【文章內(nèi)容簡介】 第 1 頁 第一章 基本資料、設計要求及 技術標準 基本資料 圖 11 橋位布置圖（等截面連續(xù)梁橋） 源石大橋所處地形如上圖所示，呈大 V字型，橋位無通航要求。橋址位于畢節(jié)市金沙縣源村鎮(zhèn)，首建于 1998 年 7 月，地處風化巖帶，強風化巖層最厚為 18m左右， 呈大 V 字 型 ，無水文及通航要求。橋面無 縱坡， 橫坡為：單向 %。當?shù)囟嗄昶骄鶜鉁?℃，最低極端氣溫 5℃，最高極端氣溫 33℃。 技術標準 主要技術指標 ①、設計荷載：公路 — I級 ②、設計時速： 100km/h ③、橋面寬度： （防撞欄桿） +（車行道） +（防撞欄桿） ④、橋面橫坡： ％ ⑤、平面線型：全橋位于直線段上 ⑥、 橋面鋪裝：底層為厚度 60cm 厚 C40 混凝土 預制空心板，中間 層為 1cm厚 防水層， 面層為 10cm厚瀝青混凝土。 貴州大學本科畢業(yè)論文（設計） 第 2 頁 ⑦、不計人群荷載、橋下無通航要求 材料及工藝 混凝土： 主拱圈 采用 C40，容重 24kN/m3； 立柱、蓋梁、橋面板、防撞欄桿均 采用 C40， 容重 25kN/m3；承臺及樁基采用 C30，容重 24kN/m3。 設計總體要求 擬定橋式方案 首先擬定多個橋式方案，然后分步完成橋長確定、橋跨結構形式的選擇、分孔布置、墩臺形式的選擇、施工方案及斷面形式等的選擇，并確定上、下部結構基本尺寸。 橋梁分孔的時候應充分考慮橋址所處地形、橋址所處地質(zhì)、橋下是否通航、橋下是否有交通等等因素。擬定結構尺寸時，應搜集相關資料，并結合已有的設計經(jīng)驗，在系統(tǒng)分析其數(shù)據(jù)的基礎上，結合實際情況擬定。確定施工方法時，應首先對各種施工方法的工藝、所用機具、施工周期、施工環(huán)境及施工的難易程度有一個全面的了解，再根據(jù)本設計所用的橋型選用最適合的方法。 每一種設計 方案 需繪 一張圖紙， 圖紙上需要給出 橋梁總長、 橋梁 跨徑、 橋梁矢高、 橋梁 矢跨比、主 梁的 高度、 最 低水位、常水位等 。 方案比較圖中應繪制立面圖、平 面圖和橫剖面圖 。并且在圖中應給出適當 說明和工程材料 用量表 。 方案比選及評價 方案比選時應主要注意以下標準：經(jīng)濟、美觀、安全、功能，其中以安全和經(jīng)濟為重點。安全和功能兩方面要求橋梁方案必須滿足規(guī)范要求。 橋梁下部基礎必須修建在牢固的地層上。橋梁施工期間，也必須保證每個施工過程的安全。通過控制材料用量、控制施工周期、選擇施工方法等，來進一步控制橋梁方案的經(jīng)濟型。 貴州大學本科畢業(yè)論文（設計） 第 3 頁 詳細擬定推薦方案的結構尺寸 結構尺寸擬定特別應注重以下關系： 矢跨比 ， 拱圈截面高度、寬度， 橋寬、頂、底板與梁高的關系等數(shù)據(jù)。 對結構內(nèi)力進行詳細手算，并結合專業(yè)軟件進行復核。 對第一方案進行詳細的結構內(nèi)力計算，根據(jù)計算結果估算 普通鋼筋。 進行配筋設計 根據(jù) 普通鋼筋的 估算結果，初步擬定 鋼筋布置， 然后進行驗算。若驗算結果不滿足規(guī)范要求，則對 普通鋼筋 或結構尺寸進行調(diào)整，直到滿足規(guī)范要求為止 ，最終確定結構尺寸及 普通鋼筋 布置。 