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1、陕西安康市平利至镇坪公路八道河桥 空腹式箱形拱桥摘要拟建桥位于平利县八道乡罗家院子以南约800m处，介于平镇三级公路（平利段）K30+356K30+450之间，跨越八道河河谷，路线与水流方向正交。桥址区位于基岩底山区小型河流的迂回曲折段，河谷两岸为山梁斜坡，左岸基岩外露，右岸突出的山梁上分部厚度不大的第四系覆盖层，谷底较平坦。桥址区属构造条件较简单的地段，无破怪性断裂存在，桥位处无不良地质现象。根据地形以及所给资料设计了三个比选方案：方案一是预应力混凝土简支T形梁桥，孔径布置:240m，桥梁总长80m；方案二为三跨等截面连续T形梁桥，孔径布置25m+30m+25m，总长80m；方案三为上承式混
2、凝土箱形拱桥，主跨65米，两测加一跨6米跨径板，孔径布置：6+72+6m，总长84m。方案比选依据安全、实用、美观的原则，最终选择方案三上承式混凝土箱形拱桥为推荐方案，拱上建筑采用梁板柱式腹孔，主梁采用标准跨径6m的实心板，板厚0.3m。拱轴系数通过试算采用1.167。 桥梁下部结构为重力式桥墩、桥台为U形桥台。本设计对盖梁、立柱及主拱圈配筋，对主拱圈、桥墩及基底进行了强度验算。关键词：拱桥；实心板；盖梁；立柱；桥墩Abstract The proposed bridge is located in Lee County, 8 Heung Ping Luo yard about 800m so
3、uth of Division, between Pingjhen 3 Road (Ping Lee paragraph) K30 +356- K30 +450 between badaohe valley across the road and the flow direction is pay. The end of the bridge site located bedrock mountain - a small section of the river twists and turns, valleys cross the ridge slopes, left bank of the
4、 bedrock exposed, prominent ridge on the right bank of the thickness segment of the Quaternary small, relatively flat bottom. Structural conditions of the bridge site belonged to a simpler site, without breaking blame of faults, the bridge is located no bad geological phenomena. According to informa
5、tion designed for terrain and the comparison of three programs: the program first, simply supported prestressed concrete T-beam bridge, aperture arrangement: 2 40 cross-bridge full 80m; program 2 for the three-span continuous T-cross section bridge, aperture arrangement 25m +30 m +25 m, length 80m;
6、Programme III for the Deck Concrete Arch Bridge, a main span 65 meters, plus the two measuring 6 meters span across one board aperture arrangement: 6 +72 +6 m length of 84m. Scheme comparison and selection based on safety, practical, aesthetic principles, the final option 3 Deck Concrete Arch Bridge
7、 with the recommended program, the arch on the building slab-column with abdominal holes, the main girder span 6m solid plate, thickness 0.3m . Arch-axis coefficient of 1.167 by using a spreadsheet.(From my own points program income) Bridge substructure for the gravity pier, abutment for the U-shape
