橋梁的發(fā)展

學(xué)校代碼 14199 學(xué)號(hào) 01301037 分 類 號(hào) 密級(jí)

本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）

教 學(xué) 部 土木工程與環(huán)境科學(xué)教學(xué)部

專業(yè)名稱 土木工程

年 級(jí) 2013級(jí)

學(xué)生姓名 鞠澤龍

指導(dǎo)教師 王宇鶴

2016 年 5月6日

本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))

摘要本畢業(yè)設(shè)計(jì)的對(duì)象為一座3×30m簡支梁橋，該橋位于長壽北部新區(qū)，跨越桃花溪。橋梁平面位于直線段上，全長100米，寬度32米，設(shè)計(jì)荷載為公路-I級(jí)。主梁橫向由14片T梁組成，梁高均為2.0m，兩片梁之間設(shè)置60cm寬現(xiàn)澆濕接縫。本橋采用樁柱式橋墩，直徑1.5m的圓形截面墩柱及直徑1.8m的圓形截面鉆孔灌注樁，樁基礎(chǔ)嵌入完整中風(fēng)化基巖面5.4m以下；采用重力式U型橋臺(tái)，橋臺(tái)基礎(chǔ)為直徑1.5m的鉆孔灌注樁礎(chǔ)。

橋梁上部結(jié)構(gòu)采用Midas程序進(jìn)行分析計(jì)算，分析模型為單片簡支T梁，僅分析一片邊梁，中梁偏安全的采用邊梁的分析結(jié)果來進(jìn)行驗(yàn)算。橫向分布系數(shù)通過橋梁博士3.0計(jì)算完成。內(nèi)力計(jì)算結(jié)果包括基本組合、長期組合及短期組合作用下的彎矩圖、剪力圖、最大應(yīng)力圖。根據(jù)內(nèi)力計(jì)算結(jié)果，對(duì)主梁進(jìn)行了承載能力及正常使用性能的驗(yàn)算。蓋梁承載能力驗(yàn)算及裂縫寬度驗(yàn)算與抗剪驗(yàn)算、墩柱承載力驗(yàn)算及裂縫寬度驗(yàn)算、樁基承載力驗(yàn)算及裂縫寬度驗(yàn)算均由自編計(jì)算機(jī)程序計(jì)算完成，墩柱與樁基的水平位移及其它效應(yīng)由橋梁博士3.0計(jì)算完成。

關(guān)鍵詞：橋梁，荷載組合，內(nèi)力，驗(yàn)算，承載能力

本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))

目錄

第1章 緒論……………………………………………………………………………………1

第2章 地質(zhì)概況 ...................................................................................................................... 2

2.1地形地貌 ......................................................................................................................... 2

2.2地質(zhì)構(gòu)造 ......................................................................................................................... 2

2.3不良地質(zhì)現(xiàn)象及主要工程地質(zhì)問題 ............................................................................. 2

2.4地震 ................................................................................................................................. 3

第三章 主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .............................................................................................................. 4

3.1主梁結(jié)構(gòu) ......................................................................................................................... 4

3.2下部結(jié)構(gòu) ......................................................................................................................... 4

3.3橋面系構(gòu)成 ..................................................................................................................... 4

第四章 主要材料及計(jì)算參數(shù) .................................................................................................. 5

4.1混凝土 ............................................................................................................................. 5

4.2普通鋼筋 ......................................................................................................................... 5

4.3預(yù)應(yīng)力鋼材 ..................................................................................................................... 5

結(jié)論 ............................................................................................................................................ 7

參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................... 8

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緒論 我國橋梁景觀設(shè)計(jì)歷來受到政府及老一輩橋梁學(xué)家的關(guān)注。早在五十年代，圍繞武漢長江大橋的景觀建設(shè)就曾發(fā)動(dòng)建筑師、藝術(shù)家與橋梁工程師為一體的設(shè)計(jì)專班對(duì)其橋型、橋塔、橋兩側(cè)觀景臺(tái)以及硬質(zhì)景觀元素如橋欄、燈具、雕塑等進(jìn)行反復(fù)比較設(shè)計(jì)，直至今天武漢長江大橋還以其獨(dú)特的景觀、耐人尋味的細(xì)部、完整優(yōu)美的橋姿成為武漢的一大景觀與城市標(biāo)志。自改革開放至本世紀(jì)初的２０年，我國建成永久性公路橋梁２２．４萬座。如此眾多的橋梁，理應(yīng)為景觀設(shè)計(jì)提供廣闊舞臺(tái)。然而橋梁建設(shè)的功用傳統(tǒng)使人們忽視了景觀或是對(duì)景觀心有余而力不足。九十年代末,廈門高格路橋景觀設(shè)計(jì)研究中心設(shè)計(jì)的廈門海滄大橋被認(rèn)為是橋梁全面引入景觀及環(huán)境美化設(shè)計(jì)的先驅(qū)。我們在欣慰的同時(shí)也覺得來勢稍晚。其后該公司又相續(xù)承擔(dān)了武漢軍山大橋、京珠高速公路的湖北段橋梁及互通，宜昌夷陵長江大橋，寧波杭州灣大橋等的景觀規(guī)劃與設(shè)計(jì)工作。從建成橋梁的總體效果看，經(jīng)景觀設(shè)計(jì)后的橋梁確實(shí)是有更好的觀感，更少的遺憾。廈門高格路橋景觀設(shè)計(jì)研究中心對(duì)推動(dòng)我國橋梁景觀設(shè)計(jì)的發(fā)展功不可沒。

