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下坝双线大桥施工图设计.rar

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    编号:20180915223406953    类型:共享资源    大小:9.09MB    格式:RAR    上传时间:2018-09-15
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    双线 大桥 施工图 设计
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    下坝双线大桥施工图设计01 方案拟订与比选1.1 工程使用要求1.1.1 技术标准下坝双线大桥必须遵照“安全、适用、经济、美观”的基本原则进行设计,同时应充分考虑建造技术的先进性以及环境保护和可持续发展的要求。主要技术标准如下:(1)设计荷载:公路-I 级,人群荷载 3.5 kN/m2;(2)桥面宽度:全桥宽 37m,双幅(0.5m 中央分隔带),两侧人行道净宽均为1.75m;(3)桥面横坡:双向 2%;(4)桥面纵坡:2%。1.1.2 采用规范(1)JTG B01—2003《公路工程技术标准》简称《标准》(2)JTG D60—2004《公路桥涵设计通用规范》简称《公通规》(3)JTJ024—85《公路桥涵地基与基础设计规范》简称《公基规》(4)JTG D62—2004《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》简称《公预规》(5)JTJ041—2000《公路桥涵设计施工技术规范》简称《公规》1.2 设计方案1.2.1 方案一:(56+80+56)m 预应力混凝土连续梁桥预应力混凝土连续梁桥是一种以受弯为主,在竖向荷载作用下无水平反力的结构。它在荷载作用下,支点截面产生负弯矩,从而大大减小了跨中的正弯矩,跨越能力大,适用于桥基良好的场合。预应力结构通过高强钢筋对混凝土预压,不仅充分发挥了高强材料的特性,而下坝双线大桥施工图设计1且提高了混凝土的抗裂性,促使结构轻型化,因而预应力混凝土结构具有比钢筋混凝土结构大得多的跨越能力。下坝双线大桥施工图设计方案一选为预应力混凝土变截面连续梁桥。桥型整体布置:56m+80m+56m,边中跨比为 0.7。桥宽 37.0m,由上下分离的两个单箱单室箱型截面组成。箱梁根部梁高 5m,跨中梁高 2.4m,箱梁顶板宽 18.25m,底板宽10.00m,翼缘板悬臂长 4m,顶板厚度为 28cm,腹板厚度为 50cm。跨中底板厚度为50cm,根部底板厚度为 50cm,连续箱梁的底曲线采用二次抛物线。各跨箱梁在支点、跨中截面各设一道横隔板。根据地质资料,桥址处地层从上到下依次是:卵石,强风化粉砂岩,中风化粉砂岩,微风化粉砂岩。桥址处地质稳定,无不良地质现象。基岩埋置较深,因此全桥桥墩基础均采用钻孔灌注摩擦桩,其中边跨采用钢筋混凝土双圆柱式桥墩,桩身直径为 2m,中跨两墩桩基两排共 4 根 D300cm 钻孔灌注桩;桥墩为 D250cm 圆形形实体墩下坝双线大桥,采用悬臂浇筑法施工。桥型布置及截面形式和尺寸见图 1.1 与图 1.2:1图 1.1下坝双线大桥施工图设计2图 1.21.2.2 方案二:(5×38.4)m 预应力混凝土连续小箱梁桥下坝双线大桥施工图设计方案二采用 538.4m 等截面连续梁桥。上部结构采用分离式桥面布置,跨径为 38.4m 的预应力混凝土小箱梁先预制简支安装,后形成连续结构,五跨一联,边跨设有伸缩缝。单幅桥梁由 6 片梁组成。主梁间距为 3.1m,箱梁预制高度为 1.5m,边,中梁预制宽度为 1.8m,翼板间留有 0.60m 的现浇湿接缝,边梁外翼板设有 0.125m 宽现浇板。边中梁预制断面相同,腹板厚度为 0.18m,箱梁顶板与底板厚度均为 0.18m.施工方法才采用预制箱梁逐孔架设法。