连续刚构桥毕业设计

1目录1方案拟定及比选..........................................11.1工程建设背景介绍....................................................11.2工程主要技术标准...................................................11.3设计方案介绍.......................................................11.3.1设计方案一——预应力混凝土连续刚构桥...........................11.3.1设计方案二——独塔斜拉桥.......................................21.4比选结果............................................................22桥梁结构主要尺寸拟定.....................................32.1主跨跨径及截面尺寸的拟定...........................................32.1.1主跨跨径拟定...................................................32.1.2顺桥向梁的尺寸拟定.............................................32.1.3横桥向的尺寸拟定...............................................32.2材料规格...........................................................43模型建立..............................................53.1结构单元划分.......................................................53.1.1划分原则.......................................................53.1.2划分结果.......................................................53.2施工过程模拟.......................................................53.3毛截面几何特性计算.................................................94全桥内力计算..........................................124.1计算参数...........................................................124.2内力计算..........................................................124.2.1自重作用下的内力计算..........................................124.2.2二期恒载作用下的内力计算......................................144.2.3墩台不均匀沉降引起的次内力计算................................154.2.4温度对结构的影响..............................................164.2.5混凝土徐变、收缩对结构的影响..................................214.2.6活载内力计算..................................................234.3作用效应组合......................................................294.3.1作用..........................................................294.3.2组合原理及规律................................................294.4施工阶段分析.......................................................3325预应力钢束设计及截面特性计算..............................365.1按构件正截面抗裂性要求估算预应力钢筋数量..........................365.2预应力筋估算结果..................................................375.3换算截面几何特性值计算............................................396预应力损失计算........................................426.1预应力筋与孔道壁之间摩擦引起的应力损失1l.........................426.2．锚具变形、预应力筋回缩和接缝压缩引起的应力损失2l.................446.3．混凝土加热养护时，预应力筋和台座之间温差引起的应力损失3l.........456.4．混凝土弹性压缩引起的应力损失4l...................................456.5由钢筋松弛引起的应力损失的终极值5l...............................466.6由混凝土收缩和徐变引起的预应力损失6l.............................476.7有效预应力计算.....................................................487截面验算.............................................497.1承载能力极限状态验算..............................................497.1.1使用阶段正截面抗弯验算.........................................497.1.2使用阶段斜截面抗剪验算.........................................557.2正常使用极限状态验算..............................................607.2.1使用阶段正截面压应力验算：....................................607.2.2施工阶段正截面法向应力验算....................................617.2.3使用阶段正截面抗裂验算........................................627.2.4使用阶段斜截面抗裂验算........................................627.2.5变形验算......................................................62参考文献...............................................64致谢..................................................65附表..................................................66附件..................................................85开题报告...............................................................85外文文献原文及译文.....................................................85第1页共85页1方案拟定及比选1.1工程建设背景介绍徐家信江特大桥是江西景德镇至鹰潭高速公路D3标段中一座重要的控制过程,大桥全长1385米,全桥由主桥、副孔及引桥三部分组成,由北至南桥面纵坡分别为1.696%至2.207%,，设计为双幅单向行驶。1.2工程主要技术标准道路等级:高速公路；设计菏载：公路-I级；设计车速：100km/h；设计车道：每幅单向两车道；桥面宽：横桥向分为左右两幅完全独立且对称的桥，每幅桥面净宽10.75m;1.3设计方案介绍1.3.1设计方案一——预应力混凝土连续刚构桥预应力混凝土连续刚构桥是连续梁桥与T形刚构桥的组合体系，也称墩梁固结的连续梁桥。大跨径连续刚构桥结构的受力特点主要为：梁体连续，墩、梁、基础三者固结为一个整体共同受力。在恒载作用下，连续刚构桥与连续梁桥的跨中弯矩和竖向位移基本一致；其次，由于墩梁固结共同参与工作，连续刚构桥由活载引起的跨中正弯矩较连续梁要小，因而可以降低跨中区域的梁高，并使恒载内力进一步降低。因此，连续刚构桥的主跨径可以比连续梁桥设计大一些。它常用于大跨、高墩的结构中，桥墩纵向刚度较小，在竖向荷载作用下，基本上属于一种无推力的结构。（1）孔径布置：60+90+90+60m，全长300m。（2）结构构造：设计横断面为双幅单箱单室截面，横截面布置如图2-1和图2-2所示。梁高从根部截面的5.0m变化至跨中截面的2.3m，箱梁顶板宽取11.75m，底板宽6.75m，顶板厚0.30m，腹板厚：0.55m；底板厚度由根部截面的0.52m变化至跨中截面的0.30m.，箱梁悬臂部分长2.5m，箱梁顶板翼缘端部厚度为0.28m。翼缘根部厚度为0.58m。腹板与顶板相接处做成120cm×40cm承托，腹板与底板相接处则做成40cm40cm承托，以利脱模并减弱转角处的应力集中。桥墩采用薄壁双墩结构；桩基础采用钻孔灌注桩；桥台第2页共85页采用U型桥台。详细布置见附图。（3）施工方案：对称悬臂挂篮浇筑法。1.3.1设计方案二——独塔斜拉桥斜拉桥的基本受力特点是：受拉的斜索将主梁多点吊起，并将主梁的恒载和车辆等其它荷载传至塔柱，再通过塔柱基础传至地基。因而主梁在斜拉索的各点支承作用下，像多跨弹性支承的连续梁一样，使弯矩值得以大大地降低，这不但可以使主梁尺寸大大地减小，而且由于结构自重显著减轻，既节省了结构材料，又能大幅度地增大桥梁的跨越能力。此外，斜拉索轴力产生的水平分力对主梁施加了预压力，从而可以增强主梁的抗裂性能，节约主梁中预应力钢材的用量。（1）孔径布置：140+160m，全长300m。（2）结构构造：设计横断面为双幅单箱单室截面，和方案一的截面相同。1.4比选结果斜拉桥结构复杂，施工费用较高，不适合本设计。连续刚构桥，它具有连续梁桥行车平顺，抗震性能好等优点，同时还具有不需设置大吨位支座、对地基要求低等优点，所以该地段设计一座连续刚构桥更为合理。综上所述，选用方案一更加合理，即预应力混凝土连续刚构桥为推荐方案。第3页共85页2桥梁结构主要尺寸拟定2.1主跨跨径及截面尺寸的拟定2.1.1主跨跨径拟定主跨径定为90m,边跨跨径根据国内外已有经验，为主跨的0.5～0.8倍，采用0.667倍的中跨径，即60m，则全联跨径为：60+90+90+60=380(m)2.1.2顺桥向梁的尺寸拟定（1）支点处梁高：根据文献[1]P67表2-16，梁高为1/16~1/20L，取L/16，即5.0m。（2）跨中梁高：根据文献[1]P67表2-16，梁高为1/3