繪圖 繪制不少于 5 張設計圖紙（第一方案 橋位 布置圖、第 二方案 橋位 布置圖、第一方案上部結構一般構造圖、第一方案 截面鋼筋圖 、第一方案施工步驟示意圖）。設計繪圖要求布局合理，線條清晰，比例正確，字體規(guī)范，內(nèi)容完整。全部圖紙采用標準 A3 圖紙 打印 。 工程數(shù)量統(tǒng)計 對設計橋型進行大體的材料用量估算。 撰寫畢業(yè)設計說明書 設計 計算書要求清晰詳細 （ 應包括詳細的計算過程、力學圖式、依據(jù)和必要的說明等 ） 、 理念 合理，數(shù)據(jù) 完備 ，圖表 規(guī)范 ，并應嚴格按照《貴州大學本科 生畢業(yè) 設計 工作指南》執(zhí)行。 貴州大學本科畢業(yè)論文（設計） 第 4 頁 第二章 橋型方案設計與比選 概述 當前，我國公路 以及道路 的建設正 火熱 地進行，國家 對涉及民生的基礎設施建設投入巨大，同時 高速公路 等高等級公路 將成為我國經(jīng)濟建設的主動脈，其通暢、安全也將直接關系到國計民生。 高等級公路 中的 橋梁 對 結構品質(zhì) 有較高的要求 ，即連續(xù)性 好 、伸縮縫構造 少等，以提供高速 度 、 高 平穩(wěn)、 高 舒適的行車條件。與相同 跨徑 的簡支梁 橋 相比，預應力混凝土連續(xù)體系梁橋由于具有 小 變形、 大 剛度、伸縮縫少、行車舒適 平穩(wěn)等許多優(yōu)點，因而常常 被選為高速橋梁 的首 要 方案。然而這種 橋梁 施工工藝 比較復雜、設備（材料）投入 量較 大， 在 中等跨 度 橋梁的建 設 中不占 太大 優(yōu)勢。 此外，近年來，隨著各國 工程 技術、經(jīng)濟 實力 以及交建的 速度 發(fā)展，出現(xiàn)了大批 量的 長橋。這些橋梁對跨徑 大多 沒有 特別的 要求， 從而選用經(jīng)濟性較適合的中、小跨徑橋。 由于簡支梁可以批量預制，連續(xù)梁又有較大的優(yōu)點，所以人們希望將兩者有機的結合起來，以加快建設速度，精簡施工工序 。 橋跨布置與體系選擇 橋梁 工程 設計的基本目標是使設計的橋梁具有適用性、舒適 性、 安全性、經(jīng)濟性、先進性，并能很好 的 與周圍的景致相協(xié)調(diào)。為實現(xiàn)這個目標，設計 的 時 候需要開展深入的現(xiàn)場勘測和調(diào)查分析，取得 準確 的地質(zhì)資料、水文資料 和 其它相關資料作為設計 的 依據(jù)。對于每一種可能的橋位方案，盡可能設計出多種基本滿足建橋條件的可行橋式方案，然后通過初步比較篩選， 排除 一些能較為不足的方案，保留幾個 各具特色，又有優(yōu)勢 ，而一時難以取舍的方案，作更進一步研究和比較。 不同的 橋型 方案提供了不同的經(jīng)濟技術指標，其中包括：主要材料及機具用量、勞動力 的 數(shù)量、施工 的 條件、工期 的 長短、養(yǎng)護 的 難易 程度 、運營條件等。 貴州大學本科畢業(yè)論文（設計） 第 5 頁 為 了 獲得這些指標，在 通常 的情況下，可以先擬定 各 方案的結構主要尺寸，擬定墩臺基礎及橋跨的施工方案，然后利用已掌握的資料分析，經(jīng)過認真的評價比選工作，最后確定出一個經(jīng)濟技術多方 面都比較理想的方案，對其橋跨、墩臺基礎等進行詳細的結構設計。 