毕业设计整体式连续空心板桥Word格式.docx
《毕业设计整体式连续空心板桥Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计整体式连续空心板桥Word格式.docx（79页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
Finally,thenhandcalculatethedistributioncoefficientoflateralvehiclebridge,deadloadeffectvalueofinternalforces,theroleofLiveLoadvalues,aswellascheckingforflexuralother.Bobridgeinspectionresults.
Keywords:
constructiondesign;
theoverallHollowSlab
目录
1设计说明 1
1.1桥梁线形布置 1
1.2主要技术标准 1
1.3材料规格 1
1.4设计计算依据 1
1.5通航水位 2
1.6支座强迫位移及温差影响 2
2设计方案 3
2.1方案比选原则 3
2.2方案比选 3
2.2.1具体尺寸拟定 4
2.2.2方案比选 5
2.2.3方案工程量比较 6
2.3推荐方案 6
3上部结构效应计算 7
3.1设计特点及受力特点 7
3.1.1设计特点 7
3.1.2受力特点 7
3.2计算资料 7
3.3结构尺寸 7
3.4汽车荷载横向分布系数mc计算 9
3.5活载作用内力计算 10
3.6汽车冲击系数计算 10
3.7恒载计算 11
3.7.1桥面铺装、分隔带及护栏重力 11
3.7.2行车道板重力 11
3.8温度应力计算 11
3.8.1温度应力计算 11
3.9基础沉降应力计算 16
3.10内力组合 18
3.10.1按承载能力极限状态设计 18
3.10.2按正常使用极限状态设计 19
3.10.2.1作用短期效应组合 20
3.10.2.2作用长期效应组合 20
3.10.3计算结果 20
4普通钢筋的设计计算 28
4.1估算钢筋面积 28
4.2配筋结果 31
5截面强度验算 33
5.1基本理论 33
5.2截面换算 33
5.2.1确定中性轴的位置 33
5.2.2截面换算 33
5.3计算公式 33
6抗裂验算 40
6.1《公预规》要求 40
6.2计算 40
6.2.1正截面抗裂验算 40
6.2.2斜截面抗裂验算 40
7挠度计算 52
7.1挠度的计算与验算 52
7.1.1使用荷载作用下的挠度 52
8下部结构计算 53
8.1桥墩计算 53
8.1.1桥墩基本尺寸及受力 53
8.1.2截面设计 54
8.1.3截面复核 55
8.2空心板下部盖梁设计计算 56
8.2.1概述 56
8.2.2设计计算依据和技术标准 56
8.3墩顶截面承载力计算 68
8.4盖梁跨中截面承载力 68
9施工图设计 70
9.1概述 70
9.2总体布置图 70
9.3主梁一般构造图 70
参考文献 71
致谢 72
附录1开题报告
附录2英文文献及译文
1设计说明
1.1桥梁线形布置
平曲线半径：
本桥平面K9+255.690~K9+276.500位于圆曲线上，圆曲线要素为:
R-930,Lc-179.420,a-左13°
03′13.63″，要素桩号为：
ZY-K9+255.689,
QZ-K9+345.399,YZ-K9+435.110。
但由于圆曲线在本次设计中相比较而言影响不大，因此本次设计按直桥设计。
竖曲线半径：
本桥纵面位于-3%的桥面纵坡上。
1.2主要技术标准
跨径：
5×
13m；
施工方法：
采用支架立模现浇施工，一次成桥；
桩基采用人工挖孔施工。
设计荷载：
公路-Ⅰ级；
桥面组成：
0.5m（护栏）+9.5m（机动车道）+0.5m（护栏）；
桥面形式：
整体式空心板；
结构重要性系数：
1.0。
1.3材料规格
混凝土：
主梁、墩身、盖梁均采用C30混凝土，基桩采用C25混凝土。
普通钢筋：
R235、HRB335钢筋标准营符合GB13013-1991和GB1499-1998的规定。
