唐家河公路大桥班桥梁毕业设计.doc

西安建筑科技大学毕业设计（论文）任务书题 目：唐家河公路A大桥设计 院（系）：土木工程学院 专 业：土木工程姓 名：学 号：指导教师：填表日期：2012年12月26日唐家河公路A大桥设计一、工程概况1工程名称：唐家河公路A大桥设计。 2建设地点：该桥梁位于二级公路 至 段唐家河河上。桥梁起点桩号为K117+453, 终点桩号为K117610，桥梁全长157米。（桥梁长度可根据实际情况进行调整，但调整幅度不易太大）。3技术标准：公路等级: 二级公路； 设计地震烈度: 8 度；设计洪水频率: 1/100。二、设计资料（一）工程地质、水文及气候情况1. 对桥位处地质状况进行了勘探，沿线地质状况一般为中等风化安山岩。探孔布置及桥位处地质纵断面如附图1所示。2. 桥位地区场地类别为类。3桥位地区历年平均气温23.8C，一月平均温度为5.6C，7月平均温度为30.5 C，极端最高温度39 C，极端最低温度2.8C，历年月平均最高温度34.9C，历年月平均最低温度9.2C。假设合龙温度为20C。4. 通航要求：无。5高程系：1985年国家高程基准。（二）材料供应1. 混凝土：预应力混凝土主梁及墩采用C50混凝土,其余构件均采C30混凝土。2预应力钢筋：采用钢绞线，其必须符合国家标准预应力混凝土用钢绞线（GB/T 5224-1995）。按国家标准公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）选用钢绞线规格，抗拉强度标准值fpk=1860Mpa，弹性模量Ey=1.95x105 Mpa，松弛率为3.5%。3. 锚具：采用OVM1319型锚具；预应力管道：采用波纹管成型。4. 普通钢筋：受力筋为HRB335或HRB400带肋钢筋，其必须符合国家标准钢筋混凝土用热轧带肋钢筋（GB 1499.2-2007）的规定。 构造筋为HPB235光圆钢筋，其必须符合国家标准钢筋混凝土用热轧光圆钢筋（GB 1499.1-2008）的规定。5钢板、型钢：主要受力构件采用Q345钢，次要构件及板件采用Q235钢，其必须符合国家标准桥梁用结构钢（GB/T 714-2008）、碳素结构钢（GB/T 700-2006）和低合金高强度结构钢（GB/T 1591-2008）。6支座：可采用球冠橡胶支座，板式橡胶支座，聚四氟乙烯橡胶支座等等。7伸缩缝：可采用D60型、D80型、D100型、D120型等，毛勒伸缩缝。8基础类型可根据桥位处地质情况自定。当采用桩基础，按摩擦桩进行设计时，施工应严格清底，桩底沉淀层厚度不得大于25cm，灌注桩施工结束后，应对其进行无损检测。 9当地粘土砖、各种料石、砂石资源丰富、价格低廉；各种钢材、水泥也都可以保证供应。10桥面铺装：8cm水泥混凝土+8cm沥青混凝土。（三）施工条件一般施工机具齐全。施工队伍可以满足各种桥梁的技术要求。（注：采用悬臂法施工挂篮参考值：悬浇挂篮自重不得大于1000kN,合拢段施工吊架自重不得大于200kN）。 三、设计任务及要求 毕业设计要求完成以下工作：1. 根据公路等级，分析交通流量和未来发展，确定桥面宽度。2. 根据所给的桥位地质地形、水文资料和施工条件，按适用、经济、安全、美观原则，至少拟定三个可比性桥型方案。具体包括：桥梁分孔方案；上部结构体系及构件尺寸；下部墩台形式及其尺寸；基础形式及其尺寸；拟采用的施工方案等。绘制每个桥型方案对应的平、立、剖面图。每个方案必须完成3#图1张，共3张。在此基础上可（选）绘制三方案比选图1张，供方案比选时用。3. 从工程数量、材料用量、工程造价、投资来源、施工难易程度、施工力量和结构美观等方面，综合分析比较，推荐出一个最优桥梁方案，作为设计建造方案。4. 对推荐方案进行施工图设计：（1）细化结构及构件的几何尺寸；考虑构件连接方式、配筋方式，孔洞位置等。（2）选择合理可行的建筑材料；确定施工方法。（3）分析施工顺序，分析结构、构件最不利荷载工况或最不利工作阶段；模拟施工过程或至少选定一个最不利施工阶段作为施工控制状态；选成桥营运阶段作为成桥控制状态。（4）根据控制状态建立构件与结构的静力计算简图或动力计算简图（考虑构件安装顺序、连接特点、轴线汇交、刚域设置、质量分布、支座情况等）。 （5）采用手算与电算相结合的方法进行计算（手算无法完成时才许电算）。电算时，建立有限元模型（进行结点编号，单元划分；确定约束条件、材料特性、截面尺寸，质量位置及具体数值等）。（6）计算每个单元的截面特性（面积、惯性矩等）。（7）根据设计荷载等级和控制状态，确定各种作用的具体量值。 （8）计算各种荷载的作用效应：结构重力（构件自重及桥面铺装、附属设备等附加重力）作用下桥梁结构的内力、位移及反力。 基础变位作用下桥梁结构的内力、位移及反力。混凝土收缩及徐变作用效应的考虑或计算（可选）。汽车荷载作用下结构的内力、位移及反力。基本内容有：冲击系数计算；荷载横向分布影响线计算，荷载横向分布系数计算；主梁（或桁片、拱片等）汽车荷载确定；控制截面、控制节点选定；控制截面、控制节点量值影响线计算；最不利荷载布置；最不利荷载效应计算。 人群荷载作用下结构的内力、位移及反力。温度荷载作用下结构的内力、位移及反力。地震作用下桥梁结构的内力、位移及反力。（一般可只考虑桥墩抗震）。基本内容有：考虑桥面系对墩顶的质量贡献；考虑橡胶支座的减振性质；分别建立单墩（多质点）顺桥向抗震计算模型和横桥向抗震计算模型；计算桥墩截面特性（面积、两个方向的惯性矩等）； 分别计算桥墩顺桥向动力特性和桥墩横桥向动力特性； 计算地震作用下桥梁结构的内力、位移及反力（可用振型分解组合反应谱法等方法计算地震作用和地震效应）。（9）按照规范进行荷载效应组合：承载能力极限状态设计的荷载效应组合：基本组合（用于构件截面验算）、偶然组合（用于桥墩抗震）。正常使用极限状态设计的荷载效应组合：作用短期效应组合（用于施工阶段）；作用长期效应组合（用于营运阶段）；分析不同阶段的各个控制截面的最不利（最大和最小）荷载效应，列表。 绘制不同阶段的最不利荷载效应（组合设计值）包络图，作为设计依据。（10）主梁为砼梁时，进行主梁截面配筋设计。 钢筋砼主梁：根据最不利弯矩配置纵向普通钢筋；根据最不利剪力配置弯起钢筋和箍筋。预应力砼主梁：根据最不利弯矩配置预应力钢束和纵向普通钢筋；根据最不利剪力配置弯起钢筋和箍筋。计算预应力损失，已备构件验算使用。（11）主梁为钢梁或钢桁架时，根据最不利内力，进行主梁或桁架构件的截面设计。（12）桥面板配筋计算。 一般可取简化的桥面板模型（简支板或悬臂板），计算桥面板配筋。若为箱形截面，可对截面进行横向计算，配置相应的横向钢筋（即桥面板配筋）。 横向计算时，可视截面为“平面框架”简图；沿桥纵向取1m段计算该“平面框架”各杆单元的截面特性；在截面各腹板下分别设置不动铰支座或可动铰支座（或弹性支座）；选定控制截面，布置结构自重和与控制截面内力相应的最不利汽车荷载；计算出最不利内力；进行横向（行车道板）配筋计算。混凝土梁桥、钢桥、拱桥都需要进行桥面板配筋计算。 （13）钢桥须对节点进行详细设计（构件之间，通常采用节点板-高强螺栓连接方式）。（14）拱桥的主拱圈受压为主，通常按压弯构件设计。（15）对设计好的上部结构主要构件进行强度、刚度与稳定性验算。若不符合要求，则需修改设计或提出修改措施。（16）墩、台设计验算。 分析墩、台承受的荷载情况（结构自重、汽车荷载和地震作用等）；进行荷载效应组合；确定最不利墩、台内力和位移；验算墩、台的强度、刚度与稳定性；进行墩柱延性构造细节设计。（17）基础设计验算。 分析基础承受的荷载情况（结构自重、汽车荷载等）；进行荷载效应组合；确定最不利荷载效应；确定地基容许承载力；进行墩、台基础的承载力验算（对于桩基，可视其实体基础，验算桩尖标高处的地基承载力）；进行墩、台基础的抗倾覆、抗滑动稳定性验算；对于桩基，应验算桩的长度、单桩轴向承载力和单桩的材料强度。若不符合要求，则需修改设计或提出修改措施。（18）根据桥梁所处位置、环境和施工力量配备情况，确定合理可行的施工方案及主要施工程序。（19）画施工图（绘制3#图至少8张）。要求完成的施工图：预应力砼或砼桥：桥墩、桥台、承台、基础构造图或配筋图（3#图2张）；上部结构构造、主梁（支点截面、跨中截面，1/4截面）一般构造图（3#图1张）；预应力钢束和普通钢筋布置图（3#图3张）；局部构造、结点详图或附属结构图（3#图1张）。施工程序图（3#图1张）。钢桥：桥墩、桥台、承台、基础构造图或配筋图（3#图2张）；上部结构构造图、桥面系图、细（局）部构造图、节点构造图、锚固构造图（3#图至少5张）；施工程序图（3#图1张）。可根据推荐方案特点，在上述施工图种类中选择典型施工图精心绘制，用以说明设计成果，为施工提供依据。四、设计成果要求 （一）实习报告（第一周末交）（二）设计说明书应完整地说明设计方案、设计依据、设计步骤及过程；论述充分，条理清晰，叙述准确，简明扼要；书写整齐；计算过程尽可能表格化。设计中存在的问题讨论与总结。设计说明书应包括下列内容：封面，扉页，毕业设计任务书，中英文摘要和关键词，目录，正文，参考文献，附录，致谢。