三跨连续双塔钢箱梁斜拉桥设计全套(毕业设计)

三跨连续双塔钢箱梁斜拉桥设计全套(毕业设计)内容摘要：

 VHhBBV Z  h=,d=3m,查表得： V0＝ ， V0′ ＝ ∵ V0＝ Vz﹥ V0 ， k ＝ ， B＝ 4m， 211   ddk ＝（ +） 1/2＝ η＝0)(1dVV＝   1  ＝ hb＝ k kη （ V0 V0′ ）（ V/ V0） n = （ ）（ ） ＝ 总冲刷深度 hs＝ hp+ hb＝ +＝ 结论 百年一遇底设计流量为 Qs＝ 5900 立方米 /秒，设计水位 米。 计算最小桥孔净长 Lj＝ 米，实际最小桥孔净长为 米。 桥前最大壅水高度  ，桥下壅水高度 39。  米。 本桥设计水位： ，上部结构标高为 米。 计算水位距上部结构底面最小距离 米（按《桥规》最小距离为 米）。 以上标高均为假定标高系统。 沈阳建筑大学毕业设计 8 第三章 桥型方案比选 、构思宗旨 （ 1）符合 XX市发展规划，满足当地快速发展的经济的交通需要，分孔分跨与 原桥位错开。 （ 2）桥梁结构造型简洁、轻巧，不与原桥型相似，形成当地一道新的风景线， 以体现当地的经济发展实力，和现代建桥风格，国家的建桥水平。 （ 3）设计方案力求结构新颖，尽量采用新式桥型，既要满足美观要求，又要是 受力合理，结构力线鲜明，轻盈可靠且施工方便。 、比选标准： 主要依据安全、功能、经济和美观。 其中以安全和经济为重。 至于桥梁美观， 要视经济与环境条件而定。 、比选方案 比选方案一 ：双塔斜拉桥方案 （ 1）孔径布置：跨径 140+300+140（米），全长 580 米。 此桥面较宽，采用 ％横坡；护栏采用 混凝土 制桥梁护栏（ D＝ 30cm）； （ 2）结构构造： 1）主梁：采用单箱六室钢主箱梁，主梁高 2m，为主跨的 ，顶板厚度 45mm，腹板厚度 30mm，底板厚度 45mm，四车道桥面布置。 2）索塔：为双塔混凝土结构，桥面以上塔高 ，横桥向宽 4m，纵向 4m，塔墩固结，塔梁分离，采用漂浮体系。 3）斜拉索：索塔采用扇形布置，每个索面张拉 13对 拉索，索距 1米与 10米 ，采用密索布置全桥共 4 个索面。 所有拉索一端锚固在钢主梁内部，另一端锚固在主塔塔壁。 4）承台：采用钢筋混凝土结构。 辅助 墩 承台：尺寸： 2400 600 200（厘米）； 主塔承台：尺寸： 2400 600 500（厘米）；承台内布置构造钢筋和局部承压钢筋。 5）群桩基础：采用圆柱形摩擦桩（锤击，静压锤撞），主塔群桩基础单桩尺寸： φ 150 辅助墩群桩基础单桩尺寸 φ 100 ；群桩采用矩形对称形。 其中中距符合公路桥涵地基与基础设计规范（ JTG D63－ 2020）规定：摩擦桩：锤击桩、静压沉桩， 在桩端处的中距不应小于桩径（或边长）的 3 倍，对于软土地基宜适当增大；振动沉入砂土内沈阳建筑大学毕业设计 9 的桩，在桩端处的中距不应小于桩径（或边长）的 4倍。 桩在承台处的中距不应小于桩径（或边长）的 倍。 主塔处桩基础桩径中距：横向 450cm、纵向 450cm。 辅助墩承台处桩基础桩径中距：横向 300cm、纵向 200cm。 主塔处桩基础群桩设置： 5 排 5 列矩形对称陈列桩。 辅助墩处桩基础群桩设置： 3排 4列矩形对称陈列桩。 6）施工方案：采用脚手架设置边跨施工，后采用对称张拉方法，从边跨向中跨 悬臂施工，悬臂施工阶段采用移动模架施工。 两边钢主箱梁采用同时拼装，后再中跨合拢。 比选方案二： 预应力混凝土连续刚构桥 1）孔径布置 本方案为三跨连续梁桥，孔径布置为 ： 140m+300m+140m，全长 580m，该桥是“ XX骨干 航道网 整治工程”的组成部分，设计时 必须考虑满足通航净空的要求 ，还要考虑与两岸接线道路的衔接。 采用预应力连续梁桥可以很好的满足上述空间限制的要求，而且施工方便，经济实用。 2）桥跨结构构造 桥跨采用三跨 预应力混凝土连续刚构桥 ， 中跨 Lmax=300m， 边跨 L1=410m。 为了便于施工，主梁采用 变 截面箱梁，做成单箱双 室 ，两边各悬出 ， 总宽 19m，箱梁 底宽12m，腹板采用斜腹式。 3) 下部结构 桥台采用肋式桥台；桥墩采用双柱式；基础采用钻孔灌注桩，桩长 40~50m。 