公路115m+2×185m+115m矮塔斜拉桥设计

西 南 交 通 大 学本科毕业设计公路115m+2185m+115m矮塔斜拉桥设计年 级：2007级学 号：20070192姓 名：温作洋专 业：土木工程指导老师：谢 尚 英二零一一年六月西南交通大学本科毕业设计（论文） 第99页院 系 土木工程 专 业 土木工程 年 级 2007 姓 名 赵 鹏 题 目 公路115m+2185m+115m矮塔斜拉桥设计 指导教师评 语 指导教师 (签章)评 阅 人评 语 评 阅 人 (签章)成 绩 答辩委员会主任 (签章) 年 月 日毕业设计（论文）任务书班 级 07土木6班 学生姓名 温作洋 学号 20060192 专业土木工程发题日期：2010年4月5日 完成日期：2010年6月10日题 目 公路115m+2185m+115m矮塔斜拉桥设计 题目类型： 工程设计1、本论文的目的、意义：最近几年里，随着我国基础建设的快速发展，对我国交通领域的要求也越来越高，这也促使了我国最近几年交通枢纽的不断发展。现在大跨度桥梁的发展更是如火如荼，方兴未艾！尤其是斜拉桥，在经济、技术、使用要求等各方面越来越符合时代要求。本毕业设计为公路矮塔斜拉桥。在设计任务和老师的指导下应完成一座桥梁结构从最开始的桥跨布置到最后的各种检算等一系列工作。本论文的目的是为了了解矮塔斜拉桥的特点、设计总体步骤、认识到矮塔斜拉桥的主要构件(梁、索、塔)的受力特点,构造特点。熟悉Midas里面的矮塔斜拉桥所有构造、步骤、建模、计算。认识到部分斜拉索初始张拉力的确定方法,合理分施工阶段以及合理成桥状态的概念。了解恒载、活载、组合计算以及初步设计中的主要检算，同时还要完成主梁的预应力配束，以及对主梁和斜拉索的计算和检算。 本论文意义:通过毕业设计与毕业论文的写作对矮塔斜拉桥有一个全面的认识,并对桥梁的设计过程有很大的了解。本设计是对同学们大学四年所学知识的回顾和总结，以及为同学们将来踏上工作岗位奠定基础。2、学生应完成的任务1) 桥跨布置，结构尺寸拟定：(1) 根据所选题目要求的主跨跨度和边跨跨度完成桥跨布置工作；(2) 结合参考文献资料，在教师指导下初步拟定结构主要构件（塔、梁、索）的结构形式和主要尺寸。2) 主要设计及计算工作：(1) 根据拟定的桥跨布置和主要结构尺寸对斜拉桥结构进行有限元建模分析；(2) 对矮塔斜拉桥的主梁进行纵向预应力配束估算和布置（配束设计）；(3) 根据斜拉桥的合理成桥恒载状态和合施工状态需求初步确定出斜拉索的成桥索力；(4) 由软件计算得到最终的结构内力和变形成果。3) 主要设计验算工作：(1) 根据整体受力计算中主梁内力组合结果和配束情况对预应力混凝土梁进行正常使用极限状态和承载能力极限状态的设计检算（包括构件的强度检算和抗裂性检算）；(2) 根据斜拉索的内力组合结果进行斜拉索的应力检算；(3) 根据主梁变形计算结果进行主梁的刚度检算。4) 图纸工作：要求完成不少于16张A3幅面设计图。包括桥跨布置、主梁一般构造、主梁纵向预应力构造、索塔构造、桥墩构造、斜拉索构造等。5) 毕业实习报告。6) 外文文献翻译。3、论文各部分内容及时间分配：（共 12 周）第一部分 进行文献资料收集、阅读；开始桥跨布置，外文文献翻译 (1周)第二部分 完成桥跨布置和主要构件尺寸拟定工作，斜拉桥整体建模分析 (1周)第三部分 矮塔斜拉桥分阶段施工计算模型的建立 (1周)第四部分 部分斜拉索的设计和索力的确定，纵向预应力钢筋的配束设计 (2周)第五部分 进行矮塔斜拉桥初步内力计算和内力组合，进行初步检算 (1周)第六部分 整理设计及计算成果，汇总最终检算成果，开始图纸绘制工作 (1周)第七部分 论文整理、图纸绘制工作 (1周)第八部分完善论文写作和图纸绘制工作 (1周)评阅及答辩 (2周)备 注 指导教师： 年 月 日审 批 人： 年 月 日摘要斜拉桥是将桥面用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁，是由承压的塔，受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系。斜拉桥是现在使用较多和较广的一种桥梁体系，其基本特点是：结构轻，跨越能力大，形式美观，受力合理。 本设计为公路115m+2185m+115m三塔四跨预应力混凝土单索面矮塔斜拉桥，在结构性能上，斜拉索仅仅分担部分荷载，还有相当部分的荷载由梁的受弯、受剪来承受。“部分斜拉”即源于斜拉索的斜拉程度。