南寨溪大桥道路与桥梁工程设计毕业论文.doc

湖南科技大学本科生毕业设计 论文 0 南寨溪大桥道路与桥梁工程设计毕业论文南寨溪大桥道路与桥梁工程设计毕业论文 目目 录录 第一章第一章 前言前言 1 第二章第二章 设计初步说明设计初步说明 2 2 1 工程概况 2 2 2 设计规范 2 2 3 主要技术标准 3 2 4 构思宗旨 3 2 5 主要建筑材料 3 2 6 桥型总体布置 3 2 7 横断面形式 4 2 8 施工方式 5 第三章第三章 设计计算设计计算 7 3 1 设计资料及基本数据 7 3 1 1 设计标准 7 3 1 2 材料数据 7 3 2 确定拱轴系数 m 7 3 2 1 拟定上部结构尺寸 7 3 2 2 恒载计算 9 3 2 3 验算拱轴系数 14 第四章第四章 拱圈强度及稳定性验算拱圈强度及稳定性验算 15 4 1 主拱圈截面内力计算 15 4 1 1 拱轴弹性中心及弹性压缩系数 15 4 1 2 恒载内力计算 15 4 1 3 活载内力计算 21 4 1 4 温度内力计算 27 4 2 拱圈作用效应汇总 27 湖南科技大学本科生毕业设计 论文 1 4 3 主拱圈截面强度验算 30 4 4 拱圈整体 强度 稳定 验算 32 4 5 拱脚截面直接抗剪验算 34 第五章第五章 施工阶段的验算施工阶段的验算 36 5 1 槽型箱肋吊运内力验算 36 5 1 1 箱肋几何要素 36 5 1 2 箱肋吊装内力计算 38 5 1 3 箱肋吊运 安装过程中的强度验算 44 5 2 裸拱强度及稳定性验算 45 参考文献参考文献 56 致致 谢谢 57 湖南科技大学本科生毕业设计 论文 2 第一章第一章 前言前言 毕业设计是高等工科院校本科培养计划中最后一个重要的教学环节 目的是使学 生在学完培养计划所规定的基础课 技术基础课及各类必修和选修专业课程之后 通 过毕业设计这一环节 较为集中和专一地培养学生综合运用所学的基础理论 基本知 识和基本技能 分析和解决实际问题的能力 和以往的理论教学不同 毕业设计是要 学生在教师的指导下 独立地 系统地完成一个工程设计 以期能掌握一个工程设计 的全过程 在巩固已学课程的基础上 学会考虑问题 分析问题和解决问题 并可以 继续学习到一些新的专业知识 有所创新 毕业设计是培养学生独立工作的一种良好 途径和方法 它的实践性和综合性是其它教学环节所不能替代的 本设计中用到了结构力学 材料力学 结构设计原理 桥梁工程等学科的诸多知 识 并且我从图书馆借阅了大量参考书籍力求将设计做到规范 合理 清楚 虽然该 桥结构不算复杂 但整个结构设计计算量大 数据众多 难度较大 当然 也正是由 此 我得到切实的锻炼和提高 它使我这四年所学的专业知识更加系统化 具体化 对我以后从事桥梁方面的工作具有很好的指导意义 通过设计让我了解连续梁桥的主要特点和施工方法 了解和掌握桥梁设计的全过 程 通过老师的指导 培养学生独自完成桥梁工程的设计计算 锻炼学生综合运用专 业基础知识 专业知识的能力 培养学生的创新能力 由于本人的水平有限 在设计中一定存在着缺点和错误 恳请老师和同学们批评 指正 湖南科技大学本科生毕业设计 论文 3 第二章第二章 设计初步说明设计初步说明 2 12 1 工程概况工程概况 1 气象 南寨溪大桥桥位位于清水江中下游流域 三板溪库区之中 属副热带季风气候区 暖湿多雨 冬冷夏热 四季分明 年平均气温为 7 一月份平均气温为 2 七月份 平均气温为 30 极端最低气温 4 极端最高气温 39 2 年平均降雨量 1279mm 降雨多集中在 4 8 月份 多年平均日 日雨量 0 1mm 为 183 5d 流域多年平均相对 湿度为 81 最小相对湿度为 6 多年平均风速在 0 8 3 0m s 之间 瞬时最大风速 28 6m s 设计风速按 18m s 由于流域属山区 风向多受地形影响 一般北风较多 沿河一带则多为东南风和东风 本区基本风压为 400Pa 2 地形 地貌 南寨溪桥位区为不对称的 U 型谷 左岸地势陡峻 地形坡度 70 基岩裸露 中等风化带底面埋深约 20m 右岸地形坡度 40 岩层产状 N20 E SE 25 30 445 00m 高程以上有少量残坡积层 厚 0 5 2 0m 强风化带厚 5 15m 中风化带厚 10 20m 两岸边坡均较稳定 无大的工程地质问题 3 地质 桥位区出露地层为晚元古界上板溪群清水江组第一段中厚 厚层状变余凝灰质板岩 夹变余砂岩 自上而下岩 土 层分别为残坡积层 Qel dl 崩塌堆积体 Qc 及清 水江组第一段 Ptbq1 残坡积层 Qel dl 由浅黄 黄色可塑性粘土 粉粘土夹块石及 碎石组成 厚 0 8 3 20m 之间 分布于黎平岸及剑河岸 490 00m 高程以上的平缓地带 崩塌堆积体 Qc 为巨石 块石 碎石及风化土组成 分选性差 厚 0 2 0 5m 主要分 布在黎平岸 清水江组第一段 Ptbq1 为灰绿 灰色微波状变余凝灰质板岩夹变余粉砂 岩 上部基岩为强风化层 下部为中风化变余凝灰质板岩及少量变余细砂岩 岩芯较 完整 中风化基岩地基允许承载力建议值 2 0MPa 根据中华人民共和国地震局颁发的 中国地震烈度区划分图 1990 三板溪水 电站库区内地震基本度为 6 度 湖南科技大学本科生毕业设计 论文 4 2 22 2 设计规范设计规范 1 公路工程技术标准 