混凝土拱橋大學(xué)論文說明書(20210127154052)

1、混凝土拱橋畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書作者: 日期:本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）論文（設(shè)計(jì)）題目：黃家大坡大橋初步設(shè)計(jì)學(xué) 院：土木工程學(xué)院 專 業(yè):橋梁與隧道工程 班 級(jí)：土木103學(xué) 號(hào)：1009050044學(xué)生姓名:陳劉明指導(dǎo)教師:王學(xué)敏2014年6月6日貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）誠信責(zé)任書本人鄭重聲明：本人所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)），是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú) 立進(jìn)行研究所完成。畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）中凡引用他人己經(jīng)發(fā)表或未發(fā)表的 成果、數(shù)據(jù)、觀點(diǎn)等，均己明確注明岀處。特此聲明。論文（設(shè)計(jì)）作者簽名：日期：IIIIV第一章基本資料、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)要求.1ABSTRACT.I1.1基本資料11.2技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)11.2.2材料及工

2、藝11.2.1主要技術(shù)指標(biāo)11. 2. 3設(shè)計(jì)依據(jù)規(guī)范1.3設(shè)汁要求21.3.1擬定橋式方案2132方案比選及評(píng)價(jià)21.3.3詳細(xì)擬定推薦方案的結(jié)構(gòu)尺寸21.3.4使用專業(yè)軟件，完成上、下部結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算分析2135截面配筋設(shè)計(jì)21.3.6 繪圖21.3.7工程數(shù)量統(tǒng)計(jì)31.3.8撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書3第二章橋式方案設(shè)計(jì)42.1概述42.2橋跨布置與體系選擇42.3上部尺寸擬定72.4下部尺寸擬定112.5施工方法122.5方案比選及評(píng)價(jià)12第三章結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算133.1建立坐標(biāo)系133.2內(nèi)力計(jì)算22321恒載內(nèi)力計(jì)算2223263.3應(yīng)力輸出28331各施工階段關(guān)鍵截面應(yīng)力283.2.3荷載效應(yīng)

3、組合53.3.2使用極限狀態(tài)各工況關(guān)鍵截面應(yīng)力303.4位移輸出31341使用階段關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)豎向位移313.5支承反力31351施工階段支承反力二313.5.2使用階段支承反力 3133第四章主拱圈截面配筋設(shè)計(jì)第五章主拱驗(yàn)算二355.1施工應(yīng)力驗(yàn)算355.2承載能力極限狀態(tài)截面強(qiáng)度驗(yàn)算415.3正常使用極限狀態(tài)裂縫寬度驗(yàn)算44第六章 工程數(shù)量統(tǒng)計(jì)十47第七章結(jié)論:48參考文獻(xiàn)5()致 謝51摘要黃家大坡大橋?yàn)楫吂?jié)地區(qū)黔西縣境內(nèi)重要的橋梁，橋址區(qū)域?qū)偾鹆甑孛玻匦纹鸱? 地質(zhì)條件良好。根據(jù)基本設(shè)汁資料，初步擬定了 T型剛構(gòu)橋、拱橋兩個(gè)方案。經(jīng)綜合比較，最終選 擇拱橋?yàn)樵O(shè)計(jì)方案。該拱橋?yàn)樯铣惺焦皹颍?/p>

4、全橋山一跨跨越山谷的拱橋及兩端引橋組成, 拱橋的凈跨徑為120m,矢跨比為1/5。主拱圈截面采用箱形截面，拱上建筑為全空腹式, 腹孔墩為鋼筋混凝土柱式墩，腹孔上部結(jié)構(gòu)采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑8.4m的預(yù)制空心板。引橋上 部采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑14m的預(yù)制T梁。主拱采用懸鏈線作為拱軸線，根據(jù)橋博軟件試算確 定。第二步就要進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算，這其中最為關(guān)鍵的便是建模，最后的訃算是否正確，在 很大程度上取決于模型建得是否正確。本設(shè)計(jì)利用“橋梁博士”軟件計(jì)算，將建好的模 型圖導(dǎo)入軟件，并將計(jì)算好的模型參數(shù)賦給模型結(jié)構(gòu)單元。添加約束后模型就宣告建立 完成，進(jìn)入計(jì)算階段。利用軟件就可計(jì)算出結(jié)構(gòu)各控制截面的內(nèi)力。完成上述工作后，便要

5、進(jìn)行結(jié)構(gòu)驗(yàn)算，對(duì)于拱橋最重要的就是要驗(yàn)算拱圈截面承載 力與拱圈的裂縫寬度。關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土拱橋；上承式；結(jié)構(gòu)計(jì)算；拱橋驗(yàn)算AbstractHuang Jia Da Po bridge as an important bridge in the Bijie area of Qianxi County, regional bridge site belongs to hilly topography, landform, geological condition is goodAccording to the basic design data, the initial formulation

