畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告常德沅水特大橋5號(hào)橋左幅主橋施工圖設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告題目： 常德沅水特大橋5號(hào)橋左幅主橋 施工圖設(shè)計(jì) 課 題 類 別： 設(shè)計(jì)r 論文學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 班 級(jí)： 專業(yè)（全稱）： 橋梁工程指 導(dǎo) 教 師： 2011年 3 月一、本課題設(shè)計(jì)（研究）的目的：1、通過橋梁畢業(yè)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)訓(xùn)練，掌握橋梁的基本理論、基礎(chǔ)知識(shí)和基本的計(jì)算方法；通過橋梁畢業(yè)設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，增強(qiáng)理論聯(lián)系實(shí)際的觀念，不斷提高分析問題和解決問題的能力；2、樹立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握大、中型橋梁的設(shè)計(jì)原則、設(shè)計(jì)方法和步驟。3、 在設(shè)計(jì)過程中熟練掌握autocad,橋梁博士、midas等工程軟件，并懂得利用這些軟件解決工程中遇到的實(shí)際問題。4、提高計(jì)算、繪圖、查

2、閱文獻(xiàn)、使用規(guī)范手冊(cè)的基本技能，樹立嚴(yán)謹(jǐn)負(fù)責(zé)、實(shí)事求是、刻苦鉆研、勇于創(chuàng)新的作風(fēng)5、本畢業(yè)設(shè)計(jì)采用題目系 常德沅水特大橋5號(hào)橋左幅主橋施工圖設(shè)計(jì)起始樁號(hào)為k103+350至k104+400。 6、本課題在設(shè)計(jì)計(jì)算中應(yīng)嚴(yán)格遵循技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、適用耐久、經(jīng)濟(jì)合理的基本原則進(jìn)行，同時(shí)應(yīng)充分考慮美觀、環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的要求。二、設(shè)計(jì)（研究）現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)（文獻(xiàn)綜述）：1連續(xù)剛構(gòu)體系梁橋 1.1設(shè)計(jì)現(xiàn)狀連續(xù)剛構(gòu)體系梁橋是梁橋的一種。梁橋作為最簡(jiǎn)單實(shí)用的橋型，在橋梁史上出現(xiàn)得最早，在中國(guó)古代曾被拱橋的光環(huán)所湮沒，但卻是現(xiàn)代橋梁的始作俑者。 中國(guó)的預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋和連續(xù)梁橋在二十世紀(jì)八十年代以后

3、得到廣泛采用，成為長(zhǎng)橋和大跨徑橋梁的主要橋型。浙江省瑞安飛云江橋最大跨徑62米，橋長(zhǎng)1722米，是中國(guó)當(dāng)時(shí)最大跨徑的預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁公路橋。二十世紀(jì)八十年代以來，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋成為中國(guó)公路橋梁的重要橋型。1984年建成的湖北省沙洋漢江橋是首座跨徑超過100米的連續(xù)梁橋，跨徑100米以上的連續(xù)梁橋還有廣東省廣州大橋、江門外海橋、惠州東江橋、湖南省常德沅江橋、貴州省思南烏江橋、天津市永定新河華北橋、湖北省宜城漢江橋、宜昌樂天溪橋、江蘇省南京長(zhǎng)江第二大橋北汊橋等，其中南京長(zhǎng)江第二大橋北汊橋的最大跨徑達(dá)到165米，外海橋的連續(xù)長(zhǎng)度達(dá)到880米。梁橋可以分為簡(jiǎn)支梁橋、懸臂梁橋和連續(xù)梁橋三種。簡(jiǎn)支

4、梁橋?qū)儆陟o定結(jié)構(gòu)，受力明確，構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便，是中小跨度應(yīng)用最廣的橋型。簡(jiǎn)支梁橋的結(jié)構(gòu)尺寸易于設(shè)計(jì)成系列化，標(biāo)準(zhǔn)化，有利于組織大規(guī)模預(yù)制生產(chǎn)，并利用起重設(shè)備或架橋機(jī)架設(shè)?？梢怨?jié)約模板，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短工期。國(guó)內(nèi)外中小跨徑橋梁絕大部分采用裝配式簡(jiǎn)支鋼梁、混凝土梁或結(jié)合梁。但是，簡(jiǎn)支梁橋在恒載作用下，跨中彎矩很大，所以簡(jiǎn)支梁橋跨徑不宜做得太大。并且簡(jiǎn)支梁橋每跨都要設(shè)伸縮縫，行車不平順，整個(gè)橋面的整體性差。在跨徑和恒載集度均相同的情況下，簡(jiǎn)支梁的跨中彎矩值最大，懸臂梁橋則由于支點(diǎn)負(fù)彎矩的存在，是跨中正彎矩顯著減少。所以，發(fā)展起來了另一種靜定體系的梁式橋懸臂梁橋。懸臂體系梁橋的布置方式主要有兩大類

