【正文】 .... 錯誤 !未定義書簽。 主拱圈分段 .................................................. 15 拱段連接 ..................................... 錯誤 !未定義書簽。 初張力計算 .................................................. 16 ................................................................ 17 小結(jié) ....................................................... ......18 第四章 結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算分析 .................................................. 19 結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算 ............................................................. 19 節(jié)點坐標(biāo) ................................................... 19 主拱內(nèi)力計算 ............................................... 19 成橋狀態(tài)下主拱內(nèi)力計算 ........................................... 21 恒載作用下產(chǎn)生的主拱內(nèi)力 ................................... 21 主拱溫度內(nèi)力計算 ........................................... 23 活載內(nèi)力計算 ..................................................... 27 沖擊系數(shù)的計算 ............................................. 27 車道布載及計算 ............................................. 28 荷載組合 ......................................................... 33 承載能力極限狀態(tài)計算時作用效應(yīng)組合 ......................... 33 正常使用極限狀態(tài)計算時作用效應(yīng)組合 ......................... 34 承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力 .............................................. 34 主拱極限承載應(yīng)力驗算 .............................. 錯誤 !未定義書簽。 縱梁內(nèi)力計算 ..................................................... 39 第五章 橋面板 布置 .................................................. 43 ..................................... 43 ............................................. 45 設(shè)計總結(jié) ...................... ...................... ..................47 主要參考文獻(xiàn) ...................... ...................... .............48 致謝 ...................... ...................... .......................49 附 表 ............................... ............................ ........50 附表 I............. ................. .............. .... .............50 附表 II ... ............... ... ............ ... ............... ... .. 53 附表 III... ............... ... ............... ... ............... ... 56 附表 IV............. ... ............ ... ..... ............. ... ......59 附表 V............. ... ............ ... ..... ............. ... .......62 清華大學(xué) 長沙火星北路瀏陽河大橋拱橋施工圖設(shè)計 附表 VI............. ... ............ ... ..... ............. ... ......64 附表 VII............. ... ............ ... ..... ............. .......66 附表 VIII............. ... ............ ... ..... ............. ... ..68 附表 IX ............. ... ............ ... ..... ............. . .....69 清華大學(xué) 長沙火星北路瀏陽河大橋拱橋施工圖設(shè)計 第 1 頁 共 69 頁 第一章 方案比選 設(shè)計原始數(shù)據(jù) 設(shè)計項目基本情況 火星北路瀏陽河大 橋位于長沙市火星大道與瀏陽河交匯處。橋位屬沖洪積階地地貌，河床寬約 220m。南岸火星大道已修至瀏陽河大堤下，北岸為沖積堆積區(qū)，地勢較平坦開闊，遍布菜地、池塘。 長沙地區(qū)屬于亞熱帶季風(fēng)氣候 ,光明溫暖濕潤 ,雨量豐富 ,年平均氣溫 ℃ ,年降水量 1562mm,年日照 1695小時 ,無霜期 272天 ,春夏之交多暴雨 ,4~6月占全年降水量的 40%,水網(wǎng)密集 ,并有小河 ,水流均匯入瀏陽河。 長沙 春夏之交多暴雨，瀏陽河水網(wǎng)密集，上游高山溝谷較多，并有小河，水流均匯入瀏陽河，河水漲落較迅速，受大氣降雨影響較大，洪水主要了生在春 季及夏季，瀏陽河水 200 年一遇的最高洪水位為 米。 經(jīng)野外地質(zhì)調(diào)查與勘探，橋位區(qū)地下水類型主要有潛水和承壓水（上層滯水僅局部分布），潛水主要為賦存于圓礫中的孔隙水（具有微承壓性），補(bǔ)給來源主要為大氣降水及地表水體（瀏陽河水） 橋位處不良地質(zhì)現(xiàn)象主要為小斷層及巖溶，區(qū)域地質(zhì)穩(wěn)定性一般。 場地內(nèi)地層結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，不良地質(zhì)現(xiàn)象較發(fā)育，該場地可按村建筑抗震不利地段考慮 ,場地穩(wěn)定性一般，可以建筑。 設(shè)計技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 荷載等級： 1） 路面設(shè)計荷載：標(biāo)準(zhǔn)軸載： BZZ100 2） 橋梁設(shè)計荷載：城 A 級，同時滿足公路規(guī)范： 汽車 — 超 20 級，掛車 — 120 級，人 群 4KN/㎡荷載等級要求。 路線等級： I級城市主干道：城市特大橋 ； 機(jī)動車設(shè)計速度： 60km/h； 通航標(biāo)準(zhǔn)：按Ⅵ級航道標(biāo)準(zhǔn) 通航凈寬 45米、凈空 6米 ,通航水位按 H20%=36。 52 米 ； 清華大學(xué) 長沙火星北路瀏陽河大橋拱橋施工圖設(shè)計 第 2 頁 共 69 頁 機(jī)動車凈高：大于等于 ； 非機(jī)動車、行人凈高：大于等于 米 ； 設(shè)計洪水頻率：兩百年一遇 ； 設(shè)計洪 水位： %= 米 ； 地震裂度： 7度設(shè)防 ； 設(shè)計基本風(fēng)速：一百年一遇 10 米高 10 分鐘平均風(fēng)速 米 。 橋梁設(shè)計原則 1． 適用性 橋上應(yīng)保證車輛和人群的安全暢通，并應(yīng)滿足將來交通量增長的需要。橋下應(yīng)滿足泄洪、安全通航或通車等要求。建成的橋梁應(yīng)保證使用年限，并便于檢查和維修。 2． 舒適與安全性 現(xiàn)代橋梁設(shè)計越來越強(qiáng)調(diào)舒適度，要控制橋梁的豎向與橫向振幅，避免車輛在橋上振動與沖擊。整個橋跨結(jié)構(gòu)及各部分構(gòu)件，在制造、運輸、安裝和使用過程中應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性。 3． 經(jīng)濟(jì)性 設(shè)計的經(jīng)濟(jì)性一般應(yīng)占首位。經(jīng)濟(jì)性應(yīng)綜合發(fā)展遠(yuǎn)景及將來的養(yǎng)護(hù)和維修等費用。 4． 先進(jìn)性 橋梁設(shè)計應(yīng)體現(xiàn)現(xiàn)代橋梁建設(shè)的新技術(shù)。應(yīng)便于制造和架設(shè)，應(yīng)盡量采用先進(jìn)工藝技術(shù)和施工機(jī)械、設(shè)備，以利于減少勞動強(qiáng)度，加快施工進(jìn)度，保證工程質(zhì)量和施工安全。 5． 美觀 一座橋梁，尤其是座落于城市的橋梁應(yīng)具有優(yōu)美的外形，應(yīng)與周圍的景致相協(xié)調(diào)。