设计根据已给出的桥梁所在地的地质条件,设计洪水频率,道路等级等一系列问题,根据安全、适用、经济、美观的比选原确定出推荐方案。推荐方案为变截面预应力混凝土连续梁桥,采用三跨(120m+160m+120m)的跨径布置。主梁采用二次抛物线式变高度、变截面的预应力单箱双室箱梁,采用平衡悬臂就地浇筑的方式施工。 本设计根据结构有限元原理对结构进行离散化,以确定桥梁结构的计算图式;采用MIDAS程序对结构进行建模,并分别计算了结构的一期二期恒载内力、活载内力,并依据规范对承载能力极限状态及正常使用极限状态下的内力进行了组合,按抗裂性的条件对各控制截面进行了预应力钢筋的数量的估算,最后进行了构件各控制截面的承载力计算、抗裂性验算以及应力验算。经验算各控制截面均符合要求。 在本次毕业设计中,主要运用了MIDAS、AutoCAD、Office等软件和程序。
变截面连续梁桥上部结构设计(本科毕业设计)-图一
二、技术指标 : 1、设计荷载:公路—Ⅰ级; 2、环境类别:Ⅰ类; 3、结构重要性系数:1.1; 4、跨 径:30m; 5、斜交角度:0°; 桥梁纵桥向按平坡设计,横桥向坡度均为2%,一联为3×30m至6×30m的装配式部分预应力混凝土T形连续梁。采用多T单独预制,简支安装,现浇连续接头的先简支后连续的结构体系。支座设置方式除每联端支座设滑板支座外,各中墩上支座型式应按气温变幅大小、每联孔数多少、桥墩高低等具体情况,通过计算确定。
二、技术指标 : 1、设计荷载:公路—Ⅰ级; 2、环境类别:Ⅰ类; 3、结构重要性系数:1.1; 4、跨 径:30m; 5、斜交角度:0°; 桥梁纵桥向按平坡设计,横桥向坡度均为2%,一联为3×30m至6×30m的装配式部分预应力混凝土T形连续梁。采用多T单独预制,简支安装,现浇连续接头的先简支后连续的结构体系。支座设置方式除每联端支座设滑板支座外,各中墩上支座型式应按气温变幅大小、每联孔数多少、桥墩高低等具体情况,通过计算确定。
设计要点:
1、现浇箱梁按部分预应力混凝土A类构件设计,其内力计算采用平面杆系有限元程序。
2、桥面板按单向板和悬臂板计算配筋。
适用范围:
1、本通用图未考虑伸缩缝、护栏、泄水管、支座等附属工程,相关预留预埋构造应根据项目具体情况进行调整。
2、本册图纸伸缩缝预留槽口尺寸按80型伸缩装置的尺寸设计,使用本通用图时,应根据实际情况验算联端伸缩量,以确定伸缩缝的具体型号,并相应调整伸缩缝预留槽尺寸。
3、本册图纸设计荷载等级为公路-Ⅱ级,当有超限车辆通过时,应进行结构验算,并采取相应措施。
桥梁概况:
1、设计荷载:公路Ⅰ级。
2、本桥全长1560.2m,主桥孔跨布置56m+3x100m+56m。
3、桥梁宽度:33.5m
4、本图主引桥跨径均为径向布置,与路线中心线垂直。
5、本桥上部主桥采用主跨100m变截面连续梁,主墩采用空心矩形墩,钻孔灌注桩;
引桥上部采用30m装配式部分预应力混凝土连续箱梁下部采用柱式墩,钻孔灌注桩基础。
主桥上部施工采用挂篮悬浇施工,引桥采用预制吊装法施工。
跨 径: 30 米 斜 交 角: 0° 设计荷载: 公路-Ⅰ级 桥面宽度: 2×净-11.5 米
