预应力混凝土连续刚构桥毕业设计计算书.docx

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1、预应力混凝土连续刚构桥毕业设计计算书根据设计任务书要求，依据现行公路桥梁设计规范，综合考虑桥位的地质、地形条件，提出了独塔斜拉桥、上承式钢管混凝土拱桥和预应力混凝土连续钢构三个比选方案。按“安全、经济、适用、美观和有利于环保”的桥梁设计原则，分析了三个方案的优缺点。推荐预应力混凝土连续刚构作为设计方案。推荐方案以基本设计理论为基础，参考国内外成功的大跨连续钢构桥，拟定了956+4l70m+95?的跨径，主梁采用1.8次抛物线变梁高的单箱单室箱主梁，桥墩为双薄壁空心墩，桥台为轻型桥台，基础为群桩基础，施工阶段采取挂篮悬臂现浇法。对推荐方案进行了结构细部尺寸拟定，对上部结构和下部结构进行了内力计算

2、、配筋设计及控制截面强度、应力验算，变形验算等。经分析比较及验算结果表明该桥梁设计合理，符合设计任务的要求。关键词：预应力混凝土连续刚构，钢管混凝土拱桥，斜拉桥，悬臂现浇，应力验算ABSTRACTAccordingtothedesignrequirements,theexistingdesignspecificationofhighwaybridge,consideringthegeologyandterrainconditionsofthebridgesite,afterpreliminaryselection,threebridgetypeschemasarepresented,theya

3、recable-stayedbridge,archbridgeandprestressedconcretecontinuousrigidframebridge.Thencomparingtheadvantagesanddisadvantagesofthreeoptionscomprehensivelybythephilosophyofbridgedesignas“Security,Economy,Application,BeautyandEnvironmentalProtection,z.ThePCcontinuousrigidframebridgeisselectedastherecomme

4、ndedschemeaftertheselections.Thisprojectisbasedonthebasictheoryofbridgedesignandtakethedomesticandinternationalsuccessfuldesignsforexample,finallychoseaspancombinationof95m+4170?+95/7?.ThedepthofSinglecellboxgirdervariesasthesecond-degreeparabola,thepierisadoublethin-wallhollowpier,theabutmentisligh

5、tabutment,thefoundationisgroupedpilesfoundation,andthethehangingbasketcantilevercastingconstructionmethod.Throughdrawingupofstructuresdimensionandthendesigntheupperandlowerpartofthestructure,suchascalculatedtheinternalforceofdeadandlivingload,prestressedsteeldesign,checkingthestrengthandstressofcont

6、rolcross-section.Finally,checkforliveloaddeformation.Checkedbythecomparisonandanalysisshowthatthedesignmethodofcalculationiscorrect,andthedistributionofreinforcementisReasonable,sothisdesignmeetthedesignrequirements.Keyword:prestressedconcretecontinuousrigidframebridge,doublethin-wallhollowpier,cant

7、ilevercastingconstruction第一章概述11. 1地质条件11.2 主要技术指标11.3 设计规范及标准1第二章方案比选22.1概述22. 2比选原则22. 3比选方案22. 3.1预应力混凝土连续刚构桥23. 3.2上承式钢管混凝土拱桥32.3.34. 斜拉桥45. 4方案比较5第三章预应力混凝土连续梁桥总体布置83. 1桥型布置83.2 桥孔布置83.3 桥梁上部结构尺寸拟定83.4 桥梁下部结构尺寸拟定103.5 本桥使用材料113.6 毛截面几何特性计算11第四章荷载内力计算124. 1模型简介124.2全桥结构单元的划分124.2.1划分单元原则124.2.2桥梁

8、具体单元划分124.3全桥施工节段的划分124.3.1桥梁划分施工分段原则124. 3.2施工分段划分134.4恒载、活载内力计算144.4.1恒载内力计算144.4.2悬臂浇筑阶段内力154.4.3边跨合龙阶段内力164.4.4次边跨合龙阶段内力174.4.4中跨合龙阶段内力184. 4.5活载内力计算194.5其他因素引起的内力计算214.5.1温度引起的内力计算214.5.2支座沉降引起的内力计算234. 5.3收缩、徐变引起的内力计算244.6内力组合274.6.1正常使用极限状态的内力组合274.6.2承载能力极限状态的内力组合274.6.3主要荷载组合27第五章预应力钢束的估算与布

9、置315.1钢束估算315.1.1 按承载能力极限计算时满足正截面强度要求325.1.2 按正常使用极限状态的应力要求计算325.2预应力钢束布置355. 3预应力损失计算365. 3.1预应力与管道壁间摩擦引起的应力损失366. 3.2锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失377. 3.3混凝土的弹性压缩引起的应力损失378. 3.4钢筋松弛引起的应力损失389. 3.5混凝土收缩徐变引起的应力损失3810. 3.6有效预应力计算405.4预应力计算41第六章强度验算416. 1正截面承载能力验算417. 2斜截面承载能力验算4344第七章应力验算7.1 短暂状况预应力混凝土受弯构件应力