我國橋梁設(shè)計(jì)部門的建筑師在五、六十年代曾為橋梁的景觀建設(shè)發(fā)揮重要作用。改革開放后，橋梁建設(shè)活動(dòng)急劇增加，橋梁設(shè)計(jì)部門的建筑師由于數(shù)量不足，使景觀設(shè)計(jì)工作受到制約，也使橋梁景觀跟不上社會(huì)的要求。橋梁的地標(biāo)意義，橋梁對(duì)社會(huì)主義兩個(gè)文明建設(shè)的影響及橋梁作為基礎(chǔ)設(shè)施配套對(duì)經(jīng)濟(jì)的作用使各地政府或投資商對(duì)橋梁景觀的營造更為傾情，這是社會(huì)意識(shí)超前的主要原因。國外或我國的港澳地區(qū)其橋梁設(shè)計(jì)一般均有工程師與建筑師協(xié)同參與，象前兩年香港特區(qū)路政署為征集昂船洲大橋設(shè)計(jì)方案而舉辦的國際性橋梁設(shè)計(jì)比賽，有十六支設(shè)計(jì)隊(duì)伍踴躍參加，其中便有多位世界知名的橋梁工程師及建筑師。我國的路、橋設(shè)計(jì)與管理部門應(yīng)完善機(jī)制，鼓勵(lì)專業(yè)設(shè)計(jì)部門與景觀設(shè)計(jì)單位的聯(lián)合，以吸納更多的建筑師、地景師、環(huán)境藝術(shù)師、雕塑師介入，使橋梁在決策伊始便體現(xiàn)景觀與技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、功能的和諧、優(yōu)化，從而提高景觀本體的內(nèi)在“素質(zhì)第一文庫網(wǎng)”。

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2.地質(zhì)概況

2.1地形地貌

長壽區(qū)地殼隆起成陸于一億三千萬年前，屬川東平行嶺谷弧形褶皺低山丘陵區(qū)。長江北岸地勢順大巴山支脈由東北向西南呈階梯下降，東側(cè)黃草山（亦名東山，海拔800m～700m左右），中偏西側(cè)明月山（亦名西山，海拔500m～900m，主峰白云山1034m，為全區(qū)最高峰），西部邊緣銅鑼山（海拔500米～600米）將全境切割為“三山兩槽”地形。三山之間丘陵波狀起伏，梯田層，沖田密布。東西二山之間沿長墊公路兩側(cè)地勢平緩，渡舟、雙龍為較大平壩。

擬建區(qū)地勢較低，地形總體變化一般，地貌類型受地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造控制明顯，泥巖發(fā)育位置地勢相對(duì)較高、地面起伏較小，道路沿線僅見一個(gè)小山包。地面起伏變化小，多以斜坡、平壩、溝谷等地形為主，屬于構(gòu)造剝蝕、侵蝕淺丘地貌。擬建道路范圍內(nèi)地面高程311.50m～320.22m，高差9.42m。

2.2地質(zhì)構(gòu)造

擬建工程區(qū)在構(gòu)造上位于梁平向斜南端的南東翼，巖層呈單斜產(chǎn)出，產(chǎn)狀：傾向270°～290°，傾角5°～8°。巖層產(chǎn)狀平緩，未發(fā)現(xiàn)斷層構(gòu)造，地質(zhì)構(gòu)造簡單。

場區(qū)內(nèi)泥質(zhì)砂巖較發(fā)育，泥質(zhì)砂巖中風(fēng)化裂隙及卸荷裂隙發(fā)育，但無規(guī)律性。場區(qū)內(nèi)局部地帶泥質(zhì)砂巖中有兩組構(gòu)造裂隙發(fā)育：一組傾向13°～15°、傾角80°；另一組傾向300°～320°、傾角75°；裂隙間距一般2～3m，裂面較平直，張開寬度0.5～2mm，無充填物，延伸長度一般3～4m，屬剪切裂隙。主要分布在巖體表部，范圍局限，對(duì)巖體的完整性影響甚微。場區(qū)內(nèi)泥巖強(qiáng)風(fēng)化層網(wǎng)狀風(fēng)化裂隙發(fā)育，中風(fēng)化層中裂隙不發(fā)育。

