《桥梁毕业设计计算书(图纸无法上传需要可联系我).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《桥梁毕业设计计算书(图纸无法上传需要可联系我).doc（118页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、吉林建筑建筑工程学院建筑装饰学院2011届毕业设计第一章 绪论1.1 概述预应力混凝土梁桥是采用抗压性能好的混凝土和抗拉能力较高的钢筋结合在一起建成的。根据混凝土受预压程度的不同，预应力混凝土结构可分为全预应力的和部分预应力的两种。前一种在最大使用荷载作用下混凝土不出现任何拉应力，后一种则容许出现不超过规定限制的拉应力或者裂缝。梁桥是指在结构在垂直荷载作用下，支座只产生垂直反力的的无推力的梁式体系的桥梁。预应力混凝土梁桥，按承重结构的静力体系可分为简支梁桥，悬臂和连续体系梁桥三个类型。预应力混凝土梁桥，按承重结构截面形式可分为板桥、肋梁桥和箱型梁桥三大类。预应力混凝土梁桥，按施工方法不同可分为
2、整体式梁桥和装配式梁桥。前者是将桥梁上部结构在桥位上整体现场浇注制造或整体预制安装就位；后者，是将桥梁上部结构浇筑成若干节段，在桥位上分段现浇筑或分段预制装配连接而成。预应力混凝土梁桥工程中占有重要的地位，至今绝大多数中、小跨径桥梁都属于预应力混凝土梁式结构。在100m以上的大跨径桥梁中，预应力混凝土梁桥占整个预应力混凝土桥梁总数的80%以上。1.2桥梁的组成和分类1.2.1桥梁的组成概括的说桥梁由四个部分组成，即上部结构，下部结构，支座和附属设施。上部结构是在线路上中断时跨越障碍的主要承重结构，是桥梁支座以上（无铰拱或钢架主梁底线以上）跨越桥孔的总称，当跨越桥孔的总称，当跨越幅度越大时，上部
3、也就越复杂，施工也就越复杂，难度也就相应的增加。下部结构包括桥墩，桥台和基础。支座结构包括桥跨结构与桥墩或桥台的支撑处设置的传力装置。附属设施包括桥面系，伸缩缝，桥梁与路堤衔接处的桥头搭板和锥形护坡等。1.2.2桥梁的分类桥梁按结构体系分类可以分为梁桥，拱桥，刚架桥，吊桥和组合体系桥。 梁式体系：梁式体系是以梁的抗弯能力来承受荷载的。梁式桥可分为简支梁桥，悬臂梁桥，连续梁桥。 拱式体系：拱式体系的主要承重构件是主拱圈，以承压为主。拱可分简单体系拱和组合体系拱，其中简单体系拱又有单铰拱，双铰拱，无铰拱。 刚架桥体系：刚架桥是界于梁和拱之间的一种结构体系，它是由受弯的上部结构和承压的下部结构整体结
4、合在一起的结构。 组合体系：a T型钢构桥与连续刚架桥 T型钢构桥，连续刚架桥是由梁和钢架相结合的体系b梁拱组合体系 这类体系中有系杆拱，桁架拱，刚架拱等。它们利用梁的受弯与拱的承压特点组合而成。c斜拉桥 它是由承压的塔，受拉的索和受弯的梁组合起来的结构体系。1.2.3桥梁的其它分类简述按用途划分，有公路桥，铁路桥，公路铁路两用桥，农桥，人行桥，运水桥及其他专用桥梁。按桥梁全长与跨径的不同来划分，分为特殊大桥，大桥，中桥和小桥。按主要承重结构所用材料来划分，有圬工结构桥，钢筋混凝土桥，预应力混凝土桥，刚桥和木桥。按跨越障碍的性质可分为跨河桥，跨线桥，高架桥和栈桥， 按上部结构的行车道位置。分为
5、上承式，下承式和中承式。1.3 预应力混凝梁桥的特点预应力混凝土可以看作是一种预先存储了压应力的新型混凝土材料。在钢筋混凝土受拉区域虽然布置有受力钢筋，但任不可避免地出现裂缝，因此采用预加应力来改善结构的使用性能。通过张拉预应力钢筋，使受拉区预先存备一定数值的压应力；当外荷载作用时，混凝土可不出现拉应力或者不出现超过某个限制的拉应力。对混凝土施加预压力的高强钢筋（或称力筋），既是加力工具又是提抗构件内力的受力钢筋。考虑到混凝土收缩和徐变会导致预应力大量损失而采用高强材料，是预应力混凝土结构得到广泛的应用。预应力混凝土梁桥除了具有钢筋混凝土梁桥的所有优点外，还有下述重要特点：（1） 能最有效利用