4)施工方案 本方案采用满堂支架法施工。 首先浇筑桩基础；待混凝土达到强度后，搭设支架、模板，浇筑桥台和桥墩；然后沿桥的纵向搭设支架、模板，浇筑主梁，当主梁混凝土达到设计强度后，张拉预应力筋；最后进行桥面铺装。 比选方案三：下承式拱桥方案 （ 1）、孔径布置：跨径 35m+5 26m+200m+5 26m+35m，全长 530 米。 此桥面较宽，采 用3％横坡；护栏采用金属制桥梁护栏（ D＝ 25cm）；矢跨比 1/5，类型：混凝土；梁高 ；梁高 /跨径＝ 1/89，高宽比＝ 1/10；主墩数 2 个。 （ 2）结构构造： 1）主梁：采用单箱四室混凝土主箱梁，主梁高 ，为主跨的 1/116，顶板厚度 30cm，沈阳建筑大学毕业设计 10 腹板厚度 30cm，底板厚度 30cm，四车道桥面布置，桥梁宽度、桥面横坡与方案一一致。 2）主墩：为混凝土结构，横桥向宽 ，纵向 4m。 3）主拱圈：钢管混凝土结构，钢管壁厚 1cm，外直径 1m，内充 C50 混凝土。 4）下部结构：同方案一，两 个主墩基础均采用群桩基础，分别以基岩为持力层。 边墩亦采用群桩基础。 5) 主梁施工：主梁采用加劲骨架下的挂篮现浇施工。 6）群桩基础：与方案一一致。 7）施工方案：岸跨及边跨采用有支架施工，主拱圈建成后，进行进行骨架下吊篮现浇施工。 、方案点评 （ 1）根据设计构思宗旨，桥型方案应满足结构新颖、受力合理、技术可靠、施工方便、造价合理的原则。 以上三个方案都基本满足这一要求。 （ 2）从结构外形上看，三个方案分为拱式、斜拉桥、 预应力混凝土连续刚构桥 三种桥式。 从受力上看，都是组合体系桥梁，各具特点。 但是方案一力 线更加鲜明，且基础工程量较少，外形明朗。 斜拉桥方案体现了设计构思的基本思想，符合高速公路地区规划的要求，并与周围景致相协调。 此方案满足城市长远规划，技术先进、结构合理、工艺成熟。 （ 3）受力方面，斜拉桥 300m 跨，塔高适中，采用钢主梁，大为减轻自重，提高了使用性能。 采用塔墩固结、塔梁分离的漂浮体系，使结构受力明确，提高了抗震性能。 主梁采用箱梁结构，提高了抗扭和抗风性能。 （ 4）从材料用量上，第一方案虽然在钢材使用上较多，不过混凝土用量仅为第二、第三方案的一半。 充分发挥了，钢主梁混凝土斜拉桥，钢混合用的良好 结合。 节 省了工程量和工程代价。 （ 5）从施工难度上， XX大桥水位 较 低，不适宜用起吊机起吊拼装，但采用钢主梁的斜拉桥可依靠挂篮在桥头拼装的办法施工。 、方案确定 ： 总结：经过反复思索和比较，方案一表现突出，符合安全、功能、美观要求，体现了当前的建桥技术水平，能够胜任 XX市的交通建设规划要求。 因此确定方案一为推荐方案。 沈阳建筑大学毕业设计 11 第 四 章 斜拉桥构造设计 总体设计 XX大桥为 140＋ 300＋ 140 三 跨连续双塔钢箱梁斜拉桥。 采用门形双立柱混凝土塔，截面采用 4 4m 矩形空心截面。 南北双塔均高 92m，两个索塔 均为群桩基础。 主梁采用全焊扁平封闭钢箱梁，其上缘采用正交异性板结构设，不等间距纵横加劲肋。 钢主梁高 2m，宽。 横隔板间距为 5m，内不设纵向横隔板。 斜拉索采用平行钢铰线拉索，标准索距为 10m与 1米 ，为密索结构。 索塔下不设竖向支撑，采用全飘浮体系。 斜拉索下端锚固于钢箱梁内部边室的斜拉索锚固梁上。 上端对称锚固于索塔上部塔柱矩形断面的锚固块上。 拉索索面采用沿塔中心线完全对称布置，索面为扇形布置，在边跨桥墩处，设定施工阶段临时压重 200，以消除辅助墩在施工阶段的负反力，使用阶段不设压重。 主梁设计 、总体布置： 设计依据： 1. 图 41 、大桥上部构造宜设置检查平台、通道、扶梯、箱内照明、人口井盖等专门供 检查和养护用的设施，保证工作人员的正常工作和安全。 条件许可时，特大、大桥应设沈阳建筑大学毕业设计 12 置检修通道。 对于本设计， 主梁为扁平封闭钢箱梁，其上翼缘为正交异性板结构。 桥面布置按 2m 四车道布置，车道宽 ，两侧各设 路缘带，护栏外侧布置 1m护索区 ，桥面总宽。 、 设计 材料的要求： 混凝土 桥塔： 50 号混凝土 桥面调平层： 40 号混凝土 墩柱、主塔承台： 30 号混凝土 桥面防撞护栏： 30 号混凝土 耳背墙、牛腿、搭板： 30 号混凝土 台身、系梁、承台： 25 号混凝土 钻孔灌注桩： 25 号水下混凝土 拌制混凝土用的砂石和水的质量要求应符合《公路桥涵施工技术规范》（ JTJ0412020）的有关规定。 