桥梁工程毕业设计论文白银新城度南路跨河桥.doc
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1、毕 业 论 文题 目:白银新城度南路跨河桥系 部:土木工程系 专 业:铁道工程技术 班 级:0932班 姓 名:马国旗 学 号:200904083220 指导教师:靳晓燕 2011年 11月 25 日目 录第一部分 设计说明1第一章 工程概况2第二章 设计依据及规范21 设计依据22 技术标准23 主要设计规范34 对初设批复意见执行情况3第三章 地质概况31地形地貌32地质构造43地层岩性43.1第四系土层(Q4)43.2侏罗系中统上沙溪庙组(J2S)54不良地质现象及主要工程地质问题55地震56水文地质条件66.1地表水66.2地下水66.3地下水、土的腐蚀性66.4地下水的渗透性7第四章
2、 主要材料及性能要求71 混凝土72 普通钢筋73 预应力钢材84 预应力锚具及管道85 桥面防水86 支座97 伸缩缝98 涂装材料99 人行道栏杆9第五章 桥梁结构设计要点91 概况92 上部构造一般构造93 下部结构一般构造94 桥面系构成10第六章 施工方案设计要点101 下部构造112 上部构造11第七章 其它13第二部分 计算书14第一章 工程概况141、工程概况142、采用的技术标准、规范152.1 技术标准152.2 主要设计参数152.3 主要设计规范153、桥梁结构设计163.1 上部结构163.2 下部结构164、主要材料及计算参数164.1 混凝土164.2 普通钢筋1
3、7第二章 主梁结构计算171、计算模型与荷载取值:172. 主梁验算182.1 横向分布系数计算182.2 计算结果(1号梁)202.3 主梁截面验算232.4. 挠度验算312.5. 支座承载力验算32第三章 下部结构计算321、盖梁计算331.1 承载能力验算331.2 裂缝宽度验算351.3 抗剪验算362、桥墩墩柱验算372.1 墩底截面抗压承载力验算382.2 裂缝宽度验算403、桥墩桩基验算403.1 桥墩桩基承载力验算403.2 墩桩水平位移及作用效应414、桥台桩基验算434.1 桥台桩基承载力验算434.2 桥台桩基水平位移及作用效应44第四章 结论46 第一部分白银新城渡南
4、路西延段道路工程渡南路跨河桥施工图设计说明第一章 工程概况本桥位于白银新城渡南路西延伸段,跨越桃花溪。桥梁结构形式为330m简支梁桥,桥梁起点桩号K0+696.217米, 终点桩号K0+796.217米,全长100米;桥梁平面位于直线段上,标准宽度32米。第二章 设计依据及规范1 设计依据(1)林同棪国际工程咨询(中国)有限公司与业主方签订的设计合同。(2)白银新城渡南路西延伸段道路平面、纵断面设计图纸。(4)地质勘察报告(中冶成都勘察研究总院有限公司)(5)白银新城渡南路西延伸段道路工程初步设计(林同棪国际工程咨询(中国)有限公司)(6)关于桃花溪及支流改道方案协调会会议纪要(甘肃市长寿北部
5、新区管委会 2010.02)(5)白银新城渡南路西延伸段道路工程初步设计的批复 (长建初设201143号)(7)业主提供的其它资料文件。2 技术标准(1) 设计荷载:汽车:公路-I级;人群:3.5KN/m2(2) 抗震:桥址区地震烈度为6度,设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.05g,设计地震分组为第一组, 场区内拟建构筑物抗震设防类别为乙类。(3) 桥梁设计基准期:100年;(4) 设计洪水频率:1/20;(5) 设计安全等级:一级。(6)环境类别:I类(7)船舶撞击力:无通航,不考虑船舶撞击。3 主要设计规范1、公路桥涵设计通用规范(JTG D602004)2、公路钢筋混凝土及预应力
