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毕业论文:主跨3×40+3×40米预应力混凝土简支梁桥设计

发表时间:2014/3/16 13:44:36
目录/提纲:……
一、叶镇国主编.水力学与桥涵水文[M]._:人民交通出版社,1998.
三、范立础主编.桥梁工程(上册)[M]._:人民交通出版社,2002.
四、顾安帮主编.桥梁工程(下册)[M]._:人民交通出版社,2002.
五、姚玲森主编.桥梁工程[M]._:人民交通出版社,1989.
七、叶见曙主编.结构设计原理[M]._:人民交通出版社,2001.
八、凌志平,易经武主编.基础工程[M]._:人民交通出版社,1997.
十一、公路桥涵设计手册-拱桥(上下册)[M]._:人民交通出版社,1996.
十二、庄军生著.桥梁支座[M]._:中国铁道出版社,2000.
十七、李扬海.公路桥梁伸缩装置[M]._:人民交通出版社,1997.
十八、孙家驷.道路设计资料集[M]._:人民交通出版社,2001.
十九、张雨化.道路勘测设计[M]._:人民交通出版社,1997.
二十一、龚晓南.土力学[M]._:中国建筑工业出版社,2002.
二十二、凌志平、易经武.基础工程[M]._:人民交通出版社,1997.
二十四、过静君.土木工程测量[M].武汉:武汉工业大学出版社.2000.
二十五、孙家驷.公路小桥涵勘测设计[M]._:人民交通出版社,1992.
二十六、张起森.公路施工组织及概预算[M]._:人民交通出版社.1997.
二十八、顾……
本科生毕业设计(论文)
主跨3*40+3*40米预应力混凝土简支梁桥设计