一般說來，設計的經(jīng)濟性應 重點 考慮，但 是 一個工程材料用量少，造價低廉，設備要求簡單的方案并不一定是最佳方案， 所以在選擇方案時候，需要根據(jù)橋梁使用條件、施工工藝等結合各方面綜合考慮 。 橋跨 的 布置與體系 的 選擇是橋梁結構設計的重要內(nèi)容之一，它直接影響結構的使用功能、安全、經(jīng)濟和美觀。這一步需要解決的問題包括：確定橋梁分孔布置 、橋梁 孔徑、確定橋下凈空和橋梁標高以及合理選擇結構形式等。 首先要確定橋梁孔徑?？绾訕虻臉蛄嚎讖揭话愀鶕?jù)水文計算確定，并應當滿足《規(guī) 范》的相關規(guī)定。根據(jù) 已有 建橋 中的成熟 經(jīng)驗，設計中 應根據(jù) 河床的 最大允許沖刷深度， 盡量 縮短橋梁的總 體 長度， 來 節(jié)約總 造價 。 橋梁標高對于中小橋梁，一般由線路選線時規(guī)定，但對于橋下有通航的大跨度橋梁來說，往往由通航要求決定。總的說來，梁底的標高要保證橋下排洪和通航的要求，梁面的標高既要考慮結構本身的高度，又要考慮兩岸引橋經(jīng)濟路堤高度以及取土難易和規(guī)范對線路縱向坡度的要求。 根據(jù)以上所述，結合本橋的實際情況和具體要求，選取兩種結構形式如下。 預應力普通混凝土連續(xù)梁橋 橋型介紹 預應力普通混凝土連續(xù)梁橋，結構是把連續(xù)梁在中間的支座處固結，減小了梁支座處的負彎矩，增強其整體性；施工轉換方便、較少的伸縮縫、行車舒適安逸、順橋向抗彎剛度以及橫橋向抗扭剛度較大、受力性能比較好，順橋方向抗推剛度小，對溫度變化、混凝土收縮徐變和地震均有利， 是一種比較有競爭力的橋型。 ① 橋跨布置 預應力混凝土連續(xù)梁橋的橋跨布置為等跨布置，其布置如圖 21 所示。本 貴州大學本科畢業(yè)論文（設計） 第 6 頁 圖 21 橋位布置圖（等截面連續(xù)梁橋） 橋采用三跨式 預應力連續(xù)箱梁結構，其橋孔布置為 ++。橫向兩車道布設，左側 1m 路肩，右側 3m路肩。 ②截面尺寸 等截面連續(xù)梁橋的橋墩采用柱式橋墩，基礎采用灌注群樁基礎，詳 細信息見下圖。 圖 22 橋梁平面布置圖（等截面連續(xù)梁橋） 連續(xù)梁橋截面采用單箱單室形式，梁高 4m，橫向 ，箱梁頂板厚 30cm，梁中底板厚 25cm，支座處底板厚 30cm，腹板厚 60cm，頂部承托采用 1： 2的比例，高度為 30cm 60cm；底部采用 1： 1的比例 ,高度為 30cm 30cm。細部構造圖如圖23所示。 貴州大學本科畢業(yè)論文（設計） 第 7 頁 圖 23 橋梁橫斷面布置圖（等截面連續(xù)梁橋） ③下部結構 從結構受力性能方面考慮，連續(xù)梁橋采用梁體之間的固結來減小主梁在跨中的彎矩，同時來減小橋墩的結構尺寸；結構受力較為合理、性能比較優(yōu)越。此橋橋 墩采用圓柱式橋墩，直徑 ，中間位置設置 1 ，基礎為鉆孔灌注群樁。 圖 24 橋梁橫系梁布置圖（等截面連續(xù)梁橋） 施工方法設計 普通混凝土連續(xù)梁橋因梁體固結，又因跨徑較小，高度不高，因此其最佳施工方法為滿堂支架施工法施工，對于本橋采用此方法施工。 