某公路橋建筑結構設計畢業論文(已修改)

　

【正文】 目錄某公路橋建筑結構設計畢業論文目 錄目 錄 1一．設計目的與方案比選 1 本畢業設計的目的： 1 設計現狀和發展趨勢 1 橋梁按受力特點體系類別 2 2 2 2 2 3 3 設計荷載 3 橋梁凈空 3 坡度 4 截面形式 4 材料 4： 4 4 5 5 6 6 7 7 7 7 7 橋位區工程地質條件評價 8 8 8 8方案一：66m單跨預應力混凝土單箱三室箱型單側梁斜拉橋 8方案二：（22+22+22）m 預應力混凝土簡支T型梁橋 10方案三：（18+30+18）m預應力混凝土連續箱梁橋 11方案決策： 13二．設計依據 15 15 15 15 其它參考資料 16三．尺寸擬定與結構設計 17 橋梁的尺寸擬定 17 結構設計 18： 18 19 19四．施工方法與工序 21 現場施工方法和工藝 21 21 上部結構施工 22 其他 22 midas civil施工階段設計 23五．材料及性能指標 25 主要材料與性能要求特性 25 25 25 25 25 26 26 26 26 26 材料及其性能指標表 26六．設計荷載 29 midas 29 midas 34 39 3內力、應力圖: 39 RC ENV_STR荷載組合位移圖 39 RC ENV_STR荷載組合內力圖Fyz. 40 RC ENV_STR荷載組合內力圖Myz. 40 RC ENV_STR荷載組合應力圖（組合應力最大值）. 41 RC ENV_STR 1荷載組合位移圖 41 RC ENV_STR 1荷載組合內力圖Fyz. 42 RC ENV_STR 1荷載組合內力圖Myz. 42 RC ENV_STR 1荷載組合應力圖（組合應力最大值） 43 RC ENV_STR 2荷載組合位移圖 43 RC ENV_STR 2荷載組合內力圖Fyz. 44 RC ENV_STR 2荷載組合內力圖Myz. 44 RC ENV_STR 2荷載組合應力圖（組合應力最大值） 45 各節點在各組合荷載下的位移表： 45 各單元在各組合荷載下的內力大小表： 54 各單元在各組合荷載下的應力大小表： 59 施工階段法向壓應力驗算如下表 65 受拉區鋼筋的拉應力驗算如下表： 69 使用階段正截面抗裂驗算如下表： 71 使用階段斜截面抗裂驗算如下表： 72 預應力鋼筋估算如下表： 74 使用階段正截面抗彎驗算如下表 76 使用階段斜截面抗剪驗算 78 使用階段抗扭驗算如下表： 79八．橋臺設計計算 83 Midas civil : 83 根據最不利情況原則:選擇每個節點方向的最大反力得下表: 83 為保證支座和橋墩設計滿足要求將最大反力擴大為： 83 地質資料 84 84 設計高程 84 擬定橋臺尺寸 84 荷載計算 8側墻及填土重力 86 86 86 87 89 90 臺身截面強度驗算 90 基礎底面地基承載力計算 91 基礎底面特征值計算 91 地基土允許承載力確定 91 荷載組合驗算 92 基礎穩定性驗算 92 抗傾覆穩定性驗算 92 抗滑動穩定性驗算 93 基底合力偏心距驗算 93 沉降量 94 基底應力計算 94 橋臺基底附加應力計算 94 沉降深度確定 94 沉降量計算 94 沉降量驗算 96 沉降計算經驗系數確定 96九．橋墩設計 97 97 97 97 97 97。對于55截面 98。 98 98 98。 98。 99十．結果 99致 謝 101參考文獻 103101青海大學昆侖學院九．橋墩設計一．設計目的與方案比選 本畢業設計的目的：畢業設計的目的在于培養畢業生的綜合能力，它是土木工程專業本科培養計劃中最后的一個主要教學環節，也是最重要的綜合性實踐教學環節，和其它教學環節不同，畢業設計要求學生關注學術動態，充分的了解國內外橋梁設計的發展現狀及趨勢，并靈活運用大學所學的各門基礎課和專業課知識，結合相關設計規范，在指導老師的指導下，獨立的完成一個專業課題的設計工作，解決與之有關的所有問題，熟悉相關設計規范、手冊、標準圖以及工程實踐中常用的方法。具有實踐性、綜合性強的顯著特點。 畢業設計學生獨立系統的完成一項工程設計，因而對培養學生的綜合素質、增強工程意識和創新能力具有其他教學環節無法取代的重要作用。