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家里 施工图 设计

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配制混凝土所采用的水泥、砂、石、水等材料及混凝土的配合比、拌制、运输和浇筑应严格按照公路桥涵施工技术规范执行，并应符合规范所规定的质量检验及质量标准。2 预应力材料预应力钢绞线采用 270 级公称直径为 15.2mm 的低松驰预应力钢绞线，技术标准必须符合 “ASTM416-90” 和 “GB5224-95” 有关规定 。3 普通钢筋设计采用了 R235 及 HRB335 两种钢筋，其中 R235 钢筋应符合钢筋混凝土用热轧光圆钢筋(GB13013-1991)、HRB335应符合钢筋混凝土用热轧带肋钢(GB1499-1998)标准中的各项规定。4 普通钢材技术标准必须符合“GB/T700-1998”的规定,选用的焊接材料应与所采用的钢材材质和强度相适应。5 伸缩缝伸缩缝采用 GQF-MZL240 伸缩装置，在边跨支座处各设1道6 桥梁支座全桥设置支座处均采用 GPZSX 盆式橡胶支座。7 其他本桥所有材料质量的要求应符合公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）的有关规定并符合相应的国家标准。本桥所有材料及标准件产品均应采用通过国家级或部级鉴定的产品，并应按国标部标要求进行抽样检验。（四） 设计要点设 计 说 明此为王家里桥施工图设计说明。（一）设计标准1、设计跨径：540m。2、设计荷载：公路I级。3、桥面净宽：共28m:0.5(防撞栏杆)+12.5（行车道）+2.0（中央分隔带）+12.5（行车道）+0.5（防撞栏杆）。4、通航等级：无。6、不考虑漂流物撞击作用。（二）设计规范1、公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）2、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）3、公路工程技术标准（JTG B01-2003）4、公路沥青路面设计规范（JTG D50-2006）5、公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2004）（三）主要材料1 混凝土混凝土均按规范公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)中规定的强度等级(边长为 150mm 立方体的抗压强度标准值)采用。各构件所用混凝土等级为：上部结构：箱梁采用C50、防撞栏杆采用C30、桥面铺装采用C40、桥头搭板采用C40；下部结构：墩采用C40、支座垫石采用C50、桥台台帽采用C30 凝土、桩基础采用C25 水下混凝土、承台采用C30。的有关规定执行。1、整体布置：桥梁全长200m,上部主梁为540m预应力混凝土箱梁结构，梁高2.6m。2、支座采用盆式橡胶支座.（五）施工要点施工中严格遵循公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）和公路工程质量检验评定标准，并从严控制。施工中严格遵循公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）和公路工程质量检验评定标准，并从严控制。下部结构施工（1）钻孔准备：采用正反循环回转钻时其护筒内径宜比桩径大20-30cm；水中墩位应大于40cm。（2）清孔：孔内沉淀层厚度必须满足施工规范要求。（3）灌注水下砼：首批灌注的砼的初凝时间应符合时间应符合规范要求。灌注标高应比设计桩顶标高高出至少80cm；并在浇注系梁或墩住时予以凿除。（4）所有钢筋均需采用焊接，焊接长度单面焊10d，双面焊5d；同一截面钢筋接头不应超过50%。（5）所有桩基均须埋设无缝钢管作为检测管，以备成桩后进行质量检测，桩基不得出现夹层，更不得出现断桩。（6）桩基必须进行抽芯检查，且比例不小于5%。（7）所有施工接缝处均应按规范进行凿毛，以便新老砼结合良好。（8）每一道施工工序，均应注意预埋下一道工序所需的预埋件。2上部结构施工有关桥梁的施工工艺及其质量检查标准，均按公路桥涵施工规范（JTJ041-2000）中此为王家里桥施工图设计说明。（一）设计标准1、设计跨径：540m。2、设计荷载：公路I 级。3、桥面净宽：共 28m:0.5(防撞栏杆)+12.5（行车道）+2.0（中央分隔带）+12.5（行车道）+0.5（防撞栏杆） 。