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山东交通学院毕业设计（论文）-1-前言毕业设计的主要目的是培养学生综合运用所学知识和技能，分析解决实际问题的能力。通过毕业设计使学生形成经济、环境、市场、管理等大型工程意识，培养学生实事求是、谦虚谨慎的学习态度和刻苦钻研、勇于创新的精神。毕业设计过程中复习以前所学习的专业知识，同时也锻炼了学生将理论运用于实践的能力。桥梁的设计需要综合考虑各个方面的因素，其中包括桥址处地形、地貌、气象、水文条件、工程地质、以及周围所处的环境等等，除此之外，任何一个设计都必须要考虑的问题就是怎样将经济、实用、美观三者都融于设计之中。设计主要包括三个部分：一是桥梁的结构设计，二是桥梁的施工组织设计，三是桥梁工程的概预算。桥梁的结构设计，主要是主梁、桩柱的内力计算、截面配筋、强度验算等。通过方案比选后确定本桥为变截面预应力混凝土连续箱梁桥（75m+140m+75m），桥长290米。计算过程中主要参考了《公路桥涵设计手册——梁桥(下册)》、《连续梁桥》、《桥梁工程》、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》、《公路桥涵设计通用规范》、《基础工程》等书籍；其中桥梁结构上的车道荷载布置、超静定连续梁内力分析涉及的所有计算全部由迈达斯(Midas/civil)和Excel辅助计算功能求出和输出原始数据，为下一步的分析和准确计算打下了坚实基础。接下来的上部主梁和下部墩柱的结构设计计算当中，再以程序精算结果的基础上，充分利用了AutoCAD计算机辅助设计功能和Excel辅助计算功能计算；桥梁的施工组织设计，主要完成了桥梁主体结构的施工方案以及施工重点，设计过程中主要参考了《桥梁施工及组织管理》。此次毕业设计除了有详细的计算书外，还按照设计要求绘制了一定量的施工图纸。总之，通过毕业设计，达到基本知识、基础理论、基本技能（三基）和运用知识能力、网络获取知识的能力、计算机应用的能力、外语能力以及文化素质、思想品德素质、业务素质（三个素质）的训练，培养学生运用所学的专业知识和技术，研究、解决本专业实际问题的初步能力。李智存：变载面预应力混凝土连续箱梁设计与分析（75+140+75）-2-第一章概述1.1设计题目75m+140m+75m预应力钢筋混凝土连续箱梁。1.2工程概况青银高速公路济南黄河大桥位于山东省济南市北部，是国道主干线青岛—银川(也是济南北绕城高速公路)跨越黄河的一座特大桥，同时也是京沪高速公路复线(山东段)的关键工程之一。大桥起点桩号K11+624.48终点桩号K16+097.52，桥梁全长4473.04米，分别包括南侧堤外引桥(9*30+8*30+6*45+6*45m)、南侧跨大堤大桥(75+140+75m)、南侧河滩引桥(6*45+6*45m)、主桥(60+60+160+386m)、北侧河滩引桥(5*46+5*46m)、北侧跨大堤大桥(75+140+75m)、北侧堤外引桥(6*45+6*45+7*30+6*30m)1.3设计内容南侧跨大堤大桥施工图设计。1.4主要工程技术标准(1)公路等级：双向八车道高速公路(2)设计速度：120公里/小时(3)标准路基宽度：42米(4)桥梁宽度：40.5米，上、下行两幅(5)最大纵坡：≯2﹪(6)桥涵设计汽车荷载：公路-Ⅰ级(7)黄河设计防洪流量：11000洪流量：110003/ms(8)黄河航道等级：Ⅳ级航道(9)最高通航流量90003/ms(10)设计风速：10米高处10分钟平均最大风速28.6m/s(11)地震动峰值加速度：0.05g其余技术指标均按照部颁《公路工程技术标准》（JTGBO1-2003）规定值和本项目工程可行性研究报告批复要求。1.5气象条件拟建桥位地处山东半岛中部腹地，位于我国东部暖温带亚湿润大陆性季风气候区，受海洋气候影响较少，区域内具有明显的大陆性气候待征，一年四季分明，春季气温回山东交通学院毕业设计（论文）-3-升快，风多雨少，气候干燥；夏季高温多雨，雨量充沛集中，雨热同期，常有大风暴雨、冰雹、雷击等灾害性天气，冬季寒冷干燥，雨雪量减少。