連續鋼構橋優秀畢業設計(完整版)

　　

【正文】 徐變在相對濕度為 80％條件下完成，受荷時混凝土齡期為 28天， d28?? 。 表 鋼筋應力松弛損失 5l? 截面 根部截面 36 束號 F1 0 F2 0 F3 0 T1 T2 T3 W1 W2 截面 跨 中截面 26 束號 Z1 Z2 Z3 Z4 截面 1/2 邊跨截面 44 束號 T5 T6 1l? 2L? 4l? pe? pkpe f/? 5l?1l? 2L? 4l? pe? pkpe f/? 5l?1l? 2L? 4l? pe? pkpe f/? 5l?2021屆土木工程（橋梁工程）畢業設計 41 F1 F2 截面 1/4 中跨截面 44 束號 T5 T6 F1 F2 得： 根部截面 36 5l? = 跨中截面 26 5l? = 1/2 邊跨截面 44 5l? = 1/4 中跨截面 44 5l? = 5. 混凝土收縮、徐變引起的應力損失 6l? 如表 所示 ? ?PSPCEPcsPl ttattE ?? ???? 151 ),(),( 006 ? ?? 式（ ） pnGKipnnPnPPC eIMyeINAN ????? nnpsPS AIiie /1 222 ??? ，? pc? —構件受拉區全部縱向鋼筋截面重心處由預應力產生的混凝土法向壓應（ MPa ），應按《預規》 JTG D622021 第 條和第 條規定計算。 2） 錨具變形、鋼筋回縮引起的預應力損失 2s? ，本設計采用 OVM 錨具，按《橋梁設計規范》預規第 條 ?? ? 2 d?? f? 計算。 由 ppdffcdcd Afhbbfbxfx ????? // )(,0 得： mmbf hbbfAfxcdffcdppd 160)10004600()( // ?? ???????? ??? mmmmh pb 3 ???? ? 對于 /fhx? 情況， /2ax? 或 /2 sax? 的限制條件一般能夠滿足，故可以不進行 此項驗算。 1） 根部 36正截面承載能力計算 由圖 可知：鋼束重心到受拉邊的距離 mmap 300? ，mmmahh pp 1 7 0 ??????? ，將箱形截面換算為 T 形截面，腹板厚：mmb 1 0 0 0500500 ??? ， 有效寬度 取 mmbf 7000/ ? ，上翼緣板厚近似 mmhf 200/ ? 。 2021屆土木工程（橋梁工程）畢業設計 31 配筋布置 根部 36單元 36截面鋼束布置如圖 所示 ： 192 根鋼筋分為 16 束，每束 12 根。估算鋼筋數量時 ,可近似采用毛截面幾何性質。 Pe 為預應力鋼筋重心至毛截面重心的距離 ,假設 maP ? ,有maye PCSP 2 4 3 4 3 ????? 代入公式得到 : kNN pe 1116. ??? 13913 10 0011 )( ??? ???? PSc o n peP ANn ?? 根 超過設計允許強度值 ? ?????xxppepe wMw eNAN m in 2021屆土木工程（橋梁工程）畢業設計 27 ? ?xpxpe weA wMN //1 /.m in??? ? 式（ 4． 14） kNNpe 13 1510 9. 7)( ^ ????? )( ??? ???? PSc o n peP ANn ?? ② 當在荷載 Mmax作用下 0m a x ??? xx ppepe wMw eNAN xpxpe weA wMN //1 /.m ax??? 式（ 4． 15） maxM 為 基 本 組 合 彎 矩 設 計 值 , 由表 查得 : mkNM Min ?? 2 7 6 7 .0 2, mkNM Ma x ?? 7 0 5 .3 2估算鋼筋數量時 ,可近似采用毛截面幾何性質。由 Midas 查得的數據 : ? , myCX ? , myCS ? , ? ， 3s ? ， 3x ? 。 中跨跨中截面 ⑴ 根據正常使用極限狀態正截面抗裂要求 ,確定預應力鋼筋數量。由 Midas 查得的數據 : ? , myCx ? , myCS ? , ? ， ? 。 3） 正常使用極限狀態的作用效應組合 （ 1） 作用短期效應組合。全橋計算單元劃分 如 圖 所示。其空間效應可以通過橫向分布系數、偏載增 大系數來修正。跨中頂板厚取 15cm ，跨中處底板魏民： 團結橋設計 10 厚 15cm ，根部頂板厚 20cm ，根部底板厚 30cm 。 a.《公路橋涵設計通用規范》（ JTG D602021）。 ：設計荷載為公路 II 級；環境標準為 I 類環境；設計安全等級為二級。 斜腿采用支架現澆，梁采用懸臂施工，不需大型起重機械，但施工較困難 工程 數 量 混凝土（ m3） 鋼筋（ t） 鋼絞線（ t） 工 期 短 較短 長 魏民： 團結橋設計 8 第 3章 結構設計與計算 結構設計應包括上部結構設計和下部結構設計。 （ 3）施工方案 本橋位于山區，橋下不通航，基礎采用明挖和鉆孔灌注樁施工，斜腿采用支架施工，主橋主梁采用懸臂施工。主梁在根部梁高為 2m ，跨中處為 。 （ 2）主橋下部結構 本方案下部 采用 雙薄壁實心墩。 魏民： 團結橋設計 4 （ 4）綜合評價 簡支梁橋：結構輕盈、技術成熟、造價低廉、但施工占用場地較多需設置預制場地，本橋所處地形陡峭，溝比較深，橋墩較高，而且該橋略彎，因此穩定性不如連續剛構橋。 方案二：主橋為 21m +38 m +21 m 預應力混凝土連續梁體系，引橋為 320m 空心板簡支體系。 ：公路 II 級 。 ：月平均氣溫最高為 35 度，最低為 5 度。 方案三：主橋為 21m +38m +21 m 預應力混凝土連續剛構 體系，引橋為 320m空心板簡支體系。 （ 5） 方案 示意 如 圖 所示。橫橋向墩寬為 7m , 縱橋向單 墩寬 ，墩間間距 。根部頂板厚 ，跨中厚 ，按二次拋物線漸變。 （ 4）綜合評價 斜腿剛構橋：結構輕盈、造價低廉、施工占用場地少，但本橋所處地形陡峭，溝魏民： 團結橋設計 6 比較深，施工難度較大，在后期運營中斜腿與梁交接處由于應力集中易開裂，后期維修費較高，此處不太適合修建該橋型。上部結構設計與計算的主要內容有：截面尺寸的擬定，內力計算（包括恒載內力、活載內力和內力組合，內力包絡圖的繪制） ，配筋設計，施工階段和使用階段的應力驗算，最終承載力極限狀態強度驗算、剛度驗算，預拱度設置等。 ：按規范同時考慮均勻升降溫、不均勻溫差；人行欄桿每側重量分別為 mkN/ ，橋面鋪裝采用 10cm 厚防水混凝土 + 8 cm 厚瀝青混凝土。 b.《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋 涵設計規范》（ JTG D622021）。 以跨中梁底板底緣為原點，曲線方程為： h =。采用桿系結構有限元程序分析橋梁時，首先要將橋梁結構劃分為有限個桿件單元，這些單元在節點上相互聯結，從而構成一個與真實結構等價的計算模型。 （結點編號由左至右進行編號 ，從 1 開始，同理單元編號也相同） 魏民： 團結橋設計 12 圖 結構單元劃分 內力計算 1） 荷載組合 參照《公路鋼筋混 凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》（ JTG D62─2021） P17第 之規定，公路橋涵結構設計應考慮結構上可能同時出現的作用，按承載能力極限狀態和正常使用極限狀態進行作用效應組合，取其最不利的效應組合進行設計。永久作用標準值效應與可變作用頻遇值效應相組合，其效應組合表達式為： 111mns d G ik j Q jkijS S S??????? 式（ ） 式中：sdS —作用短期 效應組合設計值； 1j? —第 j個可變作用效應的頻遇值系數，在汽車荷載（不計沖擊力）?? ，人群荷載 ?? ，風荷載 ?? ，溫度梯度作用?? ，其他作用 ?? ； 1j QjkS? —第 j個可變作用效應的頻遇值。 Pe 為 預 應 力 鋼 筋 重 心 至 毛 截 面 重 心 的 距 離 , 假設 maP ? , 有 maye PCSP 5 6 9 6 9 ???? 代入公式得到 : )( ????peN 2021屆土木工程（橋梁工程）畢業設計 21 采用 ? 的鋼絞線， 每根鋼絞線面積 2139mmAy ? ，抗拉強度標準值pkf =1860MPa ,張拉控制應力取 M P af pkc o n 1 3 9 51 8 6 ????? ，預應力損失按張拉控制應力的 20%估算。由于本橋為分塊澆注縱向分塊的構件，根據規范《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋設計規范 》（ JTG D602021) 的要求，其拉應力應滿足 ?? pcst ?? 式（ 4． 6） 為滿足抗裂 要求 ,所需的有效預加力為 )//1(/0 weAwMNpSpe ?? 式（ 4． 7） SM 為短期效應彎矩組合設計值 ,由表 查得 : mkNM S ?? 6175 ,估算鋼筋數量時 ,可近似采用毛截面幾何性質。 Pe 為預應力鋼筋重心至毛截面重心的距離 , 假設 maP ? , 有2021屆土木工程（橋梁工程）畢業設計 25 maye PCXP ????? 代入公式得到 : kNN pe )( ??? 根21 10 0033 959 .8)( ??? ????PSc o nPeP ANn ?? b. 保證下緣不 超過設計允許強度值 cdxx ppepe fwMw eNAN ??? m in xpxcdpe weA wMfN //1 /.m in??? 式（ 4． 11） kNNpe )( 3 ????? 13913 10 0032 135 .4)( ??? ???? PSc o n PeP ANn ?? ⑶ 鋼絞線根數的選定 因為 ?n ， ?n ， 根5903 ??n ， ?n ， ?n ， 參考已成橋資料， 暫選定通過跨中的鋼絞線根數 根96?n ⑴ 根據正常使用極限狀態正截面抗裂要求 ,確定預應力鋼筋數量。由 Midas 輸出的數據 : ? , myCS ? , ? ，myCS ? ， myC ? ， 3s ? ， 3x ? 。由 Midas 輸出的數據 : ? , myCS ? , ? ， myCS ? ， myC ? ，3s ? ， 3x ? 。 圖 根部鋼束布置圖 跨中 31單元 31截面鋼束布置如圖 所示 ： 152 根鋼筋分為 8 束，每束 19 根。由 3 1 3 6 0 0 0 3 6 2 6 8 8 01391921 2 6 0 // ????????? ffcdppd hbfAf 判斷該截面為二類 T 形截面。即 1/4 中跨 31截面承載力滿足要求。 式中 f? 為反摩擦影響長度，按下列公式計算： dyf E???? ? ?? （ ） d?? 為單位長度由管道摩擦引起的預應力損失，按下列公式計算： LL l ld ）（ 1000 ?????? ???? （ ） ?? －錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮損失，本設計為 6 mm ； L －張拉端至錨固端的距離； l? －預應力鋼筋扣除沿途摩擦損失后錨固端應力； yE －預應力鋼筋的彈性模量， M PaE y ?? 。此時