设计范本桥梁博士.docx
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1、题目九江北岸连续梁上部结构设计 摘 要 本设计为九江北岸连续梁上部结构初步设计。全桥总长为240m,采用截面形式为单箱单室箱梁,设计跨径为65m+110m+65m的三跨变截面连续梁桥。依据公路桥涵通用设计规范 JTG D602004和公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D622004,通过综合运用所学过的基础理论及专业知识,独立进行桥梁设计。首先,根据地形图提出三种桥型比选方案。然后从经济、安全、美观、适用等多方面考虑,最终选定出最优方案。最后,利用桥梁博士对已选方案进行建模,输入材料特性、截面形状等结构信息,然后用桥梁博士报告模板输出每个截面的所需的钢筋面积,以此来布置预应力钢束
2、。可以根据桥梁博士输出的施工内力、活载内力、长(短)期效应组合验算、钢束验算等报告整理计算书,并绘制相关方案图及提交成果。关键词: 连续梁桥; 变截面; 悬臂法; 桥梁博士 This design for Jiujiang north shore continuously Liang superstructure preliminary design.The entire bridge total length is 240m, uses the section form for Shan Xiangdan room box Liang, the design span is the 65m+
3、110m+65m three cross variable cross-section continuous bridge.Rests on Road Arch of bridge General Design Standard JTG D60-2004 and Road Reinforced concrete And Prestressed concrete Arch of bridge Design Standard JTG D62-2004, has studied the basic theory and the specialized knowledge through the sy
4、nthesis utilization, the independence carries on the bridge design. First, according to the topographic diagram proposed three kind of bridge ratios choose the plan. Then from the economy, the security, artistic, is suitable and so on the various consideration, finally designates the synergy. Finall
5、y, to has chosen the plan using bridge doctor to carry on the modelling, the input materials behavior, the section shape isostructuralism information, then with bridge doctor reported the template outputs the area of reinforcement which each section needs, arranges the pre-stressed steel by this to
6、tie.May the construction endogenic force, the live load endogenic force which outputs according to bridge doctor, long (short) the period of validity be supposed to combine the checking calculation, the steel ties report reorganization account books and so on the checking calculation, and draws up t
7、he correlation diagram and the submission achievement.Key word: Continuous bridge; Variable cross-section; Cantilever method; Bridge doctor目 录前 言1第一章 设计说明31.1 设计依据规范和技术指标31.1.1 设计依据规范31.1.2 主要技术指标31.2 设计内容41.3 设计要求41.4 比选方案41.5 主要材料91.5.1 混凝土91.5.2 钢材101.5.3 纵向预应力管道101.5.4 锚具101.6 施工工艺10第二章 桥跨总体布置及结
