大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)-中南大學(xué)-橋梁畢業(yè)設(shè)計(jì)
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中 南 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 基本資料 II 中 南 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第一章 基本資料 第一章 基本資料 該公路建成后,將與整個(gè)重慶市以及相鄰的四川省的公路網(wǎng)相連,形成該地區(qū)的公路主骨架和快速通道,改善該地區(qū)的交通狀況和投資環(huán)境,有力地支援重慶東部落后地區(qū)的工業(yè)建設(shè),為三峽工程提供交通保障,從而推動(dòng)三峽庫(kù)區(qū)乃至整個(gè)重慶市和中國(guó)西南地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。 1.1.1 地質(zhì)條件 本地區(qū)于長(zhǎng)江上游,地質(zhì)條件比較好。地質(zhì)條件為:亞粘土,部分分布,厚度3~4m;強(qiáng)風(fēng)化砂巖,全場(chǎng)分布,厚度8~10m;弱風(fēng)化砂巖,全場(chǎng)分布,厚度6~10m;弱風(fēng)化斷層角礫巖,部分分布,厚度3~4m;變質(zhì)砂巖以及弱風(fēng)化片巖,分布至探測(cè)深度。 1.1.2 水文條件 根據(jù)水文站多年歷史統(tǒng)計(jì)資料進(jìn)行分析計(jì)算,該橋橋位處三百年一遇水位為2.80m。測(cè)時(shí)水位為0.2m,最高通航水位1.92m。該地區(qū)降水量多年平均值為1465.1mm、最大年為2121.7mm、最小年為940.3mm,豐、枯年降水量之比為2.26。其中3~9月的降水量占全年總量的79%,主要降水量為春雨、梅雨和臺(tái)風(fēng)雨。而流域的大洪水主要由春雨和臺(tái)風(fēng)雨所形成。該地區(qū)的平均蒸發(fā)量為1471.4mm。 1.1.3 氣象條件 本流域?qū)僦衼啛釒Ъ撅L(fēng)氣候,冬夏較長(zhǎng),春秋較短,溫暖濕潤(rùn)。多年平均氣溫為18.0℃,月平均最高氣溫為34.2℃(七月),月平均最低氣溫為2.4℃(一月),極端最高氣溫為41.5℃(1966年8月6日),極端最低氣溫為-8.2℃(1967年1月16日)。平均水氣壓為17.3hpa,平均相對(duì)濕度為76%,平均風(fēng)速為1.3m/s,多年平均最大風(fēng)速為14.0m/s。 1.2 主要設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 1、設(shè)計(jì)荷載:公路Ⅰ級(jí) 2、橋梁寬度:全橋采用雙向6車(chē)道,由兩幅獨(dú)立的梁組成,每幅梁寬為:0.5 m(外護(hù)欄)+11.25 m(3行車(chē)道)+0.5 m(內(nèi)側(cè)護(hù)欄),共計(jì)12.25m。全橋?qū)?5.5m。 3、坡度:左側(cè)縱坡2.415%,右側(cè)縱坡 2.3561%,橫坡2% 4、截面形式:變截面箱梁 5、材料: ① 砼: 梁體砼標(biāo)號(hào) C50 封端砼標(biāo)號(hào) C50 墩臺(tái)砼標(biāo)號(hào) C30 ② 鋼筋: 縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋采用12-7Φ5鋼絞線(極限抗拉強(qiáng)度1860MPa), 普通鋼筋采用HPB335鋼筋, ③ 錨具: OVM型預(yù)應(yīng)力張拉錨固體系,選用與之配套的YWC型千斤頂。 ④ 支座: 采用GPZ(II)系列盆式橡膠支座, 6、通航要求:Ⅳ級(jí)通航要求, 7、設(shè)計(jì)洪水頻率:1/100, 8、地震參數(shù):不考慮地震。 1.3 設(shè)計(jì)依據(jù)與內(nèi)容 1.3.1 設(shè)計(jì)規(guī)范 1、《公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》 2、《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTG B01-2003) 3、《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTG D60-2004) 4、《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D62-2004) 5、其他有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范 1.3.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容 1、擬定多個(gè)橋式方案,完成其橋長(zhǎng)確定、主跨結(jié)構(gòu)型式選擇、分孔布置、墩臺(tái)型式選擇及施工方案的選擇。各方案可以是懸索橋、斜拉橋、拱橋、連續(xù)體系梁橋和簡(jiǎn)支梁橋。結(jié)構(gòu)材料可以是鋼橋,也可以是普通混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋。 2、擬定各方案的上下部結(jié)構(gòu)尺寸。 3、方案比選及評(píng)價(jià)。 4、擬定施工方案。 5、采用《橋梁博士》程序,完成上、下部結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析,繪制內(nèi)力包絡(luò)圖 6、對(duì)主要方案進(jìn)行配束(筋)設(shè)計(jì),并繪制預(yù)應(yīng)力鋼束配置圖。 7、工程數(shù)量統(tǒng)計(jì)。 8、完成3000單詞以上與畢業(yè)設(shè)計(jì)有關(guān)的外文資料翻譯。 9、編寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。 1.4 設(shè)計(jì)成果 1、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(含中、英文摘要); 2、《橋梁博士》程序輸入、輸出數(shù)據(jù)及圖形; 3、英文翻譯資料; 4、設(shè)計(jì)圖紙,包括: A. 第一方案橋梁立面布置圖; B. 第二方案橋梁立面布置圖; C. 連續(xù)剛構(gòu)梁主跨上部結(jié)構(gòu)圖; D. 連續(xù)剛構(gòu)梁預(yù)應(yīng)力筋大樣圖; E. 連續(xù)剛構(gòu)梁預(yù)應(yīng)力束配筋圖; F. 連續(xù)剛構(gòu)梁橋施工步驟圖。 2 中 南 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第二章 橋式方案初步設(shè)計(jì) 第二章 橋式方案初步設(shè)計(jì) 2.1 方案提出 2.1.1 方案設(shè)計(jì)原則 隨著橋梁理論的不斷成熟,在橋梁設(shè)計(jì)中要求橋梁經(jīng)濟(jì)適用、舒適安全、外形美觀、技術(shù)合理。對(duì)建在城市中的橋梁還特別注重美觀大方,即遵循我國(guó)橋梁設(shè)計(jì)中適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀的基本原則。由此,對(duì)于一定的建橋條件,根據(jù)側(cè)重點(diǎn)的不同可能會(huì)做出基于基本要求的多種不同設(shè)計(jì)方案,只有通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)等方面的綜合比較才能科學(xué)的得出最合適的設(shè)計(jì)方案。 在橋梁設(shè)計(jì)中,基本設(shè)計(jì)原則如下: 1、使用上的要求 要有足夠的承載能力,能保證行車(chē)的暢通、舒適和安全;既滿足當(dāng)前的需要,又考慮今后的發(fā)展;靠近城市、村鎮(zhèn)、鐵路即水利設(shè)施的橋梁還應(yīng)結(jié)合各方面的要求,考慮綜合利用。在特定地區(qū),橋梁還應(yīng)滿足特殊要求(如地震等)。 2、適用性的要求 修建橋梁的目的是用于交通運(yùn)輸,因此其適用性極為重要。它要求:橋梁寬度不僅應(yīng)該滿足現(xiàn)有車(chē)輛和人群的安全通暢,還應(yīng)滿足今后規(guī)劃年限內(nèi)交通量增長(zhǎng)的需要。橋下凈空應(yīng)滿足泄洪、通航或通車(chē)等要求。橋梁兩端應(yīng)方便車(chē)輛的進(jìn)出,同時(shí)便于檢查和維修。建成的橋梁應(yīng)保證使用年限。 3、安全性的要求 橋梁的安全至關(guān)重要,它要求橋梁在運(yùn)輸、安裝和使用的過(guò)程中,應(yīng)當(dāng)有足夠的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性,并具有一定的安全儲(chǔ)備。根據(jù)橋上的交通情況,橋面應(yīng)考慮設(shè)置人行道、緣石、護(hù)欄、欄桿等,以保證車(chē)輛和行人的安全。