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全长110m公路-Ⅰ级30 50 30m预应力混凝土连续箱梁(计算书、CAD图7张).rar

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    编号:20180915223406356    类型:共享资源    大小:3.40MB    格式:RAR    上传时间:2018-09-15
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    全长 110 公路 305030 预应力 混凝土 连续 计算 CAD
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    设计原始资料本设计为 K70+364.8 胜利河桥设计,有关于河床断面的地形及地质构造情况见河床横断面图,其余相关设计参数如下:1.设计桥梁的桥位地形及地质图一份;2.设计荷载:公路-Ⅰ级;人群:3.5kN/m 2;3.设计时速:60km/h ;4.桥面宽度:净-7+2×1.5(人行道);5.桥面横坡:1.5%;6.通航等级:Ⅳ-(4)。第一章 方案比选桥梁的形式可考虑连续梁桥、梁拱组合桥和斜拉桥。对此三种桥型作比较,从安全、适用、经济、美观等方面比选,最终确定桥梁形式。桥梁设计原则:1.安全性安全是桥梁设计的首要保证条件,要控制桥梁的竖向与横向振幅,避免车辆在桥上振动与冲击。整个桥跨结构及各部分构件,在制造、运输、安装和使用过程中应具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性。2.适用性适用是桥梁设计的基本原则。桥上应保证车辆和人群的安全畅通,并应满足将来交通量增长的需要。桥下应满足泄洪、安全通航或通车等要求。建成的桥梁应保证使用年限,并便于检查和维修。3.经济性桥梁设计应体现经济上的合理性。在设计中必须进行经济技术的比较,使桥梁的总造价和材料等的消耗为最少,同时,经济性应充分考虑在使用期间的运营条件及养护和维修等方面的费用问题。4.美观一座桥梁应具有优美的外形,应与周围的景致相协调。合理的结构布局和轮廓是美观的主要因素,决不应把美观片面的理解为豪华的装饰。应根据上述原则,对桥梁做出综合评估。1.连续梁桥梁式体系是古老的结构体系,梁桥是指其结构在垂直荷载的作用下,其支座仅产生垂直反力,而无水平推力的桥梁。预应力混凝土连续梁桥利用支座上的卸载弯矩去减少跨中弯矩,使梁跨内的内力分配更合理,以同等抗弯能力的构件断面就可以建成更大跨径的桥梁。同时,梁式桥的设计和施工方法也日臻完善和成熟。2.梁拱组合桥这类体系中有系杆拱、桁架拱、多跨拱梁结构等。它们利用梁的受弯与拱的承压特点组成联合结构。在预应力混凝土结构中,因梁体内可储备巨大的压力来承受拱的水平推力,使这类结构既具有拱的特点,而又非推力结构,对地基的要求不高。但这种结构施工比较复杂,造价也较高。3.悬索桥悬索桥是用悬挂在两边塔架上的强大缆索作为主要承重结构。在竖向荷载作用下,通过吊杆使缆索承受很大的拉力,通常就需要在两岸桥台的后方修筑非常巨大的锚碇结构。悬索桥也是具有水平反力的结构。目前悬索桥广泛采用高强度钢丝编制的钢缆,以充分发挥其优异的抗拉性能,因此结构自重较小。悬索桥的另一个特点是:成卷的钢缆易于运输,结构的组成构件较轻,便于无支架悬吊拼装。然而悬索桥自重小,结构刚度差,在车辆动荷载和风荷载作用下有较大的变形和振动。