2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡(jiǎn)介

1、<p><b>  摘 要</b></p><p>  滬蓉高速公路八字嶺大橋,橋梁位于滬蓉國道主干線湖北省宜昌至恩施段k25+850處,跨越八字嶺河谷,河谷較深,河寬約220m,河道與路線正交,河床穩(wěn)定,灘槽分明,河道順直,洪水期無漂流物和泥石流,泄洪順暢。</p><p>  根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書,本設(shè)計(jì)主要分為十部分內(nèi)容。</p>&l

2、t;p>  第一、二部分是整理基本資料,制定三個(gè)比選方案:方案一為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋;方案二為預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋;方案三為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)鋼構(gòu)橋。通過方案比選,本設(shè)計(jì)采用方案一,預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋作為推薦方案并對(duì)其進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算。推薦方案橋梁全長207.16m,孔徑布置為:30m+3×45m+30m,橋梁橫斷面的形式為單箱雙室等截面。</p><p>  第三部分至第八部分是主梁的計(jì)算,包括

3、主梁的尺寸擬定、內(nèi)力計(jì)算、預(yù)應(yīng)力筋束的布置、預(yù)應(yīng)力損失的計(jì)算和截面驗(yàn)算。主梁內(nèi)力計(jì)算采用程序與手算結(jié)合的方法,以便相互校核。最終使用程序計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行內(nèi)力組合。</p><p>  第九部分是下部結(jié)構(gòu)的計(jì)算,包括墩柱的內(nèi)力計(jì)算和基礎(chǔ)的尺寸驗(yàn)算。推薦方案橋梁的下部結(jié)構(gòu)為雙柱式橋墩,基礎(chǔ)采用樁基礎(chǔ),橋臺(tái)采用柱式橋臺(tái)。</p><p>  第十部分是施工組織設(shè)計(jì)。</p><

4、p>  在設(shè)計(jì)過程中,計(jì)算機(jī)的應(yīng)用使一些計(jì)算過程更加簡(jiǎn)便,增強(qiáng)了對(duì)橋梁大師、VB語言、AUTOCAD、Office等軟件的熟練程度。</p><p>  關(guān)鍵詞:連續(xù)梁橋、內(nèi)力組合、截面強(qiáng)度、后張法、樁基礎(chǔ)</p><p><b>  Abstract</b></p><p>  Baziling Bridge of Shanghai-C

5、hengdu highway, the bridge is located in Shanghai-Chengdu national trunk road from Hubei Yichang to Enshi sections at k25 +850, acrossing the Bazhiling valley, a deep valley about 220 meters wide, and the line orthogon

6、al channel, with stability riverbed, beach slot clear, straight river, flood-free drifting objects and debris flow, flood smoothly.</p><p>  According to the graduate design task,The design is divided into t

7、en parts.</p><p>  The first and the second part is sorting out the basic information, and constituting three compared schemes::Program One for the prestressed concrete continuous bridge; program two for the

8、 prestressed concrete beams bridge; Programme three for the prestressed concrete continuous rigid frame bridge. The thesis designs the program one prestressed concrete continuous beam bridge as the recommended program an

9、d had made a calculation for its design. and it's transect is single box double room equati</p><p>  The third to the eighth part is about beam computation,which includes deciding the beam's dimensi

10、on,calculating internal force,disposing pre-stress steel bundle,computing the pre-stress losing,and checking computations section. The main beam internal force computations combines the programe and manpower that can be

11、checked each other. Finally the thesis carries on the internal force combination adopting the program results.</p><p>  The ninth part is the down structure computation,which includes computing the frusta &a

12、mp; pile internal force and checking the foundation dimensions. The recommended scheme infrastructure adopts double pole style frusta,the foundation is rigid spread footing,and the abutment is column shape.</p>&l

13、t;p>  The tenth part is construction design.</p><p>  In the design process, computer applications makes some calculations easier,enhanced the master of bridge software, VB language, AUTOCAD, Office and

14、 other softwares proficiency and so on.</p><p>  Key word: continuous bridge,internal force combination,cross-section intensity,post-tensioned, pile foundation</p><p>  第一章 橋型方案比選</p><

15、;p><b>  1.1設(shè)計(jì)資料</b></p><p>  1.1.1橋梁名稱 滬蓉高速公路八字嶺大橋</p><p><b>  1.1.2基本資料</b></p><p>  滬蓉高速公路八字嶺大橋,橋梁位于滬蓉國道主干線湖北省宜昌至恩施段k25+850處,跨越八字嶺河谷,河谷較深,河寬約220m,河道與路線正

16、交,河床穩(wěn)定,灘槽分明,河道順直,洪水期無漂流物和泥石流,泄洪順暢。橋面線形為直線,橋面橫坡為2%。</p><p>  1.2橋梁構(gòu)思,方案擬定</p><p><b>  1.2.1構(gòu)思宗旨</b></p><p>  1) 符合橋梁設(shè)計(jì)基本規(guī)則:安全、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀。</p><p>  2) 力求簡(jiǎn)潔、適用。&

17、lt;/p><p>  3) 設(shè)計(jì)方案力求結(jié)構(gòu)新穎,盡量采用有特色的新結(jié)構(gòu),又要保證受力合理,技術(shù)可靠施工方便。</p><p><b>  1.3方案擬定原則</b></p><p>  設(shè)計(jì)方案的評(píng)價(jià)和比較要全面考慮各項(xiàng)指標(biāo),綜合分析每一方案的優(yōu)缺點(diǎn),最后選定一個(gè)最佳的推薦方案。按橋梁的設(shè)計(jì)原則,造價(jià)低、材料省、施工難度小、勞動(dòng)力少和橋型美觀的

