公路8215482m连续刚构_桥设计毕业论文(编辑修改稿)

公路8215482m连续刚构_桥设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

由锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失 ............. 32 混凝土弹性压缩引起的应力损失 ............................. 33 由钢筋松弛引起的应力损失的终极值 ......................... 33 由混凝土收缩和徐变引起的预应力损失 ........................ 34 有效预应力计算 ........................................... 35 第 5 章 次内力计算 .................................................... 36 预加力次内力计算 ............................................... 36 等效荷载基本原理 ......................................... 36 混凝土徐变次内力 计算 ........................................... 38 混凝土收缩次内力计算 ............................................ 39 温度次内力计算 ................................................. 40 温度对结构的影响 .......................................... 40 结构温度场 ................................................ 40 基础沉降次内力计算 .............................................. 42 计算方法 .................................................. 42 第 6 章 截面验算 ...................................................... 44 内力组合 ........................................................ 44 荷载和荷载效应 ............................................. 44 内力组合 ................................................... 45 承载力极限状态验算 .............................................. 47 基本理论 ................................................... 48 截面验算 ................................................... 49 正常使用极限状态验算 ........................................... 50 正截面抗裂验算 ............................................ 50 截面应力验算 ............................................... 56 预应力钢筋拉应力验算 ....................................... 63 变形验算 ........................................................ 66 第 7 章 主要工程量估算 ................................................ 68 毕业设计总结 .......................................................... 69 西南交通大学本科 毕业设计 (论文 ) 第 VIII 页 致谢 .................................................................. 70 主要参考文献 .......................................................... 71 附录 .................................................................. 72 附录 1 毕业实习报告 ............................................... 72 附录 2 外文资料翻译 ................................................ 80 西南交通大学本科 毕业设计 (论文 ) 第 1 页 第 1 章 绪论 毕业设计的目的和意义 毕业设计的目的在于培养毕业生综合能力，灵活运用大学所学 的各门基础课和专业课知识，并结合相关设计规范，独立的完成一个专业课题的设计工作。 设计过程中提高学生独立的分析问题，解决问题的能力以及实践动手能力，达到具备初步专业工程人员的水平，为将来走向工作岗位打下良好的基础。 本次设计的具体内容是 82＋ 154+82m 公路预应力混凝土连续 刚构 桥设计 ， 桥宽为 26m，分为两幅，设计时只考虑单幅的设计。 梁体采用单箱单室箱型截面，主梁共分 92 个单 元 ，单元长度分 3m、 、 4m 三种，合 龙 段为 2m。 由于多跨连续刚构桥的受力特点，靠近中间支点附近承受较大的负弯矩，而跨中则承受正弯矩 ，则梁高采用变高度梁，按二次抛物线变化。 这样不仅使梁体自重得以减轻，还增加了桥梁的美观效果。 本设计中主要利用的软件主要有 MIDAS 20xx 版、 Excel编程计算。 MIDAS 软件提供了一个估算配筋面积的功能，这让本设计简化了很多繁琐了计算，但是估算出的配筋偏于保守，所以可以用简化公式进行配筋检查，这样 不仅直观更能对本设计进行一个初期的检查。 