【正文】 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 第 1章 緒 論 概述 為 緩解現(xiàn)有女兒河橋交通的擁擠狀況 ， 縮短新城區(qū)與老城區(qū)的交通距離，進(jìn)一步拉動城市南擴(kuò)的步伐。 擬在女兒河上建造跨河橋一座。一旦該橋建成，將為錦州市南北市區(qū)的通行暢通做出很大的貢獻(xiàn)，故此女兒河橋的建成是必然的，經(jīng)對該河的水文計算，設(shè)計橋長 240 m。 氣候特點(diǎn) 錦州市位于遼寧省西南部，東西相距 143 公里，南北相距 114 公里，總面積10301 平方公里。錦州市北有松嶺橫亙，東有閭山縱臥，最高海拔 米；南為饒陽河及大、小凌河沖積平原，海拔 2～ 5 米。錦州低山丘陵、平原 、洼地灘涂分別占 %、 %、 %。多樣化的地形條件為發(fā)展農(nóng)林牧副漁果業(yè)提供了優(yōu)越的自然條件。錦州市地處歐亞大陸東部，屬暖溫帶半濕潤氣候，大氣環(huán)流以西風(fēng)帶和副熱帶系統(tǒng)為主，為大陸性季風(fēng)區(qū)。錦州市的氣候特點(diǎn)是：春季溫和多風(fēng)，夏季高溫多雨，秋季溫涼晴朗，冬季寒冷干燥，四季分明，降水集中、季風(fēng)明顯、風(fēng)力較大。錦州年平均氣溫為 ～ ℃ ，自南向北降低。年極端最高氣溫為 ℃ ，年極端最低氣溫為 ℃ 。年無霜期為 144～ 180 天，年平均降水量為 567 毫米。降水四季分布不均， 60～ 70%的降水集中在夏季。 設(shè)計技術(shù)指標(biāo)及相關(guān)資料 設(shè)計荷載：城市 A，人群荷載集度 3KN/㎡ 設(shè)計速度： 60km/h 橋面寬度： 18m； 橋梁跨徑： 40m； 橋面橫向布置：雙向 4 車道＋ 2 人行道； 橋上縱坡： 3 %； 橋面橫坡：雙向 2%，人行道 %； 地震烈度：基本烈度 6 度； 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 有關(guān)設(shè)計資料 地質(zhì)情況；見地址勘查報告 地區(qū)氣溫：一月平均氣溫－ 5℃，七月平均氣溫 20℃ 材料供應(yīng)：鋼、木、水泥供應(yīng)充足，砂、礫石可就地取用，所以材料運(yùn)距不超過 5Km 地質(zhì)條件簡述 據(jù)巖土工程勘察報告表明，場區(qū)地形平坦，場地所處地貌為河流二級階地。在勘察深度范圍內(nèi)，地基土自上而下分為 7 層，現(xiàn)分述如下： （ 1）耕土： 淺灰色，濕，松散， 0－ 30cm，含植物根系。場區(qū)普遍分布，厚度： －，平均 。 （ 2）亞粘土： 黃褐色，濕，可塑，含少量鐵錳質(zhì)結(jié)核及高嶺土。場區(qū)普遍分布，厚度： － ,平均 ；層底標(biāo)高： － m,平均 ；層底埋深： －，平均 。 該層地基承載力為 160Kpa。 （ 3）淤泥質(zhì)亞粘土： 深灰色，濕，軟－流塑，飽和，局部含腐殖質(zhì)。場區(qū)普遍分布，厚度： － ，平均 。層底標(biāo)高：－ ―― ，平均 ；層底埋深：－ ，平均 。該層地基承載力為 70Kpa。 （ 4）亞粘土： 黃褐色，濕，硬塑，含鐵錳質(zhì)結(jié)核及高嶺土，干強(qiáng)度強(qiáng)，韌性強(qiáng)，無搖振反應(yīng)，切面光滑。場地普遍分布，厚度： － ，平均 ；層底標(biāo)高：－－ ， 平均－ ；層底埋深： － ，平均 。該層地基承載力為 310Kpa。 （ 5）亞粘土和夾亞砂土： 深灰色，濕，軟塑，濕，軟塑，稍密，含星點(diǎn)狀云母片，干強(qiáng)度中等，韌性中等，搖振反應(yīng)中等，切面粗糙。場區(qū)普遍分布，厚度： － ，平均本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 。層底標(biāo)高：－ － ，平均－ ：層底埋深： － ，平均 。該層地基承載力為 140Kpa。 （ 6）卵石： 深灰色，濕，中密－密實(shí)，卵石以石英砂巖為主，堅硬，呈棱角狀、次棱角狀，充填物為細(xì)砂、泥質(zhì)。場區(qū)普遍分布，厚度： － ，平均 ；層底標(biāo)高：－ ―― ，平均－ 層底埋深： － ，平均。