【文章內(nèi)容簡介】 選題的目的及意義 本 設計 所涉及的橋梁 知遇橋 位于黑龍江省西部齊齊哈爾市境內(nèi)，跨越烏裕爾河支流，連接扎龍與二龍山。 氣候?qū)僦袦貛Т箨懶约撅L氣候，四季分明，冬長夏短。 年降水 428 毫米 ， 1 月均溫－ ℃ ， 7 月均溫 ℃ ， 年平均氣溫 ℃。 設計等級為公路一級。 該橋的建設，為我省村村通工程的統(tǒng)一部署。將使當?shù)氐慕煌ǜ臃奖憧旖?，有利于兩岸的?jīng)濟、文化等方面的交流，給當?shù)匾约爸苓呡椛涞貐^(qū)的經(jīng)濟發(fā)展和人民生活帶來極大的便利，對促進經(jīng)濟發(fā)展、改善人民群眾物質(zhì)和文化生活起到積極作用。 通 過該橋梁設計 ， 使我能夠正確分析現(xiàn)有的橋位水文、地質(zhì)、氣候等自然條件，根據(jù)道路等級、荷載等級、橋面凈寬、航道等級等設計技術標準 [1]，結合施工隊伍技術力量和設備條件，獨立查閱、 應用中外文獻資料， 正確使用公路橋涵設計規(guī)范進行設計計算，熟練繪制橋梁施工圖并撰寫設計說明書 ，從而達到獨立完成一般橋梁設計的目的。 國內(nèi)外研究狀況 現(xiàn)代橋梁發(fā)展歷史悠久， 從 18 世紀后期算起已經(jīng)歷了 200 余年。隨著橋梁所用材料的不斷進步 ,跨度從不足百米到逼近 2021m[1]。 從我國已建成的預應力混凝土橋梁來看 ,大多都采用 C C50 混凝土 ,進而采用減水劑等添加劑制備塑性混凝土 ,并發(fā)展了泵送混凝土工藝 [2]。隨著橋梁跨度的增加 ,為減少橋梁結構的自重 ,混凝土逐漸向高強，輕質(zhì)方向發(fā)展。日本早在 70 年代采 用 C80 混凝土修建了幾座 單孔 跨 徑為 45m的簡支 預應力混凝土鐵路橋 ,后來 德國在 主跨 為 136m 的富林 格爾橋上采用了輕質(zhì)混凝土。國 外 目前在高強，輕質(zhì)混凝土方面已經(jīng)有所成就。如 孟買的第二勃溪大橋 ,是一座主跨 為 的雙塔雙索面預應力混凝土斜拉橋 [3]。由 孟買國家 大橋試驗 中 心研制成功的 C60 微 硅粉高強混凝土首次在該橋主梁澆注使用 。 作為混凝土的改 性材料 ,微硅粉高強混凝土具有易澆注，整體密實，長期穩(wěn)定及強度高等特點 ,可提高建筑的內(nèi)在質(zhì)量 ,在橋梁建筑市場上具有極大的推廣應用價值。 為適應我國經(jīng)濟的發(fā)展 ,緩解交通問題給人們生產(chǎn)生活帶來的不便 ,預應力混凝土結構的應用范圍將更加廣闊 ,因此我們應加強提高預應力技術水平的科研工作。和發(fā)達國家相比 ,我們預應力混凝土工程的研究相對落后。憑借我們已有的強大隊伍 ,和一些單位在預應力技術推廣應用中的創(chuàng)收實力完全可以承擔和完成這項重要的科研本科生畢業(yè)設計 2 任務。同時 ,設計和施工的分離也是影響我國預應力混凝土結構迅速發(fā)展的因素之一。簡支梁橋結 構簡單，施工方便，且對地基承載力的要求也不高，是目前公路上應用最廣泛的橋型之一 [4]。 因此有必要成立大型強而有力的預應力混凝土工程公司 ,承擔重大預應力混凝土工程 ,并擔負新技術開發(fā)研究 ,并做好與設計和施工之間的聯(lián)系 ,以提高我國的預應力技術水平。 工程概況 橋位河段為烏裕爾河支流，地處松嫩平原西部，地域平坦遼闊。橋位附近河道順直，河床穩(wěn)定。河床土質(zhì)自上而下依次為黏性土、砂夾黏土、粗砂、密實黏性土，河床比降 ‰。本橋梁上部結構采用預應力混凝土簡支 T 梁，下部結構采用雙柱式橋墩，肋板式橋臺 ， 基礎采用 樁基 礎。 技術標準和設計依據(jù) 技術標準 （ 1）《 公路工程水文勘測設計規(guī)范 》 （ JTG C302021） （ 2） 《公路橋涵設計通用規(guī)范》 (JTG D602021) （ 3） 《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范 》 （ JTJ D622021） （ 4） 《公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范》 （ JTGD 632021） （ 5） 《公路橋涵施工技術規(guī)范》 （ JTJ0412021） （ 6） 公路橋涵現(xiàn)行標準圖 設計依據(jù) 橋面凈空 ： 2（ +2) m 設計荷載 ： 公路 — Ⅰ級 設計水 位 ： H= 結構形式 上部結構采用裝配式預應力混凝土簡支 T 梁。