1-45m雙線高速鐵路板拱橋設計畢業論文(存儲版)

　　

【正文】 與主力組合的情況，主+附組合時在立柱到梁端之間和立柱到拱頂固結中間處的正彎矩大致相等。最大負彎矩在102號單元I端截面，為17554kNm。下圖為主力荷載組合下立柱軸力圖411：圖411 立柱在主力荷載組合下軸力圖下圖為主+附荷載組合下立柱軸力圖412：圖412 立柱在主+附荷載組合下軸力圖立柱單元的內力為立柱截面的配筋依據，下面將列出個主力和主+附作用下立柱單元截面的詳細內力表46，表中控制截面內力背景為深色：表46主力和主+附作用下立柱單元內力單元荷載位置軸向(kN)剪力y(kN)剪力z(kN)扭矩(kN*m)彎矩y(kN*m)彎矩z(kN*m)53主力（包絡）(全部)I[56]00053主力（包絡）(全部)2/400053主力（包絡）(全部)J[91]00054主力（包絡）(全部)I[57]1458400054主力（包絡）(全部)2/400054主力（包絡）(全部)J[56]00067主力（包絡）(全部)I[75]000067主力（包絡）(全部)2/4000067主力（包絡）(全部)J[113]000068主力（包絡）(全部)I[76]000068主力（包絡）(全部)2/4000068主力（包絡）(全部)J[75]0000　最大值　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　53主+附（包絡）(全部)I[56]0053主+附（包絡）(全部)2/40053主+附（包絡）(全部)J[91]0054主+附（包絡）(全部)I[57]00054主+附（包絡）(全部)2/40054主+附（包絡）(全部)J[56]0067主+附（包絡）(全部)I[75]00067主+附（包絡）(全部)2/400067主+附（包絡）(全部)J[113]00068主+附（包絡）(全部)I[76]000068主+附（包絡）(全部)2/400068主+附（包絡）(全部)J[75]000　最大值　　　　　此表由Midas模型導出后整理得到，表中控制截面內力背景為深色，最后以行列出包括內力的最大值，由表格由表格可得出立柱在主力作用下的最大軸力在567單元截面，、。地基滿足拱橋的設計需要，本設計梁端在主力與主+附荷載組合下的支座反力如下表48：表48 主力與主+附荷載組合下的梁端支座反力節點荷載FX(kN)FY(kN)FZ(kN)MX(kN*m)MY(kN*m)MZ(kN*m)1主力(全部)0 0047主力(全部)0 001主+附4(全部)0 0047主+附4(全部)0 00拱腳在主力與主+附荷載組合下的支座反力如下表49：表49 主力與主+附荷載組合下的支拱腳座反力節點荷載FX(kN)FY(kN)FZ(kN)MX(kN*m)MY(kN*m)MZ(kN*m)86主力(全部) 118主力(全部) 86主+附4(全部) 118主+附4(全部) 54主力(全部)合力： 與x軸夾角： 度　86主力(全部)合力： 與x軸夾角： 度　54主+附3(全部)合力： 與x軸夾角： 度　86主+附3(全部)合力： 與x軸夾角： 度　表格中的支座反力由Midas模型導出后整理得到，其中合力為軸力(Fx)、豎向力(Fz)兩個力合成，并且計算合力出于x軸的夾角，方便基礎的設計（可以設計為斜樁基礎）。表411梁體各節點的豎向位移的詳細數值節點荷載DZ(mm)節點荷載DZ(mm)節點荷載DZ(mm)節點荷載DZ(mm)11(全部) 331(全部) 12(全部) 332(全部) 21(全部) 341(全部) 22(全部) 342(全部) 31(全部) 351(全部) 32(全部) 352(全部) 41(全部) 361(全部) 42(全部) 362(全部) 51(全部) 371(全部) 52(全部) 372(全部) 61(全部) 381(全部) 62(全部) 382(全部) 71(全部) 391(全部) 72(全部) 392(全部) 81(全部) 401(全部) 82(全部) 402(全部) 91(全部) 411(全部) 92(全部) 412(全部) 101(全部) 421(全部) 102(全部) 422(全部) 111(全部) 431(全部) 112(全部) 432(全部) 121(全部) 441(全部) 122(全部) 442(全部) 131(全部) 451(全部) 132(全部) 452(全部) 141(全部) 461(全部) 142(全部) 462(全部) 151(全部) 471(全部) 152(全部) 472(全部) 161(全部) 481(全部) 162(全部) 482(全部) 171(全部) 491(全部) 172(全部) 492(全部) 181(全部) 501(全部) 182(全部) 502(全部) 191(全部) 511(全部) 192(全部) 512(全部) 201(全部) 521(全部) 202(全部) 522(全部) 211(全部) 531(全部) 212(全部) 532(全部) 221(全部) 