4、通航等级：无。6、不考虑漂流物撞击作用。（二）设计规范1、 公路桥涵设计通用规范 （JTG D60-2004）2、 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTG D62-2004）3、 公路工程技术标准 （JTG B01-2003）4、 公路沥青路面设计规范 （JTG D50-2006）5、 公路桥涵施工技术规范 （JTJ041-2004）（三）主要材料1 混凝土混凝土均按规范公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)中规定的强度等级(边长为 150mm 立方体的抗压强度标准值)采用。各构件所用混凝土等级为：上部结构：箱梁采用C50、防撞栏杆采用C30、桥面铺装采用C40、桥头搭板采用C40；下部结构： 墩采用C40、 支座垫石采用C50、 桥台台帽采用C30 凝土、 桩基础采用C25 水下混凝土、承台采用C30。配制混凝土所采用的水泥、砂、石、水等材料及混凝土的配合比、拌制、运输和浇筑应严格按照公路桥涵施工技术规范执行，并应符合规范所规定的质量检验及质量标准。2 预应力材料预应力钢绞线采用 270 级公称直径为 15.2mm 的低松驰预应力钢绞线，技术标准必须符合 “ASTM416-90” 和 “GB5224-95” 有关规定 。3 普通钢筋设计采用了 R235 及 HRB335 两种钢筋，其中 R235 钢筋应符合钢筋混凝土用热轧光圆钢筋(GB13013-1991)、HRB335 应符合钢筋混凝土用热轧带肋钢(GB1499-1998)标准中的各项规定。4 普通钢材技术标准必须符合“GB/T700-1998”的规定,选用的焊接材料应与所采用的钢材材质和强度相适应。5 伸缩缝伸缩缝采用 GQF-MZL240 伸缩装置，在边跨支座处各设 1 道6 桥梁支座全桥设置支座处均采用 GPZSX 盆式橡胶支座。7 其他本桥所有材料质量的要求应符合公路桥涵施工技术规范 （JTJ041-2000）的有关规定并符合相应的国家标准。本桥所有材料及标准件产品均应采用通过国家级或部级鉴定的产品，并应按国标部标要求进行抽样检验。（四） 设计要点设计说明1、整体布置：桥梁全长 200m,上部主梁为 540m预应力混凝土箱梁结构，梁高 2.6m。2、支座采用盆式橡胶支座.（五）施工要点施工中严格遵循公路桥涵施工技术规范 （JTJ041-2000）和公路工程质量检验评定标准 ，并从严控制。施工中严格遵循公路桥涵施工技术规范 （JTJ041-2000）和公路工程质量检验评定标准 ，并从严控制。下部结构施工（1）钻孔准备：采用正反循环回转钻时其护筒内径宜比桩径大 20-30cm；水中墩位应大于 40cm。（2）清孔：孔内沉淀层厚度必须满足施工规范要求。（3）灌注水下砼：首批灌注的砼的初凝时间应符合时间应符合规范要求。灌注标高应比设计桩顶标高高出至少 80cm；并在浇注系梁或墩住时予以凿除。（4）所有钢筋均需采用焊接，焊接长度单面焊 10d，双面焊 5d；同一截面钢筋接头不应超过 50%。（5）所有桩基均须埋设无缝钢管作为检测管，以备成桩后进行质量检测，桩基不得出现夹层，更不得出现断桩。（6）桩基必须进行抽芯检查，且比例不小于 5%。（7）所有施工接缝处均应按规范进行凿毛，以便新老砼结合良好。（8）每一道施工工序，均应注意预埋下一道工序所需的预埋件。2上部结构施工有关桥梁的施工工艺及其质量检查标准，均按公路桥涵施工规范 （JTJ041-2000） 中的有关规定执行。王家里桥施工图设计设计王 浩 之号：级：土木工程(桥梁工程方向)金 霞 飞200918020310桥土09-03论文毕业设计(论文)开题报告题目：课 题 类 别：学 生 姓 名：学班专业（全称）：指 导 教 师：2013年3月通过桥梁毕业设计,使学生运用所学的课程,系统地训练,以便掌握桥梁的基本理通过桥梁毕业设计,不断提高计算绘图,查阅文献,使用桥梁规范和设计手册,填王家里桥施工图设计一、本课题设计（研究）的目的：1 通过毕业设计系统地巩固基本理论知识和专业知识，能综合运用所学课程自主创新，培养学生分析问题和解决问题的能力；2 掌握设计原则、设计方法、步骤，提高计算、绘图、查阅文献、使用桥梁规范手册和编写技术文件及计算机辅助设计计算等基本技能，从而深入了解公路预应力混凝土桥梁在桥式方案比选、结构计算及施工架设等方面的设计规范、计算方法及设计思想等内容和要求，为毕业后从事桥梁技术工作打好基础；3 通过桥梁毕业设计，熟练掌握WORD、EXCEL、AUTOCAD、桥梁电算程序、桥梁大师等软件；4 树立正确的设计思想以及严谨负责、实事求是、刻苦钻研、勇于创新的作风；5论,基本知识,基本的计算方法；6写技术文件,运用电脑等基本技能,树立正确的设计思想,逐步掌握设计原则,设计方法,设计步骤；7 在毕业设计导师的指导下,逐步培养学生全面的系统的分析问题,解决问题,培养学生的桥梁能力,使学生具备桥梁设计的基本素质；树立正确性设计思想以及严谨负责、实事求是、刻苦钻研、勇于创新的作风，为桥梁建设事业服务。