【正文】 ............. ................. .............. .... .............50附表II ... ............... ... ............ ... ............... ... .. 53附表III... ............... ... ............... ... ............... ... 56附表IV............. ... ............ ... ..... ............. ... ......59附表V............. ... ............ ... ..... ............. ... .......62附表VI............. ... ............ ... ..... ............. ... ......64附表VII............. ... ............ ... ..... ............. .......66附表VIII............. ... ............ ... ..... ............. ... ..68附表IX ............. ... ............ ... ..... ............. . .....69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。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。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。建成的橋梁應(yīng)保證使用年限，并便于檢查和維修。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(fèi)用。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。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。在施工時便于縱向拖拉或用頂推法架設(shè)。施工方面由于鋼材具有勻質(zhì)性、構(gòu)件輕的特點，用節(jié)段懸拼法很方便；可以較方便的跨越很大跨度，節(jié)省施工時間與費(fèi)用。受力明確,構(gòu)造簡單,施工方便,適用于中小橋梁。鋼橋構(gòu)件一般都是在專業(yè)化的工廠由專用設(shè)備加工制作，不受季節(jié)的限制，加工制造速度快、精度高，質(zhì)量容易得到控制，因而工業(yè)化制造程度高。 主要材料 混凝土橋面預(yù)制空心板、橋面砼現(xiàn)澆層采用C30砼，承臺采用C30砼，橋墩采用C30砼；樁基礎(chǔ)采用C30砼，拱座采用C40砼，背墻采用C30砼。d、 水化熱低且水化熱高峰值發(fā)生在混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度之后，以承受由于水化熱產(chǎn)生的溫度應(yīng)力。 焊接材料 a、焊絲應(yīng)符合（溶化焊用鋼絲）GB/T1449571994和《氣體保護(hù)焊絲》GB/T149581994的要求。 吊桿，規(guī)格全部為GJ1519型，鋼絞線整束擠壓錨索，采用鍍鋅鋼絞線，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度1860MPA，保護(hù)罩與預(yù)埋管，防水罩為防腐油脂，吊桿上、下設(shè)減震器，鋼絞線的材料和防護(hù)應(yīng)符合現(xiàn)行的相關(guān)國家規(guī)范要求。第二章 擬定結(jié)構(gòu)尺寸 橋梁總體布置 橋位布置瀏陽河大橋橋位服從長沙市城市總體規(guī)劃路網(wǎng)規(guī)劃中的火星北路道路中線走向，為保證鋼結(jié)構(gòu)主拱圈施工吊裝安全將橋中線適當(dāng)往東側(cè)偏移。橋面以上設(shè)置3道鋼結(jié)構(gòu)橫撐；橋面結(jié)構(gòu)采用鋼結(jié)構(gòu)橫梁，預(yù)制吊裝空心板鋼筋砼梁，橋面鋪裝采用9cm厚瀝青砼橋面；橋面底層設(shè)置4道鋼結(jié)構(gòu)縱梁，形成井字型骨架，與橋面結(jié)合形成鋼—砼組合結(jié)構(gòu)。拱箱橫隔板共分三類，第一類為垂直于拱軸線的分布橫隔板，采用厚度16毫米的鋼板；第二類橫隔板對應(yīng)于吊桿，每根吊桿上設(shè)兩片橫隔板，第三類橫隔板對應(yīng)于拱圈永久橫撐，沿用垂直于拱軸結(jié)布置，與橫撐的腹板相對應(yīng)，板厚16毫米，所有橫隔板均根據(jù)高度設(shè)置了人孔。求得之后可由式求得m值。吊桿上、下端錨具均采用擠壓墩頭錨具，由于拱圈內(nèi)空間狹小，設(shè)計中考慮調(diào)整吊桿長度時，在下端橫梁內(nèi)張拉。