JTG B01 2003 2 公路桥涵设计通用规范 JTG D60 2004 3 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D62 2004 4 公路桥涵施工技术规范 JTJ041 2000 5 公路圬工桥涵设计规范 JTG D61 2005 2 32 3 主要技术标准主要技术标准 1 设计荷载 公路 II 级 人群荷载 3 0KN 2 通航标准 不考虑 3 设计洪水频率 1 100 3 桥面宽度 净 7 5 2 1 5m 2 42 4 构思宗旨构思宗旨 1 符合发展规划 满足交通功能需要 2 桥梁结构造型简洁 美观 反映新科技成就 体现人民智慧 3 设计方案力求结构新颖 保证结构受力合理 技术可靠 施工方便 4 与公路的等级和周边环境相宜 5 学习拱桥的设计过程 2 52 5 主要建筑材料主要建筑材料 1 混凝土 C40 混凝土 主拱圈 拱座及钢筋混凝土空心板均采用 C40 混凝土 C30 混凝土 拱座承台 拱上排架柱 桥台耳墙和台帽及桥面防撞栏均采用 C30 混凝土 C25 混凝土 所有桩基 20 号片石混凝土 箱拱拱顶实腹段中心区填料 2 钢材 1 普通钢筋 直径 10mm 者采用 HRB335 级钢筋 直径4 5kN m 采用 7 335 人群荷载效应 可利用汽车均布荷载效应数值乘以 7 335 16 695 0 439 人群荷载效应标准值见表 4 15 表 4 15 人群荷载效应标准值 拱顶l 4拱脚 荷载效应 正弯矩负弯矩正弯矩负弯矩正弯矩负弯矩 轴向力 kN 411 337 425 904 289 406 592 492 574 055 429 674 弯矩 kN m 696 148 619 842 1062 419 1108 203 2647 410 1880 657 注 1 轴向力 表 4 13 0 439 2 弯矩 0 7 0 439 表 4 13 均布荷载下的 Mmax 3 人群荷载产生的拱各截面正弯矩 拱顶至拱跨 l 4 点 乘以 0 7 折减系数 拱脚乘以 0 9 折减系数 4 1 4 温度内力计算温度内力计算 拱圈合拢温度 7C 月平均最低温度 2C 月平均最高温度 30C 拱圈砌体线膨胀系数 00001 0 湖南科技大学本科生毕业设计 论文 30 温度变化在弹性中心产生的水平力 tkN fIII EI H t t 356 124t 20062508639 01099373 0 4 55806105 23101 1 5 2 5 5 2 值 表 拱圈温度变化内力见表 4 16 表 4 16 温度内力 温度上升温度下降 项 目 拱顶l 4 截面拱脚拱顶l 4 截面拱脚 t 11 611 611 6 10 8 10 8 10 8 Ht t H t 279 973279 973279 973 260 665 260 665 260 665 cos 10 95120 818210 95120 8182 y ys y18 75162 7035 16 4498 75162 7035 16 449 Nt Ht cos kN 279 973266 311229 060 260 665 247 944 213 263 M Ht y kN m 2450 22 756 8964605 282281 23704 696 4287 68 注 1 温度下降时的内力与温度上升的内力符号相反 2 当砂浆为小石子混凝土时 应酌情计入徐变的影响 4 24 2 拱圈作用效应汇总拱圈作用效应汇总 1 拱圈整体 强度 稳定 验算按 规范 第 5 1 4 条第 2 款进行 1 永久作用的水平推力 由计入弹性压缩的自重水平推力 Hg 50920 0 kN 则轴向 力 Hg 50920 0 cos m 42373 6 kN 其中 m tan 1 2f0 l0 33 6787o 2 汽车均布荷载的水平推力 则取 l 4 拱跨处 与 Mmax相应的 H 影响线面积和与 Mmin相应的 H 影响线面积之和 114 1995 汽车均布荷载的水平推力为 Hg 114 200 16 6950 1906 56kN 轴向力 Ng 1906 56 cos33 6787o 2291 10 kN 3 汽车集中荷载的水平推力 取拱顶不考虑弹性压缩的水平推力影响线坐标 汽 车集中荷载不考虑弹性压缩水平推力为 H1 1 3983 800 388 1119 18kN 汽车荷载考 虑弹性压缩水平推力为 H 1 H1 1119 08kN 轴向力 1 1 N 1119 08 cos33 6787o 1344 77 kN 湖南科技大学本科生毕业设计 论文 31 4 规范 公式 5 1 4 内 其中人群荷载的水平推力 可利用上述第 2 项汽 车均布荷载计算的影响线面积 人群荷载水平推力为 HP 114 1995 7 335 837 65kN 轴向力 Np 837 65 cos33 6787o 1006 589kN 5 规范 第 5 1 4 条第 2 款 轴向力偏心距可取水平推力计算时同一荷载布置 的拱跨 114 处弯矩设计值除以轴向力设计值 假定永久荷载不考虑弹性压缩的自重压 力线与拱轴线符合 永久荷载产生的弯矩为弹性压缩水平推力 Hg 产生的弯矩 Mg 1354 29 kN m 6 按 规范 第 5 4 1 条第 2 