大学毕业论文中南大学桥梁毕业论文正文

/ 第一章 基本资料该公路建成后，将与整个XX市以及相邻的XX省的公路网相连，形成该地区的公路主骨架和快速通道，改善该地区的交通状况和投资环境，有力地支援XX东部落后地区的工业建设，为三峡工程提供交通保障，从而推动三峡库区乃至整个XX市和中国西南地区的经济发展。1.1.1 地质条件本地区于长江上游，地质条件比较好。地质条件为：亚粘土，部分分布，厚度34m；强风化砂岩，全场分布，厚度810m；弱风化砂岩，全场分布，厚度610m；弱风化断层角砾岩，部分分布，厚度34m；变质砂岩以及弱风化片岩，分布至探测深度。1.1.2 水文条件根据水文站多年历史统计资料进行分析计算，该桥桥位处三百年一遇水位为2.80m。测时水位为0.2m，最高通航水位1.92m。该地区降水量多年平均值为1465.1mm、最大年为2121.7mm、最小年为940.3mm，丰、枯年降水量之比为2.26。其中39月的降水量占全年总量的79%，主要降水量为春雨、梅雨和台风雨。而流域的大洪水主要由春雨和台风雨所形成。该地区的平均蒸发量为1471.4mm。1.1.3 气象条件本流域属中亚热带季风气候，冬夏较长，春秋较短，温暖湿润。多年平均气温为18.0，月平均最高气温为34.2（七月），月平均最低气温为2.4（一月），极端最高气温为41.5（1966年8月6日），极端最低气温为-8.2（1967年1月16日）。平均水气压为17.3hpa，平均相对湿度为76%，平均风速为1.3m/s，多年平均最大风速为14.0m/s。1.2 主要设计技术标准1、设计荷载：公路级2、桥梁宽度：全桥采用双向6车道，由两幅独立的梁组成，每幅梁宽为：0.5 m（外护栏）+11.25 m（3行车道）+0.5 m（内侧护栏），共计12.25m。全桥宽25.5m。3、坡度：左侧纵坡2.415%，右侧纵坡 2.3561，横坡24、截面形式：变截面箱梁5、材料： 砼： 梁体砼标号 C50 封端砼标号 C50 墩台砼标号 C30 钢筋： 纵向预应力钢筋采用1275钢绞线（极限抗拉强度1860MPa），普通钢筋采用HPB335钢筋， 锚具： OVM型预应力X拉锚固体系，选用与之配套的YWC型千斤顶。 支座： 采用GPZ（II）系列盆式橡胶支座，6、通航要求：级通航要求，7、设计洪水频率：1/100，8、地震参数：不考虑地震。1.3 设计依据与内容1.3.1 设计规X1、公路桥涵设计规X2、公路工程技术标准（JTG B01-2003）3、公路桥涵设计通用规X（JTG D60-2004）4、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规X（JTG D62-2004）5、其他有关设计规X1.3.2 设计内容1、拟定多个桥式方案，完成其桥长确定、主跨结构型式选择、分孔布置、墩台型式选择及施工方案的选择。各方案可以是悬索桥、斜拉桥、拱桥、连续体系梁桥和简支梁桥。结构材料可以是钢桥，也可以是普通混凝土及预应力混凝土桥。2、拟定各方案的上下部结构尺寸。3、方案比选及评价。4、拟定施工方案。5、采用桥梁博士程序，完成上、下部结构内力分析，绘制内力包络图6、对主要方案进行配束（筋）设计，并绘制预应力钢束配置图。7、工程数量统计。8、完成3000单词以上与毕业设计有关的外文资料翻译。9、编写毕业设计说明书。1.4 设计成果1、设计说明书（含中、英文摘要）；2、桥梁博士程序输入、输出数据及图形；3、英文翻译资料；4、设计图纸，包括：A 第一方案桥梁立面布置图；B 第二方案桥梁立面布置图；C 连续刚构梁主跨上部结构图；D 连续刚构梁预应力筋大样图；E 连续刚构梁预应力束配筋图；F 连续刚构梁桥施工步骤图。