此外,橋上還應(yīng)有照明設(shè)備,引橋縱坡不宜過(guò)陡,地震區(qū)橋梁應(yīng)該按照抗震要求采取防震措施 。 4、經(jīng)濟(jì)性的要求 橋梁方案設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性是首要考慮因素。橋梁設(shè)計(jì)應(yīng)遵循因地制宜、就地取材和方便施工的原則,綜合考慮發(fā)展遠(yuǎn)景和將來(lái)的養(yǎng)護(hù)維修,使其造價(jià)和養(yǎng)護(hù)費(fèi)用綜合考慮后最省。 5、舒適性的要求 現(xiàn)代橋梁設(shè)計(jì)越來(lái)越強(qiáng)調(diào)舒適度,要控制橋梁的豎向與橫向振幅,避免車(chē)輛在橋上震動(dòng)沖擊。 6、美觀性的要求 橋梁建筑不僅是交通工程中的重點(diǎn)建筑物,而且也是美化環(huán)境的點(diǎn)綴品,橋梁應(yīng)該具有優(yōu)美的外形,結(jié)構(gòu)布置簡(jiǎn)練,空間比例和諧,與周?chē)h(huán)境相協(xié)調(diào)。合理的結(jié)構(gòu)布局和輪廓是美觀的重要因素,此外,施工質(zhì)量也會(huì)影響橋梁的美觀性。在城市和游覽地區(qū),要注意環(huán)保問(wèn)題,較多的考慮建筑藝術(shù)。 7、技術(shù)性的要求 橋梁設(shè)計(jì)應(yīng)體現(xiàn)現(xiàn)代橋梁建設(shè)的新技術(shù)。積極采用國(guó)內(nèi)外的新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝和新設(shè)備,以便于橋梁的建造和架設(shè)、減少勞動(dòng)強(qiáng)度、加快施工進(jìn)度、提高施工效率、保證工程質(zhì)量和施工安全。 總的來(lái)說(shuō),橋梁設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下幾個(gè)方面的要求: 1) 滿足交通功能要求,符合地區(qū)的發(fā)展規(guī)劃; 2) 橋梁結(jié)構(gòu)造型簡(jiǎn)潔、美觀,盡量采用有特色的新結(jié)構(gòu); 3) 橋型方案要保證受力合理、施工技術(shù)可靠、施工方便、反映新的科技成果。 2.1.2 方案比選任務(wù) 在方案比較中主要有以下三項(xiàng)任務(wù):一是擬定橋梁圖式,二是編制方案,三是技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較和最優(yōu)方案的選定。編制設(shè)計(jì)方案通常是從橋梁分孔和擬定橋梁圖式開(kāi)始。對(duì)一般的大跨度橋梁,依據(jù)以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),主跨與邊跨的比值有一個(gè)范圍,再由此選定可能實(shí)現(xiàn)的橋型圖式,鼓勵(lì)新式橋式的大膽采用。一般選幾個(gè)(通常2~4個(gè))構(gòu)思好、各具優(yōu)點(diǎn)、但一時(shí)還難以斷定孰優(yōu)孰差的圖式,作為進(jìn)一步詳細(xì)研究而進(jìn)行比較的方案。對(duì)每一圖式可在跨度、高度等方面大致按比例畫(huà)在同樣大小的橋址斷面圖上。編制方案中,主要指標(biāo)包括:主要材料(普通鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼筋、混凝土)用量、勞動(dòng)力數(shù)量、全橋總造價(jià)(分上、下部結(jié)構(gòu)列出)、工期、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用、運(yùn)營(yíng)條件、有無(wú)困難工程、特種機(jī)具。其目的在于為每個(gè)橋式提供全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),以便相互比較,科學(xué)的從中選定最佳方案。在編制方案中要擬定結(jié)構(gòu)主要尺寸,并計(jì)算主要工程量。有了工程量,采取相應(yīng)的材料和勞動(dòng)力定額以確定單價(jià),從而確定全橋造價(jià)。并且在每個(gè)方案中繪制出河床斷面及地質(zhì)分層的立面圖和橫斷面圖。 設(shè)計(jì)方案的評(píng)價(jià)和比較要全面考慮上述各項(xiàng)指標(biāo),綜合分析每一方案的優(yōu)缺點(diǎn),最后選定一個(gè)最佳的推薦方案。按橋梁的設(shè)計(jì)原則,造價(jià)低、材料省、施工難度小、勞動(dòng)力少和橋型美觀的方案應(yīng)優(yōu)先采用。但當(dāng)技術(shù)因素或是使用性質(zhì)有特殊要求時(shí)就另當(dāng)別論了,因此我們?cè)谶x擇時(shí)還要注重考慮設(shè)計(jì)的側(cè)重點(diǎn)。技術(shù)高,造價(jià)必然會(huì)高,個(gè)個(gè)因素是相互制約的。所以在比選時(shí)必須從任務(wù)書(shū)提出的要求以及地形資料和施工條件,找出影響方案的最重要因素,分清主次,進(jìn)行比選。 在方案比選中,除了繪制方案比選圖外,還應(yīng)編寫(xiě)方案比選說(shuō)明書(shū)。其中應(yīng)闡明編制方案的主要原則,擬定方案的理由,方案比較的綜合評(píng)述,對(duì)于推薦方案的詳細(xì)說(shuō)明等。 2.1.3 待選的橋式方案 在對(duì)本橋的設(shè)計(jì)中,通過(guò)對(duì)基本設(shè)計(jì)資料的分析和以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),初步確定的進(jìn)行比選的兩種橋式為: ① 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋 ② 系桿拱橋 2.2 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋方案的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.2.1 橋式特點(diǎn) 1、根據(jù)以往設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),在40~200m的跨徑范圍內(nèi),與其它結(jié)構(gòu)體系比較,預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁常成為最佳的橋型方案。 2、預(yù)應(yīng)力混凝土能夠充分發(fā)揮高強(qiáng)材料的受力特性,具有強(qiáng)度高、剛度大以及抗裂性能好等優(yōu)點(diǎn)。 3、連續(xù)梁內(nèi)力的分布均勻、合理,若采用合理邊、中跨比,可顯著改善梁體的受力性能和施工難度。 4、連續(xù)梁具有較高的剛度和較小的變形量,同時(shí),橋垮在橋墩上連續(xù),變形曲線均勻,行車(chē)平順性好,特別有利于高速行車(chē)。 5、該結(jié)構(gòu)在車(chē)輛運(yùn)營(yíng)中具有噪音小、維修工作量小等優(yōu)點(diǎn)。在結(jié)構(gòu)超載時(shí),會(huì)發(fā)生內(nèi)力重分布,提高粱部結(jié)構(gòu)的極限承載力。 6、連續(xù)梁施工方法已達(dá)到相當(dāng)成熟的水平,施工難度小、工期短,經(jīng)濟(jì)效益明顯。 7、除制動(dòng)墩外,連續(xù)梁的橋墩及基礎(chǔ)尺寸都可以做得較小。 2.2.2 成橋經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) 表2—1 國(guó)內(nèi)預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋分析表 橋名 跨組合徑 邊主跨比 梁高 H中 H中/L H支 H支/ H中 珠江三橋 80+110+80 0.73 2.7 1 /40.7 5.5 2.04 常德大橋 84.7+3120+84.7 0.7 3 1/30.0 6.8 2.27 沙洋漢大橋 62.4+6111+62.4 0.56 2.5 1/44.4 6 2.4 華北大橋 70+100+70 0.7 3.3 1/30.3 6 1.82 松花江大橋 59+790+59 0.66 3 1/30 5.4 1.8 2.2.3 主橋設(shè)計(jì) 一、分孔布置 對(duì)于跨河橋,分孔的主要依據(jù)是通航要求、地形和地質(zhì)條件、水文狀況、技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件和美觀的要求。橋梁的分孔和造價(jià)有很大關(guān)系,跨徑越大,孔數(shù)越少,上部結(jié)構(gòu)的總造價(jià)就越大,而下部結(jié)構(gòu)的總造價(jià)則相對(duì)較小;反之,跨徑越小,孔數(shù)越多,上部結(jié)構(gòu)的總造價(jià)就越小,而下部結(jié)構(gòu)的總造價(jià)就相對(duì)較高。從結(jié)構(gòu)受力合理和施工方便角度考慮,對(duì)于大跨度連續(xù)梁,中間部分采用等跨布置,而邊跨則應(yīng)該采用不等跨布置。