1王家里桥施工图设计二、设计（研究）现状和发展趋势（文献综述）：1、 概况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,桥面伸缩缝一般仅设二道, 行车舒适等优点。加上这种桥型的设计施工较成熟, 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我国公路、城市和铁路桥梁工程中得到广泛采用。2、 我国预应力混凝土连续梁桥的发展2.1桥梁施工技术(1) 在我国中小跨径的预应力混凝土连续梁桥施工中,除了最古老的支架现浇方法外,还采用了先简支后连续、顶推法、移动模架逐孔浇筑法、移动导梁逐孔拼装法和梁体预制浮吊安装法等施工技术。(2) 平衡悬臂拼装施工法和平衡悬臂浇筑施工法的采用促进了预应力混凝土连续梁桥的发展。大跨径预应力混凝土连续梁桥大多采用悬臂浇筑法施工。根据连续梁桥的特点,采用逐段平衡悬臂浇筑, 先形成T构, 再逐跨合拢,逐跨释放临时固定支座,逐跨完成体系转换,最终形成多跨预应力混凝土连续梁桥。大跨径预应力混凝土连续箱梁广泛采用挂篮进行悬臂浇筑施工。常用的挂篮形式有桁架式和斜拉式。随着施工技术的进步, 挂篮结构向着轻型化的方向发展, 尽可能采用构造合理、受力明确、自重轻、利用系数高、使用安全方便,具有良好技术经济指标的挂篮。例如,奉浦大桥等工程采用的菱型挂篮就是其中之一, 该挂篮总重仅50t ,利用系数为4. 0。2.2 大跨径预应力混凝土连续梁桥的发展高强度预应力钢材、高标号混凝土和大吨位预应力锚固体系的研制开发和应用,促进了大跨径预应力混凝土连续梁桥的发展。在八十年代后期, 国内开始生产1860MPa的低松弛预应力钢绞线, 加上与其配套的大吨位预应力锚具和张拉设备的研制成功,C50 与C60 混凝土的应用, 使得预应力连续梁桥结构轻型化,跨越能力得到很大提高。在这以前, 我国大量采用1600MPa5 的高强度碳素钢丝和与其配套的钢质锥形2桥南京长江二桥北汊桥六库怒江大桥黄浦江奉浦大桥常德沅水大桥东明黄河公路大桥风陵渡黄河大桥沙洋汉江大桥珠江三桥宜城汉江公路大桥松花江大桥名90+1653+9085+154+8585+1253+8584+1203+8475+1207+75875+87+1147+8763+1116+6380+110+8055+1004+5559+907+59主 桥 跨 径（m）江苏云南上海湖南山东山西湖北广东湖北黑龙江桥址2000199519951986199319941985198319901986建成年份王家里桥施工图设计锚(即F式锚具) 。这种锚具的张拉吨位小,使用时的控制张拉力仅565kN, 每张拉10kN预应力需要的布束面积约为2. 55cm2 ; 若采用j 15. 2 12 型锚具, 张拉10kN 预应力所需的布束面积约为0. 96cm2 ; 采用j 15. 2 22 型的锚具时, 张拉10kN 预应力所需的布束面积约为0. 67cm2 。三者的比例为1 : 0. 38 : 0. 26 ,由此可以看到, 采用大吨位预应力锚具体系后, 使得预应力箱梁布束范围内的顶板、腹板和底板尺寸,设计时由原来的布束控制改为受力控制和按构造要求控制,这样大大减小了箱梁断面的尺寸,减轻了上部结构的自重。箱梁混凝土及钢绞线的用量能够大大减少,从而使得预应力结构设计更趋合理、经济。若采用以往的钢质锥形锚具, 预应力混凝土连续梁的跨越能力大多在100m 左右随着1860Mpa 钢绞线和大吨位预应力锚固体系的应用, 目前我国连续梁桥的最大跨径已达154m,连续刚构桥的最大跨径达到270m, 从而使得我国预应力混凝土梁桥的设计、施工技术进入世界先进行列。2.3 成果2.3.1 我国已建成的大跨径预应力混凝土连续梁桥，如下所示：表一：序号123456789102.3.2 工程实例3王家里桥施工图设计图一：常德沅水大桥常德沅水大桥常德沅水大桥为预应力钢筋混凝土箱型连续梁桥，其孔径自南向北的布置是：725+84+3120+84+425+3516+313，共54孔。全长1408米。