公路预应力混凝土连续刚构桥设计(共132页).doc,构造图,布置图

设计桥型为长334m的公路直线预应力混凝土连续刚构桥,桥分三跨,其组成为86m+162m+86m,墩身为双薄壁柔性墩,主梁截面形式为单箱单室箱型。设计荷载标准为公路I级。主梁采用挂篮悬臂对称施工。因时间所限,资料缺乏,未能涉及下部结构(桥墩和基础)、横向预应力及竖向预应力的设计。

根据活载位置的不同,连续刚构桥的主梁截面内力可能同时出现正、负弯矩,所以,布置预应力钢筋要按弯矩变化的幅值。相比普通连续梁桥,连续刚构桥将连续梁与薄壁墩(柔性)固结而成,其优点除 连续梁桥 固有优点之外,还包括节省支座,减少墩与基础的工程量,改善了结构的水平荷载作用下的受力性能等。在该桥型下,各柔性墩按刚度比分配水平力。

该资料参考了如北江特大桥的大量工程实例,对结构方面进行了较为详细的分析和研究。主梁横截面采用单箱单室截面,梁高按1.5次抛物线变化,支座处最大为9.6米,跨中最小,为3.5米,顶板厚度取700px。为了减小施工难度,并结合连续刚构桥的受力特点,底板厚度呈直线线性变化,由支座向跨中减小:支座处底板为1.2m,跨中为0.3m。在设计中运用MIDAS软件对结构进行了内力分析,以估计预应力钢束数量和配置钢筋,检算时主要采用截面承载能力控制。图纸绘制包括构造图,配束图,配束表和施工程序图,同时进行了外文翻译,在设计的最后阶段编制设计计算说明书及文档整理。

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第一章 绪 论 1

1.1 桥式方案的选择 1

1.2 预应力混凝土连续刚构桥概述 1

1.3 受力特点 2

1.4 构造特点 3

1.4.1 零号块 3

1.4.2 横隔板 3

1.4.3 合拢段 3

1.5 毕业设计的目的和意义 4

1.5.1毕业设计的目的 4

1.5.2毕业设计的意义 4

第二章 结构初步设计 5

2.1 设计概述 5

2.2 截面尺寸拟定 5

2.2.1 变截面箱梁形式 5

2.2.2 主梁高度 6

2.2.3 顶底板厚度 6

2.2.4腹板厚度 7

2.2.5梗腋(承托) 7

2.3 主梁分段与施工节段划分 8

2.3.1 悬臂施工节段划分 8

2.3.2 施工阶段划分 9

2.3.3 施工注意事项 10

第三章 主梁内力计算 11

3.1 桥梁电算 11

3.1.1 计算图式 11

3.1.2 施工阶段设计 12

3.2 MIDAS/CIVIL近代参数信息 14

3.2.1 材料特性 14

3.2.2 荷载信息 15

3.3恒载内力计算 16

3.3.1 毛截面几何特性 16

3.2.2 恒载内力计算 17

3.4活载内力计算 20

3.4.1横向分布系数的考虑 20

3.4.2活载因子的计算 21

第四章 预应力钢束的估算与布置 24

4.1 预应力钢束的估算 24

4.2 预应力筋估束计算原理 24

4.2.1按承载能力极限计算 24

4.2.2按正常使用极限状态计算 25

4.3 预应力钢束估算结果 27

4.4 纵向预应力钢束的布置 29

4.5竖向预应力钢束的布置 30

4.6横向预应力钢束的估算与布置 31

第五章 预应力损失及有效预应力计算 33

5.1 预应力钢筋与管道之间的摩擦损失 33

5.2 锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩产生的预应力损失 34

5.3 混凝土弹性压缩产生的预应力损失 34

5.4 预应力钢筋应力松弛产生的预应力损失 34

5.5 混凝土的收缩和徐变产生的预应力损失 35

5.6 有效预应力计算 36

第六章 次内力计算 45

6.1 徐变次内力 45

6.2 收缩次内力 48

6.3 预加力引起的次内力 52

6.4 温度次内力 55

6.4.1 系统温度 56

6.4.2 局部温度效应 59

6.5 支座不均匀沉降引起的次内力 63

第七章 截面验算 67

7.1 内力组合 67

7.1.1 作用与作用效应 67

7.1.2 内力组合 67

7.2 截面验算 69

7.2.1 承载能力极限状态验算 70

7.2.2 正常使用极限状态验算 77

7.3 持久状况和短暂状况构件的应力验算 85

7.3.1 使用阶段正截面压应力验算 85

7.3.2 使用阶段斜截面主压应力验算 88

7.3.3 施工阶段正截面法向应力验算 91

7.3.4 受拉区钢筋的拉应力验算 94

第八章 主要工程数量估算 98

8.1 混凝土用量估算 98

8.2 预应力钢绞线用量 99

8.2.1纵向预应力钢绞线用量 99

8.2.2竖向预应力钢筋用量 101

8.2.3横向预应力钢绞线用量 101

8.3 锚具用量估算 101

论文总结 102

致   谢 103

参考文献 104

附  录 105

实习报告 105

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共132页

支座截面尺寸布置图

悬臂施工时各梁段划分示意图

一期恒载产生的剪力图

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