拱桥手算毕业设计Word版.docx
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拱桥手算毕业设计Word版
湖南科技大学
毕业设计(论文)
题目
南寨溪大桥设计
作者
李韵
学院
土木工程学院
专业
道路与桥梁工程
学号
0702010526
指导教师
邹中权
二〇一一年六月七日
湖南科技大学
毕业设计(论文)任务书
土木工程院路桥系(教研室)
系(教研室)主任:
(签名)年月日
学生姓名:
李韵学号:
0702010526专业:
土木工程(路桥方向)
1设计(论文)题目及专题:
南寨溪大桥设计(上承式拱桥方案)
2学生设计(论文)时间:
自2011年3月20日开始至2011年6月5日止
3设计(论文)所用资源和参考资料:
河床断面和水文、气象、地质资料、交通部有关技术规范、相关参考书
4设计(论文)应完成的主要内容:
桥型方案设计、主拱圈、立柱等主要构件结构尺寸拟定及其内力计算、强度验算、变形验算、施工阶段计算,并绘制相关图纸。
5提交设计(论文)形式(设计说明与图纸或论文等)及要求:
设计计算书、桥梁总体布置图(包括平、纵、横)、主拱、立柱、盖梁、桥面板一般构造图、主拱配筋构造图、施工程序图,全部图纸均采用A3图纸,图纸需附设计说明
6发题时间:
2011年3月15日
指导教师:
(签名)
学生:
(签名)
湖南科技大学
毕业设计(论文)指导人评语
指导人:
(签名)
年月
湖南科技大学
毕业设计(论文)评阅人评语
评阅人:
(签名)
年月日
湖南科技大学
毕业设计(论文)答辩记录
日期:
学生:
学号:
班级:
题目:
提交毕业设计(论文)答辩委员会下列材料:
1设计(论文)说明书共页
2设计(论文)图纸共页
3指导人、评阅人评语共页
毕业设计(论文)答辩委员会评语:
答辩委员会主任:
(签名)
委员:
(签名)
(签名)
(签名)
(签名)
成绩:
摘要
本设计为南寨溪大桥主桥上部结构初步设计。
采用悬链线上承式钢筋混凝土拱方案,该桥全长216.69m,设计的跨径为150m,主拱圈为等截面钢筋混凝土箱型截面。
本设计主要包括两方面:
第一部分,全桥方案的设计;拱肋、立柱、承台、桥面板及桥面铺装层得材料及尺寸的确定;主桥设计计算。
其中主桥设计计算主要包括相关参数的计算、恒载内力计算、活载内力计算、温度变化引起的内力计算、主拱圈截面强度验算、整体“强度-稳定”验算及拱脚直接抗剪强度验算。
第二部分,进行施工阶段的验算。
计算出箱肋吊装时内力,布设了主要钢筋,并进行箱肋吊运、安装过程中的内力计算及截面强度验算。
最终验算裸拱的整体强度、稳定性。
关键词:
钢筋混凝土箱型拱;内力;强度;稳定性。
ABSTRACT
ThedesignisNanZhaixiBridgeMainBridgeprelinminarydesign.Ittakescatenarylinewithreinforcedconcretedeckarchprograms.Thebridgelengthis216.69meters,andthedesignedspanis150meters.Themainarchisthereinforcedconcretecrosssectionboxsection.
Thedesignincludestwoaspects:
Thefirstpart:
allbridgesinthedesign;arch,column,pilecap,bridgedeckandbridgedeckpavementmaterialandsizewasdetermined;mainbridgedesigncalculations.Bridgedesigncalculationswhichincludethemainparametersofthecalculations,internalforcecalculationdeadload,liveloadforcecalculation,calculationofinternalforcescausedbytemperaturechanges,themainstrengthcheckingarchcross-section,theoverall"intensity-stable"checkinganddirectshearstrengthofthearchchecking.
Thesecondpart,theconstructionphaseofthechecking.Whencalculatingtheinternalforceliftingribbox,laidoutthemainbar,andliftingtheribbox,theinstallationprocessinthecalculationofinternalforcesandthecross-sectionstrengthchecking.Finallycheckingtheoverallstrengthofthebarearchstability.
Keywords:
reinforcedconcreteboxarch;force;strength;stability.