5孔主跨为预应力连续梁，两岸引桥分别设7孔和4孔25米预应力混凝土简支T梁。图二：东明黄河公路大桥东明黄河公路大桥位于山东省菏泽市西北，与河南濮阳市交界。是山东省境内最长的一座公路大桥，被誉为“齐鲁第一桥”。该桥是国道106线跨越黄河的特大桥梁。大桥全长414214米，宽185米，4车道。该桥于1991年9月全桥竣工通车。4王家里桥施工图设计图三：宜城汉江桥宜城汉江桥的主桥跨径组合为55+1004+55m，1990年建成，是中国首次采用双支座支承的预应力混凝土连续梁桥。图四：宜昌乐天溪桥宜昌乐天溪桥跨越长江支流乐天溪出口处，系为配合三峡工程而建的一座4孔1联预应力混凝土连续梁桥，主跨为125m，1990年建成。桥墩采用建于同一基础上的双壁式墩，在连续梁桥桥墩中采用双排支座，这样可以削减支点弯矩与剪力。3、预应力混凝土连续梁桥的特点预应力混凝土连续梁的应用却非常广泛。尤其是悬臂施工法、顶推法、逐跨施工5弯矩的绝对qlql22王家里桥施工图设计法在连续梁桥中的应用，这种充分应用预应力技术的优点使施工设备机械化，生产工厂化，从而提高了施工质量，降低了施工费用。连续梁的突出优点是：结构刚度大，变形小，动力性能好，主梁变形挠曲线平缓，有利于高速行车。然而应指出的是，预应力混凝土连续梁设计中的一个特点是：必须以各个截面的最大正、负值之和，也即按弯矩变化幅值布置预应力束筋。例如一个三孔等跨连续梁，其中孔跨中活载正弯矩与活载负弯矩的绝对值之和（即弯矩变化幅值）为0.125 ，与同跨简支梁弯矩相同，支点上弯矩变化幅值为0.133 。在公路桥上，因恒载弯矩占总弯矩的比例较大，实际上支点控制设计的是负弯矩，跨中控制设计是正弯矩（因支点上的活载正弯矩与恒载负弯矩之和为负弯矩；跨中活载负弯矩与恒载正弯矩之和为正弯矩）。在梁体中，弯矩有正、负变号的区段仅在支点到跨中的某一区段。这样，布置预应力束筋并不增加太大的用量，就能满足设计要求。反之，在活载较大的铁路桥上及恒载弯矩占总弯矩比例不大的小跨连续梁桥上，因预应力筋节省有限，施工较简支梁复杂，经济效益差，而较少采用。4、 大跨预应力混凝土梁亟待解决的课题(1) 发展大吨位的锚固张拉体系,避免了配筋过多而增大箱梁构造尺寸,否则混凝土保护层难以保证,密集的预应力管道与普通钢筋层层迭置,可使混凝土质量难以提高。(2) 在一切适宜的桥址,设计与施工墩梁固结的连续刚构体系(墩高40m以上) ,尽可能不采用养护调整不易的大吨位支座。(3) 充分发挥三向预应力的优点,采用悬臂梁顶板的单箱断面,既可节约材料减轻结构自重,又可充分利用悬臂梁方法的特点加快施工进度。(4) 箱梁设计与施工中,其排水问题和降温问题值得进一步研究解决。6王家里桥施工图设计三、方案比选本次设计拟定了三种方案，分别是等截面预应力连续梁桥、混凝土拱桥、独塔斜拉桥。设计依据（1）设计跨径：自行拟定；（2）设计荷载：公路I级（3）桥面净宽：共28m:0.5(防撞栏杆)+12.5（行车道）+2.0（中央分隔带）+12.5（行车道）+0.5（防撞栏杆）。（4）航道等级：1级（5）地震基本烈度：7度。（6）设计洪水频率：1300.设计方案一：5X40M预应力混凝土等截面连续梁桥此拟定方案为等截面连续梁桥，主桥跨径组合为：540m，5跨等截面预应力连续梁桥。主梁为矩形箱梁，根据经验公式，梁高一般为跨径的1/12到1/17，取梁高为3m；采用满膛支架法施工。连续梁桥主梁是连续支承在几个桥墩上。在荷载作用时，主梁的不同截面上有的有正弯矩，有的有负弯矩，而弯矩的绝对值均较同跨径桥的简支梁小。这样，可节省主梁材料用量。连续梁桥通常是将多孔做成一联，在一联内没有桥面接缝，行车较为顺适。连续梁桥施工时，可以先将主梁逐孔架设成简支梁然后互相连接成为连续梁。或者从墩台上逐段悬伸加长最后连接成为连续梁。7王家里桥施工图设计设计方案二：预应力混凝土连续刚构桥本方案为预应力混凝土连续刚构桥，跨径组合为52+96+52米三跨预应力混凝土变截面连续刚构,边跨与中跨的比值满足0.550.58倍。断面形式为单室箱梁。箱梁梁高采用变高度，底曲线采用二次抛物线形势，。主桥上部结构按三向预应力混凝土设计, 主桥箱梁采用挂蓝法悬臂浇筑施工。由于此处的墩不很高，故采用普通墩形式，直径为2m的圆截面墩,基础为钢筋混凝土钻孔灌注桩。