18、方案應(yīng)優(yōu)先采用。但當(dāng)技術(shù)因素或是使用性質(zhì)有特殊要求時(shí)就另當(dāng)別論了,因此我們?cè)谶x擇時(shí)還要注重考慮設(shè)計(jì)的側(cè)重點(diǎn)。技術(shù)高,造價(jià)必然會(huì)高,個(gè)個(gè)因素是相互制約的。所以在比選時(shí)必須從任務(wù)書提出的要求以及地形資料和施工條件,找出影響方案的最重要因素,分清主次,進(jìn)行比選。</p><p>  總的來說,橋梁設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下幾個(gè)方面的要求:</p><p>  1) 滿足交通功能要求,符合地區(qū)的發(fā)展規(guī)劃;&l

19、t;/p><p>  2) 橋梁結(jié)構(gòu)造型簡(jiǎn)潔、美觀,盡量采用有特色的新結(jié)構(gòu);</p><p>  3) 橋型方案要保證受力合理、施工技術(shù)可靠、施工方便、反映新的科技成果。</p><p>  1.4 設(shè)計(jì)橋型的確定</p><p>  為了設(shè)計(jì)出經(jīng)濟(jì)、實(shí)用美觀的橋梁,必須根據(jù)自然和技術(shù)條件,因地制宜,綜合應(yīng)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行細(xì)致深入的分析和對(duì)比,

20、才能科學(xué)地設(shè)計(jì)出最優(yōu)秀的設(shè)計(jì)方案。在滬蓉高速公路八字嶺大橋的設(shè)計(jì)中共選擇了預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋、預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支</p><p>  梁橋、預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)鋼構(gòu)三個(gè)橋型方案(圖1.1)進(jìn)行比選,經(jīng)綜合比選最后選定了方案Ⅰ—預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋做為設(shè)計(jì)方案。</p><p>  圖1.1 滬蓉高速公路八字嶺大橋橋型方案比選圖(尺寸單位:cm)</p><p>  表

21、1.1 滬蓉高速公路八字嶺大橋橋型方案優(yōu)缺點(diǎn)比較</p><p>  由于本設(shè)計(jì)橋?yàn)橐患?jí)公路上的大橋,設(shè)計(jì)荷載等級(jí)為公路-Ⅰ級(jí),所以對(duì)行車平順要求和速度要求比較高。地基地質(zhì)情況較好,河床穩(wěn)定,河道順直,地基承載能力大,在地表下10m左右可達(dá)900kP,大部分為強(qiáng)風(fēng)化粉沙質(zhì)頁巖和微風(fēng)化粉沙質(zhì)頁巖。對(duì)表1.1中的經(jīng)濟(jì)、適用、安全、美觀、構(gòu)造、受力特點(diǎn)等的綜合比選 最后以第Ⅰ方案—預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋作為推薦方案。&

22、lt;/p><p>  第二章 推薦方案上部結(jié)構(gòu)尺寸擬定</p><p>  2.1 方案簡(jiǎn)介及上部尺寸擬定</p><p>  本設(shè)計(jì)方案采用五跨一聯(lián)預(yù)應(yīng)力混凝土等截面連續(xù)梁結(jié)構(gòu),橋下無通航凈空要求,分孔布置為30+3×45+30m,全長207.16m。梁全寬12.25m,即外出0.5m鋼筋混凝土防撞護(hù)欄+凈11.0m+內(nèi)側(cè)0.75m鋼板防撞護(hù)欄。采用單箱雙

23、室截面。支座采用盆式橡膠支座。下部結(jié)構(gòu)采用雙柱式橋墩。基礎(chǔ)因上層地基承載力不高(含碎石亞粘土),所以采用樁柱式基礎(chǔ)。上部結(jié)構(gòu)采用滿堂支架澆筑施工。</p><p><b>  1)主跨徑擬定 </b></p><p>  主跨徑定為45m,邊跨跨徑為主跨的0.5~0.8倍左右,全聯(lián)跨徑為30+3×45+30m。</p><p>  

24、2) 順橋向梁的尺寸擬定</p><p>  根據(jù)參考文獻(xiàn)等高度連續(xù)梁梁高為(1/15~1/30)Lm,即梁高定為2.6m。</p><p>  3)橫橋向梁的尺寸擬定</p><p>  半幅橋面凈空為0.5m鋼筋混凝土防撞護(hù)欄+凈11.0m行車道+0.75m鋼板防撞護(hù)欄。根據(jù)文獻(xiàn)箱梁橫截面形式選用單箱雙室截面。</p><p>  主梁截

25、面細(xì)部尺寸擬定</p><p>  箱梁頂板厚度為25㎝。</p><p>  箱梁底板厚度為25㎝,支點(diǎn)處底板加厚為墩頂梁高的1/10~1/12,取1/10,即支點(diǎn)處底板厚為40㎝,加厚漸變段為1:20。</p><p>  腹板厚度為40㎝,支點(diǎn)處加厚到55㎝,加厚漸變率為1:20。</p><p>  在頂板底板和腹板相接處設(shè)置尺寸為2

26、5㎝×60㎝的梗腋。橫隔板分別設(shè)在支點(diǎn)和跨中處,支點(diǎn)處厚60㎝,跨中厚20㎝.</p><p>  人孔尺寸為100㎝×100㎝。</p><p>  4) 橋面橫坡和橋面鋪裝</p><p>  橋面橫坡為2﹪,設(shè)置該坡度由柱式橋墩高度控制。</p><p>  橋面鋪裝分為兩層鋪裝,下層鋪設(shè)防水混凝土為10㎝,上層鋪1

27、0㎝等厚度的瀝青混凝土作為面層,其中下面層為中粒式瀝青混凝土6㎝,表面層為細(xì)粒式瀝青混凝土4㎝。瀝青層之間設(shè)置涂膜類防水層與粘結(jié)層。</p><p><b>  5)排水設(shè)施</b></p><p>  橋面每隔5m設(shè)一泄水管,泄水管直徑為15㎝。泄水管口定部采用鑄鐵格柵蓋板,其頂面比口徑處路面底5㎝。</p><p>  2.2 本橋主要材料

28、</p><p>  混凝土:主梁C50;橋墩和基礎(chǔ)C30;防撞墻C25。</p><p>  鋼筋:預(yù)應(yīng)力鋼筋7φj15.2的鋼絞線;非預(yù)應(yīng)力鋼筋HRB335(主梁橋墩);普通鋼筋R235(基礎(chǔ))。</p><p>  預(yù)應(yīng)力管道:預(yù)制塑料波紋管。</p><p><b>  錨具:夾片式錨具。</b></p&g