第一章前言1
第二章设计初步说明2
2.1工程概况2
2.2设计规范2
2.3主要技术标准3
2.4构思宗旨3
2.5主要建筑材料3
2.6桥型总体布置3
2.7横断面形式4
2.8施工方式5
第三章设计计算7
3.1设计资料及基本数据7
3.1.1设计标准7
3.1.2材料数据7
3.2确定拱轴系数m7
3.2.1拟定上部结构尺寸7
3.2.2恒载计算9
3.2.3验算拱轴系数14
第四章拱圈强度及稳定性验算15
4.1主拱圈截面内力计算15
4.1.1拱轴弹性中心及弹性压缩系数15
4.1.2恒载内力计算15
4.1.3活载内力计算21
4.1.4温度内力计算27
4.2拱圈作用效应汇总27
4.3主拱圈截面强度验算30
4.4拱圈整体“强度-稳定”验算32
4.5拱脚截面直接抗剪验算34
第五章施工阶段的验算36
5.1槽型箱肋吊运内力验算36
5.1.1箱肋几何要素36
5.1.2箱肋吊装内力计算38
5.1.3箱肋吊运、安装过程中的强度验算44
5.2裸拱强度及稳定性验算45
参考文献56
致谢57
第一章前言
毕业设计是高等工科院校本科培养计划中最后一个重要的教学环节,目的是使学生在学完培养计划所规定的基础课、技术基础课及各类必修和选修专业课程之后,通过毕业设计这一环节,较为集中和专一地培养学生综合运用所学的基础理论、基本知识和基本技能,分析和解决实际问题的能力。
和以往的理论教学不同,毕业设计是要学生在教师的指导下,独立地、系统地完成一个工程设计,以期能掌握一个工程设计的全过程,在巩固已学课程的基础上,学会考虑问题、分析问题和解决问题,并可以继续学习到一些新的专业知识,有所创新。
毕业设计是培养学生独立工作的一种良好途径和方法,它的实践性和综合性是其它教学环节所不能替代的。
本设计中用到了结构力学、材料力学、结构设计原理、桥梁工程等学科的诸多知识。
并且我从图书馆借阅了大量参考书籍力求将设计做到规范、合理、清楚。
虽然该桥结构不算复杂,但整个结构设计计算量大,数据众多,难度较大。
当然,也正是由此,我得到切实的锻炼和提高,它使我这四年所学的专业知识更加系统化、具体化,对我以后从事桥梁方面的工作具有很好的指导意义。
通过设计让我了解连续梁桥的主要特点和施工方法,了解和掌握桥梁设计的全过程;通过老师的指导,培养学生独自完成桥梁工程的设计计算;锻炼学生综合运用专业基础知识、专业知识的能力,培养学生的创新能力。
由于本人的水平有限,在设计中一定存在着缺点和错误,恳请老师和同学们批评指正。
第二章设计初步说明
2.1工程概况
1、气象
南寨溪大桥桥位位于清水江中下游流域,三板溪库区之中,属副热带季风气候区,暖湿多雨,冬冷夏热,四季分明。
年平均气温为7℃,一月份平均气温为-2℃,七月份平均气温为30℃。
极端最低气温-4℃,极端最高气温39.2℃;年平均降雨量1279mm。
降雨多集中在4~8月份,多年平均日(日雨量≥0.1mm)为183.5d;流域多年平均相对湿度为81%,最小相对湿度为6%;多年平均风速在0.8~3.0m/s之间,瞬时最大风速28.6m/s,设计风速按18m/s。
由于流域属山区,风向多受地形影响,一般北风较多,沿河一带则多为东南风和东风。
本区基本风压为400Pa。
2、地形、地貌
南寨溪桥位区为不对称的“U”型谷,左岸地势陡峻,地形坡度70°,基岩裸露,中等风化带底面埋深约20m,右岸地形坡度40°,岩层产状N20°E,SE∠25°~30°,445.00m高程以上有少量残坡积层,厚0.5~2.0m,强风化带厚5~15m,中风化带厚10~20m,两岸边坡均较稳定,无大的工程地质问题。
3、地质
桥位区出露地层为晚元古界上板溪群清水江组第一段中厚~厚层状变余凝灰质板岩夹变余砂岩。
自上而下岩(土)层分别为残坡积层(Qel+dl),崩塌堆积体(Qc),及清水江组第一段(Ptbq1)。
残坡积层(Qel+dl)由浅黄、黄色可塑性粘土、粉粘土夹块石及碎石组成,厚0.8~3.20m之间,分布于黎平岸及剑河岸490.00m高程以上的平缓地带。
崩塌堆积体(Qc)为巨石、块石、碎石及风化土组成,分选性差,厚0.2~0.5m,主要分布在黎平岸。
清水江组第一段(Ptbq1)为灰绿—灰色微波状变余凝灰质板岩夹变余粉砂岩,上部基岩为强风化层,下部为中风化变余凝灰质板岩及少量变余细砂岩,岩芯较完整,中风化基岩地基允许承载力建议值2.0MPa。
根据中华人民共和国地震局颁发的《中国地震烈度区划分图(1990)》,三板溪水电站库区内地震基本度为6度。
2.2设计规范
1、《公路工程技术标准》(JTGB01-2003);
2、《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004);
3、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004);
4、《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000);
5、《公路圬工桥涵设计规范》(JTGD61-2005)。
2.3主要技术标准
1、设计荷载:
公路-II级,人群荷载:
3.0KN/㎡。
2、通航标准:
不考虑。
3、设计洪水频率:
1/100。
3、桥面宽度:
净-7.5+2×1.5m。
2.4构思宗旨
1、符合发展规划,满足交通功能需要。
2、桥梁结构造型简洁,美观,反映新科技成就,体现人民智慧。
3、设计方案力求结构新颖,保证结构受力合理,技术可靠,施工方便。
4、与公路的等级和周边环境相宜。
5、学习拱桥的设计过程。
2.5主要建筑材料
1、混凝土
C40混凝土:
主拱圈、拱座及钢筋混凝土空心板
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