橋梁專業本科生畢業設計說明書(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 選題的目的及意義 本 設計 所涉及的橋梁 知遇橋 位于黑龍江省西部齊齊哈爾市境內，跨越烏裕爾河支流，連接扎龍與二龍山。 氣候屬中溫帶大陸性季風氣候，四季分明，冬長夏短。 年降水 428 毫米 ， 1 月均溫－ ℃ ， 7 月均溫 ℃ ， 年平均氣溫 ℃。 設計等級為公路一級。 該橋的建設，為我省村村通工程的統一部署。將使當地的交通更加方便快捷，有利于兩岸的經濟、文化等方面的交流，給當地以及周邊輻射地區的經濟發展和人民生活帶來極大的便利，對促進經濟發展、改善人民群眾物質和文化生活起到積極作用。 通 過該橋梁設計 ， 使我能夠正確分析現有的橋位水文、地質、氣候等自然條件，根據道路等級、荷載等級、橋面凈寬、航道等級等設計技術標準 [1]，結合施工隊伍技術力量和設備條件，獨立查閱、 應用中外文獻資料， 正確使用公路橋涵設計規范進行設計計算，熟練繪制橋梁施工圖并撰寫設計說明書 ，從而達到獨立完成一般橋梁設計的目的。 國內外研究狀況 現代橋梁發展歷史悠久， 從 18 世紀后期算起已經歷了 200 余年。隨著橋梁所用材料的不斷進步 ,跨度從不足百米到逼近 2021m[1]。 從我國已建成的預應力混凝土橋梁來看 ,大多都采用 C C50 混凝土 ,進而采用減水劑等添加劑制備塑性混凝土 ,并發展了泵送混凝土工藝 [2]。隨著橋梁跨度的增加 ,為減少橋梁結構的自重 ,混凝土逐漸向高強，輕質方向發展。日本早在 70 年代采 用 C80 混凝土修建了幾座 單孔 跨 徑為 45m的簡支 預應力混凝土鐵路橋 ,后來 德國在 主跨 為 136m 的富林 格爾橋上采用了輕質混凝土。國 外 目前在高強，輕質混凝土方面已經有所成就。如 孟買的第二勃溪大橋 ,是一座主跨 為 的雙塔雙索面預應力混凝土斜拉橋 [3]。由 孟買國家 大橋試驗 中 心研制成功的 C60 微 硅粉高強混凝土首次在該橋主梁澆注使用 。 作為混凝土的改 性材料 ,微硅粉高強混凝土具有易澆注，整體密實，長期穩定及強度高等特點 ,可提高建筑的內在質量 ,在橋梁建筑市場上具有極大的推廣應用價值。 為適應我國經濟的發展 ,緩解交通問題給人們生產生活帶來的不便 ,預應力混凝土結構的應用范圍將更加廣闊 ,因此我們應加強提高預應力技術水平的科研工作。和發達國家相比 ,我們預應力混凝土工程的研究相對落后。憑借我們已有的強大隊伍 ,和一些單位在預應力技術推廣應用中的創收實力完全可以承擔和完成這項重要的科研本科生畢業設計 2 任務。同時 ,設計和施工的分離也是影響我國預應力混凝土結構迅速發展的因素之一。簡支梁橋結 構簡單，施工方便，且對地基承載力的要求也不高，是目前公路上應用最廣泛的橋型之一 [4]。 因此有必要成立大型強而有力的預應力混凝土工程公司 ,承擔重大預應力混凝土工程 ,并擔負新技術開發研究 ,并做好與設計和施工之間的聯系 ,以提高我國的預應力技術水平。 工程概況 橋位河段為烏裕爾河支流，地處松嫩平原西部，地域平坦遼闊。橋位附近河道順直，河床穩定。河床土質自上而下依次為黏性土、砂夾黏土、粗砂、密實黏性土，河床比降 ‰。本橋梁上部結構采用預應力混凝土簡支 T 梁，下部結構采用雙柱式橋墩，肋板式橋臺 ， 基礎采用 樁基 礎。 技術標準和設計依據 技術標準 （ 1）《 公路工程水文勘測設計規范 》 （ JTG C302021） （ 2） 《公路橋涵設計通用規范》 (JTG D602021) （ 3） 《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范 》 （ JTJ D622021） （ 4） 《公路橋涵地基與基礎設計規范》 （ JTGD 632021） （ 5） 《公路橋涵施工技術規范》 （ JTJ0412021） （ 6） 公路橋涵現行標準圖 設計依據 橋面凈空 ： 2（ +2) m 設計荷載 ： 公路 — Ⅰ級 設計水 位 ： H= 結構形式 上部結構采用裝配式預應力混凝土簡支 T 梁。