29、t;<p>  2.3 橋梁設(shè)計(jì)荷載</p><p>  公路——Ⅰ級(jí)汽車荷載</p><p>  設(shè)計(jì)洪水頻率:1/100</p><p><b>  地震烈度:7度。</b></p><p>  第三章 橋面板的計(jì)算</p><p>  14.60/3.825=3.817>

30、;2,故按單向板計(jì)算</p><p>  圖3.1 主梁截面尺寸圖</p><p>  3.1 主梁橋面單向板的計(jì)算</p><p>  3.1.1 恒載內(nèi)力計(jì)算</p><p>  恒載內(nèi)力以縱向長度為1m寬的板計(jì)算</p><p>  每延米板上恒載g:瀝青混凝土面層g1:g1=0.1×1×23

31、=2.30kN/m</p><p>  防水混凝土層g2: g2=0.1×1×25=2.50kN/m</p><p>  將承托的面積攤于橋面板上,則t=25+(25×60)/342.5=29.38㎝</p><p>  g3=0.2938×1×25=7.345kN/m</p><p>  故

32、:g=∑gi=12.145KN/m</p><p>  1)計(jì)算恒載彎矩Mog</p><p>  L0+t=342.5+29.38=371.88㎝=3.719m</p><p>  L0+b=342.5+40=382.5㎝=3.825m</p><p><b>  取L=3.719m</b></p>&l

33、t;p>  Mog== =20.997kNm</p><p><b>  2)計(jì)算恒載剪力</b></p><p>  3.1.2 有效分布寬度的確定</p><p>  車輛荷載車輪的著地長度和寬度如下:查規(guī)范</p><p>  前輪: a2=0.2m,b2=0.3m;</p>&l

34、t;p>  中、后輪: a2=0.2m,b2=0.6m</p><p>  則板上荷載壓力面?zhèn)鬟f長度為:(鋪裝層厚度H為0.20m)</p><p>  前輪: a1=a2+2H=0.2+2×0.20=0.60m</p><p>  b1=b2+2H=0.3+2×0.20=0.70m</p><p>

35、  后輪: a1=a2+2H=0.2+2×0.20=0.60m</p><p>  b1=b2+2H=0.6+2×0.20=1.00m</p><p>  當(dāng)單獨(dú)一個(gè)車輪荷載作用在跨徑中間時(shí):(L為計(jì)算跨徑)</p><p>  a=a1+L/3=0.60+3.719/3≮2/3L</p><p>  故 a=2

36、L/3=2.479m(P=130kN)</p><p>  由于a﹥1.4m,則a=2.479+1.4=3.879m。(P=280kN)</p><p>  大致估算兩種荷載效應(yīng)的危險(xiǎn)性: 30×2/2.479=24.20kN/m。</p><p>  140×2/3.879=72.18kN/m。</p><p>  則可

37、得出a=3.879,P=280kN的車輛后輪疊加情況為最不利。</p><p>  3.1.3 活載內(nèi)力計(jì)算</p><p><b>  荷載在板的支承處:</b></p><p>  a=a1+t=0.60+0.2938=0.8938≮L/3=1.240,故取a1=1.240﹤1.4</p><p>  考慮到兩種疊加

38、,則a1=L/3+d=1.240+1.4=2.640m</p><p>  根據(jù)單向板最不利荷載布置圖3.2求彎矩與剪力:</p><p>  1)第一種布置求彎矩</p><p><b>  = </b></p><p>  2)第二種布置求剪力</p><p><b>  ==5.2

39、47 </b></p><p>  圖3.2 荷載布置圖</p><p>  =1.3×(36.09×0.854+5.247×0.940+36.09×0.474)=68.718KN</p><p><b>  內(nèi)力組合:</b></p><p>  =1.4×

40、58.136+1.2×20.997</p><p>  =106.587kNm</p><p>  =1.2×20.798+1.4×68.718</p><p>  =121.163kN</p><p>  根據(jù)實(shí)驗(yàn)及理論分析對(duì)彎矩修正</p><p>  t/h=0.2938/2.1=1

41、/7.15<1/4(即主梁抗扭能力大)</p><p>  跨中彎矩 =0.5×106.587=53.294kN·m</p><p>  支點(diǎn)彎矩 =-0.7×106.587=-74.611kN·m</p><p><b>  3.2 懸臂板計(jì)算</b></p><p> 

42、 3.2.1恒載內(nèi)力計(jì)算</p><p>  恒載內(nèi)力以縱向長度為1m板寬計(jì)算:</p><p><b>  每延米板上恒載:</b></p><p>  瀝青混凝土面層:g1=0.1×1×23=2.30kN/m</p><p>  防水混凝土基層:g2=0.1×1×25=2.50

43、kN/m</p><p>  對(duì)于懸臂板,因?yàn)椴坏群瘢匀∑淦骄穸龋簍=(20+50)/2=35cm</p><p>  g3=0.35×1×25=8.75kN/m</p><p>  =2.30+2.50+8.75=13.55Kn/m</p><p>  防撞墻沿橋縱向的線荷載集度:=6.503kN/m</p&

44、gt;<p>  由恒載產(chǎn)生的根部彎矩: </p><p><b>  =</b></p><p>  = -41.908kN/m</p><p>  由恒載產(chǎn)生的根部剪力: </p><p>  =13.55×2.1+6.503×0.5</p><p&g

45、t;<b>  =31.707kN</b></p><p>  3.2.2 活載內(nèi)力計(jì)算</p><p>  懸臂板受力圖見圖3.3</p><p>  c=2.1-0.5-0.5+1.00/2=1.6m</p><p>  =-1.3×36.09×1.00×(1.6-0.5)+6.503&

