貴溪大橋上部結構設計畢業設計論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 第二章 方案比選5（4）斜拉橋圖 斜拉橋 方案比選表 21 方案比選表 懸臂橋 T 形剛構橋預應力混凝土簡支 T 形梁橋斜拉橋適用性1．橋墩上為單排支座，可以減小橋墩尺寸 2．主梁高度可較小，降低結構自重，恒載內力減小超靜定結構容易受溫度、混凝土收縮徐變作用、基礎不均勻沉降等影響，容易造成行車不順1．施工方便。2．適合中小跨徑。3．結構尺寸標準化。跨越能力大安全性1．在懸臂端與掛梁銜接處的撓曲線折點不利行車。2．梁翼緣受拉，容易出現裂縫，雨水浸入梁體成為安全隱患建國初期大量采用目前國內大量采用，安全，行車方便。1．行車平穩2．索力調整工序比較繁復，施工技術要求高美觀性 做成變截面梁較漂亮 結構美觀 結構美觀 具有現代氣息，結 構輕盈美觀。經濟性 支架昂貴，維修費用高 用鋼量大，費用大造價較低，工期較短，安裝簡便 造價最高按橋梁的設計原則，造價低、材料省、施工難度小、勞動力少和橋型美觀的方案應優先采用。縱觀橋梁的發展，懸臂橋已經基本不采用，由于是跨線橋，跨度不大，斜拉橋一般用于大跨度的跨海、跨河大橋，經過上述方案的比較，決定采用預應力混凝土 T 形梁橋。河南理工大學本科畢業設計（論文） 第三章 主梁設計6第三章 主梁設計 設計資料（1）設計跨徑：標準跨徑（墩中心距離） m，簡支梁計算跨徑(相鄰支座中心距離) = m，主梁全長 36 = m，橋長（六跨）L=366=216 m 。（2）荷載：公路—II 級；人群：3kN/m 2；每側欄桿、人行道的重量分別為 。（3）設計速度：60 km/h；車道數：雙向四車道（不設中央分隔帶） ；橋面凈空：設為 5 m。（4）材料及工藝：混凝土：主梁 C50 混凝土。鋼絞線：預應力鋼束采用 鋼絞線，每s?束 7 根，全梁 7 束；鋼筋：直接大于等于 12mm 的采用 HRB335，直徑小于12mm 的采用 HPB235 鋼筋。采用后張法施工工藝制作主梁。預制時，預留孔道采用內徑 70mm、外徑 77mm 的預埋金屬波紋管成型，鋼絞線采用 TD 雙作用千斤頂兩端同時裝啦，錨具采用夾片式群錨。主梁安裝就位后現澆 600mm寬的濕接縫，最后施工混凝土橋面鋪裝層。（5）基本數據（見表 31）表 31 材料及特性項目 符號 單位 數據,cukfMPa?C50混凝土立方強度彈性模量軸心抗壓標準強度 ckf 河南理工大學本科畢業設計（論文） 第三章 主梁設計7 表 31 材料及特性（續表）項目 符號 單位 數據tkfMPa軸心抗拉標準強度軸心抗壓設計強度軸心抗拉設計強度 cf 容許壓應力 39。狀態 容許拉應力 39。容許壓應力 .5ck 標準荷載組合容許主壓應力 容許拉應力 ctpc??????C50混凝土持久狀態短期效應組合容許主拉應力 .?pdf1260?鋼絞線標準強度彈性模量抗拉設計強度最大控制應力 con?1395抗拉標準強度 sfP335HRB335抗拉設計強度 d280抗拉標準強度 skfa235普通鋼筋HPB235抗拉設計強度 dMP1951?3/Nm重度鋼筋混凝土鋼絞線 河南理工大學本科畢業設計（論文） 第三章 主梁設計8 橫截面布置 主梁間距和主梁片數主梁間距通常應隨梁高與跨徑的增大而加寬為經濟，同時加寬翼板對提高主梁截面效率指標很有效，故在許可的條件下應適當加寬 T 梁翼板。但標準設計主要為配合各種橋面寬度，使橋梁標準化而采用統一的主梁間距。交通部《公路橋涵標準圖》 （78 年）中，鋼筋混凝土和預應力混凝土裝配式簡支 T 形梁跨徑從 16m 到 50m。