(代做桥梁工程毕业设计)株洲市枫溪大桥主桥设计

                                    (代做桥梁工程毕业设计)株洲市枫溪大桥主桥设计
                                             摘  要
株洲湘江六桥(又名:枫溪大桥)全长1729.4米,其中主桥为3*45+300+3*45自锚式悬索桥,矢跨比1/5,桥梁部分长1429m(主桥570m,引桥859m)。
本毕业设计主要是关于枫溪大桥预应力混凝土连续梁桥上部结构的设计。预应力混凝土连续梁桥以结构受力性能好、变形小、伸缩缝少、行车平顺舒适、养护工程量小、抗震能力强等优点而成为最富有竞争力的主要桥型之一。
设计过程如下:
首先,进行方案比选,拟订主梁主要构造及细部尺寸,本设计采用箱形梁。主梁的高度呈二次抛物线变化,因为二次抛物线近似于连续梁桥弯矩的变化曲线。
其次,利用桥梁博士软件分析结构的内力(包括永久作用和可变作用的内力计算)。用于计算的内力组合结果也由桥梁博士计算而得,通过内力组合结果估算出纵向预应力筋的数目,然后再布置预应力钢束。
再次,计算预应力损失及二次力,二次内力包括收缩徐变次内力、温度变化次内力。
最后,进行截面强度的验算,包括承载能力极限状态和正常使用极限状态的验算。在正常使用极限状态验算中包括计算截面的混凝土法向应力验算、预应力筋的拉应力验算、截面的主应力计算等等。

关键词:枫溪大桥 预应力混凝土连续梁桥;二次内力;验算
1  绪论
1.1 工程背景
     近年来,随着株洲市经济建设的迅猛发展,城市中心区域交通日益吃紧。株洲市的交通就成为市民的一块“心病”。 交通负荷过重,制约了城市间区域的联系和城市用地开发。增加跨江的通道项目,提高道路设施的通行能力,已成为城市建设的当务之急,新建跨江桥梁迫在眉睫。株洲枫溪大桥,又名株洲湘江六桥,是该市重点工程,其建成通车,对解决城市中心区域交通拥挤状况作用显著,将为促进株洲和长株潭“金三角”经济发展发挥重要作用。
1.2 预应力混凝土连续梁桥概述
预应力混凝土桥梁是在二战前后发展起来的,当时西欧很多国家在战后缺钢的情况下,为节省钢材,各国开始竞相采用预应力结构代替部分的钢结构以尽快修复战争带来的创伤,预应力混凝土从设计理论、结构形式、结构跨度到施工方法、施工机械都有了飞跃的发展,我国的预应力混凝土结构起步晚,但近年来得到了飞速发展。现在,我国已经有了简支梁、带铰或带挂梁的T构、连续梁、桁架拱、桁架梁和斜拉桥等预应力混凝土结构体系。
预应力混凝土连续梁桥以构造受力性能好、变形小、伸缩缝少、行车平顺舒适、养护工程量小、抗震能力强等而成为最富有竟争力的主要桥型之一。随着预应力技术的发展和不断完善,尤其是悬臂、顶推等先进施工方法的出现,更使预应力混凝土连续梁桥活跃在整个桥梁工程领域,无论是城市桥梁、高架道路、山区高架栈桥,还是跨越江河的大桥,预应力混凝土连续梁桥都以它独特的魅力,而取代其他桥型成为优胜方案。此外,预应力混凝土连续梁桥具有以下特点: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,可根据使用要求浇筑成各种形状的结构;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)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;7)连续梁内力的分布较合理,其刚度大,对活载产生的动力影响较小。混凝土收缩徐变引起的变形也是较小的。
在我国,预应力混凝土连续梁虽然也在不断地发展,然而,要赶超国际先进水平,就必须解决好下面几个课题:
1. 发展大吨位的锚固张拉体系,避免配束过多而增大箱梁构造尺寸,否则混凝土保护层难以保证,密集的预应力管道与普通钢筋层迭置又使混凝土质量难以提高。
2. 在一切适宜的桥址,设计与修建墩梁固结的连续—刚构体系,尽可能不采用养护调换不易的大吨位支座。
3. 充分发挥三向预应力的优点,采用长悬臂顶板的单箱截面,既可节约材料减轻结构自重,又可充分利用悬臂施工方法的特点加快施工进度。
另外,在设计预应力连续梁桥时,技术经济指标也是一个很关键的因素,它是设计方案合理性与经济性的标志。目前,各国都以每平方米桥面的三材(混凝土、预应力钢筋、普通钢筋)用量与每平方米桥面造价来表示预应力混凝土桥梁的技术经济指针。但是,桥梁的技术经济指针的研究与分析是一项非常复杂的工作,三材指标和造价指标与很多因素有关,例如:桥址、水文地质、能源供给、材料供应、运输、通航、规划、建筑等地点条件;施工现代化、制品工业化、劳动力和材料价格、机械工业基础等全国基建条件。同时,一座桥的设计方案完成后,造价指针不能仅仅反应了投资额的大小,而是还应该包括整个使用期限内的养护、维修等运营费用在内。总而言之,一座桥的设计包含许多考虑因素,在具体设计中,要求设计人员综合各种因素,作分析、判断,得出可行的最佳方案。