46、#215;0.5×(2.1-0.25)</p><p>  =-45.593kN·m</p><p>  =(1+0.3)×(36.09×1.00+6.503×0.5)=51.144kN</p><p>  內(nèi)力組合:=1.2×(-41.908)+1.4×(-45.593)</p>

47、<p>  =-114.120kN·m</p><p>  =1.2×31.707+1.4×51.141=109.646kN</p><p><b>  3.3 橋面板配筋</b></p><p>  取1m板寬計(jì)算:(計(jì)算板寬為b=1000mm)</p><p>  混凝土采用C

48、50,軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 fcd=22.4MPa;軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ftd=1.83 MPa。受力鋼筋采用HRB335,fsd=280 MPa;抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fsd=280 MPa,抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=280MPa,=0.56。結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)=1.1。</p><p><b>  1)支點(diǎn)處配筋</b></p><p>  計(jì)算梁肋截面的有效高度按比例:計(jì)算</p&

49、gt;<p>  he:自承托起點(diǎn)至肋中心線之間板的任一驗(yàn)算截面的計(jì)算高度。</p><p>  hf:不計(jì)承托時(shí)板的有效高度。</p><p>  :自承托的起點(diǎn)至肋中心線的距離。</p><p>  :承拖下緣與水平線的夾角。當(dāng)時(shí),取為。</p><p><b>  cm</b></p>

50、<p>  設(shè)保護(hù)層=40mm,則=317-40=277mm</p><p>  知點(diǎn)處=-74.611kN·m</p><p>  =13.56mm﹤=0.56×277=155.12mm</p><p>  選16@16cm(外徑為20.5mm),As=1257mm2,鋼筋按一排布置。</p><p>  =0

51、.45% 滿足要求</p><p><b>  2)跨中配筋:</b></p><p>  取單位1m板寬計(jì)算,設(shè)保護(hù)層厚=40mm,則=250-40=210mm,=53.294kN·m。</p><p><b>  受壓區(qū)高度 </b></p><p>  =12.86mm=0

52、.56×210=117.6mm</p><p>  選用Ф16@16cm,As=1257mm2</p><p>  =0.60% 滿足要求</p><p>  3)懸臂板配筋計(jì)算:</p><p>  取1m板寬計(jì)算,設(shè)=40mm, mm, =-114.120kN·m </p>

53、<p>  =350-40=310mm</p><p>  =18.64mm=0.56×310=173.6mm</p><p>  選用Ф18@15cm,As=1697 mm2</p><p>  =0.55% 滿足要求</p><p>  4)斜截面承載力驗(yàn)算</p><p>  當(dāng) (k

54、N)時(shí),可以不進(jìn)行斜截面抗剪承載力的驗(yàn)算。</p><p>  式中:—橋梁結(jié)構(gòu)的重要系數(shù),按公路橋涵的設(shè)計(jì)安全等級(jí),一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)分別取用1.1、1.0、0.9;</p><p>  Vd—斜截面受壓端上由作用(或荷載)效應(yīng)所產(chǎn)生的最大剪力組合設(shè)計(jì)值;</p><p>  —預(yù)應(yīng)力提高提高系數(shù),對(duì)鋼筋混凝土受彎構(gòu)件,=1.0;對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件,=1.25;

55、</p><p>  ftd—混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。</p><p><b>  單向板支點(diǎn)處</b></p><p>  =1.25×(0.5×10-3)×1.0×1.83×1000×277</p><p>  =316.82kN﹥=1.1×121.

56、163=133.279kN</p><p>  故不需要斜截面抗剪能力的驗(yàn)算</p><p><b>  懸臂板支點(diǎn)處</b></p><p>  =1.25×(0.5×10-3)×1.0×1.83×1000×310</p><p>  =354.56kN﹥=1

57、.1×109.646=120.611kN</p><p>  故不需要斜截面抗剪能力的驗(yàn)算</p><p>  僅按構(gòu)造要求配置箍筋,板內(nèi)分布鋼筋Ф 8,間距取20cm。 </p><p>  第四章 主梁內(nèi)力計(jì)算</p><p>  4.1 箱梁毛截面的幾何特性</p><p>  本橋共五跨,將每跨分為

58、10等分作為控制截面,由于本橋設(shè)計(jì)采用等截面的箱梁,所以截面變化不大,故只用手工計(jì)算跨中截面一例,支點(diǎn)截面方法理論相同。中跨跨中截面的幾何特性見圖4.1。</p><p>  圖4.1 跨中截面分塊示意圖(單位m)</p><p><b>  基本資料:</b></p><p>  梁高H 2.6m 橋面梁寬 12.25m

59、 箱底寬 8.05m</p><p>  懸臂長 2.1m 懸臂端厚 0.2m 懸臂根部 0.5m</p><p>  頂板厚 0.25m 底板厚 0.25m 腹板寬B 0.4m </p><p>  梗腋 0.25m×0.6m</p><p>  4.1.1 總面積的計(jì)

60、算</p><p>  A1=12.25×0.2=2.45m2 </p><p>  A2=8.05×0.25=2.01m2</p><p>  A3=(2.6-0.2-0.25)×0.4×3=2.58 m2</p><p>  A4=2.1×(0.5-0.2)÷2×2

61、=0.63 m2</p><p>  A5=0.25×0.6÷2×4=0.3 m2</p><p>  A6=0.25×0.6÷2×4=0.3 m2</p><p>  A7=0.05×3.425×2=0.3425 m2</p><p><b>  總面

62、積:m2</b></p><p>  4.1.2 截面上緣的靜矩計(jì)算</p><p>  =2.45×0.2/2=0.245m3</p><p>  =2.01×(2.6-0.25/2)=4.981m3</p><p><b>  m3</b></p><p>  

63、=0.3×(0.26÷3+0.25)=0.100m3</p><p>  =0.3×(2.6-0.25-0.25÷3)=0.680m3</p><p>  =0.3425×(0.2+0.05/20)=0.077m3</p><p><b>  =9.561m3</b></p>&l

