【文章內(nèi)容簡介】 砂巖，平均抗壓強度10MPa左右。河床沖刷不大。通航海輪5000噸級~7000噸級。凈跨120m，通航凈高34m。由于在施工期間通航不能封閉，所以不允許任何施工設(shè)備進(jìn)入通航河道。有三種橋型方案可供選擇。這三種橋型方案是：主跨為180m的連續(xù)剛構(gòu)；主跨為150m的連續(xù)剛構(gòu)和主跨為230m的門式斜拉橋。根據(jù)當(dāng)前國際長大橋向著無支座、無伸縮縫發(fā)展的趨勢，以及從技術(shù)經(jīng)濟上進(jìn)行比較，選定主橋結(jié)構(gòu)為65+125+180+110m的連續(xù)剛構(gòu)作為最終的設(shè)計方案。主橋全長480m，除兩端與引橋連接處設(shè)置了伸縮縫外，在主橋全長范圍內(nèi)，上部結(jié)構(gòu)與墩身的連接全部采用了整體結(jié)構(gòu)。主橋上部采用單箱單室，2號墩頂處梁高4m、3號和4號墩頂處梁高10m，在各跨合龍?zhí)幜焊?m。為了避免主墩因船舶撞擊而造成損壞，在主墩外圍設(shè)置了上部直徑為28m、下部直徑為23m的雙層鋼圍堰作為人工防撞結(jié)構(gòu)。在主橋兩端的邊墩上設(shè)置了只允許縱向位移的盆式橡膠支座。主橋的總體布置見圖1?；炷辽喜拷Y(jié)構(gòu)及4號墩墩身采用28天強度為50MPa的混凝土，5號墩墩身及各墩承臺采用30MPa，樁基采用25MPa混凝土。設(shè)計要求進(jìn)行不同配合比的混凝土試驗，以便找出最佳配合比。同時要求有足夠的和易性，以便澆注到鋼筋和鋼束密布且很深的箱梁底部去。此外耐久性、外觀、水密性均應(yīng)滿足常規(guī)要求，也應(yīng)保證一天以后拆模和三天加載的標(biāo)準(zhǔn)。為了確定彈性模量和了解混凝土的收縮徐變特性，要求在施工前進(jìn)行綜合性的實驗。后張預(yù)應(yīng)力體系上部結(jié)構(gòu)采用由鋼絞線和粗鋼筋組成的后張預(yù)應(yīng)力體系，表1給出了預(yù)應(yīng)力鋼材的特性。7絲一根的鋼絞線由香港VSL公司提供，粗鋼筋為國內(nèi)產(chǎn)品。表1 預(yù)應(yīng)力鋼材特性項目七絲鋼絞線粗鋼筋標(biāo)準(zhǔn)直徑(mm)32標(biāo)準(zhǔn)截面積(mm2)99804極限強度(N/mm2)18651028屈限強度(N/mm2)1665765100h,20℃松弛率(初始應(yīng)力為極限應(yīng)力的75%)7%5%，采用VSL公司出產(chǎn)的EC519及 EC531型預(yù)應(yīng)力錨頭在每一端錨固，EC519及 EC531的極限拉應(yīng)力分別為3496kN 和5704kN，采用的張拉力為極限張拉力的75%。由于管道相對較直，所以摩阻損失較小，因此70m以下長度的鋼束僅從一端張拉，再長的則由兩端張拉。主跨連續(xù)束的最大長度超過了190m，是我國迄今設(shè)置的最長的預(yù)應(yīng)力鋼束。橫向采用VSL公司出產(chǎn)的EC531型預(yù)應(yīng)力錨頭交替張拉，中心間距100cm。腹板以中心間距50cm的單根和雙根32的精軋螺紋粗鋼筋作豎向張拉。本橋采用三向預(yù)應(yīng)力，除豎向預(yù)應(yīng)力采用國產(chǎn)φ32的高強精軋螺紋粗鋼筋外，縱橫向均采用VSL預(yù)應(yīng)力體系，縱向預(yù)應(yīng)力設(shè)置了頂板束、底板束、下彎束、連續(xù)束、后期加強束、臨時束共六種，各部位預(yù)應(yīng)力束的類型及數(shù)量見表2。表2 各部位鋼束型號及數(shù)量項目65m 合龍段2號墩 頂125m 合龍段3號、4號墩 頂180m 合龍段110m 合龍段頂板束(EC531)2262下彎束(EC531)88連續(xù)束(EC531)444444底板束 (EC519)26304026后期加強筋(EC519)4444臨時束(EC519)2222頂板束的型號主要是根據(jù)根部截面需要的總預(yù)應(yīng)力除以每一束的有效預(yù)應(yīng)力和梁段總數(shù)來決定，其值控制在2~4之間?？