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标准跨径20m主梁全长19.96m桥梁宽度净-7米预应力混凝土T形梁桥(计算书、7张CAD图纸).rar

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    编号:20180915223407258    类型:共享资源    大小:2.46MB    格式:RAR    上传时间:2018-09-15
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    金币
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    标准 20 全长 19.96 桥梁 宽度 预应力 混凝土 形梁桥 计算 CAD 图纸
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    大力发展交通运输事业,是加速实现四个现代化的重要保证。四通八达的现代交通,对于加强全国各族人民的团结,发展国民经济,促进文化交流和巩固国防等方面,都具有非常重要的作用。我国幅员辽阔,大小山脉和江河湖泽纵横全国,在已通车的公路路线中尚有大量渡口需要改建为桥梁,并且随着社会主义工业、农业、国防和科学技术现代化的逐步实现,还迫切需要修建许多公路、铁路和桥梁,在此我们广大桥梁工程技术人员将不断面临着设计和建造各类桥梁的光荣而艰巨的任务。一、工程概况及方案比选(一)概述平远街至锁龙寺高速公路是国道主干线 GZ75(衡阳~南宁~昆明公路)位于云南省境内罗村口至昆明公路的重要段落,是云南省列为“九五”和“十五”期间改造的六条主要干线公路之一。它途径红河、文山两个地州的弥勒、开远、砚山等市县,东连广西省,南接国家级边境口岸那发、河口、船头等,西接国道主干线 GZ40 及国道 326 线、国道 323 线,服务于滇中、滇东、滇南、滇东南等广阔地域,是云南省出海通边的主要通道,对云南乃至大西南的经济发展起着十分重要的作用。路线地处云南东南部,位于东经 102°43′~103°20′,北纬24°50′~25°02′之间。本设计路段为平远街~锁龙寺高速公路 11 合同段庄田段,属于改地方路 1。此桥梁主要用于连接攀枝花村和庄田村。(二)工程概况1.地形地貌平远街~锁龙寺高速公路路线起点位于砚山县平远镇,止点位于弥勒县朋普镇。行政区划包括文由州、红河州。路线所经区域位于云贵高原南缘,属滇东南高原及滇中湖盆高原,根据地貌成因可分为三个小的地貌单元。本工程位于第三地貌单元内,即:K124+100~K128+200 段内,该地段以地表水、地下水强烈溶蚀作用、大陆停滞水堆积和地表河流侵蚀堆积作用为主,呈现出溶蚀断馅盆地的地形地貌特征。2.水系路线所经区域属南盘江水系、地表水主要有绿水塘河、南盘江、甸西河。绿水塘河、甸西河均系盘江支流。根据《南盘江流域洪水调查资料汇编》江边站资料、江边街水文站 1954~1969 年实测流量资料及朋普七孔桥站实测流量资料,南盘江最大洪峰流量 5410 米 3/秒(1910 年) ,最枯流量 21.1 米 3/秒(1963 年) ,另外根据水文资料计算,南盘江桥位于 1/100 的洪水水位标高为 1012 米,1/300的洪水水位标高为 1014 米。甸西河最大洪峰流量 640 米 3/秒(1915 年) ,最枯流量 0.30 米 3/秒(1958 年) 。3.气候路线所经地域位于东经 102°43′~103°20′,北纬 24°50′~25°02′之间,主要属于亚热带高原季风气候。干旱季节分明,夏季多雨湿热,冬春少雨干燥。气候随海拔高度变化明显,具垂直分带特征。