桥梁工程毕业设计(论文)知遇桥两阶段施工图设计.doc
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1、目 录摘要IABSTRACTII第1章 绪论11.1 选题的目的及意义11.2 国内外研究状况11.3 工程概况21.4 技术标准和设计依据21.4.1 技术标准21.4.2 设计依据21.5 结构形式21.6 主要材料规格21.7施工要点31.7.1 上部结构施工要点31.7.2 下部结构施工要点4第2章 水文计算52.1 水面宽度及过水面积的计算52.2 流量及流速的计算62.3 桥孔长度计算72.3.1 桥孔长度的确定72.3.2 桥墩中心桩号的确定72.4 桥面中心最低标高的确定72.5 桥梁冲刷计算72.5.1 一般冲刷深度计算82.5.2 局部冲刷深度计算102.6本章小结11第3
2、章 上部结构一般设计123.1 设计资料及构造布置123.1.1 设计资料123.1.2 横截面布置123.1.3 主梁主要截面几何特性计算133.2 主梁内力计算163.2.1恒载内力计算163.2.2 活载内力计算183.2.3 主梁内力组合333.3 配筋计算353.3.1 预应力钢筋数量的确定及布置353.3.2 普通钢筋数量的确定及布置383.4 各阶段截面几何性质计算383.5 截面承载能力极限状态计算403.5.1 跨中截面正截面承载力计算403.5.2 斜截面抗剪承载力计算413.6 预应力损失计算443.6.1 钢束应力损失443.6.2 预应力损失值组合503.7 正常使用
3、极限状态计算503.7.1 抗裂性验算503.7.2 变形计算543.8 持久状况的主应力验算563.8.1 跨中截面混凝土法向正应力验算563.8.2 跨中截面预应力钢筋拉应力验算573.8.3 斜截面主应力验算573.9 短暂状态应力验算593.10 本章小结59第4章 下部结构设计604.1 桥梁墩台尺寸拟定604.1.1 盖梁顶端标高的确定604.1.2 承台标高的确定604.2 承台底面形心荷载计算614.2.1 3号墩恒载计算614.2.2 3号墩汽车荷载支反力计算624.2.3 3号墩制动力计算624.2.4 3号墩承台底面形心恒载汇总624.3 桩顶荷载计算624.3.1 桩的
4、计算宽度的确定624.3.2 桩的变形系数的确定634.3.3 桩顶刚度系数的计算634.3.4 承台底面形心位移、的计算644.3.5 桩顶荷载、 的计算654.4 桩长计算654.5 本章小结67第5章 施工方法685.1 桥梁的基础施工685.1.1 施工步骤685.1.2 施工工艺685.1.3 注意事项685.2 桥梁墩台的施工695.3 装配式T梁的预制695.3.1 预应力筋的制备695.3.2 预应力筋的张拉695.3.3 孔道压浆705.4 预应力混凝土梁的运输和安装705.4.1 预应力混凝土梁的运输705.4.2 预应力混凝土梁的安装705.5 桥面系施工715.5.1
5、桥面铺装施工715.5.2 护栏施工715.5.3 伸缩缝和泄水管715.6 本章小结71结论72参考文献73致谢74摘要本设计为知遇桥两阶段施工图设计,所涉及的桥梁位于黑龙江省西部齐齐哈尔市境内,跨越乌裕尔河支流流域,连接着扎龙与二龙山。桥梁全长192.94m,桥面净空值为2(12.5+20.5)m,公路等级为一级,设计荷载为公路级。桥梁上部结构采用36.5m装配式预应力混凝土简支T梁,下部结构采用双柱式桥墩,肋板式桥台,基础采用桩基础。本设计包括四大部分:第一部分为水文计算,包括确定桥面中心最低标高,桥孔最小计算净长,桥梁分孔各墩台的中心桩号及冲刷计算;第二部分为上部结构设计,包括截面尺寸
6、拟定,主梁内力计算及组合,预应力钢束的估算及布置,预应力损失及校核;第三部分为下部结构设计,包括墩台尺寸的拟定,桩长的计算及验算;第四部分为施工方案的设计与选择。本设计经过验算,均满足要求,施工工艺合理,设计可行。关键词: 预应力混凝土;简支T梁;双柱式桥墩;肋板式桥台;桩基础ABSTRACTThe design for the two stages ZhiYu bridge construction drawing design, bridge length 182.5 m. The bridge structure 36.5 m fabricated prestressed concret