合理的結(jié)構(gòu)布局和輪廓是美觀的主要因素，決不應(yīng)把美觀片面的理解為豪華的裝飾。 應(yīng)根據(jù)上述原則，對橋梁作出綜合評估。 設(shè)計方案比選 預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋 預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋具有以下主 要特征： 1）混凝土材料以砂、石為主，可就地取材，成本較低； 2）結(jié)構(gòu)造型靈活，可模型好，可根據(jù)使用要求澆鑄成各種形狀的結(jié)構(gòu)；3）結(jié)構(gòu)的耐久性和耐火性較好，建成后維修費用較少； 4）結(jié)構(gòu)的整體性好，剛度較大，變性較??； 5）可采用預(yù)制方式建造，將橋梁的構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化，進(jìn)而實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)； 6）清華大學(xué) 長沙火星北路瀏陽河大橋拱橋施工圖設(shè)計 第 3 頁 共 69 頁 結(jié)構(gòu)自重較大，自重耗掉大部分材料的強(qiáng)度，因而大大限制其跨越能力； 7）預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋可有效利用高強(qiáng)度材料，并明顯降低自重所占全部設(shè)計荷載的比重，既節(jié)省材料、增大其跨越能力，又提高其抗裂和抗疲勞的能力； 8）預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋所采用的 預(yù)應(yīng)力技術(shù)為橋梁裝配式結(jié)構(gòu)提供了最有效的拼裝手段，通過施加縱向、橫向預(yù)應(yīng)力，使裝配式結(jié)構(gòu)集成整體，進(jìn)一步擴(kuò)大了裝配式結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍。 斜拉橋 斜拉橋的特點是依靠 固定與索塔的斜拉索支撐梁跨，梁是多跨彈性支撐梁，梁內(nèi)彎矩與橋梁的跨度基本無關(guān)，而與拉索的間距有關(guān)。他們適用于大跨、特大跨度橋梁，現(xiàn)在還沒有其他類型的橋梁的跨度能超過他們。 斜拉橋與懸索橋不同之處是，斜拉橋直接錨于主梁上，稱自錨體系，拉索承受巨大的拉力，拉索的水平分力使主梁受壓，因此塔、梁均為壓彎構(gòu)件。由于斜拉橋的主梁通過拉緊的斜索與塔直接 相連，增加了主梁抗彎、抗扭剛度，在動力特性上一般遠(yuǎn)勝于懸索橋。懸索橋的主纜為承重索，它通過吊索吊住加勁梁，索兩端錨于地面，稱地錨體系。 斜拉橋具有施工方便、橋型美觀、用料省、主梁高度小、梁底直線容易滿足通航和排洪要求、動力性能好的優(yōu)點，發(fā)展非常迅速，跨徑不斷增大。但實際跨度不大，此橋型不予考慮。 鋼箱拱橋 鋼箱 拱橋的主要特點是： ① 重量輕、省鋼 由于箱形梁更能有效地發(fā)揮鋼板的承載能力，因此，采用正交異性鋼橋面板和用薄鋼板作梁肋與底板的箱形梁，比桁梁橋節(jié)省鋼材 20％左右，跨徑愈大愈節(jié)約。并由于上部結(jié)構(gòu)的自重減輕，橋梁下部結(jié)構(gòu)造價一般可降低 5％～ 15％ ； ② 抗彎和抗扭剛度大 這是由閉合空心截面的特性所決定的，在材料數(shù)量相同時可較其他截面形式提供更大的抗彎和抗扭剛度，故特別適用于曲線橋和承受較大偏心荷載的直線橋 ； ③ 安裝迅速，便于養(yǎng)護(hù) 箱形梁可以在工廠制成大型安裝單元，從而減少工地連接螺栓數(shù)量。在施工時便于縱向拖拉或用頂推法架設(shè)。箱形梁結(jié)構(gòu)簡單，油漆方便，且由于內(nèi)部為閉合空間，更容易抗銹蝕 ； ④ 箱形截面的中性軸大致居中，對于抵抗正負(fù)彎矩具有幾乎相等的能力，能較好的清華大學(xué) 長沙火星北路瀏陽河大橋拱橋施工圖設(shè)計 第 4 頁 共 69 頁 適應(yīng)主拱圈各截面正負(fù)彎矩變化的需要； ⑤ 結(jié)構(gòu)新穎，外形簡潔、美觀 。 鋼箱拱橋連續(xù)梁橋鋼筋混凝土簡支梁橋 圖 121 設(shè)計方案比選 清華大學(xué) 長沙火星北路瀏陽河大橋拱橋施工圖設(shè)計 第 5 頁 共 69 頁 方案比選 橋型方案 鋼箱拱橋 (第 一 方案 ) 預(yù)應(yīng)力混泥土連續(xù) T梁 (第二方案 ) 預(yù)應(yīng)力混凝土簡 支 梁 (第 三 方案 ) 經(jīng)濟(jì)性 箱梁節(jié)段采用預(yù)制 ， 工期及質(zhì)量都容易得到保證 ，簡易經(jīng)濟(jì) 。 便于運輸和 吊裝，施工速度快，易于更換支座 ,但 跨徑較大時就不經(jīng)濟(jì)了 橋梁上下部可以同時施工 ,使工期大在縮短 ,但需要大型的起吊運輸設(shè)備 ,費用較高 美觀性 構(gòu)造簡單，線形簡潔美觀 側(cè)面上看線條明晰，與地形配合，顯得美觀大方 跨徑一般，線條明晰，但比較單調(diào)，