【正文】 .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。 主要設(shè)計(jì)依據(jù) 1） 《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》 （ JTG D602021）； 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 D622021） ； 3） 《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》 （ JTG D632021）； 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） 女兒河大橋設(shè)計(jì)資料 。本橋上部為預(yù)應(yīng)力混凝土 T 型梁，下部結(jié)構(gòu)為鉆孔灌注樁墩臺(tái)。設(shè)計(jì)時(shí)還充分考慮 女兒河大 橋 所處區(qū)域的地質(zhì)和水文條件，既保證符合規(guī)范要求，同時(shí)保證因地制宜并且便于施工和維護(hù)，并且兼顧橋梁本身的美觀性與社會(huì)經(jīng)濟(jì)性，既要設(shè)計(jì)合理，又要起到良好 的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。 設(shè)計(jì)中考慮了各種尺寸與材料的選用符合規(guī)范中對(duì)強(qiáng)度、應(yīng)力、局部承壓強(qiáng)度的要求，并且產(chǎn)生在規(guī)范容許范圍內(nèi)的變形，使橋梁在正常使用的情況下能夠達(dá)到安全，穩(wěn)定和耐久的標(biāo)準(zhǔn)。 本設(shè)計(jì)為 葫蘆島市女兒河大橋 下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ，是根據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)手冊(cè)》系列叢書，以及依照交通部頒發(fā)的有關(guān)公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（ JTG 系列）擬定 設(shè)計(jì)而成。遼寧工程技術(shù) 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 附加開題報(bào)告 0 前言 隨著我國(guó)社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步和人民的生活水平的日益提高，交通的便利程度和安全性得到了人們的廣泛關(guān)注，橋梁又是現(xiàn)代交通中不可缺少的組成部分，于此同時(shí)，橋梁建設(shè)得到了迅猛發(fā)展，我國(guó)橋梁工程無論在建設(shè)規(guī)模上，還是在科技水平上，均已躋身世界先進(jìn)行列。各種功能齊全、造型美觀橋梁開始頻繁的出現(xiàn)在人們的生活中，給人們帶來方便的同時(shí)很多橋梁也逐漸成為城市的標(biāo)志性建筑 。在設(shè)計(jì)過程中，作者還參考了諸如橋梁工程、土力學(xué)、基礎(chǔ)工程、橋涵水文、橋梁結(jié)構(gòu)力學(xué)、材料力學(xué)、專業(yè)英語(yǔ)等相關(guān)書籍和文獻(xiàn)。在可預(yù)期偶然荷載下仍能達(dá)到基本正常使用的標(biāo)準(zhǔn)。 ***：女兒河大橋下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2 1 原始資料及方案比選 女兒河大橋位于葫蘆島寺缸線上，橋孔布置為 43 5m 的預(yù)應(yīng)力混凝土 T 型簡(jiǎn)支梁橋，橋梁全長(zhǎng) 140m。 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)洪水頻率： 1/100； 4） 設(shè)計(jì)安全等級(jí)：二級(jí)； 5） 環(huán)境類別： Ⅱ 級(jí) ； 6） 計(jì)算行車速度： 60km/h； 7） 公路等級(jí)：公路 — Ⅱ 級(jí)，二車道 。 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。 （ 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遼寧 工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 級(jí)。 （ 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。 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。 5）巖土層承載力（表 11） 表 11 巖石承載力 Rock capacity list 圖層編號(hào) 巖（土）層名稱 容許承載力 [o? ] 水下鉆孔灌注樁 極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值（ sikq ） 極限側(cè)阻力端準(zhǔn)值（ pkq ） ① 圓礫 400 130 ② 強(qiáng)風(fēng)化花崗巖 500 140 1800 ③ 弱風(fēng)化花崗巖 1200 200 2800 注： 單位： KPa 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。設(shè)計(jì)洪水頻率為 1/100，設(shè)計(jì)流量為 sm3 ，設(shè)計(jì)水位為 ，橋址上游匯水面積 542 2km /s。 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。根據(jù)水文 、 氣象、地質(zhì)等條件，初擬橋型方案有三種。 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。 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 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，適用遼寧 工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 于本設(shè)計(jì)的規(guī)模。 比選結(jié)果 綜上所述：結(jié)合女兒河大橋的地質(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 ， 女兒河大橋 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。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。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。它也是目前運(yùn)用最廣泛的橋墩結(jié)構(gòu)之一。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。 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。