v向鋼束均采用平豎彎相結(jié)合的空間曲線。頂板鋼束集中錨固在腹板頂部承托中，下底板鋼束盡可能靠近腹板錨固，這樣既可減小局部應(yīng)力，同時又可將集中的預(yù)應(yīng)力以較短的傳力路線分布到全截面上，對錨固在承托中的頂板鋼束尚可避免外形復(fù)雜的齒板構(gòu)造。當(dāng)頂?shù)装蹇v向鋼束為了錨固在指定的位置而在平面上進(jìn)行平移時，一律按S形曲線進(jìn)行平移，以消除集中的預(yù)應(yīng)力在錨固點產(chǎn)生的橫橋向分力。鋼束管道坐標(biāo)考慮了由橋面縱向豎曲線引起的偏差。上部結(jié)構(gòu)截面形式和主要尺寸考慮到根部截面由自重產(chǎn)生的彎矩為根部總彎矩的84%，合龍段截面的總彎矩僅為根部總彎矩的5%，因而在擬定上部結(jié)構(gòu)截面形式和主要尺寸時的一個主導(dǎo)思想，在于減輕自重增加截面的有效承載力，為此：1． 為了減輕自重，避免因布束需要而增加上下底板面積，在國內(nèi)首次采用大噸位的VSL預(yù)應(yīng)力體系，張拉噸位達(dá)4275kN，實踐表明，采用大噸位預(yù)應(yīng)力體系后，上下底板尺寸完全由受力特性控制，如與24絲弗氏錨比較，減少了上下底板面積約60%以上，經(jīng)濟效果極為顯著，同時也方便了設(shè)計和施工，縮短了施工周期。2． 采用單箱單室薄壁截面，以提高單位面積的慣性矩。3． 在保證必須的剛度前提下，取L/60的較小的合龍段梁高，以充分減輕自重。4． 由于采用閉口單箱單室截面，其抗扭剛度比同尺寸的開口截面大了約60倍。通過精確分析，扭轉(zhuǎn)對內(nèi)力的影響極微。由此設(shè)計者除在墩頂設(shè)置了橫隔板以外，其余截面均無橫隔板，這樣既減輕了自重，也方便了施工。主墩形式為了加大順橋向抗彎剛度和平面抗扭剛度，以適應(yīng)懸臂施工期間由不平衡施工荷載產(chǎn)生的順橋向彎矩和橫向風(fēng)載產(chǎn)生的平面扭矩，采用了雙柱式薄壁空心墩，這種雙柱式薄壁空心墩不僅較實心墩節(jié)約混凝土40%，同時在相同面積條件下較單柱式墩具有較大的抗彎剛度和抗扭剛度，但又具有較小的抗推剛度以減小因溫度、收縮徐變產(chǎn)生的內(nèi)力?；A(chǔ)形式由于3號主墩處有一層較厚的粘土層，必須采用樁基礎(chǔ)，根據(jù)施工單位現(xiàn)有鉆孔設(shè)備和施工經(jīng)驗。人工島結(jié)構(gòu)船舶的撞擊曾經(jīng)造成了許多嚴(yán)重事故，設(shè)計者非常重視這一問題。眾所周知，有效的解決辦法是圍繞墩身修建保護(hù)性的人工島，設(shè)計者全面研究了河流的沖刷、水深、覆蓋層厚度與土類、基巖的深度等情況后，認(rèn)為本橋具備了采用人工島的條件，因為：1． 在考慮通航水位及沖刷深度后，作為人工島的外圍結(jié)構(gòu)的雙層鋼圍堰總高度僅20m左右。2． 4號主墩基巖深度較淺，基巖上的覆蓋層又為利于鋼圍堰下沉的中細(xì)砂。3號主墩基巖雖然較深，但基巖之上有一層粘土層，鋼圍堰可設(shè)置在此層一定深度的位置上，粘土層之上也為中細(xì)砂。經(jīng)濟指標(biāo)本橋的部分經(jīng)濟指標(biāo)見表3。表3 每平方米指標(biāo)項目混凝土(m3)鋼絞線(kg)普通鋼筋(kg)上部箱梁4號主墩邊跨及基礎(chǔ)合計施工方法雙層鋼圍堰采用吹砂下沉至設(shè)計標(biāo)高后，再回填筑成人工島。2號墩采用提升模板施工，4號主墩采用落地支架施工。零號塊和2號塊分別在支架和托架上進(jìn)行澆注，然后利用兩對掛籃同時進(jìn)行4號墩各梁段的對稱懸臂澆注施工，每一掛籃自重為1088kN，需要承受的最大重量為1784 kN。4號主T各需進(jìn)行24對梁段的澆注，在工藝成熟之后，每10天可澆注兩個梁段。兩邊跨20m和30m的現(xiàn)澆段在落地支架上進(jìn)行澆注。