款 轴向力偏心距可取水平推力计算时同一荷载 布置的拱跨 114 处弯矩设计值除以轴向力设计值 汽车均布荷载作用下 拱跨 1 4 处 正负弯矩影响线总面积 为 8 928 汽车均布荷载弯矩为 M 8 928 16 697 149 067kN m 汽车集中荷载作用下 1 4 跨不考虑弹性压缩的在拱 顶的弯矩影响线坐标为 9 0428 弯矩为 9 0428 572 4 5176 099 kN m 考虑弹性 压缩的弯矩为 5125 42 kN m 汽车荷载弯矩合计为 M 149 067 5125 42 5274 477 kN m 人群荷载弯矩合计为 M 8 928 7 335 65 487kN m 7 温度上升赘余力 H1 279 973 kN 温度下降赘余力为 260 665 kN 温度作用轴向力为 温度上升 N 279 937 cos33 6787o 336 395 kN 温度下降 N 260 665 cos33 6787o 313 236 kN 温度作用下的 l 4 跨弯矩为 温度上升 M 0 7 756 896 529 827 kN m 温度下降 M 0 7 704 696 493 287 kN m 其作用效应标准值见表 4 18 表 4 18 拱圈整体 强度 稳定 验算用作用标准值 全拱宽 轴向力 kN 弯矩 kN m 永久荷载42373 6 1354 21 汽车荷载3635 87 5274 48 人群荷载1006 59 65 4870 温度上升336 395 529 827 温度下降313 236493 287 2 拱圈强度验算按 规范 第 5 1 4 条第 1 款进行 其作用效应标准值见表 4 17 表 4 17 拱圈强度验算作用效应标准值 拱全宽 拱顶l 4拱脚 作用作用效应 正弯矩负弯矩正弯矩负弯矩正弯矩负弯矩 湖南科技大学本科生毕业设计 论文 32 轴向力 kN 50419 1 50419 1 53081 1 53081 1 61770 3 61770 3 永久荷载 弯矩 kN m 2188 55 2188 55 1921 75 1921 75 6289 74 6289 74 轴向力 kN 1729 54 1379 22 12161 1 18987 8 15198 0 5609 94 汽车荷载 弯矩 kN m 4517 36 3158 16 5828 15 6442 41 12354 2 10830 2 轴向力 kN 411 337 425 904 289 406 592 492 574 055 429 674 人群荷载 弯矩 kN m 696 148 619 842 1062 42 1108 20 2647 41 1880 66 轴向力 kN 279 973266 311229 060 温度上升 弯矩 kN m 2450 22 756 8964605 282 轴向力 kN 260 665 247 944 213 263 温度下降 弯矩 kN m 2281 23704 696 4287 68 3 拱脚截面直接抗剪强度验算按 规范 第 4 0 13 条计算 l 自重剪力 自重产生的左拱脚反力 自表 5 1 4 及第 3 款第 2 项 拱上建筑与拱圈自重合计 为 Rj 34616 40kN 自重产生的左拱脚考虑弹性压缩的水平推力 自第 6 款第 1 项 Hg 50667 51kN 自重剪力为 Vg Hgsin Rjcos 810 68KN 2 汽车荷载剪力 汽车荷载考虑弹性压缩的水平推力影响线面积按 1994 年手册 附表 III 14 59 可取拱顶处 与 Mmax相应的水平推力的影响线面积和与 Mmin相应的水平推力 H 的影响线面积之和 即 114 290 汽车均布荷载产生的考虑弹性压缩的水平推力为 114 290 16 695 1908 07KN 汽车集中荷载不考虑弹性压缩的水平推力影响线坐标 按 1994 年手册 附表 12 8 其最大值为 1 3983 汽车集中荷载产生的不考虑弹性压缩的水平推 力为 H1 1 3983 572 4 880 387KN 考虑弹性压缩的水平推力为 H 1 1 1 HJ 792 55 及 1 见第 5 款 汽车荷载考虑弹性压缩的水平推力为 H 1908 07 792 55 2700 62kN 汽车均布荷载左拱脚的反力影响线面积 按 1994 年手册 附表 III 14 59 可取拱顶处 与 MMAX相应的左拱脚影响线面积和与 MMIN相应的左拱脚影响线面积之 和 即 0 5 151 269 75 63 汽车均布荷载产生的左拱脚反力为 75 63 16 695 1262 7kN 汽车集中荷载左拱脚反力影响线坐标 在跨中截面 集中荷载设于跨中截面 为 的是与求水平推力时一致 坐标按 1994 年手册 附表 III 7 8 为 0 5 由汽车 集中荷载产生的左拱脚反力为 R l 2 0 5 572 4 343 44kN 按 通规 第 4 3 1 条 集中荷载计算剪力时乘 1 2 汽车荷载作用下的左拱脚反力为 Rj 1262 7 343 44 1606 14kN 湖南科技大学本科生毕业设计 论文 33 汽车荷载拱脚截面剪力为 V Hjsin Rjcos 238 71 3 人群荷载剪力 考虑弹性压缩的水平推力影响线面积 按第 2 项为 114 290 人群荷载考虑弹性 压缩的水平推力为 H 