10、验算458. 1.1压应力验算459. 1.2拉应力验算457.2持久状况正常使用极限状态应力验算467.2.1持久状况（使用阶段）预应力混凝土受压区混凝土最大压应力验算467.2.2持久状况（使用阶段）混凝土的主压应力验算467. 2.3持久状况（使用阶段）预应力钢筋拉应力验算46第八章抗裂验算507.1 正截面抗裂验算507.2 斜截面抗裂验算51致谢53参考文献54附录：外文翻译55第一章概述1.1 地质条件图1-1桥址纵断面图1.2 主要技术指标桥面净宽：212m+0.5m(分离式)设计荷载：公路一I级行车速度：80kmh桥面横坡：2%通航要求：无温度：最高年平均温度34,最低年平均温

11、度1.3 设计规范及标准1、公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2004)o2、公路桥涵地基与基础设计规范(JTGD63-2007),3、公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2000)o4、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTGD62-2004)o5、公路桥涵后工设计规范(JTGD61-2005)第二章方案比选2.1飒桥式方案比选是初步设计阶段的工作重点，一般要进行多个方案比较。各方案均要求提供桥式布置图，图上必须标明桥跨位置，高程布置，上、下部结构形式及工程数量。对推荐方案，还要提供上、下部结构的结构布置图，以及一些主要的及特殊部位的细节处理图。设计方案的评价和比较，要全面考虑各项

12、指标，综合分析每一方案的优缺点，最后选定一个符合当前条件的最佳推荐方案。有时.，占优势的方案还应吸取其他方案的优点进一步加以改善。2.2比选原则设计从安全性、技术适用性、施工难度、设计施工周期、经济性、实用性和观赏性等几方面对各比选方案进行评比，其中安全性为主要因素。2.3比选方案根据设计任务要求,依据现行公路桥梁设计规范,综合考虑桥位地质地形条件，拟定了三个比选方案：方案一：预应力混凝土连续刚构桥方案二：上承式钢管混凝土拱桥方案三：独塔斜拉桥2.3.1预应力混凝土连续刚构桥1 .结构受力特点在高墩大跨径桥梁中，与其它结构体系比较，预应力混凝土连续刚构桥常成为最佳的桥型方案。预应力碎充分发挥了

13、高强材料的特性，具有强度高、刚度大、变形小以及抗裂性能好的优点。结构伸缩缝数量少，高速行车平顺舒适，维修工作量小，维护简单。可最大限度的应用平衡悬臂施工法，施工技术成熟，易保证工程质量。采用水平抗推刚度较小的双薄壁墩，可以减小水平位移在墩中产生的弯矩，且薄壁墩底承受的弯矩、梁体内的轴力随着墩高的增大而急剧减小。连续钢构除了保持连续梁的优点外，墩梁固结节省了大型支座的昂贵费用，减少了墩和基础的工程量，并改善了结构在水平荷载（例如地震荷载）作用下的受力性能，适用于中等以上跨径的高墩桥梁。2 .桥跨布置该桥为全预应力混凝土连续刚构桥,跨径分布为95m+4X170m+95m,桥梁总长870m,边主跨比

14、0.56。桥梁设置单向纵坡，坡度为1%。3 .横断面布置主梁采用单箱单室箱形截面，梁高按L8次抛物线变化，设计为双幅桥，单幅桥位单向双车道，桥面宽12m,横向布置为0.5m+10.75m+0.7511b桥面横坡2队4 .基础基础采用钻孔灌注桩群桩基础，桩径1.5m,桩中心距4.Om采用C40混凝土，为摩擦桩。承台为矩形承台，厚4m,两承台尺寸均为23mX14.5m,采用C40混凝土。5 .施工要点桥梁上部采用挂篮悬臂浇注施工，施工时要对称浇注，应注意立模高程的合理设置,准确控制悬浇高程，确保每个工况的设计线形，主梁边中跨合龙高差应控制在ICm以内。施工后的主梁备用预应力束孔处理如下：顶板束预留

15、孔灌浆封填，底板束预留孔留下备用，但不穿预应力束。箱梁悬浇施工时在底板上的施工孔不封堵，作为箱梁的通气孔。桥墩采用爬模法施工，两端桥台采用整体现浇。6 .总体布置图图27连续刚构桥总体布置图.3.2上承式钢管混凝土拱桥1.结构受力特点.拱桥是以受压为主的结构体系，对地基的要求比较高。.拱上立柱与主梁的弹性连接使结构成为超静定结构，并将主梁上的作用传递到主拱圈上，同时其减跨作用使主梁的高度降低，降低了结构自重。.钢管对混凝土形成了三向受压特性，使混凝土的抗压强度大大提高，作为受压为主的结构，大大的提高了材料的利用率。2 .桥跨布置该桥为上承式钢管混凝土双连拱，腹孔为连续梁式腹孔；两个拱的矢跨比均采用1/5,计算跨径320m,净矢高64m；拱轴系数取2.24；拱上立柱间距为Iom；拱圈为变高度截面，变高度截面截面高度变化按Ritter规律变化，n取0.8,拱顶高5.72m,拱脚高11.5m。3 .横断面布置连续梁式腹孔支