矮塔斜拉桥的受力是以梁为主，索为辅，所以梁体高度介于梁式桥与斜拉桥之间，大约是同跨径梁式桥的 1/2倍或斜拉桥的 2倍。 本设计中主梁采用单箱三室的变截面形式，使用 C50混凝土，桥面设计宽为25.5m，桥面设2的双向横坡，以便于横向排水。设计荷载标准为：公路I级荷载。桥塔采用独柱型桥塔，C40混凝土，总高83.5，塔底尺寸为2.2m8m。主墩采用薄壁墩，尺寸为8m14.19m。斜拉索对称设置在桥面中央分隔带处，每个索塔上对称连有24根斜拉索，共72根。 在设计之初，首先是进行各构件截面尺寸的拟定，在本设计中个截面尺寸的拟定是通过参考观音岩大桥设计的。并且在Midas软件中建立斜拉桥的计算模型。通过计算对斜拉桥的各个截面尺寸进行优化。同时调整斜拉索的索力。进行成桥下的内力组合计算。 接下来是斜拉桥分阶段施工计算模型的建立，通过这个过程去了解斜拉桥的施工方法和流程。 然后是矮塔斜拉桥预应力的设计，通过预应力的估数和调整是桥梁达到合理的工作状态。 最后是进行设计检算，根据整体受力计算中主梁内力组合结果和配束情况对预应力混凝土梁进行正常使用极限状态和承载能力极限状态的设计检算。根据斜拉索的内力组合结果进行斜拉索的应力检算。根据主梁变形计算结果进行主梁的刚度检算。关键词： 斜拉桥； 矮塔斜拉桥； 悬臂施工； 设计检算 AbstractCable-stayed bridge is a kind of bridge which attaches the bridge deck with many cables to the bridge tower directly. It belongs to a structure system consisting of press-bearing towers, pull-bearing cables and bend-bearing beams. With basic features of light structure, considerable cross-ability, dignified form and proper load-carrying capability, cable-stayed bridge is a widely-used bridge system. This design is a single-cable-plane cable-stayed bridge in a highway form of 115m+2185m+115m twin towers and four spans prestress. In terms of structure and properties, the cables only burden some part load, some considerable part of remained load is borne by the beams being bent and sheared. The so-called “partial cable-stayed” stems from the degree of cables. The load-carrying capability of partially cable-stayed bridge mainly lies in beams, then on cables. Consequently, the beam height of partially cable-stayed bridge comes between Bean Bridge and Cable-stayed Bridge, it being half higher than Beam Bridge of the same span and twice higher than cable-stayed bridge. Main girder in this design takes the form of variable cross-section in this third, single-box-type, with application of concrete C50. The deck design is 25.5m wide. A 2% dual cross-slope in the deck makes it convenient to drainage cross wisely. Meanwhile, for the