114 290 7 335 838 319kN 左拱脚反力影响线面积按 2 项为 75 63 人群荷载产生的左拱脚反力为 Rj 75 63 7 335 554 746kN 人群荷载剪力为 V Hjsin Rjcos 28 14kN 4 温度作用效应 温度作用效应见第 9 款第 1 项 拱脚温度上升时剪力 Vt 160 985kN 拱脚温度 下降时剪力 Vt 149 88kN 5 与剪力相应的轴向力 N Hjcos Rjsin 其作用效应标准值见表 4 19 表 4 19 拱脚截面剪力及其相应的轴向力标准值 剪力 kN 相应的轴向力 kN 永久荷载810 67761360 59 汽车荷载238 713133 178 人群荷载28 141004 892 温度上升160 98229 06 温度下降 149 88 213 263 4 34 3 主拱圈截面强度验算主拱圈截面强度验算 拱圈截面强度验算按 规范 第 5 1 4 条第 1 款规定进行 按 通规 公式 4 1 6 1 结构按承载能力极限状态设计的基本组合为 4 7 12 100 m i n j QjkQjcQikQGikGiud SSSS 式中 0 结构重要性系数 0 1 0 Gi 永久作用效应分项系数 自重效应取 1 2 Qi 汽车作用效应分项系数 取 Qi 1 4 Q2 人群或温度作用效应分项系数 人群作用效应取 Q2 1 4 温度 湖南科技大学本科生毕业设计 论文 34 作用效应取 1 4 0 除汽车作用效应 含汽车冲击力 离心力 外的其他可变作用效应的组 合系数 人群作用和温度作用效应组合 取 0 0 7 SGi SQI SQj 永久作用 汽车作用 人群作用与温差作用效应标准 按 规范 公式 4 0 5 计算承载力 0Nd Afcd 4 8 式中 0 1 0 Nd 轴向力设计值 A 构件截面面积 fcd 抗压强度设计值 偏心距 和长细比召对受压构件的影响系数 见 规范 第 4 0 6 条 表 4 20 拱顶截面强度验算 Mmax 温升Mmax 温降Mmin 温升Mmin 温降 r0Nd63601 71 63071 89 63125 55 62595 72 r0Md7231 58 11868 40 4803 82 167 00 e0 Md Nd0 1437 0 2182 0 0461 0 0273 20 80 1 y e 1 w r e 0 9650 0 9229 0 9963 0 9987 Afcd142034 80 135835 07 146634 77 146988 91 有边缘表 4 21 l 4 截面强度验算 Mmax 温升Mmax 温降Mmin 温升Mmin 温降 r0Nd81267 3680763 3991121 7790617 80 r0Md6152 737585 09 13153 27 11720 91 e0 Md Nd0 10570 1239 0 1143 0 0993 20 80 1 y e 1 w r e 0 98080 97380 97760 9830 Afcd144351 05143319 77143880 32144676 04 湖南科技大学本科生毕业设计 论文 35 表 4 22 拱脚截面强度验算 Mmax 温升Mmax 温降Mmin 温升Mmin 温降 r0Nd 96188 72 95755 25 82623 88 82190 40 r0Md16855 78 8140 68 20039 80 28754 90 e0 Md Nd0 2052 0 1150 0 2125 0 3199 20 80 1 y e 1 w r e 0 9312 0 9773 0 9265 0 8478 Afcd137051 04143842 56136371 10124773 81 注 1 表中数据根据表 4 17 查得 2 r0Nd 1 0 1 2 永久荷载轴向力 1 4 汽车荷载轴向力 0 7 1 4 人群荷载轴向力 温度荷载轴向力 3 r0Md 1 0 1 2 永久荷载弯矩 1 4 汽车荷载弯矩 0 7 1 4 人群荷载弯矩 温度 荷载弯矩 e0 0 6s 0 6y上 0 59808m 以上计算的 e0值均小于容许偏心距 符合规定 4 44 4 拱圈整体拱圈整体 强度强度 稳定稳定 验算验算 拱圈整体 强度一稳定 验算应按 规范 进行 作用效应按表 4 18 取用 1 按 规范 验算构件温度上升时承载力 0Nd 0 9 Afcd fsdAs 4 9 式中 0 1 0 Nd 轴向力设计值 A 构件截面面积 fcd 抗压强度设计值 纵向弯曲系数 见 规范 第 4 0 6 条 其中 Nd 1 2 42373 6 1 4 3635 868 0 7 1 4 1006 589 1 4 336 39 5 57254 6595kN 湖南科技大学本科生毕业设计 论文 36 e0 1 2 1354 1097 1 4 5274 477 0 7 1 4 65 487 1 4 529 827 57254 6595 0 1675m L0 i 0 36 151 2087 0 7549 72 查表得 0 65 所以 0Nd 1 0 57254 6595 57254 6595kN 0 9 Afcd fsdAs 0 9 0 65 7 999 18 4 1000 280 1000 38 01 10 