我的桥梁毕业设计计算书 - 图文(2)

2019-04-02 07:51

为均匀。一次,可以充分利用主拱截面材料的强度,使跨越能力增大。

拱桥的主要优点有:①跨越能力较大;②能充分就地取材,与混凝土梁式桥相比,可以节省大量的刚才和水泥;③耐久性能好,维修、养护费用少;④外形美观;⑤构造简单。

拱桥也有缺点:①自重较大,相应的水平推力也较大,增加了下部结构的工程量,当采用无铰拱时,对地基条件要求高;②由于拱桥的水平推力较大,在连续多孔的大、中桥梁中,为防止一孔破坏二影响全桥的安全,需要采用较复杂的措施,例如设置单向推力敦,也会增加造价。

1.2.3 方案比选

综合以上三个方案比选中的各种桥型的特点,以下列表对各种方案的不同情况进行对比分析,下面是我对上述三个方案所总结的方案比选表,将三个方案在图表中直观的进行比较。

表一:方案比选表

方案 桥型名称 一 预应力混凝土刚 构桥 二 独塔斜拉桥 130m+280m 三 中承式拱桥 109.50m+217.5m+ 109.50m ------- 2﹪ 分离式单箱单室 跨径布置(m) 80m+140m+80m 通航净空(m) 纵向坡度 截面形式 跨中梁高(m) ----- 2﹪ 分离式单箱单室 ------ 2﹪ 单箱四室截面 3.25 3.50 3.00 3.00 支点梁高(m) 8.50 主墩无支座,施 工体系转换方 便,施工技术易, 但工艺复杂,所 需设备较少 悬臂浇注法 抗扭刚度大,受 力性能好,双肢 3.25 施工工艺复杂,由于 两侧不等跨,给悬臂 施工带来一定难度 悬臂浇注法 造型新颖美观,为提 高抗风稳定性,要采 取复杂的措施 施工工艺复杂,两座吊 塔的安装和拆除比较 复杂,需要设备较多 工艺技术要求 上部结构施工 方法 双塔悬吊施工 造型新颖美观,但是拱 桥对地址要求较高,在 该地质条件下不适宜 使用效果 薄壁墩有一定的 联合强度 通过仔细比较,中承式钢管混凝土拱桥虽然造型美观,但是施工难度较大,对地

质要求高,造价也较高;斜拉桥虽然桥型美观,但适用于较大跨度,小跨度采用斜拉 桥不经济;预应力混凝土刚构桥结构受力性能较好,且施工方便,养护工程量小,造价相对而言较低。所以本设计最终确定选择双薄壁敦连续刚构桥方案。

第二章 结构的尺寸拟定 2.1 顺桥向尺寸的拟定

预应力混凝土连续梁以受力体系来分,有等截面、变截面连续梁桥、桁架连续梁 桥,连续-刚构梁桥及 V 形墩连续梁桥等。其中等截面及变截面是目前我国预应力混 凝土连续梁桥采用最多的截面形式。等截面连续梁一般适应以下情况:跨径一般为40~60m ,构造简单,施工快捷的连续梁;桥的立面布置以等跨径为宜,也可以不等跨布置,边跨与中跨之比不应小于 0.6,高跨比一般为 1/15~1/25;适应于支架施工、逐跨架设施工、移动模架施工及顶推施工等。

而变截面梁主要适用于大跨径预应力混凝土连续梁桥,本设计选用变截面预应力 混凝土连续梁。梁底立面曲线可采用圆弧线、二次抛物线及折线等,除外形高度变化 外,为满足梁内各截面受力要求,还可将截面的底板、顶板和腹板改变厚度。在本设计中梁底立面曲线选用抛物线形,底板采用变厚度。在孔径布置方面,边跨与总跨之比一般为 0.5~0.8,当边跨与中跨之比小于 0.3 时,边孔桥台支座要做成拉压式,以承受负反力。其跨径布置为 80m+140m+80,边孔与中孔跨径之比为 0.57。变高度梁的梁高与最大跨径之比,在跨中截面一般为 1/30~1/60,支点截面可选用 1/15~1/20,在本设计,跨中截面处梁高为 2.5 m,支座处梁高为 8 m。桥梁总体布置图如图2.1示。