長安大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計開題報告表設(shè)計題目 HNX河大橋設(shè)計學(xué)生姓名 李江平 指導(dǎo)老師 楊炳成 老師專 業(yè) 橋梁工程院 系 公路學(xué)院 2004年6 月 11 日概述（本設(shè)計的主要目的及設(shè)計內(nèi)容、設(shè)計依據(jù)、相關(guān)規(guī)范等） 目的：使學(xué)生在學(xué)完培養(yǎng)計劃所規(guī)定的基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課及各類必修和選修專業(yè)課程之后，通過畢業(yè)設(shè)計這一環(huán)節(jié)，較為集中和專一地培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)的基礎(chǔ)理論、基本知識和基本技能，分析和解決實際問題的能力。和以往的理論教學(xué)不同，畢業(yè)設(shè)計是要學(xué)生在老師的指導(dǎo)下，獨立地、系統(tǒng)地完成一個工程設(shè)計，以期能掌握一個工程設(shè)計的全過程，在鞏固已學(xué)課程的基礎(chǔ)上，學(xué)會考慮問題、分析問題和解決問題，并可以繼續(xù)學(xué)習(xí)到一些新的專業(yè)知識，有所創(chuàng)新。設(shè)計內(nèi)容：1．按適用、經(jīng)濟、安全、美觀的原則，至少選擇3個可比性橋型方案。 2．對推薦方案進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計。合理選擇建筑材料，擬訂結(jié)構(gòu)與構(gòu)件的幾何尺寸，并做出配筋設(shè)計。 3．對主要承重構(gòu)件進(jìn)行受力分析，計算各種荷載作用所產(chǎn)生的內(nèi)力，并進(jìn)行荷載組合。 4．驗算主要承重構(gòu)件的強度、剛度與穩(wěn)定性。 5．選擇合理可行的施工方案與方法，以及主要的施工程序。 6. 按要求完成圖紙，外文翻譯，摘要等相關(guān)內(nèi)容。 7．圖紙部分：1)方案比選圖，2)推薦方案總體布置圖，3)一般構(gòu)造圖,4)配筋布置圖，5)施工示意圖。設(shè)計依據(jù)： 設(shè)計荷載： 汽車超20級、掛車100級橋面凈寬： ++++=26米年最高氣溫：℃，℃.材料：50號混凝土；預(yù)應(yīng)力鋼筋：Φ15預(yù)應(yīng)力鋼絞線。非預(yù)應(yīng)力鋼筋：直徑=12mm II級螺紋鋼筋，直徑=12mm Ⅰ級光圓鋼筋；錨具：XM錨或 OVM錨主要參考資料：1:土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計指南—橋梁工程分冊2:《橋梁工程》 教材3:《結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》 教材4:《基礎(chǔ)工程》 教材 5:《 橋涵水文》 教材6:《橋梁計算示例集》 人民交通出版社出版7:《橋梁上部結(jié)構(gòu)計算示例(二) 》 重慶交通學(xué)院等校合編主要技術(shù)指標(biāo):JTJ 02189《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》 JTJ 02285《公路磚石及混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》 JTJ 02385《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》 JTJ 02485《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》 方案比選序號方案類別 比較項目第一方案第二方案第三方案主橋：預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋(75m+136m+75m) 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁（三跨）（80m+130m+80m） 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋（四跨）(55m+2x90m+55m)1橋高（m）2橋長 (m)2862902903工藝技術(shù)要求采用懸臂施工法在橋梁設(shè)計中要考慮施工過程中的受力狀態(tài)及由于體系轉(zhuǎn)換和其他因素引起的附加內(nèi)力.