supporting load of this design, it should be in accordance with I grade load standard of a highway. The bridge tower is single-cylindrical and is 81.5m high constructed by concrete C40. The size of the bottom in bridge tower is 2.2m8m. The main pier is in form of thin-wall pier with the size of 8m14.18m. Cables are set symmetrically in each central lane separator of the bridge deck; meanwhile, 24 symmetrical cables are tied to each bridge tower with a total number of 72. The size of cross-section in each component part should be fixed by way of referring to Guanyinyan Bridge before starting this design. Then a calculation model of cable-stayed bridge could be established in Midas, a software. Moreover, an optimization to each size of cross-section could also be reached by calculation, along with the adjustments of forces in cables. The final step was to conduct a combined calculation of in centre beneath the bridge.When all the reverent calculations had been done, it was time that a calculation model in the process of staged construction be built, which would act as a tool for designer to know the construction methods and procedure. Following the above steps was the design of prestress in this partially cable-stayed bridge by whose expectancy and adjustments the bridge could reach an ideal working condition. Here came the last step to conclude this work, that is, the checks on the whole design. Firstly, the check should focus on prestress concrete girders performance when it was normally used under extreme condition and when its supporting capacity went through extreme one. It must base on the coordinating results of main beams internal forces in the course of calculating global stress. Secondly, the check on stress should depend on the coordinating results of internal forces in cables. Lastly, the stiffness calculation in this design could be reached on the basis of deformation