在吊裝起重量允許時，主梁間距采用 ~ 為宜，過去，我國較多采用 的主梁間距，在主梁間距為 m 的標準圖（JT/GQS 025—84）中，其預制寬度為 m，吊裝后接縫寬為 m 。考慮人行道適當挑出 m，人行道寬為：2= m，行車道寬：72 =14 m，右側路肩：12=2 m ，所以橋寬則用八片 T 型梁，如圖 。%%行 車 道 行 車 道圖 T 型梁橋橫斷面圖（單位：cm ）加 寬 過 渡 區支 座 處圖 T 型梁橋縱斷面圖（單位：cm ）河南理工大學本科畢業設計（論文） 第三章 主梁設計9 主梁跨中截面細部尺寸（1）主梁預應力混凝土簡支梁橋的主梁高度與其跨徑之比通常在 1/14~1/25，本設計取 m。主梁截面細部尺寸：為了增強主梁間的橫向連接剛度，除設置端橫隔梁外，還設置 4 片中橫隔梁，間距為 4，共 6 片。 T 型梁翼板厚度為 15cm，翼板根部加到 19cm 以抵抗翼緣根部較大彎矩。為了翼板與腹板連接和順，在截面轉角處設置圓角，以減小局部應力和便于脫模。在預應力混凝土梁中腹板處因主拉力很小，腹板厚度一般由布置孔管的構造決定，同時從腹板本身的穩定條件出發，腹板厚度不宜小于其高度的 1/15。標準圖的 T 梁腹板厚度均取 20cm。腹板高度 1460cm。馬蹄尺寸基本由布置預應力鋼束的需要來確定，實踐表明馬蹄面積占截面面積的 10％～20％為合適。這里設置馬蹄寬度為 50cm，高度 20cm。馬蹄與腹板交接處做成 45176。斜坡的折線鈍角，以較小局部應力。這樣的配置，馬蹄面積占總面積 ％，按上述布置，可繪出預制梁跨中截面，如圖 所示。馬蹄在離支點支點 3m 逐漸抬高，在距梁端一倍梁高范圍內（ 200cm）將腹板加厚到與馬蹄同寬。變化點截面（腹板開始加厚區）到支點的距離為 300cm，中間還設置一節長為 200cm 的腹板加厚的過渡段，見圖 。 主 梁 端 部 截 面 圖主 梁 中 間 截 面 圖圖 主梁 T 型梁橫截面圖（單位：mm）河南理工大學本科畢業設計（論文） 第三章 主梁設計10（2）橫隔梁預應力梁的橫隔梁與馬蹄的斜坡下端齊平，其中部可挖空，以減少質量和利于施工。橫隔梁的厚度一般為 15~18cm，本設計中橫隔梁厚度取 15cm。橫隔梁的剛度越大，梁的整體性越好，在荷載作用下個主梁越能更好的共同努力受力。端橫隔梁是必須設置的，跨中的橫隔梁將隨跨徑的大小宜每隔 ~10m設置一道，本設計中，每隔 設置一道。 梁毛截面幾何特性計算 截面幾何特性預制時翼板寬度為 ，使用時用 ，分別計算這二者的截面特征。可以采用分塊面積法和節線法。計算公式如下：毛截面面積： miA??各分塊面積對上緣的面積矩： iiSAy??毛截面重心至梁頂的距離： /si毛截面慣性矩計算用移軸公式： 2[()]miisIy??式中： ——分塊面積；iA ——分塊面積的重心至梁頂的距離；iy——毛截面重心至梁頂的距離；s——分塊面積對其自身重心軸的慣性矩。iI中主梁跨中毛截面的幾何特性在預制階段如圖 及表 32。圖 預制梁跨中橫截面（單位：mm ）河南理工大學本科畢業設計（論文） 第三章 主梁設計11表 32 跨中截面 (跨中與 L/4 截面同)毛截面幾何特性 分塊號分塊面積 (㎝ 2)iAyi(cm)Si=Ai*yi(Cm3)(ysyi)(cm)Ix= (ysyi )2iA(Cm4)Ii(Cm4)① 2400 18000 105 105② 112 105 105③ 3300 321750 105 105④ 225 170 38250 105 105⑤ 1000 190 190000 105 ????