鹰嘴岩段(K94+000)至止点段(庄田段) ,位于海拔 1000~1300 米的河谷及盆地地段,年平均气温 19.2°C,最高气温 38.2°C,最低气温-2.5°C,平均年降水量 795 毫米,平均年蒸发量 1334.1 毫米左右。路线所经区域内降雨量多集中在 6~9 月,占全年降雨量的 66%~83%,蒸发量最大在 3~5 月,气温最高是 5~7 月,气温最低是 12月至次年 2 月。总的来说,路线所经区域的气候特点是:降雨丰沛,热量充足,寒、旱、风等灾害天气少,光、热、水分配合理。4.地震路线所经区域地震活动频繁,是影响区域稳定性的主要因素。据历史地震记录,区内破坏性地震有 9 次。1919 年 12 月 21 日,开远发生 5.5 级地震,地震烈度 7 度;1929 年 3 月 22 日,区内西北角东经 103°00′,北纬 24°00′发生 6.3级地震,地震烈度 8 度;1950 年 9 月 13 日,个旧发生 5.8 级地震,地震烈度 8度;1953 年 5 月 14 日,小龙潭发生 5 级地震,地震烈度 7 度;1970 年 1 月 5 日通海地震,波及本区段,造成部分房屋开裂或破坏。区内地震多发生在西部,而东部较少。东部区域内地震烈度一般在 5~6 度,基本属相对稳定地区。西部地区地震活动频繁,有震次增多,震级减少趋势,历次地震烈度达 6~8 度。据云南省地震局地震队资料,现今地壳垂直变形明显,相对变化达 50 毫米,说明地壳仍在活动,属于不稳定地区,有可能发生破坏性地震。区内西部地震活动频繁,其震中多位于南北向断裂带及开远山字型构造的铰接复合部位,且多伴有温泉出露。根据《中国地震烈度区划图》和《云南省各县区地震烈度分区》 ,本公路庄田段基本地震烈度为:Ⅶ度基本地震烈度区。根据《建筑抗震设计规范》 (GB50011-2001)的规定,庄田段设计基本地震加速度值为 0.15g。构造物按交通部部颁《公路工程抗震设计规范》要求设计。5.工程地质及水文地质评价(1)地质构造本区域经历了多次构造变动,多种构造相互叠加,构造行迹比较复杂,影响本区域的构造体系主要有:开远山字型构造体系、南北向构造体系、北西向构造体系。路线 K123+000~止点 K128+200 一带为南北向构造影响区域。路线所经区域有南北向构造主干大断裂朋普~开远~个旧断裂于 K124+400 附近穿越该区域,为第四系地层所覆盖。朋普溶蚀断馅盆地即为该断裂所控制形成。(2)地层岩性K124+100~K128+200 一带分布河湖相黄色、灰白色粘土(其中灰白色粘土具膨胀性) ,灰黑色泥炭土,记忆砂、砾石土。(3)岩土物理力学指标:岩石物理力学性质指标统计表 表 1.1密度(g/cm 3)抗压强度(Mpa)岩石名称湿 干吸水率%孔 隙率%平均软化系数 天然状态浸水饱和动弹性模量Ed(MPa)动泊松比(μ)灰岩白云灰岩2.59~2.762.51~2.740.9~ 3.52.3~ 8.80.86~0.8732.4~ 50.620.3~ 101.8— —砂岩2.65~2.732.62~2.700.7~2.11.8~4.70.82~0.9352.6~107.639.2~109.357134.7~66981.10.28~0.30粉砂岩 2.732.62~2.662.8~4.18.6~11.00.726.9~9.12.8~13.136409.6 0.28页岩2.63~2.822.63~2.742.1~4.95.6~12.40.697.9~11.42.7~11.821667.6 0.32土体物理力学性质指标统计表 表 1.2天然密度ρ。g/cm3土粒比重Gs饱和度Sr%天然孔隙比e。含水量ω%塑限ω p%液限ω l%塑性指数IP液性指数Il内聚力CkPa内摩擦角φ。