6、of T rigid frame bridge, arch bridge two scheme Through comprehensive comparison, the final choice of arch bridge design. The arch bridge is a deck type arch bridge, arch bridge and ends up full bridge by an interdisciplinary approach across the valley, the net span arch bridge is 120m, rise span ra

7、tio is 1/5 The main arch section of the box section, construction on the arch is hollow, ventral holes pier of reinforced concrete pier, ventral holes of precast hollow plate upper structure using standard span 8.4m. Precast T beam bridge the upper part adopts the standard span 14m. The main arch us

8、ed catenary arch axis, according to Bo software trial to determine the bridgeThe second step is to calculate structure, which is the most ciucial modeling, the final calculation is correct, largely depends on the model built is correct. The design and calculation of the bridge software, the model of

9、 software built into the model parameters and the calculation of Fit give a good model unit. Add the constraint Declaration on the model established after the completion of phase into the calculation. The software can calculate the internal force of the control section of theAfter the completion of

10、the work, he will check for arch structure, the most important thing is to crack width calculation of bearing capacity and arch arch sectionKeywords: reinforced concrete arch bridge; deck type ; structure calculation; Arch bridge checking貴皿于本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))第97頁第一章基本資料、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)要求1.1基本資料黃家大坡大橋位于畢節(jié)地區(qū)黔西縣。主橋?yàn)閮艨?/p>

11、120m上承式拱橋，橋位處的地形 資料如圖1所示。1.2技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1.2.1主要技術(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)荷載：公路一I級(jí)橋面寬度：0.5m （防撞欄桿）+ 10.25m （車行道）+0.5m （防撞欄桿）橋面橫坡：2%平面線型：全橋位于直線段上橋面鋪裝：底層為厚度10cm厚C40混凝土防水層，面層為6cm M瀝青混凝土。1.2.2材料及工藝混凝土：主拱圈采用C50,容重26kN/m3；立柱、蓋梁、橋面板、防撞欄桿均采用 C40,容重25kN/n?；承臺(tái)及樁基采用C30,容M 24kN/m普通鋼筋：I、II級(jí)鋼筋。1.2.3設(shè)計(jì)依據(jù)規(guī)范公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D60-2004）公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝

12、土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D62-2004)公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ 024-85)1.3設(shè)計(jì)要求1.3.1擬定橋式方案擬定多個(gè)橋式方案，完成橋長(zhǎng)確定、橋跨結(jié)構(gòu)形式選擇、分孔布置、墩臺(tái)形式選擇、 施工方案及斷面形式等的選擇，并確定上、下部結(jié)構(gòu)的基本尺寸。分孔布置應(yīng)考慮地形、地質(zhì)、泄洪、通航或下穿公路的凈空要求及經(jīng)濟(jì)合理性。結(jié) 構(gòu)尺寸擬定應(yīng)廣泛搜集國內(nèi)外同類型橋梁的有關(guān)資料和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，在統(tǒng)訃分析其數(shù)據(jù)的 基礎(chǔ)上，結(jié)合本橋?qū)嶋H惜況而定。確定施工方法時(shí)首先應(yīng)對(duì)各種方法的施工工藝、機(jī)具、 周期、對(duì)場(chǎng)地環(huán)境的要求及難易程度有一個(gè)總體的了解，再針對(duì)本設(shè)計(jì)所釆用的橋梁選 用最合適的方法。每個(gè)方案繪制

13、一張圖紙，圖上要標(biāo)出橋梁總長(zhǎng)、跨徑、矢高、矢跨比、主梁高度、 低水位、常水位、設(shè)訃洪水位、通航水位、路線標(biāo)高等。方案比較圖中應(yīng)繪制立、平面 圖和橫剖面圖。并有必要的附注說明和丄程材料數(shù)量比較表。1.3.2方案比選及評(píng)價(jià)比選時(shí)應(yīng)注意以下主要標(biāo)準(zhǔn)：安全、功能、經(jīng)濟(jì)與美觀，其中以安全與經(jīng)濟(jì)為重。 安全及功能方面要求設(shè)訃的橋梁方案必須滿足規(guī)范的各項(xiàng)要求如荷載等級(jí)、凈空要求、 強(qiáng)度、剛度要求，并利于維修、養(yǎng)護(hù)等。橋梁基礎(chǔ)必須修建于可幕的地層之上。在橋梁施工期間，也得保證每個(gè)施工階段中 的安全。經(jīng)濟(jì)性在橋梁方案設(shè)計(jì)中始終占有重要的地位，經(jīng)濟(jì)性的指標(biāo)主要有：建筑材 料的用量、施工周期的長(zhǎng)短、施工方法及難度等

