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王家里桥施工图设计.rar

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    编号:20180915223406621    类型:共享资源    大小:5.93MB    格式:RAR    上传时间:2018-09-15
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    家里 施工图 设计
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    毕业设计(论文)开题报告题目: 王家里桥施工图设计课 题 类 别: 设计 □√ 论文 □学 生 姓 名: 王 浩 之学 号: 200918020310班 级: 桥土09-03专业(全称): 土木工程(桥梁工程方向)指 导 教 师: 金 霞 飞2013年3月王家里桥施工图设计1一、本课题设计(研究)的目的:1 通过毕业设计系统地巩固基本理论知识和专业知识,能综合运用所学课程自主创新,培养学生分析问题和解决问题的能力;2 掌握设计原则、设计方法、步骤,提高计算、绘图、查阅文献、使用桥梁规范手册和编写技术文件及计算机辅助设计计算等基本技能,从而深入了解公路预应力混凝土桥梁在桥式方案比选、结构计算及施工架设等方面的设计规范、计算方法及设计思想等内容和要求,为毕业后从事桥梁技术工作打好基础;3 通过桥梁毕业设计,熟练掌握WORD、EXCEL、AUTOCAD、桥梁电算程序、桥梁大师等软件;4 树立正确的设计思想以及严谨负责、实事求是、刻苦钻研、勇于创新的作风;5 通过桥梁毕业设计,使学生运用所学的课程,系统地训练,以便掌握桥梁的基本理论,基本知识,基本的计算方法;6 通过桥梁毕业设计,不断提高计算绘图,查阅文献,使用桥梁规范和设计手册,填写技术文件,运用电脑等基本技能,树立正确的设计思想,逐步掌握设计原则,设计方法,设计步骤;7 在毕业设计导师的指导下,逐步培养学生全面的系统的分析问题,解决问题,培养学生的桥梁能力,使学生具备桥梁设计的基本素质;树立正确性设计思想以及严谨负责、实事求是、刻苦钻研、勇于创新的作风,为桥梁建设事业服务。王家里桥施工图设计2二、设计(研究)现状和发展趋势(文献综述):1、 概况预应力混凝土连续梁桥是预应力桥梁中的一种,它具有整体性能好、结构刚度大、变形小、抗震性能好,特别是主梁变形挠曲线平缓,桥面伸缩缝一般仅设二道,行车舒适等优点。加上这种桥型的设计施工较成熟, 施工质量和施工工期能得到控制,成桥后养护工作量小,预应力混凝土连续梁的适用范围一般在150m 以内,上述种种因素使得这种桥型在我国公路、城市和铁路桥梁工程中得到广泛采用。2、 我国预应力混凝土连续梁桥的发展2.1桥梁施工技术(1) 在我国中小跨径的预应力混凝土连续梁桥施工中,除了最古老的支架现浇方法外,还采用了先简支后连续、顶推法、移动模架逐孔浇筑法、移动导梁逐孔拼装法和梁体预制浮吊安装法等施工技术。(2) 平衡悬臂拼装施工法和平衡悬臂浇筑施工法的采用促进了预应力混凝土连续梁桥的发展。大跨径预应力混凝土连续梁桥大多采用悬臂浇筑法施工。根据连续梁桥的特点,采用逐段平衡悬臂浇筑,先形成T构,再逐跨合拢,逐跨释放临时固定支座,逐跨完成体系转换,最终形成多跨预应力混凝土连续梁桥。大跨径预应力混凝土连续箱梁广泛采用挂篮进行悬臂浇筑施工。常用的挂篮形式有桁架式和斜拉式。随着施工技术的进步,挂篮结构向着轻型化的方向发展,尽可能采用构造合理、受力明确、自重轻、利用系数高、使用安全方便,具有良好技术经济指标的挂篮。例如,奉浦大桥等工程采用的菱型挂篮就是其中之一, 该挂篮总重仅50t ,利用系数为4.0。