該層地基承載力為 800Kpa。 （ 7）弱風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖： 紫紅色，濕，上部為含礫泥質(zhì)粉砂巖，含礫結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，下部巖石呈泥質(zhì)粉砂巖，塊狀構(gòu)造巖芯呈短柱狀，塊狀。該層未穿透。該層地基承載力為1600Kpa。 2．地下水特征 場地地表水及地下水不發(fā)育，僅在上部素填土中存在少量的上層滯水，受大氣降水補(bǔ)給，該場地地下水和地表水對混凝土無結(jié)晶類腐蝕、無分解類腐蝕、無結(jié)晶分解復(fù)合類腐蝕。 場地地震效應(yīng)評價 本 區(qū)抗震設(shè)防烈度為 6 度，設(shè)計基本地震加速度值為 。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 第 2章 方案比選 為了獲得適用、經(jīng)濟(jì)和美觀的橋梁設(shè)計，有關(guān)部門進(jìn)行了深入細(xì)致的調(diào)查和研究，并結(jié)合有關(guān)方面的要求綜合考慮，滿足使用、經(jīng)濟(jì)、結(jié)構(gòu)尺寸、構(gòu)造、施工、美觀上的要求，做出幾種方案，最后通過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面的綜合比較獲得最優(yōu)設(shè)計。 方案一 預(yù)應(yīng)力混凝土簡支 T 梁 橋 方案一采用了預(yù)應(yīng)力混凝土簡支 T 梁的構(gòu)造形式，具有如下特點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)：制造簡單，整體性好，接頭也方便，而且能有效的利用現(xiàn)代高強(qiáng)材料，減少構(gòu)件截面，與鋼筋混凝土 相比，能節(jié)省鋼材，在使用荷載下不出現(xiàn)裂縫等。 缺點(diǎn)：預(yù)應(yīng)力張拉后上拱偏大，影響橋面線形，使橋面鋪裝加厚等。 施工方法：采用預(yù)制拼裝法（后張法）施工，即先預(yù)制 T 型梁，然后用大型機(jī)械吊裝的一種施工方法。其中后張法的施工流程為：先澆筑構(gòu)件混凝土，并在其中預(yù)留孔道，待混凝土達(dá)到要求強(qiáng)度后，將預(yù)應(yīng)力鋼筋穿入預(yù)留的孔道內(nèi)，將千斤頂支承與混凝土構(gòu)件端部，張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋，使構(gòu)件也同時受到反力壓縮。待張拉到控制拉力后，即用夾片錨具將預(yù)應(yīng)力鋼筋錨固于混凝土構(gòu)件上，使混凝土獲得并保持其預(yù)壓應(yīng)力。最后，在預(yù)留孔道內(nèi)壓注水泥漿。 ，使預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土粘結(jié)成為整體。 橋型布置圖 ： 橫斷面布置圖 ： 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 180018048 50150尺寸單位： cm 細(xì)部尺寸 ： 20 015 0 1510502014144825116尺寸單位： cm 方案二 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁 橋 根據(jù)設(shè)計資料，方案二采用了預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁的結(jié)構(gòu)形式，截面形式為單箱單室，總共六跨，每跨 40m。預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋具有如下特點(diǎn)： 橋梁一般采用中等跨徑，以 40m~60m 為 宜。這樣可以使主梁構(gòu)造簡單，施工快速。 立面布置以等跨徑為宜。 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)剛度大，變形小，行車平順舒適，伸縮縫少，抗震能力強(qiáng)，線條明快簡潔，施工工藝相對簡單，造價低，后期養(yǎng)護(hù)成本不高等。