合計 703mAi?????中主梁跨中毛截面的幾何特性在使用階段如圖 及表 33。圖 使用階段跨中橫截面（單位：mm ）邊主梁截面與中主梁的翼緣寬度有差別，翼緣 190cm，如圖 ，圖 左邊主梁（單位：mm）河南理工大學本科畢業設計（論文） 第三章 主梁設計12表 33 中主梁跨中毛截面的幾何特性 分塊號分塊面積 (㎝ 2)iAyi(cm)iiSAy??(Cm3)(ysyi)(cm)Ix= (ysyi )2iA(Cm4)Ii(Cm4)① 3300 24750 105 105② 112 105 105③ 3300 321750 105 105④ 225 170 38250 105 105⑤ 1000 190 190000 105 ????合計 793miA????? 檢驗截面效率指標 ρ以跨中截面為例： ???上 核 心 矩 ： ..8xis?下 核 心 矩 ： ?????截 面 效 率 指 標 ：根據設計經驗，預應力混凝土 T 型梁在設計時，檢驗截面效率指標取?＝～，且較大者亦較經濟。上述計算表明，初擬的主梁跨中截面是合理的。河南理工大學本科畢業設計（論文） 第四章 行車道板計算13第四章 行車道板計算T 梁翼板構成鉸接懸臂板，荷載為公路—Ⅱ級，橋面鋪裝 6cm 瀝青混凝土。 恒載及其內力以縱向 1m 寬的板條進行計算（1）每延米板上的恒載 g：橋面鋪裝層 1:??T 梁翼板自重 39。tanefhs???式中 eh——自承托起點至肋中心線之間板的任一驗算截面的計算高度；39。f——不計承托時板的厚度；s——自承托起點至肋中心線之間的任一驗算截面的水平距離；?——承托下緣與懸臂板底得夾角，當 tan?1/3 時，取 1/3。39。:?????合計： .=??（2）每延米寬板條的恒載內力彎矩 kNm??????剪力 汽車荷載產生的內力將加重車后輪作用于鉸縫中軸上（見圖 ） ，后軸作用力為P＝2120kN ，輪壓分布寬度如圖 所示。?， （由《橋規》查得） ，則得：????河南理工大學本科畢業設計（論文） 第四章 行車道板計算14p/2圖 懸臂板計算圖式圖 汽車計算圖式荷載對于懸臂根部的有效分布寬度： m?????式中：d——最外兩個荷載的中心距離。沖擊系數 .=?? （在橋面板內力計算中通常為 ）作用于每延米寬板條上的彎矩為： (1)().3(1)????????作用于每延米寬板條上的剪力為： 2(1).??河南理工大學本科畢業設計（論文） 第四章 行車道板計算15 內力組合①承載能力極限狀態內力組合計算（表 41）表 41 ????????基本組合 ...?所以，行車道板的設計內力為 ud=?? ?②正常使用極限狀態內力組合計算（表 42）表 41 ???????基本組合 20AQ??河南理工大學本科畢業設計（論文） 第五章 主梁內力計算及配筋16第五章 主梁內力計算及配筋 恒載內力計算（1）主梁預制時的自重（一期恒載）g1：此時翼板寬 m①按跨中截面計算，主梁每延米自重（即先按等截面計算）中主梁： 25＝ ( 為 Am，25 為 50 號混1g??/kN凝土的容重，單位 )3/kN內、外邊梁： ???②由馬蹄增高所增加的重量折成每延米重： 24(.3.)/????③ 由梁端腹板加寬所增加的重力折算成恒載集度：主梁端部截面如圖 12()(.+)5/????????? 主梁端部截面（單位：mm）河南理工大學本科畢業設計（論文） 第五章 主梁內力計算及配筋17④ 邊主梁的橫隔梁：內橫隔梁體積（見圖 ）：3 ?????????? 5（ ）（ +）＝ 圖 內橫隔梁圖（單位：mm）端橫