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畢業(yè)設計任務書李蘭平全括號最新-資料下載頁

2024-12-01 16:44本頁面

【導讀】構尺寸的選擇,結構受力計算分析,施工方法選擇等。同類型橋梁的計算分析,對預應力混凝土連續(xù)梁橋施工方法有一定的了解。橋式方案比選,擬定橋梁細部結構尺寸;運用有限元軟件進行橋梁結構內力分析計算;編制不少于15000字的設計說明書;繪制不少于16張A3的結構主要施工圖。5m;箱梁梁高呈二次拋物線變化,中支點處梁高為,邊支點和跨中處梁高為;考慮到抗彎剛度及抗扭剛度的影響,梁體采用單箱單室箱型截面,橋面寬度為,主梁梁體采用懸臂澆注法施工,對稱平衡澆注混凝土;邊跨現(xiàn)澆段采用滿堂支架法施工。基礎不均勻沉降、預加力、混凝土收縮徐變作用下引起的次內力效應。失,本設計以頂板束N8為例,對其進行了分析和說明。體結構設計驗算,包括施工階段、運營階段的強度和變形驗算。最后,對梁體的主要工程數(shù)量進行了統(tǒng)計。

  

【正文】 3) 腹板厚度 跨中腹板厚度的選定,主要取決于布置預應力筋和澆注混凝土必要的間隙等構造要求,同時考慮到腹板的抗剪作用。一般選擇原則如下:腹板內無預應力筋時,可取20cm;腹板內有預應力筋時,可取 25~30cm ;腹板內有預應力筋錨固頭時,取 35cm。為滿足支點較大剪應力要求,墩上或靠近橋墩的箱梁根部腹板需加厚。大跨度橋腹板應采用變厚度形式,從跨中向支點分段線形逐步加厚,變厚段一般為 一個節(jié)段長。為方便施工,簡化內模構造,中、小跨徑連續(xù)梁橋腹板一般采用等厚度形式。 本橋 邊跨端部處腹板厚度由 40cm 線性變化至 80cm, 5 號或 5a 號節(jié)段內 ,腹板由 40cm線性 變化 到 75cm,其余腹板厚度為等厚。 1/2 端橫隔板 1/2 中橫隔板 圖 34 橫隔板截面圖 ( 4)梗腋 梗腋是為了提高截面的抗扭剛度和抗彎剛度,減小扭轉剪應力和畸變應力。橋面板支點剛度加大厚,可以吸收負彎矩,從而減小了橋面板的跨中正彎矩。此外,梗腋使力線比較平緩 的 過度,減小 了次應力。 本橋在頂板和腹板交接處梗腋尺寸為 90cm30cm,在底板和腹板交接處梗腋尺寸 西南交通大學本科 畢業(yè)設計 第 12 頁 為 30cm30cm。 ( 5)橫隔板 橫隔板是為了增加箱梁的整體性,提高梁體的抗扭剛度。本橋在支座處設置橫隔板,全聯(lián)共設置 4 道橫隔板,橫隔板中部設有人洞,以利于檢查人員通過。橫隔板的具體 結構 尺寸見圖 34。 西南交通大學本科 畢業(yè)設計 第 13 頁 第 4 章 梁體內力計算 主梁的內力計算,可分為設計和施工內力計算兩部分。設計內力是強度驗算及配筋設計的依據(jù)。施工內力是指施工過程中,各施工階段的臨時施工荷載,如施工機具設備(掛籃、張拉設備等 ) 、模板、施工人員引起 的內力,主要供施工階段驗算用。把這部分內力和該階段的主梁自重內力疊加,檢驗設計的截面尺寸和配筋是否滿足施工時的強度和剛度要求,否則應增加臨時約束或對截面進行局部臨時加固。 主梁內力包括恒載內力、活載內力、附加內力(如風力或離心力 ) 計算,以及由于預加力、混凝土收縮、徐變和溫度變化等引起的結構次內力計算。將他們按照規(guī)范的規(guī)定進行組合,從中挑選最大設計內力,依次進行配筋計算和應力驗算。 