【正文】 ！斜拉橋畢業(yè)設(shè)計（論文）設(shè)計說明書課題名稱 白蛇溝大橋設(shè)計 學(xué)院(部) 公路學(xué)院 專 業(yè) 橋梁工程 班 級 21020601 學(xué)生姓名 閆 生 龍 學(xué) 號 2102060127 4 月 28 日至 6 月 18 日共 7 周指導(dǎo)教師(簽字) 教學(xué)院長(簽字) 2010 年 6 月 12 日┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ ！摘 要本橋根據(jù)設(shè)計任務(wù)要求，依據(jù)現(xiàn)行公路橋梁設(shè)計規(guī)范,綜合考慮橋位的地質(zhì)、地形條件，擬定了三個比選方案：雙塔斜拉橋、連續(xù)剛構(gòu)橋、地錨式懸索橋。按“實用、經(jīng)濟、安全、美觀、環(huán)?！钡臉蛄涸O(shè)計原則，比較三個方案的優(yōu)缺點之后，將雙塔斜拉橋作為推薦方案，進行了斜拉橋總體布置和上部結(jié)構(gòu)細部尺寸擬定，并利用Midas/Civil ，對全橋在施工階段和成橋使用階段進行受力和變形分析以及動力特性分析。經(jīng)過有限元分析，對結(jié)構(gòu)進行了應(yīng)力強度驗算和變形驗算，在此基礎(chǔ)上，對鋼主梁和斜拉索還進行了疲勞驗算。最后，對全橋進行了抗風(fēng)評價和抗風(fēng)驗算。經(jīng)分析比較和驗算，表明該設(shè)計計算方法正確，內(nèi)力分布合理，符合設(shè)計任務(wù)的要求。關(guān)鍵詞：方案，斜拉橋，有限元，結(jié)構(gòu)分析，驗算ABSTRACTAccording to request of the design task，the existing highway and bridge specification, three types of bridges are presented,which are double pylon cablestayed bridge, PC continuous rigid frame bridge and suspension bridge, on the basis of considering the geology and terrain conditions of the bridge position. According to the principle of “practical，economical，secure，aesthetic and environmentfriendly”，after paring their characters prehensively, the doublepylon cablestayed bridge is chosen as the main design scheme, and we have acplished the general layout of the cablestayed bridge and redacted the detailed dimension of the superstructure. At the same time, we have analyzed the stress, deformation and dynamic characteristics of the bridge in its using stage and the construction stage through making finite element model by Midas/Civil .Moreover, based on the calculation results, the stress intensity and deformation of bridge’s structure was checked. On this basis, we did the checking putations about fatigue of the steel girders and cables. In the finally，we did the wind resistance assessment and checking putation. Through parison and checking putations，it shows the calculation method of this design is right, the internal forces distributing is reasonable, and it is satisfied with the requirement of the design task.Key words: Designs, Cablestayed bridge, Finite element, Structural analysis, Checking putations目 錄概 述 1第一章 方案比選 2 橋型方案設(shè)計概述 2 橋型方案設(shè)計原則 2 橋梁設(shè)計方案概述 2 主橋橋型方案設(shè)計 3 方案一：雙塔斜拉橋 3 方案二 