预应力混凝土变截面箱形连续梁桥连续梁桥设计-主跨120m毕业论文
2021-12-20 09:12
论文总字数：45349字
2020届毕业设计（论文）
题 目：预应力混凝土变截面箱型连续梁桥
设计—主跨120m
专 业： 土木工程
班 级： 土木1609
学 号： 1801160923
姓 名： 吴宇晔
指导老师： 赖韬讲师
起讫日期： 2020.2-2020.6
2020 年 6 月
K19 459， |
130米 72米的分幅式单箱单室的波形钢腹板连续刚构桥。 |
施工图设计。 |
目录
第一章 方案设计
1.1跨径布置
1.2顺桥向设计
1.3横桥向设计
第二章 恒载计算
2.1模型简介
2.2节段划分与原则
2.3施工段划分
2.4恒载内力计算
第三章 活载计算
3.1汽车荷载
3.2最大、最小弯矩计算
3.3最大、最小剪力计算
第四章 次内力计算
4.1温度引起的次内力计算
4.2支座沉降引起的次内力计算
4.3收缩、徐变引起的次内力计算
第五章 内力组合及内力包络图
5.1频遇组合
5.2准永久组合
5.3基本组合
5.4包络图
第六章 预应力筋的计算与布置
6.1原理与方法
6.2预应力筋的配置
6.3钢束布置
第七章 净截面及换算截面几何特性计算
7.1概述
7.2净截面几何性质计算
7.3换算截面性质计算
第八章 预应力损失及有效预应力计算
8.1控制应力及有关参数计算
8.2摩擦损失
8.3锚具回缩损失
8.4弹性压缩损失
8.5应力松弛损失
8.6收缩徐变损失
8.7预应力损失组合及有效预应力计算
第九章 承载能力极限状态验算
9.1正截面承载力验算
9.2斜截面承载能力验算
第十章 正常使用极限状态验算
10.1抗裂验算
10.2挠度验算
第十一章 持久状况和短暂状况应力验算
11.1持久状况截面混凝土法向应力验算
11.2短暂状态应力验算
第十二章 墩及基础设计与计算
12.1支座
12.2墩身设计与验算
12.3承台设计
12.4桩基础设计
第十三章 桥梁造价预算
13.1工程量估算
13.2工程造价预算
参考文献
致谢
第一章 方案设计
1.1布置跨径
1.1.1标准跨径
K19 459，止点桩号为K19 929， |
最终确定本联的跨径布置如下： |
72.5m 120m 72.5m=265m |
标准跨径(相邻墩身轴线距离)布置图示如图 1-1。 |
图1-1 |
的跨径布置为：边跨与中跨之比为0.6:1—0.7:1，且对称布置。该桥中选择的 |
边中跨比为0.6：1。 |
1.1.2计算跨径
，混凝土材料的温度膨胀系数 |
为 1.0×10 -5/℃，则可计算得左右两边的伸缩缝宽度至少分别为：3cm，4cm； |
。 |
座顶部，对内力影响很小，故在内力计算中忽略不计。故计算半径为： 72m 120m 72m=264m |
1.1.3 材料的采用
5cm，容重为 25。 |
直径≥12mm的用Ⅱ级 |
螺纹钢筋，直径lt;12mm 的用Ⅰ级光圆钢筋。 |
（3） 锚具：XM锚或OVM锚。 |
1.2设计顺桥向
1.2.1设计纵坡
计算模型按平坡设计。 |
1.2.2设计梁高
即2.4-4m）范围内选用，可取 |
L/40=3m。 |
1.2.3设计梁底曲线
（ |
的影响。2#、3#处分别设置2.0m 的水平段。 |
，其余设直线，即以梁 |
1.2.4设计横隔板
由参考文献【1】第二章第一节，在每跨的L/4、L/2、3L/4各设置0.4m厚 |
的横隔板，1#、4#支座处的横隔板厚度为0.6m，2#、3#支座处的横隔板厚度为 |
0.8m，在隔板中要设置人孔，以方便维修。 |
1.3设计横桥向
1.3.1设计桥面
本设计只取单侧进行设计，单箱设计宽度为 12m，中间设置1.75m中央分隔带，外 |
1.3.2横断面的具体构造
，选用单箱单室 |
截面。为了避免使用横向预应力筋， 根据设计经验，悬臂取为 2.5m。 |
具体截面构造设计如图 1-2~图 1-3。 |
图1-2 | 图1-3 |
