高淳区环湖线工程西跨湖桥第一联波形钢腹板连续梁桥设计毕业论文
2021-12-22 09:12
论文总字数：58493字
摘 要
高淳区环湖线工程西跨湖桥第一联桥梁上部结构拟采用波形钢腹板预应力混凝土连续箱梁结构体系，桥梁上部结构横断面拟采用分离式箱形截面。本设计在参考上述初步设 |
计的基础上，对高淳区环湖线工程西跨湖桥第一联进行结构的方案调整设计。依据工程概况与规范要求，选定方案为三跨等跨度连续梁桥，采用等高度单箱单室截面形式，采用波形钢腹板，施工方式为满堂支架施工。根据公路桥规初步确定桥跨布置和截面尺寸后，利用MIDAS建立桥梁模型并计算内力；然后手算荷载效应组合、截面几何特性计算、各截面预应力钢筋估算和预应力损失的计算；然后，对上部结构受力状态进行验算，结果均满足规范设计要求；最后进行下部结构的初步设计，采用盆式橡胶支座和薄壁空心墩，并采用桩基础。此外，本设计还进行了施工图绘制和工程预算等工作。
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关键词：波形钢腹板；连续梁桥；方案设计；预应力损失；验算 |
Design of continuous beam bridge with corrugated steel webs across the lake in Gaochun District |
Abstract |
The structural system of prestressed concrete continuous box girder with corrugated steel webs is to be adopted in the superstructure of the first link bridge of west trans-lake bridge in Gaochun District. The cross section of the superstructure of the bridge is to be separated box section. On the basis of reference to the above preliminary design, this design carries on the structural scheme adjustment design to the first link of west lake bridge of Gaochun District ring lake line project.According to the general situation of the project and the specification requirements,the selected project is three-span continuous beam bridge with equal span, which adopts the form of single box and single chamber section with equal height, adopts the corrugated steel webs, and the construction method is the construction of full-hall bracket. After the bridge span layout and section size are preliminarily determined according to the code of road and bridge, MIDAS is used to build the bridge model and calculate the internal force. Then, the combination of load effects, the calculation of geometric characteristics of the section, the estimation of the prestressed reinforcement and the calculation of the prestressed loss are calculated by hand. Then, the stress state of the superstructure is checked and calculated, and the results all meet the requirements of the specification design. Finally, the preliminary design of the substructure is carried out, which adopts the basin rubber bearing and the thin-walled hollow pier, and adopts the pile foundation. In addition, the design also carried out the construction drawing and project budget work.