5、：1.不帶掛梁的單孔雙懸臂梁橋。這類懸臂梁橋在橋頭兩端不設(shè)置橋臺(tái)，而僅設(shè)置搭板與路堤相銜接，由于行車時(shí)，搭板容易損壞，故多用作在跨干線的人行橋梁上。2.帶掛梁的多孔懸臂梁橋。僅在跨中設(shè)置掛梁的單懸臂梁橋，一般做成三跨，其邊孔稱錨孔；如需設(shè)計(jì)成多孔懸臂梁橋是，就可以采用雙懸臂梁橋，即從簡(jiǎn)支梁的兩端向外對(duì)稱各伸出一個(gè)懸臂，掛梁每間隔一孔設(shè)置，雙懸臂梁橋。另外一種就是t形剛構(gòu)橋，指的是主梁為跨中設(shè)鉸或掛梁的多跨剛構(gòu)橋。它以t型梁為主要承重結(jié)構(gòu)的梁式橋。在橋上荷載作用產(chǎn)生正彎矩時(shí)，梁作成這樣上大下小的t形并在下緣配筋便充分利用了混凝土的抗壓強(qiáng)度大和鋼筋的高抗拉強(qiáng)度進(jìn)而比矩形梁橋節(jié)省了材料。但同樣，懸臂

6、體系梁橋設(shè)有伸縮縫，這對(duì)行車平順造成很大的影響，且掛梁設(shè)置的牛腳，由于是削弱截面，所以對(duì)橋度的要求很高，配筋很復(fù)雜，養(yǎng)護(hù)起來困難。隨著交通運(yùn)輸特別是高等級(jí)公路的迅速發(fā)展，對(duì)行車平順舒適提出來很高的要求。而多伸縮縫的懸臂梁橋和t形剛構(gòu)橋均難以滿足這個(gè)要求，超靜定結(jié)構(gòu)連續(xù)梁橋以其結(jié)構(gòu)剛度大、變形小、伸縮縫少和行車平順舒適等突出優(yōu)點(diǎn)而得到了迅速的發(fā)展。連續(xù)梁橋在恒活載作用下，產(chǎn)生的支點(diǎn)負(fù)彎矩對(duì)跨中正彎矩有卸載的作用，使內(nèi)力狀態(tài)比較均勻合理，因而梁高可以減小，由此可以增大橋下凈空，節(jié)省材料，且剛度大，整體性好，超載能力大，安全度大，橋面伸縮縫少，并且因?yàn)榭缰薪孛娴膹澗販p小，使得橋跨可以增大。預(yù)應(yīng)力混凝

7、土連續(xù)剛構(gòu)橋是連續(xù)梁與t形剛構(gòu)橋的組合體系，也稱墩梁固結(jié)的連續(xù)梁橋。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是梁體連續(xù)、梁墩固結(jié)，既保持了連續(xù)來那個(gè)無(wú)伸縮縫、行車平順的優(yōu)點(diǎn)，有保持了t形剛構(gòu)不設(shè)支座、不需要體系轉(zhuǎn)換的優(yōu)點(diǎn)，且有很大的順橋向抗彎剛度和橫向抗扭剛度，能滿足特大跨徑橋梁的受力要求。特別是從鋼橋的施工方法中引進(jìn)了懸臂施工，連續(xù)剛構(gòu)橋的優(yōu)勢(shì)更加明顯。連續(xù)剛構(gòu)省去了連續(xù)梁橋昂貴的大噸位支座，減低了造價(jià)，且不用進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換。1964年原聯(lián)邦德國(guó)建成了主跨為208m的本道夫橋，不僅再一次成功地顯示出懸臂施工方法的優(yōu)越性，而且在結(jié)構(gòu)上又有新的創(chuàng)新，薄型的主墩與上部結(jié)構(gòu)連續(xù)梁固結(jié)，形成了連續(xù)-剛構(gòu)體系。由于高墩時(shí)連續(xù)剛構(gòu)體系梁

