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1、-摘要本设计为燕子峡大桥施工图设计，设计荷载为公路-级，抗震烈度为度；无通航要求。结合桥址处地形、地貌、地质、水文等情况，拟定出三个比选方案，分别是预应力混凝土斜腿刚构桥、预应力混凝土连续梁桥及钢管混凝拱桥；依据平安、适用、经济、美观的原则确定预应力混凝土斜腿刚构桥为推荐方案，跨径布置为62m+136m+62m=165m，截面为单箱双室。采用悬臂浇注施工方法。拟定主梁纵、横断面尺寸；采用MIDAS/CIVIL6.71构造分析程序计算施工阶段和成桥后的主梁各控制截面的恒载力、活载力、温度力，分别按承载能力极限状态和正常使用极限状态进展荷载效应组合；估算预应力钢束数量并确定束数；布置钢束位置；对各
2、控制截面进展强度、应力验算，各项验算均满足公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规要求。【关键词】：预应力混凝土斜腿刚构桥；悬臂浇注施工；作用效应组合；预应力筋的布置；方案比选. z.-目 录一概述1二桥型设计方案比选31 设计方案比选概述32 方案论证4三技术指标及设计资料91 技术指标92 桥位地形、地质等资料93 材料参数10四构造体系及尺寸拟定131 设计总说明132 桥梁构造体系133 桥梁截面形式154 斜腿底座及桥台方案17五 MIDAS建模及施工方案181 模型分析182 施工技术研究20六构造力计算211 计算原则212 计算程序简介213 坐标系214 截面特性215 恒载计
3、算226 位移变形与支承反力的研究237 荷载组合及力计算258 构造恒载力计算289 构造活载力计算31七预应力筋的布置351 计算原则352 计算原理及方法353 预应力钢束布置原则354 主梁，斜腿的配束36八构造验算421 短暂状况应力验算422 持久状况应力验算443 挠度验算46九手算容481 20m分段释放预应力先法空心板的设计482 偏心桥墩的设计计算57十总结631 总结632 设计体会63致65参考文献66. z.-一 概述1、课题题目及来源、目的、意义1课题题目及来源题目：燕子峡大桥施工图设计来源：该课题作为多届毕业生的毕业设计题目，是海龙教授根据以往的实际工程改设而来的
4、，因而更具实际意义。2课题目的毕业设计是本科生的一个重要教学环节，通过毕业设计可以把本科阶段所学的知识串联起来，加以综合思考，得以应用，从而起到全面训练的目的。3 课题意义根据设计使用的原始依据及技术标准，技术规及其它参考资料，拟定尺寸，进展方案比拟，完成选定桥型上下部构造的受力计算及配筋设计，主要材料数量的计算，绘制工程图。通过这个过程熟悉桥梁设计的过程，特点，掌握桥梁的根本概念与桥规的根本容，增强综合运用各种所学知识的的能力。2、预计到达的目标、技术指标、完成课题的方案及主要措施1预计到达的目标完成尺寸的拟定，模型的建立及工程图纸的绘制，保证构造在施工阶段及使用阶段能够满足规要求。2关键理
5、论和技术斜腿刚架的计算方法，规3技术指标1、桥梁跨径：260m2、桥面净宽：净-15+2*1.0人行道3、桥跨跨径：62+136+62m4、桥面横坡：1%5、设计荷载：公路一级；人群荷载3.5KN/m26、气温：最高月平均气温380C，最低月平均气温-50C7、纵坡：1%，桥面中心为变坡点。8、设计水位：175.00，枯水位139.50，最低岩顶标高125.00，路面标高195.0353、该桥的具体情况如下所示：1. 桥址特征桥址处该河河床断面呈 “V字型峡谷断面，地质是粉砂岩。2. 桥址水文桥位跨越燕子峡，桥面距河谷底70米，设计水位：175.00，枯水位：139.50，最低岩顶标高125.