凡钢筋直径大于等于12mm者，均采用HRB335热轧带肋钢筋；
凡钢筋直径小于等于12mm者，均采用R235热轧带肋钢筋，钢板应符合GB700-88规定的Q235钢板。
支座：
主桥支座采用GYZ系列支座。
伸缩缝：
全桥伸缩缝采用C-3型伸缩缝。
桥面铺装：
采用5cm沥青混凝土+5cmC40聚丙烯纤维混凝土。
1.4设计计算依据
《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）
《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）（以下均简称为《通规》）
《公路工程技术标准》JTGB01-2003
《公路圬工桥涵设计规范》（JTGD6l一2005）
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTJ023-2004
《公路桥涵地基与基础设计规范》JTJ024-85
《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000
1.5通航水位
无通航要求
1.6支座强迫位移及温度影响
根据《基规》要求，中、小桥各墩下沉1.5cm，主梁上下缘温差根据中国气象局统计得到
2设计方案
2.1方案比选原则
在桥梁方案比选中，要注意下列四项主要标准：
安全、功能、经济与美观,其中以安全与经济为重。
过去对桥下的功能重视不够，现在由于航运事业的发展，需要十分重视桥下的通航净空。
至于桥梁美观，要视经济与环境而定。
安全现在我国公路交通运输十分繁忙，车速也在不断提高。
所以在四车道中间至少要设置1m宽的中央分隔带。
城市桥梁的车道中应设0.5m的分车带或护栏以策安全。
高速公路要求更高，必须按交通部有关规定办理。
功能桥梁的功能一是跨越障碍，二是承受荷载。
具备了这两种功能的比选方案中，应选择传力路线直接、简洁的结构形式，以保证结构受力的合理性。
此外，还应考虑非正常运营条件下（如地震、风载）能保证结构功能的实施。
如在地震区修建桥梁要考虑抗震性能好的桥型。
梁式桥比拱式体系好，无铰拱比有铰拱好，整体式的比组合式的好，扩大基础比桩基础好等。
当考虑功能问题时，还要想到远景的情况，而在结构上加以某些处理是不难的。
经济评价一座桥的经济性可以从造价、养护、工期以及养护维修等方面进行。
从科学角度分析，时间就是金钱，时间就是效益。
工期短不仅可以减少管理费，而且桥梁的提前竣工通车，也会给国民经济带来巨大的宏观经济效益。
从建桥工期的长短分析经济影响时，要想到桥梁基础的施工对工期的长短影响很大，尤其在大桥施工中往往因施工方法不同施工工期差距很大。
美观我国基本建设的方针是“经济、适用和在可能条件下注意美观”，大量公路桥与铁路桥设计时应遵守这一要求，但在特大桥、城市桥以及位于风景区的桥梁，应注意选择美观的桥型方案。
因为一座桥梁往往是一个城市的标志，一个城市的骄傲。
2.2方案比选
在初始设计时，考虑到三种方案的比选，一是从桥型的角度出发，做出创新，采用单塔斜拉桥的设计。
二是从主梁截面的角度出发，采用T型截面，即装配式简支T梁。
三是从经济适用的角度出发，采用整体式连续空心板桥。
2.2.1具体尺寸的拟定
（1）单塔斜拉桥
我设计时采用单柱式主塔，两跨设计。
因为主跨与边跨的比例为：
主跨L1=（0.5~0.8）L2我在此次设计中采用L1=0.66L2即L2=47mL1=31m主塔高度与主跨比例为H/L2=1/2.7~1/4.7即主塔高度范围在9.997m~17.403m之间，此次设计中，定主塔高度为10m。
主塔为矩形截面，等截面空心体，顶部尺寸如图1拉索采用扇形布置拉索，索面间距宜为5~15m，根据设计需要，主跨间距采用6m，边跨间距采用4m。
考虑到施工的难易，对整体安全性的影响，采用塔墩梁固结体系。
安全性得到保障。
锚固点设横隔板布置锚固点，锚固点布置如图2主梁高度为1.1m高跨比一般为1/50此次设计为1/43。
高宽比不宜小于1/10此次设计高宽比为1/9.5由于桥宽为10.5m此次设计主梁截面设计为单箱单室钢筋混凝土截面，底板厚度与主跨比为1/140~1/170此次设计定为0.28m。
