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宋家峪桥
施工图
设计
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宋家峪桥施工图设计,宋家峪桥,施工图,设计
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学生姓名： 袁岳贤 学 号： 201018020425 班 级： 桥梁工程10042014 毕业设计（论文）资料附件：外文文献原文及译文 班 专 业： 土木工程（桥梁工程方向） 指导老师： 邓扬 刘小燕 年3月 毕业设计（论文）资料附件： 外文文献原文及译文 学生姓名： 袁岳贤 学 号： 201018020425 班 级： 桥梁工程 1004 班 专 业： 土木工程（桥梁工程方向） 指导老师： 邓扬 刘小燕 2014 年 3 月 宋家峪桥施工图设计摘要本设计为宋家峪施工图设计。设计过程如下：根据设计任务要求，同时考虑桥位的地质、地形条件，经初选后提出了预应力混凝土空心板桥、等截面预应力混凝土连续梁桥这两种桥型。遵循“安全、适用、经济、美观”的桥梁设计原则，比较了两个方案的优缺点，把 340m 等截面预应力混凝土连续梁桥作为主推荐方案。该桥的设计分为三部分：1.桥型方案设计及比选；2.上部结构设计及验算；3.施工图设计。本次桥梁设计是通过MIDAS软件来进行主梁内力计算、估算和布置预应力钢筋的。关键词：等截面预应力混凝土连续梁桥；施工图设计；MIDASof safe, suitable, economic, aesthetic, and compare the equal cross-section prestressed concrete continuous girder bridge; THE CONSTRUCTIONDESIGNOF SONGJIAYUBRIDGEABSTRACTThe design is about the construction design of SongJiaYu bridge. And the process is as follows.According to the requirementsofdesign task, taking into account the bridge site geological, topographical conditionsin thesame time, After the primaries, Iproposed two bridge whice are prestressed concrete hollow bridge and equal cross-section prestressed concrete continuous girder bridge as the alternative. Follow the bridge design principles advantages and disadvantages of the two options. a 340m equal cross-section prestressed concrete continuous girder bridge is selected as the main recommendprogram.The bridges design is divided into three parts:First, bridge design and comparison;Second, Superstructure design and checking;Third, the construction design.The bridge is designed by MIDAS software to master sommer, estimates and layout of prestressing steel.Key Word:constructiondesign; midas 毕业设计毕业设计( (论文论文) )开题报告开题报告 题目题目 宋宋家峪桥施工图设计家峪桥施工图设计 课课 题题 类类 别：别： 设计设计 论文论文 学学 生生 姓姓 名：袁岳贤名：袁岳贤 学学 号：号：201018020425201018020425 班班 级：桥梁工程级：桥梁工程 1010- -4 4 班班 专业（全称） ：土木工程（桥梁工程）专业（全称） ：土木工程（桥梁工程） 指指 导导 教教 师：邓扬师：邓扬 刘小燕刘小燕 2014 2014 年年 3 3 月月 一、本课题设计（研究）的目的： （一）毕业设计目的 1.