方案 1 连续梁桥方案 3 悬索桥方案 2 梁拱组合桥图 1-1 胜利河桥设计方案(尺寸单位 cm)由上表可知,根据当地水文地质等的情况,结合桥梁设计原则,选择第一方案经济上比第二、三方案好;跨径上满足要求,景观与环境协调,且采用该方案已有成熟的工艺技术经验,施工难度较小,工期较短。针对当地地质情况,采用桩基,加强基础强度。所以选择方案一作为首选。方案比较表 表 1-1比较项目 第一方案 第二方案 第三方案主桥跨桥型 预应力混凝土连续梁 梁拱组合桥 悬索桥主桥跨结构特点预应力混凝土变截面连续梁桥在垂直荷载的作用下,其支座仅产生垂直反力,而无水平推力。其造型灵活、美观,结构刚度较大,变性较小。受力明确,理论计算较简单,设计和施工的方法日臻完善和成熟。梁拱组合桥利用梁的受弯与拱的承压特点组成联合结构。在预应力混凝土结构中,因梁体内可储备巨大的压力来承受拱的水平推力,使这类结构既具有拱的特点,而又非推力结构,对地基的要求不高。悬索桥利用悬挂在两边塔架上的强大钢缆索作为主要承重结构。在竖向荷载作用下,通过吊杆使缆索承受很大的拉力,通常就需要在两岸桥台的后方修筑非常巨大的锚碇结构。建筑造型侧面上看线条明晰,具有曲线美,与当地的地形配合,显得美观大方。跨径较大,线条非常美,与环境和谐,增加了城市的景观。结构轻巧、新颖,跨径大,与周围景观协调性较好。造价 较低 适中 较高工艺技术要求技术先进,经验丰富,工艺要求严格。所需设备较少。占用施工场地少。转体施工法,对周围的影响较小,将结构分开建造,再最后合拢。成卷的钢缆易于运输,结构构件较轻,便于无支架悬吊拼装。工 期 较 短 较 长 适中第二章 上部结构形式及尺寸拟定根据桥位地形及地质图资料,本设计经方案比选后采用三跨一联预应力混凝土变截面连续梁结构,全长 110m。根据桥下通航净容要求,主跨径定为 50m。上部结构根据桥面净宽:净-7+2×1.5( 人行道)要求,采用单箱单室箱型梁,箱宽9.2m。一.主跨径的拟定主跨径定为 50m,边跨跨径根据国内外已有经验,为主跨的 0.5~0.8 倍,采用 0.6 倍的中跨径,即 30m,则全联跨径为:30+50+30+110(m)二.顺桥向梁的尺寸拟定(1) 支点处梁高:根据参考文献【1】 ,支点梁高为跨径的 ,最常采用的是201~5因此取支点处梁高为:8 )8.2150(支 h(2) 跨中梁高:根据参考文献【1】 ,跨中梁高为跨径的 ,取支点处梁高为:3, 在此范围之内。)m5.(中 h3/10.(3) 梁底曲线:根据参考文献【1】的规定,选用二次抛物线。以跨中梁底为原点,曲线方程为: 5.14X0.2672Y三.横桥向的尺寸拟定根据桥面净宽:净-7+2×1.5( 人行道)要求,为两车道,两边各设 1.5m 的人行道。根据参考文献【3】选用整体单箱单室截面。主梁截面细部尺寸的拟定(根据参考文献【3】 ) ,如图 2-1,2-1 所示。5026420801318箱梁顶板厚度取 20cm;跨中处底板厚 30cm,以便布置预应力束,支点处底板厚度取60cm,中间底板厚成线性变化;腹板厚度由于要布置预应力钢束锚头,故采用 40cm;承托尺寸采用 ;考虑到跨度较小,因此只在支座处设置一道横隔板,板厚取cm6021m;人行道板采用搁置式人行道板,具体尺寸如图 2-3四.桥面铺装根据参考文献【2】选用 8cm 厚的防水混凝土作为铺装层,上加 2cm 厚的沥青混凝土磨耗层,共计 10cm 厚。五.