【正文】 ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 摘要 本設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求 ,依據(jù)現(xiàn)行公路橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范 ,兼顧 技術(shù)先進(jìn)，安全可靠，適用耐久，經(jīng)濟(jì)合理 的原則 ， 提出了預(yù)應(yīng)力混凝土 雙索面獨(dú)塔斜拉橋 、預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)、 中 承式拱橋三個(gè)比選橋型 。 綜合各個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn) 并考慮與環(huán)境協(xié)調(diào)， 把預(yù)應(yīng)力混凝土 雙索面獨(dú)塔斜拉橋 作為 推薦 設(shè)計(jì)方案 。經(jīng)驗(yàn)算表明該設(shè)計(jì)計(jì)算方法正確，內(nèi)力分布合理，符合設(shè)計(jì)任務(wù)的要求。 structure analysis . 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 共 66 頁 第 2 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第一部分 方案比選 第一章 方案構(gòu)思與比選 第 1 節(jié) 橋位處地形，地質(zhì)等資料 橋位處的地形，地質(zhì)條件 見 圖 1。 擬定了以下三個(gè)比選方案： 一， 雙索面獨(dú)塔斜拉橋： a) 120m+120m=240m 對稱布跨，采用固結(jié)體系，塔高 60m，塔高 H與主跨之比為 ，采用 H 型塔，主梁上斜拉索的標(biāo)準(zhǔn)索距為 6m，索塔上斜拉索的索距為+16*+2*,橋面縱坡 2%。 b) 主梁采用實(shí)體雙主梁截面，如圖，梁高是 2m，是主跨的 1/60，梁總寬 23m，橋面凈寬 +,橋面橫坡為 %。 c) 截面見圖 2 。 a).主跨徑的擬定： 主跨徑定為 100m，邊跨采用 倍的中跨徑，即 65m 。 b)．順橋向梁的尺寸擬定 墩頂處梁高：根據(jù)規(guī)范，取 L/20,即 。 梁底曲線：選用二次拋物線。 三， 中承式鋼管混凝土拱橋：主跨 120m 圖 5中承式鋼管混凝土拱橋 a).主拱圈的跨徑 L=160m,矢高 f=40m，矢跨比 =1/4， b).兩主拱圈向里靠近形成提籃拱橋，可以提高拱橋的整體穩(wěn)定性， 主拱圈的鋼管混凝土的直徑為 ,在拱頂處設(shè)有三道橫向聯(lián)系， 在橋面下的拱圈上設(shè)有 K型橫聯(lián)，來加強(qiáng)兩拱圈的聯(lián)合作用 。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 共 66 頁 第 5 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 圖 6 拱橋梁截面圖 注 圖中尺寸以厘米計(jì)。施工技術(shù)較成熟。采用塔梁墩固結(jié)體系最為合理，固結(jié)體系可以大大提高結(jié)構(gòu)的整體剛度。其彎矩分布合理。施工機(jī)械化程度高，技術(shù)先進(jìn)，方法簡便工藝要求較嚴(yán)格。無須支座，節(jié)省大型支座費(fèi)用。 方案三 中承式鋼管混凝土拱橋方案： 采用拱橋，本地形可只需要一跨，減少了修建高大橋墩的工程量，是一種美觀 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 共 66 頁 第 6 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 經(jīng)濟(jì)的常用橋型。采用纜索吊裝施工拱圈，橋面現(xiàn)澆施工。 推薦方案 綜合多方面因素 ，根據(jù) 公路橋涵的設(shè)計(jì)要求：技術(shù)先進(jìn)，安全可靠，適用耐久，經(jīng)濟(jì)合理； 考慮到本橋與周圍環(huán)境的相配合，并 考慮到本橋不遠(yuǎn)處已經(jīng)有一座同類型的拱橋 ，選用預(yù)應(yīng)力混凝土獨(dú)塔斜拉橋方案為推薦方案 。 第 2 部分 斜拉橋設(shè)計(jì)與計(jì)算 第 1 章 總體設(shè)計(jì) 第 1 節(jié) 斜拉橋概述 斜拉橋是一種橋面體系受壓、支承體系受拉的結(jié)構(gòu)，其橋面體系由加勁梁構(gòu)成，其支承體系由鋼索組成。 