通过毕业设计培养自己综合运用所学知识，掌握桥梁的基本理论、基本知识和基本计算方法，加深自己对桥梁基础知识的理解。 2.通过毕业设计，不断提高自己对桥梁规范和设计手册认识和理解，加强自己在计算、绘图、查阅文献、使用桥梁规范手册和编写技术文件等基本技能上的锻炼。 3.提高自己利用 CAD、midas 等计算机辅助软件的水平。 4.通过自己独立完成一项桥梁设计，提高自己全方面掌控桥梁设计的能力，从而锻炼自己各方面的水平。 5.通过毕业设计，巩固自己桥梁专业知识，同时获取那些单独在课本上无法获得的知识，扩宽自己的知识面。 6.通过毕业设计，了解各种桥梁在“安全、适用、经济、美观”这四个方面上的优势与不足，充分学习了解各类型桥梁。 7.通过毕业设计，培养自己分析问题和解决问题的独立工作的能力。 8.通过毕业设计，培养自己严肃认真，一丝不苟的学习态度和刻苦钻研、勇于创新的科学精神。 9.通过毕业设计，全方面巩固加深自己各类专业知识，为毕业后的实际工作打好坚实的基础。 二、设计（研究）现状和发展趋势（文献综述） ： 1、项目概况 界化垄（湘赣界）至茶陵高速公路是国家规划网中泉州至南宁国家高速公路湖南省境内最东段，起于湘赣交界处的茶陵县界化垄，终于茶陵县孟塘，与衡炎高速公路孟塘互通相接，是交通部编制的促进中部地区崛起公路水路交通发展规划纲要中区域高速公路网和我省“五纵七横”高速公路网的组成部分。它的建设，对于贯彻落实国家促进中部地区崛起战略部署，完善国家和湖南省高速公路网，改善区域交通条件，促进沿线资源开发和经济社会协调发展均具有重要意义。 本项目 全长约 46.41 公里。拟按双向四车道高速公路标准建设，计算行车速度为 100 公里/时，路基宽度 26 米。据预测，2020 年拟建公路年平均交通量（折算数）将达到 18001 辆/日，2032 年将达到 31864 辆/日。 2、方案设计 方案一：340m 等截面预应力混凝土连续梁桥 1，孔径布置 本方案采用等截面预应力混凝土连续箱梁桥，孔径布置为 340m，全长 120m。 2，上部结构设计 根据要求，全桥桥面宽度为 0.5m(防撞栏)+ 3.75m3（车道净空）+2.0m（中央分隔带）+3.75m3（车道净空）+0.5m(人行道护栏)=25.5m。取双向 1.50%横坡。 主梁采用双福单箱单室等截面预应力混凝土箱梁，其尺寸为 12.752 =25.5m。 这里悬臂板长度取 2.40m，则箱梁顶宽为 12.75m，底宽取 7.95m。 翼缘端部厚度取 20cm，翼缘根部厚度取 30cm，顶板厚度取 30cm，底板厚度取 50cm，腹板内有预应力筋,腹板厚度这里取 60cm，腹板与顶底板相接处均做成 60cm20cm 承托，腹板与底板相接处均做成 20cm20cm 承托，以利于脱模并减弱转角处的应力集中. 3下部结构设计 采用柱式桥墩。 盖梁宽度取 2m， 上部长度取 7.4m,下部长度取 5.4m， 无斜坡部分高度为 0.6m，斜坡部分取 0.4m。 桥墩取直径为 1.50m 圆柱式桥墩。 承台，长宽高分别为 8.15m，2.5m,1.0m。 基础采用直径 2.0m 钻孔摩擦桩 340m 等截面预应力混凝土连续梁桥横断面图 340m 等截面预应力混凝土连续梁桥纵断面图 （二）620m 预应力混凝土空心板桥 1.孔径布置 本方案拟采用预应力混凝土空心板桥。全桥长 120m。每块空心板宽度为 1.1m，每跨由 22 块空心板组成，全桥共使用 132 块空心板。空心板采用后张法施工。空心板具体尺寸如下图。 空心板尺寸图 2.上部结构设计 根据要求，全桥桥面宽度为 0.5m(防撞栏)+ 3.75m3（车道净空）+2.1m（中央分隔带）+3.75m3（车道净空）+0.5m(人行道护栏)=25.6m。取双向 1.50%横坡。 3下部结构设计 采用柱式桥墩。 盖梁宽度取 2m，上部长度取 23.4m,下部长度取 19.5m，无斜坡部分高度为 0.6m，斜坡部分取 0.4m。 桥墩取直径为 1.50m 圆柱式桥墩。 承台，长宽高分别为 8.15m，2.5m,1.0m。 基础采用直径 2.0m 钻孔摩擦桩 620m 预应力混凝土空心板桥横断面 620m 预应力混凝土空心板桥纵断面 3、方案比选择 方案序号 方案一 方案二 桥型 340m 等截面预应力混凝土连续梁桥 620m 预应力混凝土空心板桥 适用性 单孔 40 米桥跨跨越主车道； 路边填挖方较少； 伸缩缝较少，桥面连续。 外形简单，制作方便。适应于桥下净空受限的桥梁。 