8、橋，在支座沉降，溫度等作用時(shí)會(huì)產(chǎn)生巨大的次內(nèi)力，薄型的主墩使得橋梁在縱橋向方向的抗推剛度降低，各種次內(nèi)力的作用明顯減少?？朔诉B續(xù)剛構(gòu)體系梁橋的一個(gè)巨大缺點(diǎn)。本橋就是高墩大跨連續(xù)剛構(gòu)橋。我國(guó)已建成的部分主要大跨徑混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋序號(hào)橋名主橋跨徑（m）年份1石板坡長(zhǎng)江大橋87.75+4x138+330+133.7520062虎門大橋輔航道橋 150+ 270+ 15019973蘇通大橋輔航道橋140+268+14020084重慶黃花園大橋 137+ 3250+ 13719995黃石長(zhǎng)江大橋 162.5+3x245+162.519956江津長(zhǎng)江大橋140+ 240+ 1419977重慶高家花園嘉陵

9、江大橋 140+ 240+ 14019978洛溪大橋 65+ 125+ 180+ 11019889沅陵沅水大橋 85+ 140+ 85+ 4219911.2發(fā)展趨勢(shì) 1.跨徑可進(jìn)一步增大：目前，中國(guó)修建的連續(xù)剛構(gòu)橋的熱潮人在繼續(xù)，跨徑280m的奉節(jié)長(zhǎng)江大橋的設(shè)計(jì)進(jìn)行中。在伶仃洋通道橫門東航道橋工程中，已提出了跨徑318m的連續(xù)剛構(gòu)方案?？梢灶A(yù)計(jì)，在不久的將來，跨徑300m以上的連續(xù)剛構(gòu)橋必將在中國(guó)出現(xiàn)。 2.上部結(jié)構(gòu)不斷輕型化：結(jié)構(gòu)的輕型化，可以減少上下部結(jié)構(gòu)的自重和材料用量，可以減輕對(duì)掛藍(lán)的要求。由于采用大噸位錨具、高強(qiáng)混凝土和輕質(zhì)混凝土，上部結(jié)構(gòu)不斷輕型化，這也是連續(xù)剛構(gòu)橋的發(fā)展趨勢(shì)。 3

10、.簡(jiǎn)化預(yù)應(yīng)力束類型。4.取消邊跨合攏的落地支架：采用合適的邊、主跨比，在導(dǎo)梁上合攏邊跨，或與引橋的懸臂連接來實(shí)現(xiàn)合攏。在高墩的場(chǎng)合下，取消落地支架有一定的經(jīng)濟(jì)效益。 上部結(jié)構(gòu)連續(xù)長(zhǎng)度的發(fā)展5.我國(guó)的設(shè)計(jì)者注意到了“少用或不用伸縮縫是最好的伸縮縫”的觀點(diǎn)。連續(xù)剛構(gòu)從洛溪橋65+125+180+110=480的連續(xù)長(zhǎng)度發(fā)展到了重慶黃花園大橋137+3x50+137=1024的連續(xù)長(zhǎng)度，是上部結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度增加到了2.16倍。在設(shè)計(jì)中如果再考慮些措施，在條件適宜的情況下對(duì)連續(xù)剛構(gòu)橋而言，其長(zhǎng)度可以發(fā)展到1200-1500m。2.矮塔斜拉橋2.1設(shè)計(jì)現(xiàn)狀 部分斜拉橋具有斜拉橋和連續(xù)梁橋的雙重結(jié)構(gòu)特性，是介于

11、具有非常柔性斜拉橋和梁剛度較大的連續(xù)梁橋之間的過渡橋型。從結(jié)構(gòu)體系的受力特點(diǎn)來看，國(guó)內(nèi)學(xué)者建議稱其為“部分斜拉橋”，因“部分”一詞既可反映與斜拉橋具有相似之處，又存在一定程度上的區(qū)別部分斜拉橋之所以被廣泛應(yīng)用、快速發(fā)展源于其合理的結(jié)構(gòu)體系，結(jié)構(gòu)受力清晰、明確，具有經(jīng)濟(jì)、美觀、施工方便、適用跨徑靈活多變等優(yōu)點(diǎn)。 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析部分斜拉橋橋塔高度只有斜拉橋橋塔高度的一半左右。邊中跨比值與連續(xù)梁大致相當(dāng)。1.為了充分利用矮塔的高度，斜拉索全部集中在塔頂通過，將矮塔頂部設(shè)置成懸索橋的索鞍，這樣可以取得斜拉索垂直分力的最大效果，最佳地發(fā)揮斜拉索對(duì)梁體的豎向支承作用。2.因橋塔較矮，其剛度相對(duì)較大，塔頂水平

