【正文】 ***：女兒河大橋下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)12荷載對(duì)稱布置用杠桿法,非對(duì)稱布置用偏心壓力法。325kNm?? 橋墩截面尺寸擬定根據(jù)女兒河大橋的設(shè)計(jì)資料，參照《公路橋涵設(shè)計(jì)手冊(cè)——墩臺(tái)與基礎(chǔ)》中的有關(guān)規(guī)定和計(jì)算實(shí)例以及其它相關(guān)的規(guī)范中的相關(guān)要求，先初步擬定橋梁橋墩的尺寸如圖 31所示，然后進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)和驗(yàn)算，如不符合要求，進(jìn)行必要的修改。***：女兒河大橋下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)103 橋墩設(shè)計(jì) 橋墩類型和主要材料橋墩選用鉆孔灌注樁雙柱式橋墩。??? 驗(yàn)算支座的抗滑穩(wěn)定性 計(jì)算溫度變化引起的水平力 （27）?????? 驗(yàn)算滑動(dòng)穩(wěn)定性 ???????????遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）9 ckHFNR???????以及 （合格） 。???? 計(jì)算梁端轉(zhuǎn)角 ?由關(guān)系式 和 可得：4538glfEI?32lI （25）351645lgfEIl??????????設(shè)結(jié)構(gòu)自重作用下，主梁處于水平狀態(tài)。1465nitm????***：女兒河大橋下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)8 支座偏轉(zhuǎn)情況的驗(yàn)算 計(jì)算支座的平均壓縮變形 （24）, cmlEl??????????式中： ——橡膠體積模量， 。901bF?確定需要的橡膠片總厚度 et不計(jì)汽車動(dòng)力： cm????計(jì)入汽車制動(dòng)力： .. cmFGl ????按《橋規(guī)》的其他規(guī)定： ，滿足要求。..??按《橋規(guī)》規(guī)定，制動(dòng)力標(biāo)準(zhǔn)不得小于 90 ，故取 90 參與計(jì)算。mt4610382????1）計(jì)算支座的平面形狀系數(shù) S：遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）7 （21）????81260412??????batS(注： )??510ta2）計(jì)算橡膠支座的彈性模量： （22）MPaSGEee ???式中： —常溫下支座抗剪彈性模量，取 Ge=。2406baab為使支座與梁肋等寬，在三根主梁每一梁端設(shè)置一個(gè)橡膠支座。k——橡膠支座使用階段的平均壓應(yīng)力限值， 。4tC??? 支座平面尺寸的確定對(duì)于橡膠板： ??ckcRAab?????式中： ——橡膠制作承受的平均壓應(yīng)力。40~6C??23~4C??60 計(jì)算支座反力根據(jù)上部結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果，梁體自身構(gòu)造產(chǎn)生的支座反力標(biāo)準(zhǔn)值為 ，－Ⅱ級(jí)荷載引起的支座反力標(biāo)準(zhǔn)值為 ，則支座壓力標(biāo)準(zhǔn)值 。板式橡膠支座與原用的鋼支座相比，有構(gòu)造 簡(jiǎn)單，安裝方便；節(jié)約鋼材，價(jià)格低廉；養(yǎng)護(hù)簡(jiǎn)便，易于更換等優(yōu)點(diǎn)，且建筑高度低，對(duì)橋梁設(shè)計(jì)與降低造價(jià)有益；有良好的隔震作用，可減少活載與地震力對(duì)建筑物的沖擊作用，因此本設(shè)計(jì)選用板式橡膠支座。***：女兒河大橋下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)62 支座的設(shè)計(jì) 板式橡膠支座的選用板式橡膠支座由多層橡膠片與薄鋼板鑲嵌、粘合壓制而成。而方案二對(duì)地基承載力的要求相對(duì)較小，節(jié)省材料降低成本。 比選結(jié)果綜上，根據(jù)女兒河大橋的地質(zhì)條件，橋址周圍的材料以及經(jīng)濟(jì)、節(jié)約的角度進(jìn)行比選。但圬工體積較大，兩側(cè)墻間的填土容易積水，除增大土壓力外還易受凍脹而使側(cè)墻裂縫。 橋臺(tái)比選方案一：重力式橋臺(tái)：適用于填土高度為 410m 的單孔及多孔橋。