安全性 主梁采用等截面箱型断面，抗扭和抗弯性能都较好，安全可靠； 施工采用支架现浇施工，施工要求较低；对支架要求较高 运安全性相对较好，施工时采用预制拼装，施工方便，危险系数降低。 营养护成本较低；中间无伸缩装置，行车较平顺舒适。 经济性 工程造价加运营养护成本相对较低，比较经济。 工程造价加运营养护成本比较低，施工方便，施工成本地。 美观性 主梁线条简洁，与周围环境相协调，桥形美观型的美观。 主梁线条简洁，不影响桥型的美观。 通过适用性、安全性、经济性、美观性对两种方案的比较，综合两种方案的优缺点，方案一相对好一点，所以选择 340m 等截面预应力混凝土连续梁桥作为推荐方案。 4、预应力混凝土连续梁桥发展现状 自 60 年代中期在德国莱茵河上采用悬臂浇筑法建成 Bendorf 桥以来，连续梁桥的施工法得到不断改进、完善和推广应用，从而使得预应力混凝土连续梁桥成为许多国家广泛采用的桥型之一。 预应力混凝土连续梁桥是预应力桥梁中的一种，它具有整体性能好、结构刚度大、变形小、抗震性能好，特别是主梁变形挠曲线平缓，桥面伸缩缝少，行车舒适等优点。加上这种桥型的设计施工均较成熟，施工质量和施工工期能得到控制，成桥后养护工作量小。预应力混凝土连续梁的适用范围一般在 150m 以内，上述种种因素使得这种桥型在公路、城市和铁路桥梁工程中得到广泛采用。成为国内外一种非常常见的桥型。预应力混凝土连续梁桥在广泛的应用下，为各地取得了良好的经济效益，连续梁桥的技术一直在发展，桥梁跨度范围也随着技术的发展而越来越长，连续梁桥必将进一步服务于人们！ 三、设计（研究）的重点与难点，拟采用的途径（研究手段） ： 1、重点： 成桥状态下的结构分析 预应力钢筋的配置 连续梁桥恒载和活载状态下内力、位移的计算 结构强度、应力、抗裂的验算 2、难点： 模型的建立和荷载的加载 每阶段预应力筋的张拉及施工过程中预应力损失 活载的加载和计算 结构强度、应力、抗裂的验算 四、设计（研究）进度计划： 毕业设计是从第 3 周到第 17 周。计划安排如下： 1、结合毕业实习熟悉、准备资料，方案比较，拟定推荐方案的结构尺寸，交方案比选(开题)报告和图纸，专业文献翻译（3-4 周） ； 2、方案比选、推荐方案上部结构设计计算，电算（5-8 周） 3、配筋计算（9 周） ； 4、强度、刚度、稳定性验算，中期答辩（10 周） ； 5、下部结构计算（11-13 周） ； 6、绘制结构施工图、小结（14-15 周） ； 7、整理、汇总成果，准备答辩（16 周） ； 8、答辩（17 周） 。 9、提交成果（17 周） 五、参考文献： 1JTJ 001-97，公路工程技术标准S北京：人民交通出版社，1997 2JTGD62-2004，公路钢筋砼及预应力砼桥涵设计规范S北京：人民交通出版社2004 3JTGD60-2004，公路桥涵设计通用规范S北京：人民交通出版社，2004 4JTJ 024-85，公路桥涵地基与基础设计规范S北京：人民交通出版社，1985 5邵旭东桥梁工程M北京：人民交通出版社，2007 6范立础，顾安邦桥梁工程(上、下册)(土木工程专业用)M北京：人民交通出版社，2002 7 姚玲森 桥梁工程(公路与城市道路工程专业用)M 北京： 人民交通出版社， 2008 8颜东煌，田仲初，李学文桥梁结构电算程序设计 M北京：湖南大学出版社，2002 9李传习，夏桂云大跨度桥梁结构计算理论M北京：人民交通出版社，2002 10周念先桥梁方案比选M北京：人民交通出版社，1997 11王文涛刚构连续组合梁桥M北京：人民交通出版社，1995 12范立础预应力混凝土连续梁桥M北京：人民交通出版社，1999 13林元培斜拉桥M北京：人民交通出版社，2006 14陈宝春钢管混凝土拱桥设计与施工 M北京：人民交通出版社，1999 15严国敏现代悬索桥M北京：人民交通出版社，2002 16邵旭东桥梁设计百问M北京：人民交通出版社，2003 17叶见曙结构设计原理(第二版)M北京：人民交通出版社，2005 18陈忠延土木工程专业毕业设计指南（桥梁工程专业）M北京：人民交通出版社，2002 20Gholamreza Nouri,Ph.D.;Zahed Ahmadi;Influence of Skew Angle on Continuous Composite Girder Bridge.J.Journal of Bridge Engineering;2012.4(6);617-623. 