截面具体尺寸见比选图。
图2-2-1
图2-2-2
（2）装配式简支T梁桥
查梁桥（上册）根据桥梁具体情况设计具体尺寸：
标准跨径13m，计算跨径12.5m。
梁长12.96m梁高1.1m高跨比采用1/12肋厚梁端30cm梁端加厚长度25cm，上翼缘宽预制宽1.6m湿接缝0.5m，上翼缘厚度根部20cm板跨中15cm，边梁边缘厚度12cm。
跨径采用原方案5跨13m，桥型采用装配式简支T梁，钢筋混凝土，因其适用跨径为8~20m故采用。
主梁截面采用5片式，主梁间距一般为1.5~2.2，此次设计采用2.1m。
主梁高度范围为h=（1/11~1/18）l主梁肋宽度范围为b=0.16~0.2此次设计采用0.2m桥面横坡，由支座垫高每片主梁2、3、4号梁垫高0.042m。
具体尺寸见比选图。
（3）整体式连续空心板桥
根据设计资料及规范，设计具体尺寸：
采用一排多孔的整体式空心板，设计14个直径为50cm圆孔，圆孔间距为17cm，整体现浇连续梁桥，一次成桥。
板高70cm，顶板宽10.5m，底板宽9.83m。
悬臂长度为33.5cm，悬臂端厚12cm，根部厚26cm，具体尺寸见比选图。
2.2.2方案比选
以上两个方案再加上原方案的主要优缺点比较，如下表所示,每个方案的桥型布置图见下图,最终选出预应力混凝土连续梁桥做为捞刀河大桥的设计方案。
表2-2-1
整体式连续空心
板桥方案
独塔斜拉桥
方案
装配式简支T形梁桥
经济性
一般来说：
整体式连续空心板桥造价最低，斜拉桥造价最高，装配式
简支T形梁桥造价居中。
续表3-1
适用性
（a）主梁截面采用
空心板，减轻自重
充分利用材料
（b）建筑高度小，外
形简单，制作方便
（c）构件质量小，架
设方便
（a）主跨47米，跨度适
宜，跨越沟壑。
（b）便于无支架施工
（c）全桥只在两岸桥台处各有一伸缩缝。
（a）主梁截面采用T
形截面，稳定性高
（b）制造简单、整体
性好、接头方便
（c）全桥采用五跨简
支T形梁桥，支点处
需设置伸缩缝，对行
车有一定影响。
安全性
（a）全桥跨度适中，
用技术成熟的支架
立模现浇施工能
安全的建成，施工
方便，质量可靠，工
期短；
（b）全桥后期营运
养护费用少；
（c）行车平顺舒适。
（a）全桥跨度适中，用技术先进的悬臂浇筑法施工能安全的建成，且在施工过程中不需用大吨位悬臂吊机和运输预制节段块件的驳船，但是，在浇筑一个节段混凝土过程中要分阶段调索，工艺复杂，且挂篮和斜拉索之间的套管定位难度较大，故施工繁琐，工期较长；
（b）全桥后期营运养护费用较高；
（c）行车较平顺。
用技术成熟的预制
安装法施工，建桥速
度快、工期短、模板
支架少
（b）全桥后期营运养
护费用少；
（c）行车较平顺。
美观性
全桥线条简洁明
快，与周围环境
协调好，因此，
桥型美观。
气势宏伟，与周围
环境协调好，桥型
美观。
2.2.3方案工程量比较
将每个方案的工程数量计算出来并统计,以其工程量为经济性的一个参考因素,通过比较发现,整体式连续空心板桥方案的工程量最经济,装配式简支T形梁桥方案次之,独塔斜拉桥方案在三个方案中最不经济,因此从经济性上结合上表的陈述,选择整体式连续空心板桥方案最优。
具体详见附录的工程量计算表格。
2.3推荐方案
综合上诉必选原则以及该地的实际，选取采用工期短，造价低，技术成熟的整体式连续空心板桥方案。
3.上部结构效应计算
3.1设计特点及受力特点
3.1.1设计特点
本桥上部结构为整体式连续空心板混凝土梁桥，采用支架立模现浇的方法施工，支架立模现浇的方法施工不需进行体系转换，由于该结构一次成桥，因此可按成桥结构进行分析，此次设计时借助计算机辅助计算完成，采用桥梁博士V3.02软件进行桥梁电算。
3.1.2受力特点
采用支架立模施工的连续梁桥，一次现浇成桥后支点部负弯矩很大，而中跨跨中恒载弯矩很小；
因而，截面尺寸拟定时，应根据以上弯矩分布特点，增大主梁支点附近的抗弯刚度。
3.2计算资料
标准跨径：
13.0m
计算跨径：
12.96m
公路－Ⅰ级
材料：
R235、HRB335钢筋，其技术指标见表3-2-1。
表3-2-1
种类
弹性模量Es
