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    客运专线某3×90m连续钢桁桥初步设计.doc

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    客运专线某3×90m连续钢桁桥初步设计.doc

    目录摘要及关键词摘要:关键词:ABSTRACT AND KEYWORDSABSTRACT:Keywords:第1章 绪论11.1钢桥的主要特点及适用范围11.2 我国钢桥发展根况11.3 钢桥的主要结构形式21.3.1 梁式体系21.3.2 拱式体系21.3.3 组合体系21.4 本设计的主要研究内容3第2章 水文计算52.1 黎湛线某桥位水文计算设计资料52.2 设计水位和通航水位、设计流量52.2.1含特大洪水系列的频率分析计算设计水位、通航水位62.2.2 设计水位:82.2.3.通航水位102.2.4.最小二乘法计算设计流量102.3 桥下孔径112.4 非粘性土桥下河槽的一般冲刷122.5 粘性土河滩一般冲刷132.6 局部冲刷142.7 桥墩基础埋至深度计算15第3章 方案比选163.1概述163.1.1桥址概况163.1.2主要技术标准163.1.3 桥型选择的基本原则163.2连续钢桁梁方案(224+32+390+32+224)m163.2.1总体设计163.2.2主桁结构173.3 预应力混凝土变高度连续刚构桥设计方案(72+90+90+90+72m)183.3.1总体设计183.3.2梁体设计183.3.3主桥墩设计183.3.4施工方法:悬臂法施工183.4 连续钢桁拱-桁梁组合结构(100+250+100)m193.4.1总体设计193.4.2横断面设计203.4.3主桁构件设计203.4.4桥墩设计203.4.5施工方法:悬臂施工213.5 桥式方案推荐意见21第4章 主桁杆件设计224.1概述224.1.1设计资料224.2 主桁杆件设计方法及过程234.3 杆件控制内力的计算244.3.1计算模型244.3.2算法设计概述244.4 矩阵位移法概述244.5 矩阵位移法具体过程254.5.1结构离散化:254.5.2单元分析264.5.3整体分析294.5.4位移边界条件的引入304.5.5 求解结构刚度方程304.5.6内力计算314.6 ZK 活载加载的计算314.7 程序说明334.8 程序使用说明364.8.1 程序使用步骤364.8.2 输入数据表格式说明364.9 主桁杆件截面设计364.9.1 截面尺寸拟定364.9.2 建立输入数据文件374.9.3 截面尺寸设计结果374.9.4 截面几何特性计算数据384.9.5 主桁杆件主力作用下控制内力414.9.6 主桁杆件截面刚度、强度、稳定性检算434.9.7 主桁杆件截面疲劳检算504.9.8 主桁杆件承载能力以及螺栓数目计算54第5章 刚度验算及上拱度设置575.1 横向及竖向刚度的验算575.1.1 横向刚度验算575.1.2 竖向刚度验算575.2 上拱度的设置575.2.1 上拱度设计依据575.2.2 设置上拱度的几何方法和实际上拱度58第6章 桥面系设计616.1 纵梁设计616.1.1 纵梁内力计算616.1.2 纵梁截面设计与内力检算646.1.3 纵梁的总体稳定与局部稳定检算686.1.4 纵梁翼缘焊缝计算706.1.5 纵梁与横梁的连接计算706.2 横梁设计726.2.1 中间横梁内力计算726.3 端横梁内力计算776.3.1、起重横梁内力776.4 横梁截面设计与强度的检算796.4.1、横梁截面设计与强度检算796.4.2 横梁的总体与局部稳定816.4.3 横梁翼缘焊缝计算826.4.4 横梁与主桁的联接计算82第7章 节点板设计837.1 8号节点设计837.1.1 弦杆拼接计算837.1.2 节点板设计857.1.3 节点板强度检算867.2 27号节点设计917.2.1 弦杆拼接计算927.2.2 节点板设计937.2.3 节点板强度检算947.3 53号 节点设计1007.3.1 弦杆拼接计算1007.3.2 节点板设计1017.3.3 节点板强度检算102第8章 结论108结束语109参考文献110附录111附录1 源程序变量和数组说明111附录2 主桁杆件计算及各项检算源程序113附录3 结构离散图及输入文件136附录4 输出数据文件140附录5 部分杆件内力图143翻译原文146外文翻译167摘要及关键词摘要:本设计介绍了客运专线某3×90m连续钢桁桥初步设计的设计过程。