桥梁工程钢筋混凝土框架结构毕业设计

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1、华东交通大学毕业设计(论文)桥梁工程钢筋混凝土框架结构毕业设计目录第1章 桥梁方案比选41.1桥梁设计工程资料41.1.3 水文及工程地质41.2 桥梁方案拟定51.2.1 方案一:简支转连续分离式箱梁桥51.2.2 方案二:连续梁桥81.3 桥型方案综合比选111.3.1 拟定方案比较111.3.2 选定桥梁细部尺寸拟定11第2章 MIDAS建模152.1特性值152.1.1定义材料:152.1.2时间依存材料(收缩徐变)162.1.4截面172.1.5修改单元的材料依存特性(修改截面计算厚度)182.2 结构192.2.1节点192.2.1单元192.3 边界条件202.3.1支撑202.

2、4 静力荷载212.3.1 自重212.3.2 二期212.3.3预应力222.3.4 温度232.4 拉钢束232.4.1钢束特性值232.4.2 钢束形状242.5 移动荷载分析242.5.1移动荷载规242.5.2 车道252.5.3车辆252.5.4移动荷载工况262.6支座沉降分析272.6.1支座沉降组272.6.2支座沉降荷载工况282.7施工阶段292.7.1 施工阶段数据分析29第3章桥面板计算303.1 自由悬臂板303.1.1 永久作用303.1.2 可变作用313.1.3 荷载力组合323.2 连续单向板323.2.1 永久作用效应323.2.2 可变作用效应343.2

3、.3 可变作用效应组合363.3 截面配筋设计以及承载能力验算373.3.1 悬臂板支点截面配筋设计373.3.2 连续板跨中截面配筋设计38第4章MIDAS参数计算394.1 车道荷载计算394.2 人群荷载标准值计算394.3 二期恒载计算394.4 施工方法:40第5章里组合405.1 作用分类405.2 承载能力极限状态设计组合415.2.1 基本组合415.2.2 输出基本组合力图425.2.3 偶然组合425.3 正常使用极限状态设计组合425.3.1 作用短期效应组合425.3.2 输出短期效应组合图形435.3.3 作用长期效应组合435.3.4 输出长期效应组合图形44第6章

4、钢束计算446.1跨中截面预应力钢束估算446.2 钢束配束原则456.3 预应力钢束参数计算45第7章 截面验算477.1. 设计规477.2. 设计资料477.3. 主要材料指标477.3.1. 混凝土477.3.2. 预应力钢筋477.3.3. 普通钢筋477.4. 模型简介487.4.6. 成桥阶段487.5. 荷载组合说明487.5.1. 荷载工况说明487.5.2. 荷载组合说明497.6. 验算结果表格517.6.1. 施工阶段法向压应力验算517.6.2. 使用阶段正截面抗裂验算567.6.3. 使用阶段斜截面抗裂验算637.6.4. 使用阶段正截面压应力验算667.6.5.

5、使用阶段斜截面主压应力验算697.6.6. 使用阶段正截面抗弯验算727.6.7. 使用阶段抗扭验算74第1章 桥梁方案比选1.1桥梁设计工程资料1.1.1 方案比选原则 在桥梁方案比选中要注意以下四项主要指标:安全、功能、经济与美观,其中安全与经济最为重要。过去对桥下功能不重视,现在由于航运事业发展需要十分重视桥下通航净 空。随着经济发展和对社会环 的协调统一要求,桥梁美观也逐步被重视。 1.1.2 设计资料 道路等级:公路I 级。 设计车速:一级公路100km/h 。 设计荷载: 汽车荷载,人群3.5KN/m 。 通航等级:无通航要求。 桥面横向布置:公路I 级:桥面宽16.4 米:0.2

6、5m (防撞栏)+ 0.5m(人行道)+ 2*3.75m (快速车道)+2.5m(应急车道)+ 0.5m(人行道)+0.25(防撞栏)(三车道) 桥面铺装层:上层为10cm 厚沥青混凝土桥面铺装防水层,下层为8cm 厚 C50 桥面现浇层。 桥轴平面线型:直线。 温度影响:考虑竖向梯度温度效应;年平均温度变化 16 。 地震烈度区为度区,地震动峰值加速度为0.05g 。 1.1.3 水文及工程地质 承台底面中心高出最大冲刷线的距离为1.2m,基岩埋置在最大冲刷线以下30 m,基岩的天然湿度极限抗压强度为 10000Kpa ;基岩以上为砾粘土,比例系数m =30000kN / m4 ;桩身与土的

7、极限摩阻力为50kPa ;清底系数0.75 ;竖向容许承载力S0 为400kPa ;考虑桩入土深度影响的修正系数 0.75 ;土的摩擦角30 ;深度修正系数K 2 =2.5 ;土的浮容重 9 kN / m3。1.2 桥梁方案拟定1.2.1 方案一:简支转连续分离式箱梁桥 简支转连续梁桥型集合了简支梁桥和连续梁桥的优点。采用装配式简支梁桥具有建桥速度快、工期短、模板支架少的优点,而且每跨简支梁制造简单整体性较好、接头方便。 采用等高梁截面使得桥线优美,而且转为连续梁桥后可以避免跨中混凝土开裂导致材料无 法充分利用。因此连续梁桥不仅充分发挥了高强材料特性而且提高了混凝土抗裂性, 使 结构轻型化。对