目录

设计摘要 4
第一章、绪论与设计说明 5
1.1 预应力混凝土简支梯梁桥概述 5
1.1.1 受力特点 5
1.1.2 体系优点 5
1.2 设计说明 6
1.2.1 任务概况 6
1.2.2 设计标准与规范 6
1.2.3 有关资料 6
1.2.4 主要材料 7
1.2.5 工程地质条件 7
1.2.6 设计要点 9
1.2.7 施工要点 10
第二章、主梁内力计算 12
2.1 设计基本资料 12
2.2 设计要点及结构尺寸拟定 14
2.2.1 设计要点 14
2.2.2 结构尺寸拟定 14
2.3计算荷载横向分布系数[1][2][3][4][5] 18
2.3.1当荷载位于支点处,利用杠杆原理法计算 18
2.3.2.当荷载位于跨中时 20
2.4主梁内力计算[1][2][3][4][5] 23
2.4.1恒载集度 23
2.4.2恒载内力的计算 25
2.5汽车荷载冲击系数 26
2.7跨中弯矩的设计 28
2.8 跨中剪力的计算 30
2.9支点截面剪力的计算 31
2.10荷载组合 35
第三章、预应力钢束的估算及其布置 38
3.1预应力钢筋截面积估算 38
3.2预应力钢束的布置 39
3.3主梁截面几何特性计算 39
3.3.1截面面积及惯性矩计算 39
3.3.2截面静矩计算 42
第四章、钢束预应力损失计算 46
4.1预应力钢束与管道壁之间的摩擦引起的预应力损失 46
4.2锚具变形,钢束回缩引起的应力损失 47
4.3预应力钢筋分批张拉时混凝土弹性压缩引起的预应力损失 49
4.4钢筋松弛引起的预应力损失 51
4.5混凝土收缩、徐变引起的预应力损失 51
4.6预加计算及钢束预应力损失汇总 52
第五章 、主梁截面承载能力与应力验算 54
5.1持久状态下截面承载力极限状态验算 54
5.1.1正截面承载能力的验算 54
5.1.2斜截面承载力验算 55
5.2持久状况下正常使用极限状态抗裂性验算 57
5.2.1在作用短期效应组合下的正截面抗裂验算 57
5.2.2在作用短期效应组合下的斜截面抗裂验算 57
5.3 持久状态下构件的应力验算 60
5.3.1正截面混凝土压应力验算 60
5.3.2预应力钢束中的拉应力验算 61
5.3.3斜截面混凝土主压应力验算 61
5.4短暂状态下构件的应力验算 64
5.4.1预加应力阶段的应力验算 64
5.4.2吊装应力验算 65
5.5主梁变形验算 65
5.5.1由预加力引起的跨中反拱度计算 65
5.5.2计算由荷载引起的跨中绕度 66
5.5.
……(新文秘网https://www.wm114.cn省略1936字,正式会员可完整阅读)…… 
B01-2003)
《公路桥涵设计通用规范》(JTJD60-2004)
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJD62-2004)
《公路桥涵地基与基础技术规范》(JTJ024-85)
《公路桥涵施工技术规范》(JTJ 041-2000)
1.2.3 有关资料
(1)、河床横断面:根据附表桩号标高绘制。
(2)、河床地质:共4个钻孔的地质资料。
(3)、水文资料:另行提供
(4)、该地区气温:1月份平均6℃,7月份平均30℃。
(5)、材料:钢材,木材,水泥满足供应,砂砾石就地取材,块片料石运距5公里。
(6)、施工单位,:省级以上公路工程建设公司。
(7) 、桥面标高:往金山方向(0+000) 21.481m,往大学城方向(0+432) 20.071m
1.2.4 主要材料
(1)混凝土
1)水泥:应采用高品质的强度等级为 62.5、52.5、42.5 的硅酸盐水泥,同 一座桥的预制梁应采用同一品种水泥。
2)粗骨料:应采用连续级配,碎石宜采用锤击式破碎生产。碎石最大粒径不宜超过 20 mm ,以防止混凝土浇筑困难或振捣不密实。
3)混凝土:预制主梁及横隔板、湿接缝、封锚端、现浇连续段均采用 C50混凝土,人行道、桥墩、桥台采用 C30 混凝土,承台、桩基采用 C25 混凝土。
(2)普通钢筋
普通钢筋采用 R235 和 HRB335 钢筋,其标准应符合《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》(GB13013-1991)和《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》(GB1499-1998)的规定。凡钢筋直径大于等于 12mm 者,采用 HRB335 钢;凡钢筋直径小于 12mm者,采用 R235 钢;钢板采用 A3 钢板(GB700-88)本设计图纸中 R235 钢筋主要采用了直径 d=8mm 和 d=10mm 两种规格;HRB335 钢筋主要采用了直径 d=12、14、20、25、28mm 五种规格。
(3)预应力钢筋
预 应 力 钢 绞 线 采 用 《 预 应 力 混 凝 土 用 钢 绞 线 》 中 Ⅱ 级 松 弛 钢 绞 线 ,fpk=1860MPa,公称直径为Φj15.2mm,公称面积为 Ay=140mm2,预制梁锚具建 议采用 OVM15 型系列锚具,墩顶负弯矩钢束采用 OVM 体系的 BM15 型扁锚。 管道采用预埋金属波纹管成型(负弯矩钢束采用扁形波纹管成型)。与其配套的千斤顶采用 YCW250 型和 YDC240Q 型。
(4)其他材料
1)钢板:钢板应采用《碳素结构钢》GB700-1988 规定的 Q235B 钢板。
2)支座:桥台处支座采用四氟板式橡胶支座,其余支座均采用普通板式橡 胶支座,支座材料和力学性能应符合现行国家和行业标准的规定。
1.2.5 工程地质条件
大桥位于江心洲西侧及附近水域,其中0+125~0+266地面高程为3.8~4.20米,低潮时为陆地,高潮时被水淹没;0+271,0+307位于水中,地面高程为-0.18~-3.63米,钻孔揭露表明,桥位覆盖层厚43.00~50.10米,主要为中密细、中砂层,其中0+161~0+307下部分布有厚18.60~21.15米的密实卵石土层。下附基岩全、强分化层均很发育,厚22.75~34.10米,其中0+266,0+307具有不均匀分化现象,全、强风化花岗岩中在高程-64.00~-75.50米间分布有厚0.95~4.70米的微风化花岗岩残留体。微风化基岩面变化很大,在-62.12~-82.03米间,基岩主要为灰白色中粗粒花岗岩、花岗斑岩,微风化基岩岩质坚硬,呈块状~大块状砌体结构,为主墩桩基良好的持力层。基础设计时宜采用微风化基岩作为基础持力层,桩端进入微风化基岩一定深度。
0+125~0+307 地质资料
0+125 0+161
标高 岩土名称 标高 岩土名称
~-5.74 中砂 4.164~-5.0 中砂
-5.74~-17.94 细砂 -5.0~-12.30 细砂
-17.94~-42.94 中砂 ~-16.55 淤泥质粘土
-42.94~-44.55 卵石土 ~-35.90 中砂
-44.55~-73.70 (全)强风化花岗岩 ~-45.40 卵石土
-73.70~-85.54 微风化花岗岩 -45.40~-62.12 (全)强风化花岗岩
-62.12~-84.80 微风化花岗岩
0+266 0+271
标高 岩土名称 标高 岩土名称
-4.15~-8.95 中砂 -0.436~-10.68 中砂
~-16.05 淤泥质粘土 -5.0~-24.73 淤泥质粘土
~-24.35 中砂 ~-43.18 卵石
~-36.45 卵石 ~-81.03 (全)强风化花岗岩
~-38.95 中砂 ~-96.33 微风化花岗岩
~-45.25 卵石土
~-77.30 (全)强风化花岗岩
~-87.25 微风化花岗岩
0+307
标高 岩土名称 标高 岩土名称
-3.289~-13.58 中砂 ~-36.68 中砂
~-15.08 淤泥质粘土 ~-45.73 卵石土
~-20.58 细砂 ~73.08 全风化花岗岩
~-25.13 中砂 ~-77.43 强风化花岗岩
~-35.08 卵石土 ~-92.58 微风化花岗岩

岩土设计参数建议值
地层编号及名称 钻孔桩桩周土极限摩阻力(KPa) 容许承载力(KPa) 单轴极限抗压强度(MPa)
杂填土 15
中砂 40 150
亚粘土 35 170
中砂 40 180
淤泥质粘土 15 80
粉砂 40 120
细砂 40 200
淤泥质亚粘土 15 80
卵石土 200 800
全风化花岗岩 60 320
强风化花岗岩 75 450
弱风化花岗岩 30
微风化花岗岩 80
弱风化花岗斑岩 30
微风化花岗斑岩 60

