[其它]阜新盘锦高速公路马市大桥设计.doc
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1、阜新-盘锦高速公路马市大桥设计作者姓名: 指导老师: 副教授单位名称: 环境与土木工程学院专业名称: 土木工程2012年6月毕业设计(论文)任务书毕业设计(论文)题目:阜新-盘锦高速公路马市大桥设计基本内容: 1. 水文计算;2. 截面几何特性计算;3. 拱轴系数的计算; 4. 拱圈弹性中心及弹性压缩系数;5. 主拱圈截面内力验算;6. 主拱圈正截面强度验算;7. 主拱圈稳定性验算;8. 施工设计;9. 桥墩计算:10. 桥台计算;11. 绘制图纸毕业设计(论文)专题部分:题目 拱上建筑不同布置的影响 基本内容:1、 选题原因2、 拱上建筑不同布置对应的拱轴系数的计算3、 结果分析学生接受毕业
2、设计(论文)题目日期第1周指导教师签字:2010年3月3日毕业设计 (论文) 任务书 设计(论文)题目 阜新-盘锦高速公路马市大桥设计 专 业 土木工程专业 学 生 姓 名 班 级: 2008级土木一班 完 成 期 限 二0 12 年 三 月 三 日 开 始 二0 12 年 五 月 三十 日 结 束 指 导 教 师: 副教授 系(教 研 室): 土木工程研究所 二0 12年三月三日 发 题一、设计任务与内容 根据桥位平面地形图和所给资料完成下列设计: 1、水文计算 2、工程方案的设计必选并绘制工程方案图并确定工程方案 3、恒载、活载下内力计算并确定最不利内力 4、配筋 5、细部结构设计 6、基
3、础设计7、施工方案设计8、专题部分二、设计原始资料 1.地质资料:地表以下依次为卵石、细砂、黏土、软质岩土。 2. 设计荷载:公路级荷载 3. 桥 宽: 主桥全宽20米 4. 材 料: 混凝土:C45 (拱肋),C35 (腹孔墩、盖梁) 浆砌片石:砂浆M10,片石MU60:桥墩、桥台、基础 钢 材: HRP235(箍筋), HRB400 (受力筋) HRB335(板、盖梁、腹孔柱) 5. 其 它: 自定(如温度变化、混凝土收缩徐变等)三、设计完成后应提交的技术文件和图表 (一)设计说明部分 1.主要设计资料和设计过程 2.设计计算:要求设计方法正确,计算结果符合桥规要求,计 算过程表达简明清晰
4、,插图适当。 (二)图纸或图表部分 1、 水文部分2、 总平面图 3、 上部与下部结构立、断面图 4、 结构钢筋配置图 5、 局部构造图 6、 施工示意图 图纸要求用A3尺寸,图纸总数量在15张以上。 四、主要参考资料 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 D63-2007) 4.拱桥连拱计算(王国鼎主编)5.桥梁工程(姚玲森主编) 6.钢筋混凝土及预应力混凝土结构设计原理(张树仁主编) 7.拱桥设计手册(1982年版) 8.桥梁施工手册 摘要本设计为阜新-盘锦高速公路
5、马市大桥设计,该桥位于辽宁省锦州市马市村。首先初步确定了桥梁设计的基本资料。然后进行水文计算,得出的设计水位、流速、桥面标高等。经过方案比选,确定桥型。然后进行桥梁的上部结构设计。主要设计内容有桥型布置、确定截面尺寸、拱轴系数及恒载活载计算、内力组合、主拱圈验算等,其中主拱圈的验算主要为各种荷载组合下的强度验算、稳定性验算。接下来对桥梁下部结构进行设计计算,首先拟定桥梁墩台的尺寸,然后进行内力计算及组合,然后进行桥墩桥台及基础的设计与验算,如果不满足条件,调整墩台尺寸,重新进行计算。最后介绍了桥梁的施工,主要阐述了桥梁施工的注意事项、施工的主要程序以及施工的管理。本设计专题部分为研究拱轴系数的
6、影响。东北大学毕业设计(论文) 引言引 言拱桥是一种使用较广泛的桥型。拱桥的主要承重结构是拱圈或拱肋,这种结构在竖向荷载作用下,桥墩或桥台将承受水平推力。同时这种水平推力将显著抵消荷载在拱圈或拱肋内的弯矩作用。同时,与同跨径的梁桥相比,拱的弯矩和变形要小得多,而且可以节省大量的钢材和水泥,耐久性能好,维修、养护费用少。拱桥的跨越能力大,外形也比较美观,在条件许可的情况下,修建拱桥往往是经济合理的。本设计采用上承式全空腹式梁式拱上建筑的双肋拱桥,采用双肋拱桥能用较小的截面面积获得较大的截面抵抗矩,从而节省材料,减轻拱桥的自重。采用梁式腹孔拱上建筑,可减轻拱上重量,降低拱轴系数,从而使拱上建筑的恒