1、道路等级: 城市快速路,兼有主干道功能。 2、设计菏载: 汽车荷载:城-A级。 验算: 汽车-超20级, 挂车-120级。 人群荷载:按CJJ77-98规范公式计算。 3、设计车速:主线80km/h。 4、车道数:双向六车道; 5、路面结构:三面层式改性沥青混凝土路面,道路横坡2%。 6、特大桥设计水位标高以百年一遇防洪水位起算。 7、地震荷载:按基本地震烈度7度设防。 8、防洪:重现期采用P=2(年),防洪标准采用P=20(年)计算。 9、汇水起点时间采用T=15(分钟)径流系数φ=0.5-0.7计算。 主桥采用48m+85m+48m预应力混凝土连续梁桥。 1、主梁 采用单箱双室变高度预应力混凝土箱梁,仅设纵向预应力。本桥由于腹板高度较矮,对设置竖向预应力不利,预应力损失大。竖向预应力形成腹板空洞,造成截面削弱,故不设竖向预应力,采用普通钢筋抗剪。本桥伸臂较短,故不设横桥向预应力。梁底曲线采用半立方抛物线。箱梁顶板宽17.4m,底板宽11.6m,顶板两侧翼缘悬臂长度2.9m;主梁梁高根部4.30m,跨中梁高2.20m。底板厚由50厘米到22厘米变化,箱梁腹板厚为35厘米与50厘米两种变化段,箱梁顶板中间厚25厘米。 2、主墩 采用薄壁空心矩形墩,横桥向宽度10.6m,顺桥向宽度2.5m。承台厚2.8m,群桩基础,桩直径1.6m。 边墩 采用桩柱式,桩直径1.8m,柱直径1.5m。 3、护栏为现浇混凝土,除在伸缩缝处断开外,另在每5米设置一道温度缝。 共有图纸30张
二、技术指标 : 1、设计荷载:公路—Ⅰ级; 2、环境类别:Ⅰ类; 3、结构重要性系数:1.1; 4、跨 径:30m; 5、斜交角度:0°; 桥梁纵桥向按平坡设计,横桥向坡度均为2%,一联为3×30m至6×30m的装配式部分预应力混凝土T形连续梁。采用多T单独预制,简支安装,现浇连续接头的先简支后连续的结构体系。支座设置方式除每联端支座设滑板支座外,各中墩上支座型式应按气温变幅大小、每联孔数多少、桥墩高低等具体情况,通过计算确定。
二、技术指标 : 1、设计荷载:公路—Ⅰ级; 2、环境类别:Ⅰ类; 3、结构重要性系数:1.1; 4、跨 径:30m; 5、斜交角度:0°; 桥梁纵桥向按平坡设计,横桥向坡度均为2%,一联为3×30m至6×30m的装配式部分预应力混凝土T形连续梁。采用多T单独预制,简支安装,现浇连续接头的先简支后连续的结构体系。支座设置方式除每联端支座设滑板支座外,各中墩上支座型式应按气温变幅大小、每联孔数多少、桥墩高低等具体情况,通过计算确定。
二、技术指标 : 1、设计荷载:公路—Ⅰ级; 2、环境类别:Ⅰ类; 3、结构重要性系数:1.1; 4、跨 径:30m; 5、斜交角度:0°; 桥梁纵桥向按平坡设计,横桥向坡度均为2%,一联为3×30m至6×30m的装配式部分预应力混凝土T形连续梁。采用多T单独预制,简支安装,现浇连续接头的先简支后连续的结构体系。支座设置方式除每联端支座设滑板支座外,各中墩上支座型式应按气温变幅大小、每联孔数多少、桥墩高低等具体情况,通过计算确定。
二、技术指标 : 1、设计荷载:公路—Ⅰ级; 2、环境类别:Ⅰ类; 3、结构重要性系数:1.1; 4、跨 径:30m; 5、斜交角度:0°; 桥梁纵桥向按平坡设计,横桥向坡度均为2%,一联为3×30m至6×30m的装配式部分预应力混凝土T形连续梁。采用多T单独预制,简支安装,现浇连续接头的先简支后连续的结构体系。支座设置方式除每联端支座设滑板支座外,各中墩上支座型式应按气温变幅大小、每联孔数多少、桥墩高低等具体情况,通过计算确定。
适用范围:
1.处于平曲线段上的桥梁,沿测设中心线采用20m标准跨径,墩、台中心线均径向布置。当梁长变化在±150mm范围内时,可采用调整现浇连续段长度的方式布梁,预制梁长保持不变;当梁长变化在±500mm范围内时,各预制梁采用变梁长,现浇连续段长度保持不变。若梁长变化超过±500mm,则需根据各桥具体情况确定设计方案,并进行结构验算。
2.跨径组合为一联 4×20m至8×20m,支座设置方式除每联端支座设滑板支座外,各中墩上支座型式应按气温变幅大小,每联孔数多少,桥墩高低等具体情况,通过计算确定。