checks in the main beam. Key Words: Cable-stayed Bridge; Extra-dosed Prestressing Concrete Bridge; Cantilever Construction; Design calculation 目录毕业设计（论文）任务书II摘要VABSTRACTVI第1章 绪论11.1 斜拉桥结构概述11.2 连续梁和连续刚构的概述21.3 矮塔斜拉桥的定义和特点41.4 矮塔斜拉桥的发展概况71.5 矮塔斜拉桥的设计分析91.5.1 矮塔斜拉桥的总体布置及适用跨径91.5.2 矮塔斜拉桥的结构体系91.5.3 设计分析方法91.6 本论文的主要工作101.7 设计任务书及基本质料111.7.1 设计题目及分组111.7.2 设计主要技术指标111.7.3主要设计参考规范111.7.4 设计参考书目111.7.5主要设计内容要求111.7.6 出图内容131.7.7 论文工作14第2 章 桥型方案总体设计152.1 桥跨布置152.1.1 主要设计技术指标152.1.2 本桥设计参考规范、标准152.1.3 桥跨布置过程162.1.4 索塔控制尺寸的确定172.1.5主梁控制尺寸的确定182.1.6 斜拉索的总体设计202.2 主要结构设计施工要点232.2.1 主梁施工方法及注意事项232.2.2 桥塔和桥墩施工252.2.3 斜拉索施工262.2.4 桥面铺装设计27第三章 矮塔斜拉桥的整体受力计算293.1 Midas 整体计算模型的建立293.2 模型的主要计算参数313.3 Midas 分阶段计算模型的建立343.4 恒载状态计算结果363.4.1 分阶段模型的施工阶段计算结果363.4.2 分阶段模型的成桥恒载状态计算结果383.5 活载状态计算403.5.1 汽车活载在Midas 中的输入413.5.2 主梁活载内力结果423.5.3 斜拉索的活载内力443.6 内力组合463.6.1 主梁的内力包络图473.6.2 主梁的内力组合473.6.3 斜拉索的内力和应力组合48第4章 矮塔斜拉桥的主梁预应力筋设计514.1 矮塔斜拉桥的索力确定方法514.2 压弯构件预应力估算的原理和方法544.2.1 按照正常使用极限状态的应力要求计算544.3 设计中的预应力估算结果594.4 体内预应力钢筋的布束结果59第五章 矮塔斜拉桥的设计检算625.1 主梁检算625.1.1 主梁正截面强度检算635.1.2 主梁正截面抗裂性检算645.1.3主梁刚度检算655.2 斜拉索检算665.2.1斜拉索的组合应力检算665.2.2 疲劳检算675.3 检算结论69第六章 主要材料数量汇总70结 论72致 谢73主要参考文献74附录一 MIDAS命令流文件75附录二 实习报告84第1章 绪论1.1 斜拉桥结构概述 斜拉桥又称为斜张桥，是一种通过主塔上的钢拉索拉起主梁的桥梁，是由承受压力的塔，受拉力的索和承受弯矩的梁体组合起来的一种结构类型。它能看作是拉索代替支墩的多跨弹性支承连续梁桥。其可使梁体内弯矩减小，降低建筑物的高度，减轻了结构的重量，节省了建筑材料。斜拉桥作为一种拉索体系，比梁式桥梁具有更大的跨越能力，是大跨度桥梁的最主要的选择之一。斜拉桥是一种自锚式结构，斜拉索的水平力由梁承受、梁除支承在墩台上外，还支承在由塔柱引出的斜拉索之上。索塔型式主要有有A型、倒Y型、H型、独柱型，材料有钢和混凝土的。1955年，瑞典建成第一座现代斜拉桥，跨径为182米。40多年来，斜拉桥的发展，具有强劲势头。我国70年代中期开始修建混凝土斜拉桥，改革开放后，我国修建斜拉桥的势头一直呈上升趋势。目前为止建成或正在施工的斜拉桥共有3O余座，仅次于德国、日本，而居世界第三位，而大跨径混凝土斜拉桥的数量已居世界第一。目前世界上建成的最大跨径的斜拉桥为我国的苏通长江大桥，主跨径为1088米,于2008年4月2日试通车。表1-1世界十大斜拉桥排名名称主跨/m国家1苏通大桥1088中国2昂船洲大桥1018中国3多多罗大桥890日本4诺曼底大桥856法国5上海长江大桥730中国6闵浦大桥708中国7南京长江三桥648中国8南京长江二桥628中国9金塘大桥620中国10白沙洲长江大桥618中国1.2 连续梁和连续刚构的概述 连续梁桥是中等跨径桥梁中常用的一种桥梁结构，预应力混凝土连续梁桥是其主要结构形式，它具有接缝少、刚度好、行车平顺舒适等优点，在30m120m跨度内常是桥型方案比选的优胜者。