【正文】 ； 主要參考文獻(xiàn) （由指導(dǎo)教師選定）： 公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（ JTG D60— 20xx） 公路圬工橋涵設(shè)計規(guī)范（ JTG D61— 20xx） 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 D62— 20xx） 公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（ JTG D63— 20xx） 公路橋涵設(shè)計手冊 —— 梁橋（上、下冊） 公路橋涵設(shè)計手冊 —— 拱橋（上、下冊） 公路橋涵設(shè)計手冊 —— 基本資料 公路橋涵設(shè)計手冊 —— 墩臺與基礎(chǔ) 橋梁工程（上冊） —— 范立礎(chǔ)編 橋梁工程（下冊） —— 顧安邦編 橋梁施工與 組織管理（上、下冊）黃繩武編 12．橋梁畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)書 鋼管溷凝土拱橋畢業(yè)設(shè)計論文 土木工程橋梁專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 第 2 章 橋型方案比選 方案比選 橋型方案比選是初步設(shè)計階段的工作重點(diǎn)，同時也為后續(xù)工作做鋪墊。 65m++65m 的三跨連續(xù)剛構(gòu)橋。 比選方案：（三個） 方案比選主要依據(jù)施工難易、安全可靠、適用耐久、經(jīng)濟(jì)合理的原則，同時根據(jù)所在公路的作用、性質(zhì)和將來發(fā)展的要求，按照美觀和有利于環(huán)保的原則設(shè)計。拱肋高為 4m，寬為 ，弦桿采用φ 1000 22mm 的鋼管，內(nèi)灌中交新C50 混凝土，弦平聯(lián)為φ 500 10mm 的鋼管，內(nèi)灌 中交新 C50 混凝土，直腹桿和斜腹桿為φ 500 10mm 的鋼管，弦桿、橫聯(lián)管、橫撐、直、斜桿都為中交新 Q345 鋼。 （ 4）受力特征：拱橋主要承受壓力，由于水平推力的作用，使得拱圈中的彎矩大 楊梅：沙塘壩大橋（鋼管混凝土拱橋） 4 大減小，同時恒載和活載所產(chǎn)生的內(nèi)力主要由鋼和混凝土組合截面承受。） 2020 9430 C40（ m179。 鋼管溷凝土拱橋畢業(yè)設(shè)計論文 土木工程橋梁專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 圖 中承式鋼管混凝土拱橋（尺寸單位： mm） 方案二：預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋 （圖 ） （ 1） 橋跨布置：此方案的橋跨布置為 65m++65m 的三跨連續(xù)型剛構(gòu)橋。橋臺采用重力式 U 型橋臺，基礎(chǔ)全部采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。 楊梅：沙塘壩大橋（鋼管混凝土拱橋） 6 表 主要工程數(shù)量表 項 目 材料 上部結(jié)構(gòu) 下部結(jié)構(gòu) 合計 主梁 橫隔板 橋面板及鋪裝 墩 橋臺 基礎(chǔ) 承臺 C50（ m179。行車比較平順、舒適。 5）抗撞擊能力較弱，承 受事故能力不好。橋臺采用重力式 U型橋臺，基礎(chǔ)全部采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。 表 主要工程數(shù)量表 項 目 材料 上部結(jié)構(gòu) 下部結(jié)構(gòu) 合計 主梁 橫隔板 橋面板及鋪裝 墩，蓋 梁 橋臺 基礎(chǔ) 承臺 C50（ m179。行車比較平順、舒適。 6)懸臂施工時，左右不對稱，當(dāng)靠近端部時邊跨要配重來平衡，所以增加了施工難度，同時基礎(chǔ)施工在水下施工，也增加了施工費(fèi)用和難度。其優(yōu)點(diǎn)如下 : （ 1）施工方面來說，采用無支架的纜索吊裝施工方法，不會影響通航要求，同時空鋼管架設(shè)吊裝重量輕 ,又可作為施工支架和內(nèi)填混凝土的模板 ,因而澆注混凝土?xí)r可省去支模、拆模等工序，施工用鋼量省 ,工廠化、工業(yè)化水平高 ,加快了施工的速度，同時加大了跨越能力。