下部采用 雙柱式橋墩，肋板式橋臺 ，樁基礎。 主要材料規(guī)格 主要材料規(guī)格見表 所示 [5]。 表 材料規(guī)格表 名稱 類型（等級） 項目 取值 混凝土 C50 抗壓強度標準值 ckf = 本科生畢業(yè)設計 3 抗壓強度設計值 cdf = 抗拉強度標準值 tkf = 抗 拉強度設計值 tdf = 彈性模量 cE = 410 MPa C40 抗壓強度標準值 ckf = 抗壓強度設計值 cdf = 抗拉強度標準值 tkf = 抗拉強度設計值 tdf = 彈性模量 cE = 410 MPa 非預應力鋼筋 HRB335 抗拉強度標準值 skf =335Mpa 抗拉強度設計值 sdf =280Mpa 彈性模量 sE = 510 Mpa HRB400 抗拉 強度標準值 skf =400Mpa 抗拉強度設計值 sdf =330Mpa 彈性模量 sE = 510 Mpa 預應力鋼絞線 ? 抗拉強度標準值 pkf =1860Mpa 抗拉強度設計值 pdf =1260Mpa 彈性模量 cE = 510 Mpa 施工要點 上部結構施工要點 上部結構施工要點主要 體現(xiàn)在主梁預應力鋼束的張拉和預應力混凝土梁的裝配兩個方面，其中 主梁預應力張拉時應注意以下幾個問題： （ 1）張拉應力的控制，控制好初張拉的應力，其值不得大于 鋼絞線抗拉強度的75%。 （ 2）張拉順序必須合理，防止梁體由于不當受彎而開裂。 （ 3） 張拉系統(tǒng)使用前應進行標定。 （ 4） 張拉前應檢查張拉系統(tǒng)安全可靠，張拉 時應有安全措施，張拉千斤頂后嚴禁站人。 預應力混凝土梁在裝配時應注意 合理選擇混凝土梁的架設方法， 根據(jù)本設計所涉本科生畢業(yè)設計 4 及的 河床情況及水文特征選用 跨墩門式吊車架橋。 下部結構施工要點 下部結構施工要點主要 體現(xiàn)在鉆孔灌注樁基礎的施工，鉆孔灌注樁基礎施工時應注意： ： （ 1） 設置護筒，防止孔壁坍塌 。 （ 2） 制備泥漿，泥漿稠度應根據(jù)地層變化或操作要求靈活掌握，泥漿不易太稀和太稠 。 （ 3）混凝土灌注必須連續(xù)作業(yè)，一氣呵成，灌注過程中隨時測量和記錄孔內(nèi)混凝土標高和導管入孔長度，提管時保證導管埋入混凝土 3~5m 的深度。 （ 4）灌注樁頂標高應比設計值預加一定的高度，此范圍浮漿混凝土應鑿除。 （ 5）水下混凝土強度應不低于設計強度。 本科生畢業(yè)設計 5 第 2 章 水文計算 水面寬度及過水面積的計算 已知 河床設計水位 ? ， 河床橫斷面計算情況見表 。 表 河床橫斷面計算表 位 置 樁號（ m） 河床標高（ m） 水深（ m） 平均水深（ m） 水面寬度（ m） 濕周（ m） 過水面積（㎡） 累計面積（㎡） 合計 左灘 157 0 tz?? ?? 310 1 155 2 河槽 ?? ??? 415 455 151 6 155 2 右灘 ty?? ?? 157 0 本科生畢業(yè)設計 6 流量及流速的計算 由公式 R ??? （ ） 2 13 21V = R in?? （ ） QV?? （ ） 式中： ? —— 濕周； n —— 粗糙系數(shù)，取 140n? ； R—— 水力半徑 ； i —— 水力坡度，取 %； ?—— 過水面積 。 得： 左灘： 1 3 5 .6 3 1 .4 29 5 .5 2 5tztz tzR ??? ? ? m ? ?2 13 24 0 1 . 4 2 0 . 0 1 6 % 0 . 6 3 92 13 2tz 1V = R in ? ? ? ? ? ? m/s 135 .63 z t z t zQV?? ? ? ? ? 