單從受力合理來(lái)看,邊、中跨跨徑之比取0.8為宜,單從施工角度考慮,懸臂施工時(shí)取0.5為宜。綜合兩方面考慮,邊、中跨跨徑之比常采用0.6~0.7,而當(dāng)邊跨與中跨之比小于0.3時(shí),邊孔橋臺(tái)支座要做成拉壓式,以承受負(fù)反力。 本橋橫跨京杭古運(yùn)河,考慮到通航要求,為一跨過(guò)河橋。其跨徑布置為71m+120m+71m。邊孔與中孔跨徑之比為0.59。全橋總長(zhǎng)412m。 主橋與引橋連接處設(shè)置12cm的伸縮縫。 圖2-1 連續(xù)梁方案分孔布置示意圖(單位:cm) 二、截面類(lèi)型 1、等高粱與變高粱 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋可分為等高度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋和變高度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋。 等高度連續(xù)梁一般使用情況如下: ① 跨徑一般為40~60m(國(guó)外也有達(dá)到80m跨徑者),構(gòu)造簡(jiǎn)單,施工快捷的連續(xù)梁。橋的立面布置在頂推法施工時(shí)以等跨徑為宜,從受力分析,最好采用邊跨跨度小于中跨跨度的不等跨布置,邊跨與中跨之比取0.4~0.8,等截面梁的高跨比一般為1/18~1/20。 ② 適應(yīng)于滿堂支架施工、移動(dòng)模架逐孔施工及頂推施工等。 ③ 可以通過(guò)在支點(diǎn)處加厚腹板厚度、底板厚度等方法在使結(jié)構(gòu)與受力相協(xié)調(diào)。 變高度梁主要適用于大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋,主要特點(diǎn)有: ① 變高度梁能更好地符合梁的內(nèi)力分布規(guī)律,從絕對(duì)值看,一般情況下,支點(diǎn)的負(fù)彎矩大于跨中的正彎矩,結(jié)構(gòu)的抗彎剛度與彎矩分布規(guī)律基本協(xié)調(diào)。 ② 大跨度橋梁一般采用懸臂施工法,變高度梁與施工狀態(tài)的內(nèi)力吻合,且施工內(nèi)力與成橋結(jié)構(gòu)內(nèi)力也基本吻合,預(yù)應(yīng)力筋的作用效益高。 ③ 變高度梁線形美觀,外型和諧,增大了橋下凈空,有利于橋下通航和降低橋頭引線標(biāo)高。 變高度梁的梁底立面線形一般采用圓弧線或二次拋物線,二次曲線的變化規(guī)律與連續(xù)梁的彎矩變化規(guī)律基本相近。個(gè)別橋梁也有采用折線變化的。除外形高度變化外,為滿足梁內(nèi)各截面抗壓和抗剪的受力要求,底板和腹板往往采用變厚度。頂板一般采用等厚度。 本橋設(shè)計(jì)中主橋選用變高度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁。梁底立面曲線選用拋物線形,底板和腹板采用變厚度。頂板采用等厚度。 2、截面類(lèi)型 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的截面形式很多,一般應(yīng)根據(jù)橋梁的跨徑、寬度、梁高、支撐形式、總體布置和施工方法等方面綜合確定。合理地選擇主梁的截面形式對(duì)減輕橋梁自重、節(jié)約材料、簡(jiǎn)化施工和改善截面的受力性能是十分重要的。目前預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋橫截面形式主要有板式、肋梁式和箱形截面,其中,板式、肋梁式截面構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工方便,但受力性能比較差。箱形截面是連續(xù)梁體系中最常用的截面形式,相比于板式、肋式截面,有如下特點(diǎn): ① 頂?shù)撞慷季哂休^大的承壓面積,能有效地抵抗正、負(fù)彎矩,抗彎剛度大。 ② 采用閉口截面,抗扭剛度大。 ③ 布置縱向鋼筋的空間位置多,范圍大,方便布筋。 ④ 外形簡(jiǎn)潔、美觀。 ⑤ 箱梁的施工工藝相對(duì)復(fù)雜一些,不過(guò)施工方法已經(jīng)比較成熟。 本橋橋?qū)挒?5.5m,分兩幅,每幅橋面凈寬寬度為12.25m,兩幅梁間距為1m。本設(shè)計(jì)中,兩幅梁結(jié)構(gòu)尺寸完全一致,均選用單箱單室的箱形截面,因此只設(shè)計(jì)其中一幅。 三、結(jié)構(gòu)尺寸 1、梁高 頂板厚 底板厚 變高度連續(xù)梁橋的梁高與最大跨徑之比,在跨中截面一般為1/30~1/50,支點(diǎn)截面可選用1/16~1/25。本橋設(shè)計(jì)中,支點(diǎn)梁高6.0m,為主跨的1/20,跨中梁高為2.4,為支點(diǎn)梁高的1/2 。 對(duì)于懸臂法施工的變高度連續(xù)梁橋,箱梁底板厚度隨負(fù)彎矩的增大而逐漸加厚至根部,根部底板厚度一般為根部梁高的1/10~1/12,以符合施工和運(yùn)營(yíng)階段的受壓要求,并在破壞階段使中性軸盡量保持在底板以內(nèi)。底板沿縱向的厚度變化規(guī)律與底板線形一致??缰械装迨芰ι喜豢刂圃O(shè)計(jì),但要滿足板內(nèi)配置預(yù)應(yīng)力鋼筋與普通鋼筋的要求。構(gòu)造上要求底板厚度一般為200~300㎜。在本設(shè)計(jì)中支座處的底板厚為80cm,跨中處底板厚為30cm,在支座與跨中間按拋物線形變化,坐標(biāo)系建在跨中直線與拋物線交接處,則梁高和梁底曲線形的拋物線方程為(方程中x的單位是m): 底板下底緣線:, 底板上底緣線:。 在確定箱形截面頂板厚度時(shí)一般考慮兩個(gè)因素:滿足橋面橫向彎矩的要求;滿足布置縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋的要求。在配筋的混凝土橋面板中,頂板的厚度與腹板間距可參考下表: 表2-2 腹板和頂板參考尺寸 腹板間距(m) 3.0 4.5 7.0 10 頂板厚度(㎜) 180 200 250 300 本設(shè)計(jì)頂板厚度取30mm,全橋等厚。 2、懸臂板長(zhǎng)度 腹板厚 箱梁截面頂板兩側(cè)挑出的懸臂板(翼板)長(zhǎng)度也是調(diào)節(jié)頂板內(nèi)彎矩的重要參數(shù),懸臂板沿橫向常為變厚,其端部一般按最小構(gòu)造要求取值。無(wú)橫向預(yù)應(yīng)力時(shí),懸臂長(zhǎng)度不宜過(guò)大,一般在1.4~2.5m之間,當(dāng)配置橫向預(yù)應(yīng)力筋時(shí),懸臂板應(yīng)盡量外伸。本設(shè)計(jì)中懸臂板長(zhǎng)度取為2.5m。 腹板的厚度由受力和構(gòu)造兩個(gè)方面綜合控制。在受力方面,箱梁腹板必須滿足截面面剪力、主拉應(yīng)力和穩(wěn)定性的最小厚度要求。當(dāng)腹板內(nèi)有預(yù)應(yīng)力時(shí),還應(yīng)滿足局部應(yīng)力的要求。在預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋中,彎束對(duì)荷載剪力的抵消使梁內(nèi)剪應(yīng)力和主拉應(yīng)力較??;在變高度連續(xù)梁橋中截面高度的變化也可減小主應(yīng)力值。因此,除受力因素外,考慮預(yù)應(yīng)力鋼筋布置及混凝土澆注后的箱梁腹板構(gòu)造要求一般為:腹板內(nèi)無(wú)預(yù)應(yīng)力束管道布置時(shí)可采用250㎜;腹板內(nèi)有預(yù)應(yīng)力管道布置時(shí)可采用250㎜+管道直徑;腹板內(nèi)有預(yù)應(yīng)力束錨固時(shí)采用350㎜。根據(jù)剪力的分布規(guī)律,腹板宜采用變厚度形式。在大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁中,腹板寬度宜從跨中向支點(diǎn)逐漸加寬,但考慮到施工方便,腹板的變化應(yīng)盡量簡(jiǎn)潔。支點(diǎn)厚度一般采用300~600㎜,也有達(dá)到1m左右者。本設(shè)計(jì)中,腹板厚度在跨中處各處寬均為350mm,在支座處兩側(cè)寬度為600mm,中間腹板寬度為350mm。 箱梁截面尺寸如下圖所示: 圖2-2 連續(xù)梁跨中截面尺寸圖(單位:cm) 圖2-3 連續(xù)梁支座處截面尺寸圖(單位:cm) 四、下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 橋墩、橋臺(tái)和基礎(chǔ)統(tǒng)稱為下部結(jié)構(gòu),它們的主要作用是支承上部結(jié)構(gòu)并將上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的荷載及本身自重傳遞到基礎(chǔ)。 1、墩臺(tái)設(shè)計(jì) 橋墩形式的采用,取決于橋上線路或道路條件、橋下水流速度、墩位處水深、水流方向與橋梁中軸線的家教、通航及橋下漂流物、基地土壤承載力、兩部結(jié)構(gòu)及施工方法等。橋墩一般可以分為,重力式橋墩、空心橋墩、柱式橋墩、輕型橋墩和拼裝式橋墩。 (a) 重力式橋墩 重力式實(shí)體橋墩主要依靠自身重力來(lái)平衡外力保證橋墩的穩(wěn)定,適用于地基良好或橋下有通航、流冰等漂流物的大、中、小橋梁。