桥型布置及截面形式和尺寸见图 1.3 和图1.4。 图 1.3下坝双线大桥施工图设计3图 1.41.3 方案对比桥梁工程须遵照“ 安全、适用、经济和美观 ”的基本原则进行设计,同时应充分考虑建造技术的在桥梁设计中要求桥梁技术先进、安全可靠、适用耐久、经济合理。随着和谐社会的提出和公众环保意识的提高,生态环保已经成为一种不可或缺的考虑因素。建设在城市中的桥梁还特别注重美观大方,即遵循我国桥梁设计中还要满足美观、环境保护和可持续发展的原则。由此,对于一定的建桥条件,根据侧重点的不同可能会做出基于基本要求的多种不同设计方案,只有通过技术经济等方面的综合比较才能科学的得出最合适的设计方案。在桥梁设计中,基本设计原则如下:(1) 适用耐久桥上应保证桥梁在 100 年的设计基准期内正常使用;桥面宽度满足当前以及今后规划年限内的交通流量;桥梁结构在通过设计荷载时不出现过大的变形和过宽的裂缝;应考虑不同的环境类别对桥梁耐久性的影响;在选择材料、保护层厚度、阻锈等方面满足耐久性的要求;桥跨结构下面有利于泄洪、通航等要求。因为该桥跨常州市京杭运河,所以要考虑通航要求和锈蚀对结构的影响。(2) 安全可靠对于设计的桥梁结构在强度和稳定方面应有足够的安全储备;防撞栏杆应有足够的高度和强度,人与车流之间应做好防护栏、防止车辆撞入人行道或破坏栏杆而落入桥梁;对于交通繁忙的桥梁,应设计好照明设施,并有明确的交通标志,两端引桥坡度不宜太陡,以避免发生车辆碰撞等引起的车祸;对于修建在地震区的桥梁,应按抗震要求采取防撞措施,对于河床易变迁的河道,应设计好导流措施,防止桥梁基础底部被过度的冲刷等。下坝双线大桥施工图设计4(3) 技术先进桥梁设计应体现现代桥梁建设的新技术。积极采用国内外的新结构、新材料、新工艺和新设备,以便于桥梁的建造和架设、减少劳动强度、加快施工进度、提高施工效率、保证工程质量和施工安全。充分利用最新科学技术成就,把学习和创新结合起来,淘汰和摒弃原来落后和不合理的东西,只有这样才能提高我国的桥梁建设水平,赶超世界先进水平。(4) 经济性桥梁设计应遵循因地制宜、就地取材和方便施工的原则,经济的桥型应该是造价和使用年限内养护费用综合最省的桥型,设计中应充分考虑维修的方便和维修费用少,维修时尽可能的不中断交通、或中断交通的时间最短。(5) 美观一座桥梁应具有优美的外形,结构布置必须精炼,并在空间上有和谐的比例。桥型应与周围的环境向协调,城市桥梁和旅游区的桥梁,可比较对多的考虑建筑艺术上的要求。合理的结构布置和轮廓是美观的主要因素,结构细部的美学处理十分重要,另外,施工质量对桥梁的美观也有影响。(6) 环境保护和可持续发展桥梁设计必须考虑环境保护和可持续发展的要求,包括生态、水、空气、噪音等方面,应从桥位布置、基础方案、墩身外形、上部结构施工方法、施工组织设计等方面全面考虑环境要求,采取必要的工程控制措施,并建立环境监测保护体系,将不利影响减至最小。下坝双线大桥施工图设计5表 1-1 方案比选表方案一 预应力混凝土连续梁桥(56m+80m+56m )方案二 预应力混凝土连续梁桥( 538.4m)经济性变截面梁经济性好,采用悬臂浇筑法施工,不需要大型施工设备,挂篮经济合理。采用工厂化生产,数量大时更经济。适用性行车舒适。主跨 80m,能保证泄洪要求,变截面梁节约材料,变截面布置适合悬臂施。工连续梁行车舒适,跨径布置适宜,采用预制法需要大型预制地。安全性采用箱梁断面,刚度大,施工安全。桥营运后期需更换支座。施工稳固性好。预制梁法安全性高。营运后期需更换支座。美观性桥型简洁美观,比例和谐,具有曲线美,与周围环境协调线条简单大方从受力合理,安全适用,经济美观的角度综合考虑,方案一为最佳推荐方案,即(56+80+56 )m 变截面箱型连续梁桥。下坝双线大桥施工图设计62 毛截面几何特性计算2.1 基本资料2.1.1 主要技术指标桥型布置:56m+80m+56m 变截面连续梁桥(图 2.1)桥面净宽:半幅桥为 1.75m(人行道)+0.5m(防撞栏杆+15.5m(行车道)+0.5/2m(中央分隔带),全桥宽 37m;设计荷载:公路-I 级,人群荷载 3.5 kN/m2;地震烈度:地震峰值加速度<0.05g,地震动反应特征周期0.35s. 