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汪村三号大桥施工图设计.rar

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    三号 大桥 施工图 设计
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    CHANGSHA UNIVERSITY OF SCIENCE & TECHNOLOGY毕业设计(论文)题目: K11+712汪村三号大桥施工图设计学生姓名: 李鑫学 号: 200918020323班 级: 09-03专 业: 土木工程(桥梁工程)指导教师: 张克波2013年6月K11+712汪村三号大桥施工图设计第1页共61页K11+712汪村三号大桥施工图设计学生姓名: 李鑫学 号: 200918020323班 级: 09-03所在院(系): 土木与建筑学院指导教师: 张克波完成日期: 2013年 6月K11+712汪村三号大桥施工图设计第2页共61页目录1.桥梁概况和桥型方案比选.....................................................................................................41.1桥梁概况.....................................................................................................................41.2施工方式.....................................................................................................................41.3主要材料.....................................................................................................................51.4设计计算依据.............................................................................................................51.5桥型方案比选..............................................................................................................52.构尺寸的拟定及毛截面特性计算.......................................................................................132.1主梁尺寸拟定...........................................................................................................132.1.1主梁高度.......................................................................................................132.2.2细部尺寸.......................................................................................................132.2毛截面几何特性计算...............................................................................................133.结构内力计算.......................................................................................................................143.1作用的类型划分.......................................................................................................143.2一期自重作用效应计算...........................................................................................143.2.1一期自重作用建模加载...............................................................................143.2.2一期自重作用计算结果...............................................................................153.3二期荷载作用效应计算............................................................................................163.3.1二期自重作用集度的确定...........................................................................163.3.2二期自重作用计算结果...............................................................................173.4汽车荷载作用效应计算............................................................................................183.5温差应力及基础沉降内力计算................................................................................203.5.1温差应力........................................................................................................203.5.2基础沉降计算...............................................................................................213.6内力组合...................................................................................................................233.6.1承载能力极限状态荷载效应组合................................................................233.6.2正常使用极限状态荷载效应组合................................................................244.