盘锦新区纬一河二号桥设计.doc

大连理工大学本科毕业设计大连理工大学本科毕业设计盘锦新区纬一河二号桥设计盘锦新区纬一河二号桥设计The Design of the No. 2 Bridge on the Wei Yi River in the New District of Pan Jin学 院（系）： 建设工程学部 专 业： 土 木 工 程 大连理工大学Dalian University of Technology11概概 述述1.1 工程概况工程概况始建于 2005 年 12 月的盘锦辽东湾新区（原盘锦辽滨沿海经济开发区），是辽“五点一线”最早的七个重点园区之一新区地处“辽宁沿海经济带”、“辽西蒙东城市群经济圈”、“沈阳开发区城市群”三大经济板块结合点，是辽宁沿海开发开放战略的主轴线和渤海翼的交叠之地，承载着振兴东北老工业基地、辽宁沿海开发开放、资源型城市转型试点市等多项国家战略新区初步形成了水城、产业、港口三大主体功能区，影响力、吸引力、辐射力大幅提升辽滨水城，又叫金帛湾水城是盘锦沿海经济区建设与发展的最高境界优越的区位和显著的地缘优势，使水城成为极具开发潜力和美好前景的最佳发展区域。

辽滨境内水系的贯通，城内河网的存在，是辽滨水城建设的重要标志辽滨水城陆域面积与水域面积相当，在水城内既可以开车，也可以划船同时，水城内将根据全世界 400 多座名桥的形状建设桥梁，纬一河 2#桥正是其中一座由于纬一河紧临市政府，河上桥梁均仿照中世纪欧洲桥梁风格建造，以达到庄重美观的效果总体规划布置图如图 1-1图 1-1 总体规划布置图纬一河 2#桥设计计算书（上部结构）21.2 技术标准技术标准⑴ 道路等级：双向八车道城市主干道；⑵ 设计荷载：公路 I 级；⑶ 计算行车速度：40km/h；⑷ 桥梁宽度：4.0m（人行道及栏杆） +3m（非机动车道） +30m（行车道） +3m（非机动车道）+4.0m（人行道及栏杆） = 44m ；⑸ 结构设计安全等级：I 级； ⑹ 地震基本烈度：地震基本烈度为 7 度，设计基本地震峰值加速度为 0.10g，按《公路桥梁抗震细则》中 B 类桥梁设计⑺ 结构设计基准期：100 年； 1.3 设计遵循的依据设计遵循的依据⑴《公路工程技术标准》 （JTG B01-2003） ⑵《公路桥梁抗震设计细则》 （JTG/T B02-01-2008） ⑶《公路桥涵设计通用规范》 （JTG D60-2004）⑷《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 （JTG D62-2004）⑸《公路桥涵地基与基础设计规范》 （JTJ D63-2007） 。

⑹《公路沥青路面设计规范》(JTG D50-2006)⑺《城市道路照明设计标准》 （CJJ45-2006）⑻《公路工程水文勘测设计规范》 （JTG 030—2002）纬一河 2#桥设计计算书（上部结构）31.4 方案比选方案比选1.4.1 连续梁方案连续梁方案桥梁立面图桥墩位置断面图采用 40m+60m+40m 分跨，并且采用箱梁截面变截面加预应力，桩采用摩擦桩1.4.2 拱桥方案拱桥方案纬一河 2#桥设计计算书（上部结构）4拱桥立面图北南箱形拱肋吊杆车行道索区人行道、非机动车道栏杆路缘石车行道桥梁中心线拱桥中间位置断面图中间采用下承式系杠拱，跨径为 100m；两边分别采用 20m 的简支梁桥桩依旧采用摩擦桩基础，梁也选择采用一幅的大箱梁纬一河 2#桥设计计算书（上部结构）51.4.3 方案比选方案比选方案类型 连续梁桥 拱桥经济性 较好 较差实用性三跨连续梁桥，大跨60m，小跨 40m主跨跨度较大，梁高较高，导致桥下净空相对较小三跨，主跨为下承式拱桥，跨径 100m，边跨为拱桥外观的简支梁桥，跨径20.5m梁高度小保证桥下净空安全性主跨跨度较大，抗震能力差地基条件较差，需以系杆提供拱桥水平推力美观性变截面，线条优美，但桥下净空较小，离水平较近桥型美观，边跨与主跨相呼应，与周围环境相协调受力特点二次超静定结构，受力较简单，但主跨跨径较大，需考虑主跨的挠度及较小跨的上翘问题系杆拱对地基要求不高，结构受力明确，但是本桥桥面较宽横向稳定存在一定问题1.4.4 比选结果比选结果由于本桥为城市道路桥梁，公路—Ⅰ级荷载标准，所以对桥梁美观和承载能力有较高的要求。