设计说明书的字数应在10000字以上。（三）图纸设计时一律采用符合国家有关制图标准的3#图纸。正确体现设计意图；图面整洁，布置匀称，尺寸标注齐全，字体端正，线型规范。图纸绘制包括计算机绘制和手工绘制两部分，桥梁方案比选阶段完成设计方案图3套（3-4张）、施工阶段完成结构施工图1套（710张），施工程序图1套（12张），故共提交图纸至少5套（11张），其中至少1张是手画图。五、国家标准及设计参考资料1 交通部. 公路工程技术标准（JTG B01-2003） 北京：人民交通出版社，2002 2 交通部. 公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）北京：人民交通出版社，20043 交通部. 公路圬工桥涵设计规范（JTG D61-2005）北京：人民交通出版社，20054 交通部. 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）北京：人民交通出版社，20045 交通部. 公路桥涵地基与基础设计规范（JTG D63-2007）北京：人民交通出版社，20076 交通部. 公路桥梁抗震设计细则（JTG/T B02-01-2008）北京：人民交通出版社，20087 交通部. 公路桥涵施工技术规范 （JTJ41-2000）北京：人民交通出版社，2000 8 国家标准. 道路工程制图标准 （GB 50162-92）北京：人民交通出版社，19929 交通部. 公路桥涵钢结构及木结构设计规范 （JTJ 025-86） 人民交通出版社，198610 邵旭东. 桥梁工程（第二版），人民交通出版社，200711 毛瑞祥、程翔云主编公路桥涵设计手册基本资料北京：人民交通出版社，1997 12 江祖铭,王崇礼主编公路桥涵设计手册 墩台与基础北京：人民交通出版社，199613 汪祖铭,王崇礼主编公路桥涵设计手册桥梁附属构造与支座北京：人民交通出版社，199314 顾安邦，孙国柱主编公路桥涵施工手册拱桥. 北京：人民交通出版社，1997 15 周远棣、徐君兰编 .钢桥.北京：人民交通出版社，1991 16 徐岳等编著预应力混凝土连续梁桥设计北京：人民交通出版社，200017 陈天本编著桁式组合拱桥北京：人民交通出版社，200118 陈宝春主编.钢管混凝土拱桥设计实例集. 北京：人民交通出版社，2002 19 赵明华主编. 桥梁地基与基础. 北京：人民交通出版社，2004 20 盛洪飞编著桥梁墩台与基础工程哈尔滨工业大学出版社，2005 21 王国鼎编著桥梁计算示例集（拱桥一、二）北京：人民交通出版社，200022 胡兆同编著桥梁通用构造及简支梁桥北京：人民交通出版社，200123 桥梁计算示例集（预应力混凝土刚架桥）徐光辉编著北京：人民交通出版社，199524 预应力技术及材料设备刘效尧、朱新宪主编人民交通出版社。25 向中富主编桥梁工程毕业设计指南：分册北京：人民交通出版社，201026 王荣霞.李自林主编桥梁工程设计指导示例华中科技大学出版社201127 西安建筑科技大学道路桥梁教研室. “桥梁计算分项专用系列程序集”. 2011 28 西安建筑科技大学道路桥梁教研室. “西建桥梁-桥梁结构设计计算系统”. 201229 上海同豪土木工程咨询有限公司.桥梁博士V3.0使用说明,2009 30 北京迈达斯技术有限公司. MIDAS-Civil 参考资料,2009六、设计选题要求 我校要求本科毕业设计立题为一人一题。本次桥梁毕业设计除桥位地质地形图有所不同外，每个学生应在方案比选的基础上，采用不同的桥梁结构体系（即方案比选后的最终推荐桥型），或采用不同的跨径尺寸、截面形式和材料选择等作为最终设计。具体的最终推荐桥型可参考下面罗列的桥梁类型。七、参考桥梁类型1、预应力混凝土变截面连续梁桥2、预应力混凝土斜腿刚架桥3、中承式钢管混凝土拱桥4、下承式钢管混凝土拱桥5、三跨钢桁架连续梁桥6、钢桁架简支梁桥7、预应力混凝土桁式组合拱桥8、钢筋混凝土连续梁桥9、预应力混凝土T型刚构桥10、钢筋混凝土斜腿刚架桥11、预应力混凝土简支梁桥12、钢筋混凝土简支桁架桥13、预应力混凝土连续板桥14、钢筋混凝土整体式简支板桥15、三跨全预应力刚架桥16、箱形截面预应力混凝土连续梁桥17、箱形截面钢筋混凝土连续梁桥18、钢筋混凝土变截面连续梁桥19、钢筋混凝土连续刚构桥20、箱形截面钢筋混凝土拱桥21、钢筋混凝土桁架拱桥22、钢筋混凝土刚架拱桥23、中承式钢筋混凝土拱桥24、下承式钢筋混凝土拱桥25、装配式预应力混凝