不是很符合本設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)和安全的立足點(diǎn)原則，而方案一能夠節(jié)省材料，節(jié)約成本。 比選結(jié)果綜上，著重從經(jīng)濟(jì)、安全的立足點(diǎn)出發(fā)，結(jié)合本設(shè)計(jì)聯(lián)系的相關(guān)地質(zhì)條件情況。它的缺點(diǎn)就是圬工材料數(shù)量多、自重大，因而要求地基承載力高。墩身比較厚實(shí)，可以不用鋼筋，而用天然石材或片石混凝土砌筑。它也是目前運(yùn)用最廣泛的橋墩結(jié)構(gòu)之一。外形美觀、圬工體積小、重量比較輕、施工便利、速度快、工程造價(jià)低。方案三雖然在工期上會(huì)比方案一長(zhǎng)，但在從安全角度看，更具有優(yōu)勢(shì)，而且方案三中混凝土材料以砂、石為主，對(duì)于本設(shè)計(jì)可就地取材，更加經(jīng)濟(jì)合理。方案二屬于超靜定結(jié)構(gòu)，施工比較復(fù)雜，同時(shí)造價(jià)也比較高。 比選結(jié)果綜上所述：結(jié)合青年大橋的地質(zhì)、水文條件進(jìn)行比選，本著安全、經(jīng)濟(jì)、適用、美觀的橋梁建造原則以及未來使用條件，青年大橋不是城市的標(biāo)志性建筑，故不用過多考慮美觀性因素。方案三：預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支 T 型梁橋圖 13 預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支 T 型梁橋 Prestressed concrete simple support Tbeam bridge***：女兒河大橋下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4方案分析：簡(jiǎn)支梁受力明確，構(gòu)造簡(jiǎn)單施工方便，可便于裝配施工，省時(shí)省工，適用于本設(shè)計(jì)的規(guī)模。方案二：預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù) T 型梁橋圖 12 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù) T 型梁橋 Prestressed concrete continual Tbeam bridge方案分析：預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁的技術(shù)先進(jìn)，工藝要求比較嚴(yán)格，需要專門設(shè)備和專門技術(shù)熟練的隊(duì)伍，但預(yù)應(yīng)力梁的反拱度不容易控制。根據(jù)水文、氣象、地質(zhì)等條件，初擬橋型方案有三種。 橋型擬定從橋梁受力體系可以將橋梁分為梁式橋、拱式橋、懸索橋、斜拉橋和剛架橋，從安全、適用、經(jīng)濟(jì)和美觀四個(gè)方面分析。設(shè)計(jì)洪水頻率為 1/100，設(shè)計(jì)流量為 ，設(shè)計(jì)水位為m sm3 ，橋址上游匯水面積 542 /s。5）巖土層承載力（表 11）表 11 巖石承載力 Rock capacity list水下鉆孔灌注樁圖層編號(hào) 巖（土）層名稱 容許承載力 [ ]o?極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值（ ）sikq極限側(cè)阻力端準(zhǔn)值 （ ）pkq① 圓礫 400 130② 強(qiáng)風(fēng)化花崗巖 500 140 1800③ 弱風(fēng)化花崗巖 1200 200 2800注：?jiǎn)挝唬篕Pa 水文資料橋位灘面廣闊，主河槽溝形不太明顯，相對(duì)較窄，河道彎曲。3）地下水狀況：擬建場(chǎng)地地下水主要賦存于圓礫層中，水量較豐富，屬第四季孔隙式潛水類型，地下水對(duì)鋼結(jié)構(gòu)有弱腐蝕性，對(duì)鋼筋混凝土無腐蝕性。（3）中風(fēng)化花崗巖：黃褐色，花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，結(jié)構(gòu)少部分破壞，風(fēng)化裂隙較發(fā)育，礦物成分主要為長(zhǎng)石、石英和云母，巖石硬度較大，巖芯呈短柱狀，屬較軟巖，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅳ級(jí)，巖石質(zhì)量指標(biāo) RQD 較好。