根据黎湛线某桥位水文计算设计资料进行水文计算,拟定三种桥式方案:连续钢桁梁桥、钢桁架拱桥、连续刚构桥,通过从桥梁的经济、适用、美观这几方面对拟定的三种桥式方案进行综合评价,确定最终的方案连续钢梁桥方案。对连续钢桁梁桥主桁进行结构分析,通过编制Fortran程序计算主桁受力和位移等结果,拟定杆件截面尺寸,求解恒载活载组合内力作用下杆件的控制内力和节点位移,并对拟定的截面进行强度、刚度、稳定性及疲劳强度的检算。并对钢桁梁桥梁进行刚度检算、预拱度设置、桥面系纵梁横梁设计以及节点板设计。其中,主桁结构的内力分析、截面的各项检算、节点板水平截面控制剪力、桥面系的设计是本设计的主要部分。编制程序是本设计的重点内容,本程序具有对本设计的针对性还不具有广泛应用性。运用cad绘制图形和运用excl绘制图表也是主要工作之一。关键词:客运专线高速铁路,连续钢桁梁桥,主桁架,矩阵位移法,刚度检算,预拱度设置,结点板,桥面系ABSTRACT AND KEYWORDSABSTRACT: This design is introduced a 3 x 90m PDL steel truss bridge for the preliminary design of the design process. According to theLitang-zhanjiang line a siting hydrological data calculation design calculation, hydrological three bridge type continuous girder bridge, scheme: steel truss arch bridge, continuous rigid-frame bridge, through the economy, from bridge, beautiful these aspects of the three bridge type comprehensive evaluation scheme, the continuous girder bridge final solution scheme. Main truss for continuous steel truss structural analysis, Fortran programs compiled by the truss stress and displacement calculated results such as size, bar, solving the live load combinations under the action of the internal force and displacement control, and the cross-section of the strength, stiffness and stability and fatigue strength of inspection. And the steel truss beam by calculating and stiffness, arch bridge, setting beam design and longitudinal node Board design. One of the main truss structure and internal force analysis, the inspection section, node board level section control shear, bridge design is the main part of the design. This design program is the main content of this program, has pointed this design is not wide applicability.Keywords: Passenger Dedicated LinesPDL , Continuous steel truss bridge,Main truss, Matrix displacement method, By calculating and rigidity,Advance arch setting, Node board, bridge-dack第1章 绪论1.1 钢桥的主要特点及适用范围钢材是一种抗拉、抗压和抗剪强度均较高的勾质材料。