工程量估算 主梁選用 C50混凝土，墩身選用 C30混凝土，預應力鋼筋 127? 5低松弛鋼絞 貴州大學本科畢業(yè)論文（設計） 第 8 頁 線，普通鋼筋用 HRB335鋼筋。 主梁混凝土用量：橋梁半幅截面平均面積為 2m ,則全橋每延米混凝土用量為 3m ，總用量為 3m 。 普通鋼筋用量：滿足截面最小配筋率，普通鋼筋截面面積換算為 2m ，全橋總長 ，則鋼材用量為 3m 。 墩身混凝土用量：墩身截面面積為 2m （四根） ,橋墩每延米混凝土用量為 3m 。 拱梁組合體系橋 橋型介紹 拱橋在我國公路上建設上使用較為廣泛。拱橋與梁橋有一定的區(qū)別，一方面兩者外形不同，另一方面兩者的受力特點也有一定的差別。由力學知，拱橋在受到豎向荷載的作用下，兩端將產(chǎn)生很大水平推力。正是由于這個水平推力，使拱內(nèi)產(chǎn)生軸向壓力，從而減小了拱圈截面彎矩，使之成為偏心受壓構件，截面上的分布的應力與受彎梁上的應力相比，較為均勻。因此，可以充分發(fā)揮出主拱截面材料的強度，使跨越能力大大提高。 尺寸擬定 ① 橋跨布置 由于此橋為旱地橋，所以不考慮橋下通航問題，橋跨布置為 36m++24m，總長為 。拱上建筑為 9跨等長的普通混凝土空心板，其布置圖如下圖所示。 圖 25 橋型布置圖（上承式空腹式拱橋） ②截面尺寸 主拱圈采用了等截面矩形普通鋼筋混凝土箱型截面，拱上采用預制等長度簡支板，跨徑為 ，擬采用普通鋼筋混凝土空心板，根據(jù)經(jīng)驗初步擬定其細部構造圖，如下圖所示。 貴州大學本科畢業(yè)論文（設計） 第 9 頁 圖 26 橋梁平面圖（上承式空腹式拱橋） ③下部結構 拱上立柱采用圓柱形墩身上加鋼筋混凝土蓋梁，主拱圈基礎采用群樁基礎。 圖 27 橋梁行車道板橫斷面圖（上承式空腹式拱橋） ④拱圈 拱圈采用單箱三室型結構，拱圈寬 9m，高 ，其結構圖如圖所示。 圖 28 橋梁拱圈橫斷面圖（上承式空腹式拱橋） 施工方法設計 主拱圈的施工，常見的施工方法有現(xiàn)場澆筑法、預制安裝法、轉體施工法??，對于此橋，考慮到施工環(huán)境的影響，采用預制吊裝法。拱上建筑橋面板采用預制 貴州大學本科畢業(yè)論文（設計） 第 10 頁 安裝法，以縮短工期。 拱橋部分工程量估算 主拱圈采用 C40的普通鋼筋混凝土，拱上建筑柱身采用 C40鋼筋混凝土，橋面空心板采用 C40鋼筋混凝土。鋼筋為 HRB335鋼筋。 主拱圈混凝土用量：主拱圈箱型截面 面積為 2m ,主拱圈混凝土用量約為348 3m 。 橋面空心板混凝土用量：一塊空心板截面面積為 2m ，則總用量為 555 3m 。 墩身混凝土用量：墩身混凝土用量約為 90 3m 。 鋼筋用量：由于沒進行內(nèi)力計算，只能按照截面配筋率大致估算，估算平均截面配筋率為 %。 參考設計規(guī)范 1.《公路工程技術標準》 (JTG B012021) 2.《公路路線設計規(guī)范》 (JTG D202021) 3.《公路橋涵設計通用規(guī)范》（ JTG D602021） 4.《公路圬工橋涵設計規(guī)范》（ JTG D612021） 5.《公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范》（ JTG D632021） 6.《