4 86723 84 kN 0Nd 57254 6595 kN 符合规定 2 按 规范 公式 4 0 5 验算构件温度下降时承载力 Nd 1 2 42373 6 1 4 3635 868 0 7 1 4 1006 589 1 4 313 23 6 57231 9637kN e0 1 2 1354 1097 1 4 5274 477 0 7 1 4 65 487 1 4 493 287 57231 9637 0 15009m L0 i 0 36 151 2087 0 7549 72 查表得 0 65 所以 0Nd 1 0 57231 9637 57231 9637kN 0 9 Afcd fsdAs 0 9 0 65 7 999 18 4 1000 280 1000 38 01 10 4 86723 84 kN 0Nd 57231 9637 kN 湖南科技大学本科生毕业设计 论文 37 符合规定 4 54 5 拱脚截面直接抗剪验算拱脚截面直接抗剪验算 一般是拱脚截面处的剪力最大 根据 桥规 4 0 13 条规定正截面直接受剪的强度 其作用效应按表 4 19 取用 按下式计算 4 10 kfvdd NAfV 4 1 1 0 式中 剪力设计值 d V A 受剪截面面积 砌体或混凝土抗剪强度设计值 vd f 摩擦系数 采用 f 7 0 f 与受剪截面垂直的压力标准值 K N 1 温度上升 Vd 1 2 810 677 1 4 238 71 0 7 1 4 28 14 1 4 160 98 1492 344kN Nk 61360 59 3133 178 1004 892 229 06 229 06 65956 78 kN 0Nd 1 0 1492 344 1492 344 kN 7 999 2 48 0 7 65956 78 1 4 32998 2275 kN 0Nd 1492 344 kN kfvd NAf 4 1 1 符合规定 2 温度下降 Vd 1 2 810 677 1 4 238 71 0 7 1 4 28 14 1 4 149 88 1187 7012kN Nk 61360 59 3133 178 1004 892 229 06 213 263 65514 457 kN 0Nd 1 0 1187 7012 1187 7012 kN 7 999 2 48 0 7 65514 457 1 4 32777 066 kN 0Nd 1187 7012 kN kfvd NAf 4 1 1 符合规定 3 不计温度作用 Vd 1 2 810 677 1 4 238 71 0 7 1 4 28 14 1334 5836kN 湖南科技大学本科生毕业设计 论文 38 Nk 61360 59 3133 178 1004 892 229 06 65727 72 kN 0Nd 1 0 1334 5836 1334 5836 kN 7 999 2 48 0 7 65727 72 1 4 32883 6975 kN 0Nd 1334 5836 kN kfvd NAf 4 1 1 符合规定 第五章第五章 施工阶段的验算施工阶段的验算 湖南科技大学本科生毕业设计 论文 39 5 15 1 槽型箱肋吊运内力验算槽型箱肋吊运内力验算 5 1 1 箱肋几何要素箱肋几何要素 1 箱肋截面积几何特性 1 截面面积 A 0 4885m2 2 截面重心轴 y下 0 4875m y上 1 4025m 3 截面对水平轴的惯性矩 Ix 0 15685m4 4 截面的回转半径 rw 0 321 A Ix 2 箱肋分段长度的计算 1 箱肋的计算跨径 L 150 9764m 2 箱肋的计算矢高 f 25 6268m 3 各段箱肋轴线弧长 S 32 4m 3 箱肋分段重量计算 1 每块横隔板重量 P 27 5145 6 4 58575 kN 2 箱肋接头加重 P 52 86 6 8 81 kN 3 箱肋拱脚加强重量 P 26 43 6 46 3425 27 5145 6 7 543 kN 4 方头肋座得重量 P 12 0656 kN 5 中段箱肋重 G1 0 4885 32 4 25 4 58575 8 8 81 551 098kN 6 端段箱肋重 湖南科技大学本科生毕业设计 论文 40 G2 0 04885 32 4 25 4 58575 8 8 81 2 7 543 554 236 kN 拱肋分段之后 每段箱肋两个吊点的位置应该根据该段箱肋在吊运过程中的受力 情况和稳定要求来确定 箱肋在存放和吊运过程中的受力情况相当于双悬臂梁 当吊点负弯矩与跨中正弯矩 相等时 悬臂长度与肋段长度的比值为 O 207 但是箱肋在安装过程中 中段拱肋有 可能在某一瞬间搁置于端段拱肋的接头上 使中段拱肋处于部分简支的受力状态 此 时跨中正弯矩远大于按 O 207 确定的正弯矩 此外 拱肋为预制的开口箱断面 下缘 配置的钢筋比上缘多 跨中承受正弯矩的能力比吊点承受负弯矩的能力大得多 所以 可以适当缩小悬臂的长度 稳定要求箱肋在吊运途中不向其弯曲平面之外倾倒 把肋 段视为圆弧的一段 要求两吊点的连线必须在该段箱肋弯曲平面的重心之上 但是 本设计是将吊点设在槽形箱肋截面重心轴的两侧壁上 箱宽 1 24m 相 当于四点抬吊 稳定性更大 横隔板间距 4 5m 中段箱肋两吊点拟设在 5 个横隔板间距之内 1 5m 处 