64、t;p>  4.1.3 截面形心位置的確定</p><p>  截面形心至上緣距離:=1.110m</p><p>  截面形心至下緣距離:=1.490m</p><p>  4.1.4各截面慣性矩計(jì)算</p><p>  =0.00817m4</p><p>  =0.01048m4</p>&l

65、t;p>  =0.99384m4</p><p>  =0.00315m4</p><p>  =0.00104m4</p><p>  =0.00104m4</p><p>  =0.00007m4</p><p>  4.1.5 截面慣性矩計(jì)算</p><p><b>  m

66、4</b></p><p><b>  m4</b></p><p><b>  m4</b></p><p><b>  m4</b></p><p><b>  m4</b></p><p><b>  m

67、4</b></p><p><b>  m4</b></p><p><b>  =8.6356m4</b></p><p>  4.1.6 截面其它特性計(jì)算</p><p>  截面下緣模量:Wx=I/ys=8.6356/1.11=7.7798m3</p><p&g

68、t;  截面上緣模量:Ws=I/yx=8.6356/1.49=5.7957m3</p><p>  截面下核心距離:Kx= Ws/A=0.6727m</p><p>  截面上核心距離:Ks= Wx/A=0.9031m</p><p>  箱梁采用C50混凝土,即</p><p>  混凝土的彈性模量:Ec=3.45×104MPa&

69、lt;/p><p>  截面抗壓剛度:EA=3.45×104×8.615×106=29.72×107kN</p><p>  截面抗彎剛度:EI=3.45×104×8.6356×106=29.79×107kN·㎡</p><p>  4.2 箱梁控制截面幾何要素</p>

70、<p>  毛截面幾何特性見表4.1。</p><p>  4.3 主梁恒載內(nèi)力計(jì)算</p><p>  恒載內(nèi)力包括一期恒載(箱梁自重)及二期恒載(橋面鋪裝和防撞墻等橋面系)作用下的內(nèi)力;對(duì)滿堂支架現(xiàn)澆的截面連續(xù)梁橋,考慮建造過程中無體系轉(zhuǎn)換,故恒載內(nèi)力按結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算。</p><p>  4.1 毛截面特性表</p><p>

71、;  4.3.1 單元?jiǎng)澐?lt;/p><p>  劃分單元時(shí),應(yīng)將支點(diǎn)與驗(yàn)算截面位于單元節(jié)點(diǎn)處,將每孔跨徑8等分,以每一個(gè)等分作為一個(gè)單元,為便于各支點(diǎn)內(nèi)力計(jì)算,跨中各支點(diǎn)兩側(cè)分別增加0.5m的小單元,全橋共計(jì)50個(gè)單元,51個(gè)截面。見圖4.2(i)為單元號(hào),i為節(jié)點(diǎn)號(hào)。</p><p>  圖4.2 單元?jiǎng)澐质疽鈭D</p><p>  節(jié)點(diǎn)號(hào)與截面位置對(duì)應(yīng)關(guān)系見表4

72、.2:</p><p>  表4.2 節(jié)點(diǎn)號(hào)與截面位置對(duì)應(yīng)關(guān)系</p><p>  各節(jié)點(diǎn)的總體坐標(biāo)見表4.3:</p><p>  表4.3 各節(jié)點(diǎn)的總體坐標(biāo)(單位m)</p><p>  4.3.2 恒載集度計(jì)算</p><p><b>  1) 一期恒載集度</b></p>&

73、lt;p>  一期恒載集度包括箱梁及橫隔板的集度,也可只考慮箱梁集度而將橫隔板作為集中力加在節(jié)點(diǎn)上,本設(shè)計(jì)只考慮箱梁集度而將橫隔板作為集中力加在節(jié)點(diǎn)上。計(jì)算公式如下:</p><p>  q1i=Ai×26 </p><p>  式中: i ——單元號(hào) ;</p><p>  q1i——i單元一期恒載集度;</p><p>

74、  Ai——i號(hào)單元毛截面面積,等于該單元兩端節(jié)點(diǎn)截面積的平均值。</p><p>  橫隔板作為集中力計(jì)算:</p><p><b>  跨中:m2 </b></p><p>  F1=11.785×25×0.2=58.925kN</p><p><b>  支點(diǎn): m2</b>

75、;</p><p>  F2=9.88×25×0.6=148.2kN</p><p>  一期恒載集度(取主梁一半)見表4.4</p><p>  表4.4一期恒載集表(kN/m)</p><p>  一期恒載集度示意圖見圖4.3:</p><p><b>  圖4.3</b>

76、</p><p>  2)二期荷載集度(q2)</p><p>  二期恒載集度為橋面鋪裝與防撞墻集度之和,即:</p><p>  q2=橋面鋪裝的集度+防撞護(hù)欄的集度</p><p>  =0.1×11×23+0.1×11×25+6.503=59.303 KN/m</p><p&

77、gt;  二期恒載集度示意圖見4.4:</p><p>  圖4.4二期恒載集度示意圖</p><p>  4.3.3恒載內(nèi)力計(jì)算</p><p>  根據(jù)單元?jiǎng)澐趾透鲉卧獛缀翁匦约跋鄳?yīng)恒載集度,可以求出一期恒載內(nèi)力與二期恒載內(nèi)力,分手算和程序算,手算作為校核用。</p><p>  1) 一期恒載內(nèi)力計(jì)算</p><p&

78、gt;  本橋?yàn)槲蹇鐚?duì)稱結(jié)構(gòu),取一半進(jìn)行計(jì)算。半橋梁的簡(jiǎn)圖見圖4.5。</p><p>  圖4.4 半橋的一期恒載計(jì)算簡(jiǎn)圖</p><p>  求各支點(diǎn)的固端彎矩:</p><p><b>  kN·m</b></p><p><b>  kN·m</b></p>

79、<p><b>  kN·m</b></p><p><b>  kN·m</b></p><p><b>  kN·m</b></p><p><b>  kN·m</b></p><p><b

80、>  kN·m</b></p><p>  =-16691.411kN/m</p><p><b>  kN·m</b></p><p><b>  kN·m</b></p><p><b>  kN·m</b><