目 录

1  绪论 1
1.1 工程背景  1
1.2 预应力混凝土连续梁桥概述 1
1.3 方案比选 2
1.3.1 预应力混凝土连续梁桥 2
1.3.2 斜拉桥 5
1.3.3 钢管混凝土拱桥 7
1.4 小结 8
2 细部尺寸拟定 10
2.1 上部结构尺寸拟定 10
2.1.1 顺桥向尺寸的拟定 10
2.1.2 横桥向尺寸的拟定 10
2.2 基本材料的选用 12
2.2.1 钢筋 12
2.2.2 混凝土 13
2.2.3 锚具 13
3 上部结构内力计算 14
3.1 结构计算图 14
3.2 截面几何特性计算 15
3.3 永久作用内力计算 16
3.4 可变作用内力计算 26
3.5 次内力计算 30
3.5.1 温度次内力计算 30
3.5.2 支座沉降次内力计算 31
3.5.3 收缩徐变次内力 33
3.6 作用效应组合 35
3.6.1 正常使用极限状态 35
3.6.2 承载能力极限状态设计 43
4 配筋计算 50
4.1 预应力钢筋估算 50
4.1.1 材料性能参数 50
4.1.2 计算原理 50
4.1.3 预应力钢筋数量的确定 53
4.2 预应力钢束的布置 57
5 预应力损失及有效应力的计算 59
5.1 预应力损失的计算 59
5.1.1 摩阻损失 59
5.1.2 锚具变形损失 59
5.1.3 混凝土的弹性压缩 60
5.1.4 钢束松弛损失 60
5.1.5 收缩徐变损失 61
5.2 预应力损失计算结果 61
5.2.1 7号钢束计算结果 62
5.2.2 103号钢束计算结果 67
6 强度、应力与变形验算 70
6.1强度验算 70
6.1.1 截面抗弯承载力 70
6.1.2 计算结果 71
6.2 持久状况应力验算 75
6.2.1 正截面抗裂验算(法向拉应力) 75
6.2.2 斜截面抗裂验算(主拉应力) 77
6.2.3 使用阶段预应力混凝土受压区混凝土最大压应力验算 79
6.2.4 预应力钢筋中的拉应力验算 135
6.2.5 混凝土的主压应力验算 135
6 .3 应力验算结果 81
7 下部结构计算 90
7.1 单桩构件参数信息 90
7.2 单桩承载力设计值计算 90
7.3 单桩承载力验算 90
7.4 单桩的竖向承载力验算 91
7.4.1 桩的极限承载力计算 91
7.4.2 桩的承载力设计值 92
8 施工方法 93
8.1 施工方法的选定 93
8.2 施工流程 93
8.3 注意事项 94
9 施工图设计 96
9.1 概述 96
9.2 总体布置图 96
9.3 主梁一般构造图 97
9.4 主梁预应力钢束构造图 97
毕业设计总结 98
致 谢 99
参考文献 100
附件
  开题报告
  英文译文
  英文原文
参考文献

[1] JTJ01-97,公路工程技术标准[S]. 北京:人民交通出版社,1997.                          
  [2] JTJ021-89,公路桥涵设计通用规范[S]. 北京:人民交通出版社,1989.                         
  [3] JTGD62-2004,公路钢筋砼及预应力砼桥涵设计规范[S]. 北京:人民交通出版社,2004.               
  [4] JTGD60-2004,公路桥涵设计通用规范[S]. 北京:人民交通出版社,2004.               
  [5] 颜东煌.桥梁电算[M]. 湖南:湖南大学出版社,1999.
  [6] 李传习,夏桂云.大跨度桥梁结构计算理论[M].人民交通出版社.
  [7] 徐飞,王亚君,万振江.预应力混凝土连续梁桥设计[M]. 北京:人民交通出版社,2000.
  [8] 陈宝春,郑皆连.钢管混凝土拱桥实例集[M]. 北京:人民交通出版社,2002.
  [9] 邵旭东,顾安邦.桥梁工程[M]. 北京:人民交通出版社,2003.
  [10] 叶见曙,李国平.结构设计原理[M]. 北京:人民交通出版社,2005.
  [11] A.K.Agrawal,J.N.Yang,W.L.He.Applications of Some Semiactive Control Systems to Benchmark Cable-Stayed Bridge[J].Journal Of Structural Engineering,2003:July,884-894.

 


 

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