则中段箱肋 吊点位置 la 5 4 5 2 1 5 19 5m lb 0 5 32 4 19 5 6 45m 端段箱肋吊点位置 lb 6 45m la 19 5m l0 32 4 0 5748 19 5 6 45 7 0248m 4 箱肋截面坐标 表 5 1 箱肋截面坐标表 截面xy1 fy1cos sin 075 4882 125 20060 81820 5749 169 1975 0 8179 20 61160 8271 0 5621 262 9068 0 6595 16 61980 8613 0 5081 356 6161 0 5223 13 16230 8913 0 4534 450 3255 0 4044 10 19110 9169 0 3991 接头 248 6200 0 00000 9249 0 3802 544 0348 0 3041 7 66350 9385 0 3453 637 7441 0 2200 5 54410 9562 0 2927 731 4534 0 1508 3 80030 9705 0 2411 825 1627 0 0955 2 40670 9816 0 1909 918 8720 0 0532 1 34070 9899 0 1418 接头 116 2000 0 00000 9902 0 1397 湖南科技大学本科生毕业设计 论文 41 1012 5814 0 0235 0 59220 9954 0 0958 116 2907 0 0059 0 14870 9989 0 0469 1200010 5 1 2 箱肋吊装内力计算箱肋吊装内力计算 1 箱肋吊运 为简化计算 作如下假定 a 箱肋按截面重心弧长展为直线 近似按直梁至计算 计算图式为简支双悬 臂梁 b 箱肋自重简化为均布荷载 接头及拱座加厚部分重力简化为集中荷载 1 中段箱肋计算 g 551 098 8 81 32 4 16 73728395 kN m P1 8 81 2 4 405 kN RA RB 0 5 551 098 1 2 330 6588 kN QA QB 1 2 16 7373 6 45 4 405 134 832702 kN MA MB 1 2 4 405 6 225 0 5 16 7373 6 45 6 45 450 693464kN m MC 330 6588 19 5 2 1 2 4 405 32 4 0 45 2 1 8 16 73728395 32 4 32 4 503 95977 kN m 2 端段箱肋计算 P1 4 405 kN P2 7 543 kN P3 12 0656 kN q 554 2236 4 405 7 543 12 0656 32 4 16 36450617 kN RA 19 5 6 225 7 543 12 0656 19 5 7 0248 0 2874 16 36450617 32 4 32 4 2 6 45 4 405 6 225 1 2 19 5 347 8609245 kN RB 317 2073955 kN QA 150 1915978 kN QB 134 832702 kN MA 562 377759 kN m 湖南科技大学本科生毕业设计 论文 42 MB 441 3879708 kN m MC 2901 402573 kN m 2 端肋悬挂 端段箱肋安装就位后用扣索悬挂固定 肋脚的方形拱座处于铰接状态 肋段自重 由肋脚处的水平反力 V 和扣索张力 T 维持平衡 1 端肋悬挂位置 扣点 B 的位置取 B 0 65 横坐标 xB 0 65 l 2 49 0673m 纵坐标 yB 9 821m 扣点肋轴水平夹角 0 3958 1 f2 ml k 9189 0 2s21 1 cos Kh 3945 0 s in 取扣索的水平夹角 300 则 577 0 tan 866 0 cos 5 0si n 扣点 B 至拱脚 A 的水平距离 AF l 2 xmxlb4209 262 扣点 B 至拱脚 A 的垂直高度myfBFB8058 15 扣点到拱脚的弦 AB 与垂线的夹角 11 59 6716 1 tan BFAF 弦 AB 与水平线的夹角9 830 90 弦 AB 与扣索的夹角9 860 扣点到拱脚的弦 AB 20 7864m 拱脚 A 点到扣索的距离 AD 26 898m 2 2 4 号肋悬挂位置 湖南科技大学本科生毕业设计 论文 43 扣点 B 的位置取 B 0 23 横坐标 xB 0 23 l 2 17 36229m 纵坐标 yB 1 15354m 扣点肋轴水平夹角 0 3958 1 f2 ml k 99188 0 2s21 1 cos Kh 3253 10s in 取扣索的水平夹角 70 则 12278 0 tan 99255 0cos 2187 10si n 扣点 B 至拱脚 A 的水平距离 AF l 2 xmxlb1259 582 扣点 B 至拱脚 A 的垂直高度myfBFB4733 24 扣点到拱脚的弦 AB 与垂线的夹角 167 67 37508 2 tan BFAF 弦 AB 与水平线的夹角833 22 90 弦 AB 与扣索的夹角833 29 扣点到拱脚的弦 AB 2 63 07065m 拱脚 A 点到扣索的距离 AD2 31 3758m 3 箱肋安装过程内力计算 在箱肋安装过程中 