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋 5 方案三: 地錨式懸索橋 5 橋型方案比選 8第二章 總體設(shè)計 10 技術(shù)指標(biāo)與設(shè)計資料 10 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 10 材料參數(shù) 10 設(shè)計規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn) 11 結(jié)構(gòu)構(gòu)造與總體設(shè)計 11 方案構(gòu)思與總體設(shè)計 11 主梁設(shè)計 12 索塔設(shè)計 14 索塔尺寸的擬定 15 索塔基礎(chǔ) 17 斜拉索設(shè)計 17 輔助墩、過渡墩及基礎(chǔ) 18 輔助墩及基礎(chǔ) 18 過渡墩及基礎(chǔ) 18 施工方案設(shè)計 19 索塔施工 19 主梁施工 19 橋面系設(shè)計 19 鋼橋面的鋪裝 19 伸縮縫 20 防撞護欄 20第三章 結(jié)構(gòu)建模 21 計算理論 21 未知荷載系數(shù)法 21 未閉合配合力 22 計算參數(shù) 22 22 23 作用及其組合 23 作用 23 作用效應(yīng)組合 24 計算模型建立 24 模型建立 24 模型截面幾何特性計算及材料參數(shù) 25 邊界條件 25 成橋階段索力確定 26第四章 成橋階段內(nèi)力計算分析 29 斜拉橋整體靜力分析 29 29 支撐反力計算 30 主梁內(nèi)力計算 30 主塔內(nèi)力計算 33 斜拉索內(nèi)力計算 34 斜拉橋的動力特性分析 35第五章 施工階段內(nèi)力計算分析 37 施工方法介紹 37 施工階段劃分 37 主要施工階段圖示 38 施工階段內(nèi)力分析 40 主梁內(nèi)力分析 40 斜拉索內(nèi)力分析 41第六章 結(jié)構(gòu)驗算 44 主梁驗算 44 鋼主梁驗算 44 混凝土主梁驗算 53 主塔強度驗算 58 驗算原理 58 使用階段主塔強度驗算 58 斜拉索驗算 60 驗算原理 60 使用階段拉索強度與疲勞驗算 60 斜拉橋變形驗算 62 驗算原理 62 斜拉橋變形驗算 62 斜拉橋抗風(fēng)驗算 64 設(shè)計基準(zhǔn)風(fēng)速計算 64 本橋的基頻估算 65 顫振臨界風(fēng)速計算 66 顫振風(fēng)速驗算 67第七章 施工方案簡述 68 全橋施工 68 索塔施工 69 基礎(chǔ)施工 69 主梁施工 69致 謝 70參考文獻 71概 述技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)形式：雙塔三跨式混合梁斜拉橋?？鐝讲贾茫?0m+190m+460m+190m+50m=940m。橋面寬度：2206。15m +（中央分隔帶）+（防撞欄桿）=33m。設(shè)計荷載：公路I級。 設(shè)計速度：80km/h。通航凈空：250m20m。 橋梁縱坡：%。橋面鋪裝：70mm厚的瀝青混凝土鋪裝。 標(biāo)準(zhǔn)橫坡：2%。 材料參數(shù)混凝土材料：全橋混凝土標(biāo)號均采用C50，其彈性模量為E=3450MPa。普通鋼筋：采用I級和II級鋼筋，其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)符合國家GB 1301391和GB 149991的規(guī)定。預(yù)應(yīng)力鋼鉸線：采用φj15鋼鉸線,，標(biāo)準(zhǔn)強度1860Mpa ，彈性模量為MPa,錨具采用OVM1522型群錨系列及相應(yīng)鋼鉸線匹配的成套產(chǎn)品，包括錨墊板、錨頭、夾片和螺旋筋等。鋼材：，縱梁采用Q370，防撞護欄橫梁采用符合GB/T159194要求的低合金鋼Q370。高強度螺栓應(yīng)符合GB 307788 的要求，螺母及墊圈應(yīng)符合GB 69988的要求。普通螺栓應(yīng)符合GB 70088或GB 307788的要求。焊接材料：焊接材料應(yīng)結(jié)合焊接工藝，通過焊接工藝評定試驗進行選擇，保證焊縫性能不低于母材，工藝簡單，焊接變形小，所選焊條，焊劑，焊絲均應(yīng)符合相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)的要求。％。斜拉索鋼絲及錨具：斜拉索采用直徑為7mm的鍍鋅高強度低松弛鋼絲，應(yīng)符合GB 522385的要求。冷鑄錨錨杯及螺母采用40Cr，抷件為鍛件，符合YB/T 。