桥梁总体布置图 图2.1

2. 2 横桥向尺寸的拟定

本设计选用分离式单箱单室的箱形截面。

⑴ 梁高、顶板厚与底板厚 在连续梁桥中,箱梁底板厚度随负弯矩的增大而逐渐加厚至根部,根部底板厚度一般为根部梁高的 1/10~1/12,以符合施工和运营阶段的要求,并在破坏阶段使中性轴尽量保持在底板以内;跨中底板厚度一般为 200~300mm,以满足跨中正负弯矩变化及板内配置预应力钢筋与普通钢筋的要求。在本设计中支座处的底板厚为 30cm,跨中处底板厚为 100cm,在支座与跨中间按抛物线形变化。

⑵ 悬臂板长度与腹板厚。

箱梁截面顶板两侧挑出的悬臂板(翼板)长度也是调节顶板内弯矩的重要因素,一般可取悬臂板长度为腹板间距之半。当配置横向预应力筋时,悬臂板应尽量外伸。本设计中悬臂板长度取为 2.750 m。箱梁腹板主要承受截面剪力和主拉应力。在预应 力连续梁桥中,弯束对荷载剪力的抵消使梁内剪应力和主拉应力较小;因此,除上述 受力因素外,考虑预应力钢筋布置及混凝土浇注后的箱梁腹板最小值一般为:腹板内无预应力束管道布置时可采用 200 ㎜;腹板内有预应力管道布置时可采用 250~300㎜;腹板内有预应力束锚固时采用 350 ㎜。在大跨径预应力混凝土连续箱梁中,腹板宽度宜从跨中向支点逐渐加宽,以承受支点处较大剪力,一般采用 300~800 ㎜,也有达到 1m 左右者。本设计中顶板厚度取 250 ㎜,腹板厚度在跨中处各处宽均为 400㎜,在支座处两侧宽度为 700 ㎜,中间腹板宽度为由 400 到 700 渐变。箱梁截面尺寸如下图 2. 2 所示:

箱梁截面尺寸图 图 2. 2

2.3 基本材料的选用 (1)使用混凝土

箱梁采用C50号混凝土,墩身采用C40号混凝土,其他结构全部采用C30号混凝土。 (2)使用钢材

纵、横向预应力采用ASTMA416-92-270级钢绞线,标准强度为1860Mpa,直径为15.24mm,面积139mm2,弹性模量为1.9×105 Mpa,采用OLM锚具。

带肋钢筋应符合《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》GB1499-91的规定、光圆钢筋应符合《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》GB1499-91的规定。非预应力钢筋:直径≥12mm的用Ⅱ级螺纹钢筋,直径<12mm 的用Ⅰ级光圆钢筋。

(3)伸缩缝

伸缩缝采用HXC-80A定型产品 。

第三章 上部结构内力计算

3.1全桥结构单元的划分

上部结构采用挂篮分段浇筑悬臂对称施工,本次设计的单元划分以每一个施工节段自然划分为一个单元,便于模拟施工过程,而且便于验算。这样全桥从左到右共划 分86 个单元,87个截面,计算网格图如图 3.1。由于桥梁结构的对称, 仅给出了部分单元的详细划分信息:

桥梁单元划分示意图 图2.3(此图只取半幅)

3.2 全桥施工节段划分 3.2.1 桥梁划分施工分段原则

① 有利于结构的整体性,尽量利用伸缩缝或沉降缝、在平面上有变化处以及留茬而不影响质量处。

② 分段应尽量使各段工程量大致相等,以便于施工组织节奏流畅,使施工均衡。

③ 施工段数应与主要施工过程相协调,以主导施工为主形成工艺组合。工艺组合数应等于或小于施工段数。

④ 分段的大小要与劳动组织相适当,有足够的工作面。

3.2.2 施工分段划分

全桥分段为86个单元。87个节点。全桥整体采用悬臂节段浇筑施工法,两端桥台附近单元处使用整体现浇法。

单元23-26与单元61-64为0号块,接着每个单元为一个施工节段,共划分16个节段,两端1-5号单元与82-86号单元采用整体现浇,6号、81号单元为边跨合拢节段,43、44号单元为中跨合拢节段。

3.3 主梁内力计算

根据梁跨结构纵断面的布置,并通过对移动荷载作用最不利位置,确定控制截面的内力,然后进行内力组合,画出内力包络图。

3.3.1 恒载内力计算

(1)第一期恒载(结构自重) 恒载集度


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