1.2.6 设计要点
(1)桥型布置为 3*40+3*40 m 预应力混凝土简支梁桥,桥墩为墩柱式桥墩,桩基采用灌注桩基础,桥台为肋型桥台。桥面铺装为 10 cm 沥青混凝土+防水层+8 cm C40 防水混凝土垫层、找平层。
(2)主梁断面:主梁间距为 2.15m,其预制宽度为 1.60m(边梁为 1.875m),翼板间留有 0.55m 的湿接缝,以加强桥梁的整体性,同时也可以减轻吊装重量。 跨中主梁肋厚 0.20m,马蹄跨中宽 0.6m,马蹄梁端宽 0.60m(主要是避免预加应力时下缘混凝土出现过大的压应力)。
(3)主梁横隔板:横隔板留有孔洞,以减轻吊装重量并给施工时穿行提供 方便。横隔板连接,采用钢板焊连的干接头形式,以及时保证就位后的稳定性。
(4)支座:本设计在两侧桥台采用四氟板式橡胶支座,其他均用普通板式橡胶支座。
(5)设计结构计算设计软件采用基于平面杆系的有限单元法的“桥梁博士3.0”,部分内容采用手算。
1.2.7 施工要点
本图有关施工工艺及质量检查标准按《公路桥涵施工规范》有关规定办理, 另外尚需注意下列几点:
(1)桥面连续一联上部结构施工顺序:主梁预制,存梁两个月→架梁→浇筑墩顶现浇连续段混凝土→张拉负弯矩钢束→浇筑横隔板计翼缘板横向湿接缝→浇筑桥面铺装层→附属设施的施工→成桥。
(2)预制梁混凝土的实际立方强度达到设计标号的 85%后方可张拉预应力钢束,张拉时严格按《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000 第 12.10.3 条执行,梁二端同时张拉和顶锚。预应力钢束张拉采用双控,即同时控制张拉力及引伸量,每端引伸量详见图纸中说明。
(3)预应力钢束张拉时须两端同时张拉和顶锚,张拉过程中随时注意上拱 度的变化,张拉时弹性上拱误差控制范围:±0.5cm。

预制梁当钢绞线张拉完成时的上拱值

预制梁类型 边 梁 中 梁
钢绞线股数 跨中上拱度
(cm) 钢绞线股数 上拱度
(cm)
结构 连续 边 跨 9+9+8 6.5 9+9+9 6.8
中 跨
8+7+5
5.0
8+8+8
6.1
预制梁上拱过大,预制梁与现浇桥面混凝土由于龄期差别而产生过大收缩差,存梁期不应太长,宜按一个月控制,存梁期密切注意梁的累计上拱值, 若超过计算值 1cm,应采取控制措施。预制梁浇筑时建议设置向下的二次抛物 线反拱,跨中最大反拱值见《预应力钢束布置图》,预制梁梁顶线形应与梁底线形一致。
(4)钢束张拉次序:①可在浇筑混凝土之前穿束(应采取适当措施,保证砼 浇筑、养生中钢束不锈蚀),②钢束初始张拉力按设计张拉力的 10%施加,③钢束按左右对称均衡张拉。
(5)预制梁顶、预制梁端面与结构连续和连续刚构的端横隔板侧面混凝土表面应进行严格的拉毛处理,最好在浇注 T 梁后及时进行。浇注桥面板及连续段混凝土前应将梁顶浮浆、油污清除干净,以保证新、老混凝土良好结合。
(6)桥梁架设可用落地龙门架或其他可靠方法吊装,若使用架桥机架设, 必须经过验算方可进行。预制梁的运输与吊装要轻吊轻放,必须保证梁体的简支状态。架桥机在桥上行驶时必须使架桥机重量落在梁肋上;施工单位应按所采用的架桥机型号对主梁 、支承梁、墩柱及基础等进行施工荷载验算,验算通过后 方可施工。
(7)预制梁及桥面板施工时应注意按照《桥梁通用构造图》预埋护栏、伸缩缝、泄水管等构件的预埋件。
(8)当梁端位于伸缩缝端时,需根据连续的一联长度及有关气象资料计算 一联长度的伸缩量,然后选定适当型号的伸缩缝。本设计通过计算在两桥台各设置 D-60 型伸缩缝一道,两联之间设置 D-80 型伸缩缝一道,共三道。
(9)横隔板钢筋骨架的位置,施工时应准确放样,以期给搭接钢筋的顺利 焊接及绑扎创造条件。
(10)它未尽事宜按部颁标准《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000 以及 有关规定办理。


第二章、主梁内力计算
2.1 设计基本资料
(1)桥梁线形布置 平曲线半径:无平曲线。
(2)设计标 ……(未完,全文共30227字,当前仅显示5436字,请阅读下面提示信息。收藏《毕业论文:主跨3*40+3*40米预应力混凝土简支梁桥设计》