21易建国桥梁计算实例集混凝土简支梁（板）桥M北京：人民交通出版社，1991 22马尔立公路桥梁墩台设计与施工 M北京：人民交通出版社，1998 指导教师意见 签名： 月 日 教研室（学术小组）意见 教研室主任（学术小组长） （签章） ： 月 日 毕业设计毕业设计( (论文论文) )开题报告开题报告 题目题目 宋宋家峪桥施工图设计家峪桥施工图设计 课课 题题 类类 别：别： 设计设计 论文论文 学学 生生 姓姓 名：袁岳贤名：袁岳贤 学学 号：号：201018020425201018020425 班班 级：桥梁工程级：桥梁工程 1010- -4 4 班班 专业（全称） ：土木工程（桥梁工程）专业（全称） ：土木工程（桥梁工程） 指指 导导 教教 师：邓扬师：邓扬 刘小燕刘小燕 2014 2014 年年 3 3 月月 一、本课题设计（研究）的目的： （一）毕业设计目的 1.通过毕业设计培养自己综合运用所学知识，掌握桥梁的基本理论、基本知识和基本计算方法，加深自己对桥梁基础知识的理解。 2.通过毕业设计，不断提高自己对桥梁规范和设计手册认识和理解，加强自己在计算、绘图、查阅文献、使用桥梁规范手册和编写技术文件等基本技能上的锻炼。 3.提高自己利用 CAD、midas 等计算机辅助软件的水平。 4.通过自己独立完成一项桥梁设计，提高自己全方面掌控桥梁设计的能力，从而锻炼自己各方面的水平。 5.通过毕业设计，巩固自己桥梁专业知识，同时获取那些单独在课本上无法获得的知识，扩宽自己的知识面。 6.通过毕业设计，了解各种桥梁在“安全、适用、经济、美观”这四个方面上的优势与不足，充分学习了解各类型桥梁。 7.通过毕业设计，培养自己分析问题和解决问题的独立工作的能力。 8.通过毕业设计，培养自己严肃认真，一丝不苟的学习态度和刻苦钻研、勇于创新的科学精神。 9.通过毕业设计，全方面巩固加深自己各类专业知识，为毕业后的实际工作打好坚实的基础。 二、设计（研究）现状和发展趋势（文献综述） ： 1、项目概况 界化垄（湘赣界）至茶陵高速公路是国家规划网中泉州至南宁国家高速公路湖南省境内最东段，起于湘赣交界处的茶陵县界化垄，终于茶陵县孟塘，与衡炎高速公路孟塘互通相接，是交通部编制的促进中部地区崛起公路水路交通发展规划纲要中区域高速公路网和我省“五纵七横”高速公路网的组成部分。它的建设，对于贯彻落实国家促进中部地区崛起战略部署，完善国家和湖南省高速公路网，改善区域交通条件，促进沿线资源开发和经济社会协调发展均具有重要意义。 本项目 全长约 46.41 公里。拟按双向四车道高速公路标准建设，计算行车速度为 100 公里/时，路基宽度 26 米。据预测，2020 年拟建公路年平均交通量（折算数）将达到 18001 辆/日，2032 年将达到 31864 辆/日。 2、方案设计 方案一：340m 等截面预应力混凝土连续梁桥 1，孔径布置 本方案采用等截面预应力混凝土连续箱梁桥，孔径布置为 340m，全长 120m。 2，上部结构设计 根据要求，全桥桥面宽度为 0.5m(防撞栏)+ 3.75m3（车道净空）+2.0m（中央分隔带）+3.75m3（车道净空）+0.5m(人行道护栏)=25.5m。取双向 1.50%横坡。 主梁采用双福单箱单室等截面预应力混凝土箱梁，其尺寸为 12.752 =25.5m。 这里悬臂板长度取 2.40m，则箱梁顶宽为 12.75m，底宽取 7.95m。 翼缘端部厚度取 20cm，翼缘根部厚度取 30cm，顶板厚度取 30cm，底板厚度取 50cm，腹板内有预应力筋,腹板厚度这里取 60cm，腹板与顶底板相接处均做成 60cm20cm 承托，腹板与底板相接处均做成 20cm20cm 承托，以利于脱模并减弱转角处的应力集中. 3下部结构设计 采用柱式桥墩。 盖梁宽度取 2m， 上部长度取 7.4m,下部长度取 5.4m， 无斜坡部分高度为 0.6m，斜坡部分取 0.4m。 桥墩取直径为 1.50m 圆柱式桥墩。 承台，长宽高分别为 8.15m，2.5m,1.0m。 基础采用直径 2.0m 钻孔摩擦桩 340m 等截面预应力混凝土连续梁桥横断面图 340m 等截面预应力混凝土连续梁桥纵断面图 （二）620m 预应力混凝土空心板桥 1.孔径布置 本方案拟采用预应力混凝土空心板桥。全桥长 120m。每块空心板宽度为 1.1m，每跨由 22 块空心板组成，全桥共使用 132 块空心板。空心板采用后张法施工。空心板具体尺寸如下图。 空心板尺寸图 2.上部结构设计 根据要求，全桥桥面宽度为 0.5m(防撞栏)+ 3.75m3（车道净空）+2.1m（中央分隔带）+3.75m3（车道净空）+0.5m(人行道护栏)=25.6m。取双向 1.50%横坡。 3下部结构设计 采用柱式桥墩。 盖梁宽度取 2m，上部长度取 23.4m,下部长度取 19.5m，无斜坡部分高度为 0.6m，斜坡部分取 0.4m。 桥墩取直径为 1.50m 圆柱式桥墩。 