6、混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)3、公路桥涵地基与基础设计规范(JTG D632007)4、公路桥梁抗震设计细则(JTG/T B02-01-2008)5、公路桥涵施工技术规范(JTJ0412000)6、公路圬工桥涵设计规范(JTG D61-2005)7、城市桥梁工程施工与质量验收规范(CJJ 2-2008)8、混凝土结构设计规范(GB50010-2002)4 对初设批复意见执行情况桥梁1、从地形图上看,桥梁桥墩已进入河道,请进一步核实桥梁的跨度布置和桥墩采用的施工方式。执行情况:已核。过水断面满足要求,跨度布置及桥墩位置满足行洪及路基两侧地块行人穿越要求;位于河道内的桥墩桩基,采用
7、钻孔灌注的施工方式。2、设计技术标准中应说明设计洪水频率,本桥梁工程设计洪水频率应为1/100。执行情况:关于桃花溪及支流改道方案协调会会议纪要中明确了该片区行洪标准采用1/20。3、请补充桥型方案的比选方案。执行情况:方案阶段已对本桥现浇和预制等方案进行了比选,初设阶段由于桥梁仅是整个工程中的一部分,根据方案阶段各方意见,初设阶段不再进行比选。第三章 地质概况1地形地貌白银市地壳隆起成陆于一亿三千万年前,属川东平行岭谷弧形褶皱低山丘陵区。长江北岸地势顺大巴山支脉由东北向西南呈阶梯下降,东侧黄草山(亦名东山,海拔800m700m左右),中偏西侧明月山(亦名西山,海拔500m900m,主峰白云山
8、1034m,为全区最高峰),西部边缘铜锣山(海拔500米600米)将全境切割为“三山两槽”地形。三山之间丘陵波状起伏,梯田层,冲田密布。东西二山之间沿长垫公路两侧地势平缓,渡舟、双龙为较大平坝。拟建区地势较低,地形总体变化一般,地貌类型受地层岩性、地质构造控制明显,泥岩发育位置地势相对较高、地面起伏较小,道路沿线仅见一个小山包。地面起伏变化小,多以斜坡、平坝、沟谷等地形为主,属于构造剥蚀、侵蚀浅丘地貌。拟建道路范围内地面高程311.50m320.22m,高差9.42m。2地质构造拟建工程区在构造上位于梁平向斜南端的南东翼,岩层呈单斜产出,产状:倾向270290,倾角58。岩层产状平缓,未发现断
9、层构造,地质构造简单。场区内泥质砂岩较发育,泥质砂岩中风化裂隙及卸荷裂隙发育,但无规律性。场区内局部地带泥质砂岩中有两组构造裂隙发育:一组倾向1315、倾角80;另一组倾向300320、倾角75;裂隙间距一般23m,裂面较平直,张开宽度0.52mm,无充填物,延伸长度一般34m,属剪切裂隙。主要分布在岩体表部,范围局限,对岩体的完整性影响甚微。场区内泥岩强风化层网状风化裂隙发育,中风化层中裂隙不发育。3地层岩性拟建道路沿线主要出露地层为第四系全新统和侏罗系中统沙溪庙组(J2s)。第四系地层主要由耕土、素填土、细砂、粉质粘土组成。侏罗系中统沙溪庙组地层主要由泥质砂岩和泥岩组成。现将场区内岩性特征
10、分述如下:3.1第四系土层(Q4)耕土(Q4):红褐色、褐色,主要由粘性土组成,多根系分布,厚度较小,小于1m。素填土:(Q4ml):红褐色、黄褐色、杂色,主要由粘土、碎块石及角砾组成,碎块含量15-35%,成分以强风化泥质砂岩、泥岩为主,呈棱角状-次棱角状,粒径一般在2-30cm之间,结构较为紧密,孔隙较小,为修建道路是堆积,局部可见。细砂(Q4al+pl):黄褐色,松散稍密,湿,混大量粘粒,夹粉质粘土夹层。该层主要分布于桃花溪河岸两侧,本次钻探揭露层厚1.24.7m。该层土石等级为级,土石类别为普通土。粉质粘土(Q4el+dl):红褐色、黄褐色,多呈可塑状,刀切断面较光滑,有少量光泽,粘性
11、一般,韧性中等,摇振无反应,干强度中等。该层主要分布于山丘、坡地地带,本次钻探揭露层厚1.26.0m。该层土石等级为级,土石类别为普通土。3.2侏罗系中统上沙溪庙组(J2S)泥质砂岩:灰白色、黄灰色,主要由长石、石英及岩屑组成含泥质,中细粒结构,中厚层状构造,钙质、泥钙质胶结。岩层局部含粘土矿物较重,并间断夹有少量泥质砂岩、泥质粉泥质砂岩夹层及透镜体。强风化层厚1.5m,呈黄灰色、黄褐色,岩质较软,岩芯多呈短柱状、扁状,有风化裂隙发育;中风化泥质砂岩岩质坚硬,岩芯完整,岩芯多呈柱状、长柱状,有少量层间裂隙发育,岩芯采取率普遍较高。泥质砂岩土石等级为级,土石类别为较软石。仅局部钻孔中可见。泥 岩
