摘 要

该大桥位于湖北省宜昌市长阳县境内，是宜昌通往长阳西部的一座跨越隔河岩水库上的一座大桥， 设计荷载标准为公路二级。设计主要分为桥型方案比较和推荐方案设计。根据行车要求和通航要求，在桥型方案中初步拟定了三个比选方案，方案一变截面连续刚构桥，方案二为中承式连续梁拱组合体系桥。方案三为上承式混凝土箱形拱桥。通过方案比选，最终选用方案三：上承式混凝土箱形拱桥，主桥采用4×20m（简支梁桥） 145m（上承式拱桥） 20m（简支梁桥）的组合形式 ，桥梁全长281m，桥面横坡1.1%。桥面宽度为净7 2×1.0米人行道，桥宽9.0米。本桥上部为空腹式拱上建筑，下部为重力式实体桥台，引桥采用轻型桥台和柱式桥墩。主拱采用转体施工方法。针对选择的方案，首先根据规范进行细部构造的设计及拱轴系数的拟定。结构计算运用midas等桥梁分析软件，主要进行拱桥的建模，荷载组合以及内力结果分析。根据最终计算结果，对上部结构的主拱圈，立柱，盖梁，和横系梁进行配筋设计和截面强度验算，并对主拱进行纵向稳定性和横向稳定性验算 。根据最终的配筋及验算结果绘制方案的总体布置图，主体构造图及配筋图。最后编写设计说明和施工方案。

关键词：拱轴系数；箱形拱肋；主拱圈荷载组合；截面强度； 稳定性

Abstract

The bridge is located in the territory of Chang yang County, Yi chang City, Hubei Province, is a bridge across the river in the west of Chang yang, Yi chang across the river. According to the requirement of traffic and navigation ，the design is mainly divided into bridge scheme comparison and recommendation scheme design, bridge scheme to more than three alternatives：A scheme of variable cross section continuous rigid frame bridge, the second project supported continuous beam arch combination bridge. The scheme three is an upper deck concrete box arch bridge. Through the comparison and selection of the schemes, the final selection scheme is three: the upper deck concrete box arch bridge。The main bridge select the combination form ,including 4 by 20 meters of simple supported beam bridge，145 meters upper deck arch bridge and 20 meter simple supported beam bridge. The total length of the bridge is 281m , The transverse slope of the bridge is 1.1%, The width of 9 meters of the bridge is composed of 7 meters lane and two meters of sidewalk Lane. The superstructure of the bridge is open spandrel arch, the lower part is a gravity type solid abutment. The approach is made of light abutments and piers. The main arch select swivel construction method. Firstly, according to the specification, the design of the detail structure and the design of the arch axis coefficient are carried out. Structural calculation is mainly carried out by Midas and other software, mainly for the arch bridge modeling, load combination and the results of internal force analysis. According to the calculation results, the superstructure of the main arch ring, column, beam, and the beam were reinforcement design and strength check section. The longitudinal stability and lateral stability of the main arch are checked. According to the final reinforcement and checking results, we draw the overall layout of the program and the main body of the structure diagram and the reinforcement. At last, we write the design description and construction scheme.

Key words arch axis coefficient; Box arch rib; Main arch loading; combinations Section strength; stability.

