三跨連續(xù)雙塔鋼箱梁斜拉橋設(shè)計全套(畢業(yè)設(shè)計)(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 ?? VHhBBV Z ?? h=,d=3m,查表得： V0＝ ， V0′ ＝ ∵ V0＝ Vz﹥ V0 ， ?k ＝ ， B＝ 4m， 211 ?????? ?? ddk? ＝（ +） 1/2＝ η＝0)(1dVV＝ ? ? 1 ? ＝ hb＝ ?k kη （ V0 V0′ ）（ V/ V0） n = （ ）（ ） ＝ 總沖刷深度 hs＝ hp+ hb＝ +＝ 結(jié)論 百年一遇底設(shè)計流量為 Qs＝ 5900 立方米 /秒，設(shè)計水位 米。計算最小橋孔凈長 Lj＝ 米，實際最小橋孔凈長為 米。橋前最大壅水高度 ?? ，橋下壅水高度 39。 ?? 米。 本橋設(shè)計水位： ，上部結(jié)構(gòu)標(biāo)高為 米。計算水位距上部結(jié)構(gòu)底面最小距離 米（按《橋規(guī)》最小距離為 米）。 以上標(biāo)高均為假定標(biāo)高系統(tǒng)。 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 8 第三章 橋型方案比選 、構(gòu)思宗旨 （ 1）符合 XX市發(fā)展規(guī)劃，滿足當(dāng)?shù)乜焖侔l(fā)展的經(jīng)濟(jì)的交通需要，分孔分跨與 原橋位錯開。 （ 2）橋梁結(jié)構(gòu)造型簡潔、輕巧，不與原橋型相似，形成當(dāng)?shù)匾坏佬碌娘L(fēng)景線， 以體現(xiàn)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展實力，和現(xiàn)代建橋風(fēng)格，國家的建橋水平。 （ 3）設(shè)計方案力求結(jié)構(gòu)新穎，盡量采用新式橋型，既要滿足美觀要求，又要是 受力合理，結(jié)構(gòu)力線鮮明，輕盈可靠且施工方便。 、比選標(biāo)準(zhǔn)： 主要依據(jù)安全、功能、經(jīng)濟(jì)和美觀。其中以安全和經(jīng)濟(jì)為重。至于橋梁美觀， 要視經(jīng)濟(jì)與環(huán)境條件而定。 、比選方案 比選方案一 ：雙塔斜拉橋方案 （ 1）孔徑布置：跨徑 140+300+140（米），全長 580 米。此橋面較寬，采用 ％橫坡；護(hù)欄采用 混凝土 制橋梁護(hù)欄（ D＝ 30cm）； （ 2）結(jié)構(gòu)構(gòu)造： 1）主梁：采用單箱六室鋼主箱梁，主梁高 2m，為主跨的 ，頂板厚度 45mm，腹板厚度 30mm，底板厚度 45mm，四車道橋面布置。 2）索塔：為雙塔混凝土結(jié)構(gòu)，橋面以上塔高 ，橫橋向?qū)?4m，縱向 4m，塔墩固結(jié)，塔梁分離，采用漂浮體系。 3）斜拉索：索塔采用扇形布置，每個索面張拉 13對 拉索，索距 1米與 10米 ，采用密索布置全橋共 4 個索面。所有拉索一端錨固在鋼主梁內(nèi)部，另一端錨固在主塔塔壁。 4）承臺：采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。輔助 墩 承臺：尺寸： 2400 600 200（厘米）； 主塔承臺：尺寸： 2400 600 500（厘米）；承臺內(nèi)布置構(gòu)造鋼筋和局部承壓鋼筋。 5）群樁基礎(chǔ)：采用圓柱形摩擦樁（錘擊，靜壓錘撞），主塔群樁基礎(chǔ)單樁尺寸： φ 150 輔助墩群樁基礎(chǔ)單樁尺寸 φ 100 ；群樁采用矩形對稱形。其中中距符合公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（ JTG D63－ 2020）規(guī)定：摩擦樁：錘擊樁、靜壓沉樁， 在樁端處的中距不應(yīng)小于樁徑（或邊長）的 3 倍，對于軟土地基宜適當(dāng)增大；振動沉入砂土內(nèi)沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 9 的樁，在樁端處的中距不應(yīng)小于樁徑（或邊長）的 4倍。樁在承臺處的中距不應(yīng)小于樁徑（或邊長）的 倍。主塔處樁基礎(chǔ)樁徑中距：橫向 450cm、縱向 450cm。輔助墩承臺處樁基礎(chǔ)樁徑中距：橫向 300cm、縱向 200cm。主塔處樁基礎(chǔ)群樁設(shè)置： 5 排 5 列矩形對稱陳列樁。