第二章 桥式方案初步设计2.1 方案提出2.1.1 方案设计原则随着桥梁理论的不断成熟，在桥梁设计中要求桥梁经济适用、舒适安全、外形美观、技术合理。对建在城市中的桥梁还特别注重美观大方，即遵循我国桥梁设计中适用、安全、经济、美观的基本原则。由此，对于一定的建桥条件，根据侧重点的不同可能会做出基于基本要求的多种不同设计方案，只有通过技术经济等方面的综合比较才能科学的得出最合适的设计方案。在桥梁设计中，基本设计原则如下：1、使用上的要求要有足够的承载能力，能保证行车的畅通、舒适和安全；既满足当前的需要，又考虑今后的发展；靠近城市、村镇、铁路即水利设施的桥梁还应结合各方面的要求，考虑综合利用。在特定地区，桥梁还应满足特殊要求（如地震等）。2、适用性的要求 修建桥梁的目的是用于交通运输，因此其适用性极为重要。它要求：桥梁宽度不仅应该满足现有车辆和人群的安全通畅，还应满足今后规划年限内交通量增长的需要。桥下净空应满足泄洪、通航或通车等要求。桥梁两端应方便车辆的进出，同时便于检查和维修。建成的桥梁应保证使用年限。3、安全性的要求桥梁的安全至关重要，它要求桥梁在运输、安装和使用的过程中，应当有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性，并具有一定的安全储备。根据桥上的交通情况，桥面应考虑设置人行道、缘石、护栏、栏杆等，以保证车辆和行人的安全。此外，桥上还应有照明设备，引桥纵坡不宜过陡，地震区桥梁应该按照抗震要求采取防震措施 。4、经济性的要求桥梁方案设计中，设计的经济性是首要考虑因素。桥梁设计应遵循因地制宜、就地取材和方便施工的原则，综合考虑发展远景和将来的养护维修，使其造价和养护费用综合考虑后最省。5、舒适性的要求现代桥梁设计越来越强调舒适度，要控制桥梁的竖向与横向振幅，避免车辆在桥上震动冲击。6、美观性的要求桥梁建筑不仅是交通工程中的重点建筑物，而且也是美化环境的点缀品，桥梁应该具有优美的外形，结构布置简练，空间比例和谐，与周围环境相协调。合理的结构布局和轮廓是美观的重要因素，此外，施工质量也会影响桥梁的美观性。在城市和游览地区，要注意环保问题，较多的考虑建筑艺术。7、技术性的要求桥梁设计应体现现代桥梁建设的新技术。积极采用国内外的新结构、新材料、新工艺和新设备，以便于桥梁的建造和架设、减少劳动强度、加快施工进度、提高施工效率、保证工程质量和施工安全。总的来说，桥梁设计应满足以下几个方面的要求：1） 满足交通功能要求，符合地区的发展规划；2） 桥梁结构造型简洁、美观，尽量采用有特色的新结构；3） 桥型方案要保证受力合理、施工技术可靠、施工方便、反映新的科技成果。2.1.2 方案比选任务在方案比较中主要有以下三项任务：一是拟定桥梁图式，二是编制方案，三是技术经济比较和最优方案的选定。编制设计方案通常是从桥梁分孔和拟定桥梁图式开始。对一般的大跨度桥梁，依据以往的设计经验，主跨与边跨的比值有一个X围，再由此选定可能实现的桥型图式，鼓励新式桥式的大胆采用。一般选几个(通常24个)构思好、各具优点、但一时还难以断定孰优孰差的图式，作为进一步详细研究而进行比较的方案。对每一图式可在跨度、高度等方面大致按比例画在同样大小的桥址断面图上。编制方案中，主要指标包括：主要材料（普通钢筋、预应力钢筋、混凝土）用量、劳动力数量、全桥总造价（分上、下部结构列出）、工期、养护费用、运营条件、有无困难工程、特种机具。其目的在于为每个桥式提供全面的技术经济指标，以便相互比较，科学的从中选定最佳方案。在编制方案中要拟定结构主要尺寸，并计算主要工程量。有了工程量，采取相应的材料和劳动力定额以确定单价，从而确定全桥造价。