【正文】 湖南科技大學瀟湘學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）長虹大橋橋梁工程結(jié)構(gòu)組織設(shè)計畢業(yè)論文目 錄 79 第一章 前 言 1第二章 工程概述 2 工程概況 2 設(shè)計條件 2 工程地質(zhì) 2 水文、氣象 2 設(shè)計標準和設(shè)計規(guī)范 2 主要技術(shù)標準 2 設(shè)計規(guī)范 3 橋型總體布置 3 結(jié)構(gòu)設(shè)計 4 上部結(jié)構(gòu)橋型布置與箱梁一般構(gòu)造 4 下部結(jié)構(gòu) 4 主要材料 4 主梁施工方法及注意事項 5 施工階段的詳細劃分 6第三章 恒載內(nèi)力計算 8 混凝土及鋼筋材料特性的取值 8 計算階段劃分 8 二期恒載計算 9第四章 活載內(nèi)力計算 20 橫向分布系數(shù)的計算 20 內(nèi)力影響線的計算 20 活載內(nèi)力計算結(jié)果 25第五章 內(nèi)力組合 28 溫度次內(nèi)力計算 28 墩臺支座不均勻沉降次內(nèi)力計算 32 荷載組合及內(nèi)力包絡(luò)圖 33 承載能力極限狀態(tài)下的效應(yīng)組合 33 正常使用極限狀態(tài)下的效應(yīng)組合 37第六章 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算與布置 43 縱向預(yù)應(yīng)力鋼束布置 43 豎向預(yù)應(yīng)力鋼束布置 46 預(yù)應(yīng)力損失計算 46 有效預(yù)應(yīng)力計算 46 主梁次內(nèi)力計算 51 預(yù)加力引起的次內(nèi)力 51 徐變次內(nèi)力計算 53 配束后的內(nèi)力荷載組合 55第七章 全橋強度驗算 61 承載力極限狀態(tài)驗算 61 基本理論 61 截面驗算 62 施工階段應(yīng)力驗算 65 施工階段應(yīng)力驗算原理 65 使用階段正截面應(yīng)力驗算 66 錨下局部承壓計算 69 局部受壓區(qū)尺寸要求 69 局部抗壓承載力計算 70第八章 變形計算及預(yù)拱度設(shè)置 71 撓度計算 71 預(yù)拱度設(shè)置 73第九章 總結(jié)與討論 75參考文獻 76致 謝 77湖南科技大學瀟湘學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）第一章 前 言連續(xù)剛構(gòu)體系梁橋多用于大跨徑高墩結(jié)構(gòu)，即利用高墩的柔度形成擺動式支撐體系來適應(yīng)由預(yù)加力、荷載、混凝土收縮徐變和溫度變化所產(chǎn)生的縱向位移。其結(jié)構(gòu)剛度好，行車平順舒適，養(yǎng)護簡易，減少了大型橋梁支座及橋墩與基礎(chǔ)工程的材料用量，橋下凈空大，可滿足通航要求，墩身固結(jié)有利于懸臂施工，無需墩、梁連接的體系轉(zhuǎn)換，抗震性能好，不需設(shè)置專用抗震支座。懸臂澆筑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋作為無支架施工有利于通航河流建橋、深山峽谷建橋和城市立交建橋等。懸臂施工的受力特點接近于成橋后的結(jié)構(gòu)受力。懸臂施工法再我國已有成熟的經(jīng)驗，懸臂澆筑預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋得到飛躍發(fā)展，并成為當代橋梁建筑中最基本的橋型之一。熟悉懸臂澆筑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋的設(shè)計與施工，是對橋梁工作者的基本要求。通過對哈大線長虹大橋主橋的初步設(shè)計進一步加深對理論知識的理解，對懸臂施工連續(xù)剛構(gòu)橋有了初步了解，是對大學四年所學知識的總結(jié)。