2.3不良地質(zhì)現(xiàn)象及主要工程地質(zhì)問題

經(jīng)地面調(diào)查，擬建場區(qū)內(nèi)沒有發(fā)現(xiàn)滑坡、崩塌、泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象。根據(jù)鉆探資料，擬建場區(qū)內(nèi)沒有發(fā)現(xiàn)軟弱夾層、地下采空區(qū)、地下硐室等。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，場區(qū)內(nèi)沒有斷裂構(gòu)造通過。

道路沿線主要工程地質(zhì)問題表現(xiàn)為：按照道路設(shè)計(jì)方案施工后，道路兩側(cè)將會(huì)形成高路塹邊坡和填方路堤邊坡。由于道路建設(shè)和兩側(cè)土地開發(fā)利用存在2～3年的時(shí)差，

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因此道路邊坡在道路施工時(shí)必須同時(shí)進(jìn)行治理。

2.4地震

根據(jù)鉆探成果和地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，場區(qū)內(nèi)的素填土屬軟弱土，剪切波速建議取130m/s；粉質(zhì)粘土剪切波速建議取180m/s。泥巖、泥質(zhì)砂巖剪切波速大于500m/s。

據(jù)《中國地震烈度區(qū)劃圖》及《公路抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ004—89），擬建場區(qū)抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.05g，設(shè)計(jì)地震分組為第一組。場區(qū)內(nèi)擬建構(gòu)筑物抗震設(shè)防類別為乙類。場內(nèi)土層在設(shè)計(jì)路面標(biāo)高以下厚度小于15m，因此，擬建場區(qū)屬于建筑抗震一般地段，可采用簡易抗震措施。

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3. 主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1主梁結(jié)構(gòu)

橋梁橫斷面由2片邊梁和12片中梁共計(jì)14片T梁組成承重結(jié)構(gòu)。梁高2.0m，中梁寬1.7m，邊梁寬1.8m。T梁翼緣板邊緣厚16cm，在與腹板相接根部厚25cm，腹板厚度20cm，底部逐漸變寬為馬蹄形，馬蹄寬為50cm。為增加橋梁的整體穩(wěn)定性，每片T梁分別設(shè)5道橫隔板與相鄰T梁橫向連接,翼緣之間采用60cm寬濕接縫填實(shí)連接為整體，以使各片梁共同受力。為增強(qiáng)支點(diǎn)處抗剪能力及滿足安放支座的構(gòu)造要求，在T梁距支承線4.6m處3.6m范圍內(nèi)腹板漸變加寬至50cm。T梁按全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件設(shè)計(jì)，設(shè)縱向通長預(yù)應(yīng)力鋼束。鋼束布置有豎彎形式，所有彎曲均采用圓弧曲線。

3.2下部結(jié)構(gòu)

橋墩采用柱式墩接蓋梁形式，墩身為1.5m圓形截面，基礎(chǔ)為直徑1.8m圓形鉆孔灌注樁，樁基礎(chǔ)應(yīng)嵌入完整中風(fēng)化基巖面5.4m。蓋梁長31.56m，寬1.8m，高1.6m。橋臺(tái)均采用重力式U型橋臺(tái)接直徑為1.5m樁基礎(chǔ)，樁基礎(chǔ)采用人工挖孔樁，樁基礎(chǔ)應(yīng)嵌入完整中風(fēng)化基巖面4.5。U型橋臺(tái)臺(tái)身采用C25片石混凝土砌筑，臺(tái)帽采用C30鋼筋混凝土，臺(tái)后設(shè)置50cm厚級(jí)配碎石反濾層，并設(shè)置封水層及排水盲溝。

3.3橋面系構(gòu)成

橋面鋪裝最下層為8cm C40防水鋼筋混凝土鋪裝，其上敷設(shè)水泥基滲透結(jié)晶型防水層，橋面磨耗層采用4cm改性瀝青混凝土AC-16中面層+4cm瀝青瑪蹄脂SMA-13面層。

在橋面上設(shè)泄水孔通過PVC管沿橋臺(tái)將橋面（含人行道內(nèi)）的積水有組織地排到橋下，避免橋面積水及雨水散亂排。注意根據(jù)電照、排水設(shè)計(jì)埋設(shè)管道和照明、排水、交通標(biāo)志等設(shè)備的預(yù)埋件。

擬從人行道板下通過的管線應(yīng)盡量在蓋人行道板前安裝就位或預(yù)留管道（手工井），避免反復(fù)撬動(dòng)人行道板，損傷人行道板及人行道鋪裝。

