【文章內(nèi)容簡介】 褐黃色，可塑～硬塑狀態(tài)，中等～中偏低壓縮性，含鐵錳結(jié)核，土性較好；該層在橋址區(qū)總體分布較連續(xù)，層厚 ～ ；地基容許承載力地基容許承載力 ? ?0? =200～ 260kPa，鉆孔灌注樁樁周土的極限摩阻力i? =50～ 70kPa。 （ 5）中粗砂：灰黃色，飽和，中密～密實狀態(tài)，局部混亞粘土；層厚 ～；地基容許承載力 ? ?0? =170～ 250kPa，鉆孔灌注樁樁周土極限摩阻力 i? =45～60kPa。 （ 6）含碎石、礫石亞粘土：灰黃色，棕黃色，可塑；碎石成份為石英砂巖；呈次圓狀～次棱角狀，含量 20～ 40%，部分為含碎石、礫石中粗砂；層厚 ～ 。 （ 7） 全風(fēng)化花崗巖： 黃色帶粉紅的 ，結(jié)構(gòu)已破壞，礦物蝕變強(qiáng)，巖芯呈長柱狀，手可折斷，可捏碎，碎后呈散體砂狀；天然狀態(tài)單軸抗壓強(qiáng)度 ～ ；飽和狀態(tài)下崩解；地基容許承載力 ? ?0? =220～ 350kPa；鉆孔灌注樁樁周土的極限摩阻力 i? =55～ 70kPa。 （ 8） 強(qiáng)風(fēng)化花崗巖： 黃色帶粉紅的 ，塊狀結(jié)構(gòu)；巖芯呈柱狀 ～短柱狀，巖芯蝕變較強(qiáng)，錘擊聲較??；天然狀態(tài)單軸 抗壓強(qiáng)度 ～ ；飽和狀態(tài)下大部分試樣崩解，未崩解的飽和單軸抗壓強(qiáng)度 ～ ；地基容許承載力? ?0? =450～ 1000kPa；鉆孔灌注樁樁周土的極限摩阻力 i? =80～ 120kPa。 （ 9）弱風(fēng)化 花崗巖 ：黃色，塊狀構(gòu)造；巖芯呈長柱狀夾碎塊狀，偶見陡傾角裂隙，裂隙面由方解石脈充填，巖石蝕變較強(qiáng)；天然狀態(tài)下單軸抗壓強(qiáng)度～ MPa；飽和狀態(tài)下部分崩解，未崩解的飽和單軸抗壓強(qiáng)度 ～；地基容許承載力 ? ?0? =1800～ 3000kPa；鉆孔灌注樁樁周土的極限摩阻力 i? =160～ 200kPa。 （ 10）強(qiáng)風(fēng)化石英砂巖或泥質(zhì)粉砂巖：此兩巖層強(qiáng)度以及水穩(wěn)性均較差，局部夾有弱風(fēng)化石英砂巖段；石英砂巖為灰白色，細(xì)粒結(jié)構(gòu)，厚層狀構(gòu)造，巖芯以碎塊狀為主，裂隙較發(fā)育，裂隙面由泥質(zhì)充填或鐵錳質(zhì)渲染，錘擊易沿裂隙裂開，質(zhì)堅硬；地基容許承載力 ??0? =600～ 1000kPa；鉆孔灌注樁周土的極 限摩阻力i? =85～ 120kPa；泥質(zhì)粉砂巖為灰白色，泥質(zhì)粉砂巖為灰白色，泥砂質(zhì)結(jié)構(gòu)，泥鈣質(zhì)膠結(jié)，厚層狀構(gòu)造；巖芯呈長柱狀，質(zhì)較軟，巖芯可掰斷；天然狀態(tài)單軸抗壓強(qiáng)度 ～ ；飽和狀態(tài)下部分崩解；地基容許承載力 ? ?0? =600～ 1000kPa；鉆孔灌注樁樁周土的極限摩阻力 i? =75～ 100kPa。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 3 （ 11） 弱風(fēng)化石英砂巖：灰色，灰白色，細(xì)粒砂狀結(jié)構(gòu)，厚層狀構(gòu)造，硅質(zhì)膠結(jié)；巖芯呈 柱狀夾碎塊狀，質(zhì)堅硬 ～硬，錘擊聲脆，裂隙發(fā)育，裂隙面有鐵錳質(zhì)渲染，局部有泥質(zhì)充填；天然狀態(tài)單軸抗壓強(qiáng)度 54～ 94MPa；飽和單軸抗壓強(qiáng)度 74～ 83MPa；地基容許承載力 ? ?0? =20xx～ 3000kPa；鉆孔灌注樁樁周土的極限摩阻力 i? =180～ 200kPa。 各層巖土層的具體分布情況可具體參見本工程地質(zhì)縱斷面圖以及工程地質(zhì)鉆孔綜合成果表。 地下水及水土腐蝕性 場地地下水對混凝土有微腐蝕性，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋長期浸 水具微腐蝕性，干濕交替有微腐蝕性；表層土對混凝土有微腐蝕性，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋具微腐蝕性，對鋼結(jié)構(gòu)具微腐蝕性。 