預應力混凝土大橋初步設計_畢業設計論文-文庫吧

【正文】 esults on the safety checking of the whole bridge structure reinforcement，according to the results show that the main beam structure to meet the design requirements， In the design process, according to the design requirements for engineering drawing at the same time. Keyword: prestressed concrete。 continuous girder bridge。 preliminary design。 scheme parison 前言 本次畢業設計論文運用到 系統 。以下是對橋博介紹； 系統是一個集可視化數據處理、數據庫管理、結構分析、打印與 本科生畢業設計（論文） VI 幫助為一體的綜合性橋梁結構設計與施工計算系統。系統的編制完全按照橋梁設計與施工過程進行，密切結合橋梁設計規范，充分利用現代計算機技術，符合設計人員的習慣。對結構的計算充分考慮了各種結構的復雜組成與施工情況。計算更精確；同時在數據輸入的容 錯性方面作了大量的工作，提高了用戶的工作效率。 系統功能系統的基本功能 線橋梁 能夠計算鋼筋混凝土、預應力混凝土、組合梁以及鋼結構的各種結構體系的恒載與活載的各種線性與非線性結構響應。其中非線性的包括內容如下： 1)結構的幾何非線性影響； 2)結構混凝土的收縮徐變非線性影響 3)組合構件截面不同材料對收縮徐變的非線性影響； 4)鋼筋混凝土、預應力混凝土中普通鋼筋對收縮徐變的非線性影響； 5)結構在非線性溫度場作用下的結構與截面的非線性影響； 6)受軸力構件的壓彎非線性和索構件的垂度引起的非線性影響； 7)對于帶索結構可根據用戶要求計算各索的一次施工張拉力或考慮活載后估算拉索的面積和恒載的優化索力； 8)活載的類型包括公路汽車、掛車、人群、特殊活載、特殊車列、鐵路中 活 載 、 高 速 列 車 和 城 市 輕 軌 荷 載 。 9)可 以 按 照 用 戶 的 要 求 對 各 種 構 件 和 預 應 力 鋼 束 進 行 承 載能力極限狀態和正常使用極限狀態及施工階段的配筋計算或應力和強度驗算，并根據規范限值判斷是否滿足規范。 斜、彎和異型橋梁 1)采用平面梁格系分析各種平面斜、彎和異型結構橋梁的恒載與活載的結構響應。 本科生畢業設計（論文） VII 2)系統考慮了任意方向的結構邊界條件，自動進行影響面加載，并考慮了多車道線的活載布置情況，用于計算立交橋梁岔道口等處復雜的活載效應； 3)最終可根據用戶的要求，對結構進行配筋或各種驗算。 基礎計算 1)整體基礎：進行整體基礎的基底應力驗算，基礎沉降計算及基礎穩定性驗算； 2)單樁承載力：計算地面以下各深度處單樁容許承載力。 3)剛性基礎：計算剛性基礎的變位及基礎底面和側面土應力。 4)彈 性 基 礎 ：計 算 彈 性 基 礎（ m 法 ）的 變 形 ，內 力 及 基 底 和側面土應力；對于多排樁基礎可分析各樁的受力特征。 截面計算 1)截面特征計算：可以計算任意截面的幾何特征，并能同時考慮普通鋼筋 、預應力鋼筋、以及不同材料對幾何特征的影響； 2)荷載組合計算：對本系統定義的各種荷載效應進行承載能 力 極 限 狀 態 荷 載 組 合 IIII 和 正 常 使 用 極 限 狀 態 荷 載 組 合IVI 共 9 種組合的計算。 