港口快速通道3号桥梁设计(附件)【字数:18709】
本桥为镇江市港口快速通道S241新建公路桥梁,根据桥址的具体情况,并结合设计要求,拟定出三个比选方案: 混凝土简支T形梁桥、混凝土连续梁桥、混凝土连续刚构桥。综合比较后,根据安全、经济、适用、美观等要求,确定桥型为三跨简支T形梁桥,每跨长20m,总长60m。首先确定上部结构结构尺寸及主梁截面尺寸,然后计算各控制截面内力影响线,并按最不利情况进行加载,求得活载作用下各控制截面最大内力;计算结构的恒载内力,求得恒载内力下结构的弯矩和剪力。按照持久状况承载能力极限状态、正常使用极限状态进行内力组合,然后进行截面设计、配筋以与验算以及裂缝宽度验算。设计横梁接头、支座等并验算。然后设计下部结构尺寸,对荷载组合后,算得盖梁、墩柱、桩的弯矩与剪力,进行截面配筋设计与承载力校核。桥台采用重力式桥台。关键词钢筋混凝土;简支T形梁桥;上部结构;下部结构
目录
第一章 绪论 1
1.1混凝土简支梁桥研究现状与发展 1
1.2选题的目的和意义 1
第二章 钢筋混凝土简支T形梁桥上部结构的计算 3
2.1工程背景及使用要求 3
2.2方案比选 3
2.2.1结构尺寸 4
2.3主梁的计算 5
2.3.1主梁的荷载横向分布系数 5
2.3.2作用效应计算 12
2.3.3持久状况承载能力极限状态下截面设计、配筋与验算 20
2.3.4持久状况正常使用极限状态下裂缝宽度验算 30
2.3.5持久状况正常使用极限状态下挠度验算 31
2.4横隔梁的计算 33
2.4.1横隔梁弯矩计算(用GM法) 33
2.4.2横隔梁截面配筋与验算 35
2.4.3横隔梁剪力效应计算及配筋设计 37
2.4.4横隔梁接头钢板及焊缝计算 39
2.5行车道板的计算 42
2.5.1计算图式 42
2.5.2永久荷载及其效应 42
2.5.3截面设计、配筋与强度验算 44
2.6支座计算 45
2.6.1选定支座的平面尺寸 45
2.6.2确定支座的厚度 46 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
2.6.3验算支座的偏转 47
2.6.4验算支座的抗滑稳定性 47
第三章 盖梁、双柱式桥墩、钻孔灌注桩及桥台的计算 49
3.1设计资料 49
3.2盖梁计算 49
3.2.1荷载计算 49
3.2.2内力计算 57
3.2.3截面配筋设计与承载力校核 60
3.3桥墩墩柱设计 62
3.3.1荷载计算 62
3.3.2截面配筋计算及应力验算 65
3.4 钻孔桩计算 67
3.4.1荷载计算 67
3.4.2桩长计算 69
3.4.3桩的内力计算(m法) 70
3.4.4 桩身截面配筋与承载力验算 72
3.4.5 墩顶纵向水平位移验算 74
第四章 桥台和台帽的计算 77
4.1 桥台的设计资料 77
4.2 桥台尺寸的拟定 77
4.2.1 台身 77
4.2.2 基础 77
4.2.3 截面几何性质 77
4.3 桥台荷载计算 79
4.4 桥台尺寸验算 81
4.4.1台身截面强度及偏心验算 81
4.4.2 基底应力和偏心验算 82
4.4.3 抗倾覆和抗滑移验算 83
结语 84
致谢 85
参考文献 86
第一章 绪论
1.1混凝土简支梁桥研究现状与发展
