圣阳桥设计毕业论文.doc

山东建筑大学毕业设计说明书圣阳桥设计毕业论文目 录摘 要IVABSTRACTV第1章 绪 论- 1 -1.1斜拉桥发展概述- 1 -第2章 初步设计- 3 -2.1、设计资料- 3 -2.1.1、工程概述- 3 -2.1.2、技术标准- 3 -2.1.3、主要材料- 3 -2.1.4、桥区自然概况- 3 -2.1.5、桥位平面图、河床剖面图- 4 -2.2、方案构思- 6 -2.3、方案比选- 8 -第3章 桥梁上部结构及塔墩设计- 10 -3.1、材料选择- 10 -3.2、总体设计- 10 -3.3、主梁设计- 11 -3.4、斜拉索设计- 12 -3.5、主塔设计- 12 -3.6、下部结构构造- 13 -3.7、整体分析- 13 -3.7.1 计算原则- 13 -3.7.2计算作用- 14 -3.7.3尺寸拟定建模计算- 15 -3.7.4、桥梁配筋及索力优化- 23 -第4章 桥梁基础工程设计- 31 -4.1、设计资料- 31 -4.2、选择桩端持力层、承台埋深、拟定桩长- 31 -4.3、单桩设计、确定承台尺寸- 31 -4.3.1确定单桩承载力特征值- 31 -4.3.2初选桩的根数- 32 -4.3.3初选承台尺寸- 32 -4.3.4单桩受力验算- 32 -4.4、承台配筋计算及承台受力验算- 34 -4.4.1承台配筋计算- 34 -4.4.2承台受力验算- 35 -第5章 圣阳桥施工组织设计- 39 -5.1、工程概况- 39 -5.1.1 斜拉桥概况- 39 -5.1.2主要工程数量- 39 -5.1.3工程特点- 39 -5.2斜拉桥施工方案- 39 -5.2.1钻孔灌注桩基础施工- 40 -5.2.2承台钢筋加工及安装- 43 -5.2.3斜拉桥主塔施工- 44 -5.2.4挂篮悬浇施工- 45 -5.2.5 斜拉索的安装- 49 -5.2.6斜拉索的张拉工艺- 50 -5.3、施工控制- 51 -5.3.1 施工控制的目的- 51 -5.3.2施工控制的原则- 51 -5.3.3施工控制的组织形式- 52 -第6章 毕业设计总结- 53 -致 谢- 54 -参考文献- 55 -第1章 绪 论1.1斜拉桥发展概述早在悬索桥出现的同时,工程师就提出了斜拉桥的概念。斜拉桥是一种桥面体系受压，支承体系受拉的桥梁。其桥面系由加劲梁构成，其支承体系由钢索组成。斜拉桥在世界范围内的应用从20世纪50年代开始，在90年代迅速发展，其跨径已经进入以前悬索桥适用的大跨径范围内。结构分析的进步、高强材料和施工方法及防腐技术的发展对于大跨径斜拉桥的发展起到了关键性推动作用。1.2斜拉桥结构概述斜拉桥的基本承载构件是由主梁、桥塔和斜拉索三部分组成。实际设计时三者是密不可分的，三种基本承载构件以不同的方式影响结构的总体性能。塔、梁及索的不同变化和相互组合，可以构成具有各自结构性能且力学特点和美学效果突出的斜拉桥。斜拉桥的主要特点是利用由桥塔引出的斜拉索作为梁跨的弹性中间支承,借以降低梁的截面弯矩、减轻梁重和提高桥梁的跨越能力。但斜拉索对主梁的弹性支承作用只有在拉索处于拉紧状态才能发挥出来，因此，必须在承受荷载之前对拉索进行预拉。这样的预拉力还可以减小斜拉索的应力变化幅度，提高斜拉索的刚度，从而改变结构的受力状态。此外，斜拉索的水平分力对主梁产生轴向预施压力的作用可以增强主梁的抗裂性能，节约高强钢材的用量。斜拉桥与悬索桥的区别在于：斜拉桥主梁上的荷载是通过锚固点直接传至斜拉索上，而悬索桥则是经由吊索传至柔性承重索，因而两者的结构刚度有较大的差别。一般悬索桥的承重索系锚固在桥台或台后专设的地锚上，主梁不承受轴力，而斜拉桥的主梁承受巨大的轴向力，形成偏心受压构件。斜拉桥可以进行内力调整，以获得合理的内力分布。斜拉桥的刚度很大程度上取决于斜拉索的刚度，因此，改变斜拉索的张拉力、间距和数量，不仅可以调整主梁的截面内力，也可以改变桥梁的刚度。1.3斜拉桥施工概述1.3.1索塔和基础的施工目前我国所修建的斜拉桥无论采用何种形式的索塔，均采用钢筋混凝土结构。近年来大多采用简易支架或无支架施工法，索塔的施工模板相继出现了滑模、提模、翻模和爬模工艺，其中爬模的造价最低，浇注节段高可达6m10m，施工速度快，且外观也较光滑。