81、/p><p><b>  kN·m</b></p><p><b>  kN·m</b></p><p><b>  kN·m</b></p><p>  =16408.666kN/m</p><p>  同理計(jì)算第二跨各支點(diǎn)彎

82、矩:</p><p><b>  kN·m</b></p><p><b>  kN·m</b></p><p><b>  kN·m</b></p><p><b>  kN·m</b></p>&l

83、t;p><b>  kN·m</b></p><p><b>  kN·m</b></p><p>  =-38431.537kN/m</p><p><b>  kN·m</b></p><p><b>  kN·m&l

84、t;/b></p><p><b>  kN·m</b></p><p><b>  kN·m</b></p><p><b>  kN·m</b></p><p><b>  kN·m</b></p&g

85、t;<p>  =37827.995kN/m</p><p>  計(jì)算中跨各支點(diǎn)彎矩:</p><p><b>  kN·m</b></p><p>  =-2045.186 kN·m </p><p>  =-3.734 kN·m</p><p>&l

86、t;b>  kN·m</b></p><p>  =-40510.139 kN·m</p><p><b>  kN·m</b></p><p>  =194.069 kN·m </p><p>  =0.016 kN·m</p><

87、p><b>  kN·m</b></p><p>  =-18042.165 kN·m19756.147</p><p>  運(yùn)用力矩分配法計(jì)算各支點(diǎn)彎矩見圖4.6</p><p>  2)二期恒載內(nèi)力計(jì)算</p><p><b>  kN·m</b></p

88、><p><b>  kN·m</b></p><p><b>  kN·m</b></p><p><b>  kN·m</b></p><p><b>  kN·m</b></p><p>&

89、lt;b>  k</b></p><p><b>  kN·m</b></p><p>  運(yùn)用力矩分配法計(jì)算各支點(diǎn)彎矩見圖4.7</p><p>  3)程序計(jì)算:(有限元程序計(jì)算結(jié)果見附錄A)</p><p>  采用有限元計(jì)算法,結(jié)果計(jì)算如下:</p><p> 

90、 一期和二期恒載共同作用下(半橋)</p><p>  電算:MA電=-51.141 MB電=-41035.077</p><p>  MC電=-49557.561 MD電=-22813.886</p><p>  手算:MA手=-51.141 MB手=-40646.001</p><p>  MC手=-510

91、02.81 MD手=-23288.501</p><p>  其中電算與手算比較中MA電和MA手幾乎相同;其他支點(diǎn)計(jì)算誤差均小于5%,滿足要求。</p><p>  4)一二期共同作用的彎矩圖見圖4.8和圖4.9。</p><p>  圖4.8 一二期恒載共同作用時(shí)的剪力圖</p><p>  圖4.9 一二期恒載共同作用時(shí)的彎矩圖&

92、lt;/p><p>  4.4 活載內(nèi)力計(jì)算</p><p>  4.4.1連續(xù)梁活載內(nèi)力計(jì)算原理</p><p>  圖4.6 一二期恒載力矩分配圖</p><p>  圖4.7 二期恒載力矩分配圖</p><p>  連續(xù)梁橋?yàn)槌o定結(jié)構(gòu),活載內(nèi)力計(jì)算以影響線為基礎(chǔ),直接在內(nèi)力影響線上加載時(shí),對(duì)于箱形梁其內(nèi)力計(jì)算一般公

93、式為:</p><p><b>  式(4.1)</b></p><p>  式中:——橫向折減系數(shù)</p><p><b>  ——縱向折減系數(shù)</b></p><p><b>  ——內(nèi)力增大系數(shù)</b></p><p>  對(duì)均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值以及集中

94、荷載值的規(guī)定如下:</p><p>  1)公路—Ⅰ級(jí)車道的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值為=10.5kN/m;集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值按以下規(guī)定選取:</p><p>  橋梁計(jì)算跨徑小于或等于5m時(shí),=180kN/m;</p><p>  橋梁計(jì)算跨徑等于或大于5m時(shí),=360kN/m;</p><p>  橋梁計(jì)算跨徑在5m到50m之間時(shí),值采用直線內(nèi)插求的。&

95、lt;/p><p>  計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí),上述集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)乘以1.2的系數(shù)。</p><p>  2)公路—Ⅱ級(jí)車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值和集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值按公路一級(jí)的車道的荷載的0.75倍計(jì)算。</p><p>  3)公路—Ⅰ級(jí)車道荷載標(biāo)準(zhǔn)值與集中荷載:</p><p><b>  第一跨:</b></p>

96、<p>  計(jì)算彎矩效應(yīng)時(shí):=10.5kN/m =280kN/m</p><p>  計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí):=10.5kN/m =336kN/m</p><p><b>  第二跨:</b></p><p>  計(jì)算彎矩效應(yīng)時(shí):=10.5kN/m =340kN/m</p><p>  計(jì)

97、算剪力效應(yīng)時(shí):=10.5kN/m =408kN/m</p><p><b>  中跨:</b></p><p>  計(jì)算彎矩效應(yīng)時(shí):=10.5kN/m =340kN/m</p><p>  計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí):=10.5kN/m =408kN/m</p><p>  4)車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值

98、應(yīng)滿足于使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最不利效應(yīng)的同號(hào)影響線上,集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值只作用于相應(yīng)影響線中一個(gè)最大影響線的峰值處。</p><p>  4.4.2計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)</p><p>  等截面連續(xù)梁橋?yàn)榈冉孛婧?jiǎn)支梁的變換:(剛度相等變換)</p><p>  由電算結(jié)果得三跨跨中撓度分別為:</p><p>  在第一跨跨中布置P=1的單位力,利用有限

99、元程序得</p><p>  在第二跨跨中布置P=1的單位力,利用有限元程序得</p><p>  在第三跨跨中布置P=1的單位力,利用有限元程序得</p><p>  等截面簡(jiǎn)支梁在跨中布置P=1的單位力時(shí)跨中撓度</p><p><b>  第一跨</b></p><p><b> 