8、d abutment. The design of the cap beams, columns and main arch ring reinforcement, the main arch ring, piers and the base for checking the strength. Key words : arch bridge；solid slab；Capping Beam；Holumn；Bridge pier目录摘要IAbstractII第一章 桥梁设计方案比选11.1方案拟定11.1.1 第一方案11.1.2 第二方案21.1.3 第三方案31.2 方案比选4第二章 推荐方
9、案尺寸拟定62.1方案简介62.2 拱上建筑尺寸拟定62.2.1 腹孔上部结构62.2.2 腹孔墩尺寸拟定62.3 拱圈截面细部尺寸的拟定72.4 桥面铺装72.5 施工方式8第三章 拱上盖梁计算93.1 分块面积法计算截面几何特性93.1.1 截面特性计算公式93.1.2 盖梁与立柱线性刚度计算93.1.3 预制板截面特性计算103.1.4 预制板永久作用效应计算123.2盖梁恒载计算14上部结构自重计算143.2.2 盖梁恒载内力计算143.3 可变荷载计算163.3.1 车道荷载标准值计算163.3.2 可变荷载横向分布系数计算163.3.3 顺桥向支座反力计算203.3.4 各支座支点
10、反力203.3.5 冲击系数和车道折减系数213.3.6 各梁永久荷载、可变荷载反力223.4 内力组合计算233.4.1 恒载加活载作用下各截面的内力233.4.2 盖梁内力汇总253.5 盖梁配筋设计与承载力校核263.5.1 正截面抗弯承载力验算263.5.2 斜截面抗剪承载力验算273.5.3 全梁承载力校核333.5.4 盖梁的裂缝及最大裂缝宽度验算343.5.5 盖梁中间段挠度验算363.5.6 盖梁悬臂段挠度验算39第四章 墩柱设计434.1 荷载计算434.1.1 恒载计算：434.1.2 汽车荷载计算434.1.3 风荷载计算444.1.4 双柱反力横向分布计算454.1.5
11、 荷载组合464.2 截面配筋计算及应力验算474.2.1 作用于墩柱顶的外力474.2.2 作用于墩柱底的外力474.2.3 截面配筋计算47第五章 主拱圈计算525.1 拱轴系数的确定525.1.1 拱圈截面特性525.1.2 积分法所用公式535.2 主拱圈截面内力计算575.2.1 拱圈弹性中心及弹性压缩系数575.2.2 弹性压缩引起的恒载内力575.3 压力线偏离拱轴线引起的内力585.4 恒载内力625.5 活载内力635.5.1 不计弹性压缩的活载内力635.5.2 计入弹性压缩的活载内力635.6 温度变化和混凝土收缩内力635.6.1 温度变化引起的内力635.6.2 混凝
12、土收缩内力665.7 荷载组合695.8 拱的整体“强度稳定”验算所需的荷载效应725.9 拱脚截面直接抗剪强度验算用的荷载效应735.9.1 自重剪力735.9.2 活载剪力735.9.3 温度作用效应745.9.4 与剪力相应的轴向力745.10 主拱圈强度验算765.10.1 公式765.10.2 拱顶到拱脚截面验算775.11 拱圈的整体“强度稳定”验算795.11.1 纵向稳定性验算795.11.2 横向稳定性验算805.11.3 拱圈配筋805.12 拱脚截面直接抗剪验算84第六章 桥墩计算866.1 拟定桥墩尺寸866. 2 荷载计算876.2.1 桥墩以上荷载计算876.2.2
13、 墩身自重计算886.2.3 土重力计算896.2.4 土压力计算906.2.5 水浮力计算916.2.6 支座摩阻力916.3 内力汇总及组合926.3.1 用最大弯矩控制组合926.3.2 用最大轴向力控制组合956.4 正截面强度与基底应力验算966.4.1 偏心矩验算966.4.2 截面强度验算966.4.3 基底应力验算976.5 抗倾覆稳定性验算986.5.1 抗倾覆验算986.5.2 抗滑动验算98参考文献100附录：外文文摘101译文106致谢111第一章 桥梁设计方案比选1.1方案拟定根据设计资料，在桥梁满足跨越障碍，承受荷载的功能要求的前提下，遵循技术先进，安全可靠，使用耐
14、久，经济合理，美观满足环保原则，并充分考虑因地制宜，就地取材，便于施工，和养护等因素。现拟定以下三个方案。 第一方案1）孔径布置本方案为预应力混凝土简支T形梁桥，孔径布置：240m，桥梁总长80m。桥型布置图见图1.1。图1.1 第一种方案桥型布置图 (尺寸单位：cm)2）桥跨结构构造主梁采用预应力混凝土T形梁，梁高2m，为跨径的1/15，腹板厚30cm，预应力用后张法施加。T形梁下部做成马蹄形，马蹄高度30cm，宽40cm，在梁端，因需加预应力钢筋锚固构件，梁端一定距离内腹板加宽。横向施加预应力，将梁横向刚性连接。3）墩台与基础桥台采用混凝土重力式U形桥台，两测桥台尺寸不相同：平利方向桥台高
15、6m，基础埋值与辉长岩，镇坪方向桥台高6.3m左右，基础埋值与弱风化砂岩。桥墩采用实体式桥墩，高度约17米左右，墩台基础根据具体的地质构造和持力层埋值深度，地质较好采用刚性扩大基础形式。4）结构受力特点简支桥为静定结构，结构内部不存在多余的内力，受力简单、明确，受桥墩不均匀下沉和支座变位的影响较小，适用于各类地质结构。但受力时，靠梁的弯矩抵抗外力，且弯矩为同一符号，跨中产生较大的弯矩，随着跨净的增长，弯矩急剧增多，对梁的承载非常不利，所以跨径不易过多。另外，简支结构连续性较差，不利于高速行车，其本身自重较大，所以不适大跨境和多跨径。5）施工方案预制T形梁并预留预应力孔洞，后张法施加预应力，起重机安置梁体，后加横向预应力，将梁体连接成一整