1.3.2 主梁的施工主梁的施工一般采用挂篮对称悬拼或悬臂浇筑施工，对于钢主梁和叠合梁采用工厂加工制造，现场起吊拼装形成；预应力混凝土主梁大多采用挂篮现浇或支架现浇，少数采用预制拼装。挂篮悬现浇法由于造价较低，且主梁线形易于控制，采用较为广泛。在我国，挂篮悬现浇从后支点发展到前支点，从小节距发展到大节距，从轻型发展到超轻型，从节段施工周期15天发展到最快4天，技术已逐渐成熟。牵索式挂篮的采用提高了挂篮承载能力，加快了施工速度。1.3.3 拉索的施工1.3.3.1拉索的加工拉索一般采用热挤PE防护法在工厂或现场加工，大多采用整束集中防护张拉，但也有个别采用半平行钢绞线分束防护与张拉。拉索的锚头有冷铸镦头锚、热铸锚、镦头锚和夹片式群锚等几种，大多采用冷铸镦头锚。1.3.3.2斜拉索的张挂、牵引和张拉一般采用放盘法自下而上牵引到位或采用整盘吊装上梁后然后牵引上塔，穿完索后安装锚具再进行张拉，一般均采用两到三次张拉到位。1.4斜拉桥的发展方向斜拉桥今后将逐渐向密索体系发展，由于密索斜拉桥中许多索的自振周期不一样，它们互相干扰，不易产生共振，使风振的危险降低。拉索也倾向于采用较细的拉索，这样可以减轻拉索的自重，减小拉索垂度对结构的非线性影响。桥塔原先多采用钢结构，现在则越来越多地采用混凝土结构。结构的计算考虑结构非线性分析和模拟施工、安装、运营过程的结构仿真分析。第2章 初步设计2.1、设计资料2.1.1、工程概述该桥起点桩号K88+142.14，终点桩号K89+654.64，全长1512.5米。该桥平面部分位于直线段上。2.1.2、技术标准（1）设计车速：主线80km/h（2）荷载等级：公路级（3）地震烈度：基本烈度为级（4）设计洪水频率：1/300（5）桥梁宽度：宽度24.5米0.5米（防撞栏杆）+10.75米（车行道）+2.0米（中央分隔带）+10.75米（车行道）+0.5米（防撞栏杆）；（6）通航净空：库区规划航道级通航标准；（7）库区蓄水后正常水位： 381.100m2.1.3、主要材料按照规范执行。2.1.4、桥区自然概况1）气象、水文该桥区附近无气象站，附近的苍溪县设有苍溪气象站，其气候特征可代表桥址区的气候条件。苍溪县位于四川盆地北缘深丘，嘉陵江中游，属亚热带季风性湿润气候。其主要特征为：气候温和，光照充足，雨量充沛，四季分明。据苍溪气象站19611990年的资料统计，其特征为：多年平均气温：16.7；极端最高气温：38.9；极端最低气温：-4.6；多年平均年降水量：1066.1mm；实测最大降水量：1181.9mm；实测最小降水量：709.2mm；历年一日最大降水量：204.3mm；多年平均相对湿度：74%；历年最小相对湿度：7%；多年平均风速：2.0m/s；最大风速：16.1m/s；多年平均年蒸发量：1273.1mm。2）通航标准：级。3）地质状况 见下面桥位平面图、河床剖面图。2.1.5、桥位平面图、河床剖面图2.2、方案构思根据拿到的地形地质图，并根据设计技术指标以及通航要求，进行桥梁设计。设计中除考虑到公路桥涵的设计要尽可能做到技术先进，安全可靠，适用耐久，经济合理外，还充分考虑了景观要求。本次设计拟定了以下两个比选方案进行方案比选。1、对称双索面独塔斜拉桥：图2.2 独塔斜拉桥a) 300m+300m=600m对称布跨，采用半漂浮体系，塔高140m，塔高H与主跨之比为0.467，采用钻石型塔，主梁上斜拉索的标准索距为8m，索塔上斜拉索的索距为1.5m*36=54m,桥面纵坡2%，见图2.3。b) 主梁采用半封闭双箱截面，如图2.3，梁高是3m，是主跨的1/100，梁总宽26.9m，桥面净宽宽度24.5米0.5米（防撞栏杆）+10.75米（车行道）+2.0米（中央分隔带）+10.75米（车行道）+0.5米（防撞栏杆）,桥面横坡为2%。梁两侧箱室成三角形，起到导风的作用，提高主梁的抗风能力，双索面斜拉索来抵抗梁的扭转作用。 图2.3无横隔梁主梁截面图2.4有横隔梁斜拉桥主梁截面注 以上两图中尺寸以米计2、双薄壁连续刚构：图2.5连续刚构布置图注 图中尺寸以厘米计a) 主跨径的拟定：主跨径定为270m，边跨采用150米+100的边跨径，桥梁全长为150+270+100=520m，见图2.5。b) 顺桥向梁的尺寸拟定墩顶处梁高：根据规范，取L/18,即15m。跨中梁高：根据规范，梁高为1/301/60L，取L/54,即5m。梁底曲线：选用二次抛物线。