溪口大桥设计毕业论文
2020-02-19 16:21:54
摘 要
本桥梁为一跨度布置为36m 60m 36m的预应力混凝土连续梁桥,桥下不通航,桥面宽度为14m,两侧人行道各1m,双向双车道布置。桥梁主梁采用变截面连续梁,预应力混凝土设计部分按照预应力混凝土A类构件进行设计,即允许桥梁结构出现拉应力,但不允许出现裂缝。施工方式为悬臂施工法,边跨在两岸采用满堂支架施工,主跨及其两侧采用悬臂浇筑法,在各跨跨中进行合龙。桥梁总跨径132m,主跨60m,属于中等跨径桥梁,设计基准周期为80年,结构环境条件为Ⅱ级。横断面跨中截面梁高2.3m,支点截面梁高3.5m,采用二次曲线过渡。
Abstract
The bridge is a prestressed concrete continuous beam bridge with a span of 36m 60m 36m. The bridge is not navigable under the bridge, the width of the bridge deck is 14m, the sidewalks on both sides are 1m each, and the two-way two-lane arrangement is carried out. The bridge main beam adopts variable cross section continuous beam, and the prestressed concrete design part is designed according to the prestressed concrete class A member, that is to say, the tensile stress of the bridge structure is allowed, but no cracks are allowed. The construction mode is cantilever construction method, the side span is constructed with full hall support on both sides of the strait, and the main span and its two sides are constructed by cantilever pouring method to close the dragon in the middle of each span. The total span of the bridge is 132 m and the main span is 60 m. It belongs to the medium span bridge. The design reference period of beam is 80 years, and the structural environment condition is grade II. The beam height of the middle section and the fulcrum section of the cross section are 2.3 m and 3.5 m, respectively.C50 concrete is used in the main beam structure of concrete material, C40 concrete is used in the lower structure, and 20 × 15.2 mm prestressed steel strand is used in the prestressed steel strand.
Keywords: superstructure, prestress, box girder.
目录
第1章 绪论 1
1.1毕业设计的目的 1
1.2设计项目发展情况简介 1
1.2.1设计的背景 1
1.2.2设计的意义与价值 1
1.2.3 国内外研究现状 1
第2章 方案比选 3
2.1工程背景 3
2.1.1工程概况 3
2.1.2工程地质评述 4
2.1.6设计规范 4
2.1.7设计荷载 5
2.2桥型方案 5
2.2.1拟采用的方案 6
2.2.2方案对比 8
第3章 主梁设计 10
3.1上部结构细部尺寸拟定 10
3.1.1跨径布置 10
3.1.2桥跨结构图式及尺寸拟定 10
3.1.3主要尺寸拟定 11
3.2内力计算 13
3.2.1.建立有限元模型 13
3.2.2.建模过程 14
3.2.3 荷载组合 17
3.3 预应力筋的设计与布置 21
3.3.1 预应力钢筋估算 21
第4章 PSC验算结果及支座计算 26
4.1施工阶段正截面法向应力验算 26
4.2使用阶段正截面抗裂验算 30
4.3 使用阶段斜截面抗裂验算 33
4.4使用阶段正截面压应力验算 34
4.5使用阶段斜截面主压应力验算 35
4.6使用阶段正截面抗弯验算 37
4.7 使用阶段斜截面抗剪验算 39
4.8支座的作用 41
1、竖向支座反力 43
2、水平承载力 43
3、转角 44
4、位移 44
第5章 施工流程及工艺介绍 46
5.1悬臂施工的特点 46
5.2 悬臂施工施工工艺 46
(1) 墩顶临时锚固 46
(2)墩柱旁边加临时支架 47
总结 48
参考文献 49
致谢 50
第1章 绪论
1.1毕业设计的目的
毕业设计是高等院校对本科生在培养计划中的最后一关考核,要求毕业生充分结合所学通识课、专业基础课、专业课、选修课等,查找自身不足,学习新技能,学习新知识,并与同学和老师积极交流互相帮助,最终达到学校的毕业要求。