通過畢業設計這一時間較長的教學環節，學生獨立分析問題、解決問題的能力以及實踐動手能力都會有很大的提高，還可以培養土木工程專業本科畢業生綜合應用所學基礎課、技術基礎課及專業課知識和相關技能，解決具體問題的能力。以達到具備初步專業工程人員的水平，為將來走向工作崗位打下良好的基礎。 設計現狀和發展趨勢改革開放以來，我國公路建設事業迅猛發展，作為公路建設重要組成部分的橋梁建設也得到了相應發展，特別是近十年來，我國大跨徑橋梁的建設進入了一個最輝煌的時期，一大批結構新穎、技術復雜、設計和施工難度大和科技含量高的大跨徑橋梁相繼建成，標志著我國的公路橋梁建設水平已躋身于國際先進行列。近幾年建成的特大橋梁，不少在世界橋梁科技進步中具有顯著地位。諸如正在建設的重慶朝天門大橋是世界最大跨度鋼拱橋，并創造了該類型橋梁十余項世界第一；蘇通大橋以主跨1088m為世界第一跨度斜拉橋，同時成為世界上連續長度最大的雙塔斜拉橋；潤揚長江公路大橋南汊懸索橋，以1490m跨度為世界第三大懸索橋；剛通車的杭州灣跨海大橋為世界第一長跨海大橋；萬縣長江大橋為目前世界上跨度最大的混凝土拱橋；此外江陰長江公路大橋、香港青馬大橋，其跨度分別在懸索橋中居世界第四位和第五位；南京長江二橋、白沙洲長江大橋、荊沙長江大橋、鄂黃長江大橋、大佛寺長江大橋、李家沱長江大橋等特大橋的跨度名列預應力混凝土斜拉橋世界前十位。隨著科技的發展，新材料的開發和應用，在橋梁設計階段采用高度發展的計算機輔助手段，進行有效的快速優化和仿真分析，運用智能化制造系統在工廠生產部件，利用GPS和遙控技術控制橋梁施工。目前，我國橋梁建設正在與國際接軌，開始向大跨、新型、輕質和美觀方向發展。 橋梁按受力特點體系類別按結構分類，按結構體系分類是以橋梁結構的力學特征為基本著眼點，對橋梁進行分類，以利于把握各種橋梁的基本特點，也是橋梁工程學習的重點之一。以主要的受力構件為基本依據，可分為梁式橋、拱式橋、剛架橋、斜拉橋、懸索橋五大類。 主梁為主要承重構件，受力特點為主梁受彎。主要材料為鋼筋混凝土、預應力混凝土，多用于中小跨徑橋梁。簡支梁橋合理最大跨徑約20米，懸臂梁橋與連續梁橋合宜的最大跨徑約6070米。 優點：采用鋼筋砼建造的梁橋能就地取材、工業化施工、耐久性好、適應性強、整體性好且美觀；這種橋型在設計理論及施工技術上都發展得比較成熟。 缺點：結構本身的自重大，約占全部設計荷載的30%至60%，且跨度越大其自重所占的比值更顯著增大，大大限制了其跨越能力。 拱肋為主要承重構件，受力特點為拱肋承壓、支承處有水平推力。主要材料是圬工、鋼筋砼，適用范圍視材料而定?？鐝綇膸资椎饺俣嗝锥加?，目前我國最大跨徑鋼筋砼拱橋為170米。 優點：跨越能力較大；與鋼橋及鋼筋砼梁橋相比，可以節省大量鋼材和水泥；能耐久，且養護、維修費用少；外型美觀；構造較簡單，有利于廣泛采用。 缺點：由于它是一種推力結構，對地基要求較高；對多孔連續拱橋，為防止一孔破壞而影響全橋，要采取特殊措施或設置單向推力墩以承受不平衡的推力，增加了工程造價；在平原區修拱橋，由于建筑高度較大，使兩頭的接線工程和橋面縱坡量增大，對行車極為不利。 是一種橋跨結構和墩臺結構整體相連的橋梁，支柱與主梁共同受力，受力特點為支柱與主梁剛性連接，在主梁端部產生負彎矩，減少了跨中截面正彎矩，而支座不僅提供豎向力還承受彎矩。主要材料為鋼筋砼，適宜于中小跨度，常用于需要較大的橋下凈空和建筑高度受到限制的情況，如立交橋、高架橋等。 優點：外形尺寸小，橋下凈空大，橋下視野開闊，混凝土用量少。 缺點：基礎造價較高，鋼筋的用量較大，且為超靜定結構，會產生次內力。 梁、索、塔為主要承重構件，利用索塔上伸出的若干斜拉索在梁跨內增加了彈性支承，減小了梁內彎矩而增大了跨徑。受力特點為外荷載從梁傳遞到索，再到索塔。主要材料為預應力鋼索、混凝土、鋼材。適宜于中等或大型橋梁。 優點：梁體尺寸較小，使橋梁的跨越能力增大；受橋下凈空和橋面標高的限制??；抗風穩定性優于懸索橋，且不需要集中錨錠構造；便于無支架施工。 缺點：由于是多次超靜定結構，計算復雜；索與梁或塔的連接構造比較復雜；施工中高空作業較多，且技術要求嚴格。主纜為主要承重構件，受力特點為外荷載從梁經過系桿傳遞到主纜，再到兩端錨錠。主要材料為預應力鋼索、混凝土、鋼材，適宜于大型及超大型橋梁。 優點：由于主纜采用高強鋼材，受力均勻，具有很大的跨越能力。缺點：整體鋼度小，抗風穩定性不佳；需要極大的兩端錨錠，費用高，難度大。橋梁方案擬定,一般應考慮如下因素,并以此對橋型方案進行評價。橋型方案與設計任務書要求的符合性。結構體系與構造的合理性。橋梁使用性能良好性。橋梁施工技術可行性。橋梁材料可行性。橋梁與環境的協調性。橋梁使用維護方便性。橋梁全壽命成本合理性。橋型方案的地域性。橋梁耐久性。橋梁的設計資料與要求： 設計荷載（1） 汽車荷載：公路Ⅰ級(或與實際工程相對應)