12、位移沒有斜拉橋大，因此部分斜拉橋沒有斜拉橋的重要特征構(gòu)件端錨索，邊跨可以有較大的無(wú)索區(qū)段。3.與斜拉橋相比，由于主粱具有一定的剛度，無(wú)論是主孔或邊孔，梁體上的無(wú)索區(qū)段部比較長(zhǎng)，除了主孔跨中和邊孔端部的無(wú)斜索區(qū)段之外，部分斜拉橋還具有較明顯的塔旁無(wú)斜索區(qū)段，斜拉索對(duì)稱布置在邊跨跨中及中跨13左右。 優(yōu)越性美學(xué)景觀特征。部分斜拉橋主梁高度是連續(xù)梁橋的12左右，具有纖細(xì)、柔美的美學(xué)效果，克服了連續(xù)梁高度過大帶來的壓迫感和上下部結(jié)構(gòu)不協(xié)調(diào)的弊端。橋塔和斜拉的設(shè)置使其具有斜拉橋宏偉、壯觀的感覺?？鐝讲贾渺`活 部分斜拉橋可設(shè)計(jì)成單塔雙跨、雙塔3跨和多塔多跨等不同的結(jié)構(gòu)形式 單孔跨徑在100300m范圍內(nèi)為

13、宜，部分斜拉橋克服了多塔斜拉橋所帶來的剛度不足和各跨相互影響的弊端，發(fā)揮了多跨連續(xù)梁橋的優(yōu)點(diǎn)，無(wú)論在單孔跨徑和總橋長(zhǎng)設(shè)計(jì)方面均有較大的選擇空間。施工簡(jiǎn)便。部分斜拉橋的施工方法與連續(xù)梁橋基本相同，可采用懸澆法施工。施工中不必進(jìn)行斜拉索二次索力調(diào)整 部分斜拉橋橋塔較矮，橋塔施工也沒有斜拉橋橋塔施工復(fù)雜。經(jīng)濟(jì)性好。通過國(guó)內(nèi)外已建部分斜拉橋造價(jià)分析，該橋型每延米造價(jià)與連續(xù)粱基本持平，大大低于斜拉橋造價(jià)，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益。 受力原理分析因部分斜拉橋主梁具有一定的剛度，同時(shí)斜拉索對(duì)主梁產(chǎn)生彈性支承，豎向外荷載由主梁和斜拉索共同承擔(dān)，以梁的受彎、受壓和索的受拉來承受豎向荷載作用。索對(duì)具有一定剛度的主梁起加

14、勁作用，可以理解為真正意義上的彈性支承連續(xù)梁橋。矮塔斜拉橋的分類 矮塔斜拉橋根據(jù)體外索是否用鋼筋混凝土包裹可分為斜板型和斜拉體外索型。世界最早的矮塔斜拉橋是瑞士的ganter橋，是斜板型矮塔斜拉橋, 日本最早的矮塔斜拉橋小田原橋是斜拉體外索型。 斜板型(ganter橋，瑞士)斜拉體外索型(小田原橋，日本) 2.2發(fā)展趨勢(shì)矮塔斜拉橋的發(fā)展有4 個(gè)方面值得注意:1.跨徑不斷增大。早期建成的矮塔斜拉橋的跨徑都不大。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的矮塔斜拉橋,日本最大跨徑的是沖原橋和蟹澤大橋,為180 m ,菲律賓第二曼達(dá)- 麥克坦大橋?yàn)?85 m ,國(guó)內(nèi)的蘭州小西湖黃河大橋?yàn)?36 m ;而預(yù)應(yīng)力混凝土與鋼的混合

15、結(jié)構(gòu),最大跨徑是日本的木曾川橋,為275 m。國(guó)內(nèi)目前正在將這一跨徑向前推進(jìn),在建的山東惠青黃河公路大橋,是預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu),主跨為220m ,而在建的江珠高速荷麻溪特大橋主跨為230 m。對(duì)比連續(xù)剛構(gòu)橋,預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的矮塔斜拉橋在350 m 仍然具有競(jìng)爭(zhēng)力。2. 主梁結(jié)構(gòu)多元化。主梁結(jié)構(gòu)由早期的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)展為混凝土和鋼的混合結(jié)構(gòu)、波形鋼腹板的結(jié)合梁以及鋼桁梁等。日本的木曾川橋和揖斐川橋,是最早采用混凝土和鋼的混合結(jié)構(gòu)矮塔斜拉橋。兩座橋的跨徑布置分別為(160 + 3 275 +160) m、(154 + 4 271. 5 + 127) m。以木曾川橋?yàn)槔?275 m 的跨,靠近橋

