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1、 .wd.斜拉桥毕业设计论文设计说明书课题名称 白蛇沟大桥设计 学院(部) 公路学院 专 业 桥梁工程班 级 21020601 学生姓名 闫 生 龙 学 号 2102060127 4 月 28 日至 6 月 18 日共 7 周指导教师(签字) 教学院长(签字) 2010 年 6 月 12 日摘要本桥根据设计任务要求，依据现行公路桥梁设计标准,综合考虑桥位的地质、地形条件，拟定了三个比选方案：双塔斜拉桥、连续刚构桥、地锚式悬索桥。按“实用、经济、安全、美观、环保的桥梁设计原则，比拟三个方案的优缺点之后，将双塔斜拉桥作为推荐方案，进展了斜拉桥总体布置和上部构造细部尺寸拟定，并利用Midas/Civ
2、il6.7.1建设了有限元简化模型，对全桥在施工阶段和成桥使用阶段进展受力和变形分析以及动力特性分析。经过有限元分析，对构造进展了应力强度验算和变形验算，在此根基上，对钢主梁和斜拉索还进展了疲劳验算。最后，对全桥进展了抗风评价和抗风验算。经分析比拟和验算，说明该设计计算方法正确，内力分布合理，符合设计任务的要求。关键词：方案，斜拉桥，有限元，构造分析，验算ABSTRACTAccording to request of the design task，the existing highway and bridge specification, three types of bridges are
3、 presented,which are double pylon cable-stayed bridge, PC continuous rigid frame bridge and suspension bridge, on the basis of considering the geology and terrain conditions of the bridge position. According to the principle of “practical，economical，secure，aesthetic and environment-friendly，after co
4、mparing their characters comprehensively, the double-pylon cable-stayed bridge is chosen as the main design scheme, and we have accomplished the general layout of the cable-stayed bridge and redacted the detailed dimension of the superstructure. At the same time, we have analyzed the stress, deforma
5、tion and dynamic characteristics of the bridge in its using stage and the construction stage through making finite element model by Midas/Civil 6.7.1.Moreover,based on the calculation results, the stress intensity and deformation of bridges structure was checked. On this basis, we did the checking c
6、omputations about fatigue of the steel girders and cables. In the finally，we did the wind resistance assessment and checking computation. Through comparison and checking computations，it shows the calculation method of this design is right, the internal forces distributing is reasonable, and it is sa
7、tisfied with the requirement of the design task.Key words:Designs,Cable-stayed bridge,Finite element,Structural analysis,Checking computations目 录概述1第一章方案比选21.1 桥型方案设计概述21.1.1 桥型方案设计原则21.1.2 桥梁设计方案概述21.2 主桥桥型方案设计31.2.1 方案一：双塔斜拉桥31.2.2 方案二预应力混凝土连续刚构桥51.2.3 方案三: 地锚式悬索桥51.3 桥型方案比选8第二章总体设计102.1 技术指标与设计资料
8、102.1.1 技术标准102.1.2 材料参数102.1.3 设计标准及标准112.2 构造构造与总体设计112.2.1 方案构思与总体设计112.2.2 主梁设计122.3 索塔设计142.3.1 索塔尺寸的拟定152.3.2 索塔根基172.4 斜拉索设计172.5 辅助墩、过渡墩及根基182.5.1 辅助墩及根基182.5.2 过渡墩及根基182.6 施工方案设计192.6.1 索塔施工192.6.2 主梁施工192.7 桥面系设计192.7.1 钢桥面的铺装192.7.2 伸缩缝202.7.3 防撞护栏20第三章构造建模213.1 计算理论213.1.1 未知荷载系数法213.1.2