梁式桥是公路桥梁中最常用的桥型,种类很多,其跨越能力可达20m直到300m。预应力混凝土连续箱形梁桥是公路桥梁最常用的大跨径梁式桥,70年代我国开始在公路上修建连续箱形梁桥,迄今为止我国已经建成了多座连续箱梁桥,如八跨一联长度1818.5m的沙洋汉江桥和跨越珠江口主跨270m的虎门辅航道桥(连续钢构体系)等。目前,我国预应力混凝土连续梁最大跨径为165m(南京二桥北汊主桥)。由于预应力混凝土连续箱梁具有梁高小、抗扭刚度大、整体性强、桥面接缝少、外形大气美观、便于养护等在构造、施工和使用上的优点,近年来新建桥梁较多采用此桥型。其发展趋势为:采用高标号混凝土,结构自重不断减轻。随着建筑材料、预应力技术的发展以及施工工艺的不断改进,其跨径正在不断增大,葡萄牙已建成250m的奥波托桥,但超过这一跨径,也是不太合理的。由于箱形截面有较大的抗扭刚度和整体性,大跨径梁桥的上部结构大多采用箱形截面,且箱梁同T形梁相比徐变较小,挠度也较小。由于嵌固在箱梁上的悬臂板,其长度可以在很大幅度内变化,并且腹板间距也能根据各种使用条件而放大,特别适合于预应力混凝土连续梁桥、变宽度桥和变截面桥,因此,箱梁能在独柱支墩上建成斜弯桥。
国内的结构设计中存在以下一些问题:设计中重强度而轻耐久性;重强度极限状态而轻使用极限状态,而恰恰就是使用性能的表现在结构整个生命周期中是最重要的;重结构建造而轻结构维护。令人遗憾的是,目前的桥梁结构设计中,耐久性更多的只是作为一种概念而受到关注,既没有明确提出使用年限的要求,也没有进行专门的耐久性设计。这些问题在一定程度上导致了结构使用性能差、工程事故频发、使用寿命短的不良后果。
1.2选题的目的和意义
毕业设计是大学最后的综合教学和实践环节,是我们学生最全面的运用所学理论知识和专业知识并运用于设计实例的设计过程,目的是让学生全面的认识土木工程,通过综合化的设计课题,检验印证自己所学。系统地完成一份毕业设计,可以使我们对大学所学理论有更深入全面的理解,培养我们统筹分析和处理问题的能力以及设计创新精神,为我们在将来从事相关职业打好基础。
毕业设计要求我们在设计任务书的要求和指导老师的指导下,利用相关设计规范、手册以及实际工程中解决问题的方法,独立系统地完成一份综合的工程实例设计,解决与之有关的所有问题,具有理论性、综合性、逻辑性强的显著特点。因此毕业设计对于培养我们学生初步的综合应用能力和分析处理问题的能力以及提高我们专业素养有着重要意义。
本课题为快速通道桥梁的设计,桥梁需要保证经济且安全,这在结构方案比选方面是我要克服的难题;跨径为60m的桥梁采用公路一级荷载,这对我们的截面设计和配筋等提出了要求。我希望我能通过这个课题为自己将来在土木上的更深层次的造诣打好基础。
目录
第一章 绪论 1
1.1混凝土简支梁桥研究现状与发展 1
1.2选题的目的和意义 1
第二章 钢筋混凝土简支T形梁桥上部结构的计算 3
2.1工程背景及使用要求 3
2.2方案比选 3
2.2.1结构尺寸 4
2.3主梁的计算 5
2.3.1主梁的荷载横向分布系数 5
2.3.2作用效应计算 12
2.3.3持久状况承载能力极限状态下截面设计、配筋与验算 20
2.3.4持久状况正常使用极限状态下裂缝宽度验算 30
2.3.5持久状况正常使用极限状态下挠度验算 31
2.4横隔梁的计算 33
2.4.1横隔梁弯矩计算(用GM法) 33
2.4.2横隔梁截面配筋与验算 35
2.4.3横隔梁剪力效应计算及配筋设计 37
2.4.4横隔梁接头钢板及焊缝计算 39
2.5行车道板的计算 42
2.5.1计算图式 42
2.5.2永久荷载及其效应 42
2.5.3截面设计、配筋与强度验算 44
2.6支座计算 45
2.6.1选定支座的平面尺寸 45
2.6.2确定支座的厚度 46 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
2.6.3验算支座的偏转 47
2.6.4验算支座的抗滑稳定性 47
第三章 盖梁、双柱式桥墩、钻孔灌注桩及桥台的计算 49
3.1设计资料 49
3.2盖梁计算 49
3.2.1荷载计算 49
3.2.2内力计算 57
