【土木】东常高速沅水5号桥第四联左幅施工图设计

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土木 高速 第四 联左幅 施工图 设计
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摘 要

根据桥址具体情况,并结合设计要求,拟定出两个比选方案。分别是预应力混凝土变截面连续箱型梁桥以及上乘式拱桥。根据安全、适用、经济、美观的原则确定预应力混凝土变截面连续箱型梁桥为推荐方案,桥跨布置35m+60m+35m,主梁采用单箱单室箱形截面,施工方法采用挂篮悬浇法。采用Midas Civil 2012软件对该桥进行了结构内力计算:包括恒载内力以及活载内力,求得恒载内力下结构的内力包络图;计算了各控制截面的内力影响线,并按最不利情况进行加载,求得活载作用下内力包络图,并进行荷载组合,根据各控制截面内力进行了估束以及配筋计算,并对梁体进行具体的钢束布置。最后,对各控制截面进行了强度、抗裂性、应力、挠度等方面的验算。

关键词:预应力混凝土;连续箱梁桥;荷载组合效应

目 录

1 方案比选.......................................................................................................................1

1.1 设计概况................................................................................................................1

1.2主要技术标准.........................................................................................................2

1.3方案比选.................................................................................................................3

2 设计基本资料...............................................................................................................5

2.1 设计特点以及受力特点.......................................................................................5

2.2 桥型立面总体布置图...........................................................................................6

2.3 主梁横断面尺寸图...............................................................................................7

2.4 主要材料...............................................................................................................8

2.5 设计依据...............................................................................................................8

2.6 基本计算数据.......................................................................................................9

2.7 结构单元划分及毛截面特性计算.....................................................................10

   2.7.1 结构单元划分.............................................................................................10

   2.7.2 毛截面特性计算.........................................................................................11

3 主梁作用效应计算.....................................................................................................14

3.1 结构自重作用效应计算.....................................................................................14

   3.1.1 悬臂浇筑施工阶段模拟............................................................................15

   3.1.2 内力计算.....................................................................................................16

3.2 车辆荷载及人群荷载作用效应计算.................................................................17

   3.2.1 冲击系数.....................................................................................................17

     3.2.2 车道荷载以及人群荷载............................................................................18

   3.2.3 横向分布调整系数....................................................................................19

3.3 支座不均匀沉降计算.........................................................................................21

3.4 温度内力计算.....................................................................................................23

3.5 内力组合计算....................................................................................................24

  3.5.1 承载能力极限状态效应组合....................................................................26

  3.5.2 正常使用极限状态效应组合....................................................................29

4 预应力钢束的估算与布置.......................................................................................35

4.1预应力钢束估算的原理以及方法....................................................................35

4.2钢束计算结果.....................................................................................................37

  4.2.1 纵向预应力钢束信息................................................................................37

  4.2.2 纵向预应力钢束计算................................................................................39

5 预应力损失及有效预应力计算..............................................................................40

5.1 应力控制及有关参数的确定...........................................................................40

  5.1.1 控制应力....................................................................................................40

  5.1.2 其他参数....................................................................................................41

5.2 摩阻损失的计算.........................................................................................41

5.3 锚具变形、钢束回缩损失的计算............................................................42

5.4 混凝土的弹性压缩损失的计算................................................................42

5.5 预应力筋束松弛损失的计算....................................................................43

5.6 混凝土收缩、徐变损失的计算................................................................43

5.7 阶段预应力损失与有效预应力计算.............................................................44

6 配束后主梁内力计算及内力组合..........................................................................45

6.1 配束后结构重力效应.......................................................................................45

6.2 预应力效应.......................................................................................................48

6.3内力组合............................................................................................................51

7 承载能力极限状态截面强度计算与验算............................................................56

7.1 验算基本原理..................................................................................................56

7.2 验算结果..........................................................................................................57

8 抗裂验算.................................................................................................................61

8.1 正截面抗裂验算.................................................................................................61

8.2斜截面抗裂验算..................................................................................................62

8.3 验算结果.............................................................................................................63

9 持久状况下混凝土应力验算...................................................................................66

9.1 持久状况下混凝土应力验算............................................................................66

    9.1.1 正截面混凝土压应力验算.....................................................................66

    9.1.2 斜截面混凝土主压应力验算.................................................................67

    9.1.3 验算结果..................................................................................................68

9.2 持久状况下钢束应力验算................................................................................71

9.3 短暂状况下应力验算........................................................................................73

10 挠度验算..................................................................................................................75

10.1 挠度的计算与验算.......................................................................................75

10.2 恒荷载作用下的变形验算结果...................................................................76

10.3 移动荷载作用下的变形验算结果...............................................................77

10.4 挠度验算的具体过程...................................................................................78

  10.4.1 荷载长期效应作用下主梁跨中挠度验算............................................78

  10.4.2 荷载长期效应作用下主梁边跨挠度验算............................................78

10.5 预拱度设置...................................................................................................78

11 施工图设计.............................................................................................................79

11.1 概述..................................................................................................................79

11.2 总体布置图......................................................................................................79

11.3 主梁一般构造图.............................................................................................79

11.4 主梁预应力钢束构造图.................................................................................80

11.5 下部结构一般构造图.....................................................................................80

12 设计总结.................................................................................................................81

13 参考文献.................................................................................................................83

14 致谢.........................................................................................................................85



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