抗拉强度标准值
ƒsk
抗拉强度设计值
ƒsd
R235钢筋
2.1×
105MPa
235MPa
195MPa
HRB335钢筋
2.0×
335MPa
280MPa
空心板混凝土：
现浇空心板以及桥面铺装、空心板封头、防撞护栏均采用C30混凝土。
技术指标见表3-2-2。
表3-2-2
强度等级
弹性模量Ec
轴心抗压强度设计值ƒcd
轴心抗拉强度设计值ƒtd
C30
3.0×
104MPa
13.8MPa
1.52MPa
3.3结构尺寸
本桥按高速公路桥梁设计，取上部独立桥梁进行计算，桥面净宽9.5米，两侧为安全护栏，全桥采用整体式连续空心板，水泥砼铺装厚5cm，沥青砼厚5cm。
桥梁的边（1.985m）板进行计算，桥梁横断面及边板尺寸如图1，图2所示（尺寸单位：
mm）
图3-3-1
图3-3-2
图3-3-3空心板立面图（尺寸单位：
cm）
空心板的标准跨径为13m，计算跨径l＝12.96m。
空心板的具体构造见空心板一般构造图
3.4汽车荷载横向分布系数mc计算
采用刚接板法计算计算边板的mc
将本例桥宽分为5等分宽则b1=10.5/5=2.1.L=13代入公式，得
γ=1.45（b1/L）2=1.45（2.1/13）2=0.0343
β=4.06（b1/L）4=4.06（2.1/13）4=0.003
依γβ由《梁桥》（上册）第二篇表2-2-2查得η值，如表3-4-1所示：
表3-4-1
绘制边板的横向分布影响线，并在其上布置设计荷载，求出边板的横向分布系数。
则1号板的横向分布系数：
Mc=1/2（0.299+0.2563+0.2272+0.1893）
=0.4859
1号板最不利，故按1号板进行设计。
3.5活载作用内力计算
公路－Ⅰ级集中荷载Pk计算
弯矩效应：
kN
剪力效应：
Pk=1.2×
206.9=248.27kN
3.6汽车冲击系数计算
桥梁的自振频率（基频）计算
根据《通规》4.3.2中的规定，适用于连续梁的结构基频计算公式如下：
现取边跨跨中截面计算，全桥偏安全考虑采用边跨跨中截面的汽车冲击系数。
本桥各参数取值如下：
l＝13m
E＝Ec＝3.00×
104MPa=3.00×
1010N/m2。
据桥博计算可知
Ic边板=0.05491m4，
在AUTOCAD中作图量测得到边板跨中截面截面面积：
A边板跨中=0.82615m2，
G边板=A边板跨中×
γ＝0.82615×
25000＝20653.75N/m
g＝9.8（m/s2）
mc边板=G边板/g＝20653.75/9.8＝2107.53（Ns2/m2）
计算得到：
冲击系数，适用于
则：
因为＞14所以
用于正弯矩效应和剪力效应：
用于负弯矩效应：
3.7恒载计算
3.7.1桥面铺装、分隔带及护栏重力
中央分隔带及护栏的重力取用两侧共计：
6.79kN/m
桥面铺装0.1×
9.5×
24+0.1×
24=45.6kN/m
平均分配：
g1=（6.79+45.6）/9=5.82kN/m
3.7.2行车道板重力
g3边＝0.82615×
24＝19.83kN/m
恒载总重：
g边=g1+g3边=5.82+19.83=25.65kN/m
根据恒载集度计算所得恒载内力如下表：
表3-7-1恒载内力
荷载
g
（kN/m）
L
（m）
M（kN•m）
Q（kN）
跨中
1/8gL2
1/4跨
3/32gL2
Q支点
1/2gL
Q1/4点
1/4gL
边板
单块板重
19.83
13
418.9
314.18
128.89
64.45
全部恒载
25.65
541.86
406.39
166.73
83.36
3.8温度应力计算
3.8.1温度应力计算
（1）年平均温差
根据气象条件取
结构年平均温度升温为：
25°
结构年平均温度降温为：
-15
（2）梯度温差：
按《通规》4.3.10条规定，桥面铺装采用10cm厚度的温差梯度基数：
T1=14°
，T2=5.5°
，T3=0°
，竖向日照温差反温差为正温差乘以-0.5。
具体各截面弯矩和剪力值见下表。
温差应力按《公预规》附录B计算：
式中，——截面内的单元面积；
图3-8-1
——单元面积内温差梯度平均值，均以正值代入：
—
升级会员 