承台，长宽高分别为 8.15m，2.5m,1.0m。 基础采用直径 2.0m 钻孔摩擦桩 620m 预应力混凝土空心板桥横断面 620m 预应力混凝土空心板桥纵断面 3、方案比选择 方案序号 方案一 方案二 桥型 340m 等截面预应力混凝土连续梁桥 620m 预应力混凝土空心板桥 适用性 单孔 40 米桥跨跨越主车道； 路边填挖方较少； 伸缩缝较少，桥面连续。 外形简单，制作方便。适应于桥下净空受限的桥梁。 安全性 主梁采用等截面箱型断面，抗扭和抗弯性能都较好，安全可靠； 施工采用支架现浇施工，施工要求较低；对支架要求较高 运安全性相对较好，施工时采用预制拼装，施工方便，危险系数降低。 营养护成本较低；中间无伸缩装置，行车较平顺舒适。 经济性 工程造价加运营养护成本相对较低，比较经济。 工程造价加运营养护成本比较低，施工方便，施工成本地。 美观性 主梁线条简洁，与周围环境相协调，桥形美观型的美观。 主梁线条简洁，不影响桥型的美观。 通过适用性、安全性、经济性、美观性对两种方案的比较，综合两种方案的优缺点，方案一相对好一点，所以选择 340m 等截面预应力混凝土连续梁桥作为推荐方案。 4、预应力混凝土连续梁桥发展现状 自 60 年代中期在德国莱茵河上采用悬臂浇筑法建成 Bendorf 桥以来，连续梁桥的施工法得到不断改进、完善和推广应用，从而使得预应力混凝土连续梁桥成为许多国家广泛采用的桥型之一。 预应力混凝土连续梁桥是预应力桥梁中的一种，它具有整体性能好、结构刚度大、变形小、抗震性能好，特别是主梁变形挠曲线平缓，桥面伸缩缝少，行车舒适等优点。加上这种桥型的设计施工均较成熟，施工质量和施工工期能得到控制，成桥后养护工作量小。预应力混凝土连续梁的适用范围一般在 150m 以内，上述种种因素使得这种桥型在公路、城市和铁路桥梁工程中得到广泛采用。成为国内外一种非常常见的桥型。预应力混凝土连续梁桥在广泛的应用下，为各地取得了良好的经济效益，连续梁桥的技术一直在发展，桥梁跨度范围也随着技术的发展而越来越长，连续梁桥必将进一步服务于人们！ 三、设计（研究）的重点与难点，拟采用的途径（研究手段） ： 1、重点： 成桥状态下的结构分析 预应力钢筋的配置 连续梁桥恒载和活载状态下内力、位移的计算 结构强度、应力、抗裂的验算 2、难点： 模型的建立和荷载的加载 每阶段预应力筋的张拉及施工过程中预应力损失 活载的加载和计算 结构强度、应力、抗裂的验算 四、设计（研究）进度计划： 毕业设计是从第 3 周到第 17 周。计划安排如下： 1、结合毕业实习熟悉、准备资料，方案比较，拟定推荐方案的结构尺寸，交方案比选(开题)报告和图纸，专业文献翻译（3-4 周） ； 2、方案比选、推荐方案上部结构设计计算，电算（5-8 周） 3、配筋计算（9 周） ； 4、强度、刚度、稳定性验算，中期答辩（10 周） ； 5、下部结构计算（11-13 周） ； 6、绘制结构施工图、小结（14-15 周） ； 7、整理、汇总成果，准备答辩（16 周） ； 8、答辩（17 周） 。 9、提交成果（17 周） 五、参考文献： 1JTJ 001-97，公路工程技术标准S北京：人民交通出版社，1997 2JTGD62-2004，公路钢筋砼及预应力砼桥涵设计规范S北京：人民交通出版社2004 3JTGD60-2004，公路桥涵设计通用规范S北京：人民交通出版社，2004 4JTJ 024-85，公路桥涵地基与基础设计规范S北京：人民交通出版社，1985 5邵旭东桥梁工程M北京：人民交通出版社，2007 6范立础，顾安邦桥梁工程(上、下册)(土木工程专业用)M北京：人民交通出版社，2002 7 姚玲森 桥梁工程(公路与城市道路工程专业用)M 北京： 人民交通出版社， 2008 8颜东煌，田仲初，李学文桥梁结构电算程序设计 M北京：湖南大学出版社，2002 9李传习，夏桂云大跨度桥梁结构计算理论M北京：人民交通出版社，2002 10周念先桥梁方案比选M北京：人民交通出版社，1997 11王文涛刚构连续组合梁桥M北京：人民交通出版社，1995 12范立础预应力混凝土连续梁桥M北京：人民交通出版社，1999 13林元培斜拉桥M北京：人民交通出版社，2006 14陈宝春钢管混凝土拱桥设计与施工 M北京：人民交通出版社，1999 15严国敏现代悬索桥M北京：人民交通出版社，2002 16邵旭东桥梁设计百问M北京：人民交通出版社，2003 17叶见曙结构设计原理(第二版)M北京：人民交通出版社，2005 18陈忠延土木工程专业毕业设计指南（桥梁工程专业）M北京：人民交通出版社，2002 20Gholamreza Nouri,Ph.D.;Zahed Ahmadi;Influence of Skew Angle on Continuous Composite Girder Bridge.J.Journal of Bridge Engineering;2012.4(6);617-623. 