学位论文-—斜拉桥设计.doc
《学位论文-—斜拉桥设计.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《学位论文-—斜拉桥设计.doc(80页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、 斜拉桥毕业设计(论文)设计说明书课题名称 白蛇沟大桥设计 学院(部) 公路学院 专 业 桥梁工程 班 级 21020601 学生姓名 闫 生 龙 学 号 2102060127 4 月 28 日至 6 月 18 日共 7 周指导教师(签字) 教学院长(签字) 2010 年 6 月 12 日装订线摘 要本桥根据设计任务要求,依据现行公路桥梁设计规范,综合考虑桥位的地质、地形条件,拟定了三个比选方案:双塔斜拉桥、连续刚构桥、地锚式悬索桥。按“实用、经济、安全、美观、环保”的桥梁设计原则,比较三个方案的优缺点之后,将双塔斜拉桥作为推荐方案,进行了斜拉桥总体布置和上部结构细部尺寸拟定,并利用Midas
2、/Civil 6.7.1建立了有限元简化模型,对全桥在施工阶段和成桥使用阶段进行受力和变形分析以及动力特性分析。经过有限元分析,对结构进行了应力强度验算和变形验算,在此基础上,对钢主梁和斜拉索还进行了疲劳验算。最后,对全桥进行了抗风评价和抗风验算。经分析比较和验算,表明该设计计算方法正确,内力分布合理,符合设计任务的要求。关键词:方案,斜拉桥,有限元,结构分析,验算ABSTRACTAccording to request of the design task,the existing highway and bridge specification, three types of bridge
3、s are presented,which are double pylon cable-stayed bridge, PC continuous rigid frame bridge and suspension bridge, on the basis of considering the geology and terrain conditions of the bridge position. According to the principle of “practical,economical,secure,aesthetic and environment-friendly”,af
4、ter comparing their characters comprehensively, the double-pylon cable-stayed bridge is chosen as the main design scheme, and we have accomplished the general layout of the cable-stayed bridge and redacted the detailed dimension of the superstructure. At the same time, we have analyzed the stress, d
5、eformation and dynamic characteristics of the bridge in its using stage and the construction stage through making finite element model by Midas/Civil 6.7.1.Moreover, based on the calculation results, the stress intensity and deformation of bridges structure was checked. On this basis, we did the che
6、cking computations about fatigue of the steel girders and cables. In the finally,we did the wind resistance assessment and checking computation. Through comparison and checking computations,it shows the calculation method of this design is right, the internal forces distributing is reasonable, and i
7、t is satisfied with the requirement of the design task.Key words: Designs, Cable-stayed bridge, Finite element, Structural analysis, Checking computations目 录概 述1第一章 方案比选21.1 桥型方案设计概述21.1.1 桥型方案设计原则21.1.2 桥梁设计方案概述21.2 主桥桥型方案设计31.2.1 方案一:双塔斜拉桥31.2.2 方案二 预应力混凝土连续刚构桥51.2.3 方案三: 地锚式悬索桥51.3 桥型方案比选8第二章 总体设