7、载分布接近于均布荷载,改善拱圈在施工过程中的受力状况,获得较好的经济效果。采用简支腹孔,这种型式的结构体系简单,基本上不存在拱与拱上结构的联合作用,受力明确。鉴于以上一系列原因,本设计采用上承式双肋拱桥,拱上建筑采用全空腹式梁式拱上建筑。在设计过程中,得到了老师和各位同学的帮助,在此表示感谢!东北大学毕业设计(论文) 目录目录摘要引 言第一章 桥型设计资料11.1设计说明11.1.2设计技术标准11.1.3依据规范11.1.4材料1第二章 桥梁上部结构设计33.1设计概述33.2桥梁结构113.2.1结构形式113.2.2拱的几何性质113.3荷载计算163.3.1恒载计算163.3.2连拱作
8、用下的活载计算173.3.3温度效应计算273.3.4混凝土收缩效应计算293.4荷载效应计算及组合303.4.1用于拱圈强度稳定验算的荷载效应计算303.4.2拱脚截面直接抗剪强度验算用的荷载效应313.4.3拱圈作用效应标准值汇总333.4.4荷载效应组合343.5主拱圈截面配筋计算及验算373.6拱脚截面抗剪计算及验算393.7拱圈整体强度-稳定验算413.8盖梁计算413.8.1盖梁尺寸413.8.2荷载计算423.8.3内力计算443.8.4截面配筋设计与承载力校核44第三章 桥梁下部结构设计474.1桥墩设计与验算474.1.1参数计算474.1.2墩顶最大荷载效应474.1.3设
9、计桥墩尺寸494.1.4荷载组合494.1.5墩身截面强度和偏心距验算514.1.6基础底面岩土承载力计算524.1.7墩台基础的稳定性验算534.2桥台设计与验算534.2.1设计基本资料534.2.2桥台设计几何尺寸544.2.3荷载计算544.2.4地基承载力验算634.2.5桥下冲刷计算65第四章 施工组织设计695.1与施工有关的因素695.1.1桥梁设计695.1.2工程造价695.1.3组织管理695.2下部结构施工705.2.1材料准备715.2.2石料的砌筑与质量检验715.3上部结构施工735.3.1搭设主梁施工用支架735.3.2模板及拱架的制作与安装745.3.3钢筋加
10、工与安装745.3.4浇注混凝土745.3.5拆模及卸架755.4 其它注意事项75致谢107-54-东北大学毕业设计(论文) 第一章 桥型设计资料第一章 桥型设计资料1.1设计说明本桥跨越的河流发源于医巫闾山,流经大市乡、正安乡,最终注入西沙河。桥址处位于辽宁省锦州市北镇市正安乡马市村。此桥属跨河桥,所处场地地势平坦,场地地貌单元属于辽河冲积平原。经过勘察查明,在钻探所达深度范围内,自地表而下依次为卵石、细砂、黏土、软质岩土。本区地下水对各种类型混凝土无腐蚀性,对钢筋有弱腐蚀性。1.1.2设计技术标准设计荷载:公路级荷载结构重要性系数:1.0桥面宽度: 主桥为全宽24.5米,分两幅,每幅净宽
11、10.5米。主桥横坡:主桥桥面设置2%双向横坡,通过腹孔墩的高度变化找出横坡桥下净空: 大于9.371米1.1.3依据规范公路桥涵设计通用规范(JTGD602004)公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTGD622004)公路桥涵地基与基础设计规范(JTGD63-2007)公路圬工桥涵设计规范(JTG D61-2005)公路工程技术标准(JTGB01-2003)公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2001)1.1.4材料(1)混凝土C40混凝土:用于桥面铺装、盖梁、腹孔墩。C45混凝土:用于拱肋。(2)浆砌片石M10砂浆砌MU60块石:用于墩帽。M10砂浆砌MU60片石:用于墩身及基础