钢 材 ⑴ 普通钢筋：采用Ⅰ级和Ⅱ级钢筋。 带肋钢筋的技术标准应符合《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》（ GB149991）的规定，光圆钢筋应符合《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》（ GB1301391）的规定。 凡钢筋直径≥ 12 毫米者，均采用Ⅱ级（ 20MnSi）热轧螺纹钢；凡钢筋直径 12 毫米者，均采用Ⅰ级（ A3）钢。 ⑵ A3 及 16Mn 板材、型钢要求符合 GB70965的规定，结构构造用型钢（ A3 和 16Mn）要求符合 YB1668 YB16463 及 GB70965的规定。 ⑶主梁预应力钢铰线技术标准应符合美国标准 ASTM A41697（ 270 级）的规定，标准强度为 1860MPa，公称直径 ，公称面积 140mm2， 弹性模量 Ey= 105MPa，松弛率为 %。 采用 OVM 系列锚具及其配套设备，管道成孔采用钢波纹管，且要求波纹管钢带厚度不小于。 ⑷ 斜拉索采用 OVM 拉索体系 300 级（容许应力幅 300MPa）钢绞线拉索，标准强度为1860MPa，标准破断荷载 1823KN, 公称直径 ，公称面积 140mm2， 计算弹性模量Ey= 105MPa。 沈阳建筑大学毕业设计 13 （ 5）箱梁支座均采用橡胶支座 GYZ 和 GYZF4 系列产品。 其性能应符合交通行业标准JT/T493 的规定。 、主梁断面选择： 桥 址处位于之处，长年风力较强，扁平箱梁风阻较小，迎风面较小。 因此，选择扁平钢箱梁是合理的。 、钢箱梁设计 钢桥面板是由较薄的面板、纵向肋和横向肋组成，三者互为垂直，焊接成一体而共同工作，由于在相互垂直方向上的刚度各不相同，在受力行为上呈现各向异性，故称为正交异性板（ Orthotropic Plate）。 钢正交异性板作为承受汽车轮载的局部受力构件时，面板可视为四周边弹性支承在纵横肋上，纵肋是连续弹性支承在横肋上，横肋是弹性支承在主梁上。 钢正交异性板在均布荷载作用下有很大的极限承载力，然而在集中荷载 作用下会产生稍大的局部变形，而且，任一部件的竖向挠曲变形都将引起与之相邻部件的面外挠曲变形，在焊缝约束处产生次应力。 由于影响线长度很短，一个汽车轮载或相邻两个轮载（轴距约小于 ）就产生一次应力变化，在桥梁设计寿命内，轮载作用次数往往达到 1百万 — 一千万次。 所以本桥采用 钢正交异性板 ： 钢箱梁高（中心线处） 2m，顶面设双向 2％横坡。 顶板宽 ，底板宽 18m，斜底板宽。 顶板厚 ，底板厚 ，腹板厚 ，斜底板厚。 顶板和底板均采用 矩形实心肋加劲，腹板采用钢板加劲。 细部构造设计与验算： 1）顶底板板厚验算： 顶底板最小板厚计算 : 表 41 受压翼缘必须满足的最小板厚 受压翼缘板最小板厚 t 钢材种类 (相当于国标） SS400,SM400（ Q235) SM490(Q345) SM490Y,SM520(Q370) SM570(Q420) 钢材板厚 mm 40=t b/(56fn) b/(48fn) b/(46fn) b/(40fn) 40t=75 b/(58fn) b/(50fn) b/(46fn) b/(40fn) 75t=100 b/(58fn) b/(50fn) b/(48fn) b/(42fn) 沈阳建筑大学毕业设计 14 注： 212f 0 . 6 5 + 0 . 1 3 + 1 . 0。        。  , 2 :板件边缘应力（压应力为正） 12  n－被加劲肋分隔的局部板件数目。 按照规定此处受压翼缘必须满足：48t bfn 受拉翼缘必须满足下式：80t bfn 由于加劲肋围成的四边简支板，双边受压应力基本相等，影响极微，因此取 12 ； 表 42 （顶底板）受 拉 翼缘板最小板厚 t－参照公路钢桥规范 单元 t0 f n b φ 顶板 1 1 6 0 顶板 2 1 11 0 顶板 3 1 11 0 顶板 4 1 11 0 顶板 5 1 11 0 顶板 6 1。