4×30m预应力混凝土连续T梁桥施工图设计文献综述
2020-04-28 20:18:03
设计的目的:
毕业设计是完成教学计划达到本科生培养目标的重要环节,对于本科生来说,毕业设计是对四年所学知识的检验,是培养将所学理论知识综合应用到实践中去的能力的机会,从而使其有能力独立地、系统地完成一个工程设计。通过认真完成毕业设计,学生综合分析与解决问题的能力得到加强,独立工作和组织管理的能力得到提升,对提高学生的事业心、责任感以及全面素质具有重要的意义。毕业设计不仅要求学生们充分掌握课内所学的专业知识,、训练理论联系实际的能力,同时还要求学生们紧跟时代的步伐,充分了解国内外各种道路桥梁的现状和发展趋势,运用专业所学的知识在老师的指导下,严格、规范、独立地完成一个课题的全部设计工作,并对实际工作中所需的相关设计规范、手册、标准图等进行认识与熟悉。
桥梁,是在人类的生活和生产活动中为了克服和跨越天然障碍而建造的建筑物,它体现着一个时代的文明与进步。为了适应现代日益高速发展的交通业,桥梁也通常被称做能跨越山涧、不良地质或满足其他交通需要而架设的使通行更加便捷的建筑物。桥梁一般由上部构造、下部结构、支座和附属构造物组成。
我这次的毕业设计是以武汉市东西湖区府河大桥第一联为工程背景,进行桥跨布置为4×30m预应力混凝土连续T梁桥的施工图设计,先简支后结构连续,主要完成该桥的结构计算及主要施工图纸的绘制。先简支后连续的施工方法兼顾了简支梁桥和连续梁桥的优点,由于其成桥后,在支点会产生负弯矩,对跨中的正弯矩进行了平衡,从而提高了桥梁整体稳定性与耐久性,比普通的简支梁桥受力更合理,弯矩分布更加均匀,最大弯矩较简支梁来说更小。目前在高速公路桥,城市高架桥中运用广泛。
相比其他体系的桥梁形式,先简支后连续结构体系具有以下显著的特点:①梁体采用预制构件,可以在预制场内控制预制构件质量并批量生产,节省模板费用;②一期的预应力的张拉至浇筑接缝、二期的连续预应力的张拉时已有相当的龄期,从而减少了混凝土的收缩、徐变对结构体系的影响; ③由于简支梁的预应力筋对结构不产生次力矩,先简支后连 续的方式使得结构受力性能优越,设计简便。对于先简支后续结构体系,目前国内外尚没有形成统一的计算方法。梁 /杆系有限元法以其简洁明了的概念被广泛地应用在工程实践中,故我们会通过 MIDAS/Civil 有限元软件建立桥梁上部结构有限元模型(包括施工阶段),进行相关内力分析计算。
连续梁桥国内外发展现状:
早在1861年人们就提出对混凝土结构施加预应力的设想,并开始了各种尝试和研究工作,但大多数都以失败告终。从20世纪20年代开始到二战前,预应力混凝土的研究进入了一个崭新的阶段,并开始付诸于工程实践。预应力混凝土桥梁的发展在二战之前尚处于萌芽阶段,但正逐步向成熟阶段过渡。二战后的西欧各国备受战争的破坏,有大量桥梁急需重建,然而战后百业待兴,钢材更是奇缺,这样预应力混凝土桥就成了上佳的替代方案。欧洲工业革命后,钢桥、混凝土桥和预应力混凝土桥兴起并蓬勃发展。至20世纪30年代,由于高强钢丝和高强度水泥的使用,预应力混凝土以自重轻、刚度大以及抗震、抗裂性能好等优点而独占鳖头,广泛应用于各类工程中。
国际上,20世纪30年代法国和德国首先采用预应力混凝土修建了桥梁,1937年曾建成跨径33m的预应力钢筋简支梁桥和跨级69m的外露配筋悬臂梁桥。现已建成的200m以上跨径的预应力混凝土桥梁有多座,如日本浦户、彦岛、滨名诸桥等。
虽然我国的预应力混凝土连续梁在不断地发展,然而与国际先进水平仍存在一定差距。想要赶超国际先进水平,必须要解决好下面几个问题:1.发展大吨位的锚固张拉体系,避免配束过多而增大箱梁构造尺寸,否则混凝土保护层难以保证,密集的预应力管道与普通钢筋层层迭置又使混凝土质量难以提高。 2.在一切适宜的桥址,设计与修建墩梁固结的连续刚构体系,尽可能不采用养护调换不易的大吨位支座。 3.充分发挥三向预应力的优点,采用长悬臂顶板的单箱截面,既可节约材料减轻结构自重,又可充分利用悬臂施工方法的特点加快施工进度。 另外,在设计预应力连续梁桥时,技术经济指标也是一个很关键的因素,它是设计方案合理性与经济性的标志。目前,各国都以每平方米桥面的三材(混凝土、预应力钢筋、普通钢筋)用量与每平方米桥面造价来表示预应力混凝土桥梁的技术经济指标。但是,桥梁的技术经济指标的研究与分析是一项非常复杂的工作,三材指标和造价指标与很多因素有关,例如:桥址、水文地质、能源供给、材料供应、运输、通航、规划、建筑等地点条件;施工现代化、制品工业化、劳动力和材料价格、机械工业基础等全国基建条件。同时,一座桥的设计方案完成后,造价指标不能仅仅反应了投资额的大小,而是还应该包括整个使用期限内的养护、维修等运营费用在内。通过连续梁、T型刚构、连续刚构等箱形截面上部结构的比较可以发现:连续刚构体系的技术经济指标较高。因此,从这个角度来看,连续刚构也是未来连续体系的发展方向之一。 总而言之,一座桥的设计包含许多考虑因素,在具体设计中,要求设计人员综合各种因素,作分析、判断,做出可行的最佳方案。{title}2. 研究的基本内容与方案
{title}2.1设计标准
1、设计荷载:公路Ⅰ级