刚构桥是指桥跨结构与桥墩式桥台连为一体的桥。与同类桥(如连续梁桥、T形刚构桥)相比：多跨刚构桥保持了上部构造连续梁的属性，跨越能力大，施工难度小，行车舒顺，养护简便，造价较低。 连续刚构桥的受力特点： （1）综合连续梁和 T型刚构桥的受力特点，主梁做成连续梁体与薄壁桥墩固结而成； （2）连续刚构体系的梁部结构的受力性能如同连续梁一样； （3）薄壁墩底部所承受的弯矩，梁体内的轴力随着墩高的增大而急剧减小。 连续刚构桥的体系优点：（1）保持了连续梁的各个优点； （2）墩梁固接节省了大型支座的昂贵费用，减少了墩及基础的工程量； （3）改善了结构在水平荷载（例如地震荷载）作用下的受力性能。 正因为这样，连续梁桥相对连续刚构桥来说的话那就有相对的缺点了，连续梁桥是超静定结构，连续刚构桥也是超静定结构，但后者因为梁要固结在墩上，所以稳定性更好。 1.3 矮塔斜拉桥的定义和特点 矮塔斜拉桥为近20年来出现的一种新桥型。矮塔斜拉桥结构体系主要有塔梁固结、梁底设支座;塔墩固结、塔梁分离;塔梁墩固结三种形式。主梁和塔具有较大的刚度，容易设计成多塔桥梁。斜拉索可锚固于塔上，也可以索鞍形式通过桥塔。 矮塔斜拉桥是介于连续梁(刚构)桥与斜拉桥之间的一种新型桥梁图1-1三跨连续梁结构示意图及其弯矩示意图图1-2七跨连续梁结构示意图及其弯矩示意图图1-3部分斜拉桥结构示意图及其弯矩示意图图1-4多跨连续梁结构示意图及其弯矩示意图图1-5斜拉桥结构示意图及其弯矩示意图综上所述部分斜拉桥具有以下明显的特点【1】：(1)美学景观特征：部分斜拉桥的桥塔不高，较一般斜拉桥而言，要矮一般，所以看起来桥塔、拉索、桥面更加的和谐一致，更加凸显出壮观之美的感觉。(2)跨径布置灵活：部分斜拉桥不像一般斜拉桥一样对跨径的要求较为严格，部分斜拉桥可根据实际情况对桥跨进行不同的设计，一般可分为一塔两跨、两塔三跨和多塔多跨等不同的桥跨布置形式。而且矮塔斜拉桥在桥梁的布置设计空间中有很大的选择性。(3)施工简便：部分斜拉桥的施工方法与连续梁桥基本相同，可采用悬浇法施工。施工中不必进行斜拉索二次索力调整。由于部分斜拉桥较矮对于施工工艺的要求较低，而且施工工艺的复杂性也没有一把斜拉桥难。(4)经济性好：通过分析国内外的部分斜拉桥、一般斜拉桥还有联系梁桥的工程造价情况，发现矮塔斜拉桥型该桥型的没延米的造价与连续梁桥相差不多，主要是低于一般斜拉桥造价，性价比高，经济性好。1.4 矮塔斜拉桥的发展概况 矮塔斜拉桥是介于梁桥与传统斜拉桥之间的一种新型桥梁结构。普遍认为，由Christian Menn设计的建于 1981年的甘特(Ganter)大桥，是矮塔斜拉桥的雏形图 1-6 瑞士的甘特桥 图 1-7 Sunniberg bridge 图 1-8 韩国 Kack-Hwa First桥我国矮塔斜拉桥建造起步稍晚，2001年建成我国第一座公路与城市道路上的矮塔斜拉桥。此后，许多具有代表性的矮塔斜拉桥相继建成，随着国内这类桥梁的修建，这种桥式己引起了桥梁工作者的重视，这几座矮塔斜拉桥在建造过程中所进行的科研，积累的设计、施工与管理经验，都为这种桥型在我国的进一步发展奠定了良好的基础。目前，我国已建和在建的矮塔斜拉桥己近20座。 1.5 矮塔斜拉桥的设计分析1.5.1 矮塔斜拉桥的总体布置及适用跨径1.5.2 矮塔斜拉桥的结构体系结构体系可选3种形式。桥梁桥塔与主梁固结、桥梁主梁底架设支座的形式适用于跨度不太大的桥梁，支座吨位不至于过大，它的特点是塔根弯矩较小，塔两侧索力差较小，结构的整体刚度较小。矮塔斜拉桥的特点接近于刚度大，索差大。进行桥梁设计时，应对结构体系的选择作慎重考虑，选择最合适的形式。1.5.3 设计分析方法1.6 本论文的主要工作 毕业设计的目的在于培养毕业生综合能力，灵活运用大学所学的各门基础课和专业课知识，并结合相关设计规范，独立的完成一个专业课题的设计工作。设计过程中提高学生独立的分析问题，解决问题的能力以及实践动手能力，达到具备初步专业工程人员的水平，为将来走向工作岗位打下良好的基础。 根据毕业设计任务书要求是公路115+2185m+115m双塔矮塔斜拉桥设计，从桥的受力性能、使用功能、施工难易程度、工程造价与工期等多方面进行斜拉桥方案的设计，这里面包括主梁，主墩，索塔截面形式的设计。 在桥型方案确定以后，参照已建同类型桥梁的设计，进行各部分构件截面尺寸的初步拟定。通过建立合理的计算模型，利用Midas软件对该桥进行计算模型的建立。通过初步计算，在满足安全、适用、经济的前提条件下，进行截面尺寸优化设计；同时根据规范要求，对最终选取的截面进行检算工作，检算内容包括抗压，抗弯，抗裂等。 