21易建国桥梁计算实例集混凝土简支梁（板）桥M北京：人民交通出版社，1991 22马尔立公路桥梁墩台设计与施工 M北京：人民交通出版社，1998 指导教师意见 签名： 月 日 教研室（学术小组）意见 教研室主任（学术小组长） （签章） ： 月 日 目 录1 项目概况与设计说明.11.1 项目概况11.2 设计说明.11.2.1 设计依据.11.2.2 技术标准 11.2.3 设计规范.11.2.4主要材料.22 总体部署.32.1 方案比选.32.1.1 方案比选.32.1.2施工方法的选择.72.2推荐方案的截面尺寸拟定72.3 毛截面几何特性计算.83 内力计算.93.1恒载内力计算.93.1.1计算模型.93.1.2计算图式.93.1.3恒载内力计算.93.2 移动活载内力计算.143.3温度的次内力作用及计算173.4支座的不均匀沉降内力的计算203.5内力组合223.5.1 承载能力极限状态的内力组合 .223.5.2正常使用极限状态的内力组合.264 预应力钢束的估算与布置324.1 预应力钢束计算原理.32第1页共3页4.2 预应力筋估算结果.334.3 预应力筋布置原则.344.4 布置结果.365 预应力损失和有效预应力计算375.1预应力损失计算375.1.1预应力筋与孔道壁之间摩擦引起的应力损失.375.1.2 锚具变形、钢筋回缩引起的应力损失385.1.3钢筋与台座间的温度引起的损失.385.1.4混凝土弹性压缩引起的应力损失.385.1.5预应力钢筋松弛引起的损失.395.1.6混凝土收缩徐变引起的应力损失.395.2有效预应力计算416 钢束布置后的作用效应计算及组合436.1钢束布置后的作用效应计算436.2作用效应组合（二）436.2.1 持久状况承载能力极限状态 .436.2.2持久状况正常使用极限状态 .447 截面强度验算 .517.1基本原理.517.2计算公式.518 应力验算.568.1持久状况截面应力验算.568.1.1持久状况截面验算公式568.1.2正截面混凝土压应力验算结果.578.1.3斜截面混凝土主压应力验算结果588.2 短暂状况截面应力验算.608.2.1基本原理.608.2.2 施工阶段法向压应力验算结果609 抗裂验算.62第2页共3页9.1 公预规要求.629.2正截面抗裂验算.629.2.1 正截面验算公式629.2.2 正截面抗裂验算结果639.3 斜截面抗裂验算.659.3.1 斜截面验算公式.659.3.2斜截面验算结果.6610 挠度验算.6710.1 预加力引起的上拱度.6710.2使用荷载作用下的绕度.6810.3预应力混凝土受弯构件的总挠度.6910.4预拱度的设置.7010.5挠度验算.7011 施工图设计.7211.1 概述.7211.2 总体布置图.7211.3 主梁一般构造图.7311.4 主梁预应力钢束构造图.73设计总结.74参考文献.75致谢.76附件 1 开题报告附件 2 译文及原文影印件第3页共3页 倾斜角度对连续组合梁桥的影响 摘要： 在工程领域倾斜桥梁的设计正变得越来越常见了。在本文中，倾斜角对连续组合梁桥的影响采用三维有限元分析。对七十二座不同矢跨比（N = 1，1.55，和 1.82）倾斜角度（ 060）以及各种不同中间横向系数的两跨桥梁模型进行了分析。所有的模型都进行了 AASHTO HS20-44 加载。对于斜交桥的结果与有着AASHTO标准规范和AASHTO LRFD规格的nonskewed桥相比。结果表明，随着倾斜角度的增加，在内部和外部的梁支座弯矩迅速下降。它减少了约 10%当倾斜角为 20 时，倾斜角度达到 45时，达到33%。随着倾斜角度的增加，桥墩支撑的剪切力在外部梁处下降，在内部梁处增加。对于外部梁，当倾斜角度为 45时，剪切力增加的比例高达 1.3。 、n = 1 时，AASHTO 标准规范对最大弯矩高估了 20%，当倾斜角度为 45时，则高估了 50%。当倾斜角度为 45时，剪切力增加约 10%。AASHTO LRFD 规范高估纵向弯矩和剪力。这种高估随倾斜角度增加而增加，倾斜角度为 20时达到 12%，倾斜角度 45时达到 45%。结果表明，横隔板垂直于桥梁纵向梁的载荷分布是最好的安排。通过比较经过有限元分析的简单联系的倾斜夹板，表明所提出的方程的结果是一座保守的连续斜交桥。虽然说趋势是趋于相同的，但是值得注意的是当涉及那些桥梁的具体配置时，如果假 定 的 条 件 不同 ，结 果 可 能 会 改变 。