根據(jù)橋址的地形地貌、水文地質(zhì)條件、以及橋梁主跨等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，初擬出不同結(jié)構(gòu)體系的橋型。“安全適用、經(jīng)濟(jì)合理”為宗旨并結(jié)合其它因素綜合考慮，初擬方案。 第一方案 —— 連續(xù)剛構(gòu)橋預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋 此方案的橋跨布置為 14m +32m +14m , 橋全長 60m。 第二方案 —— 上承式拱橋 結(jié)構(gòu)形式：主拱圈采用混凝土箱型拱。橋面連續(xù)，橋臺采用重力式 U形橋臺，采用漿砌片石，既可滿足受力要求，又可節(jié)大量混凝土和鋼筋。橋型美觀度：橋型美觀，適于險峻的峽谷地段。 施工方法：分節(jié)段吊裝施工。優(yōu)缺點：受力好，節(jié)約鋼筋用量，跨徑大施工難度較大，上部梁段多，對行車舒適不利。 第三方案 —— 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋 此方案的橋跨布置為 14m +32m +14m , 橋全長 60m。 方案比較 實用性比較 廢黃河廉莊公路橋初步設(shè)計 方案進(jìn)行比較： 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 4 1. 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋：這種型式的橋梁變形小，伸縮縫少，結(jié)構(gòu)剛度大，動力性能好，最主要的是主梁性能好，主梁變形撓曲線平緩，另外行車通暢，平順，安全，更好的滿足交通運(yùn)輸要求，施工工藝簡單，符合廢黃河 廉莊公路橋 設(shè)計、施工 。 2. 連續(xù)剛構(gòu)橋：這種型式的橋梁行車通暢，平順，安全，滿足交通要求，而且施工技術(shù)比較成熟，容易保證工程質(zhì)量 ，并且橋梁下凈空值比較大，能夠滿足通航性能的要求，但是此處地質(zhì)條件不好，墩高小，跨徑大，溫差大使混凝土收縮產(chǎn)生較大位移，對橋墩不利，不符合廢黃河 廉莊公路橋 設(shè)計、施工 。 ：拱橋是我國公路上使用很廣的一種橋型。拱橋不僅可以利用鋼、鋼筋混凝土等材料來修建，抗風(fēng)性能好，但是拱橋上部結(jié)構(gòu)自重較大，下部結(jié)構(gòu)工程量大，地質(zhì)條件要求高，不符合廢黃河 廉莊公路橋設(shè)計、施工 。 安全性比較 1. 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋：這種型式的橋梁技術(shù)比較成熟，容易計算，施工工藝簡單，而且橋梁的質(zhì)量好，整體性能也比較好， 剛度大，能夠保證工程本身安全，行車性能也比較良好，滿足交通運(yùn)輸安全要求，符合廢黃河 廉莊公路橋 設(shè)計、施工 。 2. 連續(xù)剛構(gòu)橋：這種型式的橋梁一般將墩做成薄壁墩，但橋墩的剛度比較小，很難承受船舶的撞擊力，而且基礎(chǔ)沉降對結(jié)構(gòu)影響大，不符合廢黃河 廉莊公路橋 設(shè)計、施工 。 ：在滿足橋下凈空要求時，上承式拱的曲線底面將增加橋面高程，當(dāng)其用于城市立體交叉平原地區(qū)時，將增加接線的工程量或橋面縱坡，既增大造價又對行車不利，不符合廢黃河 廉莊公路橋 設(shè)計、施工 。 經(jīng)濟(jì)性比較 1. 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋：基礎(chǔ) 施工復(fù)雜，需要大型支座和較多預(yù)應(yīng)力鋼筋，但是施工技術(shù)簡單，成熟，容易掌握，需要的機(jī)械少，大大降低了工程施工成本，價格低廉，橋梁完成后養(yǎng)護(hù)費用較少，符合廢黃河 廉莊公路橋 設(shè)計、施工 。 2. 連續(xù)剛構(gòu)：不需要支座，施工工藝較簡單，符合廢黃河 廉莊公路橋設(shè)計、施工 。