设计方案三：中承式钢管混凝土拱桥本方案为中承式钢管混凝土拱桥，跨径组合为140m + 230m，主跨为140m，8设计方案一5X40M预应力混凝土等截面连续梁桥采用52+96+52m跨径分大，变形小，动力性能 梁式桥相比可以节省大具有较好的技术经济性非常成熟设计方案二预应力混凝土连续刚构桥布，受力明确，构造简单，适用于大跨、高墩的结构，相对成熟设计方案三中承式钢管混凝土拱桥非常成熟王家里桥施工图设计主拱圈材料为钢管混凝土，边跨、主跨拱脚均固结于拱座，边跨曲梁与边墩之间设置轴向活动盆式橡胶支座，在两边跨端部之间设置钢绞线系杆，通过张拉系杆由边拱肋平衡主拱拱肋所产生的水平推力。方案序号桥型主桥跨径采用5x40m， 跨径采用220m+240m，整体性能好，结构刚度 跨越能力较大，与混凝土实用性好，主梁变形挠曲线平 量的钢材和水泥，外形美缓，有利于高速行车。 观，构造相对比较简单。技术性9状态比较均匀合理且是挂篮行走，体系转换 力墩，防止一侧桥孔破坏造价一般环境协调能力好，桥 型美观造价较高性强。造价较高王家里桥施工图设计恒活载作用下，支点变截面连续梁桥需要采 主拱圈以受压为主，充分负弯矩对跨中正弯矩用悬臂浇筑施工，施工 发挥了混凝土材料的抗有卸载作用，使内力过程中的安全控制特别 压性能，还应设置单向推安全性施工较简单。墩台的时的安全问题控制难度 而引起另一侧桥孔安全。不均匀沉降会引起梁较大体各孔内力发生变化经济性全桥线条明快，周围 主梁线条简洁不影响桥 外形像长虹卧波，美感美观性型简洁美观。通过对以上方案的比较：美观上，方案三的美观性是最佳的；安全性的要求，方案二和三要求最高，方案一的安全易于控制；适用性方面，由于桥下没有通航和通车的要求，可以采用方案一中小跨径的连续梁桥。施工难易方面，方案三的难度最大，对施工单位的要求最高，方案一施工简单且快速。综上所述，方案一优势明显，是我这次设计中的推荐方案。10成桥状态下的结构分析；截面的钢筋配置；施工过程结构内力和位移的计算。结构尺寸的合理拟定；施工工艺的选择施工过程结构受力状态的正确模拟。正确使用桥梁计算软件（Brcad、Midas、桥梁博士等）；收集参考图（标准图、设计图）；正确使用规范和手册。合理选择桥型，正确拟定结构尺寸；根据桥型特点和施工条件，设计合理的施工方案；用桥梁设计软件准确计算整个施工过程及成桥状态的受力；在施工的每一个阶段，充分考虑混凝土的收缩徐变、临时荷载等因素计算活载和荷载组合，合理配置钢筋；通过适当的手算来检验电算结果的正确性。1438 周89 周101013周141516周周周周周王家里桥施工图设计四、设计（研究）的重点与难点，拟采用的途径（研究手段）：1. 设计的重点：（1）（2）（3）2. 设计难点：（1）（2）（3）3. 拟采用的途径（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）对成桥的影响；（8）（9）五、设计（研究）进度计划：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推荐方案上部结构设计计算，电算配筋计算强度、刚度、稳定性验算,进行中期检查绘制施工图专题小结（部分同学完成）专业文献翻译整理资料，汇总成果，准备答辩1117 周17society周ofcivilengineers.CivilEngineeringJ.王家里桥施工图设计答辩提交成果六、参考文献：1JTG D60-2004.公路桥涵设计通用规范S.北京:人民交通出版社,2004.2JTG D62-2004.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,2004.3JTG D61-2005.公路砖石及砼桥涵设计规范S.北京:人民交通出版社,2005.4JTG D63-2007.公路桥涵地基与基础设计规范S.北京:人民交通出版社,2007.5邵旭东桥梁工程M北京：人民交通出版社，20056范立础桥梁工程(上、下册)(土木工程专业用)M北京：人民交通出版社，19937姚林森桥梁工程(公路与城市道路工程专业用)M北京：人民交通出版社，19858颜东煌，李学文桥梁电算M北京：湖南大学出版社，19999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，200210贺拴海.桥梁结构理论与计算方法M.北京:人民交通出版社,2003.11邵旭东.桥梁设计百问M.北京:人民交通出版社,2006.12刘效尧.公路桥涵设计手册丛书-梁桥M.北京:人民交通出版社（第二版）,201113江祖铭,王崇礼.公路桥涵设计手册丛书-墩台与基础M.北京:人民交通出版社,1994.14徐岳.预应力混凝土连续梁桥设计M.北京:人民交通出版社,2000.15易建国.桥梁计算示例集-混凝土简支梁（板）桥M. 北京:人民交通出版社,2006.16徐光辉.桥梁计算示例集-预应力混凝土刚架桥M. 