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 缺點(diǎn)：橋墩處箱梁根部建筑高度較大，橋梁美觀欠佳。超靜定結(jié)構(gòu)，對地基要求高等。 施工方法：采用懸臂澆筑施工，用單懸臂 — 連續(xù)的施工程序，這種方法是在橋墩兩側(cè)對稱逐段就地澆筑混凝土，待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，張拉預(yù)應(yīng)力筋，移動機(jī)具、模板繼續(xù)施工。 橋型布置圖 箱梁 橫斷面 ： 1800150020045022560 尺寸單位： cm 箱梁詳細(xì)尺寸 ： 450181818200 尺寸單位： cm 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 方案三 鋼筋混凝土肋拱橋 方案三采用鋼筋混凝土肋拱橋主要由以下特點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)： 橋型美觀 跨越能力較大 能充分就地取材，與鋼橋和鋼筋混凝土梁式橋相比能結(jié)節(jié)省大量鋼材和水泥 耐久性好，維護(hù)，養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低 構(gòu)造較簡單 缺點(diǎn)： 自重較大，相應(yīng)的水平推力也比較大，增加了下部結(jié)構(gòu)的工程量 拱橋一般采 用支架施工方法修建，隨著跨徑和橋高的增大，支架或其他輔助設(shè)備的費(fèi)用也大大增加，從而增加拱橋總造價 由于拱橋水平推力較大，在連續(xù)多孔的大中橋梁中，為防止一孔破壞而影響安全，需要采用較復(fù)雜的措施 施工方法：撐架式拱架施工工藝，下部用少數(shù)框架式支架加斜撐，因此木材用量較小，而且能在橋孔下留下一定的空間，減少洪水及漂浮物的威脅。 橋型布置圖： 橫斷面 ： 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 1800200500尺寸單位： cm 推薦方案初步設(shè) 計簡介 方案 設(shè)計方案一 設(shè)計方案二 設(shè)計方案三 適用性 各梁受力相對獨(dú)立，避免超靜定梁的復(fù)雜問題，行車較舒適。 箱形截面抗扭剛度大，可以保證其強(qiáng)度和穩(wěn)定性，有效的承擔(dān)正負(fù)彎矩，橋梁的結(jié)構(gòu)剛度大，變形小，行車平穩(wěn)舒適 跨越能力大，具有良好的承載能力?？梢杂幂^小的截面面積獲得較大的截面抵抗拒。行車平穩(wěn)舒適。 美觀性 構(gòu)造簡單，線條簡潔 全橋線條簡潔明快，與周 圍環(huán)境協(xié)調(diào)好，因此，橋 型美觀 橋型優(yōu)美，成為城市靚麗的景觀 施工難易 等跨徑布置，細(xì)部尺寸相同，可以重復(fù)利用模板預(yù)制，施工較為方便。 相對簡支梁 橋的施工要更復(fù)雜。 施工相對復(fù)雜，對地基要求比較高，需要大量支架 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 經(jīng)濟(jì)性 等截面形式能大量節(jié)約模板，加快建橋進(jìn)度，簡易經(jīng)濟(jì)，但不能充分利用截面作用，基礎(chǔ)設(shè)計量大 。 連續(xù)梁剛度大，變形小，伸縮縫能充分利用高強(qiáng)材料的特性，促結(jié)構(gòu)輕型化，跨越能力強(qiáng) 。 節(jié)省大量的鋼筋和水泥，耐久性能好，維修、維護(hù)費(fèi)用少。 從經(jīng)濟(jì)性、舒適性、施工難易程度和后期的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用考慮，預(yù)應(yīng)力混凝土簡支 t 梁橋?yàn)樽罱K的推薦方案 。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 第 3章 橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計 主要設(shè)計參數(shù)及幾何特性計算 設(shè)計資料 （ 1）標(biāo)準(zhǔn)跨徑： 40m（墩中心距）。 （ 2）計算跨徑： 。 （ 3）主粱全長： 。 （ 4）橋面寬度（橋面凈空）：凈 15m（行車道） +2 （人行道）。 2. 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) （ 1）設(shè)計荷載：城市 A，人群荷載集度 3KN/㎡； （ 2）設(shè)計速度： 60km/h； （ 3）環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)：Ⅰ類環(huán)境 （ 4）設(shè)計安全等級：二級 （ 3）橋上縱坡： 3 %； （ 4）橋面橫坡：雙向 2%，人行道 %； （ 5）地震烈度：基本烈度 6度； 3．主要材料 （ 1）混凝土：主梁、翼板橫隔梁、濕接縫均采用 C50 混凝土，橋面鋪裝等均為 C40 混凝土。 （ 2）水泥：主梁和行車道濕接縫的 C50 混凝土宜采用不低于 號硅酸鹽水泥或普通水泥及礦渣硅酸鹽水泥。 （ 3）預(yù)應(yīng)力鋼絞線：采用高強(qiáng)度低松弛 7 絲捻制的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，公稱直徑為Ф ，面積 A＝ 140mm2，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度 pkf =1860MPa，彈性模量 pE ＝ 105MPa。 （ 4）施工工藝：按后張法施工工藝制作主梁，采用金屬波紋管和夾片錨具，波紋管內(nèi)徑 70mm， 外徑 77mm。 （ 1）相對濕度為 80%。 （ 2）體系整體均勻升溫 25℃，均勻降溫為 23℃ 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 （ 3）預(yù)應(yīng)力管道采用鋼波紋管成形，管道摩擦系數(shù)μ =. （ 4）管道偏差系數(shù) k=. （ 5）錨具變形和鋼束回縮量為 6mm（單端）。 （ 6） 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)重度按計，普通鋼筋混凝土重度按計，瀝青混凝土重度按計 本設(shè)計圖中，主梁各部分構(gòu)造尺寸所對應(yīng)溫度為 20℃ 。 本設(shè)計為簡支 T形梁。 （ 1）主梁橫斷面：主梁高度 ，梁間距 2m，其中預(yù)制梁寬度 ，翼緣板中間濕接縫寬度 。主梁跨中肋厚 ，馬蹄寬度 ，端部腹板厚度加厚到與馬蹄同寬，以滿足端部錨具布置和局部應(yīng)力需要。 （ 2）橫隔梁設(shè)置：橫隔梁共設(shè)置 7道，間距 ，端橫隔梁上部寬 ，下部 ?？缰袡M隔梁 。 （ 3）橋面鋪裝：設(shè)計總厚度 22cm。其中水泥混凝土厚度 10cm，瀝青混凝土厚度 12cm，兩者之間設(shè)防水層。 構(gòu)造形式及尺寸選定 18048 50150瀝青混凝土 12cm防水層C40 防水混凝土 10cm180015251/2 跨中橫斷面 1/2 端橫斷面橫斷面 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 40 652 652 652161510350302 130414 253992/2支座中心線梁中心線內(nèi)梁立面 40 302 350 13043992/225 2514梁中心線 外梁立面 4848200406523912/220??? 剖面圖 預(yù)應(yīng)力混凝土 T 形梁結(jié)構(gòu)尺寸圖（尺寸單位： cm） 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 幾何特性計算 將主梁跨中截面劃分成五個規(guī)則圖形的小單元。 150 0200 01800500480250140200150100現(xiàn)澆部分T 形跨中截面尺寸圖（尺寸單位： mm ） 15002021150370480157674370T 形梁端截面尺寸圖（尺寸單位： mm ） 注：大毛截面形心至上翼緣距離為： 5 0 0 1 3 1 . 8 6 4 . 9 97696is iSy c mA?? ? ?? 小毛截面形心至上翼緣距離為：