預(yù)應(yīng)力混凝土大橋初步設(shè)計(jì)_畢業(yè)設(shè)計(jì)論文(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 進(jìn)，施工安全性較高 功能性 高次超靜定結(jié)構(gòu)，包含更多設(shè)計(jì)變量，全橋中的技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性不能簡(jiǎn)單地由結(jié)構(gòu)體積小、重量輕或者滿足應(yīng)力要求等概念準(zhǔn)確表示，給選定橋型方案和尋求合理設(shè)計(jì)帶來一定困難 屬于超靜定結(jié)構(gòu)，受力較好，主橋橋面連續(xù)，無伸縮縫，行車條件好，養(yǎng)護(hù)也容易 屬于靜定結(jié)構(gòu)，受力不如超靜定結(jié)構(gòu)好；橋面平整度易受懸臂撓度影響，行車條件較差，主橋每孔有兩道伸縮縫容易損壞 經(jīng)濟(jì)性 現(xiàn)代 感強(qiáng)，可通過索塔與拉索布置形式 獲得滿意造型，塔較高，使橋向縱向和橫向延伸，比例協(xié)調(diào)，均勻。 需要大量拉索鋼絲，預(yù)應(yīng)力柬，主塔構(gòu)造復(fù)雜，高空作業(yè)多，斜拉索施工復(fù)雜，工期較長(zhǎng)。斜拉索后期營(yíng)運(yùn)養(yǎng)護(hù)費(fèi)用較高，基 礎(chǔ)施工復(fù)雜，還需要減震裝置 需要的機(jī)具少，無需大型設(shè)備，可充分降低施工成本； 所用材料普通，價(jià)格低，但是支座相對(duì)較多，成橋后的支座維護(hù)費(fèi)用比較多 工藝要求較嚴(yán)格，主橋上部構(gòu)造除用掛藍(lán)施工外，掛梁需另搞一套安裝設(shè)備； 混凝土用量少，但鋼筋的用量較大，基礎(chǔ)的造價(jià)也較高 美觀性 現(xiàn)代感強(qiáng)，可通過索塔與拉索布置 形式 獲得滿意造型，塔較高，使橋向縱向和橫向延伸，比例協(xié)調(diào)，均勻。 沒有拱橋那樣動(dòng)人，但是整體性好，放眼望去，顯得敦厚樸實(shí) 外觀同連續(xù)梁橋差不多 造價(jià) 10000 2m元 3500 2m元 8000 2m元 缺點(diǎn) 它是多次超靜定結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)計(jì)算復(fù)雜；索與梁或塔的連接構(gòu)1. 施工要墩梁臨時(shí)固結(jié)； 2. 主墩有支座； 4. 全橋伸縮縫道數(shù)為 橋孔 數(shù)的 兩倍，行車舒適性 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 造比較復(fù)雜；施工中高空作業(yè)較多，且施工控制等技術(shù)要求嚴(yán)格 . 3. 順橋向抗彎剛度和橫橋向抗扭 剛度小； 較差； 5. 如設(shè)計(jì)不當(dāng)，在跨中特易產(chǎn)生較大的收縮徐變變繞度； 結(jié)論 ： 從安全性來講， 三方案均能滿足 行車安全和通航 要求 ，但是預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的施工技術(shù)更加成熟，施工安全性能高。從功能性來講，連續(xù)梁橋的行車條件好，更加平順，且承載能力好。從經(jīng)濟(jì)性來講，連續(xù)梁橋使用的設(shè)備少，鋼材使用量相對(duì)較少，不像拱橋跟鋼構(gòu)橋那樣多，造價(jià)上面也較低。從美觀性來講，很顯然拱橋更加漂亮。 因?yàn)闃蛄罕冗x的五個(gè)主要標(biāo)準(zhǔn)中安全跟經(jīng)濟(jì)放在首要位置，所以盡管拱橋更加漂亮，我們還是選擇外 觀不是那么耀眼但是安全性跟經(jīng)濟(jì)性更加好的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱型梁橋。 工作流程： 方案擬定 — 方案總體布置 — 繪制方案草圖 — 方案比選 — 上部結(jié)構(gòu)尺寸擬定— 上部結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算 — 預(yù)應(yīng)力筋束的計(jì)算 — 主梁截面強(qiáng)度驗(yàn)算 — 繪圖 — 整理計(jì)算說明書。 