此外，为了尽可能地了解桥梁建设方面的一些新的发展动向，以便为本毕业设计服务。在本次毕业设计过程中，翻阅了若干与此相关的外文及中文文献资料，并将相关的知识应用到此次毕业设计中去。同时，去桥梁施工现场进行现场的参观，近距离的感受桥梁的建设施工过程。让我得到了更多的有关施工方面的知识，并把它们整理成了毕业实习报告。1.7 设计任务书及基本质料1.7.1 设计题目及分组设计题目：公路115+2185m+115m矮塔斜拉桥设计1.7.2 设计主要技术指标(1) 公路等级：高速公路。(2) 桥梁结构形式：预应力混凝土梁矮塔斜拉桥。(3) 设计荷载：公路级荷载。(4) 桥面坡度：桥面纵向按平坡设计；车行道设双向2.0横坡。(5) 桥面布置：主桥宽度25.50米0.5米（防撞护栏）10.75米（行车道）3.00米（中间带）10.75米（行车道）主桥0.5米（防撞护栏）。(6) 桥面铺装及防水：1cm沥青混凝土磨耗层防水粘结层+10cm厚的钢纤维水泥砼(钢纤维含量为80kg/m3)无机渗透结晶型防水层。(7) 施工方法：主梁除0#段采用托架施工外，其余梁段采用挂篮悬臂浇筑施工。1.7.3主要设计参考规范(1) 公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004(2) 公路斜拉桥设计细则JTG/T D65-01-2007(3) 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D6220041.7.4 设计参考书目(1) 斜拉桥（人民交通出版社，林元培编著）(2) 现代斜拉桥（西南交通大学出版社，严国敏编）(3) 斜拉桥（人民交通出版社，刘士林，孟凡超等主编）(4) 大跨度桥梁和城市桥梁设计（西南交通出版社，沈锐利编）(5) 桥梁工程概论（西南交通出版社，李亚东编）(6) 混凝土桥（西南交通大学出版社，李乔编）(7) 结构设计原理（西南交通大学出版社，李乔编）1.7.5主要设计内容要求1.7.5.1 桥跨布置、构件尺寸拟定(1) 桥跨布置根据所选题目要求的分跨和跨度完成桥跨布置工作。(2) 结构纵向布置时应根据参考地形线确定墩、塔的桩位；结构横向布置按设计技术指标要求确定。(3) 桥跨布置中应根据斜拉桥结构特点和参考地面线、桥面线确定合理的索塔高度。桥跨布置中应调研矮塔梁斜拉桥的实例资料，确定主梁的标准节段长度（标准索距），根据矮塔斜拉桥受力特点拟定主梁密索段索距、无索段索距，桥塔索距等基本设计参数。(4) 结构尺寸拟定结合参考文献资料，在教师指导下初步拟定结构主要构件（塔、梁、索）的结构形式和主要尺寸。1.7.5.2 主要设计及计算工作(1) 计算建模根据拟定的桥跨布置和主要结构尺寸对矮塔斜拉桥结构进行有限元建模分析。设计中的计算建模建议采用“MIDAS软件”或“桥梁博士软件”。计算模型应能包括：一次成桥模型（用于校核结构分析模型）、分阶段施工模型（用于进行施工阶段模拟分析及合理施工状态确定）。根据计算模型得到初步的内力组合结果。(2) 主梁预应力配束设计根据初步计算模型结果，参照连续梁桥及连续刚构桥的预应力配束，对矮塔斜拉桥的主梁进行纵向预应力配束估算和布置（配束设计）。初步的配束结果输入到计算模型中，以便能考虑修正次内力对配束设计的影响。(3) 矮塔斜拉索张拉索力设计依据参考资料，根据矮塔斜拉桥中索、梁间荷载分配关系，拟定一组斜拉索的初设张拉力。(4) 索塔和主墩的配筋设计根据索塔和主墩的初步内力组合结果，对索塔进行初步配筋设计。本条设计工作可作为毕业设计中的推荐选作内容。(5) 结构尺寸的调整前述步骤中，会得到相关的初步匡算、初步检算结果，根据这些结果对原拟定的主要结构尺寸进行相应的调整（如必要的加强或优化）。调整后的结构参数应反映到计算模型中，得到相应的计算成果。调整过程需按设计流程要求进行，直到主要构件能满足相应规范检算要求。(6) 最终的计算结果考虑配束调整、索力调整、截面调整等设计过程后，相关设计参数应正确反映到最终的计算模型中，并由软件计算得到最终的结构内力和变形成果。最终内力计算结果需按规范要求完成相应的内力组合，并绘制出主要的内力包络图。1.7.5.3 主要设计验算工作(1) 根据整体受力计算中主梁内力组合结果和配束情况对预应力混凝土梁进行正常使用极限状态和承载能力极限状态的设计检算（包括构件的强度检算和抗裂性检算）。(2) 根据斜拉索的内力组合结果进行斜拉索的应力检算。