c) 梁截面的尺寸如下图2.6、2.7图2.6刚构桥跨中截面图注 图中尺寸以毫米计图2.7刚构桥支座跨中截面图注 图中尺寸以毫米计2.3、方案比选方案一 独塔斜拉乔方案：斜拉桥拉索的作用相当于在主梁跨内增加了若干弹性支撑，从而减小了梁内弯矩、梁体自重，从而减小梁体尺寸。施工技术较成熟。独塔斜拉桥只有一个大型基础，在施工过程中主梁恒载主要由索塔承担，两侧边墩荷载较小，无水平推力。行车平顺，但后期营运养护费用高。方案造型美观，气势宏伟，跨越能力强，140米的主塔充分显示其高扬特性，与周围环境协调好，因此，选择独塔双索面对称斜拉桥作为设计方案。方案二 连续刚构方案：综合了连续梁桥和T型刚构桥的受力特点，上部结构受力性能同连续梁桥一样，而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。其弯矩分布合理。采用挂篮悬臂浇注施工；不需大量施工支架和大型临时设备，桥梁施工受力状态与运营受力状态基本相近。施工机械化程度高，技术先进，方法简便工艺要求较严格。两个墩可以同时进行施工，施工进度快，占用施工场地少。无须支座，节省大型支座费用。结构刚度大，变形小，主梁变形挠曲线平缓。连续刚构对地基承载力要求较高。后期营运养护费用少，但其高跨比例不是很协调，影响桥型美观，而且悬臂施工风险大，本次设计放弃该方案。第3章 桥梁上部结构及塔墩设计3.1、材料选择1、混凝土：预应力混凝土主梁的混凝土强度等级为C60，索塔为C60，主墩墩身为C60，承台和两边边墩都采用钢筋混凝土结构，承台混凝土强度等级为C30，边墩为C60,桩基混凝土强度等级为C352、预应力钢材：主梁内的预应力筋除了施工阶段顶板有的精轧螺纹粗钢筋外，其他均为04规范中的高强的松弛钢绞线，标准强度1860 MPa,弹性模量为E=1.9MPa,预应力管道均采用预埋波纹管成型，采用OVM锚具。3、普通钢筋：HRB335带肋钢筋,R235光圆钢筋；4、斜拉索：该桥采用扭绞型平行钢丝斜拉索，由7mm高强平行钢丝组成，抗拉强度标准值=1670MPa，弹性模量为=2.05MPa，斜拉索外面包双层护套，内层为黑色高密度聚乙烯，外层为彩色高密度聚乙烯，锚具为冷铸墩头锚。5、桥面铺装：8cm厚防水混凝土+4cm沥青混凝土，容重23KN/。6、支座：GPZ抗震型盆式橡胶支座。7、伸缩缝SSFB240型伸缩装置。3.2、总体设计根据通航的要求，以及道路的通行能力，采用双向四车道布置。其设计车速为80km/h，处在高速公路上禁止非机动车辆和行人。采用独塔斜拉桥，其桥塔拟定了门式塔，型塔和钻石型塔三种方案。门式塔的景观效果不佳，H型塔整体刚度不好，切需要很大的下部基础，钻石型塔不仅美观，而且整体刚度高，抗风性能好，经过比较采用钻石型塔。为方便施工，降低造价，减轻主梁自重，主梁采用半封闭双箱主梁截面，预应力混凝土结构。为了不削弱主梁的受力截面积，斜拉索锚固在主梁的两侧。桥面铺装采用沥青混凝土，并设2%的横坡来满足排水要求。跨径组成为300 m+300 m=600m,对称布跨，塔高140 m，塔高H与主跨之比为 0.46为了降低主梁的高度，减小主梁的弯矩，斜拉索索距较密，为密索体系，扇形布置，主梁上斜拉索的标准索距为8m，索塔上斜拉索的索距为1.536=54 m。斜拉索采用扇形布置，双索面与桥面组成三角形。考虑到桥位处的地形条件，即桥面设计标高很高，塔墩有80多米高，主梁采用挂篮悬臂浇筑法施工。索塔采取爬模施工法。支撑体系作为结构的边界条件，其选型布置是非常重要的。本桥采用塔墩梁半固结体系，该斜拉桥属于半漂浮体系。这种体系应用在独塔斜拉桥中有很大的优势，无论是桥梁的建设中便于悬臂施工，还是桥梁的运营状态的性能都很好，由于是独塔，温度荷载对其的影响不像双塔斜拉桥那样巨大。3.3、 主梁设计1、主梁采用半封闭双箱截面，如图3.1，梁高是3m，是主跨的1/100，梁总宽26.9 m，桥面净宽宽度24.5 米0.5 米（防撞栏杆）+10.75 米（车行道）+2.0 米（中央分隔带）+10.75 米（车行道）+0.5 米（防撞栏杆）,桥面横坡为2%。梁两侧箱室呈三角形，起到导风的作用，提高主梁的抗风能力，双索面斜拉索来抵抗梁的扭转作用。