需要选择桥型美观、贴合主旨、受力合理、施工方便的方案综合表中经济、实用、安全、美观、受力特点等的综合比选，最终以连续梁方案作为推荐方案纬一河 2#桥设计计算书（上部结构）61.5 主要材料及其特性主要材料及其特性⑴主梁、桥墩：C50 混凝土，E=3.45×104Mpa，容重 26kN/m3； ⑵桥台、承台：C45 混凝土，E=3.35×104Mpa，容重 26kN/m3；⑶桩基：C35 混凝土，E=3.15×104Mpa，容重 25kN/m3⑷预应力筋：破断强度为 1860Mpa 钢绞线，E=1.95×105Mpa，容重 78.5kN/m3⑸普通钢筋：R235、HRB335、HRB400，E=2.0×105Mpa，容重 78.5kN/m31.6 计算荷载计算荷载1.6.1 永久荷载永久荷载结构自重：包括箱梁自重、二期恒载、管线的重量等混凝土容重参见材料参数，管线荷载按单侧 5kN 考虑单侧人行道及栏杆：28.6kN/m；单幅 10cm 沥青混凝土：43.2kN/m；混凝土收缩、徐变：按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 （JTG D62-2004）规定计算预应力：按照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 （JTG D62-2004）规定考虑相应损失。

1.6.2 活载活载（1）汽车荷载公路—I 级该桥分为左右两幅，单幅桥梁按 4 车道加 1 非机动车道，折合为 5 车道进行计算，车道折减系数为 0.6按照《公路桥涵设计通用规范》计算得冲击系数为1.0622）人群荷载纬一河 2#桥设计计算书（上部结构）7局部计算取 4.0kN/m2，纵向整体计算取 3.0kN/m23）汽车制动力根据《公路桥涵设计通用规范》 （JTG D60-2004）4.3.6-1，一个车道上由汽车荷载产生的制动力标准值按本规范第 4.3.1 条规定的车道荷载标准值在加载长度上计算的总重力的 10%计算，但公路—I 级汽车荷载的制动力标准值不得小于 165kN1.6.3 温度荷载温度荷载（1）体系温差设计基准温度为 10℃，按照《公路桥涵设计通用规范》 （JTG D60-2004）4.3.10-2条，最高有效温度 34 ℃，最低有效温度-23℃，故均匀升温取 24 ℃，均匀降温取-33 ℃2）桥面日照温差梯度温度按照《公路桥涵设计通用规范》 （JTG D60-2004）表 4.3.10-3 条取值，主梁仅计车行道宽度范围内梯度温度桥面为 10cm 沥青混凝土铺装时梯度温度的分布如图 1-2。

A、日照正温差 B、日照负温差 图 1-2 梯度温度 (尺寸单位：mm)1.6.4 基础变位基础变位桩基均按钻孔灌注桩设计，基础变为为±1cm纬一河 2#桥设计计算书（上部结构）81.7 荷载组合及容许应力荷载组合及容许应力荷载组合按《公路桥涵设计通用规范》 （JTG D60-2004）和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 （JTG D62-2004）规定进行1.7.1 承载力极限状态组合：承载力极限状态组合：1.2 自重+1.0 收缩徐变+1.4 汽车+0.7 人群+0.7 梯度温度+0.7 梯度温度+0.7 制动力+0.5 基础变位1.2 自重+1.0 收缩徐变+1.4 汽车+0.7 人群+0.7 梯度温度+0.7 梯度温度+0.7 制动力+0.5 基础变位1.2 自重+1.0 收缩徐变+1.4 汽车+0.84 人群+0.84 梯度温度+0.84 梯度温度+0.84 制动力+0.5 基础变位1.2 自重+1.0 收缩徐变+1.4 汽车+0.98 人群+0.98 梯度温度+0.98 梯度温度+0.5 基础变位1.2 自重+1.0 收缩徐变+1.4 汽车+0.98 人群+0.98 制动力+0.5 基础变位1.2 自重+1.0 收缩徐变+1.4 汽车+1.12 人群+0.5 基础变位1.7.2 持久状况应力验算：持久状况应力验算：1.0 自重+1.0 收缩徐变+0.7 汽车+1.0 人群+1.0 体系温度+1.0 梯度温度+1.0 制动力+1.0 基础变位。