目录

摘要 1

第一章 绪论 3

1.1 毕业设计研究背景及内容 3

1.2 毕业设计的目的及意义 4

1.2.1 毕业设计的目的 4

1.2.2 毕业设计的意义 5

第二章 设计方案比选 5

2.1设计资料 5

2.1.1设计项目名称 5

2.1.2 设计项目基本情况 5

2.1.3 设计技术标准 6

2.2 设计方案比选 6

2.2.1 方案一 变截面连续刚构桥 6

2.2.2 方案二 中承式连续梁拱组合式桥 7

2.2.3 方案三 梁拱组合体系桥 8

2.2.4 方案比选 9

第三章 结构方案设计 11

3.1方案简介及上部结构尺寸拟定 11

3.1.1 桥跨整体布置 11

3.2 拱桥结构尺寸拟定 11

3.2.1 主拱圈构造 11

3.2.2 盖梁，立柱及底梁构造 11

3.2.3 桥面板及桥面铺装 12

3.3 主要材料 13

第四章拱桥电算模型 14

4.1 拱轴坐标计算 14

4.2 拱轴系数m的确定 14

4.2.1 半拱悬臂自重计算 14

4.2.2 m的计算 15

4.3 拱桥模型 15

第五章 结构内力计算分析 17

5.1 裸拱内力计算 17

5.2 成桥状态下主拱内力计算 18

5.2.1 恒载作用下的主拱内力 18

5.2.2温度次内力计算 19

5.3活载内力计算 20

5.3.1 汽车荷载冲击系数 20

5.3.2 车道荷载布置及计算 20

5.4 荷载组合 22

5.4.1极限状态效应组合 22

5.4.2荷载作用组合1 24

5.4.3荷载作用组合2 25

5.4.4荷载作用组合3 27

第六章 拱桥配筋验算 29

6.1 主拱圈配筋及强度验算 29

6.1.1 主拱圈配筋计算 29

6.1.2 截面复核与强度验算 30

6.2 拱上立柱配筋及验算 31

6.3横系梁配筋及验算 33

6.4 盖梁配筋及验算 33

6.4.1 盖梁抗弯设计 33

6.4.2 盖梁抗剪验算 35

6.5拱桥稳定性验算 38

6.5.1 纵向稳定性验算 38

6.5.2 横向稳定性验算 39

第七章 主要工程数量计算 40

毕业设计总结 42

致谢 43

参考文献 44

附录A 设计图纸 45

第一章 绪论

1.1 毕业设计研究背景及内容

我国自改革开放以来，桥梁建设得到了飞速的发展，极大的改善了人民的出行方式和交通状况。同时也促进了经济的发展。桥梁工程在工程规模上占路线总造价的10%~20%，它同时也是担保全线通车的咽喉，特别在战时，即便是高技术战争上，桥梁工程仍具有非常重要的。

中国是个有着悠久历史的文明古国，祖先们靠着智慧和经验，在世界桥梁建设史上写下浓墨重彩的一笔。但是在愚昧的封建社会的统治下，生产技术长期没有得到更新和进步。到了19世纪，西方资本主义国家纷纷进入了工业化的快速发展阶段，而我国却仍然闭关锁国，延续着腐朽的封建制度，导致中国在综合国力，科学技术等方面，远远落后于西方列强。解放以前，我国的公路桥梁大部分都是木桥，且因为年份久远，大都破烂不堪，无法提供使用。解放以后，特别是改革开放以来，我国综合国力得到了极大发展，交通事业得到了快速发展，进入20世纪90年代，国家高度重视基础设施建设，大大促进了我国桥梁建设的发展和繁荣，取得了举世瞩目的成就。目前我国在桥梁建设方面已经跻身世界先进行列。虽然中国在解放后桥梁事业取得了巨大的进步，但相比西方发达国家还是有很多的缺陷。主要问题是技术创新性不够，在质量和耐久性上存在极大问题，同时不够重视桥梁美学等方面的问题。我国跨径最大的简支梁桥，是建成通车于1997年的跨径63m的昆明南过境干道高架桥。进入20实际80年代人们开始利用对称平衡悬臂施工的方法，大跨度预应力混凝土箱形截面梁桥从此进入迅猛发展的阶段。梁保持连续和墩梁固结是连续刚构桥梁的主要特征，这样的结构既保证了可以利用无伸缩缝的连续梁，行车较为平顺，又使T形刚构桥免去设置支座的麻烦，同时避开了了连续梁桥和T构桥的缺陷，因而连续刚构桥在我国桥梁建设中发展很快。拱桥在我国一直有着悠久的历史，由于拱桥造型比较优美，跨越能力大，一直以来是作为大跨径桥梁的比选方案之一，20世纪60年代拱桥无支架施工方法得到极大的应用和改进，极大增强了拱桥的竞争力。20世纪90年代兴起的钢管混凝土拱桥，使得我国大跨径拱桥的施工建造能力得到了进一步的提升。相比于其他桥型的历史发展，我国的斜拉桥建设起步较为晚些，于1975年建成的四川云阳桥是国内第一座斜拉桥，跨径达到76m,20世纪90年代之后，因为我国江河湖泊较多，需要大跨度桥梁跨越，斜拉桥获得了快速的发展的机遇，修建了一系列特大跨度的斜拉桥。同样，我国悬索桥的建设起步也相对较晚，特别是在特大跨度悬索桥方面。但是在90年代中期以后，这一局面得到了彻底的改变。随着我国桥梁建设事业的飞速发展，桥梁的设计建造水平将逐渐得到提升，为国家的交通事业发展做出更大的贡献，同时桥梁建设者们也要认清我们目前的不足和差距，努力的探索和钻研更好更先进的技术，为我国的桥梁事业做出新贡献。