工 业 部 ： 10.1061/ （ASCE ）BE.1943-5592.0000273. 2012 美国土木工程师学会。 数据库主题词：连续梁桥；组合桥；梁桥；斜交桥 关键词：倾斜角度；连续梁桥；分布因素；组合桥 介绍 斜交桥在那些对齐的问题比经济问题更能影响桥梁设计的发达地区尤为常见。斜交桥在那些地形特征可能使桥梁上部结构不垂直于桥台和桥墩的山区也相当普遍。 在非斜交桥中， 荷载路径是桥跨的支撑方向。 在斜交桥中，就不是这样的。一个实心板斜梁桥，荷载往往集中在该桥比较尖锐的地方。在纵向梁的桥面板上，这种效果也发生了，虽然不是很明显。这种变化在高度歪曲的荷载路径方向有一下显著特点：在桥面板上有显著的扭转力矩，纵向力矩减小，横向弯矩增加，反力和负弯矩在钝角处集中，反应小，在尖锐的隆起部位可能会增加反应程度。斜交桥的这些特点使它的分析和设计比非斜交桥更加复杂。 在过去，不管斜交角度有多大，斜交桥的设计，分析和构造都是和直桥的方法相同。在很多设计方面，斜交桥和直桥都是用同样的方式处理的。许多设计因素进行处理的倾斜的直桥相同的方式。这方面的一个例子是活荷载分布系数（LLDF） ，这在设计规范使设计简单，提供了一个简单的和快速的评价方式的桥梁。LLDF 这是一个有着如桥的几何形状功能的参数，部件的相对刚度，和负载的性质。AASHTO 标准规范（2003）并提供室内梁分布的因素简单支持桥为梁间距功能。此代码不考虑影响的倾斜角度和桥的连续性。安大略省公路桥梁设计的代码（OMTC1992）账户纵向和横向的除了桥梁刚度梁间距。然而，该方法仅限于简单支撑和斜交角度较小的桥梁。 当前美国公路桥梁设计规范(AASHTO 2010)认为，LLDF 是一个包括的跨度，梁间距，板的厚度，和梁的刚度的函数。该 LLDS 对于外部和内部的梁在剪切和力矩，和一个加载车道和两个或两个以上的加载车道的情况的规定是不同的。 AASHTO LRFD 规范介绍了 LLDF 作为斜交角的一个折减系数的功能。 倾斜角度对于倾斜桥的一些行为因素，如载荷分布的因素和对轴承的负荷影响来说无疑是一个重要的参数。 (Zokaie et al . 1991 年)。 Khaleel 和 Itani (1990)给出了在活载作用下确定连续梁和斜交板梁的弯矩的方法。他们的结论是，当倾斜角度为 60时，AASHTO 标准规范低估了正常桥梁外梁的弯矩多达 28%，而对于内梁弯矩，最大低估约为 71%。Helba 和 Kennedy 在 1994年通过测试连续倾斜复合桥梁来定义极限载荷。结果涉及简支梁桥和连续梁桥，两跨和斜梁桥。Ebeido 和 Kennedy 在 1996 年研究了倾斜角度，以及其他设计参数，对剪切力和两跨、连续、组合桥梁反应分布因素的影响。 Khaloo 和 Mirzabozorg（2003），利用有限元分析（FEA）方法，对简支梁桥，多跨度的斜交桥，倾斜角度，梁间距，和内部的横隔梁的布置进行了三维（3D）分析。他们发现，与非斜交桥相比，倾斜角为 60的斜交桥的外部梁的荷载分布系数被降低了 24%。此外，研究表明的内部大梁的荷载分布因素的灵敏度和倾斜角度有关。相对于非斜角桥梁，斜交角为 60的甲板的荷载分布因素会降低 26.3%。结果表明，AASHTO 标准规格的荷载分布因素比的有限元分析的荷载分布因素高 43.1%。Khaloo 和Mirzabozorg 建议应重新评价倾斜桥梁梁的活荷载分布系数。黄朝志等人，在 2004 年进行了现场试验， 利用有限元分析理论分析了一座倾斜角度为 60的两跨连续板钢组合桁梁桥。Ashebo 等人在 2007 年研究了动力载荷对斜交连续箱梁桥的影响。2007 年，Menassa 等人通过对一座简单的单跨多车道钢筋混凝土板梁桥进行了有限元分析，结果发现，当斜交桥倾斜角度范围为 0 - 30 时， 歪斜对桥梁在静态和动态上的行为影响都很小。 他们的结论是，桥梁斜交角度小于 20时，斜桥和直桥通过有限元分析得到的纵向力矩之间的比率差不多等于 1。当桥梁的倾斜角度在 30和 40之间时，这个比例下降到 0.75，并进一步下降到 0.5 当桥梁的倾斜角度增加到 50 。在这些研究中，横隔板的布置和高跨比的影响还没有被考虑。 在本文中，倾斜角度等设计参数对两跨连续组合梁桥在弯矩，剪切力，和荷载分配系数的影响是利用有限元分析进行了研究。倾斜的桥梁的有限元分析的结果参考直线桥梁， 也与 AASHTO 标准规范和 AASHTO LRFD 规格进行了比较。此外，早期研究中对倾斜桥梁精度的一个简单方程被重新检查了，而且，横隔梁的安排和高跨比对斜交桥的影响也进行了研究。