14、。1.3.3詳細(xì)擬定推薦方案的結(jié)構(gòu)尺寸結(jié)構(gòu)尺寸擬定特別應(yīng)注重以下關(guān)系：矢跨比，拱圈截面高度、寬度，橋?qū)挕㈨敗?底板與梁高的關(guān)系等數(shù)據(jù)。1.3.4使用專業(yè)軟件，完成上、下部結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算分析對(duì)第一方案進(jìn)行詳細(xì)的結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果估算普通鋼筋。貴皿于本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）第97頁1.3.5進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)根據(jù)普通鋼筋的估算結(jié)果，初步擬定鋼筋布置，然后進(jìn)行驗(yàn)算。若驗(yàn)算結(jié)果不滿足 規(guī)范要求，則對(duì)普通鋼筋或結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行調(diào)整，直到滿足規(guī)范要求為止，最終確定結(jié)構(gòu) 尺寸及普通鋼筋布置。1.3.6繪圖按設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求繪制不少于5張主要設(shè)計(jì)圖紙（第一方案橋梁立面布置圖、笫 二方案橋梁立面布置圖、第一方案上部結(jié)構(gòu)

15、一般構(gòu)造圖、第一方案截面鋼筋圖、第一方 案施工步驟示意圖）。設(shè)計(jì)繪圖要求布局合理，線條清晰，比例正確，字體規(guī)范，內(nèi)容 完整。全部圖紙采用標(biāo)準(zhǔn)A3圖紙打印。1.3.7工程數(shù)量統(tǒng)計(jì)1.3.8撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)計(jì)算書要求清晰詳細(xì)（應(yīng)包括詳細(xì)的計(jì)算過程、力學(xué)圖式、依據(jù)和必要的說明 等）、設(shè)計(jì)構(gòu)思合理，數(shù)據(jù)齊備，圖表整齊，并應(yīng)嚴(yán)格按照貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè) 計(jì)）工作指南執(zhí)行。3第二章橋式方案設(shè)計(jì)2.1概述當(dāng)前，我國高速公路的建設(shè)正如火如荼地進(jìn)行，國家“7918”路網(wǎng)規(guī)劃的主干線就有 8.5萬公里，加上各省規(guī)劃的連接線和城市快速路，總里程超過10萬公里。高速公路將成 為我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的主動(dòng)脈，其通暢、

16、安全也將直接關(guān)系到國計(jì)民生。高等級(jí)公路橋梁要求結(jié)構(gòu)具備很高的品質(zhì)，即較好的連續(xù)性能、較少的伸縮縫構(gòu)造 等，以提供高速、平穩(wěn)、舒適的行車條件。前，對(duì)于小跨徑的高速公路橋梁多采用豎 向縫或縱向橫縫劃分的預(yù)制構(gòu)件，通過標(biāo)準(zhǔn)橫截面和系列跨徑達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)汁的U的。 但在高等級(jí)公路橋梁中，多孔中等跨徑（跨徑在2540m左右）的橋梁占有很大的比重, 橋面連續(xù)的簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)山于存在著橋面開裂的隱患和波浪式行車表面的缺點(diǎn)，因而不能 適應(yīng)高速行車的要求。各國的學(xué)者和專家針對(duì)橋面連續(xù)簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)，嘗試多種方 法試圖解決，但是結(jié)果并不理想。與相同跨度的簡(jiǎn)支梁相比，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)體系梁 橋由于具有變形小、剛度大、伸

17、縮縫少、行車平穩(wěn)舒適、抗震能力強(qiáng)等許多優(yōu)點(diǎn)，因而 常常成為高速公路橋梁建設(shè)中的首選方案。然而這種橋型施工工藝復(fù)雜、設(shè)備（材料） 投入大，在中等跨徑橋梁的建造上中不占優(yōu)勢(shì)。此外，近年來，隨著世界各國技術(shù)、經(jīng)濟(jì)以及交通建設(shè)的發(fā)展，出現(xiàn)了大批長(zhǎng)橋， 如高架道路、跨越海灣和湖泊的橋梁等，有的橋梁總長(zhǎng)達(dá)到數(shù)十公里。這些橋梁一般對(duì) 跨徑并沒有特殊的要求，而從經(jīng)濟(jì)性考慮則多選用中、小跨徑橋，而一些大橋的引橋也 常常采用中小跨徑橋。山于現(xiàn)澆連續(xù)梁的施工復(fù)雜繁瑣、費(fèi)工費(fèi)時(shí)，人們一直希望將簡(jiǎn) 支梁的批量預(yù)制生產(chǎn)和連續(xù)梁的優(yōu)越性能結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)用梁或板批量預(yù)制生產(chǎn)的方式 來加快連續(xù)梁的建設(shè)速度，同時(shí)省去繁瑣的支模工