预应力钢束估算及布置.......................................................................................................314.1钢束估算...................................................................................................................314.1.1按正常使用状态的正截面抗裂验算要求估算...........................................314.1.2只在截面下缘布置预应力筋.......................................................................324.1.3只在截面上缘布置预应力筋.......................................................................334.2钢束布置...................................................................................................................354.2.1预应力筋弯起布置.......................................................................................354.2.2预应力钢束布置间距...................................................................................364.2.3顶板束下弯锚固位置...................................................................................365.配束后主梁的内力计算及内力组合...................................................................................375.1引起的预应力损失值...............................................................................................37K11+712汪村三号大桥施工图设计第3页共61页5.1.1后张法由预应力与管道之间摩擦引起的应力损失( 1l )......................385.1.2后张法由锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失( 2l ).....385.1.3后张法由混凝土弹性压缩引起的预应力损失( 4l ).............................385.1.4后张法由钢筋松弛引起的预应力损失终极值( 5l ).............................395.1.5后张法由混凝土收缩、徐变引起的预应力损失( 6l ).........................395.1.6截面预应力损失合计和有效预应力...........................................................406.截面强度验算.......................................................................................................................436.1基本理论...................................................................................................................436.2短暂状况截面应力验算...........................................................................................436.2.1施工阶段法向压应力验算结果...................................................................436.3抗裂验算....................................................................................................................456.3.1正截面抗裂...................................................................................................456.3.1.1 正截面抗裂规范要求.....................................................................456.3.1.2正截面抗裂验算...............................................................................456.3.2斜截面抗裂验算............................................................................................486.4按持久状况和短暂状况极限状态的要求进行验算................................................516.4.1持久状况截面应力验算................................................................................516.4.2正截面混凝土压应力验算结果...................................................................526.4.3斜截面混凝土主压应力验算结果...............................................................536.5正截面抗弯能力验算···············································546.5.1基本理论···················································546.5.2计算公式···················································556.5.3验算结果···················································566.6斜截面抗剪能力验算··············································566.7挠度验算....................................................................................................................576.7.1挠度验算要求................................................................................................576.7.2挠度验算结果...............................................................................................577.