桥梁工程专业论文高速公路桥梁设计

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1、概述本设计桥梁位于某高速公路，跨越青岛市的主要排洪河道，规划河道宽度180m。设计桥梁与河道正交，设计速度100km/h，双向六车道，设计荷载为公路—级，抗震烈度为6度，无通航要求。采用预应力混凝土连续梁桥。根据《公路桥涵通用设计规范》JTGD60-2004,按持久状况承载能力极限状态设计时，该公路桥梁的设计安全等级为一级。结合桥址处地形、地貌、地质、水文等情况，拟定出三个比选方案，分别是预应力混凝土连续梁桥、预应力混凝土简支梁桥及钢管混凝拱桥；依据安全、适用、经济、美观的原则确定预应力混凝连续梁桥为推荐方案，跨

2、径布置为50m+80m+50m=180m，采用双箱单室分离式截面，采用满堂支架现场浇注施工方法。拟定主梁纵、横断面尺寸；采用MIDAS/CIVIL6.71结构分析程序计算成桥后的主梁各控制截面的恒载内力和活载内力，分别按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行荷载效应组合；估算预应力钢束数量并确定束数；布置钢束位置；对各控制截面进行强度、应力验算，各项验算均满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》要求。采用重力式桥台和柱式桥墩。此外，还进行了支座计算和桥面板计算。主要材料规格⑴混凝土：预应力混凝土梁采用C4

3、5，墩柱、台帽采用C30，系梁、承台及灌注桩C25。⑵钢绞线：预应力钢绞线采用直径φj15.20（7φ5.0）高强低松弛预应力钢绞线，标准强度fpk=1860Mpa，Ep=1.95×105Mpa。⑶普通钢筋：主筋采用HRB335（相当于原来的Ⅱ级），其它采用R235（Q235）（相当于原来的Ⅰ级）钢筋；⑷锚具及成孔管道：锚具采用OVM或HVM及其配套的支承垫板，管道采用金属波纹管或高密度塑料管成孔。第一章桥型方案比选桥梁结构的体系包括梁、拱、刚架、斜拉、悬索和组合体系。根据桥梁设计基本原则选择多个方案比较，最终确

4、定桥梁形式。1.1桥梁设计原则：（1）实用性桥梁必须实用，要有足够的承载能力，能够保证行车的舒畅、舒适和安全；既满足当前的需要，有考虑今后的发展；既满足交通运输本身的要求，也要考虑到支援农业，满足农田排灌的需要；通航河流上的桥梁，应满足航运的要求；靠近城市、村镇、铁路及水利设施的桥梁，还应结合个有关方面的要求，考虑综合利用；桥梁还应考虑在战时适应国防的要求；在特定地区，桥梁还应该满足特定条件下的特殊要求（如地震等）。（2）经济性桥梁设计应遵循因地制宜、就地取材和方便施工的原则，综合考虑发展远景和将来的养护维修，使

5、其造价和养护费用综合考虑后最节省。（3）安全性所设计的桥梁结构，在制造、运输、安装和使用过程中，应当具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性，并具有安全储备。根据桥上交通和行人情况，桥面应考虑设置人行道、缘石、护栏、栏杆等设备，以保证行人和行车的安全。（4）美观性在适用、经济、安全的前提下，尽可能使桥梁具有优美的外形，并与周围的环境相协调。合理的结构布局和轮廓是美观的主要因素，施工质量也会影响桥梁的美观性。在城市和旅游地区，要注意环保问题，较多考虑桥梁的建筑艺术。但是不要把美观片面的理解为豪华的细部装饰，而在这方面增

6、加很多费用。根据以上原则，对桥梁结构体系做出综合评价：（1）悬索桥悬索桥又称吊桥，主要有桥塔、缆索、锚碇、吊杆和加劲梁组成。缆索跨过塔顶锚固在锚碇上，是桥的承重结构。缆索上悬挂吊杆，吊着加劲梁，缆索受拉。悬索桥结构的自重较轻，跨越能力比其他桥型大，常用于建造跨越大江大河或跨海的特大桥。悬索桥造型优美，规模宏大，是特大跨径桥梁的主要形式。目前，世界最大跨径悬索桥为日本明石海峡大桥，主跨1991m。（2）斜拉桥斜拉桥是有承压的塔、承拉的索与承弯的梁体组合起来的一种结构体系。梁体用拉索多点拉住，好似多跨弹性支承连续梁桥

7、，使梁体内弯矩减小，降低了建筑高度；又因箱形断面构造的应用，使结构充分利用材料的受力特点，从而减少了结构自重，节省了材料，使桥梁跨越能力显著增强。斜拉桥是一种拉索体系，具有优美的外形、良好的力学性能和经济指标，比梁桥有更大的跨越能力，是大跨度桥梁中最主要的桥型。目前，最大跨径已经达到890m(日本多多罗大桥)。（3）刚构桥刚构桥是有受弯的上部梁结构和承压的下部柱整体结合在一起的结构。由于梁与柱的刚性连接，梁因柱的抗弯刚度而得到卸荷作用，整个体系是弯压结构，有推力的结构。实际桥位处地质条件较差，不适宜该种结构体系。

8、（4）拱桥拱桥体系主要承重结构是拱肋，以承压为主，可采用抗压能力强的圬工材料来修建。拱分为无铰拱、单铰拱、三铰拱。混凝土拱桥因铰的构造复杂、不易制作，故一般采用无铰拱体系。无铰拱结构增加了超静定次数，将引起较大的附加内力，为了获得结构合理的受力状态，在拱桥设计中，必须寻求合理的拱轴线形式。拱是有推力的结构，对地基要求较高，一般常建于地基良好的地区。但是梁拱组合体系对地基的