由上图可知腹板间距在 6m 左右，同时考虑到顶板布置预应力钢筋的需要， |
由参考文献[1]表 4-2-6 可知桥面顶板厚度统一取 0.35m。根据设计经验资料， |
设置防撞护栏时，， |
翼缘根部厚度为 0.6m。 |
（1）箱型梁底板的厚度
，需要箱梁底板适当加厚， |
以提供必要的受压面积；同时，跨中正弯矩较大，应避免该区段底板过厚而增 |
加恒载弯矩，因此， 就有底板厚度按“中薄边厚”设置的一般规律。 |
(2底板的宽度
为8m |
- 腹板的宽度
腹板支点处厚为60cm，腹板跨中处为60cm。 |
第二章 恒载计算
2.1关于模型的简介
2.2划分节段与划分的原则
原则： |
1.有利于结构的整体性，尽量利用伸缩缝或沉降缝、在平面上有变化处以及留茬而不影响质量处。 |
3.施工段数应与主要施工过程相协调，以施工为主导形成工艺组合。工艺组合数应等于或小于施工段数。 |
分段的大小要与劳动组织相适当，与挂篮重量相适应，有足够的工作面。 |
原则上节段划分越细计算准确，但考虑到建模的复杂性和计算软件的计算能 |
力，本联3跨共分74个单元，边跨21个单元，主跨32个单元 |
图2-1 结构离散模拟图 |
2.3施工段的具体划分
全桥整体采用悬臂浇筑施工法，两端桥台附近单元使用支架整体现浇法。 为1～13#块，两端的1~5单元和69~74单元为边跨现浇段，单元6和68为边跨合龙段。单元37、38为中跨合龙段。 |
共16个施工阶段，施工步骤如下： |
施工阶段 | 主要工作 | 持续时间 |
施工阶段1 | 0#块施工 | 10 |
施工阶段2~15 | 1#~13#块施工 | 130 |
施工阶段16 | 施工13#块及边跨支架现浇段 | 10 |
施工阶段17 | 边跨合龙段浇筑、张拉及中跨顶推、配重 | 10 |
施工阶段15 | 中跨合龙段施工 | 10 |
施工阶段16 | 二期铺装 | 20 |
2.4计算恒载内力
2.4.1计算二期恒载集度 q
分隔带及护栏通过 CAD 计算面积求得： |
q2=0.659×25=16.48(kN/m) |
q=q1 q2=53.14(kN/m) |
考虑到防水层及其它附属设施最后取二期恒载集度 q=60kN/m |
图2-2总恒载弯矩图 |
图2-3总恒载剪力图 |
表2-1总恒载内力统计表 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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2.4.3悬臂浇筑阶段内力
图2-4 最大悬臂阶段弯矩图 |
图2-5 最大悬臂阶段剪力图 |
2.4.4边跨合拢阶段内力
浇筑边跨合龙段，张拉边跨底板纵向预应力束。此时全桥恒载内力： |
图2-6 边跨合拢阶段弯矩图 |
图2-7 边跨合拢阶段剪力图 |
2.4.5中跨合拢阶段内力
张拉中跨预应力束。中跨完成后的全桥恒载内力： |
图2-8 中跨合拢阶段弯矩图 |
图2-9 中跨合拢阶段剪力图 |
第三章 活载计算
3.1汽车荷载
3.1.1如何计算荷载
人群荷载。公路—I 级汽车荷载的均布荷载标准值为 qK=10.5kN/m，由于本设计 |
中的桥梁跨径分别为 72m 和 120m，故集中荷载标准值 PK=360kN,计算剪力效应 |
时集中荷载乘以 1.2 的系数。 |
3.1.2如何计算冲击系数
根据参考文献[3]4.3.2 中的规定，冲击系数 μ 按式计算： |
当 flt;1.5Hz 时，μ=0.05 |
当 1.5Hz≤f14Hz 时，μ=0.1767lnf-0.0157 (3-1) |
当 fgt;14Hz 时，μ=0.45 |
式中 f—结构基频(Hz)。 |
计算连续梁桥的冲击力引起的正弯矩效应和剪力效应时采用的基频为 f1，算式如下： |
（3-2） |
计算连续梁桥的冲击力引起的负弯矩效应采用的基频为 f2，算式如下： |
（3-3） |