2.2 大跨径预应力混凝土连续梁桥的发展高强度预应力钢材、高标号混凝土和大吨位预应力锚固体系的研制开发和应用,促进了大跨径预应力混凝土连续梁桥的发展。在八十年代后期,国内开始生产1860MPa的低松弛预应力钢绞线,加上与其配套的大吨位预应力锚具和张拉设备的研制成功,C50与C60混凝土的应用,使得预应力连续梁桥结构轻型化,跨越能力得到很大提高。在这以前, 我国大量采用1600MPaΦ5的高强度碳素钢丝和与其配套的钢质锥形王家里桥施工图设计3锚(即F式锚具) 。这种锚具的张拉吨位小,使用时的控制张拉力仅565kN, 每张拉10kN预应力需要的布束面积约为2. 55cm2 ; 若采用Φj 15. 2 —12 型锚具, 张拉10kN 预应力所需的布束面积约为0.96cm2 ; 采用Φj 15.2 —22型的锚具时, 张拉10kN预应力所需的布束面积约为0.67cm2。三者的比例为1:0.38:0.26,由此可以看到,采用大吨位预应力锚具体系后,使得预应力箱梁布束范围内的顶板、腹板和底板尺寸,设计时由原来的布束控制改为受力控制和按构造要求控制,这样大大减小了箱梁断面的尺寸,减轻了上部结构的自重。箱梁混凝土及钢绞线的用量能够大大减少,从而使得预应力结构设计更趋合理、经济。若采用以往的钢质锥形锚具,预应力混凝土连续梁的跨越能力大多在100m左右随着1860Mpa 钢绞线和大吨位预应力锚固体系的应用, 目前我国连续梁桥的最大跨径已达154m,连续刚构桥的最大跨径达到270m,从而使得我国预应力混凝土梁桥的设计、施工技术进入世界先进行列。2.3 成果2.3.1 我国已建成的大跨径预应力混凝土连续梁桥,如下所示:表一:序号 桥 名 主桥跨径(m) 桥址 建成年份1 南京长江二桥北汊桥 90+165×3+90 江苏 20002 六库怒江大桥 85+154+85 云南 19953 黄浦江奉浦大桥 85+125×3+85 上海 19954 常德沅水大桥 84+120×3+84 湖南 19865 东明黄河公路大桥 75+120×7+75 山东 19936 风陵渡黄河大桥 87×5+87+114×7+87 山西 19947 沙洋汉江大桥 63+111×6+63 湖北 19858 珠江三桥 80+110+80 广东 19839 宜城汉江公路大桥 55+100×4+55 湖北 199010 松花江大桥 59+90×7+59 黑龙江 19862.3.2 工程实例王家里桥施工图设计4图一:常德沅水大桥常德沅水大桥常德沅水大桥为预应力钢筋混凝土箱型连续梁桥,其孔径自南向北的布置是:7×25+84+3×120×+84+4×25+35×16+3×13,共54孔。全长1408米。5孔主跨为预应力连续梁,两岸引桥分别设7孔和4孔25米预应力混凝土简支T梁。图二:东明黄河公路大桥东明黄河公路大桥位于山东省菏泽市西北,与河南濮阳市交界。是山东省境内最长的一座公路大桥,被誉为“齐鲁第一桥”。该桥是国道106线跨越黄河的特大桥梁。大桥全长4142.14米,宽18.5米,4车道。该桥于1991年9月全桥竣工通车。王家里桥施工图设计5图三:宜城汉江桥宜城汉江桥的主桥跨径组合为55+100×4+55m,1990年建成,是中国首次采用双支座支承的预应力混凝土连续梁桥。图四:宜昌乐天溪桥宜昌乐天溪桥跨越长江支流乐天溪出口处,系为配合三峡工程而建的一座4孔1联预应力混凝土连续梁桥,主跨为125m,1990年建成。桥墩采用建于同一基础上的双壁式墩,在连续梁桥桥墩中采用双排支座,这样可以削减支点弯矩与剪力。3、预应力混凝土连续梁桥的特点预应力混凝土连续梁的应用却非常广泛。尤其是悬臂施工法、顶推法、逐跨施工王家里桥施工图设计6法在连续梁桥中的应用,这种充分应用预应力技术的优点使施工设备机械化,生产工厂化,从而提高了施工质量,降低了施工费用。连续梁的突出优点是:结构刚度大,变形小,动力性能好,主梁变形挠曲线平缓,有利于高速行车。