100、 第二跨</b></p><p><b>  第三跨</b></p><p>  換算系數(shù): 第一跨</p><p><b>  第二跨</b></p><p><b>  第三跨</b></p><p><b>

101、;  抗扭修正系數(shù)計(jì)算</b></p><p><b>  n——腹板數(shù)(3)</b></p><p>  ——剪切模量取0.425E</p><p>  ——為抗扭慣性矩?fù)Q算系數(shù),取=1</p><p>  ——為抗彎慣性矩?fù)Q算系數(shù) </p><p>  、——整個(gè)箱梁跨中截面

102、的抗彎慣性矩和抗扭慣性矩</p><p>  箱梁截面的抗扭慣性矩計(jì)算</p><p>  由得c=0.2979</p><p><b>  =17.775</b></p><p><b>  第一跨 </b></p><p><b>  第二跨 <

103、;/b></p><p><b>  中跨 </b></p><p>  計(jì)算活載內(nèi)力增大系數(shù)</p><p><b>  當(dāng)橫向布置兩列車時(shí)</b></p><p><b>  當(dāng)橫向布置三列車時(shí)</b></p><p>  取max(2.

104、675×2,1×0.78×3) </p><p><b>  最大影響線豎標(biāo)</b></p><p><b>  = </b></p><p><b>  = </b></p><p>  活載內(nèi)力增大系=1.176 =1.122 =1.1

105、19 </p><p>  橫向折減系數(shù):橫向布置設(shè)計(jì)車道數(shù)n=3,=0.78</p><p>  縱向折減系數(shù):當(dāng)橋梁計(jì)算跨徑小于150m時(shí)=1.00。</p><p><b>  沖擊系數(shù)的計(jì)算</b></p><p>  結(jié)構(gòu)基頻:(計(jì)算沖擊力引起的正彎矩效應(yīng)和剪力效應(yīng))</p><p>

106、; ?。ㄓ?jì)算沖擊力引起的負(fù)彎矩效應(yīng))</p><p>  ——結(jié)構(gòu)跨中處單位長度質(zhì)量當(dāng)換算為重力計(jì)算時(shí)其單位為()</p><p>  當(dāng)f<1.5HZ時(shí) =0.05</p><p>  當(dāng)1.5H< f<14HZ時(shí) =0.1767lnf-0.0157</p><p>  當(dāng)f>14HZ時(shí)

107、=0.45.</p><p>  第一跨 =0.35</p><p><b>  =0.45</b></p><p>  第二跨 =0.20</p><p><b>  =0.30</b></p><p>  中跨

108、 =0.20</p><p><b>  =0.30</b></p><p>  4.4.3活載內(nèi)力計(jì)算</p><p>  根據(jù)上述參數(shù)式(4.1)可得各節(jié)點(diǎn)的活載內(nèi)力見表4.5——表4.8。</p><p>  各個(gè)節(jié)點(diǎn)的剪力及其彎矩影響線見附錄F。</p><p>  表

109、4.5 正彎矩效應(yīng)計(jì)算表</p><p>  表4.6 負(fù)彎矩效應(yīng)計(jì)算表</p><p>  續(xù)表4.6 負(fù)彎矩效應(yīng)計(jì)算表</p><p>  表4.7 正剪力效應(yīng)計(jì)算表</p><p>  續(xù)表4.7 正剪力效應(yīng)計(jì)算表</p><p>  表4.8 負(fù)剪力效應(yīng)計(jì)算表</p><p>  4.5

110、 其它因素引起的次內(nèi)力計(jì)算</p><p>  4.5.1 溫度引起的內(nèi)力計(jì)算</p><p>  本橋設(shè)計(jì)不考慮墩臺(tái)基礎(chǔ)引起的次內(nèi)力??紤]到橋梁結(jié)構(gòu)因自然條件變化而引起的溫差效應(yīng),結(jié)構(gòu)的各部分處于不同的溫度狀態(tài),由此產(chǎn)生的溫度變形會(huì)產(chǎn)生很大的溫度次應(yīng)力。假設(shè)本橋橋面板和梁底的不均勻溫差為5度,從上至下線性分布。</p><p>  由《通規(guī)》中查的混凝土鋪裝豎向溫

111、差計(jì)算的溫差基數(shù):</p><p>  100mm瀝青混凝土鋪裝T1=14 ,T2=5.5 。圖示見圖4.10</p><p>  溫差應(yīng)力按《公預(yù)規(guī)》附錄B計(jì)算:</p><p>  =3801.02kN</p><p>  =-4382.52 </p><p>  式中:——截面內(nèi)的單元面積</p>

112、<p>  ——單元面積內(nèi)溫差梯度平均值,均以正值代入</p><p>  ——混凝土線膨脹系數(shù),=0.00001</p><p>  ——混凝土彈性模量,=3.45×104Mpa</p><p>  ——單位面積重心至截面重心軸的距離,重心軸以下取負(fù)值,重心軸以上取正值。</p><p>  在恒載內(nèi)力計(jì)算時(shí)的有限元程序

113、中已經(jīng)考慮到溫度引起的內(nèi)力,各截面溫度次內(nèi)力見表4.9。</p><p>  表4.9 各截面溫度次內(nèi)力</p><p>  續(xù)表4.9 各截面溫度次內(nèi)力</p><p>  注:表中只給出了半橋的內(nèi)力,其余半橋溫度次彎矩M1關(guān)于中跨跨中截面對(duì)稱,溫度次剪力Q1關(guān)于中跨跨中截面反對(duì)稱。</p><p>  圖4.10 溫差應(yīng)力計(jì)算(尺寸單位:

114、mm)</p><p>  4.6 內(nèi)力組合及包絡(luò)圖</p><p>  4.6.1 內(nèi)力組合</p><p>  根據(jù)內(nèi)力計(jì)算結(jié)果,按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行內(nèi)力組合。荷載組合方式:</p><p>  組合Ⅰ:恒載+汽車 組合Ⅱ:恒載+汽車+溫度次內(nèi)力</p><p>  公路橋涵結(jié)構(gòu)按承載能力極