541(全部) 222(全部) 542(全部) 231(全部) 551(全部) 232(全部) 552(全部) 241(全部) 561(全部) 242(全部) 562(全部) 251(全部) 571(全部) 252(全部) 572(全部) 261(全部) 581(全部) 262(全部) 582(全部) 271(全部) 591(全部) 272(全部) 592(全部) 281(全部) 601(全部) 282(全部) 602(全部) 291(全部) 611(全部) 292(全部) 612(全部) 301(全部) 621(全部) 302(全部) 622(全部) 311(全部) 631(全部) 312(全部) 632(全部) 321(全部) 641(全部) 322(全部) 642(全部) 　最大值 　最大值 　最大值 　最大值 ，滿足規范的要求。此階段鋼筋和混凝土均彈性地工作著。此階段是按破壞階段法和極限狀態法計算的基礎。鋼筋基本上是彈性體，而混凝土卻是彈塑性體。n為鋼筋的彈性模量與混凝土的變形模量的比值，不同等級的混凝土的n值日下表52：表52 n值 鋼筋種類及其布置原則梁內的鋼筋，主要分為縱向受力鋼筋、箍筋、斜筋和架立鋼筋等。當梁寬或在同一排中所箍的縱筋根數更多時，則往往需要增加箍筋肢數，使得每一箍筋在同一排中所箍住的受拉鋼筋不多于5根時，則受壓縱筋不多于3根。還有剪力較大的支座處等截面可適當布置鴨筋，提高截面的抗剪能力其數量由抗剪計算決定。T形截面的換算截面如圖52所示。若該處無縱向受力鋼筋，則需布置架立鋼筋。箍筋一般多為雙肢或四肢。此處，功能相等是指實際截面與換算截面的變形條件不變，即二者的應變相同；且受力情況不變，即二者所受力的大小方向著力點都相同。受壓區混凝土基本上仍在彈性的工作。此階段是按容許應力法計算的基礎。 受彎構件截面受力的幾個階段在受純彎曲鋼筋混凝土構件的某一垂直于構件軸線的截面中，根據實驗結果，當荷載不斷增加時，截面的應力分布經歷以下幾個階段，如圖51所示。（2）。帽梁截面剪力圖如下414：圖414帽梁截面剪力圖帽梁單元的最大剪力在49和58號單元， kN。m,如下圖410：圖410 板拱在施工階段荷載彎矩圖 立柱的內力本設計立柱為軸心受壓構件，內力主要為軸力（Fx），其他只按構造配筋，不通過計算。最小軸力在93號單元1/2截面，為17865kN。板拱在主力作用下的最大正彎矩在75號單元I端截面，為17225kN最大剪力在10號單元J端，也就是在1立柱支承位置。梁截面為T形梁，在立柱支點附近的負彎矩較大，在立柱到梁端之間和立柱到拱頂固結中間處的正彎矩較大。在建模過程中如果使用復制或者是鏡像單元節點時常出現這類問題，檢查是發現這類的難度較大。本設計的收縮徐變時間考慮為10年時間，實際混凝土的徐變是一個很漫長的過程，甚至可以持續上百年，但是徐變最快的時期是在最初的半年，以后逐漸減慢，經過一段時間后，徐變趨于穩定。當h﹤1m時：式中。：參見《鐵路橋涵設計基本規范》（TB ），橫向搖擺力應取100kN，作為一個集中荷載取最不利位置加載,本設計最不利位置為跨中，在跨中沿y方向施加100kN的集中力。模型概圖如下32:圖32 模型概圖 邊界條件本設計拱橋為無鉸拱，拱腳支承為固結，在Midas里面模擬為dx，dy，dz；Rx，Ry，Rz全部約束。如下圖27：圖27 立柱截面尺寸立柱頂部上有帽梁結構，墊石與支座放在其上，在Midas里面模擬為矩形橫梁。目前該設計暫以圓弧線作為拱軸線，建模求出內力以后再加以調整，拱橋的矢跨比為11/45，滿足《鐵路橋涵設計基本規范》，拱橋的矢跨比為1/3~1/7的范圍，本設計計算矢高f=11m。 橋跨結構平面的總體布置 橋面高程及縱坡確定由DK106+200～DK187+800的線路詳細縱斷面圖來確定和計算出排水河兩岸的線路高程。；橋梁等級：新建雙線高速鐵路；結構自重：混凝土容重按26kN/m計算；二期恒載：按134kN/m計算；橫向搖擺力：以100kN的集中力加在結構的最不利位置；列車制動力：以橋梁靜荷載的10%計算；橫向風力：參見《鐵路橋涵設計基本規范》（TB ）；活載：ZK標準荷載；系統溫度荷載：整體升溫為16176。由于鋼管混凝土拱橋具有材料強度高、施工方便、造型美觀等優點，又適逢我國大規模的交通基礎設施建設時期，鋼管混凝土拱橋便在我國得到迅速的發展。據資料統計，目前世界上跨度超過300m鋼拱橋有15余座，其中主跨超過500m的有3 座。其中：湖南省長沙湘江大橋，全長1532 米由8 孔跨徑76 米和9 孔跨徑50米雙曲拱，是修建最成功的雙曲拱橋，主跨150 米的河南省前河大橋，是中國最大跨徑的雙曲拱橋。 現代拱橋的發展隨著生產力的不斷發展，拱橋的設計和施工技術的不斷進步，現代的結構型式也愈來愈多。拱橋還有一個優點就是其構造簡單，尤其是中、小跨徑圬工拱橋，不需要大型設備和復雜技術，建橋技術容易掌握，有利于廣泛應用。由于尚不能修建深水基礎，當時石拱橋墩的寬度與拱的跨度比大多為1/3~1/2。該橋初稱趙州石橋，后稱安濟橋，為一空腹式單孔圓弧石拱橋，全部用石灰巖石