18、序。2.2橋跨布置與體系選擇橋梁設(shè)計(jì)的基本U標(biāo)是使設(shè)計(jì)的橋梁具有其適用性、舒適與安全性、經(jīng)濟(jì)性、先進(jìn) 性，并能很好地與周圍的景致相協(xié)調(diào)。為實(shí)現(xiàn)這個(gè)LI標(biāo)，設(shè)計(jì)時(shí)需要開展深入細(xì)致的現(xiàn) 場(chǎng)勘測(cè)和調(diào)查分析工作，取得可鼎的地質(zhì)資料、水文資料及其它相關(guān)資料作為設(shè)訃依據(jù)。 對(duì)于每一種可能的橋位方案，盡可能設(shè)計(jì)出多種基本滿足建橋條件的可行的橋式方案， 然后通過初步的比較篩選，剔除一些能較為明顯看出不足的方案，保留兒個(gè)構(gòu)思巧妙， 各具優(yōu)點(diǎn)，而一時(shí)難以取舍的方案，作為更進(jìn)一步研究和比較的對(duì)象。不同的橋式方案提供了不同的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，其中包括：主要工程材料及機(jī)具用量、 勞動(dòng)力數(shù)量、施工條件、工期長(zhǎng)短、養(yǎng)護(hù)難易、運(yùn)

19、營條件等等。為獲得這些指標(biāo)，在一 般的惜況下，可以先擬定每一方案的結(jié)構(gòu)主要尺寸，擬定橋跨及墩臺(tái)基礎(chǔ)的施工方案， 然后利用已掌握的資料分析推理，經(jīng)過認(rèn)真的評(píng)價(jià)比選工作，最后確定出一個(gè)經(jīng)濟(jì)技術(shù) 多方面都比較理想的方案，對(duì)其橋跨、墩臺(tái)基礎(chǔ)等進(jìn)行詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。一般說來，設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性應(yīng)首先考慮，但一個(gè)工程材料用量少，設(shè)備要求簡(jiǎn)單，造 價(jià)低廉的方案并不一定是最佳方案，如果同時(shí)有其他技術(shù)要求或使用要求成為設(shè)il灘以 解決的問題時(shí)，就不得不放棄較為經(jīng)濟(jì)的方案，選取較為昂貴的方案，這是一個(gè)需要注 意的問題。橋跨布置與體系選擇是橋梁結(jié)構(gòu)縱斷面設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一，它直接影響結(jié)構(gòu)的使 用功能、安全、經(jīng)濟(jì)和美觀。這一

20、步需要解決的問題包括：確定橋梁孔徑、分孔布置、 確定橋下凈空和橋梁標(biāo)高以及合理選擇結(jié)構(gòu)形式等。首先要確定橋梁孔徑。橋梁孔徑必須保證橋下有足夠的排洪面積，使河床不致受到 過大的沖刷?？绾訕虻臉蛄嚎讖揭话愀鶕?jù)水文訃算確定，并應(yīng)當(dāng)滿足規(guī)范的相關(guān)規(guī) 定。根據(jù)以往建橋的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)汁中應(yīng)視河床的允許沖刷深度，適當(dāng)縮短橋梁的總長(zhǎng)度， 以節(jié)約總投資。確定了橋梁孔徑以后，還需進(jìn)一步進(jìn)行分孔布置。對(duì)于一座較大的橋梁，應(yīng)當(dāng)分成 兒孔，各孔的跨徑應(yīng)當(dāng)多大，有兒個(gè)河中橋墩，哪些是通航孔，這些問題要根據(jù)通航要 貴皿于本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）第97頁求，地形和地質(zhì)情況，水文悄況以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)和美觀的條件來加以確定。橋梁的分孔關(guān)系到

21、橋梁的造價(jià)?？鐝胶涂讛?shù)不同時(shí)，上部結(jié)構(gòu)和墩臺(tái)的總造價(jià)是不 同的?？鐝接?，孔數(shù)愈少，上部結(jié)構(gòu)的造價(jià)就愈大，而墩臺(tái)的造價(jià)就愈小。最經(jīng)濟(jì)的 跨徑就是要使上部結(jié)構(gòu)和墩臺(tái)的總造價(jià)最低，因此當(dāng)橋墩較高或地質(zhì)不良，基礎(chǔ)工程較 復(fù)雜而造價(jià)較高時(shí)，橋梁跨徑就選得大一些；反之，當(dāng)橋墩較矮或地基較好時(shí)，跨徑就 可選得小一些。在實(shí)際工作中，可對(duì)不同的跨徑布置進(jìn)行粗略的方案比較，來選擇最經(jīng) 濟(jì)的跨徑和孔數(shù)。橋梁分孔是個(gè)非常復(fù)雜的問題，各種各樣的條件和要求往往互相發(fā)生矛盾。例如： 跨徑在100m以下的公路橋梁，為了盡可能符合標(biāo)準(zhǔn)跨徑，不得不放棄采用按經(jīng)濟(jì)要求 確定的孔徑；從備戰(zhàn)要求出發(fā)，需要將全橋各孔的跨徑做成一樣，并