12、:红褐色,紫红色,主要以粘土矿物为主,局部含少量长石、石英,泥质结构,中厚厚层状构造。岩芯局部含砂较重,并间断夹有少量泥质砂岩夹层及透镜体。强风化泥质泥岩厚0.84.0m,岩质较软,岩芯破碎,岩芯多呈碎块状、扁柱状,力学性能差,有风化裂隙发育。中风化层岩质较硬,岩芯较完整,岩芯多呈柱状、长柱状,有少量层间裂隙发育,力学性能较好。泥岩土石等级为级,土石类别为软石。4不良地质现象及主要工程地质问题经地面调查,拟建场区内没有发现滑坡、崩塌、泥石流等不良地质现象。根据钻探资料,拟建场区内没有发现软弱夹层、地下采空区、地下硐室等。根据区域地质资料,场区内没有断裂构造通过。道路沿线主要工程地质问题表现为:
13、按照道路设计方案施工后,道路两侧将会形成高路堑边坡和填方路堤边坡。由于道路建设和两侧土地开发利用存在23年的时差,因此道路边坡在道路施工时必须同时进行治理。5地震根据钻探成果和地区经验,场区内的素填土属软弱土,剪切波速建议取130m/s;粉质粘土剪切波速建议取180m/s。泥岩、泥质砂岩剪切波速大于500m/s。据中国地震烈度区划图及公路抗震设计规范(JTJ00489),拟建场区抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度为0.05g,设计地震分组为第一组。场区内拟建构筑物抗震设防类别为乙类。场内土层在设计路面标高以下厚度小于15m,因此,拟建场区属于建筑抗震一般地段,可采用简易抗震措施。6水文地质
14、条件6.1地表水拟建区内的地表水主要表现为桃花溪和汇集于地势较低的沟谷位置处的水田内积水。根据现场调查,拟建场区内地表水较发育。6.2地下水道路沿线主要以斜坡和宽阔的沟谷为主,局部位置地形起伏较大。根据钻探资料,拟建道路沿线沟谷位置土层厚度较大,斜坡位置土层厚度小,下部基岩为泥岩和泥质砂岩。根据地下水的赋存条件、水理性质及水力特征,场区地下水可分为松散岩类孔隙水、基岩裂隙水。3.6.2.1 松散岩类孔隙水该类型地下水由大气降雨补给为主,储存在第四系松散土层中,含水能力受地形地貌以及覆盖层范围、厚度、物质成分以及透水性能制约,水量大小受季节、气候影响大。勘察期间,通过钻孔内水位观察,大部分钻孔内
15、有稳定地下水位存在。3.6.2.2基岩裂隙水基岩裂隙水主要赋存于岩石风化裂隙、构造裂隙中以及层间裂隙中。场区内下伏基岩以泥质泥质砂岩、泥质砂岩为主,泥质砂岩属于粘土类岩石,含水能力和透水能力较差,为相对隔水层;泥质砂岩有少量裂隙发育,是相对含水层。由于补给量小、补给能力差,水径流、排泄条件好,因此场区内基岩裂隙水含量较小。勘察期间,钻孔施工结束24小时后经水位观测,除了斜坡等地势相对较高位置处部分钻孔内无稳定地下水存在外,地势较低的沟谷位置钻孔内均有稳定地下水存在。6.3地下水、土的腐蚀性根据临近场区的建筑经验,场区内地下水为HCO3-Ca2+型。根据公路工程地质勘察规范(JTJ064-98)
16、附录D环境介质对混凝土腐蚀的评价标准,拟建场地属于II类环境,地表水结晶分解复合类、结晶类、分解类均无腐蚀。拟建场区属于新开发区,场区及周边人口稀少,工业不发达,没有化工、印染、冶金等污染源,场区内岩土层没有受到污染。场区内岩土层对混凝土及混凝土中的钢筋无腐蚀性。6.4地下水的渗透性根据临近场地建筑经验,拟建场区内的第四系土层以及基岩裂隙中综合渗透系数为K=0.24m/d,为弱透水性地层。第四章 主要材料及性能要求1 混凝土本桥处于温热地区,属于类环境;本桥使用的各种混凝土,应进行严格的质量控制和检测。在进行混凝土配合比设计时,必须按设计要求考虑大桥使用年限条件下的混凝土耐久性,结合混凝土结构
17、设计规范(GB50010-2002)对混凝土结构环境类别的划分,明确提出不同结构混凝土的配合比中水灰比、最小水泥用量、最大氯离子含量、最大碱含量的控制指标和满足控制指标的具体措施。主桥:主梁采用C50混凝土,盖梁、桥墩采用C40混凝土,桥台台帽、桩基采用C30混凝土,U台台身、基础采用C25片石混凝土(其它构件混凝土标号详见相应的设计图并以设计图为准)。C25混凝土及C25片石混凝土:轴心抗压强度设计值fck=11.5MPa,轴心抗拉强度设计值ftk=1.23MPa,弹性模量Ec=2.80x104MPa。C25片石混凝土要求片石掺入量不大于总体积的25%,且片石强度等级不低于MU40。C30混