12、。(3)小石子混凝土片石C25小石子混凝土砌MU60片石:用于桥台。(4)钢材HPB235钢筋:热轧光圆钢筋,其主要性能符合现行国家标准钢筋混凝土用热轧光圆钢筋(GB13013)。HRB335钢筋:热轧带肋钢筋,其主要性能符合现行国家标准钢筋混凝土用热轧带肋钢筋(GB1499)。HRB400钢筋:热轧带肋钢筋,其主要性能符合现行国家标准钢筋混凝土用热轧带肋钢筋(GB1499)。东北大学毕业设计(论文) 第三章 桥梁上部结构计算第二章 运营阶段的设计计算2.1设计概述本桥为上承式矩形双肋拱桥,主拱计算跨径60.702,采用五孔等跨连拱,矢跨比1/6。主拱圈为钢筋混凝土拱肋,每跨布置11个腹孔。2
13、.2桥梁结构2.2.1结构形式肋拱桥由主拱肋、腹孔墩、桥面系组成。(1)主拱肋主拱肋是主要的承重构件,横向联系设置在两片拱肋之间,用以增加两片分离式拱肋的横向刚度和稳定性。拱轴线采用悬链线,拱肋截面沿拱轴线的变化规律为等截面。拱肋为截面尺寸为。横撑把两条拱肋联系在一起,以提高全桥的整体性。(2)腹孔墩腹孔墩是桥面系的支承构件,桥面荷载通过腹孔墩传到拱肋上。每个拱肋上均有11个腹孔墩,其间距为5.58。腹孔墩的下端与拱肋连接,腹孔墩的上端与盖梁连接。(3)桥面系全桥横桥向设桥面板,桥面板厚0.35,拱肋、腹孔柱、盖梁、桥面板均为现浇。 2.2拱圈截面几何要素计算2.2.1主拱圈截面高度按经验公式
14、。主拱圈宽17.8m,由5片宽1.5m的肋(肋间间距为2.575m)组成。2.2.2截面的几何性质主拱圈截面重心轴主拱圈截面绕重心轴的惯性矩主拱圈截面绕重心轴的回转半径上部结构构造布置拱轴系数的确定假定拱轴系数,确定计算跨径及计算矢高: 假定拱轴系数=1.347,相应的,查拱桥手册表()-20得:计算跨径计算矢高拱脚截面的水平投影 图212)主拱圈坐标计算:将拱圈沿跨径方向分成24份(见图3.1),每等份长为: 图3.1 主拱肋坐标计算图式以拱顶截面形心为坐标原点,拱轴线上各截面的纵坐标为: =拱桥手册表()-1值 相应的拱背坐标 相应的拱腹坐标主拱圈坐标计算表见表3.1表3.1 主拱圈截面坐
15、标表3)桥跨结构布置及拱上结构布置见图3.2图3.2 桥跨结构布置图主拱圈几何性质表截面号x025.28750.818150.61118.39097.77989.002123.18020.844760.59196.98996.3987.5818221.07290.869880.57485.73115.15636.3059318.96560.893280.55974.6094.04935.1687416.85830.914750.54663.61833.07174.1649514.7510.934120.53532.75462.21933.2899612.64370.951210.53562.0
16、1831.48822.5394710.53640.965890.51771.39270.8751.910488.42910.978060.51120.88830.37711.399596.32180.987610.50630.4983-0.0081.0046104.21460.994480.50280.221-0.28180.7238112.10370.998620.50070.0552-0.44550.555912010.50-0.50.54)恒载计算主拱圈单位弧长的重力为:A=1.51525=187.5KN/m半拱恒载:防撞墙桥面板桥面铺装层盖梁横隔板=10.22.575425=51.5腹
17、孔柱根据腹孔柱中线与拱背的交点的x 坐标代入表3.1利用内插法求得交点处的,则各个腹孔柱的高度为(+1.1)m。腹孔墩高度=+1.1-0.5=5.2992m腹孔墩高度=+1.1-0.5=2.7081m腹孔墩高度=+1.1-0.5=1.0313m 腹孔墩高度=+1.1-0.5=0.2086m求得各个集中力横系梁 =2.575425=64.375=25.25-10=15.25 =15.25-10=5.255)拱轴系数m半孔桥跨结构恒载对L/4及拱脚截面的力矩见表3.2表3.2 半孔桥跨结构恒载对L/4及拱脚截面的力矩由表3.2得:与假定的m=1.347所对应的的基本相符,采用拱轴系数m=1.347
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