在肋間橫梁安裝處，拱圈外側(cè)設(shè)懸臂梁用于支撐人行道肋板梁，懸臂梁采用工字形截面，梁根部高80cm，上翼板厚20mm，腹板及下翼板厚16mm，人行道面板為8mm，厚帶加勁肋鋼板。 橋面板1）、道橋面板主橋行車道橋面板全部采用先簡支后連續(xù)的鋼筋混凝土空心板梁，兩跨之間設(shè)順橋向60cm寬度的濕接縫，與橫梁固結(jié)，橋面板橫向之間聯(lián)系采用鉸縫連接。 橋面系為滿足雙肋板的結(jié)構(gòu)連續(xù)主橋橋面采用12cm鋼纖砼+9cm瀝青橋面鋪裝層，內(nèi)設(shè)連續(xù)段負(fù)彎矩鋼筋和防裂鋼筋網(wǎng)。此類橋型能改善平行拱的靜力圖式,增強(qiáng)橫向穩(wěn)定性,能有效解決施工中面外的穩(wěn)定性,同時提籃拱形極富美學(xué)價值。對于制作期間的預(yù)拱度線形系統(tǒng)誤差和已安裝拱段的隨機(jī)誤差、焊接變形誤差等因素而造成的偏離鋼箱拱理想軌跡(線形)問題,可以通過現(xiàn)場變形測量、索力以及應(yīng)變測試結(jié)果(過濾溫度影響后)與理論值間的定量對比分析后及時反饋調(diào)整后續(xù)節(jié)段接頭的定位標(biāo)高,以保證最后大橋安全、高質(zhì)量和按期完成。圖311主拱圈分段由于本拱橋主拱圈采用臨時鉸接條件下的逐段吊裝扣掛方式施工，在拱圈標(biāo)高和坐標(biāo)調(diào)整完畢之前，各拱段之間采用高強(qiáng)螺栓臨時連接，以提供調(diào)整標(biāo)高和坐標(biāo)的余地，標(biāo)高調(diào)整完畢后，放松扣掛索，再進(jìn)行拱腳固結(jié)和各段連接，各拱段之間拱箱壁全部采用焊接。經(jīng)MIDAS有限元程序計算，滿足要求。第四章 結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算分析 結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算 節(jié)點坐標(biāo) 全橋共分172個節(jié)點，368個單元，其具體坐標(biāo)見附表I。引起拱體收縮。 ——材料的線膨脹系數(shù)： 混凝土或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)=110 混凝土預(yù)制塊砌體=10 石砌體=10由溫度變化引起拱中任意截面的附加內(nèi)力為彎矩 軸向力 剪力 圖425整體升溫作用下主拱的彎矩圖圖426整體升溫作用下主拱的剪力圖圖427整體升溫作用下主拱的軸力圖圖428整體降溫作用下主拱的彎矩圖圖429整體降溫作用下主拱的剪力圖圖4210整體降溫作用下主拱的軸力圖 活載內(nèi)力計算 沖擊系數(shù)的計算汽車的沖擊系數(shù)是汽車過橋時對橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的豎向動力效應(yīng)的增大系數(shù)。 車道布載及計算該橋為雙向六車道，將車道進(jìn)行正載布載，如圖：圖431正載車道布置拱腳處的反力影響線如下圖所示：圖 432 拱腳處的反力影響線計算得到的內(nèi)力數(shù)據(jù)如下圖：圖432活載作用下主拱的彎矩包絡(luò)圖圖433活載作用下主拱的剪力包絡(luò)圖圖434 活載作用下主拱的軸力包絡(luò)圖將車道進(jìn)行偏載布載，如圖圖435 偏載車道布置拱腳處的反力影響線如下圖所示：圖 436 拱腳處的反力影響線計算得到的內(nèi)力數(shù)據(jù)如下圖：圖437 活載作用下主拱的彎矩包絡(luò)圖圖438 活載作用下主拱的剪力包絡(luò)圖圖439 活載作用下主拱的軸力包絡(luò)圖 荷載組合 承載能力極限狀態(tài)計算時作用效應(yīng)組合基本組合是承載能力極限狀態(tài)設(shè)計時，永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)的組合，其基本表達(dá)式為：式中： 橋梁結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，； 作用效應(yīng)（其中汽車計入沖擊系數(shù)）基本組合設(shè)計值； 第i 個永久作用效應(yīng)的分項系數(shù)，； 第i 個永久作用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值； 汽車荷載效應(yīng)（含沖擊系數(shù)、離心力）的分項系數(shù)，； 汽車荷載效應(yīng)（含沖擊系數(shù)、離心力）的標(biāo)準(zhǔn)值； 在作用組合中，除汽車荷載效應(yīng)（含沖擊系數(shù)、離心力）、風(fēng)荷載外的其他第j 個可變作用效應(yīng)的分項系數(shù)，； 在作用組合中，除汽車荷載效應(yīng)（含沖擊系數(shù)、離心力）外的其他可變作用效應(yīng)的組合項系數(shù)，；承載能力極限狀態(tài)下主要截面的內(nèi)力見附表II. 