18、凝土:轴心抗压强度设计值fcd=13.8MPa,轴心抗拉强度设计值ftd=1.39MPa,弹性模量Ec=3.0x104MPa。C40混凝土:轴心抗压强度设计值fcd=18.4MPa,轴心抗拉强度设计值ftd=1.65MPa,弹性模量Ec=3.25x104MPa。C50混凝土:轴心抗压强度设计值fcd=22.4MPa,轴心抗拉强度设计值ftd=1.83MPa,弹性模量Ec=3.45x104MPa。2 普通钢筋设计采用HRB335、R235钢筋,R235钢筋其质量应符合GB1499.1-2008的规定,HRB335钢筋其质量应符合GB1499.2-2007要求。直径20mm的钢筋采用直螺纹I级连接
19、,连接区段内的接头率不大于50%,并满足规范(JGJ 1072003/J 2572003及DB50/5027-2004)要求。R235钢筋:抗拉设计强度fsd195MPa,标准强度fsk235MPa,弹性模量E=2.1105MPa。HRB335钢筋:抗拉设计强度fsd280MPa,标准强度fsk335MPa,弹性模量E=2.0105MPa。3 预应力钢材钢绞线采用PC高强度低松弛(级松弛)七股型钢绞线,其应符合图纸要求及GB/T 5224-2003预应力混凝土用钢绞线17相关要求。钢绞线主要技术要求应符合如下规定:钢铰线公称直径:15.2mm截面面积:139.0mm2抗拉强度标准值:fpk=1
20、860MPa弹性模量:E=1.95105MPa松弛率:0.03预应力钢束与管道的摩阻系数:u=0.17预应力管道每米局部偏差对摩擦的影响系数:k=0.0015(塑料波纹管)一端锚具变形及钢束回缩值小于等于:6.0mm4 预应力锚具及管道预应力锚具必须经过正式鉴定和重大桥梁工程的检验,锚具的结构型式及规格应符合本设计文件及预应力筋用锚具、夹具和连接器(GB/T14370-2000)、预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程(JGJ852002J2192002)的相关要求。全桥预应力管道均采用塑料波纹管,管道灌浆方式为真空辅助灌注法,必须保证灌浆饱满密实。塑料波纹管需满足行业标准预应力混凝土桥梁用
21、塑料波纹管(JT/T 529-2004)要求。5 桥面防水在结构层与沥青混凝土间涂刷水泥基渗透结晶型防水材料作为桥面防水层,其用量应1kg/m2,防水材料应具有涂层一次抗渗压力0.8MPa,二次抗渗压力0.6MPa,28d抗压强度18MPa,粘结力1.0MPa,同时具有耐高温、耐碱性性能,以满足沥青混凝土摊铺要求。防水材料各项指标必须满足中华人民共和国建材行业标准:道桥用防水涂料(JC/T975-2005)的要求。桥面防水施工工艺必须与相应防水材料要求相匹配。6 支座支座均采用板式橡胶支座,各支座安装必须水平,安装技术详见支座生产商的安装说明。所使用支座需满足行业标准公路桥梁板式橡胶支座(JT
22、/T663-2006)。7 伸缩缝在桥主梁与桥台衔接处各设一道80型伸缩缝,伸缩缝详细资料由生产产家提供。T梁中间二道接缝采用桥面连续做法。8 涂装材料建议混凝土外露面采用丙烯酸类硅酸盐聚合物AC100保护涂料,颜色采用混凝土本色浅灰色或根据景观要求确定。9 人行道栏杆本设计图纸中栏杆为参考样式。由于桥面栏杆类型应与桥梁景观要求匹配,因此宜对栏杆生产厂家做充分调查,并征求业主意见后商定栏杆类型。第五章 桥梁结构设计要点1 概况 桥梁起点桩号K0+696.217米, 终点桩号K0+796.217米,全桥长100.0m。桥梁上部结构为330m=90.0m预应力混凝土简支T梁。桥梁采用单幅结构形式,
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