設(shè)計規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)的規(guī)范有：中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTJ0011997）中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》（JTJ D602004）中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《斜拉索ＰＥ熱擠拉索技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（征求意見稿）中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路斜拉橋設(shè)計規(guī)范》（試行JTJ02796）中華人民共和國交通部標(biāo)準(zhǔn)《公路鋼木設(shè)計規(guī)范》（JTJ02586）共 71 頁 第 3 頁第一章 方案比選 橋型方案設(shè)計概述 橋型方案設(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)具有足夠的強度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性。3 經(jīng)濟性設(shè)計的經(jīng)濟性一般應(yīng)占有重要位置，經(jīng)濟性應(yīng)綜合發(fā)展遠景及將來的養(yǎng)護和維修等費用。4 先進性橋梁設(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)盡量采用先進工藝技術(shù)和施工機械、設(shè)備，以利于減少勞動強度，加快施工進度，保證工程質(zhì)量和施工安全。 橋梁設(shè)計方案概述根據(jù)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書、橋址位置處地質(zhì)剖面圖，結(jié)合橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計、施工等特點，兼顧考慮結(jié)構(gòu)安全、適用、經(jīng)濟、美觀、環(huán)保等要求，參照工程實例和經(jīng)驗，引橋部分均采用35m跨徑的預(yù)制裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋，對主橋提出了三個式方案：216。 方案一:雙塔斜拉橋。216。 方案二: 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋；216。 方案三:地錨式懸索橋. 主橋橋型方案設(shè)計作為橫跨長江的新建橋梁,橋梁的視野應(yīng)開闊明朗, 梁高與橋下凈高比例應(yīng)相互協(xié)調(diào),否則會產(chǎn)生壓抑感,本橋為減小橋長,基本按與兩側(cè)防洪堤平交且同時滿足橋下泄洪水位和通航水位的設(shè)計原則來控制縱坡。因此梁體應(yīng)盡可能纖細流暢,梁高不宜過高,相應(yīng)的跨度應(yīng)適中?；谝陨峡紤]橋梁確定了3個橋型方案。 方案一：雙塔斜拉橋1 橋跨布置該方案為雙塔三跨斜拉橋，主橋跨徑布置為50+190+460+190+50=940m，，，采用半漂浮體系，橋面設(shè)雙向橫坡為2%，2 主梁主梁斷面采用等截面鋼箱梁，本橋為雙向六車道。鋼箱梁橋面凈寬：2206。15m +（中央分隔帶）+（防撞欄桿）=33m。鋼箱梁總寬=（橋面凈寬）+2（錨固區(qū)和檢修通道）+2（風(fēng)嘴）=38m。橋面板采用板厚為12～20mm的正交異性橋面板，～。3 索塔索塔為倒“Y”型索塔，索塔塔身包括塔柱、橫梁及斜拉索錨固區(qū)。其中中、下塔柱為普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，上塔柱為預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。下塔柱從塔柱底至中、中塔柱從中、下塔轉(zhuǎn)折點至中、,上塔柱從中、。下塔柱橫橋向外側(cè)的斜率為1/,內(nèi)側(cè)的斜率為1/,順橋向外側(cè)面的斜率為1/，順橋向為豎直向上。，；，，下塔柱受力比較復(fù)雜，故該塔柱設(shè)計成實心段。4 斜拉索該方案采用雙索面扇形體系，全橋共設(shè)144組斜拉索。根據(jù)受力的大小，斜拉索采用127絲—301絲φ7mm鍍鋅高強度低松弛鋼絲，在索塔錨固端的索距為13+2+2。┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ ！ 斜拉橋總體布置圖（cm） 5 基礎(chǔ)，順橋向16m，橫橋向32m。采用鉆孔灌注樁群樁基礎(chǔ)。主橋邊跨采用懸臂澆筑和有支架現(xiàn)澆法施工，主跨采用懸臂拼裝法施工。引橋為預(yù)制拼裝法。 方案二 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋1 橋跨布置主跨跨徑：150+270+270+150=740米，邊主跨比：150/270=。2 主梁采用單箱單室箱形截面，橋面采用雙幅橋面，中央分隔帶寬2米。3 基礎(chǔ)基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁群樁基礎(chǔ)。承臺為矩形承臺，厚為5m，16m，采用C40混凝土。橋墩采用雙薄壁空心墩，外部尺寸49m,。4 施工要點（1） 橋梁上部采用