2、截面见图3.1-3.2图3.1无横隔梁截面注 图中尺寸以米计图3.2有横隔梁斜拉桥主梁截面注 上图中尺寸以米计纵向每隔8 m设置一道横隔梁（在斜拉索锚固点处），横梁的设置主要考虑活载的横向分布以及桥面板的受力，斜拉索的锚固，以及增强桥梁的横向刚度，横梁的位置和斜拉索的锚固相对应。本桥的横梁的厚度为30 cm。3.4、斜拉索设计该桥的主塔为截面为矩形空腹结构，上塔柱为斜拉桥锚固区，主梁上的基本索距为8.0 m，索塔上的基本索距为1.5 m，最外侧斜拉索的倾角为24.5度，为减小斜拉索的风振，雨振，在每根斜拉索上设有减震器。主桥斜拉索独塔共72根，塔端采用锚固型锚具，梁端采用张拉端锚具。在张拉过程中，斜拉索采用主塔端锚固，主梁端张拉。该桥采用扭绞型平行钢丝斜拉索，由7 mm高强平行钢丝组成，抗拉强度标准值=1670MPa，斜拉索外面包双层护套，内层为黑色高密度聚乙烯，外层为彩色高密度聚乙烯，锚具为冷铸墩头锚。斜拉索断面如图2.9。图图3.3 拉索断面图3.5、主塔设计索塔采用造型美观的钻石型塔，钢筋混凝土结构。钻石型塔造形美观，由于塔柱斜度较小，施工比较方便。索塔自承台顶到索塔顶的高是223m，桥面以下部分塔墩高87.17 m ，塔高同跨径的比为0.467，桥面以上62.23 m设一上横梁，梁高2.0 m，主梁底设一中横梁，梁高2 m，用于支撑主梁以及增强索塔横向的稳定性。索塔在梁底的部分称为塔墩，梁底以上上横梁以下部分为下塔柱，上横梁以上部分为上塔柱。上，下塔柱斜腿采用单箱单室，顺桥向6.0 m长，横桥向4.0 m。上横梁采用箱室截面，下横梁为预应力混凝土结构，主梁支撑在下横梁上。细部尺寸如图3.4图3.4索塔构造图3.6、下部结构构造根据地质条件，该桥选用桩基础，桥墩下16根直径3 m的钻孔灌注桩，受力形式为端承桩，桩端嵌入基岩2 m。承台尺寸33 m33 m，承台厚11 m。3.7、整体分析3.7.1 计算原则斜拉桥的结构分析计算，根据跨度的大小采用两种不同的理论。对于特大跨径的斜拉桥，为消除斜拉索及大变位引起的非线性因素的影响，必须采用有限变形理论；对于中小跨径的斜拉桥，采用小变形理论即可获得满意的结果。平面杆系有限元法是计算斜拉桥内力的基础，其基础理论是小变形理论。在计算斜拉桥的内力及变形时，一般把空间结构简化成平面结构，但应计算荷载横向分布对结构的影响，以考虑结构的空间效应。而斜拉桥结构较柔，拉索的布置形式对主梁抗扭刚度有影响，故在计算荷载横向分布系数时应综合考虑。本设计在计算斜拉索和索塔的内力时，采用杠杆法来考虑荷载的横向分布系数。斜拉桥的内力及变形分析主要是斜拉索和索塔，所承受的荷载包括一期恒载，二期恒载，活载，温度荷载，支座沉降，预应力，斜拉索的初拉力，混凝土的收缩徐变等。本设计采用桥梁博士3.03软件进行结构分析。3.7.2计算作用1、设计作用永久作用：结构自重，预加力，混凝土的收缩徐变作用，基础变位作用；可变作用：公路级荷载，温度作用。2、自重（1）一期自重：主梁混凝土容重为25.0 KN/。（2）二期自重：二期自重是结构体系完成之后，沥青混凝土铺装和防栏按均布荷载作用在杆件元上。其中桥面铺装：0.12*23.5*1*24=67.68KN/m防撞护栏：5 KN/m合计：=67.68+5=72.68 KN/m3、汽车荷载（1）设计荷载公路I级车道荷载的均布荷载标准值为q=10.5 KN/m；集中荷载标准值=360 KN，若计算剪力效应时，中荷载标准值=360KN1.2=432KN。（2）横向折减系数本斜拉桥横向布置设计车道数为4，取横向折减系数0.67。（3）纵向折减系数：本桥主跨的计算跨径296 m，取桥纵向折减系数为0.97。（4）冲击系数 独塔斜拉桥的竖向弯曲基频：= 式中竖向弯曲基频（Hz）； 斜拉桥主跨跨径（m）。=296m，=0.92Hz；当1.5Hz时，=0.05；（5）横向分布系数：横向分布系数应为4 x 0.67（四车道的横向折减系数） x 1.15（经计算而得的偏载系数）x0.97（大跨径的纵向折减系数） = 2.99，汽车的横向分布系数已经包含了汽车车道数的影响，横向分布系数计=2.99。4、温度作用：均匀温度取+15，最高温度为38.9度，最低温度为-15度，主梁的日照温差按桥面板升温5计。