由于钢材的强度高,所以钢桥具有很大的跨越能力。世界上已建造的钢筋混凝土桥(拱桥)最大跨度为390m,而钢拱桥的最大跨度为518m,悬索桥为1410m。 钢桥的构件最适合用工业化方法来制造,便于运输,工地安装的速度快,因此,钢桥的施工期限较短。 钢桥在受到破坏后,易于修复和更换。从抢修方而考虑,钢桥也较其他材料制造的桥梁优越。 但是,钢材易于锈蚀,需要经常检查和按期油该,故钢桥的养护费用要比石桥和钢筋混凝土桥高。对跨度较小的桥梁(40m以下),应尽可能采用钢筋混凝土桥或石拱桥来代替钢桥。对中等跨度和大跨度的桥梁,则应根据技术经济条件进行方案比较,决定是否采购桥方案。1.2 我国钢桥发展根况旧中国特别是清末,由于封建制度的长期统治,大大束缚了我国科学技术的发展,在钢桥发展也极其落后。自1840年鸦片战争,帝国主义为了掠夺我国的资源财富在我国领土上竞相摄取“筑路权”与“贷款权”:俄国强行修建东省铁路,德国强行修建胶济铁路;法国强行修建滇超铁路;比、英、德、俄、法诸列强乘我国兴办芦汉铁路、汁洛铁路、沪宁铁路、律浦铁路、正太铁路之机,迫使满清政府向他们贷款。在这一段时期里,我国的钢桥绝大部分是由外国人设计和监造的。 旧中国的铁路钢桥建设,由于受到当时的政治、经济和科学技术条件的限制,发展极为缓慢,其中大多数为结构简单的小跨度钢梁,主跨超过100m的只有两座钢桥:一是陇海线上的黑石关伊洛河桥,主跨为128.7m,另一是津浦线上的跃口黄河桥,主跨为1647m。解放前修建的钢梁大部分由外国制造由我国自己生产的钢梁总量还不到1000t。建国后,钢桥的到很好的发展,产钢量和桥跨长不断得到提高。从1957年建成的武汉长江大桥(公、铁两用桥,正桥为三联,每联为3x128m连续铆接钢桁梁),到1968年建成的南京长江大桥(为公、铁两用桥,上部结构的主要部分由一孔128m的简支钢桁梁和三联3X160m连续钢桁梁组成,主桁杆件采用16锰低合金钢梁桥,用铆钉连接),到1969年建成的成昆线三堆于金沙江桥(为192m的简支铆接钢桁梁),到1970年左右建成的成昆铁路安宁河桥、同模甸二桥、拉旧桥和迎水河桥(均为112m系杆拱栓焊钢桥),和1971年建成的枝城长江大桥(为公、铁两用桥,由一联5x128m和一联4x160血的连续铆接钢桁梁组成),1977年建成的密云水库白河桥,为3x128m连续栓焊钢桁梁,1982年建成的安康汉江桥为176m的斜腿刚构,新中国在钢桥方面的建设见证了我国钢桥技术不断进步。现代一来我国的钢桥建造设计技术早已跨入世界先进行列,不断出现的桥梁就是很好反映我国钢桥建造的建造水平,想武汉长江大桥,南京长江大桥。以下表1-1是自2000年以后建造的部分钢桥。表1-1 我国2000年后部分钢桥桥名桥型主跨(m)备注上海卢浦公路桥钢拱桥550南京长江三桥钢斜拉桥648润扬长江公路大桥悬索桥1490香港昂船洲公路大桥钢斜拉桥1018苏通长江公路大桥钢斜拉桥1018舟山西堠门公路大桥悬索桥1650重庆朝天门长江公路大桥系杆拱桥552武汉天兴洲长江公铁路大桥钢斜拉桥504四线铁路六线公路南京大胜关公贴路长江大桥钢桁拱336四线铁路两线城铁1.3 钢桥的主要结构形式钢桥可以根据不同的条件要求建成多种形式,其种类比其他材料制造的桥梁更多可分为梁式体系、拱式体系及组合体系。1.3.1 梁式体系按力学图式分梁式体系又列分为简支梁、式分有板梁桥、估梁桥、箱梁桥、结合梁桥。梁式桥是一种在竖向荷载作用下无水平反力的结构。由于外力(恒载活载)的作用方向与承重结构的轴线接近垂直,故与同样跨径的其他结构体系相比,梁内产生的弯矩最大。1.3.2 拱式体系按力学因式分拱式体系可分为有推力拱和无推力拱(见图12);按拱肋的构造形式分有板式、格式、箱式。拱桥的主要承重结构式拱圈或拱肋。在竖向荷载作用下,桥墩或桥台承受弯矩推力。1.3.3 组合体系 这类桥型包括吊桥相斜拉桥,都是利用高强钢索来承重,吊桥(又称悬索桥)的承重构件是高强度钢素,恒载轻,跨越能力大。斜拉桥的承至构件是斜拉索和梁,其钢梁可以是板式、格式或箱式,恒载较轻,风动力性能较吊桥好,故发展很快。