云南省XX高速XX1段线路设计毕业论文

 2020-04-10 16:11:25

摘要

本次毕业设计主要是关于大跨度预应力混凝土连续箱梁的上部结构和下部结构两个部分的设计，预应力混凝土连续梁桥不仅变形微小，而且伸缩缝较少，受力性能也很良好。设计桥梁跨度为73m 122m 73m，采用分离式。

本次设计内容主要包括：方案比选，基本设计资料，上、下部结构尺寸设计，施工方案，内力组合，预应力钢束估算及布置，正常使用极限状态应力验算，施工阶段内力图，变形验算、承载能力极限状态验算等。

本次设计的主要流程是：在完成了前期的资料收集和整理之后，主要通过迈达斯软件来进行桥梁结构的设计，前期先主要根据《梁桥》^【1】来设计上部结构具体尺寸，然后在迈达斯中建立模型，再添加各种荷载，然后设置边界、荷载组等，进行施工阶段分析并建立一次成桥模型，通过结果分析施工阶段设置是否合理。然后再根据已有的参考模型设置预应力钢筋，大致分为五类，边跨顶板，边跨顶板，腹板，顶板和跨中底板。下一步进行结构分析，并观察梁有没有出现拉应力，并且同时慢慢修改，直至不出现拉应力，再开始梁设计，输入材料等参数，再检验正截面抗弯、斜截面抗剪等强度是否满足要求。最后在查看支座的反力及弯矩，并按照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》^【11】来计算承载力要求等。

关键词：预应力混凝土连续梁，作用效应组合，应力验算

ABSTRACT

It is about the design of the two parts of the long-span prestressed concrete continuous box girder superstructure and substructure. It not only has small deformation, but also has few expansion joints and good mechanical properties. The span of the designed bridge is 73m 122m 73m and it is separated.

This design mainly includes: comparison of plans, basic design data, upper and lower structural size design, construction plan, internal force combination, prestressed steel beam estimation and layout, normal use limit state stress checking, construction stage internal force diagram, deformation checking , bearing capacity limit state checking and so on.

The main process of this design is: after the completion of the early data collection and arrangement, the bridge structure is designed mainly through Midas software. In the early stage, the concrete size of the superstructure was designed mainly according to 《Beam bridge》^【1】, then the model was established in Midas, then various loads were added, and then the boundary was set up. Load group, etc., during the construction stage analysis and establishment of a completed bridge model, through the analysis of the construction stage is reasonable. Then, according to the existing reference models, the prestressed reinforcement will be divided into five categories: side span roof, side span roof, web, roof and mid span floor. The next step is to analyze the structure, and observe whether the tensile stress is found in the beam, and at the same time, it is modified slowly until the tensile stress is not appeared, then the beam design, the input material and other parameters are also started, and then the strength of the bending and oblique sections of the cross section is tested to meet the requirements. Finally, in view of the support and bending moment, and according to 《highway reinforced concrete and prestressed concrete bridge and culvert design code》^【11】to calculate the bearing capacity requirements.

Key words: prestressed concrete continuous beam, action effect combination, stress checking calculatio