22、且跨徑不要太大， 以便于搶修和互換；有時(shí)因工期很緊，為減少水下工程，需要減少橋墩而加大跨徑?？?徑選擇還與施工能力有關(guān)，有時(shí)選用較大的跨徑雖然在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上是合理的，但山 于缺乏足夠的施工技術(shù)能力和機(jī)械設(shè)備，也不得不放棄而改用較小跨徑?？傊瑢?duì)于大、 中型橋梁來說，分孔問題是設(shè)計(jì)中最基本、最復(fù)朵的問題，必須進(jìn)行深入全面的分析， 才能定出比較完美的方案。橋梁標(biāo)高對(duì)于中小橋梁，一般由線路選線時(shí)規(guī)定，但對(duì)于橋下有通航的大跨度橋梁 來說，往往山通航要求決定?？偟恼f來，梁底的標(biāo)高要保證橋下排洪和通航的要求，梁 面的標(biāo)高既要考慮結(jié)構(gòu)本身的高度，乂要考慮兩岸引橋經(jīng)濟(jì)路堤高度以及取土難易和規(guī) 范對(duì)線路縱向坡

23、度的要求。根據(jù)以上所述，結(jié)合本橋的實(shí)際情況和具體要求，選取兩種結(jié)構(gòu)形式如下。2.2.1鋼筋混凝土拱橋方案本方案為懸鏈線箱形拱橋，主拱凈跨徑120m,凈矢高24m,矢跨比1/5,橋全長(zhǎng)224m。 點(diǎn)樁號(hào)為ZK 116+640.800 ,終點(diǎn)樁號(hào)為ZK116+864.800 ,橋梁中心樁號(hào)為 ZK 116+731.800 ,跨越山谷?？卓绶植紴?xl4m+15x8.4m+5xl4m,橋面標(biāo)高為396m。 橋面橫坡：2%；橋面縱坡：4%。圖2.1笫一方案橋跨布置圖。第97頁圖2.1預(yù)應(yīng)力混凝土 T型剛構(gòu)橋的總體布置（尺寸單位：cm）結(jié)構(gòu)類型：上部為構(gòu)造為普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),主橋?yàn)閱慰绲冉孛鎽益溇€箱形

24、板拱， 引橋?yàn)楹?jiǎn)支T梁。下部?jī)蓚?cè)采用薄壁輕型橋臺(tái)，主拱圈采用鋼筋混凝土實(shí)體橋臺(tái)，基礎(chǔ) 為剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)。2.2.2預(yù)應(yīng)力混凝土 T型剛構(gòu)橋方案主橋?yàn)轭A(yù)應(yīng)力混凝土三跨連續(xù)剛構(gòu)橋，橋長(zhǎng)240.00m,起點(diǎn)樁號(hào)為ZK116+638.600, 終點(diǎn)樁號(hào)為ZK 116+878.6000,橋梁中心樁號(hào)為ZK116+711.600 ,跨越山谷?？卓绶植?為33m+80m+35m+2x46m,橋面標(biāo)高為409m。橋面橫坡：2%；橋面縱坡:4%。圖2.2 第二方案橋跨布置圖。圖2.2預(yù)應(yīng)力混凝土 T型剛構(gòu)橋的總體布置（尺寸單位：cm）結(jié)構(gòu)類型：上部為構(gòu)造為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，主橋?yàn)槿邕B續(xù)箱梁，引橋?yàn)楹?jiǎn)支T梁。

25、下部構(gòu)造為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。1號(hào)、2號(hào)墩為雙支薄壁空心墩，墩高分別為26.2m、30.0m 3、4號(hào)墩為雙柱式圓墩,墩高分別為38.326.2m7貴皿于本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）2.3上部結(jié)構(gòu)尺寸的擬定2.3.1鋼筋混凝土拱橋方案一、立面布置本設(shè)汁方案采用單跨上承式混凝土等截面箱形板拱結(jié)構(gòu)，橋下無通航要求，凈跨徑 是：120m,凈矢高24m,拱上14組排架，每組跨徑8.4m,也即橋面板跨度。引橋釆用 14m預(yù)應(yīng)力簡(jiǎn)支T梁。拱軸系數(shù)m經(jīng)橋博建模型試算，最終取為1.679。懸鏈線方程為:y = 35.788 (c/71.10784-1)二、橫斷面布置橋面全寬11.25m,即外側(cè)0.5m鋼筋混凝土防撞護(hù)欄+

26、凈10.25m +內(nèi)側(cè)0.5m鋼筋混 凝土防撞護(hù)欄。橋面板采用空心板。支座采用板式橡膠支座。主拱圈采用箱形拱，高2.4m, 寬7.5m,橋墩采用混凝土墩，基礎(chǔ)因地基承載力較高（弱風(fēng)化炭質(zhì)口云巖），故釆用明 挖剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)。上部結(jié)構(gòu)釆用拱架施工。拱橋橫斷面如圖2.3所示。圖2.3鋼筋混凝土拱橋的橫斷面布置（尺寸單位：cm）1）拱圈凈跨為跨徑為120m上承式鋼筋混凝土拱橋，主拱為等截面懸鏈線無狡拱，主孔計(jì) 算跨徑120m,凈矢高24m,矢跨比1/5,拱圈截面高度為7.5m,寬度2.4m。拱圈材料釆用C50混凝土。拱圈采用支架施工，分段與分層相結(jié)合的施匸方法，可 使拱架變形比較均勻，并可以避免拱圈的