由于时间 的限制和本文作者对桥梁设计方面知识接触的程度的限制，本 设计有很多不完 善 的地方，众多的设计施工中的实际问题都没有考虑，很多问题，即使是考虑了也是做简单的近似和模 拟。 毕业设计不仅仅是对桥梁这一专业的知识应用，同时也涵盖了计算机能力、外语以及整个土木工程专业的基础理论，当然这些内容已经熔入了设计过程当中。 在老师、同学和各种资料的帮助下，这是一个各方面能力提高的过程。 感谢学校给予的毕业设计这样一个实践的过程。 连续 刚构 桥回顾与展望 刚构桥与其它型式的梁桥相比，具有较为显著的经济性和很多优点，比如说与同 西南交通大学本科 毕业设计 (论文 ) 第 2 页 等跨径的连续梁桥相比，由于桥墩承担一部分的弯矩，刚构桥的截面控制弯距相对减小，同时由于采用平衡悬臂施工方法，使桥梁单跨跨径大大增大。 而且墩梁固结有利于悬臂施工， 且可以减少大型支座及其养护维修和更换。 由于普通钢筋混凝土结构存在不少缺点：如过早地出现裂缝，使其不能有效地采用高强度材料，结构自重必然大，从而使其跨越能力差，并且使得材料利用率低。 为了解决这些问题，预应力混凝土结构应运而生，所谓预应力混凝土结构，就是在结构承担荷载之前，预先对混凝土施加压力。 这样就可以抵消外荷载作用下混凝土产生的拉应力。 自从预应力结构产生之后，很多普通钢筋混凝土结构被预应力结构所代替。 预应力按照施工方法又分为先张法和后张法。 我国的预应力混凝土结构起步晚，但近年来得到了飞速发展。 现在，我 国已经有了简支梁、带铰或带挂梁的 T 构、连续梁、桁架拱、桁架梁和斜拉桥等预应力混凝土结构体系 【 1】。 虽然预应力混凝土桥梁的发展还不到 80 年。 但是，在桥梁结构中，随着预应力理论的不断成熟和实践的不断发展，预应力混凝土桥梁结构的运用必将越来越广泛。 连续刚够和悬臂梁作比较： 在恒载作用下，连续刚构在支点处有负弯矩，由于负弯矩的卸载作用，跨中正弯矩显著减小，其弯矩与同跨悬臂梁相差不大；而且桥墩承受一部分弯矩，使跨中弯矩减小，从而提高其跨越能力。 但是，在活载作用下，因主梁连续产生支点负弯矩对跨中正弯矩仍有卸载作用， 其弯矩分布优于悬臂梁。 虽然连续刚构有很多优点，但是刚开始它并不是预应力结构体系中的佼佼者，因为限于当时施工主要采用满堂支架法，到后来，由于悬臂施工方法的应用，连续刚构在预应力混凝土结构中有了飞速的发展。 60 年代初期在中等跨预应力混凝土连续梁中，应用了逐跨架设法与顶推法；在较大跨连续梁中，则应用更完善的悬臂施工方法，这就使连续刚构方案重新获得了竞争力，并逐步在 40— 200 米范围内占主要地位。 无论是城市桥梁、高架道路、山谷高架栈桥，还是跨河大桥，预应力混凝土连续刚构都发挥了其优势，成为优胜方案。 目前，连续刚构结 构体系已经成为预应力混凝土桥梁的主要桥型之一。 另外，由于连续刚够体系的发展，预应力混凝土连续钢构桥在中等跨径范围内形成了很多不同类型，无论在桥跨布置、梁、墩截面形式，或是在体系上都不断改进。 在城市预应力混凝土连续梁中，为充分利用空间，改善交通的分道行驶，甚至已建成 西南交通大学本科 毕业设计 (论文 ) 第 3 页 不少双层桥面形式。 在我国，预应力混凝土连续刚构虽然也在不断地发展，然而，想要赶超国际先进水平，就必须解决好下面几个课题： 1． 发展大吨位的锚固张拉体系，避免配束过多而增大箱梁构造尺寸，否则混凝土保护层难以保证，密集的预应力管道与普通钢筋层层迭 置又使混凝土质量难以提高。 2． 在一切适宜的桥址，设计与修建墩梁固结的连续 — 刚构体系，尽可能不采用养护调换不易的大吨位支座。 3． 充分发挥三向预应力的优点，采用长悬臂顶板的单箱截面，既可节约材料减轻结构自重，又可充分利用悬臂施工方法的特点加快施工进度。 4． 解决好桥梁梁体开裂和抗裂的问题，在地震活跃带一定要对梁体进行特别的设计，防止桥梁在发生小于自身抗震级别时，由于桥体损坏而导致无法正常使用，灾区人民无法逃生的问题。 另外，在设计预应力连刚构桥时，技术经济指针也是一个很关键的因素，它是设计方案合理性与 经济性的标志。 目前，各国都以每平方米桥面的三材 (混凝土、预应力钢筋、普通钢筋 )用量与每平方米桥面造价来表示预应力混凝土桥梁的技术经济指针。 但是，桥梁的技术经济指针的研究与分析是一项非常复杂的工作，三材指标和造价指标与很多因素有关，例如：桥址、水文地质、能源供给、材料供应、运输、通航、规划、建筑等地点条件；施工现代化、制品工业化、劳动力和材料价格、机械工业基础等全国基建条件。 同时，一座桥的设计方案完成后，造价指针不能仅仅反应了投资额的大小，而是还应该包括整个使用期限内的养护、维修等运营费用在内。 通过连续梁、 T 型刚构、连续 — 刚构等箱形截面上部结构的比较可见：连续 — 刚构体系的技术经济指针较高。 因此，从这个角度来看，连续 — 刚构也是未来连续体系的发展方向 【 2】。 总而言之，一座桥的设计包含许多考虑因素，在具体设计中，要求设计人员综合各种因素，作分析、判断，得出可行的最佳方案。 连续 刚构 桥的基本构造特点 连续 刚构 桥是超静定结构，其结构刚度大、变形小、主梁变形的挠曲线平缓，有利于高速行车。 因此其主梁截面构造、主要尺寸有下列特点： 西南交通大学本科 毕业设计 (论文 ) 第 4 页 桥梁跨径 连续刚构可以多跨相连，也可以将边跨松开，采用支座，形成刚构一连续 梁体系。 一联内无缝，改善了行车条件；梁、墩固结，不设支座；合理选择梁与墩的刚度，可以减小梁跨中弯矩，从而可以减小梁的建筑高度。 一般边跨长度可取中跨长的 ~倍，如果减少边跨长度，则边跨和中跨的跨中弯矩均减少，此外，边跨跨长与中跨跨长的比值还与施工方法有关，对于现场浇灌的桥梁，边跨长度取为中跨跨长度的 倍是经济合理，但采用悬臂施工法，考虑到一部分边跨采用悬臂施工外，余下的边跨部分还需另搭脚手架，为使脚手架长度最短，则边跨长度应取中跨长度的 倍为宜 【 3】。 箱梁根部底板厚度 采用悬 臂施工方法时，底板除承受自身荷载外，在靠近桥墩处还将承受很大的压应力，如挂篮底模架后支反力。 因此底板设计成变厚度，根部厚 (通常取墩顶梁高的1/101/12)；跨中薄 (其尺寸受跨中布置的的预应力钢筋和普通钢筋的控制 )大跨度连续箱梁因跨中弯矩要求底板内需配置一定数量的钢束和钢筋，无梗肋的箱梁下翼缘板厚至小应大于 125mm。 如果达到 150mm 或 D/30 则较好 (D 为箱梁内壁净距 )。 有梗肋的梁也可采用构造要求数值。