3.7.3尺寸拟定建模计算1、拟定主梁及桥塔形状根据桥梁的跨径，参照规范给定的尺寸确定依据，确定主梁的截面（一单元左截面图）尺寸如下图3.5图3.5主梁尺寸图图3.6桥墩典型单元截面图横隔梁间距为8m,截面尺寸如下图3.7图3.7带横隔梁断面图桥梁两侧边墩为空心墩，除顶部过渡段外，其余截面为等截面，截面图如下图3.8图3.8边墩典型截面尺寸图2、确定塔高及拉索锚固位置公路斜拉桥设计规范3.2.2.2规定，独塔斜拉桥塔高与跨径之比宜选用0.3-0.45，并且边索与水平线夹角控制在25-45度之间，基于此，设定塔高为140m，边索锚固在X坐标为4m及596m处，另外，尽量提高塔的高度有利于加大拉索与纵桥向的夹角，进而减小斜拉锁的拉力，降低拉索的截面积，降低造价。拉索在主梁上及塔墩上的锚固间距参考国内已经建成相似跨径的桥梁，拟定为主梁上间距为8m，索塔上间距为1.5m。3、使用桥梁博士建立模型 首先建立项目组，然后创建一个项目，选定位置保存。 输入总体信息，各种信息从略。 输入单元信息，截面形式采用坐标输入法。因为梁是等截面的，所以输入一次后，可以存入文件，以便下一次快速输入。主梁仅需编辑无横隔梁和有横隔梁处的截面图形即可。建好一定长度的梁后，便可以采用快速编辑的方式把主梁模型建好，包括平移和对称两种方式。 主梁建完后，再建桥塔的模型，考虑到拉索的锚固，除顶端外，每1.5m一个单元。因为桥塔两腿之间距离是变化的，所以建模比较复杂，需要用excel计算出每个节点处两腿之间的距离。 建立拉索的模型，用快速编辑法建完一侧的拉索后，用对称的方法建立另一侧的拉索。 拉索建好之后，对两侧边墩建模。 建完模型之后，输入施工信息，这一步是用软件模拟实际施工过程中的各种情况，分析结构施工中的受力情形，以便对结构进行配筋设计。按实际情况输入施工信息，包括挂篮信息，梁段的浇筑信息，施工中涉及两次张拉索力，第一次是用拉索来锚固挂篮，第二次是张拉用来锚固梁段，对浇筑的悬臂梁提供支撑力，拉索初始张拉力拟定为1500kN,二次张拉力根据拉索的角度以及梁段的自重确定，以为悬臂梁提供竖向支撑力为原则。最后一阶段加二期横载，并进行成桥索力调整。施工过程中阶段图形如下图3.9所示图3.9典型施工阶段图图3.10全桥三位图形图3.11桥梁模型简图 施工信息输完之后，进行全桥安全验算，并且生成调索信息，对索力进行调整。索力调整的原则是把桥梁的挠度控制在L/500，即0.6m范围之内，并且控制梁顶缘以及底缘的应力。这是一个复杂的过程，花费时间最多，因为控制挠度跟应力是一个矛盾的事情，需要通过反复的调整才可以。因为本桥是完全对称的，两侧索力也应该是完全对称的，所以在调整索力的过程中设定索力的约束关系，减小工作量，约束设置如下图3.13所示：图3.12索力调整约束设置最后调整所得挠度图如下图3.14所示图3.13主梁挠度图梁上下缘应力图如下图所示图3.14主梁上下缘正应力图 以上步骤做完之后，进行估算配筋面积计算，计算各个截面所需要配置的预应力筋，然后对桥梁局部进行配筋。配金参照桥梁博士中给定的例子进行，然后在施工阶段信息中输入每个施工阶段所张拉的预应力筋。下图3.16为梁段配筋示意图图3.15主梁预应力钢筋配筋图 预应力筋信息输完之后，进行全桥安全验算，输出施工阶段以及是有阶段信息，并且输出支反力的各种组合，用此值进行桥梁下部结构的设计。3.7.4、桥梁配筋及索力优化图3.16主梁预应力形式经过计算桥梁博士中输出的配筋面积，结合所选用的预应力筋束情况，主梁单元截面配筋如图3.16所示。建桥全过程共有三次张拉索力的过程，最后一次为城桥后进行的城桥索力调整。经过反复调索，最后达到一个最优的索力值。该值大小见下表。表3.1优化后最终索力（kN）拉索号索力值拉索号索力值拉索号索力值拉索号索力值525-17500544-8405562-17500581-8405526-16450545-8173563-16450582-8173527-11570546-7939564-11570583-7939528-11480547-7704565-11480584-7704529-11410548-7467566-11410585-7467530-11240549-7230567-11240586-7230531-11080550-6992568-11080587-6992532-10910551-6754569-10910588-6754533-10730552-6519570-10730589-6519534-10550553-6288571