27、反復(fù)變形。在拱圈混凝土達(dá)到強(qiáng)度后再進(jìn)行立柱蓋梁施工，立柱蓋梁釆用現(xiàn)澆法施工。主拱圈橫斷面圖如下：2）橫隔板橫隔板從拱頂至拱腳方向設(shè)置，橫隔板厚30cmo每8.94m設(shè)置一道（共2塊），全 拱共設(shè)14道。3）立柱立柱采用C40鋼筋混凝土，立柱截面為800mmX600mmo必要時(shí)沿立柱高度設(shè)置 若干根橫系梁，間距一般不大于6m。立柱斷面圖如下:圖2.5立柱截而圖（單位：cm）4）底梁拱上共14組立柱，每組橫橋向3根，每組立柱低端均設(shè)置條形底梁。底梁截面尺寸如圖2.6所示：貴皿于本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）第97頁2.6立柱截面圖（單位：cm） 5）蓋梁蓋梁的截面尺寸為70cmX90cm,寬1128cm,因

28、蓋梁上直接搭設(shè)空心板，考慮防震 要求，在蓋梁兩端設(shè)高20cm寬11cm的擋塊，扌當(dāng)塊與板之間預(yù)留2cm以便橋面板的安 裝與調(diào)整。蓋梁一般構(gòu)造截面尺寸如圖所示：9圖2.7蓋梁一般構(gòu)造圖（單位：cm）6）橋面板及橋面鋪裝橋面板采用厚度為40cm的空心板，邊板寬度為l125m,中板寬度為0.99mo橋面 的橫坡為2%,在支座上放楔形墊塊形成橫坡。橋面鋪裝選用平均厚度10cm的防水混 凝土作鋪裝層，6cm厚的瀝青混凝土磨耗層。圖2.8橋面板中板尺寸圖（單位：cm）31)=1.金1魚Zo11112 523圖2.9橋面板邊板尺寸圖（單位：cm）33貴皿于本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）第97頁7）防撞欄桿橋面兩側(cè)均設(shè)

29、置寬0.5m的防撞欄桿，采用C40混凝土，截面尺寸如圖3.0所示。2.3.2預(yù)應(yīng)力混凝土 T型剛構(gòu)橋方案一、立面布置1、主橋?yàn)槿缃Y(jié)構(gòu),主跨為80m,左右邊跨分別為33m、35m；引橋采用46.0m預(yù)應(yīng) 力混凝土簡(jiǎn)支梁，即33m+80+35+2x46m。2、考慮到主橋跨徑大，梁底山跨中合攏段到梁墩固結(jié)處高度按1.8次拋物線漸變，合攏 段為2.0m。以跨中梁底為原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系。拋物線方程為：y = 6.127xl0_3x?83、全橋兩端布置重力式U型承臺(tái)，臺(tái)A 10.0m,長(zhǎng)7.20mo二、橫斷面布置1、設(shè)計(jì)橋面全寬為11.25m，兩邊無人行道，各有0.5m寬的防撞護(hù)欄。2、截面形式主橋采用

30、單箱室型，頂板寬1123cm,底板寬750cmo橋面全寬11.25m,即外側(cè)0.5m鋼筋混凝土防撞護(hù)欄+凈10.25m +內(nèi)側(cè)0.5m鋼筋混 凝土防撞護(hù)欄。橋面板采用空心板。支座采用板式橡膠支座。主拱圈采用箱形拱，高24m, 貴皿于本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）第97頁寬7.5m,橋墩釆用混凝土墩，基礎(chǔ)因地基承載力較高（弱風(fēng)化炭質(zhì)白云巖），故采用明 挖剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)。上部結(jié)構(gòu)釆用拱架施工。拱橋橫斷面如圖2.4所示。圖2.4預(yù)應(yīng)力混凝土 T型剛構(gòu)橋的支點(diǎn)橫截面尺寸（尺寸單位：cm）2.4下部結(jié)構(gòu)形式選擇與尺寸擬定2.4.1鋼筋混凝土拱橋方案該拱橋橋墩采用重力式，以1號(hào)橋墩設(shè)計(jì)為例，其他同理。其具體尺寸見圖2

31、.5, 材料采用C30混凝土；基礎(chǔ)為剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)，其襟邊長(zhǎng)度為0.5m,材料亦采用C30混 凝土。I貴州牙本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))第圖2.5鋼筋混凝土拱橋的拱座尺寸圖（尺寸單位：cm）2.4.2預(yù)應(yīng)力混凝土 T型剛構(gòu)橋方案橋墩采用雙肢薄璧墩和樁墩。本設(shè)計(jì)主橋選用抗壓剛度較大、抗推剛度較小的薄壁 空心墩，橋墩和承臺(tái)以及橋臺(tái)的尺寸見圖紙。河床地質(zhì)條件好，主要是白云質(zhì)灰?guī)r，沖刷深度小，擬釆用低承臺(tái)鉆孔灌注樁?；?礎(chǔ)尺寸見圖紙。2.5施工方法2.5.1鋼筋混凝土拱橋方案拱圈采用鋼拱架施工，分段、分層相結(jié)合均衡對(duì)稱加載，分段的位置設(shè)置在拱架撓 曲線有轉(zhuǎn)折的一級(jí)拱圈彎矩比較大的地方。拱上立柱施工，是根據(jù)橋博試