本設(shè)計完成的主要內(nèi)容有：（1）設(shè)計橋梁基本尺寸和主梁截面形式與縱斷面線形； （2）計算主要受力構(gòu)件的控制截面的幾何特性；（3）結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算，包括：恒載內(nèi)力計算，繪制恒載內(nèi)力圖；活載內(nèi)力計算、繪制控制截面活載內(nèi)力影響線，影響線加載，溫度及支座沉降次內(nèi)力計算，繪內(nèi)力包絡(luò)圖；（4） 進行主梁縱向預(yù)應(yīng)力初步配筋設(shè)計；（5）進行主梁二次內(nèi)力計算；（6）強度驗算、施工階段應(yīng)力驗算、使用階段應(yīng)力驗算、變形驗算與預(yù)拱度設(shè)置、錨下局部承壓驗算；（7）繪制相關(guān)圖紙，編寫設(shè)計說明書。 設(shè)計中主要采用《》電算程序進行內(nèi)力分析，但也需自己對結(jié)構(gòu)受力模型特征有清晰的認識，可以對電算結(jié)果進行大體分析，診斷設(shè)計中建模是否正確。將自己的大體分析結(jié)果與電算程序相對照，再仔細分析是哪種結(jié)果是正確的，不清楚的請教指導老師，通過對電算結(jié)果的分析進一步熟悉了解懸臂施工連續(xù)剛構(gòu)橋的施工、設(shè)計、受力特點，很好地將實際與力學知識聯(lián)系結(jié)合起來。第二章 工程概述 工程概況擬建K340+567哈大線長虹大橋位于遼寧省鐵嶺縣李千鄉(xiāng)，橋?qū)?5米，在線路測設(shè)里程K340+297～K340+977之間，橋軸線近斜50度跨越遼河，該處河谷寬約70m，山坡地表植被不發(fā)育，交通較便利。+117m+，主墩均為雙支薄壁墩，主橋全長250米，兩岸各設(shè)3－40米先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)部分預(yù)應(yīng)力砼引橋，全橋總長680米。 設(shè)計條件 工程地質(zhì)橋位區(qū)分布層主要有中砂、泥質(zhì)粉砂巖、含礫粗砂巖等，主要集中在橋址斷面中心西側(cè)。水下基巖為中砂、細砂、泥質(zhì)粉砂巖、含礫粗砂巖。中砂層厚約1～3m，抗壓強度450KPa；細砂厚度約3～6m，抗壓強度300KPa；泥質(zhì)粉砂巖厚度約9m，抗壓強度1000KPa；。 水文、氣象， m 。通航等級為IV（2）級雙向兩航道,凈寬150m，凈高8m。根據(jù)1960年2001年氣象資料：多年平均氣溫：℃極端最高氣溫：℃最高月平均氣溫：℃ ；℃極端最低氣溫：―6℃最低月平均氣溫：℃ ；℃降雨量：4~9月為雨季，%。累年十分鐘平均最大風速：24 m/s ，東南向累年瞬間最大風速：37 m/s ，東北向近十年年平均相對濕度 46%。 設(shè)計標準和設(shè)計規(guī)范 主要技術(shù)標準 計算行車速度：80km/h；設(shè)計荷載：公路二級荷載標準，二級公路，4車道橋面凈寬： 2m(人行道)+(路緣帶)+2 m(行車道)+1m(路緣帶)+(中央分隔帶)+1m(路緣帶)+2(行車道)+ (路緣帶)+ 2m(人行道)=；橋面坡度: 縱坡2% , %；通航標準：IV（1）級,雙向兩航道,凈高8m,凈寬150m ,；設(shè)計洪水頻率: 按百年一遇洪水頻率,(黃海高程)；設(shè)計基準期：100年。豎曲線設(shè)計：根據(jù)《公路工程技術(shù)規(guī)范》高速公路豎曲線半徑一般取值為10000m，本方案即取豎曲線半徑為10000m，縱坡采用2%。豎曲線基本要素為：豎曲線長度L=400m、切線長度為T=200m、豎曲線外矢距為E=。 