正常使用極限狀態(tài)計算時作用效應(yīng)組合作用短期效應(yīng)組合作用短期效應(yīng)組合是永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用頻遇值效應(yīng)的組合,其基本表達(dá)式為:式中： 作用短期效應(yīng)組合設(shè)計值； 第j個可變作用效應(yīng)的頻遇值， ； 第j 個可變作用效應(yīng)的頻遇值；短期效應(yīng)組合下截面的內(nèi)力見附表III作用長期效應(yīng)組合作用長期效應(yīng)組合是永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用準(zhǔn)永久遇值效應(yīng)的組合,其基本表達(dá)式為:式中： 作用長期效應(yīng)組合設(shè)計值；第j個可變作用效應(yīng)的頻遇值， ， ；第j 個可變作用效應(yīng)的頻遇值；長期效應(yīng)組合下截面的內(nèi)力見附表IV 承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力圖441 主拱承載能力極限狀態(tài)彎矩包絡(luò)圖圖442 主拱承載能力極限狀態(tài)剪力包絡(luò)圖圖443 主拱承載能力極限狀態(tài)軸力包絡(luò)圖表41 承載能力極限狀態(tài)最不利組合下關(guān)鍵截面的最大內(nèi)力值單元荷載組合節(jié)點位置軸向 (kN)剪力z (kN)彎矩y (kN*m)1承載能力拱腳I[1]5承載能力1/4截面J[6]6承載能力1/4截面I[6]11承載能力拱頂J[12]12承載能力拱頂I[12]17承載能力1/4截面J[18]18承載能力1/4截面I[18]22承載能力拱腳J[23]圖444 主拱正常使用極限狀態(tài)彎矩包絡(luò)圖圖445 主拱正常使用極限狀態(tài)剪力包絡(luò)圖圖446 主拱正常使用極限狀態(tài)軸力包絡(luò)圖表42 承載能力極限狀態(tài)最不利組合下關(guān)鍵截面的最大內(nèi)力值單元荷載組合位置軸向 (kN)剪力z (kN)彎矩y (kN*m)1正常使用拱腳I[1]223535正常使用1/4截面J[6]6正常使用1/4截面I[6]11正常使用拱頂J[12]12正常使用拱頂I[12]17正常使用1/4截面J[18]18正常使用1/4截面I[18]22正常使用拱腳J[23] 主拱極限承載應(yīng)力驗算㎡,㎡，拱頂?shù)母鶕?jù)公式 算出拱頂截面和拱腳截面的抗彎截面系數(shù)=,= m。1）、簡支梁計算跨徑的1/3。當(dāng)1/3時，?。ǎ?。M=為了計算方便,先將空心板截面換算成等效的工字形截面，上翼板厚度 下翼板厚度 腹板厚度 (1) 、空心板采用綁扎鋼筋骨架,一層受拉主筋。其提高程度與箍筋的抗拉強(qiáng)度和配箍率有關(guān)。:斜截面受壓端正截面上的有效高度，自縱向受拉鋼筋合力點到受壓邊緣的距離（mm）。畢業(yè)設(shè)計是考驗我們大學(xué)這四年來的所學(xué)，它要求我們將大學(xué) 這四年來所學(xué)到的知識能夠融會貫通、熟練應(yīng)用，并要求我們能夠理論聯(lián)系實際，培養(yǎng)我們的綜合運(yùn)用能力以及解決實際問題的能力。這段時間，我查閱了大量的資料，在鞏固以前所學(xué)知識的同時，也掌握了很多新的知識。我決心在以后的工作中，在鞏固已有知識的同時不斷學(xué)習(xí)新的理論和工程實踐知識，不斷充實自己，為社會主義事業(yè)做出自己應(yīng)有的貢獻(xiàn)，做一名優(yōu)秀的橋梁工作者！第 74 頁 共 69 頁 長沙火星北路瀏陽河大橋拱橋設(shè)計主要參考文獻(xiàn)[1]《城市橋梁設(shè)計準(zhǔn)則》(CJJ1193).[2]《公路橋梁設(shè)計通用規(guī)范》(JTGD602004).[3]《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》(JTGD622004).[4]《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(JTJ02485).[5] 王國鼎《橋梁設(shè)計實例集》，人民交通出版社，1997.[6]《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ0412000).[7]《公路橋涵鋼筋結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(JTJ01294).[8]《城市道路設(shè)計規(guī)范》(CJJ3790).[9]《城市橋梁設(shè)計荷載標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ7798).[10]葉見曙編《結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》人民交通出版社.[11]《公路橋梁設(shè)計從書》 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