近年來，結(jié)構(gòu)分析的進(jìn)步、高強(qiáng)材料的施工方法以及防腐技術(shù)的發(fā)展對 大跨斜拉橋的發(fā)展起到了關(guān)鍵性的作用?；炷列崩瓨蛞咽强鐝?00m～ 500m 范圍內(nèi)最具競爭力的橋梁結(jié)構(gòu)。 3，橋面寬： （拉索區(qū)） +(防撞護(hù)欄 )+(過渡帶 )+(行車道 )+ (過渡帶 )+(防撞護(hù)欄 )+1m(隔離帶 ) +(防撞護(hù)欄 ) +( 過 渡帶 )+(行車道 )+(過渡帶 )+(防撞護(hù)欄 )+（拉索區(qū)） 。 20 度，主梁的溫度梯度為177。 10度； 5， 地震烈度：地震基本烈度為 7 度； 6， 橋下凈空：滿足排洪要求。 預(yù)應(yīng)力鋼材 橋塔錨索區(qū)的環(huán)向預(yù)應(yīng)力鋼筋為 32? 的精軋螺紋粗鋼筋，強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值pkf =930MPa，彈性模量為 sE = 510 MPa；主梁內(nèi)的預(yù)應(yīng)力筋除了施工階段頂板有32? 的精軋螺紋粗鋼筋外，其他均為 04 規(guī)范中的高強(qiáng)的松弛鋼絞線，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度 1860 MPa,彈性模量為 E= 510 MPa,預(yù)應(yīng)力管道均采用預(yù)埋金屬波紋管成型。 2，普通鋼筋： HRB335=帶肋鋼筋 ,HRB235 光圓鋼筋； 3，斜拉索 該橋采用扭絞型平行鋼絲斜拉索，由 ? 7mm 高強(qiáng)平行鋼絲組成，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 pkf =1670MPa，彈性模量為 pE = 510 MPa，斜拉索外面包雙層護(hù)套，內(nèi)層為黑色高密度聚乙烯，外層為彩色高密度聚乙烯，錨具為冷鑄墩頭錨。 5，支座 GPZ 抗震型盆式橡膠支座。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 共 66 頁 第 9 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第 4 節(jié) 總體設(shè) 計(jì) 根據(jù)交通量的要求，以及道路的通行能力，采用雙向四車道布置。 由于該橋的跨徑不大，采用獨(dú)塔斜拉橋，其橋塔擬定了門式塔，Ａ型塔，和Ｈ型塔三種方案。 為方便施工，降低造價(jià)，滿足斜拉索的錨固要求，主梁采用實(shí)體雙主梁截面，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。 橋面鋪裝采用瀝青混凝土，并設(shè) %的橫坡來滿足排水要求。 斜拉索采用扇形布置，雙索面相互平行。索塔采用爬模施工。本橋采用塔墩梁固結(jié)體系，該斜拉橋?qū)儆趧倶?gòu)體系。 一、 主梁設(shè)計(jì) 主梁采用實(shí)體雙主梁截面，截面尺寸如圖，梁高是 2m，是主跨的 1/60，梁總寬 23m，橋面凈寬 +,橋面橫坡為 %。 縱向每 隔 6m 設(shè)置一道橫隔梁（在斜拉索錨固點(diǎn)處），橫梁的設(shè)置主要考慮活 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 共 66 頁 第 10 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 載的橫向分布以及橋面板的受力，斜拉索的錨固，以及增強(qiáng)橋梁的橫向剛度，橫梁的位置和斜拉索的錨固相對應(yīng)。 圖 8 1/2 斜拉橋主梁截面 注 圖中尺寸以厘米計(jì)。主橋斜拉索獨(dú)塔共 72 根，塔端采用張拉端型錨具 ，梁端采用錨固端錨具。該橋采用扭絞型平行鋼絲斜拉索，由? 7mm 高強(qiáng)平行鋼絲組成，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 pkf =1670MPa，斜拉索外面包雙層護(hù)套，內(nèi)層為黑色高密度聚乙烯，外層為彩色高密度聚乙烯，錨具為冷鑄墩頭錨。 圖 9拉索斷面圖 三、主塔設(shè)計(jì) 索塔采用造型美觀的 H型塔，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。 索塔自承臺頂?shù)剿魉數(shù)母?