重力式實(shí)體橋墩一般用混凝土或片石混凝土砌筑,截面尺寸及體積較大,其自重和阻水面積也較大,外形粗壯,很少應(yīng)用于城市橋梁。重力式實(shí)體橋墩按截面形狀分為矩形橋墩、圓形橋墩和圓端形橋墩。 1) 矩形橋墩 矩形橋墩截面為矩形,具有圬工較省、模板簡(jiǎn)單、施工簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn),但對(duì)水流的阻力特別大,并促使水流紊亂而招致橋墩周?chē)l(fā)生較大的局部沖刷,所以矩形橋墩一般適用于無(wú)水、靜水或靠近岸邊水流流速較小處。山區(qū)鐵路或公路的跨谷橋及其他旱橋常采用矩形橋墩。 2) 圓形橋墩 圓形橋墩截面為圓形,不受水流與橋梁軸線斜交角度的限制。當(dāng)水流流向不穩(wěn)定或水流與橋梁法線斜交角度大于15時(shí)應(yīng)采用圓形橋墩,由于圓形橋墩的各個(gè)方向的尺寸相同,不能根據(jù)橋墩縱、橫向受力及使用要求不同的特特點(diǎn)采用不同的尺寸,增大了橋墩的阻水面積,故對(duì)于斜交角小于15時(shí)及橫向?qū)挾容^大的橋墩不宜采用。同時(shí),因?yàn)榻孛鏋閳A形,不宜用石料砌筑。 3) 圓端形橋墩 圓端形橋墩截面中間為矩形,兩端各加一個(gè)半圓,能使水流順暢地通過(guò)橋孔,與矩形橋墩相比,它可減少水流對(duì)橋墩周?chē)哟驳木植繘_刷和水流壓力,一般用于斜交角小于15時(shí)的水中橋墩。它是公路和鐵路橋梁上常采用的重力式實(shí)體橋墩。 (b) 空心橋墩 位于山區(qū)的橋梁往往橋長(zhǎng)且谷深而需要建造高橋墩,如果采用重力式實(shí)體橋墩,則墩身圬工量驚人、墩身的自重大而相應(yīng)要求地基有較高的承載能力、地震時(shí)有較大的慣性力。此時(shí),設(shè)計(jì)中一般采用空心墩。根據(jù)方案比較及實(shí)橋?qū)Ρ?,混凝土空心墩比?shí)體墩可節(jié)省20%~30%的圬工,鋼筋混凝土空心橋墩可節(jié)省圬工50%左右。 空心橋墩的截面形式一般有下列幾種:圓形空心、雙圓孔空心、園端形空心、園端形中間設(shè)縱隔板空心、矩形空心、矩形中間設(shè)隔板(雙矩形)空心。墩身的立面形式一般有直坡式、臺(tái)階式和斜坡式。 空心墩墩壁較薄,在有船、筏和漂流物或受冰壓力的河流上,一般不宜采用,以防撞擊和磨損墩壁而招致破壞。但根據(jù)河流的具體情況,采取下部實(shí)體墩身等措施,通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后,仍可采用空心墩。 圓形空心截面受力性能最好,一般情況下可不設(shè)隔板,施工最為方便,設(shè)計(jì)高墩時(shí)可優(yōu)先考慮采用這種截面形式。當(dāng)構(gòu)造需要橋墩的橫向尺寸很寬,或橫向水平力較大時(shí),如梁寬度大,雙線鐵路、公路、彎道橋或架梁需要墩頂較寬等情況時(shí),可考慮采用圓端形或矩形帶縱隔板的空心墩。當(dāng)墩身不很高,平面兩向?qū)挾缺戎挡惶髸r(shí),可采用不帶縱隔板的形式。另外,方形與圓形相比,方形溫度應(yīng)力較大。使用滑動(dòng)鋼模板施工時(shí),園端形比矩形方便。 關(guān)于橋墩的立面形式,臺(tái)階式空心橋墩構(gòu)造復(fù)雜,施工十分不便,截面突變處應(yīng)力集中,現(xiàn)已不采用這種形式。直坡式空心橋墩只用于墩身不高或某些特殊需要的橋梁上。而斜坡式空心墩普遍適用于各種條件的橋墩,受力合理,施工方便。墩身坡率較陡(45:1以上),便于滑動(dòng)鋼模施工。 (c)柱式橋墩 柱式橋墩是目前公路橋梁、橋?qū)捿^大的城市橋梁和立交橋及中小跨度鐵路旱橋中廣泛采用的橋墩形式。這種橋墩既可減輕墩身重量、節(jié)省圬工材料,又比較美觀、結(jié)構(gòu)輕巧,橋下通視情況較好。柱式橋墩的形式主要有單柱式、多柱式、啞鈴式以及混合式四種。柱身截面大多為圓形和矩形。 單柱式橋墩適用于水流與橋軸線斜交角大于15的橋梁,或河流急彎、水流流向不固定的橋梁。在水流與橋軸線斜交角小于15的橋梁或僅有小的漂流物或輕微的流冰的河流中,可采用雙柱或多柱式橋墩。在有較多的漂流物或較嚴(yán)重的流冰河流上,當(dāng)漂流物卡在兩柱中間可能使橋梁發(fā)生危險(xiǎn),可在雙柱間加做40~60cm厚的隔墻,成為啞鈴式橋墩。當(dāng)墩身較高時(shí),也可把高水位以下的墩身部分做成實(shí)體,以上部分做成雙柱的混合式橋墩,這樣,既減少了水上部分的圬工體積,也保證了抵抗漂流物的能力。 (d)輕型橋墩 輕型橋墩截面形式大多為薄壁矩形或薄壁園端形實(shí)體截面,適用于小跨度、低墩以及三孔以下(全橋長(zhǎng)大于20m)的公路橋梁。輕型橋墩不像重力式橋墩那樣要滿足獨(dú)立的穩(wěn)定性要求,因而可減少圬工材料,獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。 輕型橋墩的其他形式有多種,如V形、X形、Y形、倒梯形等形式,一般由鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土建成,可以適應(yīng)具有特殊要求的城市、旅游風(fēng)景區(qū)。但該類(lèi)型輕型橋墩結(jié)構(gòu)構(gòu)造比較復(fù)雜、施工比較麻煩、造價(jià)也高。 在地質(zhì)不良的地段、路基穩(wěn)定不能保證時(shí),不宜采用輕型橋墩。 (e)拼裝式橋墩 拼裝式橋墩又稱為裝配式橋墩,前述的柱式橋墩及輕型橋墩采用部分構(gòu)件現(xiàn)澆,部分構(gòu)件預(yù)制,現(xiàn)場(chǎng)組拼而成橋墩時(shí),即為拼裝式橋墩。采用拼裝式橋墩可提高施工質(zhì)量、縮短施工周期、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度,使橋梁建設(shè)向結(jié)構(gòu)輕型化、制造工廠化及施工機(jī)械化發(fā)展。 拼裝式橋墩適用于交通較為方便、同類(lèi)橋墩數(shù)量多的長(zhǎng)大干線中的中小跨度橋梁工點(diǎn)。但使用該類(lèi)橋墩時(shí)應(yīng)采用輕巧的結(jié)構(gòu)型式和簡(jiǎn)單可靠的裝配方法。應(yīng)注意提高構(gòu)件的強(qiáng)度和精度以保證整個(gè)結(jié)構(gòu)的正常使用。 該橋?yàn)楣窐?,且橋墩較矮,只有8m左右,因此,空心墩、輕型墩和拼裝式墩都不合適。 主橋與引橋的過(guò)渡墩相對(duì)于主橋墩荷載較小,采用柱式橋墩。每幅橋梁采用兩個(gè)矩形柱式墩,結(jié)構(gòu)尺寸為220160cm,采用臺(tái)階式蓋梁,蓋梁的高度在主橋和引橋處分別為160cm和200m。 引橋橋墩采用柱式橋墩。每幅橋梁采用兩個(gè)矩形柱式墩,結(jié)構(gòu)尺寸為13080cm,蓋梁高度為130cm。 橋臺(tái)為耳墻式橋臺(tái)。 2、基礎(chǔ)設(shè)計(jì): 本橋址處河床上覆蓋土為淤泥質(zhì)粘土和亞粘土,地基承載力很低,因此本設(shè)計(jì)中,所有的橋墩均采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)、低承臺(tái)。主橋墩選用32樁徑為150cm的樁基,高200cm的承臺(tái);引橋選用22樁徑為120的樁基,高150的承臺(tái)。 2.2.5 基本材料的選用 一、 鋼筋 預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁用的鋼材就其使用狀況可分為非預(yù)應(yīng)力鋼材和預(yù)應(yīng)力鋼材兩大類(lèi)。對(duì)于鋼筋的使用,規(guī)范中有明確的規(guī)定,按照《橋規(guī)》第3.2.1條規(guī)定: 1、鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中的普通鋼筋宜選用熱軋R235、HPB335、HPB400及KL400鋼筋,預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中的普通鋼筋宜選用其中的帶肋鋼筋;按構(gòu)造要求配置的鋼筋網(wǎng)可采用冷軋帶肋鋼筋。 2、預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中的預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)選用鋼絞線、鋼絲;中、小型構(gòu)件或豎、橫向預(yù)應(yīng)力鋼筋,也可選用精軋螺紋鋼筋。在本設(shè)計(jì)中,縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋采用7φ5的低松弛鋼絞線,無(wú)橫向預(yù)應(yīng)力鋼筋,其標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度=1860MPa,張拉控制應(yīng)力=0.75 =1395MPa,兩端“雙控”張拉,張拉時(shí)混凝土強(qiáng)度要達(dá)到80%的設(shè)計(jì)強(qiáng)度,普通鋼筋采用HPB335鋼筋。 二、混凝土 混凝土的強(qiáng)度等級(jí)是混凝土強(qiáng)度的主要標(biāo)志。