1. 研究目的与意义
漕河大桥位于保定市朝阳北大街上。主桥为预应力混凝土变截面连续箱梁,跨径组合为(65 110 65)m,桥梁宽度为18.0m。下部结构采用实体墩、钻孔摩擦桩基础。
桥梁设计荷载为公路-I级,结构设计安全等级为一级。
为了全面锻炼本科生的桥梁工程专业知识综合应用能力,满足对本科生实践锻炼的需要,现要求对该桥上部结构进行结构验算分析。
2. 课题关键问题和重难点
本次课题的关键在于:
1、通过有关文献资料的阅读,加深了解所设计的桥梁结构;
2、阅读已有桥梁的施工图设计文件,全面掌握桥梁结构设计的要点;
3. 国内外研究现状(文献综述)
设计特点
预应力混凝土连续梁桥设计的一般步骤为:参照已有的设计拟定结构几何尺寸和材料类型,模拟实际的施工步骤,计算出恒载及活载内力;然后再根据实际情况确定温度、沉降等荷载,计算其产生的内力,并与恒、活载内力进行正常使用与承载力组合。这是设计过程中的第一次组合,两种组合的结果分别作为按应力和按承载能力估算钢束的计算内力。由于钢束对截面几何特性的影响,温度、沉降等内力也需重新计算,但其与钢束估算时计算得到的结果差别非常小。各种荷载作用下的内力计算出来后,需进行承载能力组合和正常使用组合,以进行截面强度验算、应力验算和变形验算,这是设计过程中的第二次组合。如各项验算均满足要求且认为合理,则设计通过。如有些截面的有些验算通不过,则需调整钢束甚至修改截面尺寸后重新计算,直到各项验算均通过为止。
如上所述,设计过程一般包括两次组合。第一次组合是为了估算钢束。此时钢束还未确定,也就无法考虑预应力的作用。由于预加力对徐变有很大影响,故估算钢束时一般也不考虑收缩徐变的影响。况且,此时用的几何特性都是毛截面几何特性,所以第一次组合的内力不是桥梁的实际受力状态,仅供估束参考。根据估束结果确定钢束数量和几何形状后,考虑预加力和收缩徐变的影响重新计算的内力是当前配束下的受力。如各项验算均通过,那么可作为最终结果。如个别截面不满足,但两次组合结果相差不大,可适当调整钢束后重新计算;如两次组合结果相差较大,则应将第二次组合内力作为估束依据重新估束,再重复进行验算,直到各项验算全部通过且两次组合相差不大为止。
4. 研究方案
主桥上部结构采用(65 110 65)m左、右幅错孔布置三跨变截面预应力混凝土连续箱梁结构,截面形式为单箱双室,箱梁高度按2次抛物线变化。箱梁在横桥向底板保持水平,箱顶设单向横坡。箱梁采用纵、横、竖三向预应力体系。为改善箱梁根部截面受力,在0号块两端附近的截面顶、底板局部加厚。同时在主墩承台上距主墩中心线各5m的位置设置圆形钢管,管内张拉预应力,锚固于箱梁底板,形成墩、梁临时固结。主桥连续箱梁采用挂篮悬臂浇筑法施工,各单T箱梁除0号块采用在支架上现浇外,其余梁段,均采用对称平衡悬臂逐段浇筑法施工。
主桥上部结构静力分析采用《桥梁博士》进行计算。包括恒载、活载、预应力、混凝土收缩徐变、支座强迫位移、温度变化等荷载作用的计算。计算中按有关规范规定对各种荷载进行不同的荷载组合,对结构的强度、刚度和应力做了验算。
5. 工作计划
第一周:了解毕业设计有关要求,熟悉所给设计资料,考虑结构设计方案;
第二周:编写开题报告;
第三周:完成结构布置,进行电算建模;
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