第1章绪论 1

第2章设计基本资料 2

2.1 设计依据： 2

2.2 技术规范： 2

2.3 技术指标： 2

2.4 地形、地貌、地质、水文、气象： 2

2.4.1 地形、地貌 2

2.4.2 水文 2

2.4.3 气象 3

2.4.4 工程地质条件 3

2.4.5 不良地质 3

2.4.6 工程地质评价 3

第3章方案比选 5

3.1 桥涵水文计算 5

3.1.1 计算资料： 5

3.2 方案比选 6

第4章结构尺寸拟定 9

4.1．上部结构尺寸拟定 9

4.1.1 立面构造 9

4.2 横截面构造 9

4.2.1 特点 9

4.2.2截面形式 9

4.2.3箱梁的细部尺寸拟定 9

第5章主梁作用效应计算 12

5.1 结构自重作用效应计算 12

5.1.1 结构单元划分 12

5.1.2 模拟施工阶段 12

5.1.3 边界条件定义 13

5.1.4 主要施工阶段内力图 14

5.2 活载内力计算 17

5.2.1 汽车冲击系数和箱梁横向分布系数 17

5.3 次内力计算 19

5.3.1 温度应力计算 19

5.3.2 基础沉降内力计算 23

5.4 内力组合 24

5.4.1 按正常使用承载能力极限状态 24

5.4.2 按承载能力极限状态 25

5.4.3 组合效应结果 26

第6章预应力钢束估算及布置 30

6.1 估算原理 30

6.2 预应力钢筋估算 30

6.3 预应力钢筋配置 32

6.4 预应力损失计算及有效预应力计算 34

6.4.1 锚头变形、钢筋收缩和缝压引起的应力损失 34

6.4.2 钢筋与孔道摩擦引起的应力损失 34

6.4.3 混凝土弹性压缩引起的应力损失 35

6.4.4 预应力筋和台座之间温差引起的损失 36

6.4.5 钢筋松弛引起的损失 36

6.4.6 收缩徐变的损失 36

6.4.7 预应力损失后剩余的有效预应力 35

第7章强度验算 39

7.1 正截面承载能力计算 39

7.1.1 取跨中40节点处 40

7.1.2 取支座40节点处 41

7.1.3 取1/4截面40节点处 41

7.2 斜截面抗剪承载力 42

7.2.1 支座处： 43

7.2.2 1/4截面处： 43

7.2.3 跨中处 44

7.3 抗裂验算 44

7.3.1 正截面抗裂验算 45

7.3.2 斜截面抗裂验算 45

7.4 挠度验算 47

7.5 使用阶段正截面压应力验算 48

7.6 使用阶段斜截面主压应力验算 49

7.7 施工阶段法向压应力验算 50

第8章桥墩、桩基础设计与验算 52

8.1 1号桥墩 52

8.1.1 墩柱计算 52

8.2 基础计算 53

参考文献 55

致谢 55

第1章绪论

大麻窝大桥设计的主要目的是解决渡河交通，在设计选址时要考虑到整体路线方案的要求，使得总体路线符合规范要求，也要相应的满足经济，环境，美观等方面的需要。同时也要避免选择复杂的地况，要便于施工。

连续梁是一种非常优秀的结构体系、它具有变形小、行车舒适平顺、养护方便、伸缩缝较少、结构特性好等优点。

预应力混凝土连续粱桥在我国的桥梁建设工程中已经运用了长达五十多年之久，随着这些年的不断发展进步，其已经成为了我国大跨径挢梁的主要桥型之一.。

第2章设计基本资料

2.1 设计依据：

1.大麻窝大桥当地实测的地质资料资料。

2.2 技术规范：

设计采用中华人民共和国交通部部颁发标准及规范如下：

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)。

2.3 技术指标：

1.设计荷载：公路—I级。

2.设计速度：80公里/小时。

3.桥梁所处环境类别：I类。

4.设计安全等级：一级。

5.桥面宽度：

半跨路基:0.5米（防止撞击的栏杆） 11.25米（行车道宽） 0.5米（防止撞击的栏杆）=12.25米。

桥面纵坡：半幅立面位于i1=-1.005%、i2=-2.2%及R=1200m。

6.设计最大风力：基本风速值28.6m/s(1/100)。

7.设计速度：本桥区年平均气温12.3℃，最低气温-11.7℃，最高气温32.4℃。

设计洪水频率：1/100（百年一遇），本桥不受最高洪水位控制因素影响。

2.4 地形、地貌、地质、水文、气象

2.4.1 地形、地貌

桥区横跨一缓斜坡，为典型岩溶山区，区内局部有基岩裸露，植被发育。地表森林植被茂盛。桥位所跨地段地形标高介于1852m—1866m，相对高差14m。

场地位于六盘山水市水城县勺米乡境内，桥位附近仅有人行小路，交通不便。

2.4.2 水文

项目区位于珠江流域北盘江水系，桥位横跨一季节性溪沟。桥位左侧约170m处有一小河，流向与线位近似平行，常年径流，测时流量5L/S。

桥位0号台—1号墩之间由南西向北东向发育一条季节性冲沟，测时流量Q=0.1—0.3L/S，旱季会干枯，雨季水量会暴涨。向北东向会排泄出桥区。

桥区未见泉点发育。

场区地下水的补给主要靠大气降水的垂直渗透。

按照周边场地工程履历，据水质阐发陈述，桥区地表水、地下水水质范例为【C】Ca1型碳酸盐钙质水，对混凝土布局具备微腐蚀性。

2.4.3 气象

场区属北亚热带温润季风气候区，冬无酷寒，夏无盛暑。据水城县景象形象站1961—1990年景象形象资料统计，最低气温-11.7℃（1977年2月9日），最高气温32.4℃（1988年5月6日），年平均气温12.3℃。最大日降雨量171.6mm（1963年8月22日）；年平均降雨量1277.1mm。年平均风速2.4m/s，最大风速15.7m/s（同时风向WNW，1983年4月20日）最多风向ESE。年平均相对湿度约83%。