選用合適的混凝土強(qiáng)度等級(jí)除根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征外,還需與鋼材的級(jí)別相適應(yīng),由于預(yù)應(yīng)力鋼材的強(qiáng)度均較高,所以規(guī)范規(guī)定預(yù)應(yīng)力構(gòu)件中混凝土強(qiáng)度等級(jí)不得低于C40。C50及以上強(qiáng)度等級(jí)的混凝土為高強(qiáng)混凝土,這些混凝土可用常規(guī)水泥、砂石料和常規(guī)工藝配制,具有高強(qiáng)、早強(qiáng)、工作度良好、變形小、抗?jié)B抗腐蝕性能優(yōu)良等特點(diǎn)。能大幅度提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力,減小尺寸和自重,加快施工進(jìn)度,可獲重大經(jīng)濟(jì)效益?;谝陨弦蛩氐目紤],本設(shè)計(jì)中,上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu),采用的混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C50,下部結(jié)構(gòu)為普通混凝土結(jié)構(gòu),采用混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30。 三、預(yù)應(yīng)力錨固體系 預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是如何保證混凝土內(nèi)部必須具有永久存在的預(yù)應(yīng)力。后張法構(gòu)件在制作時(shí)都是通過(guò)采用可靠的錨夾具使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力。規(guī)范中對(duì)預(yù)應(yīng)力錨具的要求是:具有可靠的錨固性能、足夠的承載能力和良好的適用性,能保證充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力筋的強(qiáng)度,安全地實(shí)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力張拉作業(yè),且與預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁梁橋施工工藝相適應(yīng)。同時(shí),預(yù)應(yīng)力筋錨具應(yīng)滿足分級(jí)張拉、補(bǔ)張拉以及放松預(yù)應(yīng)力的要求,對(duì)于后張法結(jié)構(gòu),錨具或其附件上宜設(shè)置壓漿孔或排氣孔,壓漿孔應(yīng)有足夠的截面面積,以保證漿液的通暢。 經(jīng)過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)常用錨具的對(duì)比,OVM型錨固體系具有良好的自錨性能,無(wú)需頂壓,適用于本設(shè)計(jì)中采用的鋼絞線。本設(shè)計(jì)中,縱向預(yù)應(yīng)力選用的錨具為:OVM13—15圓錨,其錨墊板尺寸為270270220㎜,波紋管的直徑為100㎜。 2.2.6 施工方法的選擇 一、施工方法的選定 在考慮橋梁設(shè)計(jì)方案時(shí),要充分考慮到施工的可能性、經(jīng)濟(jì)性和合理性,同時(shí)在設(shè)計(jì)中也要計(jì)算施工各階段的強(qiáng)度、變形和穩(wěn)定性,橋梁的設(shè)計(jì)要同時(shí)滿足施工階段和運(yùn)營(yíng)階段的各項(xiàng)要求。設(shè)計(jì)與施工時(shí)不能也無(wú)法截然分開(kāi)的,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須考慮施工的方法、施工內(nèi)力與變形,而施工方法的選擇應(yīng)符合設(shè)計(jì)的要求。 我國(guó)建造的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的施工方法很多,常用的施工方法有:支架就地澆注法、懸臂施工法、移動(dòng)模架逐孔施工法和頂推施工法等。選擇確定橋梁的施工方法,需要充分考慮橋位的地形、環(huán)境、安裝方法的安全性和經(jīng)濟(jì)性、施工速度等,同時(shí)要考慮橋梁的類(lèi)型、跨徑、施工的技術(shù)水平、機(jī)具設(shè)備條件等??傮w來(lái)說(shuō),施工方法的選擇可依據(jù)下列條件綜合考慮: ① 使用條件:橋梁類(lèi)型、使用跨徑、墩高、橋下空間限制、平面場(chǎng)地限制、橋墩形狀等。 ② 施工條件:工期要求、起重能力和機(jī)具設(shè)備要求、架設(shè)時(shí)是否封閉交通、架設(shè)時(shí)所需的臨時(shí)設(shè)備、材料可供情況等 ③ 自然環(huán)境條件:山區(qū)或平原、地質(zhì)條件及軟弱層狀況、對(duì)河道的影響、運(yùn)輸線路的限制等。 ④ 社會(huì)環(huán)境影響:公害、景觀、污染、架設(shè)孔下的障礙、道路交通的限制、公共道路的使用以及建筑界限等。 綜合考慮以上各種因素,本設(shè)計(jì)中采用懸臂施工法。懸臂施工法是以橋墩為中心向兩岸對(duì)稱地、逐節(jié)懸臂接長(zhǎng)的施工方法。該施工方法的主要特點(diǎn)如下: ① 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁采用懸臂施工時(shí)需要進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換,即在懸臂施工時(shí),梁墩采取臨時(shí)固結(jié),結(jié)構(gòu)為T(mén)形剛構(gòu),合攏前,撤銷(xiāo)梁墩臨時(shí)固結(jié),結(jié)構(gòu)呈懸臂梁受力狀態(tài),待結(jié)構(gòu)合攏后形成連續(xù)梁體系。設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)對(duì)每種狀態(tài)進(jìn)行配束驗(yàn)算。 ② 橋垮間不需要搭設(shè)支架,施工不影響橋下通航或行車(chē)。 ③ 多孔橋垮結(jié)構(gòu)可以同時(shí)施工,加快施工進(jìn)度。 ④ 懸臂施工法充分利用預(yù)應(yīng)力混凝土承受負(fù)彎矩能力強(qiáng)的特點(diǎn),將跨中負(fù)彎矩轉(zhuǎn)移為支點(diǎn)負(fù)彎矩,使橋梁跨越能力提高,并適合變截面橋梁的施工。 ⑤ 懸臂施工用的懸拼吊機(jī)或掛藍(lán)設(shè)備可重復(fù)使用,施工費(fèi)用較省。 懸臂施工法主要有懸臂澆注法和懸臂拼裝法兩種,懸臂澆筑法利用移動(dòng)式掛籃作為主要施工設(shè)備,以橋墩為中心,對(duì)稱向兩岸利用掛籃逐段澆筑梁段混凝土,待混凝土達(dá)到要求強(qiáng)度后,張拉預(yù)應(yīng)力束,移動(dòng)掛籃,進(jìn)行下一階段的施工。懸臂拼裝法則利用移動(dòng)式懸拼吊機(jī)將預(yù)制梁段起吊至橋位,然后采用環(huán)氧樹(shù)脂及張拉預(yù)應(yīng)力使其連接位整體,在吊裝下一預(yù)制梁段,直至全橋合攏。通過(guò)對(duì)施工進(jìn)度、結(jié)構(gòu)整體性、施工變形控制、施工適應(yīng)性和起重能力要求等方面的對(duì)比,我們發(fā)現(xiàn),懸臂澆筑法具有結(jié)構(gòu)整體性好、施工變形宜控制、不受橋下地形限制、起重能力要求低等特點(diǎn),優(yōu)越性明顯,因此本橋采用懸臂澆筑法施工。 懸臂澆筑法的主要施工機(jī)具是掛籃。掛藍(lán)是有一個(gè)能沿著軌道行走的活動(dòng)腳手架,掛籃懸掛在已經(jīng)張拉錨固的兩端上,懸臂澆筑時(shí),箱梁梁段的模板安裝、鋼筋綁扎、管道安裝、混凝土澆筑、預(yù)應(yīng)力張拉、壓漿等工作均在掛籃上進(jìn)行。當(dāng)一個(gè)梁段施工結(jié)束后,掛籃解除后錨,移向下一階段施工。因此,掛籃既是空間的施工設(shè)備,又是預(yù)應(yīng)力筋張拉前的承重結(jié)構(gòu)。掛籃主要有梁式掛籃、斜拉式掛籃和組合式斜拉式掛籃。掛籃通常由底模板、懸吊系統(tǒng)、承重結(jié)構(gòu)、行走系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)、平衡重和工作平臺(tái)幾部分組成。承重結(jié)構(gòu)是掛籃的主要受力構(gòu)件,可以采用鋼板梁、大號(hào)型鋼、萬(wàn)能桿件或貝雷梁拼裝的桁架或斜拉體系等,它承受施工過(guò)程中新澆節(jié)段混凝土的重量并通過(guò)錨固系統(tǒng)將荷載傳遞到己施工完成的梁段上,當(dāng)后支座的錨固能力不夠,并考慮行走的穩(wěn)定性時(shí),常采用在尾端壓重的措施。本橋采用斜拉式掛籃。 綜上論述,本橋設(shè)計(jì)中采用斜拉式掛籃懸臂澆筑施工法進(jìn)行施工。 二、施工流程 用掛籃逐段懸拼澆筑施工的主要工藝程序?yàn)椋汗嘧?號(hào)段,拼裝掛籃,灌注1號(hào)段,掛籃的前移、調(diào)整、錨固,灌注下一段梁,依次類(lèi)推完成懸臂灌注,掛籃拆除,跨中(邊跨)合攏。