下部采用 雙柱式橋墩，肋板式橋臺 ，樁基礎。 主要材料規格 主要材料規格見表 所示 [5]。 表 材料規格表 名稱 類型（等級） 項目 取值 混凝土 C50 抗壓強度標準值 ckf = 本科生畢業設計 3 抗壓強度設計值 cdf = 抗拉強度標準值 tkf = 抗 拉強度設計值 tdf = 彈性模量 cE = 410 MPa C40 抗壓強度標準值 ckf = 抗壓強度設計值 cdf = 抗拉強度標準值 tkf = 抗拉強度設計值 tdf = 彈性模量 cE = 410 MPa 非預應力鋼筋 HRB335 抗拉強度標準值 skf =335Mpa 抗拉強度設計值 sdf =280Mpa 彈性模量 sE = 510 Mpa HRB400 抗拉 強度標準值 skf =400Mpa 抗拉強度設計值 sdf =330Mpa 彈性模量 sE = 510 Mpa 預應力鋼絞線 ? 抗拉強度標準值 pkf =1860Mpa 抗拉強度設計值 pdf =1260Mpa 彈性模量 cE = 510 Mpa 施工要點 上部結構施工要點 上部結構施工要點主要 體現在主梁預應力鋼束的張拉和預應力混凝土梁的裝配兩個方面，其中 主梁預應力張拉時應注意以下幾個問題： （ 1）張拉應力的控制，控制好初張拉的應力，其值不得大于 鋼絞線抗拉強度的75%。 （ 2）張拉順序必須合理，防止梁體由于不當受彎而開裂。 （ 3） 張拉系統使用前應進行標定。 （ 4） 張拉前應檢查張拉系統安全可靠，張拉 時應有安全措施，張拉千斤頂后嚴禁站人。 預應力混凝土梁在裝配時應注意 合理選擇混凝土梁的架設方法， 根據本設計所涉本科生畢業設計 4 及的 河床情況及水文特征選用 跨墩門式吊車架橋。 下部結構施工要點 下部結構施工要點主要 體現在鉆孔灌注樁基礎的施工，鉆孔灌注樁基礎施工時應注意： ： （ 1） 設置護筒，防止孔壁坍塌 。 （ 2） 制備泥漿，泥漿稠度應根據地層變化或操作要求靈活掌握，泥漿不易太稀和太稠 。 （ 3）混凝土灌注必須連續作業，一氣呵成，灌注過程中隨時測量和記錄孔內混凝土標高和導管入孔長度，提管時保證導管埋入混凝土 3~5m 的深度。 （ 4）灌注樁頂標高應比設計值預加一定的高度，此范圍浮漿混凝土應鑿除。 （ 5）水下混凝土強度應不低于設計強度。 本科生畢業設計 5 第 2 章 水文計算 水面寬度及過水面積的計算 已知 河床設計水位 ? ， 河床橫斷面計算情況見表 。 表 河床橫斷面計算表 位 置 樁號（ m） 河床標高（ m） 水深（ m） 平均水深（ m） 水面寬度（ m） 濕周（ m） 過水面積（㎡） 累計面積（㎡） 合計 左灘 157 0 tz?? ?? 310 1 155 2 河槽 ?? ??? 415 455 151 6 155 2 右灘 ty?? ?? 157 0 本科生畢業設計 6 流量及流速的計算 由公式 R ??? （ ） 2 13 21V = R in?? （ ） QV?? （ ） 式中： ? —— 濕周； n —— 粗糙系數，取 140n? ； R—— 水力半徑 ； i —— 水力坡度，取 %； ?—— 過水面積 。 得： 左灘： 1 3 5 .6 3 1 .4 29 5 .5 2 5tztz tzR ??? ? ? m ? ?2 13 24 0 1 . 4 2 0 . 0 1 6 % 0 . 6 3 92 13 2tz 1V = R in ? ? ? ? ? ? m/s 135 .63 z t z t zQV?? ? ? ? ? 3m/s 河槽 ： 8 5 6 .5 9 4 .3 1 4 m1 9 8 .5 7 3cc cR ??? ? ? ? ?2 13 24 0 4 . 