1.4.1气温：年平均气温在13.0℃～13.6℃，一月份平均气温最低，为-4℃，七月份平均气温最高，为27.5℃,极端最低气温出现在1972年2月7日，达-14.9℃,极端高温出现在2002年7月15日，达42℃。1.4.2降水：历年平均降水量为650毫米，区域降水受季风影响明显，，降水量分布不均匀，年际、年内变幅大，降水主要集中在6-8月份，占全年降水的75﹪以上。1.4.3风：冬季盛行西北风、北风、东北风，夏季盛行西南、南和东南风，春秋两季是过渡季节，风向多变。大风全年各月均有出现，4月份最多，8、9月最少，全年平均大风天数22.6天，桥位处百年一遇风速为28.9m/s,风压为0.6KN/㎡1.4.4霜冻：历年平均初霜期为10月27日。最早出现在10月3日(1956年)，最晚在11月10日(1965年)；平均终霜冻期为4月13日、最早在3月27日(1977年)，最晚在5月4日(1961年)；平均无霜期198天。历年最大冻土深度44厘米1.4.5湿度：桥位所处区域属亚湿润地带，年平均相对湿度64～68﹪，1964年最大为76%。全年8月份较大，月平均80.14﹪,1974年8月达86﹪.2月较少，月平均60﹪,1977年2月仅38﹪。1.4.6灾害性气候：桥位处灾害性气候主要有：暴雨、冰雹、雷暴、雾等，暴雨出现在每年的5～9月，4月偶有暴雨出现，7、8月出现的次数最多，历年平均达2.7天。冰雹最早出现在4月，最晚出现在10月，集中出现在4～8月，6月份最多，历年平均冰雹日数0.5天。雷暴最早出现在3月，最晚出现在11月，集中出现在6～8月，历年年平均雷暴日数24天；雾全年各月均月出现，10月至次年2月最多，3～6月较少，历年年平均雾日数18.2天1.6堤防工程的设计标准根据国家《堤防工程设计规范》、黄河水利委员会《黄河下游防洪工程标准》、《黄河下游标准化堤防建设标准若干规定》以及相关规划，河务部门要求：堤防标准为Ⅰ级，顶宽设计标准为12米，设计超高2.1米，临、背河边坡为1：3，淤背区设计宽度100米，边坡1：3，高度与设计洪水位平。李智存：变载面预应力混凝土连续箱梁设计与分析（75+140+75）-4-1.7地震地震危险性分析的结果表明，工程场地平均土条件下的地震基本烈度为Ⅵ度。各个年超越概率水平下均土条件的地震烈度和水平向基岩加速度峰值计算值（单位为2cm/s）见下表1－1。桥位年超越概率水平0.0020.0010.002加速度峰值（Amax）史家坞桥位40.956.5112.5烈度Ⅰ史家坞桥位6.2（Ⅵ）6.5（Ⅵ）7.0（Ⅶ）表1－11.8区域地质概况场区位于鲁西北帚状构造之济阳拗陷带南侧，与鲁西隆起区之泰山－沂山隆起毗连。两者在地貌上构成南部剥蚀中低山与北部沉积平原接壤，在构造上地部则为产状平缓的寒武奥陶系山脉与北部隐伏的石炭二迭系阶梯状断层斜坡带相连。鲁西隆起区与济阳拗陷这两大构造单元在中生代以前是连在一起的，没有经受过强烈的构造运动，只是局部地区表现为平缓的上升或下降，从中生代燕山运动起，断裂高度发育，两者分化、脱节，鲁西帚状构造强烈凹陷，接受了数百米到一、二千米的第三、四系沉积。而泰山－沂山相对隆起塑造了南部山区与北部平原直接接壤的景观。受区域地质控制，场区下伏基岩为石炭、二迭系沉积岩与燕山期辉长岩［闪光岩接触带上，其上为厚约一百米至数百米的新生界沉积。桥址附近第四系埋深推估在200米左右。1.9场地地层情况及工程物理力学性质指标本场区勘察深度范围内，地基土自上而下分为如下26层⑴层亚砂土：黄褐色，饱和，松散～稍密，夹薄层亚粘土。场区分布，厚度为0.8－18.85m，平均17.47m;层底埋深：2.20－5.80m,平均4.44m。其物理力学指标值为：ω=26.1﹪;γ=19.40;e=0.572;C=30.8;φ=19.9；LI=0.72；SE=11.86Mpa。