-10550590-6288535-10360554-6058572-10360591-6058536-10170555-5819573-10170592-5819537-9972556-5582574-9972593-5582538-9768557-5342575-9768594-5342539-9545558-5127576-9545595-5127540-9319559-4846577-9319596-4846541-9092560-4882578-9092597-4882542-8864561-4148579-8864598-4148543-8635580-8635安全验算结果如下表所示，因为桥梁太长，单元多，数据也多，这里只选用一些典型单元的信息输出：表3.2单元抗力与对应内力承载能力极限状态基本组合正截面强度验算单元抗力与对应内力单元号节点号内力属性Mj极限抗力受力类型抗力受压区高度最小配筋(KN or KN.M)(KN or KN.M)是否满足是否满足率是否满足11最大弯矩055下拉受弯是是是最小弯矩055下拉受弯是是是最大轴力055下拉受弯是是是最小轴力055下拉受弯是是是22最大弯矩-1.44E+03-7.25E+04上拉受弯是是是最小弯矩-1.72E+03-7.25E+04上拉受弯是是是最大轴力6.98E-10-7.25E+04上拉受弯是是是最小轴力-2.04E-10-7.25E+04上拉受弯是是是33最大弯矩1.24E+045.73E+05下拉偏压是是是最小弯矩7.38E+037.06E+05下拉偏压是是是最大轴力1.30E+045.76E+05下拉偏压是是是最小轴力1.06E+047.05E+05下拉偏压是是是44最大弯矩5.50E+034.73E+05下拉偏压是是是最小弯矩6.89E+034.14E+05下拉偏压是是是最大轴力1.30E+044.14E+05下拉偏压是是是最小轴力1.06E+044.91E+05下拉偏压是是是55最大弯矩1.42E+043.13E+05下拉偏压是是是最小弯矩1.59E+042.28E+05下拉偏压是是是最大轴力1.30E+042.21E+05下拉偏压是是是最小轴力1.06E+043.34E+05下拉偏压是是是66最大弯矩2.98E+041.19E+05下拉偏压是是是最小弯矩1.60E+042.21E+05下拉偏压是是是最大轴力1.30E+041.20E+05下拉偏压是是是最小轴力1.06E+042.20E+05下拉偏压是是是77最大弯矩3.71E+048.90E+04下拉偏压是是是最小弯矩1.90E+041.71E+05下拉偏压是是是最大轴力1.30E+048.95E+04下拉偏压是是是最小轴力1.06E+041.69E+05下拉偏压是是是100100最大弯矩5.60E+042.44E+05下拉偏压是是是最小弯矩3.15E+043.84E+05下拉偏压是是是最大轴力2.63E+042.45E+05下拉偏压是是是最小轴力2.15E+043.83E+05下拉偏压是是是101101最大弯矩4.56E+048.43E+04下拉偏压是是是最小弯矩2.26E+042.29E+05下拉偏压是是是最大轴力2.63E+048.49E+04下拉偏压是是是最小轴力2.15E+042.26E+05下拉偏压是是是102102最大弯矩5.57E+046.03E+04下拉偏压是是是最小弯矩2.83E+041.42E+05下拉偏压是是是最大轴力2.63E+046.10E+04下拉偏压是是是最小轴力2.15E+041.41E+05下拉偏压是是是103103最大弯矩6.48E+044.84E+04下拉偏压是是是最小弯矩3.27E+041.07E+05下拉偏压是是是最大轴力2.63E+044.84E+04下拉偏压是是是最小轴力2.15E+041.06E+05下拉偏压是是是105105最大弯矩7.10E+044.25E+04下拉偏压是是是最小弯矩3.47E+049.61E+04下拉偏压是是是最大轴力2.63E+044.30E+04下拉偏压是是是最小轴力2.15E+049.55E+04下拉偏压是是是106106最大弯矩9.63E+041.36E+05下拉偏压是是是最小弯矩5.23E+043.14E+05下拉偏压是是是最大轴力4.15E+041.36E+05下拉偏压是是是最小轴