8、构尺寸拟定112.1 尺寸拟定112.1.1 桥孔分跨112.1.2 截面形式112.1.3 梁高122.1.4 细部尺寸122.2 主梁分段与施工阶段的划分132.2.1 分段原则132.2.2 具体分段132.2.3 主梁施工方法及注意事项14第三章 荷载内力计算153.1 恒载内力计算153.2 内力影响线计算193.2 活载内力计算243.2.1 横向分布系数的考虑243.2.2 活载因子的计算243.2.3 活载计算结果25第四章 次内力的计算314.1 徐变收缩内力计算314.2 温度次内力计算344.3 支座沉降次内力计算37第五章 内力效应组合及包络图395.1 承载能力极限状
9、态下的效应组合395.2 正常使用极限状态下的效应组合41第六章 预应力钢束的估算、布置与验算436.1 力筋估算436.1.1 计算原理436.1.2 预应力钢束的估算476.2 预应力钢束的布置496.3 预应力损失验算及有效预应力计算506.3.1 预应力损失计算方法506.3.2 钢束预应力损失及有效应力计算结果536.3.3 预应力次力矩的计算54第七章 主梁截面验算557.1 截面强度验算557.2 截面抗裂验算597.2.1 正截面和斜截面抗裂验算597.2.2 法向拉应力607.2.3 主拉应力和主压应力61第八章 主要工程数量计算638.1 混凝土总用量计算638.1.1 梁
10、体混凝土用量计算638.1.2 桥面铺装混凝土用量计算638.2 钢绞线及锚具总用量计算638.2.1 钢绞线用量638.2.2 OVM1517型锚具用量638.2.3 波纹管总用量63参考文献64致 谢65 前 言毕业设计是高等院校在本科培养计划中最后一个重要的教学环节,目的是使学生在学院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,通过毕业设计这一环节,较为集中和专一地培养学生综合运用所学的基础理论、基本知识和基本技能,分析和解决实际问题的能力。与以往的理论教学有所不同的是,毕业设计是要求学生在老师的指导下,能够独立地、系统地完成一个工程设计,以及能掌握一个工程设计的全过
11、程,在巩固已学课程的基础上,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。毕业设计是培养学生独立工作的一种良好途径和方法,它的实践性和综合性是其它教学环节所不能替代的。连续梁桥以若干孔梁为一联,在中间支点上连续通过,属于超静定结构,适用于地质良好的桥位处。由于全梁弯矩分布比较均匀,梁的挠度也小,可节约材料,增大跨径。同时由于连续梁在支点处是连续的,路面无折角,有利于现代高速行车。连续梁桥具有整体性好、结构刚度大、变形小、抗震性能好等优点,尤其在使用上,主梁变形挠曲线平缓、桥面伸缩缝少、行车舒适。变高度梁在100米以上的大跨径连续梁中,90%为变高度连续梁。如富阳
12、富春江桥,其跨中梁高2.3m,支承处梁高5m。本设计运用到了结构力学、材料力学、结构设计原理、桥梁工程等专业学科的诸多知识,并从图书馆、网站上查阅了一些参考文献和规范资料等,力求将设计做到规范、合理、清楚。虽然该桥结构不算复杂,但整个结构设计的计算量较大,数据众多,对初学者来说难度较大。当然,也正是由此,我得到了切实的锻炼和提高机会。本次设计使我对过去所学的知识又有了进一步的加深与理解,对我以后从事桥梁方面的工作具有很好的指导意义。通过本次设计让我了解到了连续梁桥的主要特点和施工方法,了解和掌握了桥梁设计的全过程。在老师的悉心指导下,使自己培养了独自完成桥梁工程的设计计算,锻炼了综合运用专业基
13、础知识、专业知识的能力,以及培养创新的能力。限于本人水平,加之时间紧迫,难免在设计中存在一定的漏洞、缺点和错误,还恳请老师和同学们批评并指正。 2011年06月第一章 设计说明1.1 设计依据规范和技术指标1.1.1 设计依据规范(1) (2) 1.1.2 主要技术指标(1)位于广东省佛山市南海区九江镇与江门市鹤山市杰洲之间(2)(3)人群荷载3.50kN/m2(4) (5)(6)(7)(8)环境特征: (a) 地形,地貌 九江大桥穿越的地貌单元主要是珠江三角洲平原,属三角洲后缘部位,地形平坦,海拔标高24m,河网发达,主流向都由西北流向东南,属下游河段,此外,沟、渠、鱼塘密布,构成富有本地区
