土木工程道桥毕业设计(论文)巴嘎吉林郭勒桥施工图设计(桥面净空 9.0+2×1.5m公路Ⅱ级荷载)(含全套CAD图纸).doc
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1、摘 要巴嘎吉林郭勒桥初步设计为20的预应力混凝土简支箱形梁桥。该桥采用两车道布置。上部为装配式部分预应力混凝土简支箱梁。预制箱梁高1.2,主梁间距2.9。为降低主梁高度,减少预应力引起的上拱度,后张法预应力混凝土箱梁在设计荷载下按部分预应力混凝土A类构件设计,主梁配筋采用预应力筋和非预应力筋混合配筋。锚具采用OVM155型锚具,锚具变形钢筋回缩按4计。预制件在张拉钢绞线时混凝土的强度应达到85%以上方可张拉。下部桥墩为钢筋混凝土圆形双柱式墩,墩柱直径1.2;桥墩基础为单排双列钻孔灌注桩基础,桩径1.4。桥墩盖梁为连续墩盖梁,按简支梁计算盖梁内力及墩柱顶竖向反力。桩基采用为单排桩形式,间距6.7
2、。 关 键 词下部结构 后张法 锚固 预应力混凝土 全套CAD图纸,计算书完整版设计,联系153893706 AbstractThe program of Guole Bridge from Baga to Jilin county preliminary design for 20m pre-stressed concrete free supported box girder bridge. This bridge has Two driveway. The upside of bridge is the type of assembly partial prestressed reinf
3、orcement concrete simple underprop box girder. Prefabricating box girder has the tallness of 1.2m, the girders span length is 2.90m. In order to reduce the girders tallness, reduce the superior camber which the pre-stressed causes, the post tenioning pre-stressed concrete box girder under the design
4、ed load is designed according to the partical pre-stressed concrete A member, the girder adopt the mixed complex of the pre-stressed reinforcing steel bar and the non-pre-stressed reinforcing steel bar. The anchorage uses the OVM15-5 anchorage, the anchorages distortion and reinforcing steel bars sh
5、rinkage is according to the length of 4. Pre-workpiece when pull the steel wring wire, the reinforcing steel bar can be tension until the concrete tensive intensity should only achieve above 85%. The pier of the bridges Infrastructure is the reinforced concrete circular distyle pillar, foot stalls d
6、iameter is 1.2m; Piers bedrock for single line double row drill hole irrigation pile foundation, stakes diameter is 1.4m. Bridge pier plate girder is continual pier plate girder which calculates plate piers internal force and the piers top vertical force according to the simple beam. Pile foundation