(3) 根据主梁变形计算结果进行主梁的刚度检算。(4) 根据索塔的内力组合结果对其进行正常使用极限状态和承载能力极限状态的设计检算（包括构件的强度检算和抗裂性检算）。（选作内容）(5) 根据主墩的内力组合结果进其行正常使用极限状态和承载能力极限状态的设计检算（包括构件的强度检算和抗裂性检算）。（选作内容）1.7.5.4 其它设计工作(1) 施工方法及施工流程(2) 主要工程数量汇总论文中应补充论述的内容根据参考文献对以下技术问题加以调研和论述：（1） 矮塔斜拉桥的特点及应用概况（2） 矮塔斜拉桥预应力配束原则和方法（3） 矮塔斜拉桥结构主要计算工作内容和设计检算方法1.7.6 出图内容要求完成不少于16张A3幅面设计图。具体内容可参考下面说明：(1) 桥跨布置图（一）（反映立面和平面的总体布置）(2) 桥跨布置图（二）(反映横向布置）(3) 主梁一般构造图（一）(4) 主梁一般构造图（二）(5) 主梁纵向预应力构造图（一）(6) 主梁纵向预应力构造图（二）(7) 主梁竖向预应力构造图*(8) 主梁横向预应力构造图*(9) 索塔一般构造图(10) 主墩一般构造图(11) 斜拉索构造图(12) 斜拉索设计参数表(13) 桥面铺装构造图(14) 伸缩缝布置及构造图(15) 索塔施工流程示意图(16) 主梁施工流程示意图（一）(17) 主梁施工流程示意图（二）(18) 主要材料数量汇总表1.7.7 论文工作除设计图纸外，毕业论文应包括以下主要内容：(1) 设计任务、基本资料。(2) 毕业设计中、英文摘要。(3) 毕业设计说明书(不少于一万五千字)(4) 与设计题目相关的设计理论和技术的简况。(5) 详细的计算、设计过程说明，包括计算公式、数据及必要的图表以及自编程序清单等。(6) 施工方案和步骤。(7) 简单的工程概算（工程数量估算）。(8) 对本次设计的总结，包括自己的收获、感想及毕业设计中存在的问题等内容。(9) 毕业实习报告。(10) 英文专业文献的中文翻译稿，要求英文文献不少于1万外文字符。具体翻译文献由指导教师给定。第2 章 桥型方案总体设计2.1 桥跨布置 本设计为公路120m+185m+120m双塔矮塔斜拉桥设计，方案采用预应力混凝土墩、梁、塔固结结构，总体布置图见下图2-1。图2-1 桥跨总体布置图（单位.cm）2.1.1 主要设计技术指标 （1）公路等级：高速公路。 （2）桥梁结构形式：双塔三跨预应力混凝土单索面矮塔斜拉桥。 （3）设计荷载：公路I级荷载。 （4）桥面坡度：桥面纵向按平坡设计；车行道设双向2.0横坡。 （5）桥面布置：主桥宽度 25.50米0.5米（防撞护栏）10.75米（行车道）3.00米（中间带）10.75米（行车道）主桥0.5米（防撞护栏） （6）桥面铺装及防水：1cm沥青混凝土磨耗层防水粘结层+ 10cm厚的钢纤维水泥砼(钢纤维含量为 80kg/m3)无机渗透结晶型防水层。 （7）施工方法：主梁除0#段采用托架施工外，其余梁段采用挂篮悬臂浇筑施工。2.1.2 本桥设计参考规范、标准 （1）公路桥涵设计通用规范 JTG D60-2004 （2）公路斜拉桥设计细则JTG/T D65-01-2007 （3）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D622004 （4）公路桥涵地基与基础设计规范 JTG D63-2007 2.1.3 桥跨布置过程 根据所选题目要求的主跨跨度和边跨跨度完成桥跨布置工作。主要是要完成对立面、横断面、平面的布置工作，总的布跨原则有如下几点： 结构纵向布置时应根据参考地形线确定墩、塔的桩位；结构横向布置按设计技术指标要求确定。 桥跨布置中应根据斜拉桥结构特点和参考地面线、桥面线确定合理的索塔高度。 桥跨布置中应调研部分梁斜拉桥的实例资料，确定主梁的标准节段长度（标准索距），根据矮塔斜拉桥受力特点拟定主梁无索段索距，桥塔索距等基本设计参数。 在满足以上原则的前提下，根据自己的实际情况本设计对桥跨进行了如下布置： 在此设计中边中跨都比较大，因此结合受力，经济，实用，美观等要就所以本设计中采用悬臂现浇施工方法，变截面的梁。 由于双室式腹板总厚度增加，主拉应力和剪应力数值不大，且布束容易，这是单箱双室的优点；但是双室式也存在一些缺点：施工比较困难，腹板自重弯矩所占恒载弯矩比例增大等等。本设计是一座一级公路矮塔斜拉桥，综上所述在本次桥梁设计中采用的横截面形式为单箱三室的截面形式。