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装配式钢筋混凝土简支空心矩形板桥设计毕业论文

 2021-04-26 10:04  

摘 要

桥梁工程是交通工程的关键,也是土木工程的重要分支。从古自今,交通的发展离不开桥梁的连接,桥梁及桥梁技术的成长也依托于交通的发展。在造价上桥梁工程占总工程的十分一至五分一,是保证道路通行的要塞。因此,桥梁工程在经济,军事,政治上具有重要作用。
本次设计内容为对给定的桥梁设计参数进行简支梁式桥设计。主要设计内容包括五大方面:桥跨设计;支座设计;墩台设计;桥基基础设计。编写计算说明书,、。
阅读相关规范,拟写设计大纲,遵循大纲步骤设计桥梁。设计完成的国家相关桥梁规定,满足使用要求。通过设计,较好地掌握桥梁设计的方法、步骤、计算原理等。
关键词: 桥跨设计、支座设计、桥墩设计、基础设计。

Abstract

Bridge engineering is an important branch of civil engineering and is the key link throughout the traffic engineering. From ancient times, traffic cannot develop without bridge connection.The growth of bridge and bridge technology is also relying on the traffic development. Bridge project accounted for 10% ~20% of the total cost of the road in the scale of bridge engineering. It is also the the throat of transportation that guarantees the road to open. Therefore, bridge engineering plays an important role in economy, military and politics.

The design content is designed for the given bridge design parameters including: span, load, pier height, hydro geological condition, foundation condition and so on. The main calculation includes five aspects: bridge cross structure design; bearing design; piers and structural design; bridge foundation structure design; preparation of manuals, drawing construction drawings, construction drawings.

By reviewing the relevant norms,the paper draft out the outline and the bridge design is carried out according to the outline procedures.The design of the bridge requirements can meet the relevant national bridge requirements,safety economy,and the use of function. By the design, it is required to master the method of bridge design,step and calculation principle.
Key Words:Bridge design, bearing design, piers design, foundation design.

目录

第1章 绪论 1

1.1 概述 1

1.2 桥梁设计参数 1

第2章 桥跨设计 3

2.1 桥跨结构设计 3

2.2桥跨内力计算 4

2.2.1恒载内力计算 4

2.2.2 活载内力计算 5

2.2.3内力组合 25

2.3 截面设计 26

2.3.1选材及配筋计算 26

2.3.2 跨中正截面强度校核 29

2.3.3支点斜截面抗剪强度校核 30

2.3.4 l/4截面配筋验算 33

2.3.5 腹筋验算 34

2.4 裂缝宽度验算 35

2.5 挠度与预拱度 37

2.5.1参数计算 37

2.5.2 活载挠度验算 39

2.5.3 预拱度计算 39

第3章 支座设计 41

3.1 支座类型及大小 41

3.2 支座厚度确定 42

3.3支座偏转验算 43

3.4支座的抗滑稳定性验算 44

第4章 重力式桥墩设计 46

4.1桥墩结构设计 46

4.1.1桥墩类型、材料的选择 46

4.1.2桥墩尺寸计算 46

4.2 截面强度校核 48

4.2.1 截面选取 48

4.2.2 截面荷载计算 48

4.2.3 截面抗压校核 51

4.2.4 截面偏心校核 52

第5章 地基基础设计 54

5.1 基础类型及埋深确定 54

5.2 基底尺寸计算 55

5.3 地基承载力校核 55

5.4 地基沉降校核 56

5.5 基础设计 58

5.6 抗倾覆稳定性验算 58

5.7 抗滑移稳定性验算 58

结束语 60

致 谢 62

附A1 桥跨结构布置1图

附A2 桥跨结构布置2图

附A3 栏杆、柱结构图

附A4 灯柱人行道结构图

附A5 墩身基础三视图

附A6 桥面板配筋图

附A7扶手、栏栅配筋图

附A8人行道配筋、栏杆配筋图

附A9墩帽结构配筋图

第1章 绪论

1.1 概述

随着时代的进步,越来越多的经济发展需要依托道路交通的运输来完成。道路交通成为国家经济的命脉,而桥梁是道路密不可分的一个部分,多数的道路需要依靠桥梁来连接,在道路路线遇到障碍时,为保证道路的畅通性,发挥道路的运输能力,人们常用桥梁跨越障碍。桥梁是路线的“延续”,主要起着跨越、承载、传力的作用[1]

桥梁的建设工期相对较长,对其他线路的交通运输往往会产生影响,因此为了提高造桥的效率,加速效益的生产,于是发明了装配式结构施工法。既以预制构件为主要受力部件,采用装配连接的施工方法。优点是节约时间,受天气影响小,省力且保质。装配式桥梁因此应运而生。