6、现代的高强材料（高强度混凝土、高强度钢材），减少构件截面，显著减低自重所占全部设计荷载的比重，增大跨越能力，并扩大混凝土结构的适用范围。（2） 与钢筋混凝土梁桥相比，一半可以节约30%40的钢材，跨径越大，节省越多。（3） 全预应力混凝土在正常使用荷载下不出现裂缝，即使是部分预应力混凝土梁，在一般荷载下也无裂缝。由于能全截面参与工作，梁的刚度比通常开裂的钢筋混凝土要大。因此，预应力混凝土梁可显著减少建筑高度，是大跨径桥梁做的轻柔美观。由于能消除裂缝，就扩大了对多种桥型的适用性，并提高了结构的耐久性。（4） 预应力技术的采用，为现代装配式结构提供了最有效的接头和拼接手段。根据需要，可在纵向、横向
7、和竖向等施加预应力，使装配式结构集成理想的整体，这就扩大了装配式桥梁的适用范围。显然，要建造好一座预应力混凝土桥梁，首先要有作为预应力筋的优质高强钢材和高强度混凝土，同时需要有一整套的预应力张拉设备和材质好、制作精度高的锚具，并且要掌握较复杂的施工工艺。1.4设计原则1.4.1设计原则桥梁是公路或城市道路的重要组成部分，特别是，大中型桥，对当地的政治经济都具有重要的意义。因此，应根据所设计桥梁的的使用任务，性质和所在路线的远景发展要求，按照运用，经济适当照顾美观的要求，进行总体规划设计。1.4.2使用上的要求1） 使用上的要求双岔公路四号桥的行车道宽度应保证车辆的安全行驶，并应满足未来30年的
8、交通量增长的需要。2） 经济上的要求坚持因地制宜、就地取材、方便施工的原则，合理选用适当的桥型。并能满足快速施工的要求以达到缩短工期的桥梁设计，以提早通车在运输上带来大的经济效益。3） 结构尺寸和构造上的要求整个桥梁结构及其各部分构件，在制造、运输。和使用过程中应具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性。4） 施工上的要求双岔公路四号桥的结构应便于制造和架设，应尽量采用先进的工艺技术和施工机械，以利于加快施工速度，保证工程质量和施工安全。5） 美观上的要求在外观上力求与周围的景致相协调。1.5方案选定1.5.1标准满足交通量的要求。桥梁结构安全，功能经济美观，以安全的经济标准保证结构腕力合理、技术
9、可靠，施工方便。方案一 梁桥梁式桥是指其结构在垂直荷载的作用下，其支座仅产生垂直反力，而无水平推力的桥梁。预应力混凝土梁式桥受力明确，理论计算较简单，设计和施工的方法日臻完善和成熟。预应力混凝土梁式桥具有以下主要特征：1）混凝土材料以砂、石为主，可就地取材，成本较低；2）结构造型灵活，可模型好，可根据使用要求浇铸成各种形状的结构；3）结构的耐久性和耐火性较好，建成后维修费用较少；4）结构的整体性好，刚度较大，变性较小；5）可采用预制方式建造，将桥梁的构件标准化，进而实现工业化生产；6）结构自重较大，自重耗掉大部分材料的强度，因而大大限制其跨越能力；7）预应力混凝土梁式桥可有效利用高强度材料，并
10、明显降低自重所占全部设计荷载的比重，既节省材料、增大其跨越能力，又提高其抗裂和抗疲劳的能力；8）预应力混凝土梁式桥所采用的预应力技术为桥梁装配式结构提供了最有效的拼装手段，通过施加纵向、横向预应力，使装配式结构集成整体，进一步扩大了装配式结构的应用范围。方案二 拱桥 拱桥的静力特点是，在竖直何在作用下，拱的两端不仅有竖直反力，而且还有水平反力。由于水平反力的作用，拱的弯矩大大减少。如在均布荷载q的作用下，简支梁的跨中弯矩为qL2/8，全梁的弯矩图呈抛物线形，而拱轴为抛物线形的三铰拱的任何截面弯矩均为零，拱只受轴向压力。设计得合理的拱轴，主要承受压力，弯矩、剪力均较小，故拱的跨越能力比梁大得多。