其次，借助鋼管對核心混凝土的套箍 (約束 )作用 ,使核心混凝土處于三向受壓狀態(tài) ,從而使核心混凝土具有更高的抗壓強(qiáng)度和壓縮變形能力；再次，鋼管本身就是鋼筋，既能受壓又能受拉，所以節(jié)省了鋼筋用量。 ：公路 Ｉ級。同時在指導(dǎo)老師張老師的建議指導(dǎo)下，大橋的細(xì)部尺寸擬定如下： 總體設(shè)計 本橋主跨采用凈跨為 m 的中承式鋼管混凝土拱橋，凈矢跨比為 1/為鋼管混凝土弦桿和鋼管腹桿組成的桁架結(jié)構(gòu)。 拱肋全高為 ，上下弦桿各為兩根φ 1000 mm 22 mm 的 Q345 鋼管；上、下弦桿兩根并列鋼管間用厚 100mm 的 Q345 鋼板；腹桿為φ 500 mm 10 mm 的 Q345 空鋼管。 K 形橫撐基本上是均勻分布，間距為 24m。橫梁全長為 ，端部梁高為 ，跨中梁高為 。（橫梁上安放橡膠支座）。 座 由于地質(zhì)條件良好，拱座主要采用實體式的臺階式的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。 本橋由于有吊桿的存在，同時間距不大且等距，在運(yùn)營階段來說，恒載和活載所產(chǎn)生的力通過吊桿傳給主拱圈，加到拱圈上的力和均布荷載差不多，所以選擇拱軸系數(shù)時靠近 選擇，分別取拱軸系數(shù) 、 、 進(jìn)行建模計算在成橋狀態(tài)下的彎矩、軸力進(jìn)行比較，對拱軸系數(shù)進(jìn)行優(yōu)選。腹桿與弦桿處的連接為剛接。特別值得一提的是由于是鋼管混凝土橋型，鋼管里面的混凝土?xí)r在拱肋在吊裝合攏之后泵送，在橋博建模過程中將鋼管和混 凝土在不同階段施工，最終一組合截面受力，由于過程較復(fù)雜，時間有限，于是，我并為對鋼管和混凝土單獨(dú)建模 ，是以組合截面換算為鋼截面進(jìn)行建模，運(yùn)用特殊輸入，模擬為面積相同，慣性矩相同的矩形鋼截面來模擬組合截面受力。 第三階段：拱合龍之后，焊接鋼板和腹桿，形成裸拱結(jié)構(gòu)，受力情況變化，鋼結(jié)構(gòu)承受恒載，進(jìn)行體系轉(zhuǎn)化，加橫撐結(jié)構(gòu)。 第七階段：引橋施工。 由于知識有限，時間不足，在張老師的建議下，我沒有對拱橋的具體施工順序進(jìn)行分析，只對成橋狀態(tài)，恒載和活載組合作用進(jìn)行了模擬計算，同時對鋼管截面進(jìn)行驗算 : 鋼管溷凝土拱橋畢業(yè)設(shè)計論文 土木工程橋梁專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 （ 1）將鋼和混凝土兩種材料換算成同一種材料，換算公式如下： EI EI EIcc gg?? 式（ ） A A A 式（ ） AAcc g g A?? ?? ? 式（ ） 式中：Ec— 混凝土彈性模量（ 50號）；Eg— 鋼彈性模量（ Q235 鋼） — 換算材料彈性模量； A— 鋼面積； Ac— 混凝土面積； — 換算材料面積； I— 混凝土慣矩； I g— 鋼慣矩； — 換算材料慣矩； ?— 鋼容重； c?— 混凝土容重； — 換算材料容重； 單根弦管 材料和截面特性為 : Ec=410MPa, Eg=5Mpa, A=2/4d?= 9562=2mm g=22/4( ) /Dd???? 4 (100029562)= Ic= d4= 9564= 1011mm4 Ig=?(D4d4)= (100049564)= 1011mm4 /c? ?325kN m, /g? ? m 統(tǒng)一理論計算，取換算材料截面為直徑等于弦桿外徑的圓形截面，則： 2/4 /AD??? ? ? ?241000 2785500mm 4/64 /64ID ? ? ? ?4 54100 E=(EcA+g)/A =(410 +5 )/785000=410MPa 楊梅：沙塘壩大橋（鋼管混凝土拱橋） 18 γ =(c?A+g)/A =(25 + )/785000=上式中d、 D為拱肋鋼管內(nèi)外直徑， d=972mm， D=1000mm，見圖 . 圖 拱肋橫斷面 建模過程中，由于橋梁博士無法模擬組合截面的實際過程，我沒有對實際施工過程進(jìn)行模擬計算，只是運(yùn)用特殊輸入，將上下弦的啞鈴形分別取其中心線，模擬成為面積，慣性矩相同的矩形鋼截面，來代替組合截面模擬計算，將全橋模擬成平面桁架結(jié) 構(gòu)進(jìn)行成橋階段驗算。 