平面图和桥轴纵断面地质图) (1) 块石土 =0.250MPa (2) 低液限粘土 =0.180MPa (3) 中粗沙粒页岩及砂岩 W3 =0.400 MPa W2 =0.600 MPa W4 =0.250 MPa土岩层力学强度及变形指标综合建议值 表1分层号及土岩名称综合建议值E
12、oEsEoC低液限粘土4170251218012251201023130块石土72603118.52601831强风化页岩2501813030中风化页岩4002515036微风化页岩60018040四设计内容:熟悉设计资料:包括该桥所在地地区的地形、地貌、地震烈度、水文(设计水位、常水位、地下水位及水质,洪水期等)与气象情况,是否通航(跨河、跨谷和排洪),该桥所处路段的地形(直线、曲线)、里程线路坡度桥址河床横断面、钻孔位置对应里程及地质资料(土层厚度及物理力学性质)。水文及分孔计算;桥跨结构及基础形式选择,上下细部尺寸的确定;方案技术、经济比较 。参考方案:第一方案:840m预应力混凝土简支
13、梁桥,桩基础;第二方案:840m预应力混凝土连续梁桥,柱式墩台,明挖基础;第三方案:840m预应力混凝土先简支后连续梁桥;上部桥梁结构内力分析及配筋计算;下部基础工程设计分析;绘制桥梁构造及配筋图(施工图设计);桥梁施工组织设计(重点施工方法);技术经济分析及编制桥梁设计概算或施工预算目 录第一章 绪 论2一、毕业设计的目的2二、毕业设计思路2第二章 桥梁设计、施工方案选择3一、拟定桥梁图式3二、技术经济比较和最优方案的选定3三、施工方法选择5第三章 梁桥纵、横断面设计6一、 设计基本资料6二、 梁桥纵、横断面设计6第四章 主梁内力计算9一、全桥结构计算图式的确定9二、全桥施工阶段的划分9三、
14、恒载内力计算11四、活载内力计算14五、荷载组合22第五章 配筋设计41一、钢束估算41二、预应力索的布置44三、预应力损失计算45第六章 全桥应力验算47一、应力验算47二、强度验算50总结52致谢53参考文献54附录55第一章 绪 论一、毕业设计的目的毕业设计(论文)是教学计划中最后一个重要的教学环节,是培养学生综合应用所学的土木工程基础理论、基本理论和基本技能,进行工程设计或科学研究的综合训练,是前面各个教学环节的继续、深化和拓宽,是培养我们综合素质和工程实践能力的重要阶段。桥梁工程专业的毕业设计是在学完培养计划所规定的基础课、技术基础课及各类必修和选修专业课程之后,较为集中和专一地培养
15、我们综合运用所学基础理论、基本理论和基本技能,分析和解决实际问题能力。要求我们在教师指导下,独立地、系统地完成一个桥梁工程设计,以期能够掌握一个桥梁工程设计的全过程,学会考虑问题,分析问题和解决问题,并可以继续学习到一些新的专业知识,有所创新。二、毕业设计思路此次毕业设计我主要承担上部结构的设计任务。我把设计分成三个主要阶段。其一,方案比选阶段。方案比选是桥梁设计过程中的一个极其重要的内容。只有通过详细的优选,才能产生出一个良好、完美的设计方案。但是由于设计的侧重点不在于此,因而这一阶段不作详细设计。其二,结构设计阶段。结构设计是根据方案评比后的推荐方案进行设计计算,这一阶段的设计主要任务是:
16、拟定结构尺寸,进行上部结构的力学分析、构件的截面设计和配筋设计,最后进行全桥的整体刚度与稳定性验算。这一阶段量大面广,是整个设计的重点部分。其三,施工方法设计阶段。由于仅限于施工方法和施工顺序的宏观考虑,其深度不要求做施工组织设计、施工进度表、场地布置等工作,对工程概预算也只作一般性了解,因此这一阶段只画出施工方法示意图。 第二章 桥梁设计、施工方案选择一、拟定桥梁图式为了获得经济、使用、美观的桥梁设计,设计者需要运用丰富的桥梁建筑理论和实践知识,进行深入细致地分析研究工作。对于一定的建桥条件,尽可能做出基本满足要求的多种不同的设计方案,只有通过技术经济等方面的综合比较,才能科学地得出完美的最
17、有设计。本设计拟定了下面三个方案。(一)预应力混凝土简支梁桥方案图(1.1)(二)预应力混凝土连续梁桥方案图(1.2)(三)预应力混凝土简支转连续梁桥方案二、技术经济比较和最优方案的选定选定桥梁方案主要依据中选图式的技术经济指标,这些指标包括:主要材料(钢、木、水泥)用量、劳动力(包括专业技术工种)数量、全桥总造价、工期、养护费用、运营条件、有无困难工程、是否要特种机具、美观等。由于本设计只是教学的一个环节,并且受时间限制,因而这一阶段不作详细设计。表2将以上三个方案作简单比较。该桥的关键问题之一是如何在美观和经济之间找一个平衡点。 方 案 比 较 表 表 2序号 方案类别比较项目第一方案第二
18、方案第三方案预应力混凝土 简支梁(8*40m) 预应力混凝土连 续 梁 桥(8*40m)预应力混凝土简支转连续梁(8*40m)1桥宽(m)12.25 12.25 12.25 2桥长(m)3353353353工艺技术要求 已有成熟的工艺技术经验,占用施工场地较大,需用劳动力多。 技术先进,工艺要求较严格。所需设备较少。占用施工场地较少(悬臂施工法)。施工方法简单可行,施工质量可靠,实现了桥梁施工的工厂化,标准化。 因此,我在设计中选用第三种方案(先简支后连续)。该种方法的设计特点是:简支转连续是连续梁桥施工中较为常见的一种方法。一般先架设预制主梁 ,形成简支梁状态;进而再将主梁在墩顶形成连续梁体
19、系。该施工方法的主要特点是施工方法简单可行,施工质量可靠,实现了桥梁施工的工厂化,标准化和装配化。概括的讲简支转连续施工法是采用简支梁的施工工艺,却达到建造连续梁桥的目的。目前随着高等级公路的发展,为改善桥梁行车的舒适性,简支转连续梁桥在中,小跨径的连续梁桥中得到了广泛的应用。在简支转连续梁桥中由简支状态转换为连续梁桥状态的常见方法有以下几种:1将主梁内的普通钢筋在墩顶连续;2将主梁内纵向预应力钢束在墩顶采用特殊的连接器进行连接;3在墩顶两侧一定范围内的主梁上部布设局部预应力短束来实现连接第一种方法虽然简单易行,但常在墩顶负弯矩区发生横向裂缝,影响桥梁的正常使用。方法二的效果最好,但施工困难,
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