1.4 本设计的主要研究内容由现代客运专线高速铁路的发展和现行规范技术标准上进行了客运专线某3×90m连续钢桁梁桥初步设计的设计。本设计的主要内容包括:(1)根据已有的黎湛线某桥位水文计算设计资料进行本设计的桥涵水文计算,拟定、比选桥式方案;(2)编制Fortran程序对钢桁梁主桁架进行内力分析及截面各项检算,完成对主桁杆件的截面设计;(3)检算桥梁的强度控制应力,疲劳应力、竖向刚度和横向刚度,并根据预拱度理论值设置上拱度;(4)对桥面系进行设计;(5)对主桁杆件的节点连接进行设计。(6)外国文献及其翻译。第2章 水文计算2.1 黎湛线某桥位水文计算设计资料a. 1931年至1992年水位表如表2-1表2-1 1931年至1992年水位表年份水位/m年份水位/m年份水位/m193147.61196944.03198241.82195640.76197043.00198338.97195744.26197144.06198441.79195843.56197238.46198545.79195941.02197343.06198646.79196140.76197444.66198737.69196241.96197539.56198843.09196335.86197640.46198936.29196440.56197740.72199039.29196539.46197842.02199141.19196643.46197943.62199243.79196743.42198043.79196845.96198140.76b.贵港水文站1961-1970年流量表如表2-2表2-2 贵港水文站1961-1970年流量表年份1961196219631964196519661968Q(m3/s)74406690461075807120919012800c.河床断面及地质资料:见附图d.通航要求: 二级通航标准e其他资料:设计洪水频率:1/100;线路标高:60 m。2.2 设计水位和通航水位、设计流量桥下游800米处为贵港水文站,且桥、站之间无支流汇入,因此本桥水位可利用贵港站的水文资料进行计算。本设计采用以理论频率曲线确定的有关参数为基础选择更为合理的适线法确定最后的理论曲线。适线法的计算步骤:第一步:按公式,计算,按公式计算。第二步:假定若干个,通过求出确定样本数据的经验频率,并将其点在海森机率格纸上绘制出若干组理论频率曲线。第三步:在这些若干组理论曲线中,目估处吻合最好的一条,该曲线就是用适线法确定的理论频率曲线。从表1-2知道贵港站谁为资料缺失1932-1955年的数据且1931为特大洪峰水位,所以本设计采用含特大洪水序列的频率分析方法。2.2.1含特大洪水系列的频率分析计算设计水位、通航水位以水位H作为统计对象做统计,贵港水文资料中有连续36年的观测资料和特大洪水资料4年,4年中有3项特大洪水与连续观测资料中的q重复。,系列中有25年的资料空缺,采用补齐使成为连续系列,利用连续系列求设计流量的方法求解。2.2.1.1含特大洪水系列考证期,代入数值得 式中:考证或调查所及的最远年代;连续系列中的最后年代。2.2.1.2.经验频率估算:对于项特大洪水式中 :对于其余项观测洪水:式中:重叠项,,。计算结果如表2-3:表2-3 桥涵水位和经验频率计算按大小次序排列N=62年份水位年份水位经验频率193147.61193147.610.02195640.76198646.790.03195744.26196845.960.05195843.56198545.790.06195941.02197444.660.09196140.76195744.260.12196241.96197144.060.15196335.86196944.030.17196440.56198043.790.20196539.46199243.790.23196643.46197943.620.26196743.42195843.560.28196845.96196643.460.31196944.03196743.420.34197043.00198843.090.37197144.06197343.060.39197238.46197043.000.42197343.06197842.020.45197444.66196241.960.48197539.56