Key Words: corrugated steel web; continuous beam bridge; scheme design; loss of prestress; check
目录
摘要 I
Abstract II
第一章 方案设计 1
1.1 跨径布置 1
1.1.1 标准跨径 1
1.1.2 计算跨径 1
1.2 纵桥向设计 2
1.2.1 纵坡设计 2
1.2.2 梁高设计 2
1.2.3 横隔板设计 2
1.3 横桥向设计 2
1.3.1 桥面设计 2
1.3.2 横断面构造 3
第二章 恒载计算 5
2.1 节段划分 5
2.2 一期恒载计算 5
2.2.1 横隔板计算 5
2.2.2 建模计算 5
2.3 二期恒载计算 7
2.3.1 二期恒载集度q的计算 7
2.3.2 建模计算 7
2.4 总恒载作用 7
2.4.1 总恒载作用计算 7
2.4.2 弯矩折减 8
第三章 活载计算 10
3.1 汽车荷载 10
3.1.1 计算荷载 10
3.1.2计算冲击系数μ 10
3.1.3 横向车道布载系数 11
3.1.4 最大、最小弯矩计算 11
3.1.5 最大、最小剪力计算 13
3.2 人行道荷载 15
3.2.1 计算荷载 15
3.2.2 最大、最小弯矩计算 15
3.2.3 最大、最小剪力计算 16
3.3 活载 17
第四章 次内力计算 18
4.1 温度次内力计算 18
4.1.1 均匀温度作用 18
4.1.2 竖向温度梯度作用 18
4.1.3 温度次内力汇总 20
4.2 支座沉降次内力计算 21
第五章 内力组合及内力包络图 23
5.1 基本组合 23
5.2 频遇组合 24
5.3 准永久组合 25
5.4 包络图 26
5.4.1 基本组合内力包络图 26
5.4.2 频遇组合内力包络图 27
5.4.3 准永久组合内力包络图 28
第六章 预应力钢筋的计算与布置 29
6.1 预应力钢筋数量的确定 29
6.2钢束布置 32
6.2.1 翼缘有效宽度的计算 32
6.2.2 钢束计算 33
6.2.3 钢束布置 33
6.2.4 钢束平面及立面布置 36
第七章 净截面及换算截面几何特性计算 39
7.1 概述 39
7.2 净截面几何特性计算 39
7.3 换算面几何特性计算 39
第八章 预应力损失及有效预应力计算 42
8.1 摩阻损失σl1 42
8.2 锚具变形损失σl2 43
8.3 混凝土的弹性压缩损失σl4 46
8.4 钢筋的应力松弛损失σl5 48
8.5 混凝土收缩和徐变损失σl6 50
8.6 预应力损失组合及有效预应力计算 52
第九章 承载能力极限状态计算 54
9.1 正截面承载力验算 54
9.1.1 受压区有效分布宽度的确定 54
9.1.2 正截面强度计算与验算 54
第十章 正常使用极限状态计算 57
10.1 全预应力混凝土构件抗裂验算 57
10.2 挠度验算 59
10.2.1 使用阶段的挠度计算 59
10.2.2 预加力引起的反拱计算及预拱度的设置 60
第十一章 持久状况和短暂状况构件的应力计算 62
11.1 持久状况预应力混凝土构件的应力计算 62
11.1.1 混凝土法向正应力验算 62
11.1.2 预应力钢筋拉应力验算 63
11.2 短暂状况构件的应力计算 65
第十二章 波形钢腹板及连接件验算 67
12.1 材料强度及容许应力 67
12.2 混凝土内衬抗剪承载力验算 67
12.3 波形钢腹板剪应力验算 69
12.3.1 设计荷载作用时的强度验算 69
12.3.2 极限荷载作用时的剪切屈曲验算 71
12.4 波形钢腹板与混凝土顶、底板的连接设计 75
第十三章 墩及基础设计与计算 79
13.1 支座 79
13.1.1 支座选择 79
13.1.2 支座布置 80
13.2 墩身设计与验算 80
13.2.1 横桥向及顺桥向尺寸 80
13.2.2 墩身尺寸 81
13.2.3 墩身验算 82
13.3 承台设计 83
13.4 桩基础设计 83
第十四章 桥梁造价预算 86
14.1 工程量估算 86
14.2 工程造价预算 86
参考文献 89
致谢 90
第一章 方案设计
1.1 跨径布置
1.1.1 标准跨径
南京市高淳区花山大桥西跨湖桥（桩号K4 777.600～K5 575），左右分幅布置，桥跨第一联布置总长120m。本联设计采用三跨等截面连续梁结构形式，上部结构横断面采用
波形钢腹板箱梁截面，本联的跨径布置为：40m 40m 40m。标准跨径（相邻墩身轴线距离）布置如图1-1： |
图1-1 标准跨径布置（单位：m）
1.1.2 计算跨径 |
上面的跨径布置为标准跨径，计算跨径还要考虑到两边跨伸缩缝及支座尺寸的折减。为了减小伸缩缝的宽度，把固定支座放在2＃墩上，让梁体向两边伸缩。由设计任务书可知，本桥的设计年平均温差为±20℃，混凝土材料的热膨胀系数为1.0×10-5/℃，钢材料的热膨胀系数为1.2×10-5/℃，则左右两边预留的伸缩缝宽度为：4cm，4cm；再考虑到支座尺寸的影响，计算跨径布置如图1-2： |
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