8、于长桥选用顶推施工或简支转连续施工的桥梁多采用等跨布置,这样结构 简单统一模式,使得桥梁立面协调一致又减少构建及模板规格。此类+桥梁一般采用等跨径, 以4060m 为宜,这样可以使主梁构造简单施工快捷。 综上所述本桥设计采用4X 30 m 简支转连续梁桥。施工方法为先简支后连续。先预制箱梁,待主梁架设完毕后,连续钢束纵向由边跨向中间合拢,横向由两边向中间合拢;支座强迫位移:公路I 级:中支座可能下沉5mm 。 方案一桥型总体布置图见4X30m 先简支后连续箱梁桥总体布置图、4X30m 先简支后连续箱梁桥断面图 1.2.2 方案二:连续梁桥 预应力混凝土连续梁桥适合修建跨径30m200m 的中等

9、跨径和大跨径的桥梁,其跨径的选用与施工方法密切相关。根据经验预应力混凝土连续梁桥经济跨径是100m240m 。中跨连续梁桥一般采用不等跨布置,边跨一般为中跨的0.650.7 倍。当边跨采用中跨0.5 倍或者更小时,在桥台上需设置拉力支座或压重。两种跨度的的多跨连续梁桥相衔接时宜设置过渡跨,过渡跨的跨径一般为相邻跨径的平均值。当受到桥址地形、河床断面形式、通航净空及地质条件限制,需要修建一两个大跨而总桥不需要太长时,往往用多孔小边跨与较大的中跨相配合,跨径从中间向两边递减。当大小跨径相差悬殊时应根据具体条件设置拉力墩或压重孔。 等高截面与变高截面连续梁桥:连续梁桥的支座设计负弯矩一般比跨中大,采

10、用变高形式比较合理,主跨接近或者大于80m 时,一般采用变高截面,高度变化基本与力变化相适应。梁底曲线可采用折线、抛物线、圆曲线和正玄曲线,用的比较多的是二次抛物线。支点梁高Hs取最大跨径Lm的 1/201/ 15,变高连续梁桥跨中高Hc与最大跨径Lm的相关性不明显,一般按构造要求选择。 大中跨径可选用跨中梁高2m4.5m ,中小跨径为1m3m ,也可按H c 1/ 50 1/ 30Lm 选用跨中梁高。变高连续梁桥通常采用悬臂使用,使用阶段力分布与运营阶段力基本相似,但施工比较复杂。由于跨中梁高较小,可以有效的利用桥下通航(车)净空。 箱梁横截面形式:根据经验单箱单室截面B : A : B 1

11、: (2.5 3.0) :1,如图1-1 所示。 A:B:A=1:2.53.0:1图1-1 箱梁示意图 综上可得,根据给定设计资料,初步拟定为三跨连续梁桥35+50+35,桥梁为单箱单室截面,跨中梁高Hc = 1.2m,桥墩处梁高Hs =3m,梁底曲线采用二次抛物线。箱梁细部尺 拟定:箱梁根部底板厚度为墩顶梁高的1/ 121/ 10,箱梁跨中底板厚度按构造要求拟定。配有预应力钢筋时厚度可取20m25m ,箱梁顶板厚度首先要满足布置纵向预应力筋要求,此时取30cm 。腹板厚度选定主要取决于布置预应力筋和浇筑混凝土必要的间隙等构造要求。一般情况下按以下原则选用:腹板为无预应力筋时可以取20cm,腹

12、板有预应力筋时可以用 25cm30cm,腹板有预应力固定锚时可采用 35cm,墩顶或靠近墩顶 箱梁根部腹板需要加厚到30cm60cm 甚至可以到100cm,支点横隔板厚度取40cm60cm 。 方案二桥型总体布置图见35m+50m+35m 连续箱梁桥总体布置图、35m+50m+35m 连续箱梁桥主梁横断面图。 桥梁立面图 桥梁平面图跨中断面图 端部断面图1.3 桥型方案综合比选 1.3.1 拟定方案比较桥型方案受力图主要优点主要缺点35m+50m+35m单箱室连续箱梁桥技术先进,采用变截面布置,适合悬臂法施工,施工阶段和运营阶段桥梁力图基本一致,采用变截面结构外形美观,可节省材料并增大桥下净空

13、。采用悬臂施工时存在墩梁临时固结和体系转换的工序,施工比较复杂,此外主墩需要设置大型橡胶支座,存在氧化更换比较麻烦,施工周期比较长。4*30m简支转连续箱型梁桥桥梁构造形式和尺寸趋于标准化,有利于大规模工业化制造,可充分采用自动化机械化施工节省劳动力,提高劳动生产效率和工程质量,施工不受季节影响同时能节省大量的支架模板,避免了多跨简支桥中伸缩缝过多增加了行车舒适度横向整体性较差综合比较各方面优缺点根据施工特点和技术要求综合考虑认为4x30m简支转连续箱梁桥方案相对经济合理,所以采用4x30m 预应力分离式先简支后连续箱梁桥。1.3.2 选定桥梁细部尺寸拟定截面型式及梁高采用等截面箱梁截面梁高才用1.60m,高跨比为25。选用箱形截面主要是出于其突出的受力和构造特点。横截面尺寸每幅桥面宽为16.4m。由于采用简支转连续的施工方法,主梁先预制运输、吊装就位,因此横截面布置时应考虑到施工中的吊运能力,将每幅桥做成五个单箱单室的组合截面。其中,预支中梁顶板宽220cm,底板宽100cm;预制边梁顶板宽260cm,底板宽100cm;预支主梁采用155cm 的湿接缝,从而减少主梁的吊运质量。边、中梁均采用斜腹板,以减轻主梁自重

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