198241.820.50197640.46198441.790.53197740.72199141.190.56197842.02195941.020.59197943.62196140.760.61198043.79198140.760.64198140.76195640.760.67198241.82197740.720.70198338.97196440.560.72198441.79197640.460.75198545.79197539.560.78198646.79196539.460.81198737.69199039.290.83198843.09198338.970.86198936.29197238.460.89199039.29198737.690.92199141.19198936.290.94199243.79196335.860.972.2.1.3 统计参数估算对于空缺的K项,假定这K项的平均值等于连续系列(不含L项重叠)的平均值,其均方差等于连续系列(不含L项重叠值)的均方差。补齐后,组成连续的计算体系()。计算系列的水位由三部分组成。第一部分特大洪水系列(含重叠的l项)之和第二部分实测系列(不含重叠的l项)之和, 计算系列的平均值:同时可以得到系列变异系数2.2.2 设计水位:在确定了平均值,变异系数CV后,可用适线法得到一条与经验点配合得最好的理论频率曲线,确定设计水位,由计算得到图2-1理论频率海森曲线图和表2-4计算表格得到了百年一遇水位,由设计要求按百年一遇的水位未涉及水位,由上表得百年一遇水位47.81m,所以设计水位。图2-1理论频率海森曲线表2-4 水位H频率曲线适线计算表频率(%)Kp值设计值频率(%)Kp值设计值0.011.2451.7330.001.0343.040.021.2351.2140.001.0142.350.051.2120.2050.001.0041.710.101.2049.9360.000.9841.080.201.1849.3470.000.9740.410.501.1648.5075.000.9640.041.001.1447.8180.000.9539.642.001.1347.0790.000.9238.583.001.1246.6095.000.9037.735.001.1045.9697.000.8937.1810.001.0845.0099.000.8736.1520.001.0543.8599.500.8535.5925.001.0443.4299.900.8234.44均值=42.1;Cv=0.06;Cs=0.122.2.3.通航水位由GB50139-2004-全国内河通航标准天然河流设计最高通航水位标准,本河流航道等级二级,按洪水重现期为20年确定。所以最高通航水位: 桥上轨道为无道碴轨道结构,采用纵向承轨台支承钢轨,轨顶至梁顶的高度为0.45米。:一般河流:所以梁高不得超过3.58米。2.2.4.最小二乘法计算设计流量表2-5水位-流量关系的最小法拟合在表2-2中有1961-1968年的洪水流量,在点汇到坐标纸上后,在表2-5中发现在流量Q与H 之间存在线性关系,用最小二乘法:在表2-5得H与Q之间的回归式:其中:相关系数定义:通过计算得其中:即:由设计水位,代入上式得,设计流量。2.3 桥下孔径图2-2 河床形态断面图设计水位下河宽420.36米,河槽宽350米,河槽水深最深处26.33米如图2-2。冲刷系数法:(容许冲刷系数)式中: 即在建桥前,设计流量通过桥址处过水断面面积,所以:通航要求为二级航道宽50米,净高10米,已知主槽面积,取园端型桥墩迎水面宽2.0m,顺水流方向长6.0m。若按最通航最低要求设计最小跨度50米,桥墩在水中部分最大值为25米,在河中需布置9根桩,经过计算亦能满足:的要求,可布置最小跨度50米的桥,且桥台设置位置有较大的选择空间,几乎可以满足大部分桥式孔径的要求。 2.4 非粘性土桥下河槽的一般冲刷使用64-1修正式计算一般冲刷1).计算桥下河槽部分通过的设计流量:2).计算单宽流量集中系数:按平滩水位计算河宽:3).计算河槽桥孔部分的过水净宽按布置4根2米宽6米长的实体圆桩桥墩6).与汛期含沙量有关的系数:7).计算桥墩水流侧向压缩系数假定一般冲刷线位于砾岩,则:一般冲刷线标高9).