按照本组合验算，受压区混凝土最大压应力应小于 0.5 倍混凝土抗压拉强度标准值fck1.7.3 抗裂验算：抗裂验算：作用短期效应组合：1.0 自重+1.0 收缩徐变+0.7 汽车（不计冲击）+1.0 人群+1.0 体系温度+0.8 梯度温度+1.0 制动力+0.75 风荷载+1.0 基础变位在短期效应组合下， 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 （JTG D62-2004）要求： A 类预应力混凝土构件，正截面的受拉边缘混凝土拉应力应小于 0.7 倍混凝土抗拉强度标准值 ftk，同时长期荷载组合下不出现拉应力；斜截面抗裂验算要求混凝纬一河 2#桥设计计算书（上部结构）9土的主拉应力在短期效应组合下小于 0.5 倍混凝土抗拉强度标准值 ftk作用长期效应组合：1.0 自重+1.0 收缩徐变+0.4 汽车（不计冲击）+0.4 人群+1.0 体系温度+0.8 梯度温度+1.0 制动力+0.75 风荷载+1.0 基础变位在长期效应组合下， 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 （JTG D62-2004）要求： A 类预应力混凝土构件，正截面的受拉边缘混凝土应不出现拉应力；斜截面抗裂验算要求混凝土的主拉应力在短期效应组合下小于 0.5 倍混凝土抗拉强度标准值 ftk。

横梁、桥墩、承台、桩基的计算详见相应计算部分1.8 计算书的内容计算书的内容盘锦辽东湾新区纬一河 2#桥工程计算书共包含两大部分，分别是桥梁上部结构计算和桥梁下部结构计算2桥梁上部结构主梁纵向计算桥梁上部结构主梁纵向计算2.1 主梁纵向计算模型主梁纵向计算模型盘锦辽东湾新区纬一河 2#桥工程，沿桥梁中心线分为左右两幅，两幅桥梁之间设置 2cm 宽纵缝，两幅桥关于桥梁中心线完全对称布置，计算中取单幅桥进行上部结构计算全桥总宽为 44m，单幅桥宽为 21.99m，跨径布置为 40+60+40=120m，主梁采用单箱五室变截面预应力连续箱梁，根部梁高 3.4m，跨中及边跨端部梁高 1.6m主梁上部结构纵向计算模型如图 2-1 所示图 2-1：上部结构纵向计算模型纬一河 2#桥设计计算书（上部结构）102.2 主梁纵向计算结果主梁纵向计算结果配筋情况描述（仅描述主梁 1/2 顶底板钢筋情况） 顶板：配有 559 根直径为 16 间距为 12 规格为 HRB 235 的普通钢筋；559 根直径为12 间距为 12 规格为 HRB 335 的普通钢筋 （不同界面钢筋的具体长度不一样） 箍筋为直径 12 间距 60 的 HRB 335 钢筋若干。

底板：配有 559 根直径为 16 间距为 12 规格为 HRB 235 的普通钢筋；559 根直径为12 间距为 12 规格为 HRB 335 的普通钢筋 （不同界面钢筋的具体长度不一样） 箍筋为直径 12 间距 60 的 HRB 335 钢筋若干2.2.1 承载能力极限状态验算承载能力极限状态验算图 2-2 为正截面抗弯极限承载力包络图，图 2-3 为斜截面抗剪极限承载力包络图图中分别给出了按承载能力极限状态组合的弯矩设计值、剪力设计值和极限弯矩值、极限剪力值从图中可以看出，所有截面的极限承载力均满足规范要求图 2-2 正截面抗弯极限承载力验算（kN·m）图 2-3 斜截面抗剪极限承载力验算（kN）2.2.2 正常使用阶段应力验算正常使用阶段应力验算图 2-4 和图 2-5 分别给出了截面上、下缘混凝。