6、00，路面标高195.035，桥梁设计标高由路线纵坡控制，水位不控制设计标高。3. 气象桥址区位于亚热带大陆季风性温湿气候地区，具有四季清楚，无霜期长，日照充足，水源充足，湿光同季，雨热同季的气候特征。年平均气温15, 最高月平均气温38度，最低月平均气温-5度。本区雨量充分，年平均降水量为1223.8mm，雨水集中在410月份，实测最大24小时降雨量为344mm1989年8月。4. 航运该河流属不通航河流5. 地震地震根本烈度：根据建立部震发办1992160号，查省地震根本烈度区划图，路线所处区域地震根本烈度为度，根据公路工程抗震设计规JTJ004-89，燕子峡大桥按度设防。二 桥型设计方案
7、比选1设计方案比选概述为了获得经济、平安、适用及美观的桥梁设计，设计者需要运用丰富的桥梁理论和实践知识，依据相应的方法与步骤，进展深入细致的分析研究工作。对于一定的建桥条件，尽可能的做出根本满足要求的多种不同的设计方案，只有通过技术经济等方面的综合比拟，才能科学地得出较为完美的优化设计。预应力钢筋混凝土斜腿刚构桥是钢筋混凝土构造的一种构造类型，它具有钢筋混凝土构造的所有特点，即混凝土集料可以就地取材，因而本钱低；耐久性好，维修费用少；材料可塑性强，可以按照设计意图做成各种形状的构造，可以采用装配式构造，工业化程度高，既提高了工程质量又加快了施工速度；整体性好，构造刚度大，变形小；噪声小等。预应
8、力混凝土斜腿刚构桥的主要特点是：(1) 预应力混凝土构造，由于能够充分利用高强度材料，所以构件的截面小，自重的弯矩占总弯矩的比例大大下降，桥梁的跨越能力得到提高。(2) 与钢筋混凝土梁桥相比，一般可节省钢材30%40%，跨径越大节省越多。(3) 全预应力混凝土梁桥在使用阶段不出现裂缝，即使局部预应力混凝土梁在常遇荷载下也不出现裂缝，鉴于全截面参加工作，梁的刚度就比通常开裂的钢筋混凝土梁要大。因此，预应力混凝土梁可以显著减小建筑高度，使大跨径桥梁做得轻柔美观。由于能消除裂缝，这就扩大了对多种桥型得适应性，并提高了构造的耐久性。(4) 预应力技术的采用，不但使钢桥采用的一些施工方法在预应力混凝土梁
9、桥中得到了新的开展与应用，如悬臂拼装、顶推法和旋转施工法；而且为现代预制装配式构造提供最有效的接合和拼装手段。可根据需要在构造纵断面和竖向任意分段，施加预应力，既可集成理想的整体。此外还开展了逐段或逐孔现浇施工方法。方案比选根本原则：平安、适用、经济、美观。根据自然条件和技术条件，因地制宜，设计时应尽量考虑采用新技术、新材料、新工艺。桥梁必须实用，要有足够的承载能力，能保证行车的畅通、舒适和平安；既满足当前的需要，又考虑到未来交通的开展；桥梁建筑不仅是交通工程中的重点建筑物，而且也是美化环境的点缀品，所以设计必须精心方案比选、精心设计、精心施工，以期求得在增加投资不多的条件下，最大程度的取得桥
10、梁美观的效果。2方案论证1初拟方案序号主桥桥型跨径组合m1斜腿刚架桥62+136+62m2连续梁桥75+140+75m3下承式钢管混凝土拱桥290方案一：预应力混凝土斜腿刚架桥推荐方案1、 立面布置桥型采用斜腿刚构体系，桥梁跨径为62.0m+126.0m+62.0m，桥主梁采用单箱双室截面，斜腿采用双室空心矩形截面。桥面板为两侧各1.0m的人行道包括0.4m的栏杆和15m的行车道，共17m。斜腿的倾角为50o。2、 构造特点斜腿刚构桥的两端具有较长的伸臂长度，通过调整边跨与中跨的跨长比，可以使两端支座成为单向受压铰支座而不致向上起翘，从而改善行车条件，同时在恒载作用下边跨对主跨的跨中弯矩也能起