以下對(duì)施工程序進(jìn)行敘述: ① 0號(hào)段位于橋墩的上方,灌注0號(hào)段相當(dāng)于給掛籃提供一個(gè)安裝場(chǎng)地。0號(hào)段的長(zhǎng)度以兩個(gè)掛籃的長(zhǎng)度而定,一般為8~12m,本橋設(shè)計(jì)中采用10m。0號(hào)段一般需要在橋墩兩側(cè)設(shè)托架或支架進(jìn)行施工,并且在施工過(guò)程中設(shè)置臨時(shí)梁墩固結(jié),防止施工過(guò)程中的不平衡彎矩使梁體傾覆。 ② 掛籃運(yùn)至工地時(shí),應(yīng)在試拼臺(tái)上試拼,以發(fā)現(xiàn)由于制作不精細(xì)及運(yùn)輸中發(fā)生變形造成的問(wèn)題,保證正是安裝時(shí)的順利及工程進(jìn)度。試拼通過(guò)后,在0號(hào)塊上進(jìn)行掛籃的拼裝工作,同一個(gè)橋墩上的兩個(gè)掛籃要同時(shí)拼裝。 ③ 箱梁各梁段在灌注前,必須嚴(yán)格檢查掛籃中線,掛籃底模標(biāo)高;三向預(yù)應(yīng)力管道位置;鋼筋、錨頭及其他預(yù)埋件的位置。混凝土的灌注宜從掛籃前段開(kāi)始,以使掛籃的微小變形大部分實(shí)現(xiàn),從而避免新舊混凝土間產(chǎn)生裂縫?;炷凉嘧⑼瓿珊?,立即用通孔器檢查管道,以防止堵管現(xiàn)象的發(fā)生。 ④ 合攏段的施工是懸臂施工的關(guān)鍵。在合攏段的施工過(guò)程中,應(yīng)通過(guò)某些措施降低晝夜溫度變化,新澆筑混凝土的早期收縮、水化熱影響,己完成結(jié)構(gòu)混凝土的收縮、徐變影響,結(jié)構(gòu)體系的轉(zhuǎn)換以及施工荷載等因素的影響。 本橋0號(hào)段的施工周期為28天,其余均采用7天。混凝土的施工程序主要有三種:逐跨連續(xù)懸臂施工法、T構(gòu)—單懸臂梁—連續(xù)梁施工法、T構(gòu)—雙懸臂梁—連續(xù)梁施工法。三種施工方法的特點(diǎn)分別為: ① 逐跨連續(xù)懸臂施工法施工從一端向另一端逐跨進(jìn)行,逐跨經(jīng)歷了懸臂施工階段,施工過(guò)程中進(jìn)行了體系轉(zhuǎn)換。該法每完成一個(gè)新的懸臂并在跨中合攏后,結(jié)構(gòu)的剛度、穩(wěn)定性不斷增加,所以該法適用多跨連續(xù)梁及大跨長(zhǎng)橋的施工。 ② T構(gòu)—單懸臂梁—連續(xù)梁施工法施工時(shí)可以采用幾個(gè)合攏段同時(shí)施工,以加快施工進(jìn)度。適用于3~5跨的連續(xù)梁施工。 ③ T構(gòu)—雙懸臂梁—連續(xù)梁施工法施工時(shí),當(dāng)結(jié)構(gòu)呈雙懸臂狀態(tài)時(shí),結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差,所以一般用于跨度較小的橋梁。 通過(guò)對(duì)以上三種施工程序的對(duì)比,本橋設(shè)計(jì)中采用T構(gòu)—單懸臂梁—連續(xù)梁施工法進(jìn)行施工,其施工程序?yàn)椋? 第一步:首先從中跨的13、14號(hào)墩同時(shí)開(kāi)始進(jìn)行懸臂施工。 第二步:兩岸邊跨同時(shí)合攏,13、14號(hào)墩處的臨時(shí)固結(jié)釋放,形成單懸臂梁。 第三步:13、14號(hào)墩跨中段進(jìn)行合攏,形成三跨連續(xù)梁。 斜拉式掛藍(lán)懸臂澆筑法施工的流程圖如下: 圖2-5 懸臂施工法的流程圖 三、注意事項(xiàng) 1、掛藍(lán)懸澆過(guò)程中難免要出現(xiàn)不平衡彎矩,為此,需采取0號(hào)段和橋墩間臨時(shí)固結(jié)或支承措施來(lái)保證手工過(guò)程中結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定可靠。目前常用的臨時(shí)固結(jié)措施或支承措施有以下幾種: ① 將0號(hào)梁段與橋墩鋼筋或預(yù)應(yīng)力鋼筋臨時(shí)固結(jié),待需要解除固結(jié)時(shí)切斷鋼筋。 ② 在橋墩一側(cè)或兩側(cè)加臨時(shí)支承或支墩。 ③ 將0號(hào)段臨時(shí)支承設(shè)于扇形或門(mén)式托架的兩側(cè)。 ④ 臨時(shí)支承可用硫磺水泥砂漿塊,砂筒或混凝土等卸落設(shè)備,以使體系轉(zhuǎn)換時(shí),較方便地撤除臨時(shí)支承。 臨時(shí)梁墩固結(jié)要考慮兩側(cè)對(duì)稱,施工時(shí)有一個(gè)梁段超前的不平衡力矩,應(yīng)檢算其穩(wěn)定性,穩(wěn)定系數(shù)不小于1.5。 需要指出的是,隨懸臂施工進(jìn)行,如果遇到單孔合攏并張拉錨固預(yù)應(yīng)力筋后,應(yīng)立即拆除上述臨時(shí)措施。 2、合攏段施工時(shí)應(yīng)該采取的措施。 ① 合攏段長(zhǎng)度選擇。合攏段的長(zhǎng)度在滿足施工操作要求的前提下,應(yīng)盡量縮短,這樣在構(gòu)造處理上比較方便,一般取值1.5~2m,本橋設(shè)計(jì)中采用均采用2m。 ② 合攏溫度選擇。一般宜在低溫合攏,遇夏季應(yīng)在晚上合攏,并用草袋等覆蓋,并加強(qiáng)接頭混凝土的養(yǎng)護(hù),使混凝土早期硬結(jié)過(guò)程處于升溫受壓狀態(tài)。 ③ 合攏段混凝土的選擇?;炷林幸思尤雺A水劑、早強(qiáng)劑,以便早達(dá)到設(shè)計(jì)要求強(qiáng)度,及時(shí)張拉預(yù)應(yīng)力束,防止合攏段混凝土出現(xiàn)裂縫。 ④ 合攏段采用臨時(shí)鎖定措施,采用勁性型鋼或預(yù)制的混凝土柱安裝在合攏段的上下部作支承,然后張拉部分預(yù)應(yīng)力筋,待合攏段混凝土達(dá)到要求強(qiáng)度后,張拉其余預(yù)應(yīng)力筋,最后拆除臨時(shí)鎖定裝置。 ⑤為保證合攏段施工時(shí)混凝土始終處于穩(wěn)定狀態(tài),在澆筑之前各懸臂端應(yīng)附加與混凝土質(zhì)量相等的配重(壓重),加配重要以橋軸線對(duì)稱加載,按澆筑重量分級(jí)卸載。 3、基本數(shù)據(jù) 本橋施工段(0號(hào)段除外)的最大控制重量為85t,掛籃設(shè)計(jì)承重120t,掛籃重量取承重的1/3,為40t。按現(xiàn)在的施工水平,梁體中每個(gè)梁段長(zhǎng)度一般不應(yīng)該大于4m,節(jié)段過(guò)長(zhǎng),將增加混凝土自重及掛籃結(jié)構(gòu)重力;節(jié)段過(guò)短則會(huì)影響施工進(jìn)度,增加施工費(fèi)用。在本設(shè)計(jì)中1-4號(hào)節(jié)段長(zhǎng)度為3.5m,其余節(jié)段長(zhǎng)度為4m。 四、懸臂澆筑施工法小結(jié) 采用掛藍(lán)懸臂澆注施工法進(jìn)行施工不需要大量施工支架和大型臨時(shí)設(shè)備,不占用很大的預(yù)制場(chǎng)地。逐段現(xiàn)澆,易于調(diào)整和控制梁段的位置,且整體性好。不影響橋下通航、通車(chē),不受季節(jié)、洪水影響,不受跨數(shù)限制。各段施工屬嚴(yán)密的重復(fù)作業(yè),需要施工人員少,工作效率高。橋梁施工受力狀態(tài)與運(yùn)營(yíng)受力狀態(tài)基本相近,與頂推法相比,不因施工而增加過(guò)多的材料。但懸臂施工法中梁體部分不能與墩柱平行施工,施工周期較長(zhǎng),而且懸臂澆筑的混凝土加載齡期短,混凝土收縮和徐變影響較大。體系轉(zhuǎn)換次數(shù)較多,施工線形及合攏技術(shù)要求較高。 2.3 系桿拱橋方案的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.3.1 橋式特點(diǎn) 系桿拱橋是拱橋的一種特殊形式。拱端的水平推力用拉桿承受,使拱端支座不產(chǎn)生水平推力。拱與弦間用兩端鉸接的豎直桿聯(lián)結(jié)而成。亦可用斜桿來(lái)代替直桿成為尼而森體系。這種拱橋內(nèi)部為超靜定體系,外部則為靜定,因此對(duì)墩臺(tái)不均勻沉降無(wú)影響。 2.3.2 成橋經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) 表 2-3 系桿拱橋成橋資料表 橋名 跨徑 矢跨比 拱軸系數(shù) 結(jié)構(gòu)型式 四川旺倉(cāng)東河 115 1/6 1.543 下承式系桿拱 廣州丫髻沙 344 1/4.5 2 中承桁肋系桿拱 廣東南海佛陳 113 1/5 1.167 下承式系桿拱 廣東南海三山西 200 1/4.5 1.3 中承桁肋系桿拱 峨邊縣大渡河 140 1/5 1.352 下承式系桿拱 成都青龍場(chǎng)立交 132 1/5.5 1.543 下承式系桿拱 2.3.3 主橋設(shè)計(jì) 一、橋型布置 1、根據(jù)橋址處兩岸附近地形情況,初步設(shè)計(jì)階段選定的橋位綜合而言相對(duì)合理,因此施工圖設(shè)計(jì)階段維持原橋位不變,但對(duì)橋軸線做適當(dāng)偏轉(zhuǎn)。 2、調(diào)低起拱線標(biāo)高并同時(shí)調(diào)高橋臺(tái)處橋面設(shè)計(jì)標(biāo)高。 