輔助墩處樁基礎(chǔ)群樁設(shè)置： 3排 4列矩形對稱陳列樁。 6）施工方案：采用腳手架設(shè)置邊跨施工，后采用對稱張拉方法，從邊跨向中跨 懸臂施工，懸臂施工階段采用移動模架施工。 兩邊鋼主箱梁采用同時拼裝，后再中跨合攏。 比選方案二： 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋 1）孔徑布置 本方案為三跨連續(xù)梁橋，孔徑布置為 ： 140m+300m+140m，全長 580m，該橋是“ XX骨干 航道網(wǎng) 整治工程”的組成部分，設(shè)計時 必須考慮滿足通航凈空的要求 ，還要考慮與兩岸接線道路的銜接。 采用預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋可以很好的滿足上述空間限制的要求，而且施工方便，經(jīng)濟(jì)實用。 2）橋跨結(jié)構(gòu)構(gòu)造 橋跨采用三跨 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋 ， 中跨 Lmax=300m， 邊跨 L1=410m。為了便于施工，主梁采用 變 截面箱梁，做成單箱雙 室 ，兩邊各懸出 ， 總寬 19m，箱梁 底寬12m，腹板采用斜腹式。 3) 下部結(jié)構(gòu) 橋臺采用肋式橋臺；橋墩采用雙柱式；基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁，樁長 40~50m。 4)施工方案 本方案采用滿堂支架法施工。首先澆筑樁基礎(chǔ)；待混凝土達(dá)到強(qiáng)度后，搭設(shè)支架、模板，澆筑橋臺和橋墩；然后沿橋的縱向搭設(shè)支架、模板，澆筑主梁，當(dāng)主梁混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后，張拉預(yù)應(yīng)力筋；最后進(jìn)行橋面鋪裝。 比選方案三：下承式拱橋方案 （ 1）、孔徑布置：跨徑 35m+5 26m+200m+5 26m+35m，全長 530 米。此橋面較寬，采 用3％橫坡；護(hù)欄采用金屬制橋梁護(hù)欄（ D＝ 25cm）；矢跨比 1/5，類型：混凝土；梁高 ；梁高 /跨徑＝ 1/89，高寬比＝ 1/10；主墩數(shù) 2 個。 （ 2）結(jié)構(gòu)構(gòu)造： 1）主梁：采用單箱四室混凝土主箱梁，主梁高 ，為主跨的 1/116，頂板厚度 30cm，沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 10 腹板厚度 30cm，底板厚度 30cm，四車道橋面布置，橋梁寬度、橋面橫坡與方案一一致。 2）主墩：為混凝土結(jié)構(gòu)，橫橋向?qū)?，縱向 4m。 3）主拱圈：鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，鋼管壁厚 1cm，外直徑 1m，內(nèi)充 C50 混凝土。 4）下部結(jié)構(gòu)：同方案一，兩 個主墩基礎(chǔ)均采用群樁基礎(chǔ)，分別以基巖為持力層。邊墩亦采用群樁基礎(chǔ)。 5) 主梁施工：主梁采用加勁骨架下的掛籃現(xiàn)澆施工。 6）群樁基礎(chǔ)：與方案一一致。 7）施工方案：岸跨及邊跨采用有支架施工，主拱圈建成后，進(jìn)行進(jìn)行骨架下吊籃現(xiàn)澆施工。 、方案點評 （ 1）根據(jù)設(shè)計構(gòu)思宗旨，橋型方案應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)新穎、受力合理、技術(shù)可靠、施工方便、造價合理的原則。以上三個方案都基本滿足這一要求。 （ 2）從結(jié)構(gòu)外形上看，三個方案分為拱式、斜拉橋、 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋 三種橋式。從受力上看，都是組合體系橋梁，各具特點。但是方案一力 線更加鮮明，且基礎(chǔ)工程量較少，外形明朗。斜拉橋方案體現(xiàn)了設(shè)計構(gòu)思的基本思想，符合高速公路地區(qū)規(guī)劃的要求，并與周圍景致相協(xié)調(diào)。此方案滿足城市長遠(yuǎn)規(guī)劃，技術(shù)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)合理、工藝成熟。 （ 3）受力方面，斜拉橋 300m 跨，塔高適中，采用鋼主梁，大為減輕自重，提高了使用性能。采用塔墩固結(jié)、塔梁分離的漂浮體系，使結(jié)構(gòu)受力明確，提高了抗震性能。主梁采用箱梁結(jié)構(gòu)，提高了抗扭和抗風(fēng)性能。 （ 4）從材料用量上，第一方案雖然在鋼材使用上較多，不過混凝土用量僅為第二、第三方案的一半。充分發(fā)揮了，鋼主梁混凝土斜拉橋，鋼混合用的良好 結(jié)合。節(jié) 省了工程量和工程代價。 （ 5）從施工難度上， XX大橋水位 較 低，不適宜用起吊機(jī)起吊拼裝，但采用鋼主梁的斜拉橋可依靠掛籃在橋頭拼裝的辦法施工。 、方案確定 ： 總結(jié)：經(jīng)過反復(fù)思索和比較，方案一表現(xiàn)突出，符合安全、功能、美觀要求，體現(xiàn)了當(dāng)前的建橋技術(shù)水平，能夠勝任 XX市的交通建設(shè)規(guī)劃要求。因此確定方案一為推薦方案。 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 11 第 四 章 斜拉橋構(gòu)造設(shè)計 總體設(shè)計 XX大橋為 140＋ 300＋ 140 三 跨連續(xù)雙塔鋼箱梁斜拉橋。采用門形雙立柱混凝土塔，截面采用 4 4m 矩形空心截面。南北雙塔均高 92m，兩個索塔 均為群樁基礎(chǔ)。主梁采用全焊扁平封閉鋼箱梁，其上緣采用正交異性板結(jié)構(gòu)設(shè)，不等間距縱橫加勁肋。鋼主梁高 2m，寬 。橫隔板間距為 5m，內(nèi)不設(shè)縱向橫隔板。斜拉索采用平行鋼鉸線拉索，標(biāo)準(zhǔn)索距為 10m與 1米 ，為密索結(jié)構(gòu)。索塔下不設(shè)豎向支撐，采用全飄浮體系。斜拉索下端錨固于鋼箱梁內(nèi)部邊室的斜拉索錨固梁上。上端對稱錨固于索塔上部塔柱矩形斷面的錨固塊上。拉索索面采用沿塔中心線完全對稱布置，索面為扇形布置，在邊跨橋墩處，設(shè)定施工階段臨時壓重 200，以消除輔助墩在施工階段的負(fù)反力，使用階段不設(shè)壓重。 主梁設(shè)計 、總體布置： 設(shè)計依據(jù)： 1. 圖 41 、大橋上部構(gòu)造宜設(shè)置檢查平臺、通道、扶梯、箱內(nèi)照明、人口井蓋等專門供 檢查和養(yǎng)護(hù)用的設(shè)施，保證工作人員的正常工作和安全。條件許可時，特大、大橋應(yīng)設(shè)沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 12 置檢修通道。 對于本設(shè)計， 主梁為扁平封閉鋼箱梁，其上翼緣為正交異性板結(jié)構(gòu)。橋面布置按 2m 四車道布置，車道寬 ，兩側(cè)各設(shè) 路緣帶，護(hù)欄外側(cè)布置 1m護(hù)索區(qū) ，橋面總寬 。 、 設(shè)計 材料的要求： 混凝土 橋塔： 50 號混凝土 橋面調(diào)平層： 40 號混凝土 墩柱、主塔承臺： 30 號混凝土 橋面防撞護(hù)欄： 30 號混凝土 耳背墻、牛腿、搭板： 30 號混凝土 臺身、系梁、承臺： 25 號混凝土 鉆孔灌注樁： 25 號水下混凝土 拌制混凝土用的砂石和水的質(zhì)量要求應(yīng)符合《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（ JTJ0412020）的有關(guān)規(guī)定。 鋼 材 ⑴ 普通鋼筋：采用Ⅰ級和Ⅱ級鋼筋。帶肋鋼筋的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合《鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋》（ GB149991）的規(guī)定，光圓鋼筋應(yīng)符合《鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋》（ GB1301391）的規(guī)定。凡鋼筋直徑≥ 12 毫米者，均采用Ⅱ級（ 20MnSi）熱軋螺紋鋼；凡鋼筋直徑 12 毫米者，均采用Ⅰ級（ A3）鋼。 ⑵ A3 及 16Mn 板材、型鋼要求符合 GB70965的規(guī)定，結(jié)構(gòu)構(gòu)造用型鋼（ A3 和 16Mn）要求符合 YB1668 YB16463 及 GB70965的規(guī)定。 ⑶主梁預(yù)應(yīng)力鋼鉸線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合美國標(biāo)準(zhǔn) ASTM A41697（ 270 級）的規(guī)定，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度為 1860MPa，公稱直徑 ，公稱面積 140mm2， 彈性模量 Ey= 105MPa，松弛率為 %。采用 OVM 系列錨具及其配套設(shè)備，管道成孔采用鋼波紋管，且要求波紋管鋼帶厚度不小于 。 ⑷ 斜拉索采用 OVM 拉索體系 300 級（容許應(yīng)力幅 300MPa）鋼絞線拉索，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度為1860MPa，標(biāo)準(zhǔn)破斷荷載 1823KN, 公稱直徑 ，公稱面積 140mm2， 計算彈性模量Ey= 105MPa。 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 13 （ 5）箱梁支座均采用橡膠支座 GYZ 和 GYZF4 系列產(chǎn)品。其性能應(yīng)符合交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JT/T493 的規(guī)定。 、主梁斷面選擇： 橋 址處位于之處，長年風(fēng)力較強(qiáng)，扁平箱梁風(fēng)阻較小，迎風(fēng)面較小。因此，選擇扁平鋼箱梁是合理的。 、鋼箱梁設(shè)計 鋼橋面板是由較薄的面板、縱向肋和橫向肋組成，三者互為垂直，焊接成一體而共同工作，由于在相互垂直方向上的剛度各不相同，在受力行為上呈現(xiàn)各向異性，故稱為正交異性板（ Orthotropic Plate）。鋼正交異性板作為承受汽車輪載的局部受力構(gòu)件時，面板可視為四周邊彈性支承在縱橫肋上，縱肋是連續(xù)彈性支承在橫肋上，橫肋是彈性支承在主梁上。 鋼正交異性板在均布荷載作用下有很大的極限承載力，然而在集中荷載 作用下會產(chǎn)生稍大的局部變形，而且，任一部件的豎向撓曲變形都將引起與之相鄰部件的面外撓曲變形，在焊縫約束處產(chǎn)生次應(yīng)力。由于影響線長度很短，一個汽車輪載或相鄰兩個輪載（軸距約小于 ）就產(chǎn)生一次應(yīng)力變化，在橋梁設(shè)計壽命內(nèi)，輪載作用次數(shù)往往達(dá)到 1百萬 — 一千萬次。所以本橋采用 鋼正交異性板 ： 鋼箱梁高（中心線處） 2m，頂面設(shè)雙向 2％橫坡。頂板寬 ，底板寬 18m，斜底板寬 。頂板厚 ，底板厚 ，腹板厚 ，斜底板厚 。頂板和底板均采用 矩形實心肋加勁，腹板采用鋼板加勁。 細(xì)部構(gòu)造設(shè)計與驗算： 1）頂?shù)装灏搴耱炈悖? 頂?shù)装遄钚“搴裼嬎?: 表 41 受壓翼緣必須滿足的最小板厚 受壓翼緣板最小板厚 t 鋼材種類 (相當(dāng)于國標(biāo)） SS400,SM400（ Q235) SM490(Q345) SM490Y,SM520(Q370) SM570(Q420) 鋼材板厚 mm 40=t b/(56fn) b/(48fn) b/(46fn) b/(40fn) 40t=75 b/(58fn) b/(50fn) b/(46fn) b/(40fn) 75t=100 b/(58fn) b/(50fn) b/(48fn) b/(42fn) 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 14 注： 212f 0 . 6 5 + 0 . 1 3 + 1 . 0 。 ? ? ???????? ? ? ? ? ?。?? , 2? :板件邊緣應(yīng)力（壓應(yīng)力為正） 12 ?? n－被加勁肋分隔的局部板件數(shù)目。 按照規(guī)定此處受壓翼緣必須滿足：48t bfn? 受拉翼緣必須滿足下式：80t bfn? 由于加勁肋圍成的四邊簡支板，雙邊受壓應(yīng)力基本相等，影響極微，因此取 12??? ； 表 42 （頂?shù)装澹┦?拉 翼緣板最小板厚 t－參照公路鋼橋規(guī)范 單元 t0 f n b φ 頂板 1 1 6 0 頂板 2 1 11 0 頂板 3 1 11 0 頂板 4 1 11 0 頂板 5 1 11 0 頂板 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