16、塔87. 5 m 為預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁,跨中110 m 為鋼箱梁,接頭位置在上翼緣受壓的正彎矩區(qū)段內(nèi)。波形鋼腹板箱形梁也在日本早有應(yīng)用,而應(yīng)用于矮塔斜拉橋則是在栗東橋和日見橋。主梁的頂板和底板都采用混凝土,腹板采用制成波浪形的鋼板,混凝土板內(nèi)不配或配有少量的預(yù)應(yīng)力鋼筋,而以體外預(yù)應(yīng)力鋼筋為主。波形鋼腹板箱梁的特點(diǎn)是可以顯著減少結(jié)構(gòu)的自重。3. 主梁結(jié)構(gòu)的輕薄化。主梁的高度是根據(jù)受力來確定的,矮塔斜拉橋的主梁內(nèi)力可以用斜拉索進(jìn)行調(diào)整,而不像連續(xù)剛構(gòu)橋僅由跨徑?jīng)Q定,因此主梁尺寸的靈活性要大一些。由于梁過于笨重之后一定程度上影響景觀,所以目前有輕薄化的趨勢(shì)。日本的栗東橋和日見橋都采用等截面,沒有在根部

17、增大梁高,國(guó)內(nèi)的廈門銀湖大橋也基本上是等截面的。最值得推崇的是瑞士森尼貝格橋,主跨為140 m ,主梁采用肋板式梁,跨中板高0. 32 m ,塔根部板高0. 4 m ,兩個(gè)邊肋高為0. 80 m ,高跨比只有1/ 175 。由于輕柔主梁的結(jié)構(gòu)更符合人們的審美觀點(diǎn),受到人們的喜愛,因此,理應(yīng)得到推廣。遺憾的是,目前國(guó)內(nèi)還沒有一座柔性梁的矮塔斜拉橋。4. 索、塔錨固構(gòu)造多樣化。常規(guī)斜拉橋的拉索一般采取在主塔上設(shè)錨具直接錨固的方式,而矮塔斜拉橋則采用鞍座來固定拉索。鞍座的常用形式是兩根內(nèi)外相套的鋼管。但現(xiàn)在矮塔斜拉橋也有采用錨具方式錨固的。二者各有優(yōu)缺點(diǎn)。除此之外,最近有一種集束管式錨固方式,這種錨

18、固方式是將每一束鋼絞線穿入一個(gè)小鋼管,然后將這些鋼管并列焊在一起,固定在塔上。這種錨固方式克服了以往套管式鞍座中索股不能固定成形的情況,有一定的優(yōu)勢(shì),但效果還需檢驗(yàn)。方案設(shè)計(jì) 經(jīng)參閱各種文獻(xiàn)資料，結(jié)合本橋工程實(shí)際，斜拉橋橋型美觀，但不經(jīng)濟(jì)。而矮塔斜拉橋不僅造型美觀，并且相對(duì)于斜拉橋來說經(jīng)濟(jì)很多。另外，考慮到這樣大的跨徑、這么高的橋墩，高墩連續(xù)剛構(gòu)體系梁橋也是一個(gè)不錯(cuò)的選擇，連續(xù)剛構(gòu)線型簡(jiǎn)潔造價(jià)低體現(xiàn)出了他獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)。所以選擇矮塔斜拉橋，連續(xù)剛構(gòu)做為比選方案。方案一：預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋(85m+5x130m+85m)力學(xué)特點(diǎn)：梁體連續(xù)，墩、梁、基礎(chǔ)三者固結(jié)為一個(gè)整體共同受力。由于墩梁固結(jié)共同

19、參與工作，連續(xù)剛構(gòu)橋由活載引起的跨中正彎矩較連續(xù)梁要小，因而可以降低跨中區(qū)域的梁高，并使恒載內(nèi)力進(jìn)一步降低。因此，連續(xù)剛構(gòu)橋的主跨徑可以比連續(xù)梁橋設(shè)計(jì)大一些。順橋向抗彎剛度和橫橋向抗扭剛度大，受力性能好。順橋向抗推剛度小，對(duì)溫變、混凝土收縮徐變及地震影響均有利。使用效果：橋面連續(xù)，無(wú)伸縮縫，行車條件良好，養(yǎng)護(hù)費(fèi)用少；橋型線條簡(jiǎn)潔明快；滿足施工運(yùn)營(yíng)各階段支承上部結(jié)構(gòu)重量和穩(wěn)定性要求；在使用薄壁高墩時(shí)，水平抗推剛度不大，則因主梁的預(yù)應(yīng)力張拉、收縮、徐變、溫度等因素所引起的變形基本不受橋墩的約束，在主梁內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生較大的次拉力。施工方法及工藝：采用掛籃懸臂澆注對(duì)稱施工。占用施工場(chǎng)地少，不需安設(shè)大噸位的

