宁道高速公路瓢勺洞大桥施工图设计_毕业设计计算书(编辑修改稿)

宁道高速公路瓢勺洞大桥施工图设计_毕业设计计算书(编辑修改稿)内容摘要：

.......................................... 82 附件 1 83 附件 2 94 宁道高速公路瓢勺洞大桥施工图设计 第 1 页 共 100 页 1设计说明 设计依据 桥址区地处道县大源口、红岩、白 竹塘三村交界处，斜跨小溪和冲，冲沟宽约100150m，冲沟内地势平坦，地形起伏不大，为稻田种植区和耕跟还林荒地，沟内地面标高在 ，冲沟两侧为山体斜坡，山势较陡，坡体上植被发育，灰岩露头较多，溶洞随处可见，地下暗河流水不断，桥 址区属低山丘陵地貌。 桥梁原始依据及基本设计要求： (1) 设计指导书及桥位平面图、桥址断面图等原始资料； (2) 设计车速： 100m/h； (3) 荷载标准：公路 I； (4) 桥面宽度： 26m； (5) 地震烈度： VI 度；地震加速度值为 按照 7 度设防； (6) 设计洪水频率： 1/300； 设计基本资料 （ 1）材料规格 混凝土：预制梁及其现浇接缝、封锚、墩顶现浇连续段、桥面现浇层均采用 C55， 桩基采用 C25，其余构件采用 C30。 预应力钢绞线：采用《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（ JTGD62—2020）中 d= mm 的钢绞线，公称面积为 140 mm2，标准强度 fpk=1860 MPa，弹性模量 EP=105 MPa。 普通钢筋： R23 HRB335 钢筋标准应符合 GB 13013—1991 和 GB 1499—1988 的规定。 凡钢筋直径 ≥12 mm 者，均采用 HRB335 热轧带肋钢；凡钢筋直径﹤ 12 mm 者，采用 R235 钢；钢板应符合 GB 700—88 规定的 Q235 钢板。 锚具：预制 T 梁采用 OVM15 型锚具及其配套设备； T 梁接头顶板束采用 BM15 型锚具及其配套 设备。 预应力管道：采用预埋圆形或扁形塑料波纹管成型。 宁道高速公路瓢勺洞大桥施工图设计 第 2 页 共 100 页 支座：桥梁支座根据设置的部位不同，分别采用 GYZ、 GYZF4 板式橡胶支座，其技术性能应符合《公路桥梁板式橡胶支座》（ JT/T 4—93）的要求。 伸缩缝：采用 80 型伸缩缝及 160 型伸缩缝。 桥面铺装： 10cm 现浇 C50 混凝土桥面板 +10cm 沥青混凝土铺装。 （ 2）设计计算依据 《公路工程技术标准》（ JTG B01—2020）； 《公路桥涵设计通用规范》 (JTG D60—2020)（以下均简称为《通规》）； 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土 桥涵设计规范》 JTG D62—2020） 以下简称《公 预规》）。 （ 3）基本设计数据 根据《公预规》中各条规定，混凝土、钢绞线和钢筋的各项基本数据以及在各个阶段的容许值，如下表 11 所列。 表 11 基本计算数表 名 称 项目 符号 单位 数据 主 梁 混 凝 土 立方体强度 cuf MPa 50 弹性模量 CE MPa 104 轴心抗压标准强度 ckf MPa 轴心抗拉标准强度 tkf MPa 轴心抗压设计强度 cdf MPa 轴心抗压设计强度 tdf MPa 主 梁 混 凝 土 短暂状态 压应力限值 39。 ckf MPa 拉应力限值 39。 