装配式桥梁在施工时构件可在工厂制作后再装配,因此可与其他构件同时施工,缩短工期,且在施工过程中减少了支架以及经费的使用,且结构可优化设计成更具实用性的预应力结构,避免裂缝产生,延长桥梁寿命。

通过毕业设计复习知识,运用课程理论及方法,养成自己独立思考、分析、解决问题的习惯。提升自身计算、查阅文献、绘图以及查阅和使用桥梁规范手册的能力。学会编写设计说明书及计算机辅助设计计算绘图等基本技能,了解公路桥梁在方案确定、结构设计及施工等方面的过程。

我国的道路网犹如人体的血管,对国家的各方面都有着重要意义。且观目前国内道路建设状况,从事桥梁的技术人员迎来了新的机遇和挑战,只有提升自己的理论知识及技术水平,设计和建造出更多安全且新颖的桥梁结构,才能更好的服务社会。

1.2 桥梁设计参数

设计参数:

跨径:标准跨径Lo=8米

荷载:公路—Ⅱ级

桥面净宽:净7.0附2×1.0米人行道

设计洪水位冲刷深度:0.5米

水流速度:小于1.0米/秒

桥墩高度:7.0米

地基土:密实砾砂土

第2章 桥跨设计

桥梁一般由四部分组成:上部结构、、支座和附属设施。上部结构(也称桥跨结构)是指桥梁结构中直接承受车辆荷载和其他作用,并跨越各种障碍物的主要承重结构。对于桥梁的设计一般按照从上到下的设计顺序,所以首先进行桥跨的设计,本设计为装配式钢筋混凝土简支空心矩形板桥设计。板与板之间横向采用企口连接方式,用C25细骨料混凝土填实。

桥跨设计主要包括、、、、计算共五个部分。

2.1 桥跨结构设计

桥跨结构部分包括、桥面铺装、、企口连接、、人行道、。

桥面总宽设计为9m,由9块全长7.96m、净宽99cm、厚度70cm的预制空心板组成,计算跨径取7.6m。板为双孔空心板圆弧,侧模高,孔距上下板面各,板示意图见图2.1。

采用C40号混凝土铺装桥面,层厚。包括水泥铺装层厚1~4cm,沥青3cm,桥面设置1.5%的排水坡。详见附图1。

横向联结方式为企口混凝土铰接。保证横向剪力的传递,使板平均受力,共同承担荷载作用。

伸缩缝采用U形锌铁皮装置,宽。保证桥面在日常使用的情况下自由地变形。详见附图1。

设置防水和排水设施。详见附图2。

设有人行道,每侧宽1.00m,高0.25m。布置于桥的两侧。详见附图2。

栏杆采用节间式,高1.2m,栏杆构造详见附图2。




图2.1 桥跨空心板中板结构示意图

2.2桥跨内力计算

2.2.1恒载内力计算

(1)恒载集度计算

车道板重为,水泥铺装重,沥青重,栏杆灯柱取。

①预制行车道板自重集度(企口连接处所占面积比值太小忽略不计):

(0.7×1-(2×0.12×0.38)-(4×π×0.192/2))×1×25=9.55kN/m

②后期恒载:水泥铺装、沥青、人行道及围栏。对于后期恒载的不均匀分布(如:栏杆灯柱等),在恒载集度的计算中,采用将荷载平均分到每块板上进行内力计算[3]

混凝土铺装(取平均值3cm):0.03×1×24=0.72kN/m

沥青表处(3cm):0.03×1×23×7/9=0.537kN/m

路缘石:0.15×0.25×24×2/9=0.20kN/m

人行道板:0.06×1.10×24×2/9=0.352kN/m

人行道梁:(0.17×1.10×0.25×12×25)/9=1.58kN/m

支撑梁:0.15×0.15×24×2/9=0.12kN/m

栏杆:根据规范节间式取1.0kN/m

灯柱:1.0kN/m

后期恒载集度合计:5.508kN/m

总集度:15.06kN/m

  1. 恒载内力

内力计算[4]
任一截面弯矩计算为:
(2.1)
任一截面剪力为:
(2.2)
式中 g——荷载集度;
l——计算跨径;
x——任意截面距梁端距离。
按式(2.1)、(2.2)对各截面恒载内力进行计算,结果见表2.1。
表2.1 恒载内力计算表

截面位置

弯矩(kN·m)

剪力(kN)

支点截面

0

57.23

L/4截面

81.55

28.61

L/2截面

108.73

0

2.2.2 活载内力计算

活载主要为,以及。首先计算,再通过布置荷载,计算各截面活载内力[5]

2.2.2.1.活载横向分布影响系数计算
1)跨中截面系数计算
对于采用现浇企口缝预制板,采用横向铰接梁板法计算。在竖向荷载作用下只传递竖向剪力。

计算内容:
①抗弯惯性矩计算

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