8、计102.1 技术指标与设计资料102.1.1 技术标准102.1.2 材料参数102.1.3 设计规范及标准112.2 结构构造与总体设计112.2.1 方案构思与总体设计112.2.2 主梁设计122.3 索塔设计142.3.1 索塔尺寸的拟定152.3.2 索塔基础172.4 斜拉索设计172.5 辅助墩、过渡墩及基础182.5.1 辅助墩及基础182.5.2 过渡墩及基础182.6 施工方案设计192.6.1 索塔施工192.6.2 主梁施工192.7 桥面系设计192.7.1 钢桥面的铺装192.7.2 伸缩缝202.7.3 防撞护栏20第三章 结构建模213.1 计算理论213.1
9、.1 未知荷载系数法213.1.2 未闭合配合力223.2 计算参数223.2.1材料参数223.2.2作用标准及参数233.3 作用及其组合233.3.1 作用233.3.2 作用效应组合243.4 计算模型建立243.4.1 模型建立243.4.2 模型截面几何特性计算及材料参数253.4.3 边界条件253.4.4 成桥阶段索力确定26第四章 成桥阶段内力计算分析294.1 斜拉桥整体静力分析294.1.1结构控制截面内力计算结果294.1.2 支撑反力计算304.1.3 主梁内力计算304.1.4 主塔内力计算334.1.5 斜拉索内力计算344.2 斜拉桥的动力特性分析35第五章 施
10、工阶段内力计算分析375.1 施工方法介绍375.1.1 施工阶段划分375.1.2 主要施工阶段图示385.2 施工阶段内力分析405.2.1 主梁内力分析405.2.2 斜拉索内力分析41第六章 结构验算446.1 主梁验算446.1.1 钢主梁验算446.1.2 混凝土主梁验算536.2 主塔强度验算586.2.1 验算原理586.2.2 使用阶段主塔强度验算586.3 斜拉索验算606.3.1 验算原理606.3.2 使用阶段拉索强度与疲劳验算606.4 斜拉桥变形验算626.4.1 验算原理626.4.2 斜拉桥变形验算626.5 斜拉桥抗风验算646.5.1 设计基准风速计算646
11、.5.2 本桥的基频估算656.5.3 颤振临界风速计算666.5.4 颤振风速验算67第七章 施工方案简述687.1 全桥施工687.2 索塔施工697.3 基础施工697.4 主梁施工69致 谢70参考文献71概 述技术标准结构形式:双塔三跨式混合梁斜拉桥。跨径布置:50m+190m+460m+190m+50m=940m。桥面宽度:215m +2.0m(中央分隔带)+20.5m(防撞栏杆)=33m。设计荷载:公路I级。 设计速度:80km/h。通航净空:250m20m。 桥梁纵坡:0.5%。桥面铺装:70mm厚的沥青混凝土铺装。 标准横坡:2%。 材料参数混凝土材料:全桥混凝土标号均采用C
12、50,其弹性模量为E=3450MPa。普通钢筋:采用I级和II级钢筋,其技术标准符合国家GB 13013-91和GB 1499-91的规定。预应力钢铰线:采用j15钢铰线,公称直径15.24mm,标准强度1860Mpa ,弹性模量为MPa,锚具采用OVM15-22型群锚系列及相应钢铰线匹配的成套产品,包括锚垫板、锚头、夹片和螺旋筋等。钢材:钢板梁横梁及防撞护栏立柱采用符合GB.T1591-94要求的低合金钢Q345-D,纵梁采用Q370,防撞护栏横梁采用符合GB/T1591-94要求的低合金钢Q370。高强度螺栓应符合GB 3077-88 的要求,螺母及垫圈应符合GB 699-88的要求。普通
13、螺栓应符合GB 700-88或GB 3077-88的要求。焊接材料:焊接材料应结合焊接工艺,通过焊接工艺评定试验进行选择,保证焊缝性能不低于母材,工艺简单,焊接变形小,所选焊条,焊剂,焊丝均应符合相应国家标准的要求。气体保护焊的气体纯度应大于99.5。斜拉索钢丝及锚具:斜拉索采用直径为7mm的镀锌高强度低松弛钢丝,应符合GB 5223-85的要求。冷铸锚锚杯及螺母采用40Cr,抷件为锻件,符合YB/T 036.7要求。设计规范及标准依据的规范有:中华人民共和国行业标准公路工程技术标准(JTJ001-1997)中华人民共和国行业标准公路桥涵设计通用规范(JTJ D60-2004)中华人民共和国行
14、业标准斜拉索热挤拉索技术标准(征求意见稿)中华人民共和国行业标准公路斜拉桥设计规范(试行JTJ027-96)中华人民共和国交通部标准公路钢木设计规范(JTJ025-86)共 71 页 第 3 页第一章 方案比选1.1 桥型方案设计概述1.1.1 桥型方案设计原则1 适用性桥上应保证车辆和人群的安全畅通,并应满足将来交通量增长的需要。桥下应满足泄洪、安全通航等要求。建成的桥梁应保证使用年限,并便于检查和维修。2 舒适与安全性现代桥梁设计越来越强调舒适度,要控制桥梁的竖向与横向振幅,避免车辆在桥上振动与冲击。整个桥跨结构及各部分构件,在制造、运输、安装和使用过程中应具有足够的强度、刚度、稳定性和耐