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 5 ：施工工序較多，建橋時間長，一般情況下未能采用高度機(jī)械化和工業(yè)化的建造方法，輔助設(shè)備和勞動力用量多，增加了造價，不符合廢黃河 廉莊公路橋 設(shè)計、施工 。 通過以上的方案比選，綜合考慮該橋的經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)性、施工可行性及實用性選擇第三 方案（連續(xù)梁橋方案）為最后的實施方案，其優(yōu)點如下： 施工工藝：懸臂掛梁施工法，混凝土連續(xù)梁橋施工期間抗風(fēng)能力強(qiáng)，在施工期間可以不需要附加的抗風(fēng)措施，降低混凝土長懸臂施工時抗風(fēng)帶來的風(fēng)險。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 6 第二章 結(jié)構(gòu)設(shè)計 本章主要介紹橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計。橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計包括橋梁上部結(jié)構(gòu)和橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計。橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計的包括：截面尺寸的擬定，內(nèi)力計算（恒載內(nèi)力、活載內(nèi)力和內(nèi)力組合），配筋設(shè)計，施工階段和使用階段的應(yīng)力驗算，最終承載力極限狀態(tài)強(qiáng)度驗算、剛度驗算，預(yù)拱度設(shè)置等。下部結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要 內(nèi)容為橋墩（臺）的設(shè)計。本章詳細(xì)介紹了設(shè)計資料及上部構(gòu)造主梁的細(xì)部尺寸。 本設(shè)計采用主橋 14+32+14m 的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁。具體尺寸為截面梁高 ，為主跨徑的 1/15；采用實橋墩，橋墩高度為 8m。 ： 32m ：凈寬 18m，橋面設(shè)計為雙向 4車道，為單箱單室。 ： 設(shè)計荷載為公路 I 級；環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)為 I 類環(huán)境；設(shè)計安全等級為二級。 ：體系均勻升溫 25℃和降溫 20℃，同時需考慮不均勻溫差；人 行欄桿每側(cè)重量分別為 ，單側(cè)防撞欄為 ，橋面鋪裝用 8cm厚防水混凝土＋ 8cm厚瀝青混凝土。 C55， C55混凝土強(qiáng)度指標(biāo)： 抗壓強(qiáng)度設(shè)計值 MPa? , 抗拉強(qiáng)度設(shè)計值 MPa? , 彈性模量 43 .5 5 1 0cE M P a?? 。 C35， C35混凝土強(qiáng)度指標(biāo)： 抗壓強(qiáng)度設(shè)計值 MPa? ， 抗拉強(qiáng)度設(shè)計值 43 .1 5 1 0cE M P a?? , 彈性模量 43 .1 5 1 0cE M P a?? 。 標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度 為 1860Mpa 的 ? 低松弛鋼絞線 ， 張拉控制應(yīng)力取 為 pkf ，預(yù)應(yīng)力筋的錨固方式為群錨，按后張法施工。強(qiáng)度指標(biāo)為： 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 7 抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 1860pkf MPa? ， 抗拉強(qiáng)度設(shè)計值 1260pdf MPa? ， 彈性模量 51 .9 5 1 0cE M P a?? 。 HRB400 鋼筋。