预应力混凝土连续梁桥设计_毕业设计论文.doc

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摘要：

2

Abstract：

3

1引言 4

第一章、设计资料及方案比选 5

1.1设计概况 5

1.1.1桥梁概况 6

1.1.2技术标准 6

1.1.3工程地形地质 7

1.2方案比选 9

1.3推荐方案 9

1.4设计规范 10

第二章、方案简介及上部结构尺寸拟定 11

2.1主梁截面主要尺寸拟定 11

2.2本桥的主要材料 12

第三章、单元的划分 12

第四章、配筋设计及配筋结果计算 13

4.1.预应力筋的估算 13

4.1.1预应力筋的计算原理 14

4.1.2上、下缘布置预应力钢束的判别条件 17

4.2预应力钢束的布置 18

4.3配筋结果验算输出 19

第五章、施工阶段描述 20

5.1施工工艺概述 20

5.2施工阶段应力验算 21

第六章、全桥内力验算 24

6.1正常使用极限状态应力验算 24

6.1.1短期效应组合 26

6.1.2长期效应组合 31

6.1.3基本组合 37

6.2承载能力极限状态正截面强度验算 42

结论 46

谢辞 50

[参考文献] 51

摘要：

本设计主要是以某大桥作为工程背景，利用Dr.Bridge进行桥梁的结构设计。

设计总长为110m的公路直线预应力混凝土连续梁桥,跨径组成30m+50m+30m，在设计中先用Dr.Bridge建立桥梁模型，然后按照实际情况和规范要求输入设计参数，按照过往工程经验进行预应力钢束布置；最后，调整至验算通过，经分析比较证明该桥设计计算正确，内力分布合理，达到预期的要求，符合设计任务要求。

关键词：

预应力混凝土连续梁桥、有限元模型、配筋设计、内力

Abstract：

Thedesignisundertheengineeringbackgroundofsomebridge,usingtheDr.Bridgesoftwaretodothestructuredesign.TheDesignisaboutatotallengthof110mhighwaylinearprestressedconcretecontinuousbeambridgecomposedof30m+50m+30m.Firstly,usingtheDr.Briagesoftwaretoestablishstructuralmodel,thenaccordingtotheactualsituationandspecificationrequirementstodefinesomerelatedparameters,，afterthat,proceededwiththelayoutsofprestressedreinforcement.Finally,tinkerupthereinforcementuntilthecheckingmeetstotherequirement.Aftercalculationandcheckingofthestress,distortionofmodelunderdeadloadandlivingload,theresultshowthatthedesignisuptothedemands。

Keywords：

prestressedconcretecontinuousbeambridge；finiteelementmodel;

reinforcementsdesign;internalforce

1引言

设计的主要目的是培养学生综合运用所学知识和技能，分析解决实际问题的能力。

通过毕业设计使学生形成经济、环境、市场、管理等大工程意识，培养学生实事求是、谦虚谨慎的学习态度和刻苦钻研、勇于创新的精神。

毕业设计过程中复习以前所学习的专业知识，同时也锻炼了学生将理论运用于实践的能力。

桥梁的设计需要综合考虑各个方面的因素，其中包括桥址处地形、地貌、气象、水文条件、工程地质、以及周围所处的环境等等，除此之外，任何一个设计都必须要考虑的问题就是怎样将经济、实用、美观三者都融于设计之中。

设计主要包括上部结构计算和下部结构计算。

桥梁的结构设计，主要是主梁、桩柱的内力计算、截面配筋、强度验算等。

通过方案比选后确定本桥为连续箱梁桥，桥长140米。

计算过程中主要参考了《公路桥涵设计手册——梁桥（下册）》、《连续梁桥》、《桥梁工程》、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）、《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）、《桥梁设计常用数据手册》等书籍，其中桥梁结构上的车道荷载布置、超静定连续梁内力分析涉及的所有计算全部由桥梁博士Dr Bridge和Excel辅助计算功能求出和输出原始数据，为下一步的分析和准确计算打下了坚实基础。

接下来的上部主梁和下部墩柱的结构设计计算当中，再以程序精算结果的基础上，充分利用了AutoCAD计算机辅助设计功能和Excel辅助计算功能计算；此次毕业设计除了有详细的计算书外，还按照设计要求绘制了一定量的施工图纸。

总之，通过毕业设计，达到基本知识、基础理论、基本技能和运用知识能力、网络获取知识的能力、计算机应用的能力、外语能力以及文化素质、思想品德素质、业务素质的训练，培养学生运用所学的专业知识和技术，研究、解决本专业实际问题的初步能力。

第一章、设计资料及方案比选

1.1设计概况

1.1.1桥梁概况

昆山市前进路樾河大桥桥址位于昆山市前进西路。

随着昆山市不断开放发展，前进西路成为昆山市商业发展的增长点。

前进西路规划为一条东西走向的干道，樾河大桥除满足交通需求外，还应该具有优美的造型，满足城市景观要求。

所以樾河大桥是一座集交通与景观功能于一身的城市标志性桥梁。

1.1.2技术标准

1．道路等级：

城市干道；

2．设计荷载：

车行道城-A级，人行道及非机动车道3.5kN/m2；

3．设计车道：

双向6车道，两侧设置分隔带和非机动车道，主桥两侧加设人行道及步梯；

4．全桥长：

330m；

5．引桥宽度：

34.5m，其中机动车道21m；

6．主桥宽度：

主桥34.5m，其中机动车道21m，非机动车道两边各3.5m，；

7．设计车速：

50km/h；

8．桥面纵坡：

3％，竖曲线半径2500m，按照主桥跨中对称布置；

9．桥面横坡：

机动车道部分1.5％双向坡，人行道及非机动车道部分1.5％反向坡，在大桥引道上，将横坡由1.5％逐渐变到2.0％，与道路一致；

10．通航要求：

航道等级为5级，净高不小于5米，净宽不小于38米，最高通航水位3.75米（吴淞高程，以下同），最低通航水位2.38米。

1.1.3工程地形地质

1．地形地貌

拟建场地位于昆山市玉山开发区水果批发市场东北侧，昆山市石油仓库西北侧，属长江三角洲冲积平原，地貌单一，地面标高3.233～3.833m，地形较平坦。

2．地基土的构成与特征

勘察场地自然地面以下100m深度范围内均为第四系松散沉积物，一般具水平成层分布特征，根据钻探编录资料及土工试验成果，可分9个工程地质层，11个工程地质亚层，自上而下分述如下：