20、支座，邊跨和主跨比在0.52:10.58:1，減小邊跨的支架施工段，施工簡(jiǎn)單。跨度、細(xì)部尺寸擬定：連續(xù)剛構(gòu)體系梁橋邊中跨比為0.520.58，本橋取邊跨75m，主跨130m。由于是三車道，頂板寬度15.25m。采用單箱單室截面。根據(jù)規(guī)范、設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)：橋面板跨度/懸臂板跨度=（2.5-3），本橋取橋面板跨度8.25m，懸臂板跨度3.5m。由于設(shè)橫向預(yù)應(yīng)力以及考慮到構(gòu)造要求：懸臂板厚度大于10cm，設(shè)防撞墻或預(yù)應(yīng)力束筋時(shí)大于20cm。本橋取懸臂板端部厚度25cm。根部厚度為：8*懸臂板跨度+21.所以取50cm。由于要部預(yù)應(yīng)力鋼筋，以及參考以前多坐跨度相似的橋的頂板厚度。本橋取頂板厚度取28cm。腹

21、板厚度根據(jù)1.計(jì)算公式：跨中腹板厚度=跨中腹板厚度參數(shù)x橋面總寬/跨中梁高 墩上腹板厚度=墩上腹板厚度參數(shù)x橋面總寬/墩上梁高查表知：跨中腹板厚度參數(shù)1，墩頂腹板厚度參數(shù)5.2.腹板內(nèi)有預(yù)應(yīng)力束筋錨固頭時(shí)，采用最小厚度35cm。本橋取跨中取40cm，支點(diǎn)截面60cm。支點(diǎn)截面底板厚度與主跨之比宜為1/1401/170，本橋取85cm。支點(diǎn)截面按構(gòu)造取為25cm。承托部分坡度取1/3。 立面布置: 方案一立面布置示意圖 25方案一截面布置示意圖方案二：矮塔斜拉橋（115m+3190m+115m）力學(xué)特點(diǎn)：一方面,通過水平方向的分力形成偏心彎矩來幫助梁體受力,起到預(yù)應(yīng)力筋的作用;另一方面,通過豎直

22、方向的分力抵消了梁體的重力,在梁體上形成了許多彈性支點(diǎn),減小了梁體的“跨度”,起到了斜拉索的作用,所以它以梁的受彎、受壓和索的受拉來承受豎向荷載。因橋塔較矮，其剛度相對(duì)較大，塔頂水平位移沒有斜拉橋大，因此部分斜拉橋沒有斜拉橋的重要特征構(gòu)件端錨索，邊跨可以有較大的無(wú)索區(qū)段。與斜拉橋相比，由于主粱具有一定的剛度，無(wú)論是主孔或邊孔，梁體上的無(wú)索區(qū)段部比較長(zhǎng)，除了主孔跨中和邊孔端部的無(wú)斜索區(qū)段之外，部分斜拉橋還具有較明顯的塔旁無(wú)斜索區(qū)段，斜拉索對(duì)稱布置在邊跨跨中及中跨13左右。使用效果：橋面連續(xù)，無(wú)伸縮縫，行車條件好；橋型線條簡(jiǎn)潔明快；但如果橋墩的水平抗推剛度較大，則因主梁的預(yù)應(yīng)力張拉、收縮、徐變、溫

23、度等因素索引起的變形受到橋墩的約束后，將會(huì)在主梁內(nèi)產(chǎn)生較大的次應(yīng)力，并對(duì)橋墩也產(chǎn)生較大的水平推力，從而會(huì)在架構(gòu)混凝土上產(chǎn)生裂縫，降低結(jié)構(gòu)的使用功能。施工方法及工藝：采用懸臂拼裝法施工。占用施工場(chǎng)地少，不需要設(shè)大噸位的支座。 跨度、細(xì)部尺寸擬定：連續(xù)剛構(gòu)體系梁橋邊中跨比為0.360.76，本橋邊跨取115m，主跨190m。由于是三車道，頂板寬度設(shè)為15.25m。采用單箱單室截面。 根據(jù)規(guī)范、設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)： 塔根部無(wú)索區(qū)長(zhǎng)度與主梁比值在0.11與0.22之間，跨中部無(wú)索區(qū)與主梁的比值在0.07與0.4之間，斜拉索傾角大致在1/2.6與1/5.22之間，本橋取塔根部無(wú)索取長(zhǎng)度為32m，跨中無(wú)索區(qū)長(zhǎng)度為5

