【文章內(nèi)容簡介】 院共同設計，廣東省公路工程處施工。該橋位于廣州市南郊，橫跨珠江，江面寬461m。河床表面被中砂、淤泥和風化巖等所覆蓋?；鶐r為紅褐色泥質(zhì)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備進入通航河道。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；主跨為150m的連續(xù)剛構和主跨為230m的門式斜拉橋。根據(jù)當前國際長大橋向著無支座、無伸縮縫發(fā)展的趨勢，以及從技術經(jīng)濟上進行比較，選定主橋結(jié)構為65+125+180+110m的連續(xù)剛構作為最終的設計方案。主橋全長480m，除兩端與引橋連接處設置了伸縮縫外，在主橋全長范圍內(nèi)，上部結(jié)構與墩身的連接全部采用了整體結(jié)構。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。在主橋兩端的邊墩上設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。設計要求進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、水密性均應滿足常規(guī)要求，也應保證一天以后拆模和三天加載的標準。為了確定彈性模量和了解混凝土的收縮徐變特性，要求在施工前進行綜合性的實驗。后張預應力體系上部結(jié)構采用由鋼絞線和粗鋼筋組成的后張預應力體系，表1給出了預應力鋼材的特性。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 預應力鋼材特性項目七絲鋼絞線粗鋼筋標準直徑(mm)32標準截面積(mm2)99804極限強度(N/mm2)18651028屈限強度(N/mm2)1665765100h,20℃松弛率(初始應力為極限應力的75%)7%5%，采用VSL公司出產(chǎn)的EC519及 EC531型預應力錨頭在每一端錨固，EC519及 EC531的極限拉應力分別為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，是我國迄今設置的最長的預應力鋼束。橫向采用VSL公司出產(chǎn)的EC531型預應力錨頭交替張拉，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。本橋采用三向預應力，除豎向預應力采用國產(chǎn)φ32的高強精軋螺紋粗鋼筋外，縱橫向均采用VSL預應力體系，縱向預應力設置了頂板束、底板束、下彎束、連續(xù)束、后期加強束、臨時束共六種，各部位預應力束的類型及數(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應力除以每一束的有效預應力和梁段總數(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力，同時又可將集中的預應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雜的齒板構造。當頂?shù)装蹇v向鋼束為了錨固在指定的位置而在平面上進行平移時，一律按S形曲線進行平移，以消除集中的預應力在錨固點產(chǎn)生的橫橋向分力。鋼束管道坐標考慮了由橋面縱向豎曲線引起的偏差。上部結(jié)構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)構截面形式和主要尺寸時的一個主導思想，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預應力體系，張拉噸位達4275kN，實踐表明，采用大噸位預應力體系后，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。由此設計者除在墩頂設置了橫隔板以外，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。基礎形式由于3號主墩處有一層較厚的粘土層，必須采用樁基礎，根據(jù)施工單位現(xiàn)有鉆孔設備和施工經(jīng)驗。人工島結(jié)構船舶的撞擊曾經(jīng)造成了許多嚴重事故，設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性的人工島，設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，鋼圍堰可設置在此層一定深度的位置上，粘土層之上也為中細砂。經(jīng)濟指標本橋的部分經(jīng)濟指標見表3。表3 每平方米指標項目混凝土(m3)鋼絞線(kg)普通鋼筋(kg)上部箱梁4號主墩邊跨及基礎合計施工方法雙層鋼圍堰采用吹砂下沉至設計標高后，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行澆注，然后利用兩對掛籃同時進行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行澆注。長安大學本科生畢業(yè)設計開題報告表設計題目 HNX河大橋設計學生姓名 李江平 指導老師 楊炳成 老師專 業(yè) 橋梁工程院 系 公路學院 2004年6 月 11 日概述（本設計的主要目的及設計內(nèi)容、設計依據(jù)、相關規(guī)范等） 目的：使學生在學完培養(yǎng)計劃所規(guī)定的基礎課、專業(yè)基礎課及各類必修和選修專業(yè)課程之后，通過畢業(yè)設計這一環(huán)節(jié)，較為集中和專一地培養(yǎng)學生綜合運用所學的基礎理論、基本知識和基本技能，分析和解決實際問題的能力。和以往的理論教學不同，畢業(yè)設計是要學生在老師的指導下，獨立地、系統(tǒng)地完成一個工程設計，以期能掌握一個工程設計的全過程，在鞏固已學課程的基礎上，學會考慮問題、分析問題和解決問題，并可以繼續(xù)學習到一些新的專業(yè)知識，有所創(chuàng)新。設計內(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．對推薦方案進行結(jié)構設計。合理選擇建筑材料，擬訂結(jié)構與構件的幾何尺寸，并做出配筋設計。 3．對主要承重構件進行受力分析，計算各種荷載作用所產(chǎn)生的內(nèi)力，并進行荷載組合。 4．驗算主要承重構件的強度、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)一般構造圖,4)配筋布置圖，5)施工示意圖。設計依據(jù)： 設計荷載： 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；預應力鋼筋：Φ15預應力鋼絞線。非預應力鋼筋：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)設計指南—橋梁工程分冊2:《橋梁工程》 教材3:《結(jié)構設計原理》 教材4:《基礎工程》 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)構計算示例(二) 》 重慶交通學院等校合編主要技術指標:JTJ 02189《公路橋涵設計通用規(guī)范》 JTJ 02285《公路磚石及混凝土橋涵設計規(guī)范》 JTJ 02385《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》 JTJ 02485《公路橋涵地基與基礎設計規(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：預應力混凝土連續(xù)剛構橋(75m+136m+75m) 預應力混凝土連續(xù)梁（三跨）（80m+130m+80m） 預應力混凝土連續(xù)梁橋（四跨）(55m+2x90m+55m)1橋高（m）2橋長 (m)2862902903工藝技術要求采用懸臂施工法在橋梁設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.技術先進，.技術先進，.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，應注意立摸高程的合理設置，準確控制懸澆高程，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要求.結(jié)構受力性能好，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要求.推薦方案的設計內(nèi)容第二方案為本設計的推薦方案，其設計內(nèi)容如下：，擬定結(jié)構與構件的幾何尺寸；，計算各種荷載作用所產(chǎn)生的內(nèi)力，并進行荷載組合。：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)力包絡圖的繪制；；、剛度與穩(wěn)定性。，以及主要的施工程序。設計進度計劃（時間安排）橋梁總體布置，構件尺寸擬定（）內(nèi)力計算與組合（2周）配筋設計（1周）截面強度計算與驗算（1周）應力、變形計算與驗算（1周）施工方案設計與相關驗算（1周）提交設計計算書及圖紙（，含答辯）本設計的難點及解決辦法難點一： 結(jié)構細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)挕⒑奢d標準的橋梁的截面尺寸根據(jù)方案的具體情況進行設計。設計時要考慮受力、構造、施工等方面的因素。難點二： 采用懸臂施工法的結(jié)構內(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、張拉預應力、移動掛籃等）的受力，反映在結(jié)構約束、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，且預加力和徐變產(chǎn)生的次內(nèi)力的計較復雜，故設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。最終提交的設計文件名稱《預應力混凝土三跨連續(xù)梁橋》指導教師意見： 簽名： 年 月 日預應力混凝土連續(xù)梁橋第一部分 方案簡介及上部結(jié)構尺寸擬定一． 本設計經(jīng)方案比選后，橋跨布置為：全橋采用80米+130米+80米預應力混凝土變截面連續(xù)梁結(jié)構，全長290米。上部結(jié)構橋面分為兩幅，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