14、特色人工地貌景观。珠江三角洲是一个湾内复合三角洲,原是一个多岛屿的古海湾,第四系堆积为陆相,海陆交互相,沉积厚度随基底起伏而变化,一般厚度2030m。此外沿线附近偶有残丘点露。 (b) 气候特征 本区位于北回归线以南,属亚热带海洋性湿润气候。年平均气温23,7月平均气温28.0,极端高温38.2。年降雨量16191800mm之间,雨季49月,占年降雨量83%。影响我省的热带气旋年平均13.5次,在我省登陆年平均6.3次,是我省最主要的灾害性气候,610月是热带气旋影响本省的盛期,其中以79月最为频繁。受其影响常伴随暴雨。此外,早春的低温阴雨、夏初的“龙舟水”亦是灾害性气候之一。 本区雨量充沛,
15、特别是夏初及热带气旋的暴雨,地表径流强劲,早春长期的低温阴雨,有利雨水的渗透,水害往往是公路路害的直接原因或诱发原因,强劲的径流往往摧毁公路、桥梁,雨水的渗透会导致边坡坍滑。(c) 水文九江大桥位于珠江三角洲平原地带,路段河流水网密布,水系发育,主要河流有西江、北江等,统属于珠江水系。 西江、北江水系具有径流量大、水位高、汛期长、洪峰高、受潮流影响弱,含砂量低的特点,49月为汛期,洪水量占年径流量的7689%,径流年内分配不均匀,49月约占全年76%,北江径流量13100m3/s,西江径流量可达40770m3/s。(d) 区域地质构造 区域性恩平开平断褶构造带和西江断裂是本区地质构造,底层岩性
16、、地形地貌的重要分界。区域分布的地层主要有中上侏罗统百足山群、第三系红色岩系第四系松散沉积岩。本区新构造运动比较频繁,表现为大面积上升运动。另外本区频繁发生的地震运动也是新构造运动的表现之一,但对人工构造物一般不构成威胁。 (e) 地层岩性 区内分布的地层主要有中-上侏罗统百足山群、第三系红色岩系、第四系松散沉积层。1.2 设计内容(1) 熟悉设计原始资料,借阅参考书,明确设计思路; (2) 桥型方案设计; (3) 恒载、活载、混凝土收缩徐变引起的附加内力计算; (4) 荷载横向分布计算; (5) 配筋估算、应力验算及强度校核; (6) 绘制相关图纸,编写设计说明书。 1.3 设计要求 (1)
17、 设计成果提交设计说明书(论文)一本及图纸,包括桥梁总体布置图、各主要结构构件一般构造图、主梁预应力筋布置图、典型截面配筋图等。 (2) 要求论文设计思路清晰,计算准确,内容完整,书写工整,表达清楚。 (3) 图纸绘制以标准图为范本,做到规范、清晰、易读。1.4 比选方案 随着桥梁理论的不断成熟,在桥梁设计中要求桥梁经济适用、舒适安全、外形美观、技术合理。对建在城市中的桥梁还特别注重美观大方,即遵循我国桥梁设计中适用、安全、经济、美观的基本原则。由此,对于一定的建桥条件,根据侧重点的不同可能会做出基于基本要求的多种不同设计方案,只有通过技术经济等方面的综合比较才能科学的得出最合适的设计方案。
18、在桥梁设计中,基本设计原则如下: 1、使用上的要求 要有足够的承载能力,能保证行车的畅通、舒适和安全;既满足当前的需要,又考虑今后的发展;靠近城市、村镇、铁路即水利设施的桥梁还应结合各方面的要求,考虑综合利用。在特定地区,桥梁还应满足特殊要求(如地震等)。 2、适用性的要求 修建桥梁的目的是用于交通运输,因此其适用性极为重要。它要求:桥梁宽度不仅应该满足现有车辆和人群的安全通畅,还应满足今后规划年限内交通量增长的需要。桥下净空应满足泄洪、通航或通车等要求。桥梁两端应方便车辆的进出,同时便于检查和维修。建成的桥梁应保证使用年限。 3、安全性的要求 桥梁的安全至关重要,它要求桥梁在运输、安装和使用
19、的过程中,应当有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性,并具有一定的安全储备。根据桥上的交通情况,桥面应考虑设置人行道、缘石、护栏、栏杆等,以保证车辆和行人的安全。此外,桥上还应有照明设备,引桥纵坡不宜过陡,地震区桥梁应该按照抗震要求采取防震措施 。 4、经济性的要求 桥梁方案设计中,设计的经济性是首要考虑因素。桥梁设计应遵循因地制宜、就地取材和方便施工的原则,综合考虑发展远景和将来的养护维修,使其造价和养护费用综合考虑后最省。 5、舒适性的要求 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,避免车辆在桥上震动冲击。 6、美观性的要求 桥梁建筑不仅是交通工程中的重点建筑物,而且也是美化环
20、境的点缀品,桥梁应该具有优美的外形,结构布置简练,空间比例和谐,与周围环境相协调。合理的结构布局和轮廓是美观的重要因素,此外,施工质量也会影响桥梁的美观性。在城市和游览地区,要注意环保问题,较多的考虑建筑艺术。 7、技术性的要求 桥梁设计应体现现代桥梁建设的新技术。积极采用国内外的新结构、新材料、新工艺和新设备,以便于桥梁的建造和架设、减少劳动强度、加快施工进度、提高施工效率、保证工程质量和施工安全。 总的来说,桥梁设计应满足以下几个方面的要求: 1) 满足交通功能要求,符合地区的发展规划; 2) 桥梁结构造型简洁、美观,尽量采用有特色的新结构; 3) 桥型方案要保证受力合理、施工技术可靠、施
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