桥面 公路桥面构造包括行车道铺装、排水防水系统、人行道（或安全带）、缘石、栏杆、护栏、照明灯具和伸缩缝等；桥面构造对桥梁的主要结构起保护作用，使桥梁能正常使用。整个桥面设计尺寸为：主桥宽度25.50米0.5米（防撞护栏）10.75米（行车道）3.00米（中间带）10.75米（行车道）主桥0.5米（防撞护栏），同时，为了利于桥面排水在本桥中设置了车行道设双向2.0横坡（本桥未考虑纵向坡度）。横坡设置的形式有：铺装时设三角垫层；行车道板做成斜面；再墩台顶部设置横坡。这三种形式各有优劣，工程实际中应根据具体情况选择。在本设计中本设计采用的是将行车道板做成斜面的这种方法。 2.1.4 索塔控制尺寸的确定 索塔的结构形式用钢结构或钢筋混凝土制作，根据需要也可采用预应力混凝土结构。索塔的结构形式应根据斜拉索的布置、桥面宽度以及跨度等因素决定。根据以上原则，在本次设计中采用的是单柱形双索面桥塔，其结构如图 2-2所示： 图 2-2 索塔结构图示从桥面算起的塔高，矮塔斜拉桥要比斜拉桥低得多。据以上的依据及查阅资料规范，在本设计中主跨的长度为185m，按照上面的布置原则本设计选取塔高为22m，这个高度约为主跨的1/8.4，满足布置要求。 2.1.5主梁控制尺寸的确定 2.1.5.1无索区段长度的确定 矮塔斜拉桥梁上无索区较之一般斜拉桥要长。另外，矮塔斜拉桥主梁是跨内由多点弹性支承的连续梁和连续刚构体系，索塔处主梁梁高大，且有支座或桥墩支承，不需设置拉索。跨中和塔跟无索区长度，当主梁刚度不变时，跨中无索区对主跨结构的影响比较明显，无索区越长，跨中弯矩和位移越大。塔旁无索区长度的增大造成中跨主梁跨中竖向位移和弯矩都同步增加。矮塔斜拉桥的无索区段与跨径之间不存在合适比例的问题。在通常的设计当中，矮塔斜拉桥主梁上无索区的长度，索塔附近宜取 0.15-0.20倍主跨跨径；中跨跨中宜 0.2-0.35倍中跨跨径；边跨部宜取 0.2-0.35倍边跨跨径。根据这些原则，本设计为公路120m+2185m+120m的矮塔斜拉桥，无索区长度为塔跟部分为29.5m,跨中部分为38m,边跨部分是46.5m，有索区长度都是48m对称布置，图片可参考图2-12.1.5.2主梁的立面布置 矮塔斜拉桥由梁、塔、索、墩4种构件的不同组合构成不同的结构体系形，从而将形成了不同的立面布置形式。梁按支承式分为连续梁和连续刚构形式。主梁结构体系和布置方式应根据桥位处的各种地理环境，施工方法，结构受力方面等因素综合分析后确定。在相同的条件下，由于主梁结构体系和支承条件不同使主梁、内力和变形也随之改变。 2.1.5.3主梁端部构造设置 由于部分斜拉桥主梁有诸多的无索，主梁部处理方式与连续梁相同。当边跨和中跨的比值较小是，为了克服反力，将设置牛腿上作为平衡重（在桥墩处） 2.1.5.4主梁高度沿纵桥向的变化 矮塔斜拉桥的主梁主要采用等截面和变截面这两种形式形式，当主跨小100m时可采用等截面形式。而当矮塔斜拉桥主跨跨径大于100m时，应该采用变截面形式，。本次矮塔斜拉桥设计中边跨120m，中跨185m，于是采取变截面形式，主要是支座截面到跨中截面的二次抛物线式的变截面，而中跨，边跨的一部分为了便于施工，不予采取变截面，直接取的边跨 2.1.5.5横截面布置 矮塔斜拉桥主梁受力性能与连续梁(刚构)桥相似，而它还要承受弯矩，不同方向的剪力，压力，因此对桥梁的横截面的选取英去刚度大，抗弯抗压抗扭性能好的截面。而又需求截面满足桥梁的施工工艺等，所以该选取箱梁截面。而在在本设计中，由于跨度较大，边跨较大，桥墩较高，为了满足桥梁受力的需求，采用了如下图2-3所示的单箱三室大悬臂横断面。 图 2-3主梁截面图例（单位.m）通过以上的叙述本设计最终将主梁设计如下：主墩点处梁高6.5m，跨中断面梁高4m，梁体下缘按二次抛物线变化，箱梁顶宽25.5m，箱底宽17.38m；斜拉索布置在中室。主梁除支点处设横隔板外，每根拉索锚固点处均设有横隔板，间距4.0m左右。具体数据见毕业设计图纸中的主梁分块图中的表格。 2.1.6 斜拉索的总体设计 拉索是矮塔斜拉桥的主要承重构件之一，对结构整体刚度和经济合理性要作用。一方面，斜拉索起体外预应力索、平衡支点负弯矩、降低刚构桥梁桥梁高的作用，即加固主梁的作用，另一方面，一些拉索也对主梁起弹。斜拉技术是在混凝土预应力技术的基础上发展起来的，拉索相当于预应的体外索。不论矮塔斜拉桥还是传统斜拉桥，斜拉索都必须具备抗疲劳性能、高度的承载能力、稳定的高弹性模量、耐久性、拆换方便、锚固可靠和良好的抗腐蚀性，它不仅影响桥梁的结构性能，而且影响到施工方法和经济性。 2.1.6.1斜拉索