力3.40E+043.13E+05下拉偏压是是是107107最大弯矩7.87E+047.23E+04下拉偏压是是是最小弯矩3.75E+042.05E+05下拉偏压是是是最大轴力4.15E+047.26E+04下拉偏压是是是最小轴力3.40E+042.04E+05下拉偏压是是是201201最大弯矩8.96E+045.88E+04下拉偏压是是是最小弯矩4.37E+041.49E+05下拉偏压是是是最大轴力4.15E+045.88E+04下拉偏压是是是最小轴力3.40E+041.48E+05下拉偏压是是是202202最大弯矩9.94E+045.03E+04下拉偏压是是是最小弯矩4.86E+041.20E+05下拉偏压是是是最大轴力4.15E+045.05E+04下拉偏压是是是最小轴力3.40E+041.20E+05下拉偏压是是是203203最大弯矩1.06E+054.56E+04下拉偏压是是是最小弯矩5.11E+041.09E+05下拉偏压是是是最大轴力4.15E+044.56E+04下拉偏压是是是最小轴力3.40E+041.09E+05下拉偏压是是是204204最大弯矩1.40E+051.20E+05下拉偏压是是是最小弯矩7.51E+042.85E+05下拉偏压是是是最大轴力5.64E+041.21E+05下拉偏压是是是最小轴力4.64E+042.85E+05下拉偏压是是是205205最大弯矩1.15E+056.42E+04下拉偏压是是是最小弯矩5.45E+041.79E+05下拉偏压是是是最大轴力5.64E+046.46E+04下拉偏压是是是最小轴力4.64E+041.78E+05下拉偏压是是是206206最大弯矩1.27E+055.56E+04下拉偏压否是是最小弯矩6.12E+041.41E+05下拉偏压是是是最大轴力5.64E+045.57E+04下拉偏压否是是最小轴力4.64E+041.40E+05下拉偏压是是是364364最大弯矩1.25E+054.54E+04下拉偏压是是是最小弯矩6.62E+041.10E+05下拉偏压是是是最大轴力4.09E+044.56E+04下拉偏压是是是最小轴力3.36E+041.10E+05下拉偏压是是是365365最大弯矩1.00E+054.95E+04下拉偏压是是是最小弯矩4.68E+041.04E+05下拉偏压是是是最大轴力2.60E+044.96E+04下拉偏压是是是最小轴力2.12E+041.04E+05下拉偏压是是是366366最大弯矩9.44E+042.86E+04下拉偏压是是是最小弯矩4.60E+045.87E+04下拉偏压是是是最大轴力2.60E+042.86E+04下拉偏压是是是最小轴力2.12E+045.85E+04下拉偏压是是是367367最大弯矩8.54E+043.26E+04下拉偏压是是是最小弯矩4.27E+046.60E+04下拉偏压是是是最大轴力2.60E+043.26E+04下拉偏压是是是最小轴力2.12E+046.56E+04下拉偏压是是是368368最大弯矩7.35E+043.97E+04下拉偏压是是是最小弯矩3.70E+048.38E+04下拉偏压是是是最大轴力2.60E+044.02E+04下拉偏压是是是最小轴力2.12E+048.33E+04下拉偏压是是是369369最大弯矩7.34E+045.18E+04下拉偏压是是是最小弯矩4.03E+041.22E+05下拉偏压是是是最大轴力2.60E+045.20E+04下拉偏压是是是最小轴力2.12E+041.21E+05下拉偏压是是是370370最大弯矩5.65E+047.02E+04下拉偏压是是是最小弯矩2.70E+041.36E+05下拉偏压是是是最大轴力1.28E+047.05E+04下拉偏压是是是最小轴力1.04E+041.35E+05下拉偏压是是是371371最大弯矩4.92E+046.13E+04下拉偏压是是是最小弯矩2.49E+041.14E+05下拉偏压是是是最大轴力1.28E+046.15E+04下拉偏压是是是最小轴力1.04E+041.13E+05下拉偏压是是是372372最大弯矩3.89E+048.22E+04下拉偏压是是是最小弯矩2.04E+041.52E+05下拉偏压是是是最大轴力1.28E+048.25E+04下拉偏压是是是最小轴力1.04E+041