（2）強(qiáng)風(fēng)化花崗巖：太古界，黃褐色，花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，由長(zhǎng)石、石英、云母***：女兒河大橋下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2等礦物組成，結(jié)構(gòu)部分破壞，風(fēng)化裂隙發(fā)育，巖石較軟，屬軟巖，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅴ級(jí)。 工程地質(zhì)資料根據(jù)地質(zhì)勘察，得出地形、地貌及地層的特征如下：1）地形地貌：女兒河大橋位于葫蘆島市缸屯鎮(zhèn)鋼東村北側(cè)，勘察場(chǎng)地較平坦，屬河谷、洪積相地貌。 技術(shù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)1）橋面凈寬：；2）荷載等級(jí)：公路—Ⅱ級(jí)荷載；3）設(shè)計(jì)安全等級(jí)：二級(jí)；4）環(huán)境類別：Ⅱ級(jí)；5）計(jì)算行車速度：60km/h；6）公路等級(jí)：公路—Ⅱ級(jí)，二車道。遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)1 原始資料及方案比選青年大橋位于沈陽(yáng)，橋孔布置為 522m 的預(yù)應(yīng)力混凝土箱型簡(jiǎn)支梁橋，橋梁全長(zhǎng)110m。本橋上部為預(yù)應(yīng)力混凝土箱型梁，下部結(jié)構(gòu)為鉆孔灌注樁墩臺(tái)。 主要設(shè)計(jì)依據(jù)1） 《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》 （JTG D602022） ；2） 《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》 （JTG D622022） ；3） 《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》 （JTG D632022） ；4） 《公路橋涵設(shè)計(jì)手冊(cè)——墩臺(tái)與基礎(chǔ)》 ；5） 《公路橋梁墩臺(tái)設(shè)計(jì)與施工》 ；6）青年大橋設(shè)計(jì)資料。2）地層特征：地層由上至下主要?jiǎng)澐譃槿龑樱孩?圓礫、②.強(qiáng)風(fēng)化花崗巖、③.中風(fēng)化花崗巖，各巖層特征分述如下：（1）圓礫：黃褐色，松散—中實(shí)，以稍密為主，由輝巖、砂巖、安山巖、花崗巖等卵、礫及長(zhǎng)石、石英質(zhì)砂礫組成，卵、礫呈中風(fēng)化、次圓狀，級(jí)配中等，厚度 —，基層標(biāo)高 —，分布普通?？刂茖雍?—，層底標(biāo)高 —，分布普遍?？刂茖雍?—，層底標(biāo)高—，分布普遍。4）該區(qū)域地震基本烈度為Ⅵ度，標(biāo)準(zhǔn)凍層深度為 。測(cè)量時(shí)水面寬約 ，水深約 。2km 氣候資料該地區(qū)地處嚴(yán)寒地區(qū)，年平均最高氣溫為 30℃，年平均最低氣溫為14℃ ，本區(qū)地震基本烈度為Ⅵ度。同時(shí)，橋型的選擇應(yīng)充分考慮施工及養(yǎng)護(hù)維修的便利程序。遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3方案一：斜拉橋圖 11 斜拉橋示意圖 Cable stayed bridge方案分析：斜拉橋抗風(fēng)能力較大，且跨越能力較強(qiáng)，做成變截面時(shí)，外形也很美觀；但是它風(fēng)險(xiǎn)較大，塔也過高，支架昂貴，維修費(fèi)用高，多適用于城市橋梁。從使用效果方面看，該結(jié)構(gòu)屬于超靜定結(jié)構(gòu)受力較好，無伸縮縫，行車條件好，養(yǎng)護(hù)方便，但是該方案機(jī)具耗用多，前期投入大，成本較多，成本回收難。簡(jiǎn)支梁屬于靜定結(jié)構(gòu)，受力不如連續(xù)梁，同時(shí)伸縮縫多，養(yǎng)護(hù)麻煩，但是造價(jià)低廉勞動(dòng)力耗用少，工作量小，經(jīng)濟(jì)，中小型橋尤其適用。方案一由于造價(jià)昂貴，雖然橋型美觀，但是青年大橋不是城市道路橋梁，因此，可不考慮美觀性因素。而方案三的簡(jiǎn)支 T 型梁橋具有結(jié)構(gòu)造型靈活、整體性好、重量輕、用料省、造價(jià)低、耐久性強(qiáng)、行車舒適、外形美觀等特點(diǎn)，其跨徑較小，可便于裝配施工，省時(shí)省工，適用于本設(shè)計(jì)的規(guī)模。 墩臺(tái)比選 橋墩比選方案一：雙柱式鉆孔灌注樁橋墩：它由分離的兩根樁柱所組成。最重要的是它能減輕墩身重力節(jié)約圬工材料，還能配合各種基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)靈活多樣。方案二：重力式橋墩：它是靠自身重量來平衡外部作用、保持穩(wěn)定。