說明 ：本次設(shè)計(jì)擬借助 auto CAD 等軟件。 。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 第三章 主梁截面尺寸的擬定 設(shè)計(jì)特點(diǎn)及受力特點(diǎn)： 設(shè)計(jì)特點(diǎn) 本橋上部結(jié)構(gòu)為 八跨先簡(jiǎn)支后連續(xù) 箱型梁橋 ，采用 先簡(jiǎn)支后連續(xù) 施工，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋采用 先預(yù)制在拼接 ， 通過濕接縫連成一個(gè) 連續(xù)梁體系。在各個(gè)階段， 可能具有不同的靜力體系，其中包括安裝單元、拆除單元、張拉預(yù)應(yīng)力 等工況，因此恒載內(nèi)力計(jì)算時(shí)必須精確模擬各個(gè)施工階段。橋梁恒載內(nèi)力由各個(gè)施工階段的內(nèi)力疊加而成，顯然對(duì)于不同的施工方法，橋梁恒載內(nèi)力是有很大區(qū)別的。而汽車荷載、人群荷載和溫度、墩臺(tái)沉降等作用在成橋以后才發(fā)生，與施工方法無關(guān)。由于 先簡(jiǎn)支后連續(xù) 施工涉及很多施工工況，且由于體系發(fā)生轉(zhuǎn)換使預(yù)加應(yīng)力和徐變產(chǎn)生的次內(nèi)力計(jì)算變得非常復(fù)雜，故設(shè)計(jì)時(shí)必須借助計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算（橋梁博士 ） 才能完成的。 受力特點(diǎn) 采用 先簡(jiǎn)支后連續(xù) 施工的連續(xù)梁橋，在施 工過程中經(jīng)歷 箱型 受力狀態(tài)，恒載產(chǎn)生的內(nèi)力由各個(gè)施工階段產(chǎn)生的內(nèi)力疊加而成。由于合龍段較短，其產(chǎn)生的內(nèi)力一般較小，故 箱型 受力狀態(tài)為主要部分。對(duì) 先簡(jiǎn)支后連續(xù) 施工連續(xù)梁橋，合龍后根部負(fù)彎矩很大，而中跨跨中恒載彎矩很小；二期恒載加上去以后，根部負(fù)彎矩增大，中跨跨中承受較小的正彎矩。 結(jié)構(gòu)尺寸擬定： 主橋箱梁構(gòu)造 為了更好地受力和節(jié)省材料，本橋選擇 為 等 截面箱形梁橋，梁高為 。該橋?yàn)?八跨 30m 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋，施工方法為 先簡(jiǎn)支后連續(xù) 施工，考慮伸縮縫的設(shè)置，實(shí)際橋跨長(zhǎng)度為 240m，即在橋的兩頭 各設(shè) 5cm 的伸縮縫 ， 計(jì)算跨徑為 ； 主梁截面尺寸擬定 主橋?yàn)?等 截面箱形梁橋，梁高 。 主梁截面尺寸圖如圖 31 和圖 32 所示。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 圖 31 支點(diǎn) 截面尺寸圖（單位： cm） 圖 32 跨中 截面尺寸圖（單位： cm） 毛截面幾何特性計(jì)算 毛截面幾何特性計(jì)算是計(jì)算結(jié) 構(gòu)內(nèi)力、配束及變形計(jì)算的前提。由于梯形分塊法是目前橋梁電算軟件的最常用的方法（即節(jié)線法），所以本設(shè)計(jì)方案也采用梯形分塊法計(jì)算毛截面幾何特性，經(jīng)過橋梁博士軟件計(jì)算出的毛截面幾何特性計(jì)算結(jié)果如下： （表 31） 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 圖 32 橋梁博士截面設(shè)計(jì)系統(tǒng)輸出 分成 78 個(gè)單元，由橋梁博士截面設(shè)計(jì)系統(tǒng)輸出得出 78 個(gè)截面的毛截面幾何特征如下： 表 31 毛截面幾何特性 預(yù)制邊梁跨中： 預(yù)制邊梁支點(diǎn)： 截面高度 : m 基準(zhǔn)材料 : 中交新混凝土 :C50 混凝土 基準(zhǔn)彈性模量 : +04 MPa 換算面積 : m**2 換算慣矩 : m**4 中性軸高度 : m 沿截面高度方向 5 點(diǎn)換算靜矩 (自上而下 ): 主截面 : 截面高度 : m 基準(zhǔn)材料 : 中交新混凝土 :C50 混凝土 基準(zhǔn)彈性模量 : +04 MPa 換算面積 : m**2 換算慣矩 : m**4 中性軸高度 : m 沿截面高度方向 5 點(diǎn)換算靜矩 (自上而下 ): 主截面 : 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 點(diǎn)號(hào) : 高度 (m): 靜矩 (m**3): 1 2 3 4 5 點(diǎn)號(hào) : 高度 (m): 靜矩 (m**3): 1 2 3 4 5 預(yù)制中梁跨中： 預(yù)制中梁支點(diǎn)： 截面高度 : m 基準(zhǔn)材料 : 中交新混凝土 :C50 混凝土 基準(zhǔn)彈性 模量 : +04 MPa 換算面積 : m**2 換算慣矩 : m**4 中性軸高度 : m 沿截面高度方向 5 點(diǎn)換算靜矩 (自上而下 ): 主截面 : 點(diǎn)號(hào) : 高度 (m): 靜矩 (m**3): 1 2 3 4 5 截面高度 : m 基準(zhǔn)材料 : 中交新混凝土 :C50 混凝土 基準(zhǔn)彈性模量 : +04 MPa 換算面積 : m**2 換算慣矩 : m**4 中性軸高度 : m 沿截面高度方向 5 點(diǎn)換算靜矩 (自上而下 ): 主截面 : 點(diǎn)號(hào) : 高度 (m): 靜矩 (m**3): 1 2 3 4 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 5 成橋 中 梁跨中： 成橋邊梁支點(diǎn)： 截面高度 : m 基準(zhǔn)材料 : 中交 新混凝土 :C50 混凝土 基準(zhǔn)彈性模量 : +04 MPa 換算面積 : m**2 換算慣矩 : m**4 中性軸高度 : m 沿截面高度方向 5 點(diǎn)換算靜矩 (自上而下 ): 主截面 : 點(diǎn)號(hào) : 高度 (m): 靜矩 (m**3): 1 2 3 4 5 截面高度 : m 基準(zhǔn)材料 : 中交新混凝土 :C50 混凝土 基準(zhǔn)彈性模量 : +04 MPa 換算面積 : m**2 換算慣矩 : m**4 中性軸高度 : m 沿截面高度方向 5 點(diǎn)換算靜矩 (自上而下 ): 主截面 : 點(diǎn)號(hào) : 高度 (m): 靜矩 (m**3): 1 2 3 4 5 成橋中梁跨中： 成橋中梁支點(diǎn)： 截面高度 : m 基準(zhǔn)材料 : 中交新混凝土 :C50 混凝土 截面高度 : m 基準(zhǔn)材料 : 中交新混凝土 :C50 混凝土 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 基準(zhǔn)彈性模量 : +04 MPa 換算面積 : m**2 換算慣矩 : m**4 中性軸高度 : m 沿截面高度方向 5 點(diǎn)換算靜矩 (自上而下 ): 主截面 : 點(diǎn)號(hào) : 高度 (m): 靜矩 (m**3): 1 2 3 4 5 基準(zhǔn)彈性模量 : +04 MPa 換算面積 : m**2 換算慣矩 : m**4 中性軸高度 : m 沿截面高度方向 5 點(diǎn)換算靜矩 (自上而 下 ): 主截面 : 點(diǎn)號(hào) : 高度 (m): 靜矩 (m**3): 1 2 3 4 5 以上結(jié)果為用橋梁博士建模的截面電算 得出 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 第四章 主梁作用效應(yīng)計(jì)算 施工過程及各施工過程計(jì)算力學(xué)圖式 由于本設(shè)計(jì)方案施工過程復(fù)雜，施工過程計(jì)算均采用計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算，但為了了解施工過程的受力狀態(tài)，掌握施工過程內(nèi)力疊加的過程，在此簡(jiǎn)要敘述施工過程的結(jié)構(gòu)計(jì)算力學(xué)圖式。 用橋梁博士將本橋節(jié)段劃分為 78 個(gè)單元如圖 41 所示 圖 41 橋梁節(jié)段劃分 施工過程及力學(xué)圖式。 計(jì)算過程中不考慮收縮、徐變