9、 未闭合配合力223.2 计算参数223.2.1材料参数223.2.2作用标准及参数233.3 作用及其组合233.3.1 作用233.3.2 作用效应组合243.4 计算模型建设243.4.1 模型建设243.4.2 模型截面几何特性计算及材料参数253.4.3 边界条件253.4.4 成桥阶段索力确定26第四章成桥阶段内力计算分析294.1 斜拉桥整体静力分析294.1.1构造控制截面内力计算结果294.1.2 支撑反力计算304.1.3 主梁内力计算304.1.4 主塔内力计算334.1.5 斜拉索内力计算344.2 斜拉桥的动力特性分析35第五章施工阶段内力计算分析375.1 施工方法
10、介绍375.1.1 施工阶段划分375.1.2 主要施工阶段图示385.2 施工阶段内力分析405.2.1 主梁内力分析405.2.2 斜拉索内力分析41第六章构造验算446.1 主梁验算446.1.1 钢主梁验算446.1.2 混凝土主梁验算536.2 主塔强度验算586.2.1 验算原理586.2.2 使用阶段主塔强度验算586.3 斜拉索验算606.3.1 验算原理606.3.2 使用阶段拉索强度与疲劳验算606.4 斜拉桥变形验算626.4.1 验算原理626.4.2 斜拉桥变形验算626.5 斜拉桥抗风验算646.5.1 设计基准风速计算646.5.2 本桥的基频估算656.5.3
11、颤振临界风速计算666.5.4 颤振风速验算67第七章施工方案简述687.1 全桥施工687.2 索塔施工697.3 根基施工697.4 主梁施工69致谢70参考文献71概 述技术标准构造形式：双塔三跨式混合梁斜拉桥。跨径布置：50m+190m+460m+190m+50m=940m。桥面宽度：215m +2.0m中央分隔带+20.5m防撞栏杆=33m。设计荷载：公路I级。设计速度：80km/h。通航净空：250m20m。桥梁纵坡：0.5%。桥面铺装：70mm厚的沥青混凝土铺装。标准横坡：2%。材料参数混凝土材料：全桥混凝土标号均采用C50，其弹性模量为E=3450MPa。普通钢筋：采用I级和I
12、I级钢筋，其技术标准符合国家GB 13013-91和GB 1499-91的规定。预应力钢铰线：采用j15钢铰线,公称直径15.24mm，标准强度1860Mpa ，弹性模量为MPa,锚具采用OVM15-22型群锚系列及相应钢铰线匹配的成套产品，包括锚垫板、锚头、夹片和螺旋筋等。钢材：钢板梁横梁及防撞护栏立柱采用符合GB.T1591-94要求的低合金钢Q345-D，纵梁采用Q370，防撞护栏横梁采用符合GB/T1591-94要求的低合金钢Q370。高强度螺栓应符合GB 3077-88的要求，螺母及垫圈应符合GB 699-88的要求。普通螺栓应符合GB 700-88或GB 3077-88的要求。焊接
13、材料：焊接材料应结合焊接工艺，通过焊接工艺评定试验进展选择，保证焊缝性能不低于母材，工艺简单，焊接变形小，所选焊条，焊剂，焊丝均应符合相应国家标准的要求。气体保护焊的气体纯度应大于99.5。斜拉索钢丝及锚具：斜拉索采用直径为7mm的镀锌高强度低松弛钢丝，应符合GB 5223-85的要求。冷铸锚锚杯及螺母采用40Cr，抷件为锻件，符合YB/T 036.7要求。设计标准及标准依据的标准有：中华人民共和国行业标准公路工程技术标准JTJ001-1997中华人民共和国行业标准公路桥涵设计通用标准JTJD60-2004中华人民共和国行业标准斜拉索热挤拉索技术标准征求意见稿中华人民共和国行业标准公路斜拉桥设
14、计标准试行JTJ027-96中华人民共和国交通部标准公路钢木设计标准JTJ025-86第一章方案比选1.1桥型方案设计概述1.1.1桥型方案设计原则1适用性桥上应保证车辆和人群的安全畅通，并应满足将来交通量增长的需要。桥下应满足泄洪、安全通航等要求。建成的桥梁应保证使用年限，并便于检查和维修。2舒适与安全性现代桥梁设计越来越强调舒适度，要控制桥梁的竖向与横向振幅，防止车辆在桥上振动与冲击。整个桥跨构造及各局部构件，在制造、运输、安装和使用过程中应具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性。3经济性设计的经济性一般应占有重要位置，经济性应综合开展远景及将来的养护和维修等费用。4先进性桥梁设计应表达现代
15、桥梁建设的新技术。应便于制造和架设，应尽量采用先进工艺技术和施工机械、设备，以利于减少劳动强度，加快施工进度，保证工程质量和施工安全。1.1.2桥梁设计方案概述根据毕业设计任务书、桥址位置处地质剖面图，结合桥梁构造的设计、施工等特点，兼顾考虑构造安全、适用、经济、美观、环保等要求，参照工程实例和经历，引桥局部均采用35m跨径的预制装配式预应力混凝土箱梁桥，对主桥提出了三个式方案： 方案一:双塔斜拉桥。 方案二: 预应力混凝土连续刚构桥； 方案三:地锚式悬索桥.1.2 主桥桥型方案设计作为横跨长江的新建桥梁,桥梁的视野应开阔明朗, 梁高与桥下净高比例应相互协调,否则会产生压抑感,本桥为减小桥长, 根本按与两侧防洪堤平交且同时满足桥下泄洪水位和通航水位的设计原则来控制纵坡。因此梁体应尽可能纤细流畅,梁高不宜过高,相应的跨度应适中。基
