预应力混凝土等截面连续梁桥 毕业设计.doc

预应力混凝土等截面连续梁桥设计原始资料地形、地貌、气象、工程地质及水文地质、地震烈度等自然情况气象:天津地区气候属于暖温带亚湿润大陆性季风气候区,部分地区受海洋气候影响。四季分明,冬季寒冷干旱,春季大风频繁,夏季炎热多雨,雨量集中,秋季冷暖变化显著。,最冷月平均气温-40C,。工程地质:天津地铁一号线经过地区处于海河冲积平原上,地形平坦,地势低平,地下水位埋深较浅,沿线分布了较多粉砂、细砂、粉土,均为地震可液化层,局部地段具有地震液化现象。沿线地层简单,第四系地层广泛发育,地层分布从上到下依次为人工堆积层、新近沉积层、上部陆相层、第一海相层、中上部陆相层、上部及中上部地层广泛发育沉积有十几米厚软土。人工填土层,厚度5m,ƒk=100KPa;粉质黏土,中密,厚度15m,ƒk=150KPa;粉质黏土,密实,厚度15m,ƒk=180KPa;粉质黏土,密实,厚度10m,ƒk=190KPa。第一章方案比选一、桥型方案比选桥梁形式可考虑拱桥、梁桥、梁拱组合桥与斜拉桥。任选三种作比较,从安全、功能、经济、美观、施工、占地与工期多方面比选,最终确定桥梁形式。桥梁设计原则适用性桥上应保证车辆与人群安全畅通,并应满足将来交通量增长需要。桥下应满足泄洪、安全通航或通车等要求。建成桥梁应保证使用年限,并便于检查与维修。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、安装与使用过程中应具有足够强度、刚度、稳定性与耐久性。经济性设计经济性一般应占首位。经济性应综合发展远景及将来养护与维修等费用。先进性桥梁设计应体现现代桥梁建设新技术。应便于制造与架设,应尽量采用先进工艺技术与施工机械、设备,以利于减少劳动强度,加快施工进度,保证工程质量与施工安全。美观一座桥梁,尤其是座落于城市桥梁应具有优美外形,应与周围景致相协调。合理结构布局与轮廓是美观主要因素,决不应把美观片面理解为豪华装饰。应根据上述原则,对桥梁作出综合评估。梁桥梁式桥是指其结构在垂直荷载作用下,其支座仅产生垂直反力,而无水平推力桥梁。预应力混凝土梁式桥受力明确,理论计算较简单,设计与施工方法日臻完善与成熟。预应力混凝土梁式桥具有以下主要特征:1)混凝土材料以砂、石为主,可就地取材,成本较低;2)结构造型灵活,可模型好,可根据使用要求浇铸成各种形状结构;3)结构耐久性与耐火性较好,建成后维修费用较少;4)结构整体性好,刚度较大,变性较小;5)可采用预制方式建造,将桥梁构件标准化,进而实现工业化生产;6)结构自重较大,自重耗掉大部分材料强度,因而大大限制其跨越能力;7)预应力混凝土梁式桥可有效利用高强度材料,并明显降低自重所占全部设计荷载比重,既节省材料、增大其跨越能力,又提高其抗裂与抗疲劳能力;8)预应力混凝土梁式桥所采用预应力技术为桥梁装配式结构提供了最有效拼装手段,通过施加纵向、横向预应力,使装配式结构集成整体,进一步扩大了装配式结构应用范围。拱桥拱桥静力特点是,在竖直何在作用下,拱两端不仅有竖直反力,而且还有水平反力。由于水平反力作用,拱弯矩大大减少。如在均布荷载q作用下,简直梁跨中弯矩为qL2/8,全梁弯矩图呈抛物线形,而拱轴为抛物线形三铰拱任何截面弯矩均为零,拱只受轴向压力。设计得合理拱轴,主要承受压力,弯矩、剪力均较小,故拱跨越能力比梁大得多。由于拱是主要承受压力结构,因而可以充分利用抗拉性能较差、抗压性能较好石料,混凝土等来建造。石拱对石料要求较高,石料加工、开采与砌筑费工,现在已很少采用。由墩、台承受水平推力推力拱桥,要求支撑拱墩台与地基必须承受拱端强大推力,因而修建推力拱桥要求有良好地基。对于多跨连续拱桥,为防止其中一跨破坏而影响全桥,还要采取特殊措施,或设置单向推力墩以承受不平衡推力。由于天津地铁一号线所建位置地质情况是软土地基,故不考虑此桥型。梁拱组合桥软土地基上建造拱桥,存在桥台抵抗水平推力薄弱环节。为此采用大吨位预应力筋以承担拱水平推力;预应力筋寄体是系梁,即加劲纵梁,从而以梁式桥为基体,按各种梁桥弯矩包络图用拱来加强。这样可以使桥梁结构轻型化,同时能提高这类桥梁跨越能力。这类桥梁不仅技术经济指标先进、造价低廉,同时桥型美观,反映出力与美统一、结构形式与环境与谐,增加了城市景观。斜拉桥斜拉桥特点是依靠固定与索塔斜拉索支撑梁跨,梁是多跨弹性支撑梁,梁内弯矩与桥梁跨度基本无关,而与拉索间距有关。他们适用于大跨、特大跨度桥梁,现在还没有其他类型桥梁跨度能超过他们。斜拉桥与悬索桥不同之处是,斜拉桥直接锚于主梁上,称自锚体系,拉索承受巨大拉力,拉索水平分力使主梁受压,因此塔、梁均为压弯构件。由于斜拉桥主梁通过拉紧斜索与塔直接相连,增加了主梁抗弯、抗扭刚