北京:人民交通出版社,1995.17邹毅松.王银辉.桥梁计算示例丛书-连续梁桥M. 北京:人民交通出版社,2009.18中华钢结构论坛Z.;中国交通资料网Z. .19American12societysocietysocietyofofofcivilcivilcivilengineers.engineers.engineers.CivilJournalJournalEngineeringJ.ofofStructuralStructural王家里桥施工图设计American:2001:January.20AmericanAmerican:2001:February.21AmericanEngineeringJ. American:2003:September.22AmericanEngineeringJ. American:2003:July.23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，199124马尔立公路桥梁墩台设计与施工 M北京：人民交通出版社，199813日日王家里桥施工图设计指导教师意见签名：月教研室（学术小组）意见教研室主任（学术小组长）（签章）：月14毕业设计毕业设计( (论文论文) )开题报告开题报告题目题目：王家里桥施工图设计王家里桥施工图设计课课 题题 类类 别：别：设计设计论文论文学学 生生 姓姓 名：名：王王 浩浩 之之学学号：号：200918020310200918020310班班级：级：桥土桥土 09-0309-03专业（全称专业（全称） ：土木工程土木工程( (桥梁工程方向桥梁工程方向) )指指 导导 教教 师：师：金金 霞霞 飞飞20132013 年年 3 3 月月 王家里桥施工图设计1一、本课题设计（研究）的目的：一、本课题设计（研究）的目的：1通过毕业设计系统地巩固基本理论知识和专业知识，能综合运用所学课程自主创新，培养学生分析问题和解决问题的能力；2掌握设计原则、设计方法、步骤，提高计算、绘图、查阅文献、使用桥梁规范手册和编写技术文件及计算机辅助设计计算等基本技能，从而深入了解公路预应力混凝土桥梁在桥式方案比选、结构计算及施工架设等方面的设计规范、计算方法及设计思想等内容和要求，为毕业后从事桥梁技术工作打好基础；3通过桥梁毕业设计，熟练掌握 WORD、EXCEL、AUTOCAD、桥梁电算程序、桥梁大师等软件；4树立正确的设计思想以及严谨负责、实事求是、刻苦钻研、勇于创新的作风；5通过桥梁毕业设计,使学生运用所学的课程,系统地训练,以便掌握桥梁的基本理论,基本知识,基本的计算方法；6通过桥梁毕业设计,不断提高计算绘图,查阅文献,使用桥梁规范和设计手册,填写技术文件,运用电脑等基本技能,树立正确的设计思想,逐步掌握设计原则,设计方法,设计步骤；7在毕业设计导师的指导下,逐步培养学生全面的系统的分析问题,解决问题,培养学生的桥梁能力,使学生具备桥梁设计的基本素质；树立正确性设计思想以及严谨负责、实事求是、刻苦钻研、勇于创新的作风，为桥梁建设事业服务。王家里桥施工图设计2二、二、设计（研究）现状和发展趋势（文献综述设计（研究）现状和发展趋势（文献综述） ：1 1、 概况概况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,桥面伸缩缝一般仅设二道, 行车舒适等优点。加上这种桥型的设计施工较成熟, 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我国公路、城市和铁路桥梁工程中得到广泛采用。2 2、 我国预应力混凝土连续梁桥的发展我国预应力混凝土连续梁桥的发展2.1 桥梁施工技术(1) 在我国中小跨径的预应力混凝土连续梁桥施工中,除了最古老的支架现浇方法外,还采用了先简支后连续、顶推法、移动模架逐孔浇筑法、移动导梁逐孔拼装法和梁体预制浮吊安装法等施工技术。(2) 平衡悬臂拼装施工法和平衡悬臂浇筑施工法的采用促进了预应力混凝土连续梁桥的发展。大跨径预应力混凝土连续梁桥大多采用悬臂浇筑法施工。根据连续梁桥的特点,采用逐段平衡悬臂浇筑, 先形成 T构, 再逐跨合拢,逐跨释放临时固定支座,逐跨完成体系转换,最终形成多跨预应力混凝土连续梁桥。大跨径预应力混凝土连续箱梁广泛采用挂篮进行悬臂浇筑施工。常用的挂篮形式有桁架式和斜拉式。随着施工技术的进步, 挂篮结构向着轻型化的方向发展, 尽可能采用构造合理、受力明确、自重轻、利用系数高、使用安全方便,具有良好技术经济指标的挂篮。例如,奉浦大桥等工程采用的菱型挂篮就是其中之一, 该挂篮总重仅50t ,利用系数为 4. 