⑴－1层耕植土：黄褐色，很湿，由亚砂土组成，见根系及云母。场区普遍分布，厚度：0.8－4.3m，平均0.82m;层底标高:19.31－21.83m;平均21.03m;层底埋深：0.30－1.70m，平均0.82m⑴－2层亚粘土、粘土：黄褐色，湿，软塑，含较多粉粒。场区普遍分布，厚度：1.00－3.15m，平均1.88m;层底标高：15.70－18.56m;平均16.85m，层底埋深：2.90－6.65m；平均5.03m。其物理力学指标值为：ω=33.1﹪;γ=18.6;e=0.915;C=27.2;φ=10.1；LI=0.62；SE=5.2Mpa。⑵层粉细砂：黄褐、灰黄色，饱和，松散。见锈斑，含云母振动析水，夹薄层亚粘土及亚砂土。场区普遍分布，厚度：1.55－4.30m，平均2.81m;层底标高：9.55－14.46m，平均12.79m；层底埋深7.80－12.30m，平均9.10m山东交通学院毕业设计（论文）-5-⑵-1层亚砂土：黄褐色～灰褐色，软～可塑，稍密，见锈斑，少量云母，夹薄层粉细砂。厚度：1.20-5.80m平均2.7m，层底标高8.95-15.66m,平均12.23m；层底埋深：5.70-13.30m，平均9.73m。其物理力学指标值为：ω=24.5﹪;γ=19.7;e=0.697;C=36.0;φ=25.4；LI=0.56；SE=9.44Mpa。⑵-2层亚砂土：浅黄褐色～灰褐色，软～硬塑，夹薄层淤泥质土，厚度：0.6-2.70m，平均1.78m；层底标高12.96-15.84m，平均14.58m,层底埋深5.90-8.40m，平均6.73m,其物理力学指标值为：ω=31.8﹪;γ=18.9;e=0.864;C=27.5;φ=12.20；LI=0.66；SE=7.21Mpa。⑵-3层亚砂土：灰黑色，软～硬塑，极少量姜石直径5-13厘米，含少量有机质及铁锰氧化物。厚度：1.30-4.90m，平均2.93m；层底标高10.33-12.95m，平均11.52m,层底埋深9.30-12.00m，平均10.53m,其物理力学指标值为：ω=29.9﹪;γ=19.1;e=0.821;C=31.1;φ=11.2；LI=0.36；SE=6.08Mpa。⑶层亚粘土：灰黑色，黄棕色～灰绿色，软～硬塑，少量云母及小姜石，局部含有机质及生物贝壳。场区普遍分布，厚度3.90-8.9m,平均6.40m；层底标高1.43-6.54m，平均4.43m,层底埋深15.20-20.90m，平均17.42m,其物理力学指标值为：ω=22.6﹪;γ=20.3;e=0.597;LI=0.46；C=37.5;φ=12.0；SE=5.98Mpa。⑶-1层亚砂土：棕黄色夹灰绿色，湿～饱和，软～硬塑，厚度0.50-0.50m,平均0.50m；层底标高10.44-10.44m，平均10.44m,层底埋深11.30-11.30m，平均11.30m,⑷层亚粘土，可～硬塑，含少量云母及少量小姜石，局部含有铁锰氧化物。场区普遍分布，厚度3.80-8.2m,平均6.57m；层底标高-5.77-1.74m，平均-2.14m,层底埋深20.00-28.10m，平均23.99m,其物理力学指标值为：ω=21.3﹪;γ=20.3e=0.577;LI=0.33；C=44.0;φ=14.2；SE=7.12Mpa。⑷-1层亚砂土，棕黄色，灰黄色，湿～饱和，松散～稍密，软塑，厚度2.5-2.5m,平均2.5m；层底标高-0.76--0.76m，平均-0.76m,层底埋深22.50-22.50m，平均22.50m,其物理力学指标值为：ω=23.3﹪;γ=20.2e=0.612;LI=0.63；C=39.7;φ=2.9；SE=4.97Mpa。⑸层亚砂土：黄褐色，饱和，中密，相变粉砂，含零星姜石，直径5～20mm。场区普遍分布，厚度:0.50～4.80m,平均2.22m；层底标高-6.59～-2.26m，平均-4.64m,层底埋深24.00-28.70m，平均26.49m,其物理力学指标值为：ω=20.3﹪;γ=20.3e=