摘 要
本次设计的桥梁名称为兴神黄河桥,全长160米,主桥采用预应力混凝土连续梁(45m+70m+45m),引桥采用预应力混凝土简支梁桥。桥梁的上部结构设计采用《桥梁博士3.0》设计软件进行结构设计和承载力验算,桥梁下部结构设计则通过规范推荐的方法进行手算。设计的最终结果经过承载能力安全校核后,结构承载力满足规范要求,可以用于实际施工。
关键词:兴神黄河桥;
桥梁博士3.0; 承载力
V
The Design of xing shen huang he continuous beam Bridge
ABSTRACT
The name of the design is Xiaoweizhuang Bridge, which is 1338.000 meters long. The main bridge is continuous beam bridge (184m+350m+184m) by prestressed concrete, and the approach bridge is a beam bridge simply supported by prestressed concrete。The design of the supperstructure is adopted by 《Doctor Bridge 3.0 》,which is a design software. The software can carry on structure design and loading the dint check calculate. The substructure is designed by the method recommended in the norm .The result of this design has been checked in load ability, and structure loading dint satisfy the norm’s request. So we can used the design result for actual construction.
Key Words: xing shen Bridge; Doctor Bridge 3.0;load abili
VI
1 概 述
1.1预应力混凝土连续梁桥概述
预应力混凝土连续梁桥以结构受力性能好、变形小、伸缩缝少、行车平顺舒适、造型简洁美观、养护工程量小、抗震能力强等而成为最富有竞争力的主要桥型之一。本章简介其发展:
由于普通钢筋混凝土结构存在不少缺点:如过早地出现裂缝,使其不能有效地采用高强度材料,结构自重必然大,从而使其跨越能力差,并且使得材料利用率低。 为了解决这些问题,预应力混凝土结构应运而生,所谓预应力混凝土结构,就是在结构承担荷载之前,预先对混凝土施加压力。这样就可以抵消外荷载作用下混凝土产生的拉应力。自从预应力结构产生之后,很多普通钢筋混凝土结构被预应力结构所代替。
当跨度很大时,连续梁所需的巨型支座无论是在设计制造方面,还是在养护方面都成为一个难题;而T型刚构在这方面具有无支座的优点。因此有人将两种结构结合起来,形成一种连续—刚构体系。这种综合了上述两种体系各自优点的体系是连续梁体系的一个重要发展,也是未来连续梁发展的主要方向。
另外,由于连续梁体系的发展,预应力混凝土连续梁在中等跨径范围内形成了
很多不同类型,无论在桥跨布置、梁、墩截面形式,或是在体系上都不断改进。在城市预应力混凝土连续梁中,为充分利用空间,改善交通的分道行驶,甚至已建成不少双层桥面形式。
在设计预应力连续梁桥时,技术经济指针也是一个很关键的因素,它是设计方案合理性与经济性的标志。目前,各国都以每平方米桥面的三材(混凝土、预应力钢筋、普通钢筋)用量与每平方米桥面造价来表示预应力混凝土桥梁的技术经济指针。但是,桥梁的技术经济指针的研究与分析是一项非常复杂的工作,三材指标和造价指标与很多因素有关,例如:桥址、水文地质、能源供给、材料供应、运输、通航、规划、建筑等地点条件;施工现代化、制品工业化、劳动力和材料价格、机械工业基础等全国基建条件。同时,一座桥的设计方案完成后,造价指针不能仅仅反应了投资额的大小,而是还应该包括整个使用期限内的养护、维修等运营费用在内。总而言之,一座桥的设计包含许多考虑因素,在具体设计中,要求设计人员综合各种因素,作分析、判断,得出可行的最佳方案。
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2 方 案 比 选
2.1 构思宗旨
(1)符合城市发展规划,满足交通功能需要。
(2)桥梁结构造型简洁,轻巧,反映新科技成就,体现人民智慧。 (3)设计方案力求结构新颖,保证结构受力合理,技术可靠,施工方便。 (4)与高速公路的等级和周边环境相宜。 (5)学习变截面梁桥的设计过程。 2.2 比选标准
在我国,安全、经济、适用、美观是桥梁设计中的主要考虑因素,安全尤为重要。 2.3 设计方案 2.3.1 设计方案一
图2.1连续梁桥布置图 单位:cm
变截面预应力混凝土连续梁桥
(1)孔径布置:45m+70m+45m,全长160m,宽12.5m。箱梁根部梁高4m,跨中梁2m,从一号块到跨中按二次抛物线变化。由桥面设有1.5%的横坡,1.8%的纵坡,其中中间标高高于两侧标高。
(2)主梁结构构造:上部结构为变截面箱梁。采用单幅单箱单室箱型形式。主要采用高强混凝土以及大吨位预应力体系来实现主梁的轻型化。
(3)下部结构:桥墩基础是连成整体的,全桥基础均采用钻孔灌注端承桩,桥墩为圆端型实体墩。
(4)施工方法:全桥整体采用悬臂节段浇筑施工法,两端桥台处使用整体现浇法。
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2.3.2 设计方案二
图2.2 简支梁桥布置图 单位:cm
等截面预应力简支T形梁桥
(1)孔径布置:4*40m,全长160m,宽21.4m.桥面设有1.5%的横坡,1.8%的纵坡,其中间标高高于外侧标高。
(2)主梁结构构造:上部结构T型梁。主要采用高强混凝土以及大吨位预应力体系来实现主梁的轻型化。
(3)下部构造:全桥基础均采用钻孔灌注端承桩,桥墩为圆端形实体墩。 (4)施工方案:全桥采用满堂支架浇筑施工法。 2.3.3 设计方案三
图2.3 中承式拱桥布置图 单位:cm
上承式拱桥
(1)孔径布置:跨径160m,,桥宽12.5m。桥面设有1.5%的双向横坡,1.8%的纵坡。立柱截面形式为矩形,宽度60cm,立柱间距3m。护栏采用金属制桥梁护栏。 (2)结构构造:主桥采用箱型混凝土钢筋混凝土拱桥,主跨160m,拱圈高1.9m,矢跨比为1/8,主梁采用单箱单室。拱圈截面形式为箱型截面。
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