tkf MPa 持久状态 主压应力限值 MPa 拉应力限值 MPa 宁道高速公路瓢勺洞大桥施工图设计 第 3 页 共 100 页 续表 11 名 称 项目 符号 单位 数据 钢 绞 线 标准强度 pkf MPa 1860 弹性模量 pE MPa 105 抗拉设计强度 pdf MPa 1260 最大控制应力 MPa 1395 材料重度 钢筋混凝土 γ1 kN/m3 25 沥青混凝土 γ2 kN/m3 24 钢绞线 γ3 kN/m3 注： fck′、 ftk′为钢束张拉时混凝土轴心抗压、抗拉强度的标准值，考虑混凝土强度达到设计强度的 90%时开始张拉预应力钢束，因此， fck′=， ftk′= 宁道高速公路瓢勺洞大桥施工图设计 第 4 页 共 100 页 2 方案比选 方案拟定 调查资料 桥址区地处道县大源口、红岩、白竹塘三村交界处，斜跨小溪和冲，冲沟宽约100150m，冲沟内地势平坦，地形起伏不大，为稻田种植区和耕跟还林荒地，沟内地面标高在 ，冲沟两侧为山体斜坡，山势较陡，坡体上植被发育，灰岩露头较多，溶洞随处可见，地下暗河流水不断，桥址区属低山丘陵地貌。 桥址区有简易公路至仙子脚镇与 S323 省道相连，交通不方便。 桥址区地表水主要为溪沟水，该溪沟水平行于桥位在 K298+405K299+085 里程段内流经桥址区，溪沟宽 ，深 ，属季节性溪流，雨季水面宽，水深 ，由于上游积雨面积大，流量大，流速较快，据访问附近村居民 2020 年 7 月最高洪水位标高 ，旱季溪沟中断流，基本无水。 桥址地区的不良地质现象为主要为岩溶，岩溶形态的主要为溶蚀裂缝和溶洞。 本区内河水水质良好，对混凝土无腐蚀性。 方案构思宗旨 （ 1）该桥为高速公路上的桥，满足整体公路的线型要求，保证行车舒适及满足交通要求。 （ 2）设计方案力求结构受力明确，易于分析，使用常规的桥型，在某些细节方能有一定的创新。 （ 3）施工方案技术成熟，施工较简便，工期较短，能加快整条高速公路建设。 方案拟定 方案一：先简支后连续预应力 T 梁桥。 孔径布置为 630m＋ 2440+830m。 全桥长 1380m。 主梁采用由 6 片 T 梁组成。 440m 段梁高 米 30m 段梁高 米。 可采用钻孔灌注桩基、双柱式桥墩、带悬臂盖梁的结构，以克服基础开挖的一系列弊端，桩墩连接处设系梁 ，桩基伸 出地面与墩柱连接，墩柱上面接 宁道高速公路瓢勺洞大桥施工图设计 第 5 页 共 100 页 盖梁。 预制吊装 方案一的桥型方案布置图见下图（图 和图 ） 图 方案一桥型立面图（单位 mm） 图 方案一桥型立面图（单位 mm） 方案二：等截面预应力混凝土连续箱梁桥 孔径布置为 4630m全长 1380m。 主梁采用等截面箱梁。 梁高 米。 可采用钻孔灌注桩基、双柱式桥墩、带悬臂盖梁的结构，以克服基 宁道高速公路瓢勺洞大桥施工图设计 第 6 页 共 100 页 础开挖的一系列弊端，桩墩连接处设系梁，桩基伸出地面与墩柱连接，墩柱上面接盖梁。 顶推施工。 方案二的桥型方案布置图见下图（图 和图 ） 图 方案二桥型立面图 图 方案二桥型剖面图 根据桥梁设计应符合技术先进、安全可靠、适用耐久 、经济合理的要求，同时满足美观、环境保护和可持续发展的要求。 共拟定了两种方案，其一： 630m＋ 2440m+830m先简支后连续梁桥，其二 : 4630m 等截面连续梁。 两种方案取其中 440m（即一联）比较。 （其中两方案主桥结构示意图分别见图三、图四）。 各主桥桥型优缺点比较见下表。 宁道高速公路瓢勺洞大桥施工图设计 第 7 页 共 100 页 表 21 各主桥桥型优缺点比较表 桥 型 先简支后连续 T 梁 （方案一） 等截面连续箱梁 （方案二） 经济性 经济 较经济 适用性 ，行车舒适。 ，利于汛期 防洪。 ，桥较多，用预制 T 方便，工期短，实用性很强。 ，行车舒适。 ，利于 汛期防洪。 安全性 梁可在预制场预制，质量可 靠，工期有保障，但须大型预制场和吊 装设备。 ，一次投入 大，顶推施工须大型设备及千斤 顶，工期有保证。 2 后期养护费用低 美观性 ，与周边环 境较协调，一种简单美。 ，简单美 推荐方案第一种，因为瓢勺洞大桥桥址处溶洞 随处可见，地下暗河出口流水不断。 所以桥梁采用跨径不宜太大，必要时采用不等跨。 而且后张法预应力混凝土 T 梁预制简单，施工方便，造价非常经济。 且宁道高速上同一标段采用的都是预制预应力混凝土 T梁。 这样节省模板制作，施工期更短，造价更低。 通过上面的比较，并结合实际的需要，即高速公路对工期要求及批量预制的功能，综合考虑得出，方案一更合理，最终决定方案一为推荐方案 设计要点及结构尺寸拟定 设计要点 本桥上部结构为 630m＋ 2440m+830m 共 38 跨预应力混凝土连续梁桥。 每一联结构相似，本文取其 中一联为代表进行详细设计及计算。 采用先简支后连续的施工方法，方法如下 宁道高速公路瓢勺洞大桥施工图设计 第 8 页 共 100 页 （ 1）预制简支 T 梁，吊装到位； （ 2）浇筑墩顶连续段混凝土，达到设计强度后，张拉负弯矩区预应力钢束，并 压注水泥浆； （ 3）再拆除临时支座，完成体系转换； （ 4）完成主梁横向接缝浇筑； （ 5）最后进行防撞护栏及桥面铺装施工。 预应力钢束必须待混凝土立方体强度达到设计混凝土强度的 90%后（且龄期不小于 4d ） , 方可张拉。 预制梁内弯矩钢束采用两端同时张拉锚下控制应力为 =1395MPa；墩顶桥面现浇层负弯矩钢束采 用单端张拉，锚下控制应力为=,未计入预应力钢筋与锚圈口之间的摩擦损失。 结构尺寸拟定 （ 1）主梁片数与主梁间距 主梁间距通常应随着梁高与跨径的增大而加宽为经济，同时加宽翼缘板对提高主梁截面效益指标 ρ 很有效，故在许可条件下应适当加宽 T 梁翼缘板。 本设计主梁内、外梁翼缘宽度均为 217cm，由于宽度较大，为保证桥梁的整体受力性能，桥面板采用现浇混凝土刚性接头。 因此主梁工作截面主要有两种：预施应力、运输、吊装阶段的小截面（内梁翼缘板宽 155cm，外梁翼缘宽 ） ,二期恒载施工以及运营阶段的大截面。 单幅桥面宽为 13m,选用 6 片 T 形梁。 主梁横断面布置如图 所示。 图 主梁横断面布置图（尺寸单位： cm） （ 2）主梁结构尺寸的拟定 主梁采用 T 形截面，梁高 米，高跨比 H/L=。 宁道高速公路瓢勺洞大桥施工图设计 第 9 页 共 100 页 T 梁截面尺寸如图 所示。 本文设计为大桥的第一联，即 4x40 米预应力混凝土连续梁桥，施工方法为先简支后连续。 其主梁构造图见图纸，得出预制安装时，边跨和中跨的预制长度为 ，计算跨径均为。 简支变连续后边跨计算跨径为 中跨计算跨径 为 40m。 图 T 梁横断面图（尺寸单位： cm） 横截面沿跨长的变化 本设计主梁采用等高形式，横截面的 T 梁翼板厚度沿跨长不变，梁端部区由于锚头集中力的作用而引起较大的局部应力，也为布置锚具的需要，在距梁端 处到梁端 之间段将马蹄加高，腹板逐渐加厚，腹板由原来的 20cm 加厚到 60cm,马蹄加高到与梁肋同高，在 距支点内为横截面，马蹄的加高腹板的加宽按一次线性变化。 横隔板的设置 模型试验结果表明，在荷载作用处的主梁弯矩横向分布，当 该处有横隔板时比较 宁道高速公路瓢勺洞大桥施工图设计 第。