毕业设计--空心板桥设计说明书

毕业设计--空心板桥设计说明书内容摘要：

局部冲刷在第二层但由于所取粒径为第一层粒径故需用第二层粒径验算 式中： 0  dhddhv pp 8   sm/ ； 14 smv / ； 河床颗粒影响系数 8 18    ddk ； 墩前泥沙始冲流速 smvBdv / 0139。 0  ； 指数 01  dvvn。 11 39。 0039。 039。 )(nb vv vvvvBkkh   ) ()(   局部冲刷高程 = 位于第二层 2） 采用 164 修正式计算结果计算 smv / 河床泥沙起动流 速 0  dhddhv pp sm /8   因为 0vv 所以用公式用公式 计算 式中：河床颗粒影响系数： 1 k； 墩前泥沙始冲流速：0139。 0 4 6 vBdv  sm /  ； 指数 01  dvvn。 11 39。 0039。 039。 )(nb vv vvvvBkkh   = )(   m 整理上述计算结果绘制表如下： 15 表 冲刷组合 组合公式 一般冲刷高度（ m） 局部冲刷高度 (m) 总冲刷 (m) 642+652 641+652 642+651 641+651 从表中结果可看出采用公式 641+652 计算结果最大，即最大冲刷线高程=。 本章小结 本章通过水文站提供的近 20 年最大流量计算出设计流量 sm/1803 、设计水位高程193m，求出桥梁最小净长 m ,并以此为依据，参考河床断面确定 4 孔桥的布置方案，同时确定了各墩的中心桩号，计算出壅水高 ,进一步的算出桥面中心最底标高，根据地质水文条件计算出桥墩的一般冲刷 、局部冲 刷 ，确定桥墩的冲刷高程。 本章的内容将作为以后设计工作的基础，为第四章的下部设计提供资料和数据。 16 第 3章 上部设计 设计原则 安全可靠 所设计的桥梁结构在强度、稳定和耐久性方面应有足够的安全储备 [6]， 防撞栏杆应具有足够的高度和强度，人与车流之间应设防护栏，防止车辆撞人人行道或撞坏栏杆而落到桥下。 对于交通繁忙的桥梁，应设计好照明设施，并有明确的交通标志，两端引桥坡度不宜太陡，以避免发生车辆碰撞等引起的车祸。 对于河床易变迁的河道，应设计好导流设施 ，防止桥梁基础底部被过度冲刷；对于通行大吨位船舶的河道，除按规定加大桥孔跨径外，必要时设置防撞构筑物等。 对修建在地震区的桥梁，应按抗震要求采取防震措施；对于大跨柔性桥梁，尚应考虑风振效应。 适用耐久 能满足当前以及今后规划年限内的交通流量 (包括行人通道 ).桥梁结构在通过设计荷载时不出现过大的变形和过宽的裂缝 .,桥跨结构的下方要有利于泄洪、通航 (跨河桥 )或车辆 (立交桥 )和行人的通行 (早桥 )。 桥梁的两端要便于车辆的进入和疏散，而不致产生交通堵塞现象等。 考虑综合利用，方便各种管线 (水、 电气、通信等 )的搭载 ,本设计交通量较大，此方面要求为主要要求。 经济合理 应遵循因地制宜，就地取材和方便施工的原则 ， 经济的桥型应该是造价和养护费用综合最省的桥型。 设计中应充分考虑维修的方便和维修费用少，维修时尽可能不中断交通，或使中断交通的时间最短。 所选择的桥位应是地质、水文条件好，并使桥梁长度较短 ，本桥中因河流与路线非正交而设置成斜桥。 桥梁应考虑建在能缩短河道两岸运距的位置，以促进该地区的经济发展，产生最大的效益。 对于过桥收费的桥梁就能吸引更多的车辆通过，达到尽快回收投资的目的。 技术先进 在因地制宜的前提下，桥梁设计应尽可能采用成熟的新结构、新设备、新材料和新工艺。 在注意认真学习国内外的先进技术、充分利用最新科学技术成就的同时，努力创新，淘汰和摒弃原来落后和不合理的设计思想。 只有这样才能更好地贯彻适用、经济、安全、美观的原则，提高我国的桥梁建设水平，赶上和超过世界先进水平。 美观 一座桥梁应具有优美的外形，而且这种外形从任何角度看都应该是优美的。 结构布置必须简练，并在空间上有和谐的比例。 桥型应与周围环境相协调，城市桥梁和游览区 17 的桥梁，可 较多地考虑建筑艺术上的要求。 合理的结构布局和轮廓是桥梁美观的主要因素，另外，施工质量对桥梁美观也有很大影响。 环境保护和可持续发展 桥梁设计应考虑环境保护和可持续发展的要求。 从桥位选择、桥跨布置、基础方案、墩身外形、上部结构施工方法、施工组织设计等全面考虑环境要求，采取必要的工程控制措施，并建立环境监测保护体系，将不利影响减至最小。 上部结构设计 设计原始资料 标准跨径： 10m，计算跨径： ，预制梁长：。 （ 1） 设计技术指标 公路等级：一级 汽车荷载：公路 —I 级 桥面净空： 2（ ++） +，不通航 结构形式：装配式预应力混凝土空心板梁 与河流 斜交角度： 015 （ 2）材料技术指标 混凝土：主梁强度等级 C50 预应力钢筋： 17 标准型 s 钢绞线 普通钢筋：主梁 HRB335， 箍筋 HRB335 .2 上部结构设计 根据当地降雨情况及路线线形水作用参照通用标准图该桥横断面设计采用 9片预制C50 空心板梁，每块板中心间距 ，桥面纵坡 %1i ，铰缝下部采用 C15 水泥净浆浇灌铰缝上部为集料粒径较小的混凝土桥面铺装厚度为 cm20 ( cm10 C50 混凝土找平 +防 水卷材 + cm5 沥青混凝土 + cm5 沥青聚酯纤维混凝土 ) ，为如下形 式：1% 图 横断面（尺寸单位： mm） 18 预制空心板截面尺寸如下 ： 图 中板断面（尺寸单位： mm） 3740 27支座中心线 80120 80支座中心线 支座中心线 支座中心线图 边板断面（尺寸单位： mm） 空心板毛截面几何特性计算 由于时间关系仅对中板进设计行计算 毛截面面积 取空心板跨中截面计算 中板 mmA  （由 CAD 求得） 毛截面重心位置 距离底缘距离 mmy 291下 （由 CAD 求得） 距离上缘距离 mmy 309下 （由 CAD 求得） 空心板毛截面对其重心轴的惯性矩 跨中截面 mmI  （由 CAD 求得） 空心板截面抗扭刚度 TI 将空心板跨中截面简化为单箱截面近似计算，转化原则 [7]不变，如图所示： 19 图 空心板简化图（尺寸单位： mm） 空 心板转化为单箱抗扭刚度按如下公式计算 321222)11(4thttbhbIT  （ ） 式中： hb、 ————单箱外部宽度和高度（ mm ）； 321 ttt 、 ————箱体上、下及两侧厚度（ mm ）。 41242232122 )11(2)11(4 mmmthttbhbIT  空 心板自重（第一阶段结构自重） 1g 混凝土容重 26 3/mKN mKNg /  （由于支点与跨中截面不同取平均值计算，截面过渡段较小，计算时忽略过渡按突变考虑，并将封端混凝土计入在内） 桥面系自重（二阶段结构自重） 2g 沥青混凝土容重 24 3/mKN （ 1）桥面铺装（分担到每块板） mKNg / 1 ) / 90 .0 524+110 .0 524+120 .1( 2 621  （ 2）防撞护栏（分担到每块板）防撞墙用量 m/ 3 20 mKNg / 6 ) / 90 .0 8 7 5+26( 0 .3 522  （ 3）铰缝（分担到每块板）铰缝面积  2m 混凝土容重 3/26 mKN mKNg / 二阶段总重 mKNgggg /  恒载总重 mKNggg /  空心板永久效应计算结果如下表 : 表 恒载内力计算表 板号 位置 计算 跨径 （ m） 弯矩 M( mKN ) 剪力 V（ KN ） 跨中 L/4 变 截面 支点 跨中 L/4 变截面 支点 1g 0 0 2g 0 0 g 0 0 活载效应计算 本设计汽车荷载为公路 Ι级，桥梁整体结构计算采用车道荷载 [8] 查 得： 均布荷载标准值 mKNqk / 集中荷载标准值 KNPk )(550 180360180  计算剪力时，集中荷载标准值 KNPP kk 39。  汽车横向分布系数计算 （ 1） 跨中及 L/4 处荷载横向分布系数计算 21 由于预制板间采用铰接方式连接，故此处用铰接板梁法计算横向分布系数： 空心板刚度参数（取中板近似计算）： 02 74 212122T lb （ ） 式中： TII、 ————空心板抗弯抗扭惯性矩（ 4mm ）： b——————相邻两空心板中心间距（ m ）； l ——————计算跨径（ m ）。 代入数据 22T lb 查《桥梁工程》附录 Ι[8]中 9 块板的铰接板桥荷载横向分布影响线表，由 γ= 及γ= γ= 1 号至 5 号板影响线竖标值，结果列于表 32 中 表 各板荷载横向分布影响线坐标值表 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 将表中各值按 1:1000 比例尺绘各板号的轴线下方，按最不利位置布置，连成光滑曲线后，得到各板的荷载横向分布影响线，如图 33 所示： 22 图 各板横向分布影响线（尺寸单位： 310 mm） 各板荷载横向分布系数计算如下： 1 号板： 二行汽车： im 21=21 (+++)= 三行汽车 : im 21=21 (+++++)= 2 号板： 二行汽车： 23 im 21=21 (+++)= 三行汽车 : im 21=21 (+++++)= 3 号板： 二行汽车： im 21=21 (+++)= 三行汽车 : im 21=21 (+++++)= 4 号板： 二行汽车： im 21=21 (+++)= 三行汽车 : im 21=21 (+++++)= 5 号板： 二行汽车： im 21=21。