1、 本科生毕业设计（一）题 目： 主跨 53+85+53 米预应力混凝土连续梁桥设计 （安溪东门大桥） 姓 名： 王 达 荣 学 号： S050800618 学 院： 土木工程学院 专 业： 土木工程 年 级： 2008 指导教师： （签名）系主任（或教研室主任）： （签章）2012 年 5 月 29 日I中文摘要本设计是根据本专业毕业设计任务书的要求和公路桥涵设计规范的相关规定，对安溪东门大桥进行方案比选和结构设计。通过认真分析桥址的水文情况，调查地质勘测资料，绘制河床断面图，初步拟定了两种方案，即主跨为 53m+85m+53m 预应力混凝土连续梁桥设计方案和主跨为 95m 的钢管混凝土拱桥的
2、设计方案。本着“安全，经济，美观，实用”的基本设计原则，并通过对设计，施工等多方面的综合考虑，最终确定以上两个方案中的连续梁桥为设计方案。根据第一个方案，结合工程概况资料，水文计算结果，技术标准要求，设计规范规定，并参考已有的桥梁设计实例进行该桥的总体布置设计，采用如下的设计方法：首先，确定桥址具体位置，桥梁总体结构，桥梁上部结构，下部结构及桥面系，并应用 CAD 软件绘制桥梁总体布置图和细部尺寸图；其次，利用“桥梁博士 3.0”软件分析内力结构总的内力(包括恒载和活载的内力计算)。用于计算的内力组合结果也由“桥梁博士 3.0”软件计算而得，从而估算出纵向预应力筋的数目，然后再布置预应力钢丝束
3、。再次，计算预应力损失及次内力，次内力包括先期恒载徐变次内力、先期预应力徐变次内力、后期合拢预应力索产生的弹性次内力、局部温度变化次内力。然后进一步进行截面强度的验算，其中包括承载能力极限状态和正常使用极限状态。在正常使用极限状态验算中包括计算截面的混凝土法向应力验算、预应力钢筋中的拉应力验算、截面的主应力计算。最终设计的安溪东门大桥能够满足规范要求。关键词：预应力混凝土，连续梁桥，安溪东门大桥IIDesign of 53+85+53m pre-stressed concrete continuous beam bridge AbstractThis is a comparing of des
4、ign and structural design of the East Gate Bridge,according to designing assignment and the standard of road and bridge designs.With a scriously study of hydrologic and geology data in the bridge site ,I make the first two plans of the bridge:53m+85m+53m pre-stressed concrete continuous beam bridge
5、and a Through CFST Rigid-Framed Tied Arch Bridge with Main Span 95m.For the purpose of making the type of the bridge corresponding with the ambience and cost saving,with the consideration of the design and construction,I choose the former to be my final design.According to the first plan, the union
6、of the project survey material, the hydrology computed result, the technical standard request, the design standard stipulated that, and refers to the bridge design example which has carried on to make this bridge the general arrangement design. The procedure of the design is listed below ：The first
7、step as to dimension the site position, bridge overall structure, bridge superstructure, substructure and floor system, and using CAD software plan bridge general layout and detail dimensional drawing.The second step is to use Doctor Bridge software to analyze internal gross force of the structures(
8、including dead load and lived load), the internal force composition can be done by using the compute results. According to the internal force composited, the evaluated amount of longitudinal tendons can be worked out, then we can distribute the tendons to the bridge.The third steps is to calculate t
9、he loss of pre-stressing and secondary force due to pre-stressing, first dead loads and temperature, bearing displacement, and so on.The last steps is checking the main cross section. the work includes the load-caring capacity ultimate state and the normal service ability ultimate state as well as t
10、he main sections being out of shape.With the results, the final design of the East Gate Bridge meets the requirements of specification.Keyword : prestressed concrete, continuous beam bridge , IIIEast Gate Bridge I目 录中文摘要 .IAbstract .II第一章 设计说明 .11.1 工程概况 .11.2 设计标准与规范 .11.3 技术标准及技术条件 .11.4 主要材料 .21.