0。2.2 大跨径预应力混凝土连续梁桥的发展高强度预应力钢材、高标号混凝土和大吨位预应力锚固体系的研制开发和应用,促进了大跨径预应力混凝土连续梁桥的发展。在八十年代后期, 国内开始生产1860MPa的低松弛预应力钢绞线, 加上与其配套的大吨位预应力锚具和张拉设备的研制成功, C50 与C60 混凝土的应用, 使得预应力连续梁桥结构轻型化,跨越能力得到很大提高。在这以前, 我国大量采用 1600MPa5 的高强度碳素钢丝和与其配套的钢质锥形王家里桥施工图设计3锚(即 F 式锚具) 。这种锚具的张拉吨位小,使用时的控制张拉力仅 565kN, 每张拉10kN 预应力需要的布束面积约为 2. 55cm2 ; 若采用j 15. 2 12 型锚具, 张拉10kN 预应力所需的布束面积约为 0. 96cm2 ; 采用j 15. 2 22 型的锚具时, 张拉 10kN 预应力所需的布束面积约为 0. 67cm2 。三者的比例为 1 : 0. 38 : 0. 26 ,由此可以看到, 采用大吨位预应力锚具体系后, 使得预应力箱梁布束范围内的顶板、腹板和底板尺寸,设计时由原来的布束控制改为受力控制和按构造要求控制,这样大大减小了箱梁断面的尺寸,减轻了上部结构的自重。箱梁混凝土及钢绞线的用量能够大大减少,从而使得预应力结构设计更趋合理、经济。若采用以往的钢质锥形锚具, 预应力混凝土连续梁的跨越能力大多在 100m 左右随着 1860Mpa 钢绞线和大吨位预应力锚固体系的应用, 目前我国连续梁桥的最大跨径已达154m,连续刚构桥的最大跨径达到270m, 从而使得我国预应力混凝土梁桥的设计、施工技术进入世界先进行列。2.3 成果2.3.1 我国已建成的大跨径预应力混凝土连续梁桥，如下所示：表一：序号桥名主 桥 跨 径（m）桥址建成年份1南京长江二桥北汊桥90+1653+90江苏20002六库怒江大桥85+154+85云南19953黄浦江奉浦大桥85+1253+85上海19954常德沅水大桥84+1203+84湖南19865东明黄河公路大桥75+1207+75山东19936风陵渡黄河大桥875+87+1147+87山西19947沙洋汉江大桥63+1116+63湖北19858珠江三桥80+110+80广东19839宜城汉江公路大桥55+1004+55湖北199010松花江大桥59+907+59黑龙江19862.3.2 工程实例王家里桥施工图设计4图一：常德沅水大桥常德沅水大桥常德沅水大桥为预应力钢筋混凝土箱型连续梁桥，其孔径自南向北的布置是：725+84+3120+84+425+3516+313，共 54 孔。全长 1408 米。 5孔主跨为预应力连续梁，两岸引桥分别设 7 孔和 4 孔 25 米预应力混凝土简支 T 梁。图二：东明黄河公路大桥东明黄河公路大桥位于山东省菏泽市西北，与河南濮阳市交界。是山东省境内最长的一座公路大桥， 被誉为“齐鲁第一桥”。 该桥是国道 106 线跨越黄河的特大桥梁。大桥全长 414214 米，宽 185 米，4 车道。该桥于 1991 年 9 月全桥竣工通车。王家里桥施工图设计5图三：宜城汉江桥宜城汉江桥的主桥跨径组合为 55+1004+55m，1990 年建成，是中国首次采用双支座支承的预应力混凝土连续梁桥。图四：宜昌乐天溪桥宜昌乐天溪桥跨越长江支流乐天溪出口处，系为配合三峡工程而建的一座 4 孔 1联预应力混凝土连续梁桥，主跨为 125m，1990 年建成。桥墩采用建于同一基础上的双壁式墩，在连续梁桥桥墩中采用双排支座，这样可以削减支点弯矩与剪力。3 3、预应力混凝土连续梁桥的特点预应力混凝土连续梁桥的特点预应力混凝土连续梁的应用却非常广泛。尤其是悬臂施工法、顶推法、逐跨施工王家里桥施工图设计6法在连续梁桥中的应用，这种充分应用预应力技术的优点使施工设备机械化，生产工厂化，从而提高了施工质量，降低了施工费用。连续梁的突出优点是：结构刚度大，变形小，动力性能好，主梁变形挠曲线平缓，有利于高速行车。然而应指出的是，预应力混凝土连续梁设计中的一个特点是：必须以各个截面的最大正、负弯矩的绝对值之和，也即按弯矩变化幅值布置预应力束筋。例如一个三孔等跨连续梁，其中孔跨中活载正弯矩与活载负弯矩的绝对值之和（即弯矩变化幅值）为 0.1252ql，与同跨简支梁弯矩相同，支点上弯矩变化幅值为 0.1332ql。在公路桥上，因恒载弯矩占总弯矩的比例较大，实际上支点控制设计的是负弯矩，跨中控制设计是正弯矩（因支点上的活载正弯矩与恒载负弯矩之和为负弯矩；跨中活载负弯矩与恒载正弯矩之和为正弯矩）。