该毕业设计是道路桥梁专业学生以后工作中会经常接触到的桥梁设计,要求对一座跨径较小、地质条件简单、施工条件较好的桥梁进行设计,对学生综合运用所学知识提出了一个更高的要求,需要学会结合规范进行较为合理的工程设计并对所设计结构进行强度、刚度、稳定性的验算,以求达到所设计结构是一个安全可靠的结构。
1.2设计项目发展情况简介
1.2.1设计的背景
溪口桥的桥址在福建省莆田市阔口村木兰溪干流处,桥梁结构形式为多跨径不通航大桥:总长度在90m左右。为了根除交通阻塞,增强道路通行能力,决定在原大桥旁边新建特大桥。随着我国经济的飞速发展,带动着改革开放先锋地区福建省经济的迅速腾飞,不光是城镇地区的发展在大踏步前进,农村地区同样迸发出新的活力,并且在连接城镇之间、城乡之间起着至关重要的作用。而连接各个地区经济发展的纽带,便是交通基础设施,溪口桥位于木兰溪干流处,具有交通量大、人流密集等特点,原有桥梁已远远不能满足现有的交通需求,迫切需要在现有基础上新建一座大桥来跟进经济发展的脚步。
1.2.2设计的意义与价值
溪口桥的建设将进一步促进木兰溪两岸的经济交流发展,为莆田市城厢区的交通基础建设做出重要贡献,推动了我国沿海地区交通系统的完善,同时也是老旧道路桥梁重建的一次良好践行,将为我国东部地区基础设施改扩建做出良好示范。
1.2.3 国内外研究现状
国外一些发达国家在桥梁修建方面现在绝大多数都是采用钢桥,比例甚至达到了百分之八十,钢桥相对于其他材料修建的桥具有强度高,耐久性好,美观环保等优点,但设计较为复杂、成本高、维护费用高。在我们国家,考虑到经济因素和修建速度等各方面原因,大多数都是采用混凝土作为修建材料,而且经过几十年的研究运用,我们国家在混凝土桥梁建设方面无论是设计还是施工等方面都已相当成熟,因此此处溪口桥的设计拟采用混凝土桥。
第2章 方案比选
2.1工程背景
2.1.1工程概况
待建桥址在河海冲淤积平原区,第四纪堆积的总厚度达到了25m,基础底部的岩层为中粒花岗岩,地基土各种各样、类型复杂,性质差异大,土质不均匀,工程地质条件不好。
表2.1 岩土层物理力学指标统计表
层号 | 土名 | 土工试验 | 标贯测试 | 重力动探测试 | ||||||
天然 含水量 w(%) | 天然容重 g (kN/m3) | 天然 孔隙比 e | 液性指数 II | 内聚力 C (Kpa) | 内磨擦角 f (°) | 压缩模量 Ee1-2 (Mpa) | 击数N63.5值(修正值) | 击数N63.5值(修正值) | ||
2 | 粘土 | 43.2 | 18 | 1.18 | 0.71 | 34.4 | 16.1 | 4.02 | ||
3 | 淤泥质土 | 44.475 | 17.2 | 1.239 | 1.53 | 9.05 | 1.7 | 2.443 | ||
4 | 中细—中粗砂 | 8.826 | ||||||||
5 | 砾卵石 | 9.448 | ||||||||
6 | 残积质粘性土 | 25.4 | 18.7 | 0.82 | 0.15 | 21.53 | 26.13 | 4.557 | 22.63 |
表2.2 地基承载力表
层号 | 土名 | 状态 | 地基土标准承载力 fk(kpa) | 压塑模量 Ee1-2 (Mpa) | 冲钻孔灌注桩 | |
桩周土摩擦力极限承载力 (kpa) | 桩端极限承载力 (kpa) | |||||
1 | 填土 | 松散—稍密 | 80-90 | 25 | ||
2 | 粉质粘土 | 软缩—可塑 | 100 | 3 | 30 | |
3 | 淤泥质粘土 | 软流塑 | 50-70 | 1.5-2.5 | 12-14 | |
4 | 含泥中细—中粗砂 | 稍密 | 110-160 | 3.9 | 20-40 | |
4-1 | 淤泥质土 | 软流塑 | 70-80 | 2.5 | ||
4-2 | 砂质粘土 | 可塑 | 180 | 6 | ||
5 | 砾卵石 | 稍密 | 380-400 | 70-80 | 4.0 | |
6 | 残积质粘性土 | 硬塑 | 220-250 | 4.5-5.5 | 50 | 2.0-2.4 |
7 | 强风化花岗岩 | 硬塑 | 500-550 | 60 | 4.0-4.5 | |
8 | 中风化花岗岩 | 坚硬 | 1500-1600 | 90 | ||
9 | 微风化花岗岩 | 坚硬 | 8000-9000 | 120 | 16.0-18.0 |
2.1.2工程地质评述
桥基持力层及基础类型:
由于中风化花岗岩上面的地基土土质性状差异大,桥梁所承受的垂直向的力较大,同时在侧向风力和地震力水平荷载的综合影响,桩基础承受一定数量的上拔作用,为了缓解桩基础在沉降方面的差异,保证桩基础的整体稳固。桩基础的持力层最好采用微风化花岗岩。
表2.3 河床横断面高程表
河 床 横 断 面 | |||
桩 号 | 标 高(m) | 桩 号 | 标 高(m) |
0 000 | 2.80 | 0 110 | -2.60 |
0 010 | 1.70 | 0 120 | -2.90 |
0 046.60 | 0.20 | 0 134.60 | -1.10 |
0 057.60 | -2.60 | 0 166.40 | 0.30 |
0 070 | -2.95 | 0 180 | 2.60 |
0 080 | -2.60 | 常水位 | 1.05 |
0 090 | -3.10 | 设计水位 | 5.10 |
0 100 | -2.80 | 桥面设计标高 | 7.80 |
标高高程采用黄海高程 |
2.1.6设计规范
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