其強(qiáng)度指標(biāo)為： 抗拉強(qiáng)度設(shè)計值 330sdf MPa? ， 彈性模量 10cE M P a?? ， 箍筋及構(gòu)造鋼筋采用 HRB335 鋼筋，其強(qiáng)度指標(biāo)為 抗拉強(qiáng)度設(shè)計值 280sdf MPa? ， 彈性模量 10cE M P a?? 。 A.《公路橋涵設(shè)計通 用規(guī)范》（ JTG D6020xx） 。 B.《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 D6220xx）。 主梁尺寸擬定 根據(jù)已成橋資料及《梁橋》、《橋梁工程》（上冊）手冊有關(guān)連續(xù)箱梁橋截面形式及尺寸的相關(guān)內(nèi)容，擬定主梁尺寸如下： 橋梁單幅采用單箱單室主梁截面，箱頂寬 18m，底面寬 11m。 由于是等截面梁，故梁底采用直線。底板厚為 50cm，腹板厚為 60cm，頂板厚為 30cm。設(shè)橫隔板四道（兩個支點各設(shè)兩道），板厚 40cm，中間留有尺寸為 130cm 100cm 的人道。 圖 12 邊跨端部和跨中處截面 單位（ cm） 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 8 截面特性及單元重量計算成果表 表 11單元數(shù)量列表 單元號 左梁高 左面積 左單位重 右梁高 右面積 右單位重 單元重量 1 342 342 684 4 342 342 684 8 342 342 684 16 342 342 684 24 342 342 684 27 342 342 684 30 342 342 684 建模及數(shù)據(jù)輸入 廢黃河廉莊公路橋初步設(shè)計 采用《橋梁博士》軟件進(jìn)行內(nèi)力分析計算。 單元劃分 根據(jù)施工情況及構(gòu)造要求，全橋共分為 30 個單元， 31個截面。具體劃分情況如下： 圖 21 計算簡圖 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 9 圖 22 全橋立面模型 圖 23 控制截面位置圖 為了方便全橋施工，現(xiàn)采用《橋梁博士》軟件計算出了全橋上部結(jié)構(gòu)控制截面的幾何特性，具體情況如下： 表 21 控制截面幾何信息 節(jié)點 Ec （ MPa ） Ao （ 2m ） I（ 4m ） Y （ m ） 1（邊跨端部） +04 ` 4（邊跨 1/2L） +04 8（根部） +04 12(主跨 1/4L) +04 16（主跨 1/2L） +04 廢黃河廉莊公路橋采用懸臂施工法，模擬施工如下： 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 10 0號塊采用現(xiàn)澆，其余號梁段采用掛籃施工，然后懸臂現(xiàn)澆邊跨及中跨，最后合攏中跨。本次設(shè)計為簡單起見，全橋共分 3個施工階段，第一施工階段為梁體施工階 段，第二階段為橋面鋪裝階段，第三階段為隨后的養(yǎng)護(hù)及運(yùn)營階段。 橫隔板在全橋截面計算中已經(jīng)計入，故此處不必重復(fù)計算， 人行欄桿 1 /q kN m? ， 防撞欄 2 /q kN m? ， 橋面鋪裝層 3 ( 24 23 ) 18 /q k N m? ? ? ? ? ?， 施工階段每延米重度為 1 2 3 /q q q k N m??? 。 計算結(jié)果及數(shù)據(jù)處理 所有數(shù)據(jù)輸完并檢查無誤后，進(jìn)入結(jié)構(gòu)計算模塊，輸出單元截面內(nèi)力如下表所示： 恒載內(nèi) 力 表 22 控制截面結(jié)構(gòu)重力表 節(jié)點 M ()kN m? V ()kN 1 0 645 4 2290 1410 8 24500 5470 12 8350 2740 16 19300 0 表 23 控制截面第一階段永久荷載結(jié)構(gòu)內(nèi)力表 節(jié)點 M ()kN m? V ()kN 1 0 645 4 2290 1410 8 24500 5470 12 8350 2740 16 19300 0 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 11 恒載內(nèi)力作用下，結(jié)構(gòu)彎矩圖： 圖 24 結(jié)構(gòu)彎矩圖