它適用于承受作用值較大的大、中型橋梁或流水、漂浮物較多的河流中，或在砂石方便的地區(qū)，小橋也可以采用。另外，阻水面積也較大。方案二雖然有著承載能力強(qiáng)、配用鋼筋少的優(yōu)點(diǎn)，但是其所用的圬工材料巨大、地基承載力要求也高。所以，選擇方案一。它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）5基礎(chǔ)底承壓面積大，應(yīng)力較小。方案二：輕型橋臺(tái)：輕型橋臺(tái)體積輕、自重小，它借助結(jié)構(gòu)物的整體剛度和材料強(qiáng)度承受外力，從而可以節(jié)省材料，降低對(duì)地基強(qiáng)度的要求和擴(kuò)大應(yīng)用范圍。重力式橋臺(tái)體積較大，使用材料較多，不符合節(jié)約的原則，所以方案一不適用。因此選擇方案二。有足夠的豎向剛度以承受垂直荷載，能將上部構(gòu)造的反力可靠地傳遞給墩臺(tái)，有良好的彈性，以適應(yīng)梁端的轉(zhuǎn)動(dòng)；又有較大的剪切變形以滿足上部構(gòu)造的水平位移。采用天然橡膠，適用溫度為（溫度環(huán)境 ），硬度取 。?公路－Ⅱ級(jí)荷載作用下產(chǎn)生的跨中撓度 ，根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍庀筚Y料，?算溫差 。c——支座壓力標(biāo)準(zhǔn)值。??c???10cMPa??則有， 24875..10kcRAcm???選定支座的平面尺寸為 ， 為順橋方向長(zhǎng)， 為橫橋方向?qū)?。支座初擬定選用 66mm，其中有四層鋼板和五層橡膠片，上下表層橡膠片厚 8mm,中間各層 10mm，加勁鋼板每層厚 5mm，橡膠片總厚度 。eG3）橡膠支座的應(yīng)力驗(yàn)算： （23）?? ??????? 確定支座的厚度主梁上的計(jì)算溫差為 44℃，伸縮變形為兩端均攤，則每一支座的水平位移：51104(30) m?????????車道荷載在一個(gè)設(shè)計(jì)車道上的總重力為。五片梁共 10kkN支座，作用于一個(gè)支座，每個(gè)支座承受水平力 。0..tc??支座總厚度 。2bMPa按《橋規(guī)》規(guī)定， ，驗(yàn)算通過。已知公路－Ⅱ級(jí)荷載作用下的跨中撓度，代入上式得：???? 驗(yàn)算偏轉(zhuǎn)情況 （26）,2acml??即 ，驗(yàn)算合格，支座不會(huì)落空。... tRH???結(jié)果表明支座不會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)。主要材料：混凝土采用 混凝土；主筋采用 鋼筋；鋼筋混凝土容重取40C35HRB。圖 31 橋墩一般構(gòu)造/cm Pier general structure /cm 蓋梁計(jì)算蓋梁截面尺寸見圖 32。a. 單列公路— Ⅱ級(jí)荷載對(duì)稱布置：圖 33 單列公路—Ⅱ級(jí)荷載對(duì)稱布置 Single row roadⅡ level of load symmetrical arrangement， ， 150?????????b. 雙列公路—Ⅱ級(jí)荷載對(duì)稱布置：圖 34 雙列公路—Ⅱ級(jí)荷載對(duì)稱布置 Double row roadⅡ level of load symmetrical arrangement， ， ?????????????????c. 單列公路— Ⅱ級(jí)荷載非對(duì)稱布置：圖 35 單列公路—Ⅱ級(jí)荷載非對(duì)稱布置 Single row roadⅡ level of load asymmetrical arrangement遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）13， ，5n?3em2321(04)0ia????? （31）21iinie???????????d. 雙列公路—Ⅱ級(jí)荷載非對(duì)稱布置 圖 36 雙列公路—Ⅱ級(jí)荷載非對(duì)稱布置 Double row roadⅡ level of load asymmetrical arrangement， ， 5n?180em2321(04)0ia????????????***：女兒河大橋下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)14（2）公路－Ⅱ級(jí)荷載順橋行駛：a. 單孔單列公路－ Ⅱ級(jí)荷載圖 37 公路—Ⅱ級(jí)荷載單孔單列布置 RoadⅡ level of load singlehole and single row KNKN?????b. 雙孔單列公路—Ⅱ級(jí)荷載圖 38 公路—Ⅱ級(jí)荷載雙孔單列布置 Road Ⅱ level of load twohole and si