技術(shù)先進(jìn)，.技術(shù)先進(jìn)，.4施工難易程度橋梁上部采用掛籃懸臂澆注施工，施工時要對稱澆注，應(yīng)注意立摸高程的合理設(shè)置，準(zhǔn)確控制懸澆高程，施工要求較高.采用掛籃懸臂澆注施工；不需大量施工支架和大型臨時設(shè)備，不受跨數(shù)限制，橋梁施工受力狀態(tài)與運營受力狀態(tài)基本相近.采用掛籃懸臂澆注施工；不需大量施工支架和大型臨時設(shè)備，不受跨數(shù)限制，橋梁施工受力狀態(tài)與運營受力狀態(tài)基本相近.5橋型特點 主墩無支座，施工無體系轉(zhuǎn)換，伸縮縫少，行車舒適性好，順橋向抗彎剛度和橫向抗扭剛度大，故能有效地減小溫度、.結(jié)構(gòu)受力性能好，變形小，伸縮縫少，行車平順舒適，造型簡潔美觀，養(yǎng)護(hù)工程量小，順橋向抗彎剛度和橫橋向抗扭剛度小，不利于懸臂施工的橫向抗風(fēng)要求.結(jié)構(gòu)受力性能好，變形小，伸縮縫少，行車平順舒適，造型簡潔美觀，養(yǎng)護(hù)工程量小，順橋向抗彎剛度和橫橋向抗扭剛度小，不利于懸臂施工的橫向抗風(fēng)要求.推薦方案的設(shè)計內(nèi)容第二方案為本設(shè)計的推薦方案，其設(shè)計內(nèi)容如下：，擬定結(jié)構(gòu)與構(gòu)件的幾何尺寸；，計算各種荷載作用所產(chǎn)生的內(nèi)力，并進(jìn)行荷載組合。：包括恒載內(nèi)力、活載內(nèi)力和附加內(nèi)力的計算，內(nèi)力組合，內(nèi)力包絡(luò)圖的繪制；；、剛度與穩(wěn)定性。，以及主要的施工程序。設(shè)計進(jìn)度計劃（時間安排）橋梁總體布置，構(gòu)件尺寸擬定（）內(nèi)力計算與組合（2周）配筋設(shè)計（1周）截面強度計算與驗算（1周）應(yīng)力、變形計算與驗算（1周）施工方案設(shè)計與相關(guān)驗算（1周）提交設(shè)計計算書及圖紙（，含答辯）本設(shè)計的難點及解決辦法難點一： 結(jié)構(gòu)細(xì)部幾何尺寸擬訂解決辦法：參照已建成的相同橋型，相近跨徑、橋?qū)?、荷載標(biāo)準(zhǔn)的橋梁的截面尺寸根據(jù)方案的具體情況進(jìn)行設(shè)計。設(shè)計時要考慮受力、構(gòu)造、施工等方面的因素。難點二： 采用懸臂施工法的結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算解決辦法：計算恒載內(nèi)力時，精確模擬各個施工階段（安裝單元、拆除單元、張拉預(yù)應(yīng)力、移動掛籃等）的受力，反映在結(jié)構(gòu)約束、荷載列向量和總剛度矩陣等隨施工階段而發(fā)生變化。懸臂施工涉及到非常多的施工工況，且預(yù)加力和徐變產(chǎn)生的次內(nèi)力的計較復(fù)雜，故設(shè)計時可借助橋梁電算程序完成。物質(zhì)條件（計算、繪圖手段等）計算機、橋梁電算程序、橋梁CAD繪圖軟件、圖板、丁字尺等。最終提交的設(shè)計文件名稱《預(yù)應(yīng)力混凝土三跨連續(xù)梁橋》指導(dǎo)教師意見： 簽名： 年 月 日預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋第一部分 方案簡介及上部結(jié)構(gòu)尺寸擬定一． 本設(shè)計經(jīng)方案比選后，橋跨布置為：全橋采用80米+130米+80米預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，全長290米。上部結(jié)構(gòu)橋面分為兩幅，每幅橋面寬采用凈—+2* m。截面形式采用單箱單室。圖1 橋位地形圖二． 橋型布置1. 主跨徑的擬定主跨徑定為130m， 80m，橋梁全長為：80+130+80=290(m)2．順橋向梁的尺寸擬定（1