二、主拱肋 根據(jù)平面桿系有限元程序靜力計(jì)算結(jié)果和空間靜、動(dòng)力計(jì)算結(jié)果,對(duì)主拱肋的弦桿及腹桿結(jié)構(gòu)與構(gòu)造形式做了改進(jìn),主拱肋弦桿鋼管外徑由初步設(shè)計(jì)的 ф800mm 改為ф850mm,上弦桿及下弦桿中間段壁厚同初步設(shè)計(jì)一樣,仍為12mm,下弦桿拱腳段局部加厚由初步設(shè)計(jì)的t=14mm改為t=20mm,增設(shè)一段t=14mm的過(guò)渡段。腹桿鋼管由初步設(shè)計(jì)的ф400x10mm改為ф529x10mm。對(duì)腹桿的布置進(jìn)行了調(diào)整,保持初步設(shè)計(jì)布置的直腹桿(與弦桿正交),將各半拱相鄰節(jié)間雙向斜置的斜腹桿(與弦桿斜交)改為單方向斜置,同時(shí)改單管為雙管。經(jīng)深化設(shè)計(jì)后的拱肋主要參數(shù)為: 1、懸鏈線拱軸,拱軸系數(shù): m=1.167 2、矢跨比為: 1/5.27,凈跨徑為: 290m;凈矢高: 55m 3、拱肋上、下弦桿鋼管中距: 5200mm 4、拱肋內(nèi)、、外桁片中距: 2550mm 三、橫撐 由于本橋?qū)挾认鄬?duì)于跨徑較窄,因此拱肋的橫向穩(wěn)定問(wèn)題較為突出,合理的拱肋間橫撐結(jié)構(gòu)構(gòu)造及布置間距,在對(duì)拱肋的橫向穩(wěn)定性起到有力地保證同時(shí),又可盡量減少因橫撐過(guò)密地設(shè)置而影響橋梁的美觀。因此,根據(jù)空間動(dòng)、靜力分析計(jì)算結(jié)果,暫在橋道系以上,肋間共布置十三道雙“K”字型鋼管風(fēng)撐。拱頂設(shè)置一道,其余六對(duì)由拱頂對(duì)稱布置,水平設(shè)置間距20m一道(拱頂附近間距25m)。將根據(jù)施工過(guò)程中的需要,考慮設(shè)置施工臨時(shí)橫撐和對(duì)上述十三道永久風(fēng)撐在拱肋穩(wěn)定系數(shù)降低不多的前提下,進(jìn)一步優(yōu)化。 四、吊桿及吊桿錨頭 本次施工圖設(shè)計(jì)在初步設(shè)計(jì)選定的熱擠PE護(hù)套防護(hù)的鍍鋅高強(qiáng)鋼絲配冷鑄鐓頭錨的吊桿體系基礎(chǔ)上,又進(jìn)一步優(yōu)選,改Ф5高強(qiáng)鋼絲為Ф7高強(qiáng)鋼絲,選用PES(C)7-055吊桿配PESM7-055冷鑄鐓頭錨的吊桿體系,使吊桿抗應(yīng)力腐蝕的能力提高,同時(shí)考慮了長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)過(guò)程中,吊桿的可更換性。 圖2—6 主梁橫截面圖 四、下部結(jié)構(gòu) 橋臺(tái)采用耳墻式橋臺(tái)。所有基礎(chǔ)均采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。 2.3.4 施工方案 1. 施工場(chǎng)地平整,修筑便道、臨時(shí)碼頭等施工臨時(shí)設(shè)施。 2. 橋址施工控制網(wǎng)(三角網(wǎng)、水準(zhǔn)網(wǎng))建立。 3. 0號(hào)、1號(hào)橋臺(tái)基礎(chǔ)定位放樣,橋臺(tái)拱座施工,各預(yù)埋件埋設(shè)要求定位準(zhǔn)確。 4. 上部結(jié)構(gòu)橋道系各預(yù)制構(gòu)件預(yù)制場(chǎng)地平整,臺(tái)座設(shè)置,構(gòu)件制作。 5. 主拱肋的制作 19 中 南 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第三章 內(nèi)力計(jì)算 3.1 計(jì)算程序介紹 3.1.1 系統(tǒng)功能 橋梁結(jié)構(gòu)是一種復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)。要精確分析橋梁結(jié)構(gòu)的真實(shí)受力,最好把它模擬成由梁、板、殼和三維實(shí)體單元組成的空間受力模型。但這種處理方式建模非常復(fù)雜,同時(shí)考慮到橋梁荷載的空間三維分布,按此方式計(jì)算的工作量是極其浩大的。對(duì)于實(shí)際應(yīng)用的橋梁結(jié)構(gòu)分析軟件,必須對(duì)計(jì)算模型進(jìn)行合理的簡(jiǎn)化。 對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)而言,最主要的是結(jié)構(gòu)的縱向受力分析。考慮到橋梁的寬跨比一般較大,將縱向分析模型近似處理為桿件系統(tǒng)是切實(shí)可行的方法。常用的橋梁軟件就是在桿系有限元通用程序的基礎(chǔ)上,根據(jù)橋梁工程的構(gòu)造、施工、設(shè)計(jì)特點(diǎn)而開(kāi)發(fā)的專(zhuān)用軟件。本設(shè)計(jì)采用Dr.Bridge3.0計(jì)算。 本橋設(shè)計(jì)中,結(jié)構(gòu)的計(jì)算是通過(guò)Dr.Bridge3.0系統(tǒng)來(lái)完成的。Dr.Bridge3.0系統(tǒng)是在Dr.Bridge2.9系統(tǒng)地基礎(chǔ)上,按照《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》 JTG D60-2004和《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》 JTG D62-2004而進(jìn)行的補(bǔ)充和修改。Dr.Bridge3.03系統(tǒng)是一個(gè)集可視化數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)庫(kù)管理、結(jié)構(gòu)分析、打印與幫助為一體的綜合性橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工計(jì)算系統(tǒng)。該系統(tǒng)的編制完全按照橋梁設(shè)計(jì)與施工過(guò)程進(jìn)行,密切結(jié)合橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范,充分利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù),符合設(shè)計(jì)人員的習(xí)慣。對(duì)結(jié)構(gòu)的計(jì)算充分考慮了各種結(jié)構(gòu)的復(fù)雜組成與施工情況,計(jì)算更為精確;同時(shí)在數(shù)據(jù)輸入的容錯(cuò)性方面作了大量的工作,提高了用戶的工作效率。該系統(tǒng)的主要功能如下: 1、進(jìn)行直線橋梁的設(shè)計(jì) ① 能夠計(jì)算鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土、組合梁以及鋼結(jié)構(gòu)的各種結(jié)構(gòu)體系的恒載與活載的各種線性與非線性結(jié)構(gòu)響應(yīng)。 ② 對(duì)于帶索結(jié)構(gòu)可根據(jù)用戶要求計(jì)算各索的一次施工張拉力或考慮活載后估算拉索的面積和恒載的優(yōu)化索力; ③ 活載的類(lèi)型包括公路汽車(chē)、掛車(chē)、人群、特殊活載、特殊車(chē)列、鐵路中-活載、高速列車(chē)和城市輕軌荷載; ④ 可以按照用戶的要求對(duì)各種構(gòu)件和預(yù)應(yīng)力鋼束進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)及施工階段的配筋計(jì)算或應(yīng)力和強(qiáng)度驗(yàn)算,并根據(jù)規(guī)范限值判斷是否滿足規(guī)范。 2、進(jìn)行斜、彎和異型橋梁的設(shè)計(jì) 3、進(jìn)行基礎(chǔ)的計(jì)算 ① 整體基礎(chǔ):進(jìn)行整體基礎(chǔ)的基底應(yīng)力驗(yàn)算,基礎(chǔ)沉降計(jì)算及基礎(chǔ)穩(wěn)定性驗(yàn)算; ② 單樁承載力:計(jì)算地面以下各深度處單樁容許承載力。 ③ 剛性基礎(chǔ):計(jì)算剛性基礎(chǔ)的變位及基礎(chǔ)底面和側(cè)面土應(yīng)力。 ④ 彈性基礎(chǔ):計(jì)算彈性基礎(chǔ)(m法)的變形,內(nèi)力及基底和側(cè)面土應(yīng)力;對(duì)于多排樁基礎(chǔ)可分析各樁的受力特征。 4、進(jìn)行截面的計(jì)算 ① 截面特征計(jì)算:可以計(jì)算任意截面的幾何特征,并能同時(shí)考慮普通鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼筋、以及不同材料對(duì)幾何特征的影響; ② 荷載組合計(jì)算:對(duì)本系統(tǒng)定義的各種荷載效應(yīng)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)荷載組合I-III和正常使用極限狀態(tài)荷載組合I-IX共9種組合的計(jì)算。 ③ 截面配筋計(jì)算:可以用戶提供的混凝土截面描述和荷載描述進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)荷載組合I-III和正常使用極限狀態(tài)荷載組合I-III的荷載組合計(jì)算,并進(jìn)行6種組合狀態(tài)的普通鋼筋或預(yù)應(yīng)力鋼筋的配筋計(jì)算; ④ 應(yīng)力驗(yàn)算:可根據(jù)用戶提供的任意截面和截面荷載描述進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)荷載組合I-III和正常使用極限狀態(tài)荷載組合I-IX共9種組合的計(jì)算,并進(jìn)行9種組合的應(yīng)力驗(yàn)算及承載能力極限強(qiáng)度驗(yàn)算;其中強(qiáng)度驗(yàn)算根據(jù)截面的受力狀態(tài)按軸心受壓、軸心受拉、上緣受拉偏心受壓、下緣受拉偏心受壓、上緣受拉偏心受拉、下緣受拉偏心受拉、上緣受拉受彎、下緣受拉受彎8種受力情況分別給出強(qiáng)度驗(yàn)算結(jié)果。 5、橫向分布系數(shù)計(jì)算 能運(yùn)用杠桿法、剛性橫梁法或剛接(鉸接)板梁法計(jì)算主梁在各種活載作用下的橫向分布系數(shù)。 6、數(shù)據(jù)輸入 ① 采用標(biāo)準(zhǔn)界面人機(jī)交互進(jìn)行,并配有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)編輯和自動(dòng)生成工具,使原始數(shù)據(jù)的輸入更加明了和方便; ② 輸入數(shù)據(jù)的過(guò)程中可同步以圖形或文本查看輸入數(shù)據(jù)的信息; ③ 新加了單元、截面、鋼束與CAD的互導(dǎo)模塊,使得輸入更加方便; ④ 新增的引用參考線,大大簡(jiǎn)化了曲線鋼束的輸入; ⑤ 系統(tǒng)對(duì)原始數(shù)據(jù)采用三級(jí)檢錯(cuò)以幫助用戶確保原始數(shù)據(jù)的可靠性。 7、數(shù)據(jù)輸出 ① 系統(tǒng)對(duì)計(jì)算結(jié)果的輸出采用詳盡的思想,通過(guò)分類(lèi)整理,可以按照用戶的要求一次或多次輸出,便于用戶分析中間數(shù)據(jù)結(jié)果或整理最終數(shù)據(jù)文檔。 ② 輸出的方式有圖形、表格及可編輯的文本。 ③ 配有專(zhuān)門(mén)的圖形結(jié)果后處理系統(tǒng),便于用戶打印出圖紙規(guī)格化的計(jì)算結(jié)果圖形。 ④ 新增的報(bào)表輸出,用戶可自定義輸出報(bào)告格式模板,各種計(jì)算數(shù)據(jù)、效應(yīng)圖形按用戶設(shè)定自動(dòng)輸出。 3.1.2 設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)備工作 利用Dr.Bridge3.0系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算一般要經(jīng)過(guò)以下過(guò)程:離散結(jié)構(gòu)劃分單元、施工分析、荷載分析、建立工程項(xiàng)目、輸入總體信息、單元信息、鋼束信息、施工階段信息、使用階段信息以及輸入優(yōu)化階段信息(索結(jié)構(gòu)),進(jìn)行項(xiàng)目計(jì)算,輸出計(jì)算結(jié)果等。 設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備主要有離散結(jié)構(gòu)劃分單元、施工分析和荷載分析。 1、離散結(jié)構(gòu)劃分單元 在進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算之前,首先要根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)方案和施工方案,劃分單元并對(duì)單元和節(jié)點(diǎn)編號(hào),對(duì)于單元的劃分一般遵從以下原則: ① 保證體系的幾何不變性。同時(shí)也應(yīng)避免與結(jié)構(gòu)受力不符的多余約束。 ② 計(jì)算模型應(yīng)盡量符合結(jié)構(gòu)的構(gòu)造特點(diǎn)和受力特點(diǎn),對(duì)于零號(hào)塊的處理、支座的處理、基礎(chǔ)的模型等應(yīng)慎重考慮。 ③ 在合理模型保證精度的前提下、盡量減少節(jié)點(diǎn)數(shù)目,以縮小計(jì)算規(guī)模。 一般應(yīng)在以下位置劃分節(jié)點(diǎn): ① 對(duì)于所關(guān)心截面設(shè)定單元分界線,即編制節(jié)點(diǎn)號(hào) ② 構(gòu)件的起點(diǎn)和終點(diǎn)以及變截面的起點(diǎn)和終點(diǎn)編制節(jié)點(diǎn)號(hào); ③ 不同構(gòu)件的交點(diǎn)或同一構(gòu)件的折點(diǎn)處編制節(jié)點(diǎn)號(hào); ④ 施工分界線設(shè)定單元分界線,即編制節(jié)點(diǎn)號(hào); ⑤ 當(dāng)施工分界線的兩側(cè)位移不同時(shí),應(yīng)設(shè)置兩個(gè)不同的節(jié)點(diǎn),利用主從約束關(guān)系考慮該節(jié)點(diǎn)處的連接方式; ⑥ 邊界或支承處應(yīng)設(shè)置節(jié)點(diǎn); ⑦ 不同號(hào)單元的同號(hào)節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)可以不同,節(jié)點(diǎn)不重合系統(tǒng)形成剛臂; 對(duì)橋面單元的劃分不宜太長(zhǎng)或太短,應(yīng)根據(jù)施工荷載的設(shè)定并考慮活載的計(jì)算精度統(tǒng)籌兼顧。因?yàn)榛钶d的計(jì)算是根據(jù)橋面單元的劃分,記錄橋面節(jié)點(diǎn)處位移影響線,進(jìn)而得到各單元的內(nèi)力影響線經(jīng)動(dòng)態(tài)規(guī)劃加載計(jì)算其最值效應(yīng)。 2、施工分析 橋梁結(jié)構(gòu)采用不同的施工方法將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的最終成橋內(nèi)力不同。施工階段的劃分,對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有很大的影響,因此我們應(yīng)該對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行合理的分析。施工分析一般包括下面幾個(gè)方面: ① 劃分施工階段,確定每階段施工周期,本橋設(shè)計(jì)中,懸臂施工0號(hào)段周期為28天,其余均為7天。 ② 各施工階段的具體操作:包括安裝(或拆除)的單元號(hào)、張拉(或拆除)的鋼束號(hào)、階段施工荷載、階段約束條件、掛籃的操作步驟等。 3、荷載分析 本橋在設(shè)計(jì)計(jì)算中,考慮了恒載、活載、溫度荷載、不均勻沉降、收縮徐變等荷載。在估筋階段,主要考慮了恒載和活載的影響,而在結(jié)構(gòu)驗(yàn)算階段則全面考慮了以上五種荷載的組合。 ① 恒載:恒載包括一期恒載和二期恒載。本設(shè)計(jì)中,一期恒載的重力密度取25KN/m,程序會(huì)按截面尺寸信息自動(dòng)計(jì)入。二期恒載包括鋪裝層、欄桿等重量,本橋中按32KN/計(jì)入(按每幅梁計(jì)算)。 二恒集度q=(0.0811.25)24+10=31.6KN/m, 上式中,橋面鋪裝厚按8cm計(jì),鋪裝層寬度為11.25m;護(hù)欄按10KN/計(jì)。 ② 活載:本設(shè)計(jì)中活載采用的是公路—Ⅰ級(jí)荷載,六車(chē)道。汽車(chē)荷載由車(chē)輛荷載和車(chē)道荷載組成,車(chē)道荷載由均布荷載和集中荷載組成。橋梁結(jié)構(gòu)的整體計(jì)算采用車(chē)道荷載,對(duì)本橋(跨徑>60m)其均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值為10.5KN/m,集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值為360KN。橋梁橫向分布計(jì)算采用車(chē)輛荷載,其軸重為(30+2120+2140)KN。 ③ 溫度變化的影響:本設(shè)計(jì)中,在成橋檢驗(yàn)階段考慮了四種情況的溫度變化影響,即全橋升溫20C、全橋降溫20 C、上下緣溫差為10.4 C(上緣為16.4 C,下緣為6.0 C)和上下溫差為-5.2 C(上緣為-8.2 C,下緣為-3.0 C)。 ④ 基礎(chǔ)的不均勻沉降影響:本設(shè)計(jì)中,在成橋檢驗(yàn)階段考慮了不均勻沉降,即將主墩(13號(hào)墩)下沉5mm。 ⑤ 收縮徐變的影響:本設(shè)計(jì)中,考慮了收縮徐變的影響,考慮了成橋后1500天的收縮徐變。與環(huán)境有關(guān)的基本徐變系數(shù)取1;與材料有關(guān)的基本徐變系數(shù)取1;收縮速度系數(shù)取0.00625;收縮終極值取0.0015。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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