本桥主要材料根据参考文献【5】 ,预应力混凝土主梁采用 C50 混凝土,弹模 ,MPaEc4105.3图 2-1 支座截面图(尺寸单位cm) 30215210468085图 2-2 跨中截面图(尺寸单位 cm)图 2-3 人行道板构造(尺寸单位 cm)1025水 泥 砂 浆 层 201561062抗压强度标准值 ,抗压强度设计值 ,抗拉强度标准值MPafck4.32MPafcd4.2抗拉强度设计值 ;预应力钢筋采用 ASTM A416-97a 标准的65.2tkfaPaftd83.1低松弛钢绞线( 标准型) ,抗拉强度标准值 ,抗拉强度设计值71fpk1860,公称直径 15.24mm,公称面积 ,弹性模量 ;Pfpd0 24mMPEp5109.人行道板、栏杆采用 C20 混凝土;非预应力钢筋采用 HRB335 级钢筋,抗拉强度标准值,抗拉强度设计值 ,弹性模量 ;构造钢筋采Mafsk35MPafsd280as50.用 R235 钢筋。第三章 桥面板的计算一.桥面板的设计弯矩据参考文献【5】预规规定,25/4.6=5.43 2 故按多跨连续单向板来进行内力计算。(1) 恒载及其内力计算① 每延米板的恒载:桥面铺装: (沥青混凝土层):1gmkN/4.02.0(防水混凝土层)28138桥面板:将承托面积摊于桥面板,则,平均厚度 )(73.20)250/()6( ct :3gmkN/685.17.恒载合计为: /9321② 每米宽板条的恒载弯矩桥面板的计算跨径: mctl 4.0240 按简直板计算跨中弯矩: kNglMA 26.19.967812(2) 公路-Ⅰ级产生的弯矩据参考文献【5】车辆荷载横向布置要求布置车辆荷载。做出桥面跨中弯矩影响线,如下图 3-1 所示布置车辆使跨中弯矩达到最大值。由于支座第二辆车之间,且据两轮距离相等,因此对跨中弯矩影响相互抵消,只计及第一辆车对跨中弯矩影响即可。 4.2.42.41.8.31.8① 单向板的有效分布宽度如上分析,将车辆荷载的后轮一个作用于板的跨中,另一个作用于靠近支点处,下图 3-2 所示,两个后轴作用力 2P=280kN由《桥规》查得,车辆荷载的后轮着地长度 0.2m,宽度为 0.6m,则在跨中位置的有效分布宽度为: ldha 27.340.1).02.(3)2(1 在支点附近的另一车轮距支点的距离 mblx 8.02.14028.1则轮压面 的有效分布宽度为)2(1haxxdt 63.4.73.)0..(' ② 每米宽板条的活载弯矩依据《桥规》 ,汽车荷载的局部加载及在 T 梁、箱梁悬臂板上的冲击系数采用 0.3,即冲击系数 。则作用于每米宽板条上的跨中弯矩按图 3-3 的简支梁计算。3.0图 3-1 车辆荷载布置图(尺寸单位 m)图 3-2 荷载分布宽度计算图式(尺寸单位m)1.8.4l=.0..a=3.40作用跨中车轮对跨中的弯矩为: mkNhblaPM  6.521.06.4.27.380.128)1(1作用与支点处的车轮对跨中的弯矩为: kxa03.18.630.14)1('2故,作用于每米宽板条上的跨中弯矩: mNMAp 9.5..521(3) 设计弯矩计算① 按正常使用极限状态进行内力组合,则按简支梁计算设计弯矩为 kApg 95.846.2.190由于 =0.2273/1.5(取梁高最小值) =0.152 ,则连续桥面板的设计弯矩为:ht/ 跨中弯矩: mkNM.5.8405.中支点弯矩: 4797支② 按承载能力极限状态进行组合,则按简支梁计算的设计弯矩为 kApAg  08.156.2.14.12.0再由 =0.2273/1.5(取梁高最小值) =0.152 ,则连续桥面板的设计弯矩为:ht/ 4跨中弯矩: mkNM5.708.5..0中支点弯矩: 17支图 3-3 简支梁上的荷载图式
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