是 ，橋面以下部分索塔高 ，塔高于跨徑的比為 ，橋面以上 30m 設(shè)一橫梁，以增強(qiáng)索塔的穩(wěn)定性。上塔柱直立，為斜拉索錨固區(qū)，高度為 。上橫梁采用箱室截面，下橫梁為預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，主梁嵌在下橫梁中。 圖 10 索塔構(gòu)造圖 注 圖中尺寸以厘米計(jì)。采用梅花樁布置，為了減小承臺的體積，減少大體積混凝土的數(shù)量，承臺采用啞鈴型結(jié)構(gòu)，承臺厚 。 第二章 整 體 分 析 第 1 節(jié) 計(jì)算原則 斜拉橋的結(jié)構(gòu)分析計(jì)算，根據(jù)跨度的大小采用兩種不同的理論。平面桿系有限元法是計(jì)算斜拉橋內(nèi)力的基礎(chǔ)，其基礎(chǔ)理論是小變形理論。而斜拉橋結(jié)構(gòu)較柔，拉索的布置形式，主梁抗扭剛度都有影響，故在計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)時(shí)應(yīng)綜合考慮。 斜拉橋的內(nèi)力及變形分析主要是斜拉索和索塔，所承受的荷載包括一期恒載，二期恒載，活載，溫度荷載，支座沉降，預(yù)應(yīng)力，斜拉索的初拉力，混凝土的收縮徐變等。 本設(shè)計(jì)采用 MIDAS Civil 軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。 截面特性值表 表 1 截面位置 面積 抗彎慣距 形 心距（至底緣） 截面高度 m2 m4 m m 主梁 2 索塔 上塔柱 中塔柱 下塔柱上 下塔柱下 29 拉索 PES7163 PES7151 PES7139 PES7127 PES7121 PES7109 PES7091 二、計(jì)算作用 1． 設(shè)計(jì)作用 永久作用：結(jié)構(gòu)自重，預(yù)加力，混凝土的收縮徐變作用，基礎(chǔ)變位作用； 可變作用：公路 1級荷載，溫度作用。 Midas 程序自動(dòng)計(jì)算自重集度。其中： 橋面鋪裝：（ ） *2**24= 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 共 66 頁 第 14 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 防撞護(hù)欄： KN/m 合計(jì)： 2q =+= KN/m 3． 汽車荷載 （ 1）設(shè)計(jì)荷載 公路 — I 級車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值為 Kq = KN/m；集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值KP =360 KN。 （ 2）橫向折減系數(shù) 本斜拉橋橫向布置設(shè)計(jì)車道數(shù)為 4，取橫向折減系數(shù) 。 （ 4）沖擊系數(shù) 雙塔斜拉橋（有輔助墩）的豎向彎曲基頻： lf /1101 ? 式中 1f — 豎向彎曲基頻（ Hz）； l — 斜拉橋主跨跨徑（ m）。 橫向分布系數(shù)計(jì)算如下： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 共 66 頁 第 15 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 圖 11 橫向分布系數(shù)計(jì)算圖 所以，η =*4*= 4. 溫度作用 均勻溫度取177。 10℃，主梁的日照溫差按橋面板升溫 5℃計(jì)。 第 3 節(jié) 建模分析 斜拉橋是一種高次超靜定結(jié)構(gòu)，其力學(xué)結(jié)構(gòu)行為和一般橋梁有所不同。 斜拉橋靜力分析的基本過程大致可以分為以下三步： （ 1）確定成橋的理想狀態(tài)，即確定成橋階段的索力、主梁的內(nèi)力、位移和橋塔的內(nèi)力。 （ 3）計(jì)算確定施工階段的理想狀態(tài)，經(jīng)過多次反復(fù)才可以達(dá)到成橋階段的理想狀態(tài)。也可將雙索面合并成一個(gè)單 索面結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算。之后，回頭計(jì)算各種荷載作用下的梁、塔、拉索的內(nèi)力。 根據(jù)有關(guān)實(shí)驗(yàn)研究表明：在懸臂施工階段，因橋面內(nèi)部有較密的橫梁，而且主梁相當(dāng)于具有連續(xù)支撐的連續(xù)梁，同時(shí)增大了頂板的剛度，在密橫梁的情況