預應力混凝土連續(xù)梁橋是一種超靜定的空間結構體系,受力較為復雜,要精確分析橋梁結構的真實受力是非常困難。本設計的內力計算采用的是 橋 梁專用 有限元分析軟件 MIDAS/Civil。 結構計算簡圖 及其模擬 模型建立原則 在使用 MIDAS/Civil 分析結構前,必須對橋梁結構進行離散化,建立結構計算圖式。結構離散化是結構分析重要的一環(huán),必須遵循一下原則: ( 1) 保證體系的幾何不變性。這一點在較復雜的施工體系轉換中尤其應注意。同時也應避免與結構受力不符的多余約束; ( 2) 計算模型應盡量符合結構的構造特點和受力特點,對于零號塊的處理、支座的處理、橫隔板的模擬等應慎重考慮; ( 3) 在合理模擬保證精度的前提下,盡量減少節(jié)點數(shù)目,以縮 小計算規(guī)模。 因此,一般在一下位置應劃分節(jié)點: ① 構件的轉折點和截面變化點; ② 施工分界點、邊界處及支座處; ③ 需驗算或求位移的截面處; ④ 當出現(xiàn)位移不連續(xù)的情況時,例如相鄰兩 位置 以鉸接形式相連(轉角不連續(xù) ) ,可在鉸接處設計兩個節(jié)點,利用主從約束考慮該連接方式。 結構模型 考慮上述因素,本設計 中, 連續(xù)梁 梁體共建立了 67 個節(jié)點, 劃分為 66 個 單元 進行有限元分析計算 , 利用彈性連接中的一般連接來模擬支座高度, 主梁節(jié)點和支座間 西南交通大學本科 畢業(yè)設計 第 14 頁 利用彈性連接中的剛性連接模擬 ,并進行了施工 階段和結構體系轉換 的模擬。 ( 1) 施工 階段模擬描述 施工階段和 節(jié) 段的劃分詳見 第 3 章( 施工節(jié)段的劃分 ), 為了 得到與實際相符合的準確的結果 , 模型按照前述所劃分的施工階段和節(jié)段進行了施工階段的模擬。在各施工階段, 梁體 自重在施工階段 1 激活,階段外力包括掛籃、濕重、鋼束 預應力 。施工階段的模擬描述見表 41。 表 41 施工階段模擬描述 施工階段 施工內容描述 階段外力描述 總 持續(xù)時間 (天) 施工橋梁段 1 澆注 1, 0, 1a 號節(jié)段 濕重 掛藍 1 號段鋼束預應力 10 張拉 1 號段鋼束 施工橋梁段 2 澆注 2, 2a 號節(jié)段 濕重 掛藍 2 號段鋼束預應力 20 張拉 2 號段鋼束 施工橋梁段 3 澆注 3, 3a 號節(jié)段 濕重 掛藍 3 號段鋼束預應力 30 張拉 3 號段鋼束 施工橋梁段 4 澆注 4, 4a 號節(jié)段 濕重 掛藍 4 號段鋼束預應力 40 張拉 4 號段鋼束 施工橋梁段 5 澆注 5, 5a 號節(jié)段 濕重 掛藍 5 號段鋼束預應力 50 張拉 5 號段鋼束 施工橋梁段 6 澆注 6, 6a 號節(jié)段 濕重 掛藍 6 號段鋼束預應力 60 張拉 6 號段鋼束 施工橋梁段 7 澆注 7, 7a 號節(jié)段 濕重 掛藍 7 號段鋼束預應力 70 張拉 7 號段鋼束 施工橋梁段 8 澆注 8, 8a 號節(jié)段 濕重 掛藍 8 號段鋼束預應力 80 張拉 8 號段鋼束 施工橋梁段 9 及現(xiàn)澆段 澆注 9, 9a 號節(jié)段及現(xiàn)澆段 中合攏濕重、掛藍 9 號段鋼束預應力 90 張拉 9 號段鋼束 施工中合攏段 澆注中合攏節(jié)段 邊合攏濕重、掛藍 中合攏段鋼束預應力 100 張拉中合攏段鋼束 施工邊合攏段 澆注邊合攏節(jié)段 邊合攏段鋼束預應力 110 張拉邊合攏段鋼束 橋面鋪裝 鋼軌、道碴、軌枕、防水層、人行道遮 板、擋碴墻、電纜槽豎墻、蓋板等 二期恒載 130 收縮徐變階段 無 無 3780 ( 2) 結構體系轉換 模型模擬了梁體的 兩次結構體系轉換,即一是中合攏完成后主墩由臨時固結支座轉換為球形活動支座,二是邊合攏后拆除現(xiàn)澆段滿堂支架,完成成橋階段的體系轉換。 