然而应指出的是,预应力混凝土连续梁设计中的一个特点是:必须以各个截面的最大正、负 弯矩的绝对值之和,也即按弯矩变化幅值布置预应力束筋。例如一个三孔等跨连续梁,其中孔跨中活载正弯矩与活载负弯矩的绝对值之和(即弯矩变化幅值)为0.125 2ql ,与同跨简支梁弯矩相同,支点上弯矩变化幅值为0.133 2ql 。在公路桥上,因恒载弯矩占总弯矩的比例较大,实际上支点控制设计的是负弯矩,跨中控制设计是正弯矩(因支点上的活载正弯矩与恒载负弯矩之和为负弯矩;跨中活载负弯矩与恒载正弯矩之和为正弯矩)。在梁体中,弯矩有正、负变号的区段仅在支点到跨中的某一区段。这样,布置预应力束筋并不增加太大的用量,就能满足设计要求。反之,在活载较大的铁路桥上及恒载弯矩占总弯矩比例不大的小跨连续梁桥上,因预应力筋节省有限,施工较简支梁复杂,经济效益差,而较少采用。4、 大跨预应力混凝土梁亟待解决的课题(1) 发展大吨位的锚固张拉体系,避免了配筋过多而增大箱梁构造尺寸,否则混凝土保护层难以保证,密集的预应力管道与普通钢筋层层迭置,可使混凝土质量难以提高。(2) 在一切适宜的桥址,设计与施工墩梁固结的连续———刚构体系(墩高40m以上),尽可能不采用养护调整不易的大吨位支座。(3) 充分发挥三向预应力的优点,采用悬臂梁顶板的单箱断面,既可节约材料减轻结构自重,又可充分利用悬臂梁方法的特点加快施工进度。(4)箱梁设计与施工中,其排水问题和降温问题值得进一步研究解决。王家里桥施工图设计7三、方案比选本次设计拟定了三种方案,分别是等截面预应力连续梁桥、混凝土拱桥、独塔斜拉桥。设计依据(1)设计跨径:自行拟定;(2)设计荷载:公路—I级(3)桥面净宽:共28m:0.5(防撞栏杆)+12.5(行车道)+2.0(中央分隔带)+12.5(行车道)+0.5(防撞栏杆)。(4)航道等级:Ⅳ—1级(5)地震基本烈度:7度。(6)设计洪水频率:1∕300.设计方案一:5X40M预应力混凝土等截面连续梁桥此拟定方案为等截面连续梁桥,主桥跨径组合为:5×40m,5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;采用满膛支架法施工。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。连续梁桥通常是将多孔做成一联,在一联内没有桥面接缝,行车较为顺适。连续梁桥施工时,可以先将主梁逐孔架设成简支梁然后互相连接成为连续梁。或者从墩台上逐段悬伸加长最后连接成为连续梁。王家里桥施工图设计8设计方案二:预应力混凝土连续刚构桥本方案为预应力混凝土连续刚构桥,跨径组合为52+96+52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。设计方案三:中承式钢管混凝土拱桥本方案为中承式钢管混凝土拱桥,跨径组合为140m + 2×30m,主跨为140m,王家里桥施工图设计9主拱圈材料为钢管混凝土,边跨、主跨拱脚均固结于拱座,边跨曲梁与边墩之间设置轴向活动盆式橡胶支座,在两边跨端部之间设置钢绞线系杆,通过张拉系杆由边拱肋平衡主拱拱肋所产生的水平推力。方案序号 设计方案一 设计方案二 设计方案三桥型 5X40M预应力混凝土等截面连续梁桥 预应力混凝土连续刚构桥 中承式钢管混凝土拱桥实用性 主桥跨径采用5x40m,整体性能好,结构刚度大,变形小,动力性能好,主梁变形挠曲线平缓,有利于高速行车。采用52+96+52m跨径分布,受力明确,构造简单,适用于大跨、高墩的结构,具有较好的技术经济性 跨径采用220m+2×40m,跨越能力较大,与混凝土梁式桥相比可以节省大量的钢材和水泥,外形美观,构造相对比较简单。技术性 非常成熟 相对成熟 非常成熟
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