计算桥下河槽的一般冲刷发生后,墩前行进流速:2.5 粘性土河滩一般冲刷使用冲刷公式:桥下河滩部分通过的设计流量:代入以下数据得到:2.6 局部冲刷使用65-1修正式计算局部冲刷1.计算河床泥沙起动流速河床地质情况比较单一几乎都为砾岩,只有少部分黏土,所以取1. 墩形系数:3.桥墩计算宽度:4.河床颗粒的影响系数:5.墩前泥沙起冲流速:6.指数:7.墩前局部冲刷:2.7 桥墩基础埋至深度计算。根据铁路桥基底埋置安全值,重要的特大桥,大桥,按设计流量计算下,桥墩埋置深度不小于墩台局部冲刷线下5.0米,所以河槽桥墩埋置深度:;。第3章 方案比选3.1概述3.1.1桥址概况本桥为黎湛线双线高速铁路的大桥。桥址处属于平原地貌,地势较为平坦,河床地面相对高差36米左右。桥址处河宽440米,河床地质状况良好,主要地层为砾岩层、黏土层,其中河槽部分主要为砾岩层,河滩部分主要为黏土层,粘土层厚12.5米左右。3.1.2主要技术标准线路等级:高速铁路正线数目:双线、线间距5.0米;设计行速度:设计最高时速350Km/h,初期运行速度300km/h;桥梁限界:符合京沪高速铁路设计暂行规定设计荷载:ZK荷载。 根据现在国内外的高速铁路的桥梁形式,本设计提出以下三种桥式方案:连续钢桁梁桥、连续刚构梁桥、钢桁架拱桥。3.1.3 桥型选择的基本原则本桥按双线客运专线高速铁路,二级通航要求设计,根据桥位水文、地质、通航、施工条件和工期要求情况,桥式选择考虑以下几个原则:(1)受施工条件限制,尽量减少水中部分工程量,宜采用较大跨度的桥梁方案;(2)由于航道按二级同行设计,满足净空要求和线路标高要求,故应该采用梁高较小的桥式;(3)选择工程造价低后期维护费用少的桥式方案,满足结构受力要求;(4)高铁的高速度运行,应该有足够的安全可靠性,后期维修尽可能少,而且维修也应该方便。3.2连续钢桁梁方案(224+32+390+32+224)m3.2.1总体设计该桥式如图3-1,桥跨组合为:跨预应力混凝土单箱单室简支梁引桥+下承式钢桁梁主桥跨预应力混凝土单箱单室简支梁引桥,桥长420米。图3-1连续钢桁梁方案纵断面图(单位:m)3.2.2主桁结构1)横断面布置 主桁结构形式根据跨度、线路标高、通航净空、桥址地形、工厂制造、运输、安装、行车条件和维修养护等因素进行技术经济比较确定采用两片三角形桁架,主桁高11.0m,节间长度:10m,主桁中心距:11m,两线中心距5.0m。该种桁架形式适用于大中小各种跨度。与其他类型的桁架相比,三角形桁架的主要优缺点:弦杆的规格和大节点个数少;构造简单,用钢量较为经济。2)桥墩与基础主跨桥墩均采用圆端型实体桥墩,顺桥方向2米长8.5米,采用低承台钻孔灌注桩,桥墩承台面均设于河床面以下,承台长、宽、高分别为7m、6m、2m。3) 施工方法:伸臂法架设钢梁优点:(1)具有较大的竖向刚度和横向刚度。与同等跨度的简支格梁相比,连续衍梁具有较小的挠度,因而其竖向刚度较大;同时,由于连续衍梁的上、下平纵联的横向支撑在各支点处的桥门架上,相当于水平方向的连续衍梁,具有较小的横向挠度,因而也具有较大的横向刚度。另外,连续衍梁的挠度曲线匀倾连续,列车的冲击作用小,有利于高速行车。 (2)采用大跨度连续衍架桥,在用钢量方面,可比同跨度的简支析架桥稍有节省,当跨度大于100m时,大致可省4一7左右。 (3)从抢修要求出发,连续朽架桥因具有多余约束坍塌,较易修复。缺点: (1)连续钢桁梁是外部超静定结构,若因地质不良,基础发生沉陷时,桁梁的杆件产生附加内力。不过,根据研究分析,这种附加内力对基础沉陷并不敏感,当的连续衍梁中间两支点同时沉落1.0cm时,杆件的附加应力最大约21MPa,仅为16Mn9钢基本容许应力的105。若出现的不均匀沉陷较大,可用调整支座高度的方法来消除其影响。 (2)连续钢桁架桥的固定支座通常设在中间支点上,使几跨的制动力集中在一个桥墩上,故“制动墩”(没有固定支座的桥墩)受力很大,增加了桥墩及基础的建设费用。(3)连续衍架桥的杆件、节点类型多,设计不宜标准化。另外,中间支点承受负反力使支座的设计复杂化。3.3 预应力混凝土变高度连续刚构桥设计方案(72+90+90+90+72m)3.3.1总体设计该方案为桥跨组合为:预应力混凝土连续刚构桥,桥长414米。见图3-2:图3-2预应力混凝土变高度连续刚构桥设计方案3.3.2梁体设计连续刚构梁体为三向预应力混凝土结构,纵向为全预应力,单箱单室斜腹板箱形截面,全桥箱梁顶宽13.4m,底宽8 m,包括两侧各0.2 m的挡板,双线中心间距为4 米,采用标准轨距1435 m。