24、0m，斜拉索傾角取為1/3.5. 塔高/主跨=1/7.41/14，本橋塔高20m。主梁高度對(duì)于變截面梁的高跨比，支點(diǎn)截面：1/301/40，跨中截面：1/501/60，本橋取跨中截面梁高3.5m，支點(diǎn)截面5.5m。 頂板厚度為2530cm為宜，本橋取28cm。橋面板跨度/懸臂板跨度=（2.5-3），本橋取橋面板跨度8.25m，懸臂板跨度3.5m。腹板寬度，邊腹板3050cm，中腹板60cm左右。本橋取邊腹板寬度40cm，中腹板厚度60cm。底板厚度，橋墩附近厚度為墩頂梁高1/51/6，跨中底板厚度，考慮配置縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋的要求，一般可取2030cm，本橋65cm。承托部分坡度取為1/3。立面布

25、置: 方案二立面布置示意圖方案二截面布置示意圖方案序號(hào)連續(xù)剛構(gòu)體系梁橋矮塔斜拉橋適用性1. 橋面連續(xù),取消伸縮縫,是行車平順；2. 墩梁固結(jié),取消支座；3. 橋梁主跨130米,高墩,滿足通航凈空要求。1. 主橋單跨190米，墩高,滿足通航凈空的要求.2.橋面連續(xù),取消伸縮縫,使行車平順；安全性1主梁采用變截面箱型斷面，抗扭和抗彎性能都較好，安全可靠；2施懸臂拼裝。3運(yùn)營(yíng)養(yǎng)護(hù)成本較低；4.中間無(wú)伸縮裝置，行車較平順舒適。1.主橋采用變截面箱型截面，由于采用的斜拉索，通過索的大偏心作用給主梁施加預(yù)應(yīng)力，截面相對(duì)于梁橋小些；2.采用預(yù)制懸臂拼裝施工，工期較短，質(zhì)量容易控制；3.主橋后期的營(yíng)運(yùn)和養(yǎng)護(hù)費(fèi)

26、用較高。4施工時(shí)調(diào)索麻煩。經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)截面相對(duì)梁橋較小，但需要配置斜拉索，也較經(jīng)濟(jì)。美觀性采用變截面箱梁，主梁線性較美觀。1. 采用變截面箱梁，主梁線性較美觀。2. 采用豎琴型斜拉索，非常美觀，氣勢(shì)宏偉，成為一道風(fēng)景。力學(xué)性能支點(diǎn)截面形成巨大的負(fù)彎矩，在箱頂產(chǎn)生縱向裂縫。支座上腹板剪力過大，易形成斜向裂縫。由于拉索的存在,部分斜拉橋在連續(xù)梁的基礎(chǔ)上使墩頂?shù)呢?fù)彎矩和主跨的正彎矩得到大大的改善,但邊跨的正彎矩和主跨的負(fù)彎矩變化不大;并且墩頂負(fù)彎矩的改善比主跨正彎矩的改善幅度要大很多,這正好解決了連續(xù)梁橋在支座處梁高需要大大增加的缺點(diǎn),可以從一定程度上減小支座梁高與跨中梁高的比值。結(jié)論棄用首選三、設(shè)計(jì)

27、（研究）的重點(diǎn)與難點(diǎn)，擬采用的途徑（研究手段）：1. 體外索的防銹 體外索防銹方法采用最多的是用套管包裹后，在體外索和套管之間灌注填充劑。作為第一層防銹裝置的套管有銅管、不銹鋼管、鋁管、聚乙烯管以及玻璃鋼管等。使用不銹鋼管時(shí)，為了防止電銹蝕，需要做絕緣處理；因?yàn)殇X與水泥會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氧氣，使索發(fā)生脆性破壞，所以使用鋁管市，不能用水泥做填充劑。作為第二層防銹裝置的填充劑一般有水泥漿、樹脂油脂、 石蠟以及聚氨酯等。 一般來說，考慮到工程實(shí)例、施工性、經(jīng)濟(jì)性等，使用聚乙烯管以及玻璃鋼管注入水泥漿的方法是較為普遍的方法。在腐蝕較嚴(yán)重的環(huán)境下，一般會(huì)在注漿前做好索的防銹、注漿后為提高耐久性用環(huán)氧樹脂