表 上弦管拱腳（ 1 號節(jié)點(diǎn)）的總內(nèi)力 荷載類型 軸力 彎矩 結(jié)構(gòu)重力（包括收縮徐變） +004 +004 升溫溫差 +002 +002 降溫溫差 +002 +002 汽車 MaxM +003 +002 鋼管溷凝土拱橋畢業(yè)設(shè)計論文 土木工程橋梁專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 汽車 MinM +003 +003 人群 MaxM +002 +002 人群 MinM +001 +001 表 上弦管 1/4 截面（ 20 號節(jié)點(diǎn)）的總內(nèi)力 荷載類型 軸力 彎矩 結(jié)構(gòu)重力（包括收縮徐變） +004 +002 升溫溫差 +002 +001 降溫溫差 +002 +001 汽車 MaxM +003 +002 汽車 MinM +003 +002 人群 MaxM +002 +001 人群 MinM +002 +001 表 上弦管拱頂截面（ 39 號節(jié)點(diǎn)）的總內(nèi)力 荷載類型 軸力 彎矩 結(jié)構(gòu)重力（包括收縮 徐變） +004 +003 升溫溫差 +002 +001 降溫溫差 +002 +001 汽車 MaxM +003 +002 汽車 MinM +003 +002 人群 MaxM +002 +001 人群 MinM +002 +001 表 上弦管 3/8 截面（ 58 號節(jié)點(diǎn)）的總內(nèi)力 荷載類型 軸力 彎矩 結(jié)構(gòu)重力（包括收縮徐變） +004 +003 升溫溫差 +003 +002 降溫溫差 +003 +002 汽車 MaxM +003 +002 汽車 MinM +003 +002 人群 MaxM +002 +001 人群 MinM +002 +001 表 上弦管 L 拱腳截面（ 77 號節(jié)點(diǎn)）的總內(nèi)力 荷載類型 軸力 彎矩 結(jié)構(gòu)重力（包括收縮徐變） +004 +004 升溫溫差 +004 +003 降溫溫差 +004 +003 汽車 MaxM +003 +002 汽車 MinM +002 +002 人群 MaxM +002 +002 人群 MinM +000 +002 表 下弦管拱腳截面（ 78 號節(jié)點(diǎn)）的總內(nèi)力 荷載 類型 軸力 彎矩 楊梅：沙塘壩大橋（鋼管混凝土拱橋） 22 結(jié)構(gòu)重力（包括收縮徐變） +004 +004 升溫溫差 +002 +002 降溫溫差 +002 +002 汽車 MaxM +003 +002 汽車 MinM +002 +002 人群 MaxM +002 +001 人群 MinM +001 +001 表 下弦管 1/4 截面（ 97 號節(jié) 點(diǎn)）的總內(nèi)力 荷載類型 軸力 彎矩 結(jié)構(gòu)重力（包括收縮徐變） +004 +001 升溫溫差 +003 +001 降溫溫差 +002 +001 汽車 MaxM +003 +002 汽車 MinM +003 +002 人群 MaxM +002 +001 人群 MinM +002 +001 表 下弦管 拱頂截面（ 116 號節(jié)點(diǎn)）的總內(nèi)力 荷載類型 軸力 彎矩 結(jié)構(gòu)重力（包括收縮徐變） +004 +003 升溫溫差 +002 +001 降溫溫差 +002 +001 汽車 MaxM +003 +002 汽車 MinM +003 +002 人群 MaxM +002 +001 人群 MinM +002 +001 表 下弦管 3/8 截面（ 135 號節(jié)點(diǎn)）的總內(nèi)力 荷載類型 軸力 彎矩 結(jié)構(gòu)重力（包括收縮徐變） +003 +003 升溫溫差 +003 +002 降溫溫差 +002 +002 汽車 MaxM +003 +002 汽車 MinM +003 +002 人群 MaxM +002 +001 人群 MinM +002 +001 表 下弦管 L 拱腳截面（ 154 號節(jié)點(diǎn)）的總內(nèi)力 荷載類型 軸力 彎矩 結(jié)構(gòu)重力（包括收縮徐變） +004 +005 升溫溫差 +004 +003 降溫溫差 +003 +003 汽車 MaxM +002 +002 汽車 MinM +002 +002 鋼管溷凝土拱橋畢業(yè)設(shè)計論文 土木工程橋梁專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 人群 MaxM +002 +002 人群 MinM +002 +002 （ 3）在計算節(jié)點(diǎn)的活載內(nèi)力時，將橫梁看做雙懸臂梁，兩吊桿看做支座，通過杠桿原理求得一根吊桿的橫向分布系數(shù)m，然后再