压缩系数a1-2MPa压缩模量Es1-2MPa自由膨胀率Fs%1.64~2.022.74~2.8685~1000.70~1.6524~5828~5251~11823~51<0~0.4939.6~134.41.9~25.40.09~0.1415.82~21.8020~881.64~1.912.66~2.8588~1000.938~1.6533.6~5836~5472~12834~86<0~0.4967.6~134.41.9~15.00.1~0.1514.86~19.0440~881.77~2.062.72~2.7970~990.63~1.417~3616~2524~418~17<0~0.7654~6221.7~22.60.073~0.08312~13.71.34~1.872.78~2.8685~1001.01~1.3135~8724~6242~10118~39<0~0.647~4916.6~25.10.048~0.2005~216.水文地质条件路线所经区域地下水类型主要有松散岩类孔隙水、基岩裂隙水、岩溶水三大类。K124+100~K128+200 路段所在区域为朋普溶蚀断馅盆地,地表有甸西河流经区内,地下水埋深较浅,平均埋身 1.27 米,地下水类型为 HCO3-Ca 型水,局部为 HCO3-Ca.Mg(Na)型水。7.不良地质地段本段路路线所经过区域不良地质地段分布广泛,种类繁多,主要不良地质地段类型有膨胀土、崩塌、泥石流、滑坡、溶岩漏斗、软弱土地基等。膨胀土主要分布于平远街构造溶蚀盆地、朋普溶蚀断馅盆地等段。崩塌主要分布于飞鱼泽至底打段。泥石流主要分布于飞鱼泽至底打段。滑坡主要分布于飞鱼泽至底打段。溶岩漏斗主要分布于平远街至老玉坡段。软弱土地基段落主要分布玉朋普溶蚀断馅盆地内。8.工程地质条件及水文地质条件综合评价该段路线穿越区为朋普溶蚀断馅盆地,以地表水、地下水强烈溶蚀作用、大陆停滞水堆积作用和地表河流侵蚀堆积作用为主。该段地层以粘土、亚粘土、泥炭土、砂、砾石土为主。地下水埋深较浅、平均埋深 1.27 米,地基承载力值较低。主要不良地质现象有软土和膨胀土,软土段落有K124+250~K124+400、K124+700~K125+300、K125+700 ~K126+550、K128+150~K128+940 四段。前三段为甸西河河床所流经处,因河流位置变更,地形低洼,地下水、地表水汇集长期浸泡而成。地表粘土呈软塑状,局部段落存在泥炭土,但成硬塑状,价值埋藏较深,对路基影响较小,因此这三段可抽取地表水,采用换填碎石、抛石挤淤等浅层方法处治。K128+150~K128+940 一段为沼泽相软土,需做深层处治。膨胀土段落有 K126+600~ K128+200 一段,岩性为褐红、褐黄夹灰白色粘土,路线 K127+250~K128+050 一段为挖方地段,所取费方不可用做路堤填料。K124+000 ~K128+200 一段路堤填料可用 K124+000 处深挖方及附近料场、攀枝花村后山石料场碎石土填筑。(三)方案比选1.比选方案的主要标准:桥梁方案比选有四项主要标准:安全,功能,经济与美观,其中以安全与经济为重。过去对桥下结构的功能重视不够,现在航运事业飞速发展,桥下净空往往成为运输瓶颈,比如南京长江大桥,其桥下净空过小,导致高吨位级轮船无法通行,影响长江上游城市的发展。至于桥梁美观,要视经济与环境条件而定。2.方案编制(1)悬臂桥图 1.1(2)T 型钢构桥图 1.2(3)先简支后连续梁 T 型梁桥图 1.3(4)斜拉桥图 1.43.方案比选方案比选表 表 1.3悬臂桥 T 形刚构桥预应力混凝土简支T 形梁桥斜拉桥适用性1.桥墩上为单排支座,可以减小桥墩尺寸2.主梁高度可较小,降低结构自重,恒载内力减小超静定结构容易受温度、混凝土收缩徐变作用、基础不均匀沉降等影响,容易造成行车不顺1.施工方便。2.适合中小跨径。3.结构尺寸标准化。跨越能力大安全性1.在悬臂端与挂梁衔接处的挠曲线折点不利行车。2.