在梁体中，弯矩有正、负变号的区段仅在支点到跨中的某一区段。这样，布置预应力束筋并不增加太大的用量，就能满足设计要求。反之，在活载较大的铁路桥上及恒载弯矩占总弯矩比例不大的小跨连续梁桥上，因预应力筋节省有限，施工较简支梁复杂，经济效益差，而较少采用。4 4、 大跨预应力混凝土梁亟待解决的课题大跨预应力混凝土梁亟待解决的课题(1) 发展大吨位的锚固张拉体系,避免了配筋过多而增大箱梁构造尺寸,否则混凝土保护层难以保证,密集的预应力管道与普通钢筋层层迭置,可使混凝土质量难以提高。(2) 在一切适宜的桥址,设计与施工墩梁固结的连续刚构体系(墩高 40m以上) ,尽可能不采用养护调整不易的大吨位支座。(3) 充分发挥三向预应力的优点,采用悬臂梁顶板的单箱断面,既可节约材料减轻结构自重,又可充分利用悬臂梁方法的特点加快施工进度。(4) 箱梁设计与施工中,其排水问题和降温问题值得进一步研究解决。王家里桥施工图设计7三、方案比选三、方案比选本次设计拟定了三种方案，分别是等截面预应力连续梁桥、混凝土拱桥、独塔斜拉桥。设计依据（1）设计跨径：自行拟定；（2）设计荷载：公路I 级（3）桥面净宽：共 28m:0.5(防撞栏杆)+12.5（行车道）+2.0（中央分隔带）+12.5（行车道）+0.5（防撞栏杆） 。（4）航道等级：1 级（5）地震基本烈度：7 度。（6）设计洪水频率：1300.设计方案一：5X40M 预应力混凝土等截面连续梁桥此拟定方案为等截面连续梁桥，主桥跨径组合为：540m，5 跨等截面预应力连续梁桥。主梁为矩形箱梁，根据经验公式，梁高一般为跨径的 1/12 到 1/17，取梁高为 3m；采用满膛支架法施工。连续梁桥主梁是连续支承在几个桥墩上。在荷载作用时，主梁的不同截面上有的有正弯矩，有的有负弯矩，而弯矩的绝对值均较同跨径桥的简支梁小。这样，可节省主梁材料用量。连续梁桥通常是将多孔做成一联，在一联内没有桥面接缝，行车较为顺适。连续梁桥施工时，可以先将主梁逐孔架设成简支梁然后互相连接成为连续梁。 或者从墩台上逐段悬伸加长最后连接成为连续梁。王家里桥施工图设计8设计方案二：预应力混凝土连续刚构桥本方案为预应力混凝土连续刚构桥，跨径组合为 52+96+52 米三跨预应力混凝土变截面连续刚构,边跨与中跨的比值满足 0.550.58 倍。断面形式为单室箱梁。箱梁梁高采用变高度，底曲线采用二次抛物线形势， 。主桥上部结构按三向预应力混凝土设计,主桥箱梁采用挂蓝法悬臂浇筑施工。由于此处的墩不很高，故采用普通墩形式，直径为 2m 的圆截面墩,基础为钢筋混凝土钻孔灌注桩。设计方案三：中承式钢管混凝土拱桥本方案为中承式钢管混凝土拱桥，跨径组合为 140m + 230m，主跨为 140m，王家里桥施工图设计9主拱圈材料为钢管混凝土，边跨、主跨拱脚均固结于拱座，边跨曲梁与边墩之间设置轴向活动盆式橡胶支座，在两边跨端部之间设置钢绞线系杆，通过张拉系杆由边拱肋平衡主拱拱肋所产生的水平推力。方案序号设计方案一设计方案二设计方案三桥型5X40M 预应力混凝土等截面连续梁桥预应力混凝土连续刚构桥中承式钢管混凝土拱桥实用性主桥跨径采用 5x40m，整体性能好， 结构刚度大，变形小，动力性能好， 主梁变形挠曲线平缓，有利于高速行车。采用 52+96+52m 跨径分布，受力明确，构造简单，适用于大跨、 高墩的结构，具有较好的技术经济性跨径采用 220m + 240m，跨越能力较大， 与混凝土梁式桥相比可以节省大量的钢材和水泥， 外形美观，构造相对比较简单。技术性非常成熟相对成熟非常成熟王家里桥施工图设计10安全性恒活载作用下，支点负弯矩对跨中正弯矩有卸载作用，使内力状态比较均匀合理且施工较简单。墩台的不均匀沉降会引起梁体各孔内力发生变化变截面连续梁桥需要采用悬臂浇筑施工，施工过程中的安全控制特别是挂篮行走，体系转换时的安全问题控制难度较大主拱圈以受压为主， 充分发挥了混凝土材料的抗压性能， 还应设置单向推力墩， 防止一侧桥孔破坏而引起另一侧桥孔安全。经济性造价一般造价较高造价较高美观性全桥线条明快，周围环境协调能力好，桥型简洁美观。主梁线条简洁不影响桥型美观外形像长虹卧波，美感性强。通过对以上方案的比较：美观上，方案三的美观性是最佳的；安全性的要求， 方案二和三要求最高，方案一的安全易于控制；适用性方面，由于桥下没有通航和通车的要求，可以采用方案一中小跨径的连续梁桥。施工难易方面，方案三的难度最大，对施工单位的要求最高，方案一施工简单且快速。综上所述，方案一优势明显，是我这次设计中的推荐方案。王家里桥施工图设计11四四、设计（研究）的重点与难点，拟采用的途径（研究手段、设计（研究）的重点与难点，拟