7、e simply-supported T beam, bridge for 2(12.5+20.5) meter benches, the highway grade 1, the truck load of this design is load class-1. The double column type pier, ribbed plate type abutment, pile foundation.This design includes four parts, the first part for hydrological computation, including deter
8、mine the lowest elevation, QiaoKong deck center, bridge calculating minimum net each pier hole of the center portion, and scouring calculation; The second part is the upper structure design, including the section size, the main force calculation and combination of prestressing tendons, estimating an
9、d arrangement, the loss of prestress and check; The third part is the bottom structure design, including the abutment size, length of calculation and checking; the fourth part of the design and construction scheme.After checking the design, construction technology, the reasonable requirements, desig
10、n is feasible.Keywords: The prestressed concrete; Simply-supported T beam; Double column type pier; Pile foundation第1章 绪 论1.1 选题的目的及意义本设计所涉及的桥梁知遇桥位于黑龙江省西部齐齐哈尔市境内,跨越乌裕尔河支流,连接扎龙与二龙山。气候属中温带大陆性季风气候,四季分明,冬长夏短。年降水428毫米,1月均温25.7,7月均温22.8,年平均气温3.1。设计等级为公路一级。该桥的建设,为我省村村通工程的统一部署。将使当地的交通更加方便快捷,有利于两岸的经济、文化等方面的交
11、流,给当地以及周边辐射地区的经济发展和人民生活带来极大的便利,对促进经济发展、改善人民群众物质和文化生活起到积极作用。通过该桥梁设计,使我能够正确分析现有的桥位水文、地质、气候等自然条件,根据道路等级、荷载等级、桥面净宽、航道等级等设计技术标准1,结合施工队伍技术力量和设备条件,独立查阅、应用中外文献资料,正确使用公路桥涵设计规范进行设计计算,熟练绘制桥梁施工图并撰写设计说明书,从而达到独立完成一般桥梁设计的目的。1.2 国内外研究状况现代桥梁发展历史悠久,从18世纪后期算起已经历了200余年。随着桥梁所用材料的不断进步,跨度从不足百米到逼近2000m1。从我国已建成的预应力混凝土桥梁来看,大
12、多都采用C40、C50混凝土,进而采用减水剂等添加剂制备塑性混凝土,并发展了泵送混凝土工艺2。随着桥梁跨度的增加,为减少桥梁结构的自重,混凝土逐渐向高强,轻质方向发展。日本早在70年代采用C80混凝土修建了几座单孔跨径为45m的简支预应力混凝土铁路桥,后来德国在主跨为136m的富林格尔桥上采用了轻质混凝土。国外目前在高强,轻质混凝土方面已经有所成就。如孟买的第二勃溪大桥,是一座主跨为114.7m的双塔双索面预应力混凝土斜拉桥3。由孟买国家大桥试验中心研制成功的C60微硅粉高强混凝土首次在该桥主梁浇注使用。作为混凝土的改性材料,微硅粉高强混凝土具有易浇注,整体密实,长期稳定及强度高等特点,可提高
13、建筑的内在质量,在桥梁建筑市场上具有极大的推广应用价值。为适应我国经济的发展,缓解交通问题给人们生产生活带来的不便,预应力混凝土结构的应用范围将更加广阔,因此我们应加强提高预应力技术水平的科研工作。和发达国家相比,我们预应力混凝土工程的研究相对落后。凭借我们已有的强大队伍,和一些单位在预应力技术推广应用中的创收实力完全可以承担和完成这项重要的科研任务。同时,设计和施工的分离也是影响我国预应力混凝土结构迅速发展的因素之一。简支梁桥结构简单,施工方便,且对地基承载力的要求也不高,是目前公路上应用最广泛的桥型之一4。因此有必要成立大型强而有力的预应力混凝土工程公司,承担重大预应力混凝土工程,并担负新