并且在每个方案中绘制出河床断面及地质分层的立面图和横断面图。设计方案的评价和比较要全面考虑上述各项指标，综合分析每一方案的优缺点，最后选定一个最佳的推荐方案。按桥梁的设计原则，造价低、材料省、施工难度小、劳动力少和桥型美观的方案应优先采用。但当技术因素或是使用性质有特殊要求时就另当别论了，因此我们在选择时还要注重考虑设计的侧重点。技术高，造价必然会高，个个因素是相互制约的。所以在比选时必须从任务书提出的要求以及地形资料和施工条件，找出影响方案的最重要因素，分清主次，进行比选。在方案比选中，除了绘制方案比选图外，还应编写方案比选说明书。其中应阐明编制方案的主要原则，拟定方案的理由，方案比较的综合评述，对于推荐方案的详细说明等。2.1.3 待选的桥式方案在对本桥的设计中，通过对基本设计资料的分析和以往的设计经验，初步确定的进行比选的两种桥式为： 预应力混凝土连续梁桥 系杆拱桥2.2 预应力混凝土连续梁桥方案的结构设计2.2.1 桥式特点1、根据以往设计经验，在40200m的跨径X围内，与其它结构体系比较，预应力连续梁常成为最佳的桥型方案。2、预应力混凝土能够充分发挥高强材料的受力特性，具有强度高、刚度大以及抗裂性能好等优点。3、连续梁内力的分布均匀、合理，若采用合理边、中跨比，可显著改善梁体的受力性能和施工难度。4、连续梁具有较高的刚度和较小的变形量，同时，桥垮在桥墩上连续，变形曲线均匀，行车平顺性好，特别有利于高速行车。5、该结构在车辆运营中具有噪音小、维修工作量小等优点。在结构超载时，会发生内力重分布，提高粱部结构的极限承载力。6、连续梁施工方法已达到相当成熟的水平，施工难度小、工期短，经济效益明显。7、除制动墩外，连续梁的桥墩及基础尺寸都可以做得较小。2.2.2 成桥经验数据表21 国内预应力连续梁桥分析表桥名跨组合径边主跨比梁高H中H中/LH支H支/ H中珠江三桥80110800.732.71 /40.75.52.04XX大桥84.73×12084.70.731/30.06.82.27沙洋汉大桥62.46×111+62.40.562.51/44.462.4华北大桥70+100+700.73.31/30.361.82松花江大桥59+7×90+590.6631/305.41.82.2.3 主桥设计一、分孔布置对于跨河桥，分孔的主要依据是通航要求、地形和地质条件、水文状况、技术经济条件和美观的要求。桥梁的分孔和造价有很大关系，跨径越大，孔数越少，上部结构的总造价就越大，而下部结构的总造价则相对较小；反之，跨径越小，孔数越多，上部结构的总造价就越小，而下部结构的总造价就相对较高。从结构受力合理和施工方便角度考虑，对于大跨度连续梁，中间部分采用等跨布置，而边跨则应该采用不等跨布置。单从受力合理来看，边、中跨跨径之比取0.8为宜，单从施工角度考虑，悬臂施工时取0.5为宜。综合两方面考虑，边、中跨跨径之比常采用0.60.7，而当边跨与中跨之比小于0.3时，边孔桥台支座要做成拉压式，以承受负反力。本桥横跨京杭古运河，考虑到通航要求，为一跨过河桥。其跨径布置为71m+120m+71m。边孔与中孔跨径之比为0.59。全桥总长412m。主桥与引桥连接处设置12cm的伸缩缝。图2-1 连续梁方案分孔布置示意图（单位：cm）二、截面类型1、等高粱与变高粱预应力混凝土连续梁桥可分为等高度预应力混凝土连续梁桥和变高度预应力混凝土连续梁桥。等高度连续梁一般使用情况如下： 跨径一般为4060m（国外也有达到80m跨径者）,构造简单，施工快捷的连续梁。桥的立面布置在顶推法施工时以等跨径为宜，从受力分析，最好采用边跨跨度小于中跨跨度的不等跨布置，边跨与中跨