通常对拱顶段 中间段和拱脚段选择几个主要截面进行内力计 算 a 拱顶段箱肋安装内力计算 按简支状态内力的 40 计 R 0 5 16 7373 32 4 4 405 0 4 1 2 132 2636 kN Mc 110 2197 32 4 2 4 405 32 4 2 0 225 0 4 0 4 8 16 7373 32 42 1 2 湖南科技大学本科生毕业设计 论文 44 1054 685 kN m b 中间段 2 4 号箱肋在悬挂状态下的内力计算 中间段箱肋的重力对 B 点的力矩 mkNMb 045 24133 T1 769 161 kN AD Mb VB 16 7373 32 4 T sin 448 5509 kN HB Tcos 763 4308 kN 表 5 2 各截面的内力 项目56789 扣点 内侧 扣点 外侧 0 5833 0 5000 0 4167 0 3333 0 2500 0 2300 0 23000 x144 0348 37 7441 31 4534 25 1627 18 8720 17 3623 y17 7985 5 6410 3 8659 2 4475 1 3652 1 1535 cos 0 9385 0 9562 0 9705 0 9816 0 9899 0 9912 sin 0 3453 0 2927 0 2411 0 1909 0 1418 0 1325 l 2 x131 4534 37 7441 44 0348 50 3255 56 6162 58 1259 f y117 8283 19 9858 21 7609 23 1793 24 2616 24 4733 S10 5951 0 5072 0 4207 0 3354 0 2508 0 2311 S20 1754 0 1277 0 0881 0 0561 0 0314 0 0266 0 6617 0 3860 0 3308 0 2757 0 2206 0 1654 0 1522 Sl10 3472 0 2536 0 1753 0 1118 0 0627 0 0531 0 5573 S 1 073942 S1 0 0033 0 0125 0 0290 0 0527 0 0834 0 0918 V l 2 x1 14108 46 16930 15 19751 84 22573 53 25395 23 26072 43 H f y1 13610 67 15257 79 16612 92 17695 77 18522 08 18683 64 314 95 1194 50 2766 99 5022 14 7952 27 8756 44 M1 kN m 182 83 477 86 371 94 144 37 1079 13 1367 66 340 40 0 6617 Sl10 07 0 15 0 24 0 33 0 41 0 43 ql 0 6617 Sl1 284 10 195 21 304 47 412 32 519 11 544 11 Qi kN 364 45 253 35 144 08 36 23 70 56 95 56 Qisin125 84 74 16 34 74 6 92 10 00 12 66 H1cos 716 48 729 99 740 91 749 38 755 72 756 70 N kN 842 32 804 15 775 65 756 30 745 72 744 03 13 99 湖南科技大学本科生毕业设计 论文 45 拱顶段箱肋对中间段箱肋作用垂直力 VA R 132 2636 kN 中间段箱肋在自重和 VA共同作用下的内力 T 902 812kN 2 12 AD AFAFVMAB VB 16 7373 32 4 T sin VA 564 526kN HB T cos 896 086kN 表 5 3 中段箱肋支承拱顶箱肋部分重量的内力计算表 项目456789 扣点 内侧 扣点 外侧 0 6667 0 5833 0 5000 0 4167 0 3333 0 2500 0 2300 0 23 x150 32644 035 37 74431 453 25 163 18 872 17 362 17 3623 y110 3698 7 7985 5 6410 3 8659 2 4475 1 3652 1 1535 1 1535 cos 0 9169 0 9385 0 9562 0 9705 0 9816 0 9899 0 9912 0 9912 sin 0 3991 0 3453 0 2927 0 2411 0 1909 0 1418 0 1325 0 1325 l 2 x125 16 31 45 37 74 44 03 50 33 56 62 58 13 58 13 f y115 26 17 83 19 99 21 76 23 18 24 26 24 47 24 47 V l 2 x1 7698 15 3202 12 3842 54 4482 96 5123 38 5763 81 5917 51 H f y1 9242 12 4422 58 4957 78 5398 11 5749 97 6018 46 6070 96 M1 kN m 1543 98 1220 46 1115 24 915 15 626 58 254 66 