梁翼缘受拉,容易出现裂缝,雨水浸入梁体成为安全隐患建国初期大量采用目前国内大量采用,安全,行车方便。1.行车平稳2.索力调整工序比较繁复,施工技术要求高美观性 做成变截面梁较漂亮 结构美观 结构美观 具有现代气息,结构轻盈美观。 经济性 支架昂贵,维 修费用高 造价较低,工期较短 造价第二, 用钢量大 造价最高纵观桥梁的发展,悬臂桥已经基本不采用,由于是跨线桥,跨度不大,斜拉桥一般用于大跨度的跨海、跨河大桥,T 形钢构桥容易受地震等影响,云南省多地震,以及经过上述方案的比较,决定采用预应力混凝土 T 形梁桥。二、主梁设计(一)设计概况及构造布置1.设计资料(1)设计跨径:标准跨径 20.00m(墩中心距离) ,简支梁计算跨径 (相邻支座中心距离)19.50m,主梁全长 19.96m。(2)荷载:汽车-20 级;挂车-100 级;人群:3KN/m 2;每侧栏杆、人行道的重量分别为 1.52KN/m 和 3.6KN/m。(3)材料及工艺:混凝土:主梁用 40 号,人行道,栏杆及桥面铺装用 20 号。预应力钢束采用符合冶金部 YB255-64 标准的 φ s5mm 碳素钢丝,每束由 24 丝组成。普通钢筋直径大于和等于 12mm 的用 16Mn 钢或其它Ⅱ级热轧螺纹钢筋;直径小于 12mm 的均由Ⅰ级热轧光钢筋。钢板和角钢:制作锚头下支承垫板、支座垫板等均用普通 A3 碳素钢,主梁间的联接用 16Mn 低合金结构钢钢板。按后张法工艺制作主梁,采用 45 号优质碳素钢结构钢的锥形锚具和直径50mm 抽拨橡胶管。(二)横截面布置1.主梁间距和主梁片数主梁间距通常应随梁高与跨径的增大而加宽为经济,同时加宽翼板对提高主梁截面效率指标 ρ 很有效,故在许可的条件下应适当加宽 T 梁翼板。但标准设计主要为配合各种桥面宽度,使桥梁标准化而采用统一的主梁间距。交通部《公路桥涵标准图》 (78 年)中,钢筋混凝土和预应力混凝土装配式简支 T 形梁跨径从 16m 到 40m,主梁间距均为 1.6m (留 2㎝工作缝, T 梁上翼沿宽度为 158CM)。考虑人行道适当挑出,净-7 附 2×0.75M 的桥宽则用五片。2.主梁跨中截面细部尺寸(1)主梁高度预应力混凝土简支梁桥的主梁高度与其跨径之比通常在 1/15~1/25,本设计取1.33 m。主梁截面细部尺寸:为了增强主梁间的横向连接刚度,除设置端横隔梁外,还设置 3 片中横隔梁,间距为 4×4.875m,共 5 片,采用开洞形式 ,平均厚度0.15m。T 型梁翼板厚度为 8cm,翼板根部加到 20cm 以抵抗翼缘根部较大弯矩。为了翼板与腹板连接和顺,在截面转角处设置圆角,以减小局部应力和便于脱模。在预应力混凝土梁中腹板处因主拉力很小,腹板厚度一般由布置孔管的构造决定,同时从腹板本身的稳定条件出发,腹板厚度不宜小于其高度的 1/15。标准图的 T 梁腹板厚度均取 16cm。腹板高度 87cm。马蹄尺寸基本由布置预应力钢束的需要来确定,实践表明马蹄面积占截面面积的 10%~20%为合适。这里设置马蹄宽度为 32cm,高度 18cm。马蹄与腹板交接处做成 45°斜坡的折线钝角,以较小局部应力。这样的配置,马蹄面积占总面积 15.75%,按上述布置,可绘出预制梁跨中截面,如图 2.1 所示。马蹄从四分点开始向支点逐渐抬高,在距梁端一倍梁高范围内(133cm)将腹板加厚到与马蹄同宽。变化点截面(腹板开始加厚区)到支点的距离为 123cm,中间还设置一节长为 30cm 的腹板加厚的过渡段。3524图 2.1 预制梁跨中截面图(2)桥面铺装:采用 20 号混凝土,坡度由桥面铺装层找平。 Ⅱ - Ⅱ 截 面Ⅰ - Ⅰ 截 面 5432图 2.2 桥横截面图Ⅰ Ⅰ ⅡⅡ变 化 点 截 面加 宽 过 渡 区支 座 处图 2.3 主梁纵截面
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