11、由于拱是主要承受压力的结构，因而可以充分利用抗拉性能较差、抗压性能较好的石料，混凝土等来建造。石拱对石料的要求较高，石料加工、开采与砌筑费工，现在已很少采用。由墩、台承受水平推力的推力拱桥，要求支撑拱的墩台和地基必须承受拱端的强大推力，因而修建推力拱桥要求有良好的地基。对于多跨连续拱桥，为防止其中一跨破坏而影响全桥，还要采取特殊的措施，或设置单向推力墩以承受不平衡的推力。由于双岔公路四号桥所建位置地质情况是软塑性粘土地基，无较好的持力层，故不考虑此桥型。方案三 梁拱组合桥软土地基上建造拱桥，存在桥台抵抗水平推力的薄弱环节。为此采用大吨位预应力筋以承担拱的水平推力；预应力筋的寄体是系梁，即加劲纵
12、梁，从而以梁式桥为基体，按各种梁桥的弯矩包络图用拱来加强。这样可以使桥梁结构轻型化，同时能提高这类桥梁的跨越能力。这类桥梁不仅技术经济指标先进、造价低廉，同时桥型美观，反映出力与美的统一、结构形式与环境的和谐，增加了城市的景观。方案四 斜拉桥斜拉桥的特点是依靠固定与索塔的斜拉索支撑梁跨，梁是多跨弹性支撑梁，梁内弯矩与桥梁的跨度基本无关，而与拉索的间距有关。他们适用于大跨、特大跨度桥梁，现在还没有其他类型的桥梁的跨度能超过他们。斜拉桥与悬索桥不同之处是，斜拉桥直接锚于主梁上，称自锚体系，拉索承受巨大的拉力，拉索的水平分力使主梁受压，因此塔、梁均为压弯构件。由于斜拉桥的主梁通过拉紧的斜索与塔直接相
13、连，增加了主梁抗弯、抗扭刚度，在动力特性上一般远胜于悬索桥。悬索桥的主缆为承重索，它通过吊索吊住加劲梁，索两端锚于地面，称地锚体系。斜拉桥具有施工方便、桥型美观、用料省、主梁高度小、梁底直线容易满足通航和排洪要求、动力性能好的优点，发展非常迅速，跨径不断增大。但实际跨度不大，此桥型不予考虑。综上可知：选择第一方案经济上比第三方案好；跨径上满足要求，景观与环境协调，比第二方案好；工期上较短，对整个工程进度来说不会受其影响；施工难度较小，针对当地地质情况，采用桩基，加强基础强度。所以选择第一方案作为首选。方案：预应力混凝土T桥图1-1 预应力混凝土简支梁桥（单位：cm）a 预应力混凝土简支梁桥,全
14、长70m。b 桥跨结构，共2跨，每跨35m。主梁为T型预制混凝土梁。主梁间距180cm，等截面梁高200cm，胁厚20cm，上翼缘宽度150cm。湿接30cm，上翼缘厚度为15cm。下翼缘马蹄尺寸宽40cm，高18cm，斜坡高15cm。c 墩台结构：根据原始资料，桥址下方以软塑性粘土为主，主墩基础采用1.5m的钻井灌注桩，东西边墩（桥台）采用桩基接承台。采用梯形盖梁。d 施工方案：工厂化预制预应力混凝土预应力梁，采用闸门式加桥机施工，然后后浇注桥面板，最终桥面系施工。1.5.2方案特点1） 根据设计构思宗旨，桥型方案应满足结构新颖，受力合理，技术可靠，施工方便的原则。根据设计的思路，所有桥型方
15、案都可以满足受力合理、技术可靠、施工方便的要求。2） 从结构外形上看，方案满足美观要求，与周围环境相协调。3） 从材料用量来评比，方案比较经济。4） 从施工难度上，方案所需设备较少，占用施工场地少，对地基承载能力的要求不高，现行的施工技术、施工工艺和施工设备都很完善，预应力梁桥又是当今桥梁建设中倡导的方案，所以，采用预应力简支梁桥有其固有的优点。方案具有安全，功能美观的要求，工期短，造价低，具有明显的优越性，符合实际情况予以采纳。第二章 上部结构计算2.1 设计资料及构造布置2.1.1 设计资料1桥梁跨径及桥宽 标准跨径：35.00m（墩中心距离） 主梁全长：34.96m 计算跨径：34.00m 桥面净空：净-7m+20.75 m 2 设计荷载 公路-级，每侧人行道、护栏重力的作用为5kN/m。3材料及工艺 混凝土：主梁用C50，护栏及桥面铺装用C30混凝土。 预应力钢筋采用公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）的s 15.24钢绞线，每束6根，全梁4束，fPK =1860Mpa。 普通钢筋直径大于和等于12mm的采用HRB335钢筋；直径小于12mm的均采用R235钢筋。