设计要点:
1.本通用图结构体系为先简支后连续的结构,按A类预应力混凝土构件设计。
2.结构设计采用不同的软件进行分析;荷载横向分配系数采用刚性横梁法、刚接板(梁)法和梁格法三种计算方法进行对比分析。
3.桥面板按单向板和悬臂板进行计算。
资料目录 说明 路基宽度(W=7.5米) 桥型布置图 箱梁一般构造 箱梁预应力钢束构造(一)~(四) 箱梁梁端预应力束封锚及锚下钢筋构造 箱梁普通钢筋构造(一)~(三) 箱梁人孔加强钢筋构造 中横梁钢筋构造 端横梁钢筋构造 桥面铺装钢筋构造 路基宽度(W=8.5米) 桥型布置图 箱梁一般构造 箱梁预应力钢束构造(一)~(四) 箱梁梁端预应力束封锚及锚下钢筋构造 箱梁普通钢筋构造(一)~(四) 箱梁人孔加强钢筋构造 中横梁钢筋构造 端横梁钢筋构造 桥面铺装钢筋构造 路基宽度(W=10米) 桥型布置图 箱梁一般构造 箱梁预应力钢束构造(一)~(五) 箱梁梁端预应力束封锚及锚下钢筋构造 箱梁普通钢筋构造(一)~(四) 箱梁人孔加强钢筋构造 中横梁预应力钢束构造 中横梁预应力束封锚及锚下钢筋构造 中横梁钢筋构造(一)~(二) 端横梁钢筋构造(一)~(二) 桥面铺装钢筋构造 路基宽度(W=12米) 桥型布置图 箱梁一般构造(一)~(二) 箱梁预应力钢束构造(一)~(五) 箱梁梁端预应力束封锚及锚下钢筋构造 箱梁普通钢筋构造(一)~(四) 箱梁人孔加强钢筋构造 中横梁预应力钢束构造 中横梁预应力束封锚及锚下钢筋构造 中横梁钢筋构造(一)~(二) 端横梁钢筋构造(一)~(二) 桥面铺装钢筋构造
桥梁概况: 全桥孔跨布置为4×30+[60+5×90+60]+30米,全长726米,主孔为七孔双薄壁墩的连续刚构桥,引桥采用30米箱形简支变连续的梁。 ...... 上部结构: 桥梁上部构造为预应力混凝土变截面连续刚构,桥梁全宽32.5米,由左右相连的两个单箱单室截面组成。墩顶箱梁高5米,跨中箱梁高2.5米,腹板厚0.4米~0.6米,底板厚为0.3~0.9米。箱梁顶板厚0.28米,总宽为32.5米,底板宽为2个8.5米,翼缘板悬臂长3.75米。 ...... 设计于2003年,共94张CAD设计图。
二、技术指标 : 1、设计荷载:公路—Ⅰ级; 2、环境类别:Ⅰ类; 3、结构重要性系数:1.1; 4、跨 径:30m; 5、斜交角度:0°; 桥梁纵桥向按平坡设计,横桥向坡度均为2%,一联为3×30m至6×30m的装配式部分预应力混凝土T形连续梁。采用多T单独预制,简支安装,现浇连续接头的先简支后连续的结构体系。支座设置方式除每联端支座设滑板支座外,各中墩上支座型式应按气温变幅大小、每联孔数多少、桥墩高低等具体情况,通过计算确定。
水泥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。粗骨料采用连续级配,碎石宜采用锤击式破碎生产。碎石最大粒径不宜超过20mm。混凝土:预制主梁、端横梁、中横梁、现浇接头、湿接缝、封锚、桥面现浇层混凝土均采用C50;桥面铺装采用沥青混凝土。普通钢筋采用R235和HRB335钢筋。凡钢筋直径≥12mm者,采用HRB335热轧带肋钢;凡钢筋直径<12mm者,采用R235 (A3)钢。图纸中R235钢筋主要采用了直径d=8mm、10mm两种规格;HRB335钢筋主要采用了直径d=12、16、20、22、25mm五种规格。
预应力钢绞线采用抗拉强度标准值=1860MPa、公称直径d=15.2mm的低松弛高强度钢绞线。锚具预制箱梁正弯矩钢束采用M15-3、M15-4圆形锚具及其配套的配件,预应力管道采用圆形金属波纹管。采用板式橡胶支座。