115、限狀態(tài)設(shè)計(jì)值時(shí),采用作用組合效應(yīng)</p><p>  基本組合:永久作用的設(shè)計(jì)值效應(yīng)與可變作用設(shè)計(jì)值效應(yīng)相組合,其效應(yīng)自合表達(dá)式為:</p><p><b>  式(4.2)</b></p><p>  ——承載能力極限狀態(tài)下作用基本組合的效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值。</p><p>  ——結(jié)構(gòu)重要系數(shù),本橋?yàn)橹袠?,安全等?jí)為二級(jí)

116、,取1.0</p><p>  ——第i個(gè)永久作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù),對(duì)承載能力不利取1.2,對(duì)承載能力有利取1.0。</p><p>  ——第i個(gè)永久作用效應(yīng)的設(shè)計(jì)值。</p><p>  ——汽車荷載效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù),取=1.4,當(dāng)某個(gè)可變作用在效應(yīng)組合中其值超過汽車荷載效應(yīng)時(shí),則該作用取代汽車荷載,其分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)采用汽車荷載的分項(xiàng)系數(shù)。</p><

117、;p>  ——汽車荷載效應(yīng)設(shè)計(jì)值。</p><p>  ——在作用效應(yīng)組合中除汽車荷載效應(yīng)(含沖擊了)外的其它可變作用效應(yīng)的組合系數(shù),本設(shè)計(jì)當(dāng)永久作用與汽車荷載和溫度次內(nèi)力組合時(shí),溫度次內(nèi)力組合系數(shù)=0.80</p><p>  ——在作用效應(yīng)組合中,除汽車荷載效應(yīng)(含沖擊力)外的其它第j個(gè)可變作用效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù),=1.4</p><p>  ——在作用效應(yīng)組合

118、中除汽車荷載效應(yīng)(含沖擊力)外的其它第j個(gè)可變作用效應(yīng)的設(shè)計(jì)值。</p><p>  各點(diǎn)的內(nèi)力組合情況見表:彎矩組合見表4.10 ,剪力組合見表4.11。</p><p>  4.6.2 內(nèi)力包絡(luò)圖</p><p>  根據(jù)彎矩、剪力組合結(jié)果即可繪制包絡(luò)圖。見圖4.11—圖4.14。</p><p>  圖4.11 極限狀態(tài)剪力包絡(luò)圖<

119、;/p><p>  圖4.12 極限狀態(tài)彎矩包絡(luò)圖</p><p>  圖4.13 正常使用狀態(tài)剪力包絡(luò)圖</p><p>  圖4.14 正常使用狀態(tài)彎矩包絡(luò)圖</p><p>  表4.10 彎矩內(nèi)力組合</p><p>  4.11 剪力內(nèi)力組合</p><p>  第五章 推薦方案的預(yù)應(yīng)力鋼

120、筋計(jì)算及布置</p><p>  5.1 預(yù)應(yīng)力鋼束與錨具的選擇</p><p>  本設(shè)計(jì)所選用預(yù)應(yīng)力筋為7j15.2的鋼絞線,面積為9.73;,永存應(yīng)力為,混凝土為C50,彎壓應(yīng)力按0.5取值0.532400=。混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%后,方可張拉鋼絞線。</p><p>  5.2 配筋計(jì)算原理</p><p>  參照文獻(xiàn)的配筋

121、計(jì)算要求,預(yù)應(yīng)力梁應(yīng)滿足彈性階段的應(yīng)力要求和塑性階段的強(qiáng)度要求。在預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋中,預(yù)應(yīng)力鋼筋共有三種,分別為縱向、橫向和豎向預(yù)應(yīng)力筋,本設(shè)計(jì)中僅設(shè)縱向預(yù)應(yīng)力筋。預(yù)應(yīng)力梁在預(yù)應(yīng)力和使用荷載作用下的應(yīng)力狀態(tài)滿足的條件是:截面上下緣不產(chǎn)生拉應(yīng)力,且上下緣的混凝土均不被壓碎。設(shè)計(jì)采用程序來計(jì)算。</p><p><b>  上緣應(yīng)力: </b></p><p><

122、;b>  下緣應(yīng)力:</b></p><p>  5.3 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算及布置</p><p>  5.3.1 預(yù)應(yīng)力鋼束估算</p><p>  預(yù)應(yīng)力鋼束筋的估算計(jì)算程序見附錄B</p><p>  5.3.2 鋼束計(jì)算結(jié)果</p><p>  節(jié)點(diǎn) 1 **上下筋數(shù)**<

123、;/p><p>  NSmax NSmin NXmax NXmin</p><p>  103.15 0.00 85.18 0.00</p><p>  -----------------------------------------------------<

124、;/p><p>  節(jié)點(diǎn) 2 **下筋數(shù)**</p><p>  NXxl NXxy NXsl NXSy</p><p>  0.98 67.88 -4.51 -313.33</p><p>  -------------

125、----------------------------------------</p><p>  節(jié)點(diǎn) 3 **下筋數(shù)**</p><p>  NXxl NXxy NXsl NXSy</p><p>  10.16 54.49 -60.20

126、 -322.66</p><p>  -----------------------------------------------------</p><p>  節(jié)點(diǎn) 4 **下筋數(shù)**</p><p>  NXxl NXxy NXsl NXSy</p><p>  

127、15.71 55.68 -93.01 -329.73</p><p>  -----------------------------------------------------</p><p>  節(jié)點(diǎn) 5 **上下筋數(shù)**</p><p>  NSmax NSmin

128、 NXmax NXmin</p><p>  70.80 0.07 65.71 17.66</p><p>  -----------------------------------------------------</p><p>  節(jié)點(diǎn) 6 **上下筋數(shù)**&

129、lt;/p><p>  NSmax NSmin NXmax NXmin</p><p>  71.62 2.90 63.00 16.71</p><p>  -----------------------------------------------------

130、</p><p>  節(jié)點(diǎn) 7 **上下筋數(shù)**</p><p>  NSmax NSmin NXmax NXmin</p><p>  75.40 7.33 58.61 12.89</p><p>  -------

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