.52E+05下拉偏压是是是373373最大弯矩2.57E+041.44E+05下拉偏压是是是最小弯矩1.35E+042.71E+05下拉偏压是是是最大轴力1.28E+041.52E+05下拉偏压是是是最小轴力1.04E+042.70E+05下拉偏压是是是374374最大弯矩1.82E+043.65E+05下拉偏压是是是最小弯矩1.06E+045.55E+05下拉偏压是是是最大轴力1.28E+043.66E+05下拉偏压是是是最小轴力1.04E+045.55E+05下拉偏压是是是375375最大弯矩7.50E+031.96E+05下拉受弯是是是最小弯矩2.38E+031.96E+05下拉受弯是是是最大轴力-2.57E-081.96E+05下拉受弯是是是最小轴力-3.15E-081.96E+05下拉受弯是是是376376最大弯矩-1.44E+03-7.25E+04上拉受弯是是是最小弯矩-1.72E+03-7.25E+04上拉受弯是是是最大轴力-1.10E-08-7.25E+04上拉受弯是是是最小轴力-1.31E-08-7.25E+04上拉受弯是是是表3.3支反力汇总节点号水平力（kN）竖向力（kN）弯矩（kNm）5263.066.59E+05-1.36E+0356604.16E+04060704.16E+040以下图形为桥梁博士输出的内力图图3.17长期效应组合最大正应力图3.18施工阶段累计弯矩图3.19施工阶段累计剪力图3.20施工阶段累计轴力图3.21最大主应力图- 59 -第4章 桥梁基础工程设计4.1、设计资料经过程序计算，塔墩及主梁传到塔墩底部的力F=kN M=1360kN, H=3.06kN。经过工程勘测，塔墩底部的地质条件比较好，地质状况如下表所示。依据据规范，各层岩石的力学指标如下表4.1。 表4.1岩层力学性质及厚度岩层饱和单轴极限抗压强度（MPa）层底标高岩层厚度卵石30359.636.25粉砂岩30352.806.83粉砂质泥岩30348.903.90细砂岩60345.033.87泥质粉砂岩15340.534.5粉砂岩30338.282.25细砂岩60328.889.4粉砂质泥岩304.2、选择桩端持力层、承台埋深、拟定桩长根据表4.1地质条件，承台底面标高定为360m,以细砂岩为桩端持力层，因为本桥竖向力比较大，所以采用钻孔灌注桩。桩长L=19.72m，截面尺寸为R=1500mm，基桩嵌入基岩长度为2m。桩身材料：混凝土，C35级，=16.7，=1.57=3.1510；钢筋，HRB335钢筋，=330。承台用C30混凝土，=14.3；=1.43，承台底面埋深d=5.88m。4.3、单桩设计、确定承台尺寸4.3.1确定单桩承载力特征值a)根据规范5.3.4中规定确定，柱桩受压容许承载力依据下公式4-1计算 （4-1）=0.63.141.5603.1430.05(0.3730+6.8330+3.930+3.8760+4.515+2.2530+260)=640654kNb)由桩身材料确定单桩承载力特征值， (4-2)c)由桩底岩石抗压强度计算 由a) 、b)和c)计算结果可知，单桩承载力容许值为70791kN4.3.2初选桩的根数系数n取1.1取为16根桩。4.3.3初选承台尺寸桩距s=3d=9m;承台定为正方形，边长=2d+3s=33m;4.3.4单桩受力验算 所以桩不受上拔力。水平力为3.06kN,相对于桥梁的体积，可以忽略不计。单桩受力满足安全要求。因为桩仅受向下压力，仅需对桩进行构造配筋。桩位平面布置如下图4.1-4.2图4.1承台布置图图4.2桩布置图4.4、承台配筋计算及承台受力验算4.4.1承台配筋计算钢筋：HRB335钢筋，=330。承台用C30混凝土，=14.3；=1.43，承台底面埋深d=5.88m 承台计算截面弯矩设计值根据规范规定的构造要求，受弯构件一侧受拉钢筋配筋百分率不应小于45，同时不应小于0.20。承台底面受拉钢筋混凝土保护层厚度取80mm，按要求，保护层内要设一层钢筋网，平面内每米宽度钢筋用量为12001500，。另外，承台的顶面和侧面应设置表层钢筋网，每个面在两个方向的截面面积为每米400，钢筋间距为300。底层受拉钢筋间距取为300，竖向钢筋层间间距为300。受拉钢筋采用HRB335，。有效高度。经过计算，受拉钢筋为13层，总钢筋面积为0