兰州交通大学校答辩某黄河公路大桥引桥预应力混凝土连续箱梁设计.pptx
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1、一、设计资料一、设计资料1.设计标准设计标准 (1)设计行车速度:100公里/小时;(2)设计荷载:公路级;(3)桥面的最大纵坡为4.0%,桥面的横坡为2.0%;(4)通航标准为内河IV级航道。2.气候特征气候特征3.降水量降水量4.风的影响风的影响5.自然地理情况自然地理情况 (1)地貌;(2)工程地质;(3)水文地质。二、二、设计基本原则设计基本原则1.1.安全安全方面方面 强度;刚度;稳定性。2 2.适用方面适用方面 桥面宽度;通航;车辆通行;综合利用。3.3.经济方面经济方面 造价;养护费用。4.4.美观方面美观方面5.5.环境保护和环境保护和可持续发展可持续发展三、三、设计方案设计方
2、案(一)设计方案确定(一)设计方案确定 1.横截面的确定横截面的确定箱形截面梁以其优良的力学特性、具有较大的刚度和抗扭性能,结构简单、受力明确、节省材料、架设安装方便、跨越能力较大、桥下视觉效果好等优点,而被广泛地应用于城市桥梁和高等级公路立交桥的上部结构中。箱形截面桥梁的上、下部可平行施工,使工期大大缩短;无需在高空进行构件制作,质量易控制,可在一处成批生产,从而降低成本,可大量节省模板,加快建桥进度。三、设计方案三、设计方案 2.结构体系的确定结构体系的确定 “先简支后连续”桥梁充分发挥了简支桥梁以及连续桥梁的优点,摒弃了他们都有的缺点。最主要的是,这种体系能够有效的减少预应力配筋,而且还
3、能够缩小截面的尺寸,结构形式与简支梁结构一样简单。其次,预制装配的“先简支后连续”梁在受力性能方面也具有很大的优点,受混凝土的收缩徐变和支座不均匀沉降等影响相对较小。三、三、设计方案设计方案(二)总体设计(二)总体设计桥梁分跨是桥梁总体设计的主要项目之一,一座复杂的桥梁,不但要进行不同桥式方案间的比较,而且往往要将同一桥式的几个不同的分跨做为几个不同的方案进行比较,以求得较优的方案。影响桥梁分跨的主要因素:(1)造价;(2)相邻跨度的比值宜在(0.41)之间;(3)桥跨结构高出设计洪水位一定高度;(4)在同一区段内,桥梁的孔径大小以及样式等应该基本一致;(5)尽量避免桥墩出现在河道内。三、设计
4、方案三、设计方案(三三)箱梁截面尺寸的拟定箱梁截面尺寸的拟定1.主梁横截面尺寸 主梁选择由四片小箱梁组合而成的截面形式,桥面宽度为12.5m,两边对称布置,即两片边梁和两片中梁,桥面设置横向为2%的坡度,防护栏的宽度为0.5m,箱梁上部铺装为13cm厚纤维网混凝土。三、设计方案三、设计方案三、设计方案三、设计方案3.箱梁细部尺寸的拟定箱梁细部尺寸的拟定箱形截面的顶板和底板是结构承受正负弯矩的主要工作部位。其尺寸要受到受力要求和构造两个方面的控制。支墩处底板还要承受很大的压应力,一般来讲:变截面的底板厚度也随梁高变化,墩顶处底板为梁高的1/10-1/12,跨中处底板一般为200-250cm。底板
5、厚最小应有120cm。箱梁顶板厚度应满足横向弯矩的要求和布置纵向预应力筋的要求。腹板的功能是承受截面的剪应力和主拉应力。在预应力梁中,因为弯束对外剪力的抵消作用,所以剪应力和主拉应力的值比较小,腹板不必设得太大;同时,腹板的最小厚度应考虑力筋的布置和混凝土浇筑要求。三、设计方案三、设计方案(四)材料 1.混凝土混凝土(C50);2.普通钢筋普通钢筋(I、II级钢筋);3.预应力钢绞线预应力钢绞线(直径15.24mm高强度低松弛钢绞线);4.预应力锚具及管道预应力锚具及管道(全桥预应力管道均采用金属波纹管);5.桥面铺装桥面铺装(13cm厚纤维网混凝土)。四、内力计算四、内力计算(一)计算模型(
6、一)计算模型 桥梁结构模型用Midas软件建立,在建模过程中,为了便于后面的计算,选择左支点、选择左支点、1/8L1/8L、1/4L1/4L、1/2L1/2L、3/4L3/4L、7/8L7/8L和右支点处为控制截面和右支点处为控制截面,箱梁的内部有局部地方为了其它要求而设置了变截面形状,但由于其对结构受力影响不大,因此,在建模过程中将这部分简化了。四、内力计算四、内力计算(二)恒载内力计算(二)恒载内力计算本桥使用的是先简支后连续的施工方法,施工主要有以下几个步骤:第一第一阶段阶段,为主梁的预制阶段,再将各跨预制梁安装到位,形成由临时支座支撑的简支体系。第二第二阶段阶段,张拉负弯矩区预应力钢束
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