资料目录 说明 各孔连续施工顺序示意图 斜交角0°: 工程材料数量表 典型横断面 箱梁一般构造(一)~(七) 预制箱梁钢束构造(一)~(二) 箱梁顶板负弯矩钢束构造 箱梁普通钢筋构造(一)~(七) 梁端锚下加强钢筋构造 负弯矩区钢束槽口钢筋构造 梁端封锚钢筋构造 现浇湿接缝钢筋构造 端横梁钢筋构造 现浇中横梁钢筋构造 预制堵头板钢筋构造 支座预埋件示意图 斜交角15°: 工程材料数量表 典型横断面 箱梁一般构造(一)~(七) 预制箱梁钢束构造(一)~(二) 箱梁顶板负弯矩钢束构造 箱梁普通钢筋构造(一)~(七) 梁端锚下加强钢筋构造 负弯矩区钢束槽口钢筋构造 梁端封锚钢筋构造 现浇湿接缝钢筋构造 端横梁钢筋构造 现浇中横梁钢筋构造 预制堵头板钢筋构造 支座预埋件示意图 斜交角30°: 工程材料数量表 典型横断面 箱梁一般构造(一)~(七) 预制箱梁钢束构造(一)~(二) 箱梁顶板负弯矩钢束构造 箱梁普通钢筋构造(一)~(七) 梁端锚下加强钢筋构造 负弯矩区钢束槽口钢筋构造 梁端封锚钢筋构造 现浇湿接缝钢筋构造(一)~(二) 端横梁钢筋构造 现浇中横梁钢筋构造 预制堵头板钢筋构造 支座预埋件示意图
工程概况 地理位置:本设计为高速第三标段跨江河堤桥,桥型为预应力连续刚够桥,桥跨分布为60+90+60,桥梁全长为210m。桥位区属冲洪积平原地貌区,地势较平坦,地形起伏小。 地质条件:桥位区第四系覆盖层厚度较大,承载力不高,均不宜作为拟建大桥,台扩大基础的天然地基持力层,建议拟建桥梁采用摩擦桩。 水文地质:桥位区农田遍布,沟壑纵横,地表水发育,较大的地表水体为江和沩水河。 主体结构设计 本设计桥墩采用双肢薄壁桥墩,主梁采用单箱单室铅直腹板。箱梁的高度、底板厚度以二次抛物线变化,如构造图所示。 1) 采用双肢薄壁墩 这是我设计本桥的最关键的地方,目的也就是要研究它与一般的连续桥梁有何不同,根据连续刚构桥梁的理论分析,多跨连续刚构,由于结构上墩固结,为减少次内力的敏感性,必须选择抗压刚度较大、抗推刚度较小的单壁或双肢薄壁墩,使墩适应梁的变形。 2)梁高、板厚的确定 对于箱梁桥跨径、梁高及腹板厚度尺寸的要求,桥梁设计规范作了相关规定:预应力混凝土连续梁(刚构)桥的跨中梁高,宜采用1/40~1/50的主跨跨径,小的跨径取大值。根部梁高宜采用主跨跨径的1/16~1/18。边、中跨比宜为0.54~0.58。底板最小厚度32cm,顶板最小厚度28cm,腹板最小厚度50cm,悬臂端最小厚度15cm。
1.设计要点
(一)本通用图以简支板桥为基本结构,采用桥面连续结构,连续长度按桥梁总体布局而定。
(二)上部行车道板汽车荷载横向分配系数,跨中采用铰接板梁法理论计算,支点采用杠杆法计算。斜交板考虑角度对横向分配系数的影响。
(三)对于同一跨径、斜度及相同汽车荷载等级取不同桥面宽度中的最大横向分布系数值作为控制设计值。
(四)运营状态下板梁按预制板、铰缝和50mm现浇整体化混凝土层共同参与结构受力进行设计。
(五)采用较宽而深的铰缝,铰缝内配置钢筋并与预制板的伸出钢筋绑扎在一起,在铰缝上缘将相邻板伸出的钢筋相焊接,以防铰缝开裂、渗水和板体外爬等弊病。
(六)预制板板顶面应设置U型剪力钢筋,浇注时与顶板钢筋固定牢靠。
(七)桥面铺装:分为二层,下层为100mm现浇C40混凝土,上层为100mm沥青混凝土。抵抗斜板负弯矩的角隅钢筋设置在现浇混凝土层内。
(八)结构重要性系数:采用1.0。
(九)环境条件:采用Ⅱ类控制设计。
(十)钢筋混凝土简支结构温度效应很小,略计。
(十一)上部板结构预拱度设置:
预制空心板根据结构计算设置预拱度,跨中预拱度值见下表,沿板长预拱度可按二次抛物线形式设置。