32、算確定后，按 順序進(jìn)行排架施工。因地質(zhì)條件良好，為淺埋基礎(chǔ)；故基坑開挖采用不放坡開挖，在開挖時(shí)不得超挖， 基坑的開挖尺寸為基礎(chǔ)底面尺寸四周增寬0.5m,以便支模施工；基坑開挖后，若有地下 水，需釆取降水措施，降水之后進(jìn)行基礎(chǔ)施工；挖至標(biāo)高的土質(zhì)基坑不得長(zhǎng)期暴露、擾 動(dòng)或浸泡，并檢查基坑尺寸、高程、基地承載力，符合要求后，立即進(jìn)行基礎(chǔ)施工。2.5.2預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋方案上部結(jié)構(gòu)主橋采用平衡懸臂施工法，現(xiàn)場(chǎng)澆注施工。引橋采用后張發(fā)施工丄藝分片 預(yù)制，然后進(jìn)行吊裝。橋臺(tái)采用現(xiàn)場(chǎng)就地澆注施工，這是口前多數(shù)工程都采用的一種施工方法。其特點(diǎn)是 工序簡(jiǎn)便，機(jī)具較少，技術(shù)操作難度小，但施工期限較長(zhǎng)，需要

33、耗費(fèi)較多的勞力與物力。 為了提高施工進(jìn)度、節(jié)省勞力、節(jié)約木材，橋墩采用支架翻模施工?；A(chǔ)采用鉆孔灌注的方法，人工挖孔以及機(jī)械成孔，達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后將鋼筋骨架吊 入井孔中，再灌注混凝土。2.6方案比選及評(píng)價(jià)第一方案采用箱型板拱拱。主拱采用分段預(yù)制，拱架的施工技術(shù)，主梁釆用8. 4米 的空心板，釆用現(xiàn)場(chǎng)澆筑。地質(zhì)條件良好，拱腳處能很好承受水平推力。整座橋施工速 度較快，工期較短，施工技術(shù)成熟。另外，拱橋往往較其它橋型經(jīng)濟(jì)合理，造型美觀。第二方案采用主跨為80米的剛構(gòu)橋，其預(yù)應(yīng)力筋用量較大，使橋梁造價(jià)增大。且 因須施加較多預(yù)應(yīng)力，使施工較為復(fù)雜，乂因運(yùn)用掛籃懸臂澆注施工，使其工期較長(zhǎng)。因此經(jīng)過綜合比較

34、，決定推薦第一方案。第三章上部結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算對(duì)上部結(jié)構(gòu)的靜力平面計(jì)算，采用橋梁博士程序進(jìn)行平面建模。模型包括拱圈、立 柱、橋面板。橫隔板、底梁、蓋梁、防撞欄桿等恒載均換算為荷載，加載在結(jié)構(gòu)上。平 面模型如圖所示。作用于平面結(jié)構(gòu)上的豎向荷載，按杠桿法進(jìn)行分配。在結(jié)構(gòu)的靜力分 析中不考慮非線性因素的影響。橋梁主要構(gòu)件的訃算中，拱圈、立柱、橋面板等均采用平面梁?jiǎn)卧?，?6個(gè) 施工階段進(jìn)行受力分析。首先建立坐標(biāo)系，然后進(jìn)行單元?jiǎng)澐?，輸入單元的材料特性值與截面特性值后賦給 相應(yīng)的單元，最后添加約束，模型就創(chuàng)建完畢。3. 1建立坐標(biāo)系如上圖，以水平向右為X軸方向，以豎直向上為Y軸方向，左沿拱腳為原點(diǎn)建立

35、 坐標(biāo)系。確定拱軸線方程。主橋?yàn)閼益溇€拱橋，拱軸系數(shù)通過模型試算確定m =1.679。根據(jù) 已確定的的信息得拱軸線方程為：y = 35.788 (chA 07 話-1)(4-1)3.1.1單元?jiǎng)澐种鞴叭榈湫偷钠矫娼Y(jié)構(gòu)，采用橋梁博士程序進(jìn)行平面建模型。將拱圈、拱上立柱、 橋面板等結(jié)構(gòu)劃分為單元。各構(gòu)件截面單元號(hào)見下表。表41平面模型各構(gòu)件截面單元號(hào)匯總表控制截而拱圈立柱橋而板單元號(hào)1-123124-241242-332拱圈各單元節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)如下表：表42單元節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)表單元號(hào)節(jié)點(diǎn)號(hào)X(m)Y(m)單元號(hào)節(jié)點(diǎn)號(hào)X(m)Y(m)單元號(hào)節(jié)點(diǎn) 號(hào)X(m)Y(m)1100. 0042424121.95838