1)桥梁高跨:桥上轨道为无道碴轨道结构,采用纵向承轨台支承钢轨,轨顶至梁顶的高度为045m,支点截面高跨比1/13,箱梁高为7m,支点截面与跨中截面高度之比采用2.5,梁高为3.5m,边跨与中跨的跨度比0.8,中支点墩底直线段梁长4.5m,左右边跨直线段长19m。2)箱梁截面:桥墩处箱梁顶板厚1m,跨中位置及边跨处厚0.45m厚,中间线性变化,腹板厚为1.1m,底板厚由跨中的0.5m,按线性变化至墩顶梁底板厚的1.5m。3)横隔板:全梁共设13道横隔梁!中墩直线处设对称的2道横隔板,边支点处设置厚为1.6m的端横梁,跨中合龙段设置厚0.6m的中横隔板。3.3.3主桥墩设计1)柱墩形式的确定桥墩为普通钢筋混凝土圆端型截面实体桥墩结构,桥墩与主梁固结,顺桥方向3米,桥轴走向8.5m。3.3.4施工方法:悬臂法施工优点:(1)减少了昂贵的大跨度桥梁支座和养护的麻烦;(2)梁墩固结可减少墩身及基础的工程数量;(3)利用墩的柔度,减少上部结构的弯矩,从而可降低建筑高度;(4)抗震性能好。缺点:预应力混凝土结构重力大,跨越能力有限,采用就地浇筑时,混凝土的质量比较难于控制。图3-3承台平面图 图3-4墩顶立面图 图3-5跨中梁截面图 图3-6支撑处梁截面图3.4 连续钢桁拱-桁梁组合结构(100+250+100)m 3.4.1总体设计该方案的桥跨组合为:图3-7连续钢桁拱-桁梁组合方案图3.4.2横断面设计两侧主桁桁高11 m,桁宽11 m,节间长度10 m;矢跨比1/3,跨中拱肋桁高8 m,拱顶至桥面高度80m。中跨钢桁拱拱肋采用变高度N形桁架。两拱肋之间设钢系杆。拱肋与系杆之间采用刚性吊杆连接,吊杆间距10 m,吊杆最大长度72 m. 图3-8桥门架 图3-9支中横联3.4.3主桁构件设计主桁构件采用14 MnNbq,板厚1250 mm,桥面与联结系构件采用Q345D,板厚1228 mm,辅助结构采用Q235B钢。加劲弦和拱肋下弦采用焊接箱形截面,截面高8001 100 mm,外宽800 mm,板厚2050 mm;平弦部分弦杆,中弦和拱肋上弦采用焊接H形截面,截面高760l 200 mm,外宽800 mm,板厚1650 mm。腹杆采用箱形及H形截面,箱形截面高800l 100 mm,外宽800 mm,板厚2450 mm;H形截面高700940 mm,外宽800 mm,板厚2036 mm。系杆采用焊接H形截面,截面高1 400 mm,外宽800 mm,板厚50 mm。所有杆件最大长度283 m,最大安装吊重35 t。全桥共34对吊杆,吊杆长度7-65 m,均采用焊接H形截面,截面宽度800 mm,翼缘宽度700920 mm,分节段拼接接长。3.4.4桥墩设计桥墩采用直径8.5米的圆形实心桥墩。3.4.5施工方法:悬臂施工优点:自重较轻,施工简便,杆件直接受拉与受压,能充分发挥材料性能。 缺点:后期对拱肋、吊杆的维修养护工作量较大,费用也较高。3.5 桥式方案推荐意见(1)从结构受力特点:钢桁架拱桥中各个杆件基本都是承受拉、压受力,非常适合钢材的特性,整体结构受力最为合理,安全可靠度最高;其次是连续钢桁架梁桥;由于预应力混凝土受徐变等各种应力损失,以及混净土的不稳定影响,连续刚构梁桥在结构受力方便在三种桥式方案中居后。(2)使用维护:由用钢量的多少可以看出,钢桁架拱桥后期维修量最大,维修困难也最大;连续刚构梁桥虽然维修较少,省去了更换支座的麻烦,但是一旦发生梁开裂损坏,维修更坏将十分困难;连续钢桁梁桥,由于其杆件的标准化工厂化程度高,后期杆件的更换维修也十分简单。(3)工程造价:连续刚构梁桥用钢量最少,桥式最为简洁,材料使用的都是预应力混凝土箱梁造价最低;钢桁架拱桥用钢量最大,且拱墩基础大耗大量混凝土,造价最高;连续钢桁梁桥材料造价居中。(4)美观方面:连续刚构桥造型简洁,显得流利爽快,不拖泥带水;钢桁架拱桥造型最为优美,犹如彩虹横跨两岸;连续钢桁架梁桥传统古朴的方式横通大江。(5)施工方面连续钢桁架拱桥施工复杂,技术要求高;连续刚构采用悬臂法施工不干扰通航但工期最长;连续钢桁梁桥施工简便工期最短短,采用伸臂法施工亦不干扰通航。从高速铁路安全的实际需要和长久维修方便的需要,和满足国家快速建

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