設(shè)計規(guī)范《公路工程技術(shù)標準》（JTG B012003）《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》（JTG D602004）《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTG D622004）《公路交通安全設(shè)施設(shè)計細則》（JTJ/T D812006）《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ0412000） 橋型總體布置。大橋主橋全長250m，+117m+；引橋未出。 橋型布置圖 結(jié)構(gòu)設(shè)計 上部結(jié)構(gòu)橋型布置與箱梁一般構(gòu)造上部結(jié)構(gòu)為變截面箱梁，C50混凝土，主梁為變截面雙箱單室，高跨比為1/，為支點梁高的5/13。單幅橋箱梁頂寬12. 5m，底板寬8 m， ，%的橋面橫坡。頂板厚度統(tǒng)一采用30cm ,兩側(cè)懸臂端部厚度20cm，根部厚度45cm，底板厚度采用由墩跨中的32cm 逐漸過渡至墩頂?shù)?0cm ,梁高、,以滿足受力及橋梁線形上的需要。腹板厚度靠近跨中L/4范圍內(nèi)為43cm ，墩頂?shù)絃/4跨范圍內(nèi)為55cm。 上部結(jié)構(gòu)跨中，支點處斷面圖 下部結(jié)構(gòu)主墩采用雙壁墩，利用此墩的柔度形成擺動式支承體系來適應(yīng)由預(yù)加力、荷載、混凝土收縮徐變和溫度變化所產(chǎn)生的縱向位移。單幅橋橫橋向墩寬和箱梁一致，為8米；順橋向和箱梁0號塊內(nèi)橫隔板厚度一致，為2米。為提高主墩的抗船撞能力，將左右幅墩身底部船舶可能撞擊點以下連成為一體，形成框架，并將承臺做成整體，本橋采用了直徑3m圓柱墩形式，、墩頂加與橋面同寬的蓋梁。墩下現(xiàn)澆5m厚鋼筋混凝土承臺。將船撞力傳至橋墩全部樁上。從提高抗撞能力、施工方便性和增加美觀等方面考慮，承臺底標高按保證最低通航水位時樁身不露出，使船舶不直接撞在樁身上。另外在承臺周圍、及墩身底部設(shè)置防撞護舷。 主要材料混凝土：主橋上部結(jié)構(gòu)采用C50混凝土，墩身、蓋梁為C50，承臺、樁基礎(chǔ)為C30。預(yù)應(yīng)力鋼材及錨具：縱向預(yù)應(yīng)力材料采用符合美國標準ASTM 416－90的270級高強低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線，面積為140 mm2，Ryb＝1860Mpa(不得大于1950Mpa)彈性模量E yb＝105Mpa， Ryb。錨具采用與鋼絞線及真空吸漿工藝配套的VSL系列，或經(jīng)交通部門鑒定的合格產(chǎn)品，保證可靠的錨固。錨具要成套定貨，不得用承包商自制的任何構(gòu)件取代成套錨具的一部分，錨具的所有構(gòu)件必須經(jīng)過嚴格的質(zhì)量檢驗。豎向預(yù)應(yīng)力采用屈服強度σs = 750Mpa級直徑32精軋高強螺紋粗鋼筋， = 675Mpa 。預(yù)應(yīng)力管道：豎向預(yù)應(yīng)力鋼束管道均采用鍍鋅金屬波紋管 ?？v向預(yù)應(yīng)力鋼束采用真空吸漿工藝，管道采用與其配套的塑料波紋管。鋼筋：直徑≥12mm者，采用Ⅱ級； 直徑＜12mm者，采用Ⅰ級；支座：過渡墩頂單幅橋每端上下游各設(shè)置一個70050095四氟板式橡膠支座。伸縮縫：在主橋與引橋銜接的過渡墩頂處設(shè)SSFB320型伸縮縫各一道，伸縮縫安裝時盡可能請生產(chǎn)廠家現(xiàn)場指導。 主梁施工方法及注意事項主梁采用懸臂澆筑法施工，墩頂梁段分別在各墩頂澆筑，其余梁段用活動掛籃懸臂澆筑，掛籃自重及全部施工荷載重應(yīng)控制在不大于120kN?？諕旎@前支點壓力350KN，；后錨點拉力130KN，距前支點距離因各個單位長短不一致。掛籃必須保證足夠的承載能力和剛度，以免因掛籃變形較大而導致塊件結(jié)合面的開裂。施工程序分為6個大塊：（1）約束橋墩最下面的單元，并且從下往上按一個階段兩個單元灌注。(2)灌注并張拉橋墩上面的0號塊，安裝掛籃，掛籃加載，灌注張拉1號塊，安裝并轉(zhuǎn)移掛籃，掛籃加載，灌注張拉2號塊……拆除掛籃。