（2） 人群荷載： 橋梁凈空總寬18m(或與實際工程相對應)
雙向4車道(寬度:4=15m)，人行道寬2 坡度%，～2% 截面形式等截面箱梁、變截面箱梁、分片式T梁或板梁 材料混凝土：上部結構: 預應力混凝土橋梁C50；鋼筋混凝土橋梁C30
下部結構 橋墩C30，樁及基礎C25
鋼筋：預應力混凝土橋梁：預應力鋼筋97Φ5鋼鉸線；
普通鋼筋：HPB335鋼筋(Ⅱ級鋼)
鋼筋混凝土橋梁：主鋼筋及箍筋、斜筋：HPB335鋼筋(Ⅱ級鋼)
構造及架立鋼筋：R235(Ⅰ級鋼)：本地質測繪、鉆探為主要手段開展工作。共施工1個鉆孔，進入新鮮基巖中。采取弱風化巖石力學樣1組。完成實物工作量見下表：實物工作量表 表1項 目工作量單 位備 注1：1000工程地質調繪km2工程地質剖面m1條鉆 探m3孔巖石力學試驗樣3組其中巖石力學試驗和巖礦鑒定由湖南省地礦局第一地質隊實驗室完成。地形圖由常寧市交通局提供。野外施工自2010年9月2日起至9月8日結束并轉入室內資料整理匯編?？辈焓┕栏癜从嘘P規范執行，勘察質量符合規范要求，成果資料可作為設計依據。 《公路工程地質勘察規范》（JTJ064－98）；《公路橋涵地基與基礎設計規范》（JTG D63－2007）；《工程巖體分級標準》（GB50218－94）；《建筑抗震設計規范》（GB50011－2001）（2008年版）；《建筑樁基技術規范》（JGJ94－2008）；本區大地構造位于衡陽與常寧市松柏鎮交接部位。根據沉積區的差異特點，本區地層劃屬南岳衡山分區，沉積巖相、厚度差異較大，其基底為一套淺－深變質細火山碎屑巖、火山碎屑沉積巖及正常沉積巖。 地層巖性 ⑴寒武系下李嶺組（οl）主要分布于松柏鎮以北，為灰色粘板巖。 (2)第四系（Q4）為第四系全新統沖積層，主要為河漫灘堆積，多為砂礫石和漂（塊）石?！?。以及少量的殘坡積堆積，巖性以碎石土為主。 巖漿巖（βμ3）區內主要以基性巖漿巖為主，巖性主要為輝綠巖和一些規模較小的巖脈，細晶巖脈、石英脈。 構造 ⑴褶皺走向NW—SE，出露地層主要為奧陶系二道橋組、志留系大貴坪組、梅子埡組的粘板巖、泥質板巖、粗面質角礫熔巖，產狀10—30∠40—78176。 ⑵斷裂區域構造主要為工程區內發育的廟沖—黎家斷裂。早古生代可能已有活動，第四系仍有活動。印支期以擠壓性質為主，燕山期以滑移為主，為一次級的活動斷裂。綜上所述，區域內新構造活動以大面積隆升為主，與最大主應力方向近于垂直，屬區域構造穩定區。場區及外圍地震活動不強。工程區以弱震為主，根據《建筑抗震設計規范》（GB500112001），工程區抗震設防烈度為6度。、地形地貌工程區處于南岳衡山地，主要為低中山區，地形高差50200m，屬侵蝕構造低山地形，地貌形態以低山剝蝕地貌為主。該處為 “V”型山谷，坡面陡峻，覆蓋有大量雜填土。根據鉆探結果顯示，橋位區地層可分為三層，由新到老分述如下：雜填土（Q4ml））灰黑色，以砂礫石為主，夾少量生活垃圾，為原橋基修建時填筑而成。其中砂礫石含量60%以上，生活垃圾10%—20%，粘性土20%。含碎、塊石粉質粘土（Q4edl）：灰～灰黃色，稍濕，松散，硬塑～堅硬，有粘性。碎、塊石含量約15～25%，主要為全～強風化炭質板巖碎塊，少量板巖塊，粒徑一般2～10cm，大者可達30cm，呈不規則棱角狀。強風粘板巖（Οl）： ～,灰色，～，～。④弱風化粘板巖（Οl）：灰黃色，層狀結構，巖石相對完整，風化裂隙發育，局部夾泥，—，巖芯多為碎塊狀、片狀，少量粉末狀。—?！婏L化炭質板巖（Οl）：根據地區工作經驗，弱風化含碳泥質板巖飽和單軸抗壓強度為：。橋位區地處山谷斜坡地段，地下水類型主要為孔隙潛水、和基巖裂隙水。孔隙