对七十二种有着不同跨度比（I，1.55，和 1.82），倾斜角度（0 - 60 ），和两种不同安排的横向联系的桥梁模型进行了分析。 桥梁模型和假设的描述 一座设计宽度为 11.8 米的工字截面双车道桥梁被考虑了。结构是基于以下理想化的假设： 1. 倾斜的甲板在铺在由六块工字型组成的中心间距为2米的纵向梁上。 2. 所有的材料是有弹性的和均质的。 3. 甲板和纵向工字型梁由桥墩简单支撑、在桥墩上连续布置。 第一个跨度的长度为24m，跨度比（N=第二跨长度/第一跨长度）为1,1.55,1.82. 对于中间横隔板的两个不同的安排进行了研究：在第一模式，横隔板是垂直于纵梁的；在第二个模式中，横隔板是平行于甲板的支撑线。对于第一种模式，斜交角在0至45间变化，对于平行模式，斜交角在0至60间变化。 主梁是高度为2米的工字型钢梁， 其断面系数为 3046. 0mSx。我们用长为808mm 的 X 型中间横隔板与顶部和底部的线交叉。对于所有的桥梁，都使用能抵抗30兆帕的25cm 厚的混凝土甲板，而且甲板的顶部和底部用400 mmm /2的钢筋网来加固。图1显示了有限元模型的截面（FEM）和两个安排的横向联系。 有限元分析 许多变化的方法，在各种文章中已被用于制定的梁板模型。海斯等人，在 1986 年开发了一个模型，采用四边形壳单元来代表桥梁空间框架单元。除了元素仅仅是连接在重力的中心这种情况，这种类型的模型都是类似于偏心梁模型的，而且刚性连接是不需要的。一个真正的偏心梁的研究方法是易卜生和纳特在 1978 年进行操作的。该模型利用通过刚性结构连接的壳单元和梁单元来分别代表的甲板和梁的梁单元。Brock- enbrough 在（1986）使用一个详细的梁的方法和把梁分成三部分。每个凸缘被建模为一个梁单元，每个网络被建模为一个壳单元。板坯的利用通过刚性连接的壳单元来连接每个元素的质心。偏心梁模型被确定为最经济的模型，同时还能准确地预测梁的行为。我们利用通用的有限元分析程序，SAP2000（cs12000），来做三维有限元分析。模拟混凝土板在每个节点上采用四节点三维弹性壳单元，每个节点拥有六个自由度。模拟的纵向钢梁在每个节点上使用了两个节点的三维弹性梁单元，拥有六个自由度。壳和梁元素是通过刚性连接件连接的。这些元素通过连接有着梁单元和壳单元的甲板单元的节点来模拟甲板和梁之间的复合动作。在框架的横向隔板采用梁单元模拟。梁和横隔板之间的连接是固定的。简单的支持在桥梁两端分别采用边界约束的平移位移被限制除纵向建模，并没有转动约束。结果表明，简支边界条件可以提供更均匀的结果（EOM 和 Nowak 2001）。此外，中间桥墩支架使用平移位移约束时的边界约束来建模。 荷载和有限元分析结果 卡车 HS20-44 标准是根据 AASHTO 标准规格来使用的。SAP2000（CSI 2000）移动荷载选项是用于装载的。为了验证在 N = 1.55 和倾斜角度为30的情况下的有限元分析， 该模型扩展为Ebeido和Kennedy在1996创建的模型的相同品。对于室内梁的弯矩分配系数的比较表明，它们的差异小于 2.5%。 随后有了考虑两车道的桥在最大纵向弯矩和外部和内部在墩支撑梁的剪力的有限元分析结果的报告。有限元分析的最大弯矩在0/MM的形式介绍，其中M中的是斜交角度为 的斜桥的有限元分析的最大弯矩，0M为非斜交桥的有限元分析弯矩。同理，比值0/VV用于计算剪力。 在桥墩支撑上的最大纵向弯矩比 对于三跨斜交桥的比值（1,1.55,1.82），比值0/MM在内部梁上的最大纵向弯矩如图 2（a）所示。这个图显示，在桥墩的内部梁最大纵向弯矩随着斜交角度的增大而减小。当斜交角度小于 20时，减少大概 10%，当斜交角度上升到 45时，支撑的弯矩减少将近 33%。如图 2（b）中阐释，当斜交角度小于 20时，外梁弯矩的减少对纵向弯矩影响不大。然而，当斜交角度上升到 30时，比值减少到 0.86。当斜交角度达到 45时，比值将会进一步减少到 0.71。 在桥墩支撑上的最大剪力比 图 3（a）显示出斜交角度在内梁上桥墩支撑处剪力的影响。随着斜交角度的增加，内梁桥墩支撑处的剪力会减小。当斜交角度为 30时，比值大概为 0.87，当斜交角度上升到 45时，比值会减小到 0.78. 图 3（b）显示出外梁上桥墩处支撑的剪力比0/VV，显示出当斜交角度增大时，桥墩支撑上每个三跨剪力比（1，1.55，1.82）的剪力会增大，当角度达到 45时，剪力比大约为 1.3。结果表明，对于外部梁和内部梁，桥墩支撑处的剪力随着跨度比的增
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