36、38221.60210. 87434222. 18848321.332210. 8743434222. 1884848321.33321.72444322. 40858421.053321.7244444322. 1085858421.05432. 55454422.61868520. 764432. 5545454422.6186868520. 76543. 36464522.81878620.465543. 3646464522.8187878620.4665416474622. 99888720.1466541647474622. 9988888720.1476493484723. 16

37、898819.8177649348484723. 1689898819.81875. 68494823. 32908919.478875. 6849494823. 3290908919.47986.42504923. 47919019.119986.4250504923. 4791919019.111097. 14515023. 60929118.74101097. 1451515023. 6092929118.7411107. 84525123. 73939218.361111107. 8452525123. 7393939218.3612118. 53535223. 81919317.96

38、1212118. 5353535223. 8194949317.9613129. 20545323. 94959417.551313129. 2054545323. 9495959417.5514139. 85555424.02969517.121414139. 8555555424.0296969517.12151410. 48565524. 10979616.6815151410. 4856565524. 1097979616.68161511. 10575624. 16989716.2316161511. 1057575624. 1698989716.23171611.70585724.

39、21999815.7617171611. 7058585724. 2199999815.76181712. 29595824. 251009915.2818181712. 2959595824.251001009915.28191812. 86605924.2810110014.7819191812. 8660605924.2810110110014.78201913.41616024.3010210114.2620201913.4161616024.3010210210114.26212013. 95626124.3010310213.7321212013. 9562626124.30103

40、10310213.73222114. 47636224.2910110313.1922222114. 4763636224.2910410110313.19232214. 98616324.2710510412.6323232214. 9861616324.2710510510412.63貴皿于本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）第97頁242315.47656424. 2410610512. 0524242315.4765656424. 2410610610512. 05252415. 95666524.2010710611.4625252415. 9566666524.2010710710611.4626

41、2516.41676624. 1410810710. 8526262516.4167676624. 1410810810710. 85272616. 86686724.0710910810. 2327272616. 8668686724.0710910910810. 23282717. 30696823. 991101099. 5928282717. 3069696823. 991101101099. 59292817. 72706923. 901111108. 9329292817. 7270706923. 901111111108. 93302918. 12717023. 80112111

42、8. 2630302918. 1271717023. 801121121118. 26313018. 52727123. 681131127. 5731313018. 5272727123. 681131131127. 57323118. 89737223.551141136. 8632323118. 8973737223.551141141136. 86333219. 26747323.411151146. 1333333219. 2674747323. 411151151146. 13343319.61757423. 261161155. 3834343319.6175757423. 26

43、1161161155. 38353419. 95767523. 101171164. 6235353419. 9576767523. 10117117116462363520. 27777622. 9211811738436363520. 2777777622. 921181181173. 84373620. 58787722.7311911830137373620. 5878787722.73119119118304383720. 88797822. 531201192. 2238383720. 8879797822.531201201192. 22393821. 17807922.3112

44、11201. 3839393821. 1780807922.311211211201. 38403921.44818022. 091221210. 5340403921.4481818022. 091221221210. 53414021.70828121.85123121. 30. 2641414021.7082828121.85123123121.30. 26424121.95838221.601000121.60. 00立柱個(gè)單元各節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)如下表:厲元號(hào)節(jié)點(diǎn)號(hào)XmiYim)敢元號(hào)節(jié)點(diǎn)號(hào)X(m)Y以元號(hào)節(jié)點(diǎn)號(hào)XmiY1241246. 2326. 7416416420.0322. 35204

45、20198.6325.351256.2326. 4316520.0322. 3520598.6326. 351251256. 2326. 4316516520.0321.3520520598.6325.351266. 2326. 1216620.0321.3520698.6326. 741261266. 2326. 1216616620.0320. 35206108107. 0312. 821276. 2325. 1216720.0320. 35207107. 0313. 821271276. 2325. 1216716720.0319. 35207207107. 0313. 821286.

46、2324.1216820.0319. 35208107. 0314.821281286. 2324.1216816820.0318. 35208208107. 0314.821296. 2323. 1216920.0318. 35209107. 0315. 821291296. 2323. 1216916920.0317. 35209209107. 0315. 821306. 2322. 122420.0317. 35210107. 0316. 821301306. 2322. 1217017031.4326. 74210210107. 0316. 821316. 2321. 1217131.

47、4326. 74211107. 0317. 821311316.2321. 1217117131.4325. 85211211107. 0317. 821326.2320. 1217231.4325. 85212107. 0318. 821321326. 2320. 1217217231.4324. 85212212107. 0318. 821336. 2319. 1217331.4324. 85213107. 0319. 821331336. 2319. 1217317331.4323. 85213213107. 0319. 821316. 2318. 1217431.4323. 85214107. 0320. 821341316. 2318. 1217417431.4322. 852L1214107. 0320. 821356. 2317. 1217531.4322. 85215107. 0321.82