11、到卸载作用，有利于将主跨的梁高减薄。斜腿刚架桥的压力线和拱相似，弯矩比门式刚架小，主梁跨径缩短，支承反力有所增加，可用较小的主梁跨度来跨越深谷或其他线路，它的造型美观，施工较拱桥简单，为了减少跨中的正弯矩和挠度，并有利于采用悬臂施工，也可做成两端带斜杆的形式。刚架桥的节点系指斜腿与主梁相连接的部位，称隅节点，该节点须具有强大的刚性，以保证主梁和斜腿的可靠连接，角隅节点和主梁相连接的截面受有很大的负弯矩，因此节点缘混凝土会产生很高的压应力，而节点外缘的拉力则由钢筋承当，压力和拉力形成一对巨大的对角压力对隅节点产生不利的劈裂作用。3、受力特点刚架桥在竖向荷载作用下，斜腿除受压外，还承受弯矩，是压弯
12、构件，刚架桥在竖向荷载作用下，会产生水平推力，由于其大多数是超静定构造，所以在混凝土收缩，温度变化，墩台的不均匀沉陷和预应力作用下，会产生次应力，在施工过程中，当构造体系发生转换时，徐变也引起附加力。4、优缺点外形尺寸小，桥下净空大，桥下视野开阔，混凝土用量少，但钢筋的用量较大。从桥梁美学方面来说，在视觉上比拟美观，适合做风景区的桥型。方案二：预应力混凝土连续梁桥1. 孔径布置图2-1本方案为三跨一联预应力混凝土变截面连续梁构造，其孔径布置为75+140+75 m，全长290 m，设计主跨为140 m。连续梁桥有做成三跨一联的，也有做成多跨一联的，但一般不超过六跨。对于桥梁分孔，往往要受以下要
13、求的制约：假设采用三跨不等的桥孔布置，一般边跨长度可取为中跨的0.50.8倍，这样可使中跨跨中不致产生异号弯矩，此方案边跨比为0.54。此外，边跨跨长与中跨跨长之比还与施工方法有着密切的联系，对于采用现场浇筑的桥梁，边跨长度取为中跨长度的0.8倍时是较为经济合理的。但假设采用悬臂法施工则不然。本设计的跨度组合，根本符合以上原理要求。2. 上部构造本设计是一座公路连续箱型梁桥，采用的是单箱双室的横截面形式。桥面全宽则采用整幅(21.0+15.0)m的设计形式，桥面全宽17 m。对于梁高的设计，本设计采用变高度的直线梁，支点处梁高5.5 m，跨中梁高为2.3 m。箱型截面的顶板和底板是构造承受正负
14、弯矩的主要工作部位。本设计中采用了双面配筋，且梁底由支点处以抛物线的形式向跨中变化。底板在支点厚90 cm，在跨中厚32 cm；顶板在支点厚40 cm，在跨中厚28 cm。支点处横隔板厚250 cm。本设计中箱型梁腹板厚度在支座处为100 cm，跨中处为85cm。在顶板与腹板接头处须设置梗腋，在本设计中根据箱室的外形设置了宽30 cm，长90 cm的上部梗腋，而下部则采用了1:1的梗腋，取为3030 cm的尺寸。3. 施工方法本桥采用悬臂浇注施工方法。方案三：下承式钢管混凝土拱桥1、立面布置主桥采用钢管混凝土拱桥，跨径为290m,主拱肋分为两片，每片由四根上下弦 mm的钢管和 mm的腹杆钢管组
15、成四肢桁式断面。2、构造特点钢管混凝土是在薄壁钢管填充混凝土而形成的一种复合材料，它一方面借助填混凝土增强了钢管壁的稳定性，同时利用钢管对核心混凝土有套箍作用，使核心混凝土处于三向受压状态，从而使其具有较高的抗压强度和抗变形能力。3、受力特点钢管混凝土是主要的承载构造，它承受桥上的全部荷载，并将其传给墩台根底。钢管混凝土的力计算与施工过程有关，受吊装能力的限制。一般将拱肋分数段加工，然后吊装形成钢管拱肋桁架，此时钢管拱肋桁架重力由其自身承受，应按钢构造计算，以后随着混凝土的凝结和强度的提高，混凝土开场与钢管一起参加受力，后期拱上建筑，桥面系恒载和活载均由钢管混凝土组合截面承当。钢管混凝土构件的套箍作用使得钢管混凝土的承压能力比一般钢筋混凝土提高154%-175%。在力计算时应考虑其影响。4、施工方法本桥