设计图绘制...........................................................................................................................587.1概述...........................................................................................................................587.2总体布置图...............................................................................................................587.3主梁一般构造图.......................................................................................................587.4主梁预应力钢束构造图...........................................................................................587.5下部结构一般构造图及钢筋布置图.......................................................................588.总结.......................................................................................................................................59参考献············································································60致谢·····································································61K11+712汪村三号大桥施工图设计第4页共61页第一章.桥梁概况和桥型方案比选1.1 桥梁概况拟建的K11+712汪村三号大桥位于黄山与塔岭乘桥处。桥梁原始依据及基本设计要求:(1) 桥位平面图、桥址断面图等原始资料;(2) 道路等级:高速公路;(3) 荷载标准:公路-I级;(4) 桥面设置基本要求:护栏防撞护栏 0.5m×2++行车道 14m+中央分隔带 1.5m。桥面设置基本要求:全桥双向六车道,全宽33.5m,分为上、下行两座互相独立的桥梁,只就左幅桥进行设计;(5) 通航等级:无;(6) 桥面坡度:纵坡不大于3.5%,横坡2%。(7) 不考虑地震及漂流物撞击作用。1.2 施工方式采用满堂支架施工方式,达到设计强度后,张拉预应力钢束并压住水泥浆,待混凝土达到预定强度后拆除支架并卸模板,最后进行防护栏及桥面铺装施工。1.3 主要材料混凝土:主梁采用 C50 混凝土,墩身、系梁、承台采用 C30 混凝土,基桩采用 C25 水下混凝土。预应力钢绞线:采用符合 ASTM-920 的低松弛高强钢绞线,直径为 15.2mm,截面为 139mm2,标准强度为 1860MPa,弹性模量1.95×105MPa。普通钢筋:采用符合 GB1499—84 标准的钢筋,直径大于 12mm 者采用HRB335 热轧螺纹钢筋,直径小于 12mm 者采用 R235 热轧圆钢筋。锚具:采用的锚具有 YM15-16 钢绞锚、AMY5-12 刚绞锚类型锚具及其配套设备。预应力管道:采用预埋金属波纹管成型。支座:采用 GJZ2500 系列橡胶支座。K11+712汪村三号大桥施工图设计第5页共61页伸缩缝:采用 SFP-160 型伸缩缝。桥面铺装:采用 4cm 厚的 C50 混凝土和 8cm 厚的沥青混凝土铺装。1.4 设计计算依据1.中华人民共和国交通部部标准《公路工程技术标准》(JTGB01-2003);2.中华人民共和国交通部部标准《公路桥涵设计通用规范 (JTGD60-2004);3.中华人民共和国交通部部标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTD62-2004);4.中华人民共和国交通部部标准《公路桥涵地基与基础设计规范》 (JTJ024-85);5.中华人民共和国交通部部标准《公路桥涵施工技术规范》 (JTJ041-2000)。1.5桥型方案比选在桥梁设计中,要求桥梁能够做到技术先进、适用耐久、安全可靠、经济合理。在桥梁设计中,基本设计原则如下:(1) 技术先进桥梁设计应该体现出现代桥梁建设的新技术。积极采用国内外新结构、新材料、新工艺以及新设备,以便桥梁的建造、架设、减少劳动强度、提高施工效率、加快施工进度、保证工程的质量和施工方面安全。利用最新科学成就,结合学习和创新,淘汰摒弃落后和不合理的东西,只有这样,才能够提高我国桥梁建设水平,赶超世界先进水平。(2) 适用耐久应保证桥梁在100年设计基准期之内正常使用;桥面的宽度应满足当前今后规划;桥梁结构通过设计荷载时,不能出现过大的变形和过宽裂缝;应考虑不同环境,对桥梁耐久性的影响;在选择材料,保护层厚度,阻锈方面满足耐久性的要求;桥跨结构有利于泄洪、通航等要求。(3) 安全可靠对于设计的结构在强度稳定方面,应有足够大安全储备;防撞栏杆应该有足够高度以及强度,人与车流之间做好防护栏、防止车辆撞入人行道或者破坏栏杆从而落入桥梁;对交通繁忙桥,注意设计好照明的设施,应有明确交通标志,两端引桥的坡度不要太陡,避免发生车辆,碰撞等引起车祸;对修建于地震区的桥,应当按抗震要求采取防撞措施,对于河床容易变迁的河道,应注意设计好导流的措施,以防桥梁基础底部造成过度冲刷K11+712汪村三号大桥施工图设计第6页共61页等。(4) 经济性桥梁设计应该遵循因地制宜、就地取材、方便施工的原则,经济桥型应是造价和使用年限内,养护费用综合最省的桥型,设计中应当充分考虑维修方便,降低维修费用,维修时,尽可能不中断交通、或中断交通时间最短。(5) 美观一座桥梁应当具有优美的外形,结构布置精炼,在空间上有着和谐的比例。桥型应与周围环境相协调,城市桥梁和旅游区桥梁,可比较多的考虑建筑艺术。合理的结构布置以及轮廓是美观的主要因素,结构细部的美学处理十分的重要,此外,施工质量对桥梁美观也会有影响。(6) 环境保护和可持续发展桥梁设计须考虑环境保护,可持续发展的要求,包括生态、水、空气、噪音等方面,应从基础方案、桥位布置、上部结构施工方法、墩身外形、施工组织设计等方面全方面的考虑环境要求,采取必要控制措施,建立环境监测的保护体系,将不利影响减至最小。根据已有水文地质资料,确定河床断面图、、确定桥型、确定桥长然后进行桥梁的分孔、基础及墩台形式的确定、桥梁横断面的设计、桥面基础以及墩台标高的确定,上下部构造主要尺寸拟订。根据设计任务的要求,依据现行公路桥梁设计规范,综合考虑桥位地质、地形条件,经初选后提出两个比选桥型。按“安全、实用、经济、美观”的桥梁设计原则,如表1-1来比较三个方案优缺点。设计方案一: 3X50m预应力连续梁桥此拟定方案为等截面连续梁桥,主桥跨径组合为:3x50m,3跨等截面预应力连续梁桥。主梁为矩形箱梁,根据经验公式,梁高一般为跨径的1/12到1/17,取梁高为3m;采用满堂支架法施工。连续梁桥主梁是连续支承在几个桥墩上。在荷载作用时,主梁的不同截面上有的有正弯矩,有的有负弯矩,而弯矩的绝对值均较同跨径桥的简支梁小。这样,可节省主梁材料用量。连续梁桥通常是将3~5孔做成一联,在一联内没有桥面接缝,行车较为顺适。K11+712汪村三号大桥施工图设计第7页共61页图1.1 方案一3*50m预应力连续箱梁设计方案二:预应力混凝土变截面箱型刚构桥本方案为预应力混凝土变截面箱型刚构桥,跨径组合为40+70+40米三跨预应力混凝土变截面连续刚构,边跨与中跨的比值满足0.55~0.58倍。断面形式为单室箱梁。箱梁梁高采用变高度,底曲线采用二次抛物线形势,。主桥上部结构按三向预应力混凝土设计, 主桥箱梁采用挂蓝法悬臂浇筑施工。由于此处的墩不很高,故采用普通墩形式,直径为2m的圆截面墩,基础为钢筋混凝土钻孔灌注桩。K11+712汪村三号大桥施工图设计第8页共61页图1.2 方案二 40m+70m+40m变截面连续刚构桥设计方案三: 5*30m等截面预应力简支T形梁桥本方案为5跨30m预应力简支梁桥,采用T形梁结构,预制场预制之后采用成熟的架梁机械进行施工。施工过程稳定,方便。T形梁为高1.8m,宽2m4的预应力T形梁,30m一跨。桥面板采用变厚形式,翼缘根部的厚度不小于梁高的1/10边缘厚度不小于10cm,板间采用横向整体现浇连接,悬臂端厚度不下于14cm。K11+712汪村三号大桥施工图设计第9页共61页采用桥面板湿接接头。图1.2 方案三 5*30m等截面简支T梁
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