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4.主要材料及計(jì)算參數(shù)

4.1混凝土

本橋處于溫?zé)岬貐^(qū)，屬于Ⅰ類環(huán)境；本橋使用的各種混凝土，應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制和檢測。在進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)，必須按設(shè)計(jì)要求考慮大橋使用年限條件下的混凝土耐久性，結(jié)合《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2002）對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)環(huán)境類別的劃分，明確提出不同結(jié)構(gòu)混凝土的配合比中水灰比、最小水泥用量、最大氯離子含量、最大堿含量的控制指標(biāo)和滿足控制指標(biāo)的具體措施。

主橋：主梁采用C50混凝土，蓋梁、橋墩采用C40混凝土，橋臺(tái)臺(tái)帽、樁基采用C30混凝土，U臺(tái)臺(tái)身、基礎(chǔ)采用C25片石混凝土(其它構(gòu)件混凝土標(biāo)號(hào)詳見相應(yīng)的設(shè)計(jì)圖并以設(shè)計(jì)圖為準(zhǔn))。

C25混凝土及C25片石混凝土：軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fck=11.5MPa，軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ftk=1.23MPa，彈性模量Ec=2.80x104MPa。C25片石混凝土要求片石摻入量不大于總體積的25%，且片石強(qiáng)度等級(jí)不低于MU40。

C30混凝土：軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fcd=13.8MPa，軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ftd=1.39MPa，彈性模量Ec=3.0x104MPa。

C40混凝土：軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fcd=18.4MPa，軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ftd=1.65MPa，彈性模量Ec=3.25x104MPa。

C50混凝土：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=1.83MPa，彈性模量Ec=3.45x104MPa。

4.2普通鋼筋

設(shè)計(jì)采用HRB335、R235鋼筋，R235鋼筋其質(zhì)量應(yīng)符合GB1499.1-2008的規(guī)定，

本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))

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HRB335鋼筋其質(zhì)量應(yīng)符合GB1499.2-2007要求。直徑≥20mm的鋼筋采用直螺紋I級(jí)連接，連接區(qū)段內(nèi)的接頭率不大于50%，并滿足規(guī)范（JGJ 107—2003/J 257—2003及DB50/5027-2004）要求。

R235鋼筋：抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度fsd≥195MPa，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度fsk≥235MPa，彈性模量E=2.1×105MPa。

HRB335鋼筋：抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度fsd≥280MPa，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度fsk≥335MPa，彈性模量E=2.0×105MPa。

4.3預(yù)應(yīng)力鋼材

鋼絞線采用PC高強(qiáng)度低松弛（Ⅱ級(jí)松弛）七股型鋼絞線，其應(yīng)符合圖紙要求及GB/T 5224-2003預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線1×7相關(guān)要求。

鋼絞線主要技術(shù)要求應(yīng)符合如下規(guī)定：

鋼鉸線公稱直徑：15.2mm

截面面積：139.0mm2

抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值：fpk=1860MPa

彈性模量：E=1.95×105MPa

松弛率：≤0.03

預(yù)應(yīng)力鋼束與管道的摩阻系數(shù)：u=0.17

預(yù)應(yīng)力管道每米局部偏差對(duì)摩擦的影響系數(shù)：k=0.0015（塑料波紋管）

一端錨具變形及鋼束回縮值小于等于：6.0mm

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結(jié)論

隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展，材料、機(jī)械、設(shè)備工業(yè)相應(yīng)發(fā)展，這為我國修建大跨徑斜拉橋和懸索橋提供了有力保障。再加上廣大橋梁建設(shè)者的精心設(shè)計(jì)和施工，使我國建橋水平已躍身于世界先進(jìn)行列。我國幅員遼闊，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平參差不齊，經(jīng)濟(jì)上總體水平不高，公路橋梁發(fā)展還是要著眼于量大、面廣的一般大、中橋，這類橋梁仍以預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)為主。首先，要著重抓多樣化、標(biāo)準(zhǔn)化，編制適用經(jīng)濟(jì)的標(biāo)準(zhǔn)圖，提高施工水平和質(zhì)量，然后再抓住跨越大江（河）、海灣的特大型橋梁建設(shè)，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，既體現(xiàn)公路人的建橋水平，又要保證高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量建橋。

改革開放，黨的富民政策，改變了人們的認(rèn)識(shí)，“要致富、先修路”已成共識(shí)，加快交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)已變成了人們的自覺行動(dòng)。國家投資重點(diǎn)傾斜以及集資渠道的多元化，為我國公路橋梁發(fā)展提供了資金保證。

本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 第 8 頁

參考文獻(xiàn)

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