1.2 毕业设计的目的及意义

1.2.1 毕业设计的目的

随着我国国民经济的迅速发展和经济的全球化，交通运输事业的大力发展和道路桥梁的加快建设，这将有利于促进经济的发展，同时也能加强国内的文化交流，改善偏远地区的交通出行。桥梁作为一种功能性的结构物，从古至今，人类一直在追求桥梁的适用性，耐久性和桥梁美学等，很多桥梁不但作为重要的交通咽喉而且变成令人赏心悦目的艺术结构，从而烙上鲜明的时代特征，至今仍被人们所惊叹。当今世界下，科学技术的发展进步日新月异，社会的整体经济水平，文化水平也已经得到提升，人民对桥梁建筑提出了更高的要求和更好的期望。几十年的对桥梁建设的不懈追求和探索，无论是在桥梁建设规模上还是科学技术上，我国的桥梁建设水平已经进入世界的先进行列。这期间我国修建了一大批功能完备同时还适用美观的公路桥和铁路桥梁。包括很多跨越大江大河的桥梁和城市高架桥和立交桥等。随着国家基础设施建设的大力推进和各地区交通网络规划的逐步落实，更多的宏大工程将展现在每个人的眼里，正因为桥梁建设的重要性逐渐受到人们的重视，桥梁工程这门融合了桥梁结构分析，设计施工以及管理的全面性的学科将在日后的发展中占据越来越重要的地位。而且随着科学技术的快速发展，很多与桥梁工程有关联的学科也融入到其中，开拓了更多更新的桥梁工程的分支，这里面包括桥梁cad设计，桥梁结构电算，桥梁抗震与加固等诸多方向。通过了解桥梁工程这门学科的发展历程，我们能够预料到，在未来的日子里，每一位桥梁建设者都将面临着建设更经济适用，安全可靠的新型桥梁的难题，肩负着国家桥梁发展的光荣而艰巨的任务。

1.2.2 毕业设计的意义

本次毕业设计的整个过程，需要学生们准确的梳理四年来所学的专业知识，加强对各种不同的桥型方案的受力特点，构造要求和适用范围的理解。掌握一定的桥梁设计计算的技能，提高理论与实践相结合的能力。在毕业设计的每个环节中，能不断的巩固所学的相应原理和方法，学会在遇到问题时查阅规范和相关资料的习惯，从而提高每位同学分析问题和解决问题的能力。学习如何正确的使用本行业的各种设计规范和相关计算手册，撰写相关的设计说明书。在整个建模及绘图中，增强学生熟练操作各种桥梁分析软件和绘图软件的本领。每位同学对自己所选的桥梁方案进行独立的结构设计，模型建立，受力分析以及配筋验算等，培养学生的独立精神，提高学生对所学知识的运用能力，学会如何进行桥梁的辅助设计和建模分析等。最终使每一位毕业生都能成为合格的桥梁建设者。