【兰州交通大学校答辩ppt】某黄河公路大桥引桥预应力混凝土连续箱梁设计

兰州交通大学一、设计资料1.设计标准（ 1）设计行车速度： 100公里 /小时；（ 2）设计荷载： 公路 级；（ 3）桥面的最大纵坡为 4.0%，桥面的横坡为 2.0%；（ 4）通航标准为内河 IV级航道。2.气候特征3.降水量4.风的影响5.自然地理情况（ 1）地貌；（ 2）工程地质；（ 3）水文地质。二、 设计基本原则 1.安全 方面强度 ； 刚度 ； 稳定性 。 2.适用方面桥面宽度 ； 通航 ； 车辆通行 ；综合利用。 3.经济方面造价 ； 养护费用 。 4.美观方面 5.环境保护和 可持续发展三、 设计方案（一）设计方案确定1.横截面的确定箱 形截面梁以其优良的力学特性、具有较大的刚度 和抗 扭性 能 ， 结构 简单、受力明确、节省材料、架设安装方便、跨越能力较大、桥下视觉效果好等优点，而被广泛地应用于城市桥梁和高等级公路立交桥的上部结构中 。箱 形截面 桥梁 的上、下部可平行施工，使工期大大缩短；无需在高空进行构件制作，质量易控制，可在一处成批生产，从而降低成本，可大量节省模板，加快建桥进度 。三、设计方案2.结构体系的确定“先 简支后连续 ”桥梁充分发挥了简支桥梁以及连续桥梁的优点，摒弃了他们都有的缺点。最主要的是，这种体系能够有效的减少预应力配筋，而且还能够缩小截面的尺寸，结构形式与简支梁结构一样 简单 。 其次 ，预制装配的 “先简支后连续 ”梁在受力性能方面也具有很大的优点，受 混凝土的收缩徐变和支座不均匀沉降等 影响相对较小。三、 设计方案（二）总体设计桥梁 分跨是桥梁总体设计的主要项目 之一 ， 一座复杂的桥梁，不但要进行不同桥式方案间的比较，而且 往往 要将同一桥式的几个不同的分跨做为几个不同的方案进行比较，以求得较优的方案 。影响桥梁分跨的主要因素：(1)造价；(2)相邻跨度的比值宜在（ 0.41）之间；(3)桥跨结构高出设计洪水位一定高度；(4)在 同一区段内，桥梁的孔径大小以及样式等应该基本一致；(5)尽量避免桥墩出现在河道内。三、设计方案(三 )箱梁截面尺寸的拟定1.主梁横截面尺寸主梁 选择由四片小箱梁组合而成的截面形式，桥面宽度为 12.5m，两边对称布置，即两片边梁和两片中梁，桥面设置横向为 2%的坡度，防护栏的宽度为 0.5m，箱梁 上部 铺装 为 13cm厚纤维网混凝土。三、设计方案三、设计方案3.箱梁细部尺寸的拟定箱 形截面的顶板和底板是结构承受正负弯矩的主要工作部位。其尺寸要受到受力要求和构造两个方面的控制。支墩处底板还要承受很大的压应力，一般来讲：变截面的底板厚度也随梁高变化， 墩顶处底板为梁高的1/10-1/12，跨中处底板一般为 200-250cm。 底板厚最小应有 120cm。 箱梁顶板厚度应满足横向弯矩的要求和布置纵向预应力筋的要求。腹板 的功能是承受截面的剪应力和主拉应力。在预应力梁中，因为弯束对外剪力的抵消作用，所以剪应力和主拉应力的值比较小，腹板不必设得太大；同时，腹板的最小厚度应考虑力筋的布置和混凝土浇筑要求。三、设计方案（四）材料1.混凝土 (C50)；2.普通钢筋 ( I、 II级钢筋 );3.预应力钢绞线 (直径 15.24mm高强度低松弛钢绞线 )；4.预应力锚具及管道 (全桥预应力管道均采用金属波纹管 )；5.桥面铺装 (13cm厚纤维网混凝土 )。四、内力计算（一）计算模型桥梁结构模型用 Midas软件建立，在建模过程中，为了便于后面的计算， 选择左支点、 1/8L、 1/4L、 1/2L、 3/4L、 7/8L和右支点处为控制截面 ，箱梁的内部有局部地方为了其它要求而设置了变截面形状，但由于其对结构受力影响不大，因此，在建模过程中将这部分简化了。四、内力计算（二）恒载内力计算本 桥使用的是先简支后连续的施工方法，施工主要有以下几个步骤：第一 阶段 ， 为主梁的预制阶段 ，再 将各跨预制梁安装到位，形成由临时支座支撑的简支体系。第二 阶段 ， 张 拉负弯矩区预应力钢束 ， 完成现浇段的施工 。第三 阶段 ， 完成 体系转换 ，最终 形成四跨连续梁的空间结构体系。第四 阶段 ， 完成桥面铺装和护栏的施工 。四、内力计算1.简支阶段主梁恒载内力本设计的桥梁为先简支后连续结构体系，由于主梁初期为简支体系，所以应按照简支结构计算桥梁的内力。四、内力计算 简支阶段边梁结构内力图四、内力计算2.一期恒载内力成成 桥后箱型一期结构自桥后箱型一期结构自重作用增量：预制梁计入每重作用增量：预制梁计入每片梁间现浇桥面板及横向连片梁间现浇桥面板及横向连接湿接缝混凝土后的自重作接湿接缝混凝土后的自重作用即为成桥后箱型梁一期结用即为成桥后箱型梁一期结构自重作用构自重作用 增量增量 。四、内力计算3.二期恒载内力计算二期结构自重作用：桥面铺装采用 13cm厚纤维网混凝土铺装，且铺装成宽 11.5m，纤维网混凝土重度为 26kN/m3,桥面横坡已通过主梁和盖梁调整成 2%，因桥横向由 4片梁组成，则每片梁承担的全部二期永久作用的 1/4。四、内力计算 恒载内力计算结果四、内力计算(三 )活载内力计算1.冲击系数2.车道折减系数3.纵向折减系数四、内力计算活载内力计算结果四、内力计算(四 )次内力计算1.温度 引起的次 内力桥梁 结构基本上都是在室外，所以他的结构受力会受到温度的影响。包括局部温差影响和年温差影响。计算桥梁结构由于梯度温度所产生的效应时，可采用竖向形式的温度曲线。四、内力计算 梯度温度引起的结构内力计算结果四、内力计算2.支座沉降引起的次内力由于地基的原因，当支座下降时会引起桥梁的内力变化，本设计考虑基础沉降的方法为每个支座各沉降 2cm。四、内力计算 支座沉降引起的次内力计算结果四、内力计算（五）内力组合荷载是桥梁结构设计中最基本的技术条件之一。为使设计的结构能够符合适用、安全和经济的设计要求，必须要制定符合客观事实所需要的荷载的形式、标准值的大小及其在不同时间和不同的条件下的所有可能组合的方式。四、内力计算 短期效应组合作用下的结构内力四、内力计算 长期 效应组合作用下的结构内力四、内力计算 基本效应组合作用下的结构内力五、配筋设计（一） 预应力