3)截面配筋計算：可以用戶提供的混凝土截面描述和荷載描 述 進 行 承 載 能 力 極 限 狀 態 荷 載 組 合 IIII 和 正 常 使 用 極 限狀 態 荷 載 組 合 IIII 的 荷 載 組 合 計 算 ， 并 進 行 6 種 組 合 狀 態的普通鋼筋或預應力鋼筋的配筋計算； 4)應力驗算：可根據用戶提供的任意截面和截面荷載描述進 行 承 載 能 力 極 限 狀 態 荷 載 組 合 IIII 和 正 常 使 用 極 限 狀 態荷載組合 IVI 共 9 種 組 合 的 計 算 ，并 進 行 9 種 組 合 的 應 力 驗算及承載能力極限強度驗算；其中強度驗算根據截面的受力狀態按軸心受壓、軸心受拉、上緣受拉偏心受壓、下緣受拉偏心受壓、上緣受拉偏心受拉、下緣受拉偏心受拉、上緣受 本科生畢業設計（論文） VIII 拉 受 彎 、下 緣 受 拉 受 彎 8 種 受 力 情 況 分 別 給 出 強 度 驗 算 結 果 。 橫向分布系數計算 能運用杠桿法、剛性橫梁法或剛接（鉸接）板梁法計算主梁在各種活載作用下的橫向分布系數。 打印與幫助系統 1)系 統 輸 出 的 各 種 結 果 ， 都 可 以 隨 時 在 各 種 Windows 支撐的外圍設備上打印輸出，并提供打印預覽功能，使用戶在正式打印之前能夠預覽打印效果。 2) 系 統 提 供 了 幾 百 個 條 文 的 幫 助 ，共 計 十 萬 余 漢字，對橋梁博士系統的各種功能都有相應的幫助系統。橋梁博 士 系 統 的 幫 助 系 統 與 Windows 幫 助 系 統 嚴 格 一 致 ， 使 用 十分方便。 系統的特色功能 材料庫 1)材料 庫 根 據 材 料 的 類 型 、規 范 的 定 義 ， 做 了 相 應 的 分 類 ，并提供了比較全的材料數據。用戶在此基礎上可自定義各種規范的材料類型，建立用戶材料庫，方便后續項目的應用。 2)材料在設計運用時 可以根據 材料 庫中相應部分內容的調整 而 變 化 ， 從 而 使 內 容 更 全 面 、 使 用 更 方 便 、 更新 、 更 便 捷 。 自定義截面 1)可以自己定義一種幾 何 圖 形 以 及 描 述 該 圖 形 的 幾 何 參數 。以 后 ，可 以 在 圖 形 輸 入 時 使 用 它 ，就 如 系 統 提 供 的 一 樣 。 2)對于比較特殊的截面，一經構造，一勞永逸。并且可以交 流 使 用 自 定 義 的 截 面 信 息 ，大 大 的 提 高 了 用 戶 的 工 作 效 率 。 自定義報告輸出 1)新增加一種輸出方式，通過指定的數據檢索信息 讀取 橋梁 博 士 相 對 應 的 數 據 ，能 夠 指 定 到 所 有 的 橋 博 原 有 輸 出 內 容 。 2)以表格的形式輸出，可以對數據、格式、圖形進行編排和二次加工。 本科生畢業設計（論文） IX 3)形成 固定模式 后，可反復使用，可以交換模板，快速的生成計算書 與 AutoCAD 交互 1)一種新的數據輸入輸出方式，簡潔的輸入 、節約數據處理時間是本功能的最大特點。 2)可以把原始數據輸出后直接引用，方便數據的交換和修改 . 調束工具 1)可以在調整鋼束的同時，看到預應力混凝土結構由此產生的應力變化的過程。 2)原來需要反復修改鋼束座標、重新計算，并查看效應圖的過程大大簡化，從而縮短了設計時間。 調索工具 1)可進一步縮短拉索施工張拉力的確定過程。 2)與配套調束工具使用，完成斜拉橋的設計計算就不再令人感到棘手了。 腳本的輸入輸出 1)提供了一個方便，簡單的輸入輸出方法。 2)通過腳本可以高效率地修改原始數據，清晰全面地 掌握所有的設計數據。 通過腳本，可以方便地進行交流討論，這是圖形界面無法比擬的優點。 本科生畢業設計（論文） 1 第一章 設計基本資料與主要技術指標 （一）、工程概況 福隆大 橋位于 四川省 西昌市 。本橋連接西昌市的 德昌縣麻栗鄉 和 德昌縣阿月鄉 ，跨越過安寧河 。全橋橋 長 。 （二）、設計技術標準 設計荷載：公路 — I 級 橋面 凈空： 凈 米 +2 米 (含欄桿 )，全寬 米。 通航等級：不通航； 地震基本烈度： 地震基本烈度Ⅷ度 （三）、有關設計資料 地質情況；見指導教師提供地址勘查報告 地區氣侯： 工程所在地 屬 典型的中亞熱帶濕潤季風氣候區，具有四川盆地共同的氣候特征：四季分明，冬暖、春早、夏熱、秋雨、多云霧。冬夏季風更替明顯，冬季氣流來自北部高緯地區，氣溫較低，降水少，但因北有秦巴山地阻滯冷空氣南下而較溫暖。夏季多吹偏南風，氣候炎熱，降水集中。工程所在 地氣溫差別不大。霜雪少見，無霜期長達 290320 天。 年降水量在 9801150 毫米之間，大致由西南向東北遞減，降水季節分配不均。進入盛夏后，常有旱情發生 ，秋季受盆 地地形影響，多秋雨綿綿天氣，云量大，日照少，加之冬季多霧，屬于日照較少的地區 。 材料：鋼材，木材，水泥均能滿足供應，砂礫石可以就地取材，塊片料石運距 10 公里。 本科生畢業設計（論文） 2 基本計算數據： 根據《公預規》中各條規定，混凝土、鋼絞線和鋼筋的各項基本數據以及在各階段的限值，如表 11 所列。 基本計算數據 表 11 名稱 項目 符號 單位 數據 主梁混凝土 立方體強度 彈性模量 軸心抗壓標準強度 軸心抗拉標準強度 軸心抗壓設計強度 軸心抗拉設計強度 cuf cE ckf tkf cdf tdf MPa MPa MPa MPa MPa MPa 50 10? 短暫狀態 壓應力限值 拉應力限值 ? ? MPa MPa 持久狀態 壓應力限值： 壓應力限值 主壓應力限值 拉應力限值： 短期效應組合下拉應力限值 短期效應組合主拉應力限值 長期效應組合拉應力限值 0st pc???? lt pc??? MPa MPa MPa MPa MPa ? 鋼絞線 標準強度 彈性模量 抗拉設計強度 最大控制應力 con? pkf PE pdf MPa MPa MPa MPa 1860 10? 1260 1395 持久狀態應力： 標準荷載組合 MPa 1209 材料重度 鋼筋混凝土 瀝青混凝土 鋼絞線 1? 2? 3? 3kNm 3kNm 3kNm 鋼絞線與混凝土的彈性模量比 EP? 無量綱 本科生畢業設計（論文） 3 第二章 橋型 方案比選 比選原則： 橋梁設計應遵循技術先進、安全可靠、適用耐久、經濟合理、美觀及利于環保的原則，還應與當地的社會、經濟、文化和人民生活密切相關。橋梁設計還應滿足以下基本要求： 結 構尺寸和構造上的要求； 使用上的要求； 經濟上的要求； 施工上的要求； 美學和景觀上的要求； 環境保護和可持續發展的要求。 橋型方案： 根據 福隆大橋 橋址處的地形、地貌、工程地址、施工條件，提出了以下三種初步設計方案： （ 1）預應力混凝土斜拉橋 橋梁凈跨 240m，計算跨徑 240m，橋面寬度 ,，（ 600+1200+600），采用％的橫坡，通過橫梁高度調整橫坡 本科生畢業設計（論文） 4 （ 2） 預應力混凝土 先簡支后 連續 箱型 梁橋 預應力混凝土連續梁橋， 橋全長 240m，每跨 30m，總共八跨。等 截面 箱型截面。 橋寬 ，無人行道設置。 （ 3） 預應力混凝土 T型 剛構橋 主橋采用三跨預應力混凝土 T 型 剛構橋，主跨徑為 120 米，邊跨為 60 米，主梁采用 變截面箱 型截面，橋墩采用 實體式橋墩 ， 它具有堅固耐久、施工簡易的優點，但是工程量較大、自重大。 方案比較 1111 本科生畢業設計（論文） 5 方案 比較項目 預應力混凝土斜拉橋 預應力混凝土連續箱型梁橋 預應力混凝土 T 型鋼構橋 安全性 主橋跨度適中，拉索是柔性體系，風力作用下會振動，會影響橋上行車和橋本身的安全，橫向剛度小。行車平順舒適。 滿足行車安全和通航要求； 施工技術先進，施工安全性高 滿足行車安全和通航要求，橋下凈空大，橋下視野開闊； 施工技術較先