①素填土：

分布稳定，灰褐～灰黄色，松软，以粘性土为主，含植物根茎。

层厚0.90～l.20m，层底标高1.823～3.033m，该层工程地质性能较差。

②亚粘土：

灰～灰黄色，软塑，含铁锰质氧化斑，夹灰黄色条纹。

厚度1.10～2.00m，层底标高0.253～1.933m，该层工程地质性能一般。

③粘土：

褐黄色，硬塑，含铁锰质结核，灰色条带。

层厚4.40～7.50m，层底标高-7.247～-3.027m。

该层工程地质性能良好。

④亚粘土：

灰黄色，软～流塑，含铁锰氧化斑，粉质含量较高，下部夹薄层亚砂土。

层厚l.00～3.20m，层底标高-8.247～-6.067m。

该层工程地质性能中等。

⑤亚砂土：

灰黄色，稍～中密，饱和，见云母片，以长石、石英为主要矿物，偶夹薄层亚粘土。

层厚4.10～12.00m，层底标高-18.067～-12.347m。

该层工程地质性能中等。

⑥1亚粘土：

灰色，软～流塑，夹薄层亚砂土。

层厚3.10～7.80m，层底标高-22.277～-18.927m。

该层工程地质性能较差。

⑥2亚粘土：

灰色，软塑为主，夹较多的薄层亚砂土。

下部标高-32.367m以下夹碎石，呈棱角状，成分以石英砂岩为主，含量小于3％，一般砾径3～10cm。

层厚10.80～16.00m，层底标高-38.277～-32.567m。

该层工程地质性能一般。

⑦亚砂土：

灰色，中～密实，饱和，少夹薄层亚粘土。

层厚3.50～7.50m，层底标高-40.747～-38.067m。

该层工程地质性能较好。

⑧亚粘土：

灰色，软塑，薄层理发育，局部夹亚砂土，夹少量碎石，成分以石英砂岩为主，含量2％左右，砾径5～8cm，呈次棱角状。

层厚5.20～9.70m，层底标高-49.767～-43.267m。

该层工程地质性能中等。

⑨1粉砂：

青灰色，密实，饱和，以长石、石英、云母为主要矿物，偶夹薄层状亚粘土，夹少量碎石，成分以石英砂岩为主，含量3％左右，最大砾径大于12cm（取出岩心长12cm）。

层厚5.10～10.50m，层底标高-56.367～-50.157m。

该层工程性能较好。

⑨2细砂：

青灰色，密实，饱和，以长石、石英、云母为主要矿物，颗粒分选性差，级配较好，夹少量碎石，含量小于1％，砾径一般小于lcm，成分复杂。

该层勘察未揭穿，控制最大层厚45.95m，工程性能较好。

3．场地水文地质条件

场地地下水分潜水和微承压水及第I承压水。

潜水含水层主要贮存于表层饱和状态的粘性土中，由于其颗粒细小，渗透性较差，富水性较弱，潜水埋藏水位较浅，与地表水联系密切，主要补给来源为大气降水；微承压水赋存于第⑤亚砂土层，富水性一般。

勘察期间钻孔中测得的地下水静止水位标高2.833～2.933m。

第I承压水贮存于⑦亚砂土、⑨1粉砂、⑨2细砂中，水位较低。

各钻孔地下水经现场观测，清澈、透明、无色、无味，据区域水质资料，本地区地表水和地下水对混凝土无腐蚀性。

1.2方案比选

本设计共做了三个方案以供必选，第一方案为预应力混凝土简支梁桥，第二方案为预应力混凝土连续钢构桥，第三方案为预应力混凝土连续梁桥。

以下对各方案在总体布置、孔径布置、桥型及施工方案方面作简要叙述。

（1）预应力混凝土连续梁桥

全桥长110米，采用三跨为30米+50米+30米，桥梁截面采用箱型截面，下部结构采用柱式墩、肋板式台，钻孔灌注桩基础。

图1-1

全桥采用施工方法为全桥采用悬臂浇筑施工法，先浇筑两桥墩，两边采用满堂支架施工，然后从桥墩对称悬臂施工先将两边跨合拢，最后中间合拢。

（2）单塔斜拉桥

该桥是一座城市桥梁，为了减小建筑高度，提高跨越能力，并与周围的景观相协调，也可以采用双索面双预应力独塔混凝土肋板式斜拉桥。

跨径组成为55m+55m。

桥型布置见总体布置图。

全桥长110米，分为两跨对称，塔高46米。

图1-2

本桥采用塔墩固结（主塔固结于承台顶）、塔梁分离的结构体系。

在主梁与索塔之间设有竖向及横向橡胶支座，其中横向支座具有抗震性能。

边墩顶部只设竖向支座。

该斜拉桥属于半漂浮体系。

该桥为公路桥，为了满足净空高度的要求和降低整个工程的造价，宜选用密索体系和建筑高度