7、 use the single piling form, span 6.7m.KeywordsSubstructure Post tensioning concrete Anchorage Prestressed concrete 前 言一、选题依据(一)设计目的及设计的主要内容:本设计通过自行拟定桥梁形式及断面尺寸,设计下部结构墩台与基础并编制施工方案,使我们全面地掌握桥梁的设计及施工理论,并学会将其应用于实践。桥梁的设计是系统性十分强的工作,有了本次设计我们可以对四年来所学的专业知识有一个综合系统的回顾和学习,并为今后的实际工作打下良好的基础。 本桥位在考虑它的使用、经济、美观的同时,我们
8、还要着重解决其在工程实际中的问题。在建桥实践中,该桥采用20m跨径,采用预应力混凝土结构。为减少施工中的麻烦,特采用装配式结构。使桥梁构件的尺寸和形式趋于标准化,便于预制和施工,并节省大量支架模板和劳动力,缩短工期。(二)设计拟应用的现场资料综述桥位地质情况,从上到下的土层均为砂土、黏性土、砂砾。(三)设计拟应用的文献综述:本设计涉及内容广泛,需应用到材料力学、结构力学、桥梁学、结构设计学及基础工程学等方面的知识。采用是2004年颁布的新规范公路桥涵通用设计规范,严格执行其规定。根据设计荷载等确定桥长、跨径及孔数。根据桥梁工程公路桥涵设计手册中的简支梁桥的计算进行行车道板的计算;荷载横向分布计
9、算;主梁内力计算;横隔梁内力计算及挠度、预拱度的计算。根据结构设计原理进行主梁、横隔梁、行车道板及墩台与基础的截面尺寸设计及配筋计算。根据基础工程及 公路桥涵设计手册进行墩台与基础的设计。并根据桥梁工程基础工程拟订施工方案。根据有关桥涵标准图进行施工图纸设计。知识涉及相对全面,能为以后的工作和学习打下比较扎实的基础。(四)设计相关技术的国内外现状:预应力混凝土梁式桥在我国获得了很大的发展。早在70年代,我国就建成了跨径达五十多米的预应力混凝土简支梁桥。除了简支梁桥以外,近年来我国还修建了多座现代化大跨径预应力混凝土箱型刚架桥、连续梁桥和悬臂两梁桥。目前,我国在预应力混凝土箱型梁桥的施工技术方面
10、达到了世界先进水平。在国外,预应力混凝土梁式桥的研究起步较早,法国著名工程师弗莱西奈经过20年研究使预应力混凝土技术付诸实践后,新颖的预应力混凝土梁式桥首先在法国和德国以异乎寻常的速度发展起来。西德最早用全悬臂法建造预应力混凝土桥梁,特别是在1952年成功地建成了莱茵河上的沃伦姆斯桥后,这种方法就传播到全世界。近年来,国外对大跨径预应力混凝土桥的结构体系有这样的见解,倾向于采用悬臂浇筑工艺来修建连续梁桥。这种方法在世界发展甚快。二、研究(设计)思路跨径大于20米的简支梁桥,均采用预应力混凝土梁桥。它比普通钢筋混凝土梁桥一般可节省钢材30%,跨径越大节省越多。其刚度比普通钢筋混凝土桥要大,因此建
11、筑高度可显著减少,使大跨径桥梁轻柔美观。由于能消除裂缝,扩大了对多种桥型的适应性,并提高了结构的耐久性。 本设计采用装配式梁桥,其优点是:桥梁构件的尺寸和形式趋于标准化,便于预制和施工,并节省大量支架模板和劳动力,缩短工期。三、研究(设计)内容根据设计任务书给定的地质资料、设计荷载及桥面净空,拟定本设计为装配式预应力混凝土箱型简支梁桥,其中上部结构采用装配式预应力混凝土箱梁,共设四片主梁,五道横隔梁。下部结构采用钻孔灌注桩基础。上部结构计算内容包括:预应力混凝土箱梁内力计算;预应力混凝土箱梁配筋计算;行车道板的内力计算与配筋;横隔梁的内力计算与配筋。下部结构计算内容包括:盖梁的内力计算;墩柱得
12、内力计算;基础的内力计算。1 行车道板计算 考虑到主梁翼缘板内钢筋是连续的,故行车道板可按悬臂板(边梁)和两端固结的连续板(中梁)两种情况来计算。 1.1 悬臂板荷载效应计算 由于行车道板宽跨比大于2,故按单向板计算,悬臂长度64cm。1.1.1 恒载效应1)刚架设完毕时:桥面板可看成64cm长的单向悬臂板,计算图式见下图所示:、 图1-1 尺寸图(单位:)计算悬臂板根部一期恒载内力为:弯矩: 剪力: 1) 成桥后桥面现浇部分完成后,施工二期永久作用,由于边梁悬出端没有现浇部分,此时桥面板可以看成净跨径为0.64的悬臂单向板。人行道和栏杆的重量: ,计算第二期恒载内力如下:弯矩:剪力: 综上所
13、述,悬臂根部永久作用效应为:弯矩: 剪力: 1.1.2 活载效应左边悬臂板处,只作用有人群荷载,见图1-1弯矩: 剪力: 承载能力极限状态作用基本组合:按“公预规”第4.1.2条 1.2 连续板荷载效应计算对于梁肋间的行车道板,在桥面现浇部分完成后,行车道板实质上是一个支承在一系列弹性支承上的多跨连续板,因此对于弯矩,先计算一个跨度相同的简支板在恒载和活载作用下的跨中弯矩M,再乘以偏安全的经验系数加以修正,以求得支点处和跨中截面的设计弯矩。 ,即主梁抗扭能力较大,取跨中弯矩,支点弯矩1.2.1 永久作用 1)主梁刚架设完毕时 桥面板可看成39的悬臂单向板,如下图1-2图1-2 尺寸图(单位:m