设计水位:1/300;桥面纵坡:2%(单向坡) ;桥面横坡:2%(双向坡) ;图 2.1 主梁横截面图(单位:mm)2.1.2 材料规格主梁:采用 C55 混凝土,容重为 25kN/m3,弹性模量取 3.55×107 kPa;桥面铺装:采用防水混凝土垫层及 10cm 的沥青混凝土面层容重为 25kN/m3;防撞护栏:按 12.5kN/m 计入恒载;横隔板:采用 C55 混凝土,容重为 25kN/m3,弹性模量取 3.55×107 kPa。下坝双线大桥施工图设计72.2 结构计算简图2.2.1 结构离散原理1、计算模型应尽量符合实际结构,2、保证结构体系几何不变,避免出现与结构受力不符的多余联结3、在合理模拟的前提下减少不必要的节点数目,以缩短计算时间2.2.2 杆系单元划分原则根据结构的构造特点,实际问题的需要和计算精度要求来决定。2.2.3 节点的设置位置 1、各关键控制截面处,构件的交接点,转折点,截面突变处。2、不同材料结合处,所有支承点,施工缝处3、等直截面直杆:取自然交接点处,中间节点则根据验算截面的要求以及求影响线时单位力作用点的要求确定。全桥三跨共取 76 个单元,77 个结点,单元长度有 1m,2.5m 和 3m。桥墩简化为活动和固定铰支座。结点 x、y 坐标按各结点对应截面的形心点的位置来确定。结构离散简图,如图 2.2 所示图 2.2 1/2 跨径的结构离散图下坝双线大桥施工图设计82.3 毛截面几何特性计算根据结构离散图,利用 MIDAS/CIVIL 软件划分主梁单元并计算 1~77 号顺桥向节点处的截面特性和 1~76 号顺桥向单元重量,由于结构对称,现只列出 1~38 号单元各截面的几何特性值和单元重量,具体结果见表 2-1、表 2-2。结点各控制截面几何特性和单元几何特性,分别见表 2-1 和表 2-2。表 2-1 截面特性计算 节点编号截面面积(m2)截面抗弯惯矩(m 4)中和轴到上缘的距离(m )中和轴到下缘的距离(m)梁高(m)左边支点 12.895 11.4416 1.0887 1.3113 2.4边跨 1/4 12.895 11.4416 1.0887 1.3113 2.4边跨 1/2 13.1685 14.8875 1.2173 1.4562 2.6735边跨 3/4 13.9889 28.2111 1.6051 1.8889 3.494左墩顶 15.495 65.0915 2.3231 2.6769 5中跨 1/4 13.5103 19.8862 1.3786 1.6368 3.0154中跨跨中 12.895 11.4416 1.0887 1.3113 2.4下坝双线大桥施工图设计93 内力计算及组合3.1 作用3.1.1 结构重力作用(1) 主梁自重按 γ=26kN/m3 的容重,以计主梁自重的形式 计入恒载中。且在各支点和中跨跨中截面各设一道横隔梁,其重量按集中荷载计算。按 γ=26kN/m3 的容重,以计主梁自重的形式计入恒载中。且在各支点处各设一道横隔梁(具体布置在 1、23、56、77 号结点) ,其重量按非结点荷载计算。1、23、56、77 号结点处横隔梁重:(7.4×2.45-2×1×0.2×0.5-2×0.25×0.25×0.5-0.5×π×0.75×0.75-1.25×0.75+2×0.3×0.3×0.5)×0.2×27=87.1367kN(2)二期恒载:桥面铺装采用 10cm 厚沥青混凝土,重度为 24kN/m3 , q1=0.1×15.5×24=37.2kN/m 护栏采用新泽西护栏,每幅桥的护栏按 0.5m3 的钢筋混凝土记,换算为重度 q2 =12.5kN/m(具体尺寸见下图)将桥面系荷载作为二期恒载以均布荷载的形式加在主梁上。 q = q1+q2 =37.2+12.5=49.7kN/m
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