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。 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。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。 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。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。遼寧 工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 2 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。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 。 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 ，公路－ 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 kN? 。 支座平面尺寸的確定 對(duì)于橡膠板： ? ?ck ckccRRA a b??? ? ?? 式中： c? —— 橡膠制作承受的平均壓應(yīng)力。 ? ?c? —— 橡膠支座使用階段的平均壓應(yīng)力限值， ? ? 10c MPa? ? 。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。 1）計(jì)算支座的平面形狀系數(shù) S： ? ? ? ? 812600400102 6004002 ????? ???? bat abS （ 21） ***：女兒河大橋下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8 (注： ? ??510 ata) 2）計(jì)算橡膠支座 的彈性模量： M P aSGE ee 22 ????? （ 22） 式中： eG — 常溫下支座抗剪彈性模量，取 Ge=。 按《橋規(guī)》規(guī)定，制動(dòng)力標(biāo)準(zhǔn)不得小于 90kN ， 故取 90kN 參與計(jì)算。 確定需要的橡膠片總厚度 et 不計(jì)汽車動(dòng)力 ： 2 2 0. 76 8 1. 53 6egt c m? ? ? ? ? 計(jì)入汽車制動(dòng)力 ： 0 . 7 6 8 1 . 1 2 790 . 70 . 72 1 . 0 4 0 6 02ge bke a bt c mFG l l?? ? ??? ? ? ? 按《橋規(guī)》的其他規(guī)定 ： 0 .2 0 .2 4 0 8et a cm? ? ? ?， 滿足要求 。 支座偏轉(zhuǎn)情況的驗(yàn)算 計(jì)算支座的平均壓縮變形 , 87 5. 79 0. 04 6 85 7. 79 0. 04 6 . 4 0. 6 77 7. 6 0. 4 0. 6 20 00c k e c k ecm a b e a b bR t R t cml l E l l E? ?? ??? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? （ 24） 遼寧 工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 式中： bE —— 橡膠體積模量， 2021bE MPa? 。 計(jì)算梁端轉(zhuǎn)角 ? 由關(guān)系式 45384glf EI? 和 324glEI?? 可得： 35 1 6 1 61 6 2 4 5 5l gl fE I l l? ??? ? ????? （ 25） 設(shè)結(jié)構(gòu)自重作用下，主梁處于水平狀態(tài)。 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 3 0 . 7 6 80 . 4 0 . 6 1 . 0 1 0 4 0 . 0 70 . 4 6gt a b eeH l l G k Nt?? ? ? ? ? ? ? ? （ 27） 驗(yàn)算滑動(dòng)穩(wěn)定性 10 .2 3 6 0 1 .4 4 2 5 6 .3 5 1 6 7 .8 12ckR k N? ??? ? ? ? ????? 1 . 4 1 . 4 4 0 . 0 7 9 . 0 6 5 . 1 0t b k c kH F k N R?? ? ? ? ? ? 以及 0 . 2 3 6 0 1 . 4 4 1 3 8 . 3 3 1 . 4 5 6 . 0 6G K tR k N H k N? ? ? ? ? ? （合格）。 ***：女兒河大橋下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 10 3 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。 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。 圖 32 蓋梁尺寸 /cm The size of bent cap /cm 垂直荷載計(jì)算 1）蓋梁自重及內(nèi)力計(jì)算（表 31） 表 31 梁自重及內(nèi)力表 The deadweight and internal force of bent cap ? ? ? ? ? ?? 325 mKNr ? 截面 自重 /KN 彎矩 /KNm? 剪力 /KN 左 右 11 1 ( ) 25 ? ? ? ? ? 34. 38 5 12. 03? ? ? ? 22 ) 25 ? ? ? ? ? 34. 38 5 0 5 15. 78? ? ? ? ? 33 25 56. 70? ? ? ? 34. 38 5 0 5 56. 7 5 77. 72? ? ? ? ? ? ? ? 44 63. 00 63 q ? ? ? ?? ? ?? 55 25 126 .00? ? ? ? 63 126 q ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? 0 0 ***：女兒河大橋下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 12 2） 活載計(jì)算 （ 1） 活載橫向分配 荷載對(duì)稱布置用杠桿法 ,非對(duì)稱布置用偏心壓力法。 ***：女兒河大橋下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16 表 33 各梁反力匯總表 The summary of antibeam force 荷載情況 1 號(hào)梁 2 號(hào)梁 3 號(hào)梁 3 號(hào)梁 3 號(hào)梁 1R /KN 2R /KN 3R /KN 4R /KN 5R /KN 上部恒載 公路 — Ⅱ 級(jí) （雙孔雙列對(duì)稱布置）? ?1 ??? 公路 — Ⅱ 級(jí)（雙孔雙列非對(duì)稱布置）? ? 雙柱反力 iG 計(jì)算 iG 計(jì)算式為： 1 2 3 4 57 0 0 5 0 0 3 0 0 1 0 0 1 0 0600i R R R R RG ? ? ? ?? ； 圖 39 雙柱反力計(jì)算圖 /cm Reactions acting of double Pier/cm 表 34 墩