153 45 153 73 Qisin 122 10 35 15 29 80 24 55 19 44 14 43 13 49 H1cos 555 43 232 81 237 20 240 75 243 50 245 56 245 88 N kN 677 53 267 96 267 00 265 29 262 94 259 99 259 37 17 53 表 5 4 中段箱肋支承部分拱顶箱肋后的截面内力 自重40 合计 项目M kN m N kN M kN m N kN M kN m N kN 5182 83 842 32 1220 46 267 96 1037 63 1110 28 6477 86 804 15 1115 24 267 00 637 38 1071 15 7371 94 775 65 915 15 265 29 543 21 1040 94 8 144 37 756 30 626 58 262 94 770 95 1019 24 湖南科技大学本科生毕业设计 论文 46 9 1079 13 745 72 254 66 259 99 1333 79 1005 71 扣点内侧 1367 65 744 03 153 45 153 73 1521 11 590 30 扣点外侧 340 40 13 99 259 37 17 53 81 03 31 52 c 拱脚段箱肋在悬挂状态下的内力计算 拱脚段箱肋的分段重力以及对 o 点力矩 kN m 31 06755OM T2 251 135 kN AD M 0 H0 T2cos 217 483 kN V0 404 64 kN 拱脚段箱肋在自重作用下各截面的内力计算见下表 表 5 5 拱脚段箱肋自重作用下各截面的内力 项目01234扣点 1 00 9167 0 8333 0 7500 0 6667 0 6500 x175 4882 69 1975 62 9068 56 6161 50 3255 49 0673 y125 6268 20 9740 16 9101 13 3924 10 3698 9 8208 cos 0 7889 0 8271 0 8613 0 8913 0 9169 0 9189 sin 0 6145 0 5621 0 5081 0 4534 0 3991 0 3945 l 2 x106 2907 12 5814 18 8721 25 1627 26 4209 f y104 6528 8 7167 12 2344 15 2570 15 8060 S11 0739 0 9708 0 8722 0 7771 0 6849 0 6722 S20 5573 0 4585 0 3721 0 2968 0 2315 0 2283 1 0739 1 0739 0 9844 0 8950 0 8055 0 7160 0 6981 Sl11 0739 0 8899 0 7268 0 5828 0 4566 0 4369 0 5573 S2 1 0739 S1 00 0043 0 0171 0 0379 0 0665 0 0678 V l 2 x1 02545 462 5090 924 7636 386 10181 85 10690 95 H f y1 01011 899 1895 744 2660 780 3318 131 3437 546 150403 652 1591 060 3530 730 6197 318 6326 787 1 0739 Sl100 103 0 202 0 297 0 389 0 402 ql 1 0739 Sl1 20127 373 249 275 366 717 480 546 496 330 Qi kN 404 640 277 267 155 365 37 923 75 906 91 690 Qisin 248 660 155 839 78 940 17 195 30 295 36 171 湖南科技大学本科生毕业设计 论文 47 H1cos 171 572179 880 187 318 193 843 199 410 199 845 N kN 420 232335 719 266 258 211 038 169 115 163 675 M kN m 0 1129 911 1604 121 1444 877 666 400 926 621 中间段箱肋对拱脚段箱肋的作用力 VB 564 5264 kN HB 896 0864 kN 拱脚段箱肋在自重和中间段箱肋共同作用下的内力 T2 182 0632 kN AD AFVABHMBB 0 V0 16 3645 32 4 T sin 305 9344 kN H0 T2 cos HB 605 7641 kN 表 5 6 端段箱肋支承中段箱肋部分重量的内力计算表 项目01234扣点内侧扣点外侧 10 91670 83330 75000 66670 65000 6500 x175 48869 19862 90756 61650 32649 06749 067 y125 627 20 97416 91013 39210 3709 8219 821 cos 0 7889 0 8270 8610 8910 9170 9190 919 sin 0 6145 0 5620 5080 4530 3990 3950 394 l 2 x10