3m/s 河槽 ： 8 5 6 .5 9 4 .3 1 4 m1 9 8 .5 7 3cc cR ??? ? ? ? ?2 13 24 0 4 . 3 1 4 0 . 0 1 6 % 1 . 3 4 m / s2 13 2c 1V = R in ? ? ? ? ? ? 385 9 4 11 48 .54 m / sc c cQV?? ? ? ? ? 右灘： 3 3 .3 2 0 .2 4 3 m1 3 7 .2 0 2tyty tyR ??? ? ? ? ?2 13 24 0 0 . 2 4 3 0 . 0 1 6 % 0 . 1 9 7 m / s2 13 2ty 1V = R in ? ? ? ? ? ? 本科生畢業(yè)設計 7 333 .3 2 0. 19 7 6. 56 m / sty ty tyQV?? ? ? ? ? 綜上， 全斷面設計流量 312 41 .8 m / sp tz c tyQ = Q + Q + Q ? 橋孔長度計算 橋孔長度的確定 橋孔長度的計算 根據(jù)我國 公路橋梁最小橋孔凈長度 jL 的計算公式（ ）計算 [7]。 3npj q ccQL = k BQ?????? （ ） 式中： jL — 橋孔最小凈長度 m ； pQ — 設計流量 3m/s ； cQ — 設計水位下，天然河槽流量 3m/s ； cB — 天然河槽寬度 m ； ,3qkn— 系數(shù)和指數(shù)[8]；查表 得 qk ? ， 3 ? 。 所以， 0 . 9 01 2 4 1 . 80 . 8 4 1 8 2 1 6 4 . 0 0 m1 1 4 8 . 5 43npj q ccQL k BQ?? ??? ? ? ? ??? ?????? 橋墩中心樁號的確定 前面已求得最小橋孔凈長為 164m，設計標準跨徑為 ,橋墩直徑擬定為 ，故橋梁孔數(shù) n 取 5n? 孔 。 則成橋后橋下凈長 ： 39。 5 36 .5 1. 8 4 17 5. 3jjLL? ? ? ? ? ? 各橋臺中心樁號見表 表 橋臺中心樁號表 0號臺 1號墩 2號墩 3號墩 4號墩 5號臺 K136+ 橋面中心最低標高的確定 本科生畢業(yè)設計 8 該河段為不通航河段，根據(jù)設計水位按公式（ ）計算橋面高程 minH 。 m i n p j DH H h h h? ? ? ? ? ? ?? （ ） 式中： pH —— 設計水位； jh? —— 橋下凈 空安全值，取 ； Dh? —— 橋梁上部結構建筑高度 ，包括橋面鋪， 8 8 mDh? ? ? ?； h? —— 壅水高度，取 mh?? ? 所以， 橋面中心最低標高 : m in 157 .0 160 .33 mH ? ? ? ? ? 橋梁沖刷計算 一般沖刷深度 計算 橋梁一般沖刷深度 ph 由公式 （ ） 計算。 ? ?. 04 ( ) 1 cp d c mc c qBQh A hQB????? ? ?????? （ ） 式中： ph —— 橋下一般沖刷后的最大水深（ m ）； 2Q —— 橋下河槽部分通過的設計流量（ 3m/s ） ； 當橋下河槽能擴寬至全橋時 ， 32 1241 .8 m / sp?? ； cQ —— 天然狀態(tài)下河槽部分的設計流量（ 3m/s ）； cB —— 天然河槽寬度；取 182mcB ? ； cqB —— 橋長范圍內(nèi)河槽寬度； 3 6 .5 5 1 8 2 .5 mcqB ? ? ?； ? —— 設計水位下，在 cqB 寬度范圍內(nèi)，橋墩 阻水總面積與橋下毛過水面積的比值； 1 .8 0 .4 93 6 .5bl? ? ? ?； ? —— 橋墩水流側(cè)向壓縮系數(shù)，經(jīng)查表，由內(nèi)插可求得 ? ? ； cmh —— 橋下河槽最大水深（ m ） ? ； 本科生畢業(yè)設計 9 dA —— 單寬流量集中系數(shù)； zBAH?? ??? ? ??? ??????。 所以， ? ? ( ) m114 1 9 182 .5ph??? ? ? ???? ? ??? 沖刷深度 3 5 mp p c mh h h? ? ? ? ? ? ? 故不需要計算第二層土中的沖刷深度。 下面