11、4.1 混凝土 .21.4.2 预应力钢束及锚具 .21.4.3 非预应力钢筋 .21.4.4 其他材料 .21.5 主要地质条件 .31.6 设计要点 .51.6.1 设计特点 .51.6.2 上部结构 .51.6.3 下部结构 .61.6.4 施工要点 .6第二章 水文计算 .82.1 设计洪峰流量计算 .82.1.1 绘制经验频率曲线 .92.1.2 按无偏估计值公式计算统计参数 .92.1.3 适线法选配皮尔-型理论频率曲线 .102.2 设计洪水位计算 .112.3 确定桥孔长度 .132.3.1 用经验公式计算 .132.3.2 用冲刷系数法计算 .132.4 桥面标高确定 .14
12、2.4.1 雍水高度 .142.4.2 波浪高度 .142.4.3 桥面标高 .152.5 冲刷计算 .152.5.1 一般冲刷计算 .152.5.2 局部冲刷计算 .17第三章 结构方案设计 .213.1 桥型方案比选 .213.2 结构总体设计 .233.2.1 桥孔分跨 .233.2.2 截面形式 .233.2.3 梁高 .243.2.4 顶板与底板 .253.2.5 腹板及其它细部结构 .253.3 施工方法及施工顺序的确定 .26II第四章 结构计算 .274.1 材料特性及关键输入数据说明 .274.1.1 材料特性 .274.1.2 关键输入数据说明 .274.2 结构有限元计算
13、模型 .294.3 主要施工阶段内力计算 .304.3.1 最大悬臂阶段内力图 .304.3.2 边跨合拢阶段内力图 .304.3.3 中跨合拢阶段内力图 .314.3.4 桥面铺装阶段内力图 .314.4 活载内力计算 .324.4.1 汽车荷载结果 .324.4.2 满人荷载结果 .334.4.3 温度荷载结果 .334.5 预应力钢束估算及其布置 .334.5.1 钢束估算方法 .334.5.2 预应力钢束的估算 .384.5.3 钢束布置 .384.6 内力组合 .394.6.1 承载能力极限状态组合 I (基本组合） .394.6.2 正常使用极限状态组合 I(长期效应组合） .39
14、4.6.3 正常使用极限状态组合 II(短期效应组合） .404.6.4 正常使用极限状态组合 III(标准效应组合） .404.7 持久状况承载能力极限状态验算 .404.8 持久状况正常使用极限状态验算 .494.8.1 预应力损失 .494.8.2 混凝土拉应力验算 .544.8.3 混凝土压应力验算 .594.8.4 钢筋应力验算 .664.9 变形计算 .684.10 伸缩缝计算 .69第五章 桥墩计算 .685.1 墩身纵桥向地震力计算 .685.1.1 单位水平力作用于墩顶时，墩顶及承台顶位移 .685.1.2 结构基本周期 T.715.1.3 加速度反应谱值 与基本振型参与系数
15、 的确定 .721hS15.1.4 纵桥向设计地震力 .735.2 墩身横桥向地震力计算 .735.2.1 单位水平力作用于墩顶时，墩顶及地面处位移 .735.2.2 结构基本周期 T.765.2.3 加速度反应谱值 与基本振型参与系数 的确定 .771hS15.2.4 纵桥向设计地震力 .77III5.3 截面强度验算 .775.3.1 承载能力极限状态基本组合 .775.3.1.1 截面配筋 .775.3.1.2 截面复核 .785.3.2 承载能力极限状态偶然组合（顺桥向） .815.3.3 承载能力极限状态偶然组合（横桥向） .83第六章 桩基验算 .876.1 承台底面作用力 .876.2 承台变位计算 .886.3 桩身各截面内力计算 .886.4 桩身截面配筋计算 .906.4.1 构造配筋 .906.4.2 截面复核 .916.5 单桩容许承载力验算 .93谢辞 .94主要参考文献 .95