西南交通大學本科 畢業(yè)設計 第 15 頁 球形活動支座高度用彈性連接中的一般連接模擬, 靠定義其約束方向的 剛度來實現(xiàn)。主梁節(jié)點和支座 節(jié)點 間利用彈性連接中的剛性連接模擬 。 圖 41 至圖 43 示意出了結構計算簡圖以及結構體系轉換過程。 表 42 至表 44 對 結構 在 體系轉化過程中和 成橋后 的邊界條件模擬予以說明 。 ① 中合攏前 計算簡圖 及支座模擬 圖 41 結構計算簡圖( 中合攏前 ) 表 42 中合攏前邊界條件模擬 邊界類型 位置 主梁節(jié)點與 支座頂部節(jié)點 支座頂部節(jié)點與 支座底部節(jié)點 支座底部節(jié)點 邊支座 彈性連接中剛性連接 彈性連接中的一般連接 一般支承 主墩臨時固結 彈性連接中剛性連接 無支座高度模擬 一般支承 滿堂臨時支架 彈性連接中剛性連接 無支座高度模擬 一般支承 ② 中合攏后 計算簡圖及支座模擬 圖 42 結構計算簡圖(中合攏后 ) 表 43 中合攏后邊界條件模擬 邊界類型 位置 主梁節(jié)點與 支座頂 部節(jié)點 支座頂部節(jié)點與 支座底部節(jié)點 支座底部節(jié)點 邊支座 彈性連接中剛性連接 彈性連接中的一般連接 一般支承 中支座 彈性連接中剛性連接 彈性連接中的一般連接 一般支承 滿堂臨時支架 彈性連接中剛性連接 無支座高度模擬 一般支承 ③ 成橋后 計算簡圖及支座模擬 圖 43 結構計算簡圖(成橋后 ) 西南交通大學本科 畢業(yè)設計 第 16 頁 表 44 成橋后邊界條件模擬 邊界類型 位置 主梁節(jié)點與 支座頂部節(jié)點 支座頂部節(jié)點與 支座底部節(jié)點 支座底部節(jié)點 邊支座 彈性連接中剛性連接 彈性連接中的一般連接 一般支承 中支座 彈性連 接中剛性連接 彈性連接中的一般連接 一般支承 ( 3) 荷載模擬 模型中模擬了恒載 中的構件及附屬設備自重 、 預加力、混凝土收縮徐變、基礎變位, 活載 中的豎向靜力活載、列車豎向動力, 附加力中 的風荷載、制動力以及溫度變化的作用。同時也模擬了 施工階段中的掛籃和濕重荷載。各荷載 的 具體模擬形式 及其所屬荷載工況類型 見表 45。 表 45 各荷載的模擬方式 荷載名稱 荷載工況類型 模擬形式 自重 施工階段荷載 ( CS) 在施工階段 1 激活 掛 籃 施工階段荷載 ( CS) 節(jié)點荷載 濕重 施工階段荷載 ( CS) 節(jié)點荷載 預應力 施工階段荷載 ( CS) 預應力荷載 二期橫載 施工階段荷載 ( CS) 梁 單元 均布荷載 整體升溫 溫度荷載 ( T) 系統(tǒng)溫度 整體降溫 溫度荷載 ( T) 系統(tǒng)溫度 正溫梯 溫度梯度 ( TPG) 梁截面溫度 負溫梯 溫度梯度 ( TPG) 梁截面溫度 風荷載 風荷載 ( W) 梁 單元 集中荷載 制動力 制動力 ( BRK) 梁 單元 均布荷載 恒載內力計算 主梁的恒載內力,包括主梁自重(前期恒載 ) 引起的主梁自重內力和后期恒載(如橋面鋪裝、人行道、欄桿等 ) 引起的主梁后期恒載內力。 