15、久性。3 经济性设计的经济性一般应占有重要位置,经济性应综合发展远景及将来的养护和维修等费用。4 先进性桥梁设计应体现现代桥梁建设的新技术。应便于制造和架设,应尽量采用先进工艺技术和施工机械、设备,以利于减少劳动强度,加快施工进度,保证工程质量和施工安全。1.1.2 桥梁设计方案概述根据毕业设计任务书、桥址位置处地质剖面图,结合桥梁结构的设计、施工等特点,兼顾考虑结构安全、适用、经济、美观、环保等要求,参照工程实例和经验,引桥部分均采用35m跨径的预制装配式预应力混凝土箱梁桥,对主桥提出了三个式方案: 方案一:双塔斜拉桥。 方案二: 预应力混凝土连续刚构桥; 方案三:地锚式悬索桥.1.2 主桥
16、桥型方案设计作为横跨长江的新建桥梁,桥梁的视野应开阔明朗, 梁高与桥下净高比例应相互协调,否则会产生压抑感,本桥为减小桥长,基本按与两侧防洪堤平交且同时满足桥下泄洪水位和通航水位的设计原则来控制纵坡。因此梁体应尽可能纤细流畅,梁高不宜过高,相应的跨度应适中。基于以上考虑桥梁确定了3个桥型方案。1.2.1 方案一:双塔斜拉桥1 桥跨布置该方案为双塔三跨斜拉桥,主桥跨径布置为50+190+460+190+50=940m,边主跨比为0.41,塔高163.50m,桥面以上高度114.06m,高跨比0.24,采用半漂浮体系,桥面设双向横坡为2%,见图1.12 主梁主梁断面采用等截面钢箱梁,本桥为双向六车
17、道。钢箱梁桥面净宽:215m +2.0m(中央分隔带)+20.5m(防撞栏杆)=33m。行车道外侧设置1.3m的斜拉索锚固区和检修道,风嘴宽度1.2m。钢箱梁总宽=(桥面净宽)+21.3m(锚固区和检修通道)+21.2m(风嘴)=38m,梁高3.0m。桥面板采用板厚为1220mm的正交异性桥面板,主梁吊装梁段长度为6.2m12.0m。3 索塔索塔为倒“Y”型索塔,总高度173.50m,索塔塔身包括塔柱、横梁及斜拉索锚固区。其中中、下塔柱为普通钢筋混凝土结构,上塔柱为预应力混凝土结构。下塔柱从塔柱底至中、下塔柱转折点的高度为36.40m,中塔柱从中、下塔转折点至中、上塔柱转折点的高度为70.00
18、m,上塔柱从中、上塔柱转折点至塔顶的高度为67.10m。下塔柱横桥向外侧的斜率为1/3.4799,内侧的斜率为1/2.8086,顺桥向外侧面的斜率为1/5.0143,顺桥向为竖直向上。柱上塔柱断面尺寸7.0m4.5m,壁厚1.2m和0.6m;中塔柱截面尺寸7.0m4.5m,壁厚0.8m,下塔柱截面尺寸由10.5m7.0m向上渐变至7.0m4.5m,壁厚1.0m,下塔柱受力比较复杂,故该塔柱设计成实心段。4 斜拉索该方案采用双索面扇形体系,全桥共设144组斜拉索。根据受力的大小,斜拉索采用127丝301丝7mm镀锌高强度低松弛钢丝,斜拉索在钢箱梁上的标准索距为12.0m,在索塔锚固端的索距为13
19、2.0m+23.0m+23.5m。装订线 带给你不一样的东西!图1.1 斜拉桥总体布置图(cm) 5 基础承台厚6.0m,顺桥向16m,横桥向32m。采用钻孔灌注桩群桩基础,桩径3.0m。6.施工方法主桥边跨采用悬臂浇筑和有支架现浇法施工,主跨采用悬臂拼装法施工。引桥为预制拼装法。1.2.2 方案二 预应力混凝土连续刚构桥1 桥跨布置主跨跨径:150+270+270+150=740米,边主跨比:150/270=0.56,见图1.2。2 主梁采用单箱单室箱形截面,桥面采用双幅桥面,单幅桥面宽15.5米,中央分隔带宽2米。3 基础基础采用钻孔灌注桩群桩基础。桩径2.0m,桩中心距5.75m。承台为
20、矩形承台,厚为5m,承台尺寸为26.616m,采用C40混凝土。桥墩采用双薄壁空心墩,外部尺寸49m,壁厚0.5m。4 施工要点(1) 桥梁上部采用挂篮悬臂浇注施工,施工时要对称浇注,应注意立摸高程的合理设置,准确控制悬浇高程,主梁边中跨合拢高差应控制在cm以内。(2) 施工后的主梁备用预应力束孔处理如下:顶板束孔灌浆封填,底板束孔留下备用,但不穿预应力束。(3) 箱梁悬浇施工时在底板上的施工孔不封堵,作为箱梁的通气孔。1.2.3 方案三: 地锚式悬索桥1 悬索桥主要设计参数 结构形式:三箱连续钢箱加劲梁悬索桥 跨径(200+600+200)=1000m,见图1.3桥面全宽:33.0(桥面净宽
21、=215m +2.0m(中央分隔带)+20.5m(防撞栏杆)=33m)+21.3m(锚固区和检修通道)+21.2m(风嘴)=38m 主缆中跨矢跨比:f/L=75/600=1/8。 边跨与主跨比:200/600=0.33。 钢箱加劲梁构造:扁平正交异性板钢箱梁,梁高3.0m,钢材采用16Mn9。共 71 页 第 5 页图1.2 预应力混凝土连续刚构桥总体布置图(cm)图1.3 地锚式悬索桥总体布置图(cm)2 主塔构造主塔采用门式型混凝土桥塔,塔高135.25m,其中,桥面以上塔高80.0m,桥面下设一道横梁。塔柱为空心矩形断面,塔顶5m6m,塔底5m8m,塔顶部为实心段,以承受鞍座转来的巨大压
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 学位 论文 斜拉桥 设计
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【可****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【可****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。