3 1 4 0 . 0 1 6 % 1 . 3 4 m / s2 13 2c 1V = R in ? ? ? ? ? ? 385 9 4 11 48 .54 m / sc c cQV?? ? ? ? ? 右灘： 3 3 .3 2 0 .2 4 3 m1 3 7 .2 0 2tyty tyR ??? ? ? ? ?2 13 24 0 0 . 2 4 3 0 . 0 1 6 % 0 . 1 9 7 m / s2 13 2ty 1V = R in ? ? ? ? ? ? 本科生畢業設計 7 333 .3 2 0. 19 7 6. 56 m / sty ty tyQV?? ? ? ? ? 綜上， 全斷面設計流量 312 41 .8 m / sp tz c tyQ = Q + Q + Q ? 橋孔長度計算 橋孔長度的確定 橋孔長度的計算 根據我國 公路橋梁最小橋孔凈長度 jL 的計算公式（ ）計算 [7]。 3npj q ccQL = k BQ?????? （ ） 式中： jL — 橋孔最小凈長度 m ； pQ — 設計流量 3m/s ； cQ — 設計水位下，天然河槽流量 3m/s ； cB — 天然河槽寬度 m ； ,3qkn— 系數和指數[8]；查表 得 qk ? ， 3 ? 。 所以， 0 . 9 01 2 4 1 . 80 . 8 4 1 8 2 1 6 4 . 0 0 m1 1 4 8 . 5 43npj q ccQL k BQ?? ??? ? ? ? ??? ?????? 橋墩中心樁號的確定 前面已求得最小橋孔凈長為 164m，設計標準跨徑為 ,橋墩直徑擬定為 ，故橋梁孔數 n 取 5n? 孔 。 則成橋后橋下凈長 ： 39。 5 36 .5 1. 8 4 17 5. 3jjLL? ? ? ? ? ? 各橋臺中心樁號見表 表 橋臺中心樁號表 0號臺 1號墩 2號墩 3號墩 4號墩 5號臺 K136+ 橋面中心最低標高的確定 本科生畢業設計 8 該河段為不通航河段，根據設計水位按公式（ ）計算橋面高程 minH 。 m i n p j DH H h h h? ? ? ? ? ? ?? （ ） 式中： pH —— 設計水位； jh? —— 橋下凈 空安全值，取 ； Dh? —— 橋梁上部結構建筑高度 ，包括橋面鋪， 8 8 mDh? ? ? ?； h? —— 壅水高度，取 mh?? ? 所以， 橋面中心最低標高 : m in 157 .0 160 .33 mH ? ? ? ? ? 橋梁沖刷計算 一般沖刷深度 計算 橋梁一般沖刷深度 ph 由公式 （ ） 計算。 ? ?. 04 ( ) 1 cp d c mc c qBQh A hQB????? ? ?????? （ ） 式中： ph —— 橋下一般沖刷后的最大水深（ m ）； 2Q —— 橋下河槽部分通過的設計流量（ 3m/s ） ； 當橋下河槽能擴寬至全橋時 ， 32 1241 .8 m / sp?? ； cQ —— 天然狀態下河槽部分的設計流量（ 3m/s ）； cB —— 天然河槽寬度；取 182mcB ? ； cqB —— 橋長范圍內河槽寬度； 3 6 .5 5 1 8 2 .5 mcqB ? ? ?； ? —— 設計水位下，在 cqB 寬度范圍內，橋墩 阻水總面積與橋下毛過水面積的比值； 1 .8 0 .4 93 6 .5bl? ? ? ?； ? —— 橋墩水流側向壓縮系數，經查表，由內插可求得 ? ? ； cmh —— 橋下河槽最大水深（ m ） ? ； 本科生畢業設計 9 dA —— 單寬流量集中系數； zBAH?? ??? ? ??? ??????。 所以， ? ? ( ) m114 1 9 182 .5ph??? ? ? ???? ? ??? 沖刷深度 3 5 mp p c mh h h? ? ? ? ? ? ? 故不需要計算第二層土中的沖刷深度。 下面