28、包裹。不管使用那種防銹方式，索的耐久性由第一層防銹裝置套管決定，但考慮到不會(huì)有永久的保護(hù)套管，盡量應(yīng)采用可以更換索的保護(hù)裝置。2. 體外索的應(yīng)力變化和安全度 雖然矮塔斜拉橋與一般斜拉橋均使用體外索，但體外索的安全度卻分別為1.67(0.6fpu)和2.5(0.4fpu)，相差較大。矮塔斜拉橋的安全度與一般梁橋的預(yù)應(yīng)力鋼筋相同，但一般斜拉橋考慮到恒荷載與活荷載的比值、活荷載作用下的應(yīng)力變化、次應(yīng)力的影響以及應(yīng)力的不均勻性等,需要提高設(shè)計(jì)安全度。 一般來說，矮塔斜拉橋與一般斜拉橋相比，活荷載引起的體外索的應(yīng)力變化較小。體外索的應(yīng)力變化受主梁的剛度、邊界條件以及主塔高度的影響。矮塔斜拉橋因?yàn)橹魉叨?/p>

29、較低，體外索的豎向伸長(zhǎng)量較小，主梁的剛度又較大，體外索負(fù)擔(dān)的外部荷載相對(duì)較少，所以體外索的應(yīng)力變化較小。 根據(jù)對(duì)已建矮塔斜拉橋的調(diào)查，矮塔斜拉橋的體外索的豎向分配律(體外索承擔(dān)的荷載/所有豎向荷載)約為30%，應(yīng)力變化幅度約為5kg/mm2 。該變化幅度小于ceb-fip建議的8kg/mm2，也小于文獻(xiàn)中建議的7kg/mm2 ，所以可以使用一般預(yù)應(yīng)力鋼筋的容許應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)0.6fpu。與疲勞應(yīng)力變化幅度較大的一般斜拉橋的拉索的容許應(yīng)力為0.4fpu相比，矮塔斜拉橋體外索的應(yīng)用效率較高。 以次為依據(jù)，提出了判斷體外索容許應(yīng)力的公式(參見下圖)，該公式滿足目前已運(yùn)行的一般斜拉橋的拉索的安全度，同樣也適

30、合與矮塔斜拉橋。3.體外索在主塔上的錨固方法 體外索在主塔上的錨固方法分為分離錨固方式和貫通錨固方式，按能否替換分為可替換和不可替換的方式。使用不可替換的方式時(shí)要使用抗損傷能力強(qiáng)和耐久性強(qiáng)的材料，并且需要細(xì)致的維護(hù)管理，因此使用可替換方式的體外索較為普遍。 分離錨固方式當(dāng)采用可替換體外索方式時(shí)，為了保證錨固區(qū)域、再?gòu)埨⑻鎿Q體外索等作業(yè)的空間，一般需要加高主塔高度或加寬寬度，但如果使用不可替換方式且在主梁處進(jìn)行張拉作業(yè)時(shí)，不需要太大的作業(yè)空間，可以布置成與貫通錨固方式同樣的形狀。 貫通錨固方式一般使用于使用索鞍(saddle)的鋼筋混凝土橋墩，因?yàn)榭梢愿鶕?jù)混凝土承載能力調(diào)整拉索的布置，所以可以充分發(fā)揮張拉力的效果。使用索鞍可以提高主塔的施工性，有利于到保證大偏心，但因?yàn)樽笥覐埩Φ牟町?，索鞍可能?huì)移動(dòng)，當(dāng)采用可替換的體外索時(shí)，需要考慮作業(yè)空間和特殊措施。體外索主塔頂部錨固方法 四、設(shè)計(jì)（研究）進(jìn)度計(jì)劃：1. 熟悉畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)和要求、收集資料、調(diào)研、準(zhǔn)備好上機(jī)條件。(第一到第三周)2. 方案比選、擬定推薦方案的結(jié)構(gòu)尺寸、撰寫開題報(bào)告。（第三到第五周）3. 推薦方案上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算、電算。（第五到第九周）4. 配筋計(jì)算。（第九到第十一周）5. 強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性驗(yàn)算。（第十一周到第十二周）6. 下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算。（第十二周到第十三周）7. 繪制