（3）安裝邊跨合攏吊架，進行邊跨現(xiàn)澆，并且建立約束，完成邊跨合攏。（4）中跨合攏。（5）橋面鋪裝。（6）收縮徐變。中跨合攏段混凝土澆筑，應(yīng)選擇非溫度急劇變化日之夜間氣溫最低時進行。梁段懸澆時，與前段混凝土結(jié)合面應(yīng)予鑿毛，并清洗干凈，縱向非預(yù)應(yīng)力鋼筋采用搭接。各懸臂施工梁段要求一次澆筑完成，無論在澆筑階段、掛籃移動或拆除階段，均需保持對稱平衡施工，容許不對稱重量不得大于一個梁段自重的一半。澆筑梁段混凝土時應(yīng)分水平層，一次整體澆筑成型，當混凝土自流高度大于2m時，必須用溜槽或?qū)Ч茌斔?，以保證混凝土的澆筑質(zhì)量。施工時所有備用孔道均需經(jīng)設(shè)計單位同意方可使用，施工完畢后，應(yīng)對備用孔道進行壓漿處理。為使主梁施工達到高質(zhì)量、高精度和高安全度，除要求混凝土強度達到85％以后方可施加預(yù)應(yīng)力外，對已澆筑的梁段，要求通過以下四個方面的檢查校核后，方可進行下一梁段的施工：箱梁截面各部尺寸以及中線誤差必須滿足施工規(guī)范要求?；炷翉姸缺仨氝_到或超過設(shè)計標號。預(yù)應(yīng)力的錨具控制應(yīng)力和鋼絞線的伸長量是否達到設(shè)計值。實測撓度值是否與設(shè)計值相符。 所有直接由廠家提供的產(chǎn)品，如支座、錨具、鋼絞線、鋼筋等必須為合格產(chǎn)品，符合設(shè)計要求。 施工階段的詳細劃分 步驟：(1) 剛構(gòu)墩墩身施工完畢至墩頂。 (2) 澆筑0號梁段。 (3) 在0梁段上對稱架設(shè)掛籃4個，每個掛籃按87噸考慮。 步驟：(1) 對稱澆筑1號梁段。 (2) 混凝土強度達到85％后，張拉預(yù)應(yīng)力索。 步驟：(1) 往兩端移動掛籃。 (2) 對稱澆筑2號梁段。 (3) 混凝土強度達到85％后，張拉預(yù)應(yīng)力索。 步驟：(1) 按前步驟依次澆筑3～14號梁段，拆除掛籃。 (2) 安裝邊支座，并現(xiàn)澆邊跨等高梁段16，17號梁段。(3) 混凝土強度達到85％后，張拉預(yù)應(yīng)力索。 步驟：(1)安裝邊跨合攏段吊籃。 (2) 澆筑邊跨合攏段15號梁段。步驟：(1) 拆除邊跨吊籃，安裝中跨合攏段吊籃。 (2) 澆注中跨合攏段15號梁段。 (3) 混凝土強度達到85％后，張拉預(yù)應(yīng)力索。步驟：(1) 拆除邊跨托架。 (2) 拆除中跨吊籃。步驟：施加橋面二期荷載。 主梁中跨施工分段圖 主梁邊跨施工分段圖第三章 恒載內(nèi)力計算恒載內(nèi)力計算采用橋梁博士軟件提供的桿件程序分析的原理，由于不同的施工方法所計算出來的恒載內(nèi)力會不一樣，所以計算時應(yīng)該嚴格考慮施工階段的劃分。 混凝土及鋼筋材料特性的取值混凝土容重：γ＝；彈性模量 C40：Ec＝32500MPa； C50：Ec＝34500MPa；線膨脹系數(shù)：α＝；混凝土抗壓標準強度 C40：fck＝ MPa； C50：ftk＝ MPa；混凝土抗拉標準強度 C40：fck＝ MPa； C50：ftk＝ MPa；鋼絞線采用符合ASTMA416－90 ；：A＝；抗拉強度標準值：fpk＝1860MPa,張 fpk=1395MPa。彈性模量：Ep＝195000MPa；粗鋼筋采用精扎高強螺紋鋼，直徑32mm；屈服強度，預(yù)應(yīng)力筋管道連續(xù)剛構(gòu)梁縱向采用預(yù)埋波紋管成型，豎向預(yù)應(yīng)力鋼束管道均采用鍍鋅金屬波紋管 錨具采用瑞士VSL體系EC6型錨具。 計算階段劃分(1) 施工橋墩；(2) 由中支墩懸臂法施工至最大懸臂；(3) 安裝邊支座，現(xiàn)澆邊跨等高梁段；(4) 拆除邊跨臨時支座；(5) 合攏中跨；(6) 拆除吊籃；(7) 橋面鋪裝；(8) 運營階段。 二期恒載計算二期橫載集度由3cm厚鋼纖維混凝土現(xiàn)澆調(diào)平層、BBC防水層、9cm厚改性聚脂纖維瀝青混凝土鋪裝層及防撞欄桿組成。鋪裝層G鋪＝25kN/12m+24Kn/12m