14、m)其根部一期恒载内力为: 弯矩: 剪力: 2)成桥后 先计算简支板的跨中弯矩和支点剪力值,梁肋间的板的计算跨径按下列规定取用: 计算弯矩时:但不大于,本设计: 计算剪力时: 即 式中:为板的计算跨径,为板的净跨径,为板厚,为梁肋宽度。 计算图式见下图计算图式(mm) 现浇部分桥面板的自重为: 8混凝土垫层和10沥青面层: 计算得到简支板跨中二期恒载弯矩及支点二期恒载剪力为:弯矩: 剪力: 综上所述,连续板恒载效应如下:支点断面恒载弯矩: 支点断面恒载剪力: 跨中断面恒载弯矩: 1.2.2 活载效应1)公路级产生的内力 根据桥规,桥梁结构局部加载时,汽车荷载采用车辆荷载。 后车轮着地宽度及长度
15、为: 顺行车方向轮压分布宽度: 垂直行车方向轮压分布宽度: 荷载位于板中央地带的有效宽度: 但不能小于取,产生重叠,应重新求,两个荷载的有效分布宽度: ,折合成一个荷载的有效分布宽度为: 荷载位于靠近支承处的有效宽度: 但不能小于故取支点与跨中之间的有效分布宽度可近似按45线过渡。 为跨中汽车荷载弯矩: 为跨中汽车荷载弯矩: 综上所述,连续板荷载效应如下:支点断面弯距: 支点断面剪力: 跨中断面弯距: 图1-3内力计算图示 1.3 内力组合计算1.3.1 承载能力极限状态内力组合计算(基本组合): 1)支点断面弯矩: 2) 支点断面剪力:3)跨中断面弯矩: 1.3.2 正常使用极限状态内力组合
16、计算(短期效应组合):1) 支点断面弯矩组合: 2) 支点断面剪力组合:3)跨中断面弯矩组合:1.4 行车道板配筋 悬臂板及连续板支点采用相同的抗弯钢筋,故只需按其中最不利荷载效应配筋,即,其高度h=25,净保护层=4,选用钢筋,则有效高度:由公式: 解得 =5b=0.53203=108s=400故选取5钢筋,钢筋间距为20cm,此时所提供给的钢筋面积为565400。由于,其高度其有效高度h=18cm,净保护层a=4cm,选用钢筋,则有效高度: 由公式: 解得 可知,跨中、支点处配筋相同,均为按公预规5.2.9条规定,矩形截面受弯构件的截面尺寸应符合下列要求:满足抗剪最小尺寸要求。按公预规5.
17、2.10条规定:,即98.43KN时不需要进行斜截面抗剪强度计算,仅按构造要求配置钢筋。根据公预规第9.2.5条,板内应设置垂直于主钢筋的分布钢筋,直径不应小于8,间距不应大于200,因此选取钢筋。2 主梁内力计算与配筋2.1 主梁截面几何特性的计算本设计采用分块面积法计算,公式如下:毛截面面积:=i各分块面积对上缘的静矩:分块名称分块面积i()分块面积形心至上缘距离i ()=ii()分块面积的自身惯性矩Ii()i=si ()分块面积对形心的惯性矩x=ii2 ()截面惯性矩=i+x()5220009046981041.40910933056.8510958.2610928000203.3569
18、.21040.07621092171.321091.369109252002155421040.01031092051.0591091.0691092772006351760210413.70109-21512.81410926.511091800001110199801040.486109-69085.7010986.19109合计1032400=420=7804338110415.68109157.74109173.43109i=ii毛截面重心至梁顶的距离: ys=i/i毛截面惯性矩计算公式: =+Ai(yi-ys)2式中: 分块面积 i分块面积的重心至梁顶边的距离 s截面重心到梁顶的距离
19、 i各分块对上缘的面积矩 分块面积对其自身重心轴的惯性矩2.1.1 预制中主梁的截面几何特性 图1-4 主梁横截面 中梁跨中截面几何特性计算表 表1-12.1.2 检验截面效率指标以跨中截面为例上核心矩:s=下核心矩:x=截面效率指标: =根据设计经验,一般截面效率指标取为0.45至0.55,且较大者亦较经济。上述计算结果表明,初拟的主梁跨中截面是比较合理的。2.2 主梁恒载内力计算2.2.1 一期恒载(预制梁自重)为简化计算按不变截面计,主梁的恒载集度边主梁:中主梁:2.2.2 二期恒载(桥面板接头)边主梁:0 中主梁:2.2.3 三期恒载(栏杆、人行道、桥面铺装)g 人行道和栏杆按8.5计
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