道路桥梁优秀毕业论文大摘要.doc

抚顺永安大桥设计 道桥072 王海川 指导老师：黄海新 摘 要：1）设计荷载：城-A级，人行道3.5KN/m22）桥 面 宽：（2.5m人行道+4.5m非机动车道+11m机动车道+1m中央分隔带）×2=38m 3）设计车道：双向6车道 4）设计车速：60km/h 5）地震烈度：地震烈度7度，按8度设防 6）桥面横坡：双向1%横坡 7）桥面纵坡：3.0%以内 8）温 度：年平均气温7.6℃，最高月平均气温28.7℃，最低为-20.5℃。 本设计共分五个过程，分别是方案比选、内力计算、预应力筋计算、结构强度验算、挠度与预拱度的计算。在方案比选阶段依据任务书中的指标要求，结合各种桥梁的特点，提出三个设计方案，并确定最终选择方案；在内力计算过程中，针对影响主梁内力的各种因素，计算主梁的各种内力组合，为以下工作打下基础；在预应力筋的计算中根据前面内力组合结果，估算预应力筋，最终计算预应力筋的预应力损失；结构强度的验算主要是对主梁的承载力极限状态与持久状况正常使用极限状态两个状态下桥梁内力进行验算，以保证桥梁的安全性与实用性；挠度与预拱度的计算则要主梁在变形方面符合规范的要求。以下是对各个过程进行详细的介绍。 一、方案比选 此次设计列出了3个预选方案，分别是自锚式悬索桥、斜拉桥和预应力混凝土连续梁桥. 自锚式悬索桥采用的是80+200+80的三跨结构。悬索桥可以使用比较少的物质来跨越比较长的距离。斜拉桥的主要特点是利用桥塔引出的斜缆索作为梁垮的弹性中间支撑，借以降低梁的截面弯矩，减轻梁重，提高梁的跨越能力。自重弯矩占总弯矩的比例大大下降，桥梁的跨越能力提高一般可以节省钢材30～40％，跨径愈大，节省愈多 恒载内力 恒载内力主要包括主梁、桥面铺装、栏杆等造成的内力。分别计算出各种荷载的荷载集度，并输入MIDAS即可求出恒载对主梁的内力影响。 活载内力 活载内力主要有汽车荷载与人群荷载两个方面。在这之前需要对冲击系数、横向增大系数以及车道折减系数进行计算，以确定活载对主梁内力实际造成的影响。 冲击系数主要可由结构基频依规范中公式求出。对于横向分布系数，则要对箱梁截面划分成T形或I形截面，利用修正偏心压力法即可得到横向分布系数。 利用影响线法，得出弯矩与剪力极值的布载方式，城市荷载规范中可查出荷载大小。输入MIDAS即可求出活载对主梁的内力影响 其他因素内力 其他因素主要有温度产生的内力与支座沉降产生的内力。温度次内力包括年平均温差引起的内力和呈线性变化的温度梯度引起的内力。本设计为连续梁，桥纵向只设置了一个纵向约束支座，纵向伸缩变形不产生次内力，因此年平均温差不引起此内力，只计算温度梯度引起的次内力。温度梯度的取值，应根据《通用规范》图4.3.10与图4.3.10-3给定。 由于支座处的竖向反力和地质条件的不同引起支座的不均匀沉降，连续梁是对支座沉降敏感的结构，所以由它引起的内力是构成内力的重要组成部分。根据本次设计的地质情况，取三跨连续梁的四个支点每个支点分别沉降1cm，其余支点不动，所得的内力进行叠加，取最不利的内力组合 上述两种内力将数据输入MIDAS即可求出各控制截面内力值。 4）内力组合 内力组合主要有承载能力极限状态组合、作用短期效应组合、作用长期效应组合。其中主要考虑全桥的安全性，而作用短期效应组合、作用长期效应组合则是验算桥梁的的使用性，耐久性。 三、预应力筋计算 本桥按全预应力混凝土设计，本设计预应力钢筋选用钢绞线，抗拉强度标准值，抗拉强度设计值，抗压强度设计值，由于本桥采用全预应力混凝土设计，因此可采用应力估算预应力钢筋。混凝土梁按作用短期效应组合进行正截面抗裂性验算，计算所得的正截面混凝土法向拉应力应满足的要求，按20%的预应力损失计算。 利用MIDAS综合考虑以上各种荷载，可得到各个界面应力值，再结合配置预应力筋“长束为主，短束为辅”的方法，采用通长210根钢束布置，在支点位置添加240束预应力钢筋和中跨跨中99束添加预应力钢筋，平均分布在各个腹板附近。 预应力的损失主要包括预应力钢筋与管道壁之间的摩擦损失、锚具变形损失、钢筋回缩和接缝压缩损失、混凝土的弹性压缩损失、预应力钢筋的应力松弛损失、混凝土的收缩和徐变损失。由于本设计中所有预应力筋一次性张拉，并没有对混凝土的弹性压缩损失进行计算。 四、结构强度计算 结构强度验算主要是利用MIDAS对主梁的承载力极限状态与持久状况正常使用极限状态两个状态下桥梁内力进行验算。其中承载力极限状态验算包括对正截面抗弯承载力和斜截面抗剪承载能力的验算。而持久状况正常使用极限状态验算包括使用阶段正截面抗裂验算、使用阶段斜截面抗裂验算、预应力钢筋中的拉应力验算、使用阶段预应力混凝土受压区最大压应力验算、使用阶段预应力混凝土斜截面主压应力验算五部分。由于