主梁自重是在 結構中逐步形成的過程中作用于橋上的,因而它的計算和施工方法有密切的關系。 預應力混凝土連續(xù)梁橋在施工過程中不斷有體系轉換過程,在計算主梁自重內力時必須分階段進行。而后期恒載作用于橋上時,主梁結構已經(jīng)形成最終體系,主梁恒載內力計算就可以直接應用于結構內力影響線。 根據(jù)《鐵路橋涵設計基本規(guī)范》( - 2021) ,結構構件 容重 采用? ? ;二期恒載包括鋼軌、道碴、軌枕、防水層、保護層、人行道遮板、擋碴墻、電纜槽豎墻、蓋板等重量,本設計 參照 設計院經(jīng)驗取值, 按 。 由于預應力混凝土連續(xù)梁橋在施工過程中不斷有體系轉換過程, 手算操作難度過 西南交通大學本科 畢業(yè)設計 第 17 頁 大, 故本橋采用 MIDAS/Civil 橋梁專用軟件進行施工階段和成橋后兩階段恒載內力計算。 施工階段 恒載 內力計算結果 施工階段內力除包括主 梁節(jié)段自重外,還應包括施工過程中各施工節(jié)段的臨時施工荷載,如 施工機具(掛籃、張拉設備等 ) 、模板、施工人員等引起的內力。 本橋中,施工荷載 僅考慮掛籃荷載以及濕重兩種荷載 , 其中掛籃荷載取值為 100t, 考慮到濕重大于構件自重 ,參照設計院經(jīng)驗 范圍, 濕重 取值 為下一施工節(jié)段自重的 倍。 ( 1) 懸臂施工階段 在本橋中, 懸臂施工共 9 個階段, 最不利情況為第 9 施工 階段 段,即最大懸臂 施工 階段。 最大懸臂施工階段的最大負彎矩(絕對值最大) 發(fā)生在中支點附近,其值 為 10 kN m??;最大剪力發(fā)生在臨時固結處,其值為 10 kN? ; 在滿堂現(xiàn)澆段,有正彎矩出現(xiàn),其最大值為 10 kN m??。 最大懸臂施工階段 恒載作用下 的 內力 (僅示部分截面) 見表 46,其 內力圖見圖 44 和圖 45。 圖 44 最大懸臂階段恒載作用下彎矩圖(單位: kNm? ) 表 46 最大懸臂施工階段恒載作用下內力 位置 截面號 軸向( kN ) 剪力 z( kN ) 彎矩 y( kNm? ) 邊支點 2 3 1/4 邊 跨 8 9 1/2 邊跨 11 12 2/3 邊跨 14 15 西南交通大學本科 畢業(yè)設計 第 18 頁 位置 截面號 軸向( kN ) 剪力 z( kN ) 彎矩 y( kNm? ) 中支點 20 21 1/4 中跨 28 29 1/2 中跨 32 33 圖 45 最大懸臂階段恒載作用下 剪力 圖(單位: kN ) ( 2) 中合攏階段 中合攏段澆注 完成 后, 梁體 結構進行第一次 體系轉換 。 中間兩主橋墩由臨時固結轉換為 球形 活動支座。 中合攏施工階段的最大 負彎矩 (絕對值最大) 發(fā)生在中支點處,其值為 10 kN m??;最大正彎矩發(fā)生在跨中處,其值 為 10 kN m??;最大剪力發(fā)生在中支點處,其值為 10 kN? 。 中合攏段 主要截面 恒載作用下 內力詳見表47(僅 示 部分截面) ,其內力圖見圖 46 和圖 47。 表 47 中合攏施工階段恒載作用下內力 位置 截面 號 軸向( kN ) 剪力
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