黄河廉庄公路桥初步设计与施工图(编辑修改稿)

黄河廉庄公路桥初步设计与施工图(编辑修改稿)内容摘要：

褐黄色，可塑～硬塑状态，中等～中偏低压缩性，含铁锰结核，土性较好；该层在桥址区总体分布较连续，层厚 ～ ；地基容许承载力地基容许承载力  0 =200～ 260kPa，钻孔灌注桩桩周土的极限摩阻力i =50～ 70kPa。 （ 5）中粗砂：灰黄色，饱和，中密～密实状态，局部混亚粘土；层厚 ～；地基容许承载力  0 =170～ 250kPa，钻孔灌注桩桩周土极限摩阻力 i =45～60kPa。 （ 6）含碎石、砾石亚粘土：灰黄色，棕黄色，可塑；碎石成份为石英砂岩；呈次圆状～次棱角状，含量 20～ 40%，部分为含碎石、砾石中粗砂；层厚 ～。 （ 7） 全风化花岗岩： 黄色带粉红的 ，结构已破坏，矿物蚀变强，岩芯呈长柱状，手可折断，可捏碎，碎后呈散体砂状；天然状态单轴抗压强度 ～ ；饱和状态下崩解；地基容许承载力  0 =220～ 350kPa；钻孔灌注桩桩周土的极限摩阻力 i =55～ 70kPa。 （ 8） 强风化花岗岩： 黄色带粉红的 ，块状结构；岩芯呈柱状 ～短柱状，岩芯蚀变较强，锤击声较哑；天然状态单轴 抗压强度 ～ ；饱和状态下大部分试样崩解，未崩解的饱和单轴抗压强度 ～ ；地基容许承载力 0 =450～ 1000kPa；钻孔灌注桩桩周土的极限摩阻力 i =80～ 120kPa。 （ 9）弱风化 花岗岩 ：黄色，块状构造；岩芯呈长柱状夹碎块状，偶见陡倾角裂隙，裂隙面由方解石脉充填，岩石蚀变较强；天然状态下单轴抗压强度～ MPa；饱和状态下部分崩解，未崩解的饱和单轴抗压强度 ～；地基容许承载力  0 =1800～ 3000kPa；钻孔灌注桩桩周土的极限摩阻力 i =160～ 200kPa。 （ 10）强风化石英砂岩或泥质粉砂岩：此两岩层强度以及水稳性均较差，局部夹有弱风化石英砂岩段；石英砂岩为灰白色，细粒结构，厚层状构造，岩芯以碎块状为主，裂隙较发育，裂隙面由泥质充填或铁锰质渲染，锤击易沿裂隙裂开，质坚硬；地基容许承载力 0 =600～ 1000kPa；钻孔灌注桩周土的极 限摩阻力i =85～ 120kPa；泥质粉砂岩为灰白色，泥质粉砂岩为灰白色，泥砂质结构，泥钙质胶结，厚层状构造；岩芯呈长柱状，质较软，岩芯可掰断；天然状态单轴抗压强度 ～ ；饱和状态下部分崩解；地基容许承载力  0 =600～ 1000kPa；钻孔灌注桩桩周土的极限摩阻力 i =75～ 100kPa。 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 3 （ 11） 弱风化石英砂岩：灰色，灰白色，细粒砂状结构，厚层状构造，硅质胶结；岩芯呈 柱状夹碎块状，质坚硬 ～硬，锤击声脆，裂隙发育，裂隙面有铁锰质渲染，局部有泥质充填；天然状态单轴抗压强度 54～ 94MPa；饱和单轴抗压强度 74～ 83MPa；地基容许承载力  0 =20xx～ 3000kPa；