3.2.3截面配筋设计与承载力校核 60
3.3桥墩墩柱设计 62
3.3.1荷载计算 62
3.3.2截面配筋计算及应力验算 65
3.4 钻孔桩计算 67
3.4.1荷载计算 67
3.4.2桩长计算 69
3.4.3桩的内力计算(m法) 70
3.4.4 桩身截面配筋与承载力验算 72
3.4.5 墩顶纵向水平位移验算 74
第四章 桥台和台帽的计算 77
4.1 桥台的设计资料 77
4.2 桥台尺寸的拟定 77
4.2.1 台身 77
4.2.2 基础 77
4.2.3 截面几何性质 77
4.3 桥台荷载计算 79
4.4 桥台尺寸验算 81
4.4.1台身截面强度及偏心验算 81
4.4.2 基底应力和偏心验算 82
4.4.3 抗倾覆和抗滑移验算 83
结语 84
致谢 85
参考文献 86
第一章 绪论
1.1混凝土简支梁桥研究现状与发展
梁式桥是公路桥梁中最常用的桥型,种类很多,其跨越能力可达20m直到300m。预应力混凝土连续箱形梁桥是公路桥梁最常用的大跨径梁式桥,70年代我国开始在公路上修建连续箱形梁桥,迄今为止我国已经建成了多座连续箱梁桥,如八跨一联长度1818.5m的沙洋汉江桥和跨越珠江口主跨270m的虎门辅航道桥(连续钢构体系)等。目前,我国预应力混凝土连续梁最大跨径为165m(南京二桥北汊主桥)。由于预应力混凝土连续箱梁具有梁高小、抗扭刚度大、整体性强、桥面接缝少、外形大气美观、便于养护等在构造、施工和使用上的优点,近年来新建桥梁较多采用此桥型。其发展趋势为:采用高标号混凝土,结构自重不断减轻。随着建筑材料、预应力技术的发展以及施工工艺的不断改进,其跨径正在不断增大,葡萄牙已建成250m的奥波托桥,但超过这一跨径,也是不太合理的。由于箱形截面有较大的抗扭刚度和整体性,大跨径梁桥的上部结构大多采用箱形截面,且箱梁同T形梁相比徐变较小,挠度也较小。由于嵌固在箱梁上的悬臂板,其长度可以在很大幅度内变化,并且腹板间距也能根据各种使用条件而放大,特别适合于预应力混凝土连续梁桥、变宽度桥和变截面桥,因此,箱梁能在独柱支墩上建成斜弯桥。
国内的结构设计中存在以下一些问题:设计中重强度而轻耐久性;重强度极限状态而轻使用极限状态,而恰恰就是使用性能的表现在结构整个生命周期中是最重要的;重结构建造而轻结构维护。令人遗憾的是,目前的桥梁结构设计中,耐久性更多的只是作为一种概念而受到关注,既没有明确提出使用年限的要求,也没有进行专门的耐久性设计。这些问题在一定程度上导致了结构使用性能差、工程事故频发、使用寿命短的不良后果。
1.2选题的目的和意义
毕业设计是大学最后的综合教学和实践环节,是我们学生最全面的运用所学理论知识和专业知识并运用于设计实例的设计过程,目的是让学生全面的认识土木工程,通过综合化的设计课题,检验印证自己所学。系统地完成一份毕业设计,可以使我们对大学所学理论有更深入全面的理解,培养我们统筹分析和处理问题的能力以及设计创新精神,为我们在将来从事相关职业打好基础。
毕业设计要求我们在设计任务书的要求和指导老师的指导下,利用相关设计规范、手册以及实际工程中解决问题的方法,独立系统地完成一份综合的工程实例设计,解决与之有关的所有问题,具有理论性、综合性、逻辑性强的显著特点。因此毕业设计对于培养我们学生初步的综合应用能力和分析处理问题的能力以及提高我们专业素养有着重要意义。
本课题为快速通道桥梁的设计,桥梁需要保证经济且安全,这在结构方案比选方面是我要克服的难题;跨径为60m的桥梁采用公路一级荷载,这对我们的截面设计和配筋等提出了要求。我希望我能通过这个课题为自己将来在土木上的更深层次的造诣打好基础。
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