14、技术开发研究,并做好与设计和施工之间的联系,以提高我国的预应力技术水平。1.3 工程概况桥位河段为乌裕尔河支流,地处松嫩平原西部,地域平坦辽阔。桥位附近河道顺直,河床稳定。河床土质自上而下依次为黏性土、砂夹黏土、粗砂、密实黏性土,河床比降0.16。本桥梁上部结构采用预应力混凝土简支T梁,下部结构采用双柱式桥墩,肋板式桥台,基础采用桩基础。1.4 技术标准和设计依据1.4.1 技术标准(1)公路工程水文勘测设计规范(JTG C30-2002)(2)公路桥涵设计通用规范 (JTG D60-2004)(3)公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 (JTJ D62-2004)(4)公路桥涵地基与基础
15、设计规范 (JTGD 63-2007)(5)公路桥涵施工技术规范 (JTJ041-2000)(6)公路桥涵现行标准图1.4.2 设计依据桥面净空:2(12.5+20.5) m设计荷载:公路级设计水位:H=157.0m1.5 结构形式上部结构采用装配式预应力混凝土简支T梁。下部采用双柱式桥墩,肋板式桥台,桩基础。1.6 主要材料规格主要材料规格见表1.1所示5。表1.1 材料规格表名称类型(等级)项目取值混凝土C50抗压强度标准值=32.4MPa抗压强度设计值=22.4MPa抗拉强度标准值=2.65MPa抗拉强度设计值=1.83MPa弹性模量=3.45MPaC40抗压强度标准值=26.8MPa抗
16、压强度设计值=18.4MPa抗拉强度标准值=2.40MPa抗拉强度设计值=1.65MPa弹性模量=3.25MPa非预应力钢筋HRB335抗拉强度标准值=335Mpa抗拉强度设计值=280Mpa弹性模量=2.0MpaHRB400抗拉强度标准值=400Mpa抗拉强度设计值=330Mpa弹性模量=2.0Mpa预应力钢绞线抗拉强度标准值=1860Mpa抗拉强度设计值=1260Mpa弹性模量=1.95Mpa1.7 施工要点1.7.1 上部结构施工要点上部结构施工要点主要体现在主梁预应力钢束的张拉和预应力混凝土梁的装配两个方面,其中主梁预应力张拉时应注意以下几个问题:(1)张拉应力的控制,控制好初张拉的应
17、力,其值不得大于钢绞线抗拉强度的75%。(2)张拉顺序必须合理,防止梁体由于不当受弯而开裂。(3)张拉系统使用前应进行标定。(4)张拉前应检查张拉系统安全可靠,张拉时应有安全措施,张拉千斤顶后严禁站人。预应力混凝土梁在装配时应注意合理选择混凝土梁的架设方法,根据本设计所涉及的河床情况及水文特征选用跨墩门式吊车架桥。1.7.2 下部结构施工要点下部结构施工要点主要体现在钻孔灌注桩基础的施工,钻孔灌注桩基础施工时应注意:(1)设置护筒,防止孔壁坍塌。(2)制备泥浆,泥浆稠度应根据地层变化或操作要求灵活掌握,泥浆不易太稀和太稠。(3)混凝土灌注必须连续作业,一气呵成,灌注过程中随时测量和记录孔内混凝
18、土标高和导管入孔长度,提管时保证导管埋入混凝土35m的深度。(4)灌注桩顶标高应比设计值预加一定的高度,此范围浮浆混凝土应凿除。(5)水下混凝土强度应不低于设计强度。第2章 水文计算2.1 水面宽度及过水面积的计算已知河床设计水位,河床横断面计算情况见表2.1。表2.1 河床横断面计算表位 置桩号(m)河床标高(m)水深(m)平均水深(m)水面宽度(m)湿周(m)过水面积()累计面积()合计左滩288.415705.40.2521.621.615.4310156.50.523.7118.318.3318.3328.3155.51.596.151.7541.441.472.45369.71552
19、135.632.814.114.1939.48河槽383.8153.43.6271.354.3531.231.24135.72415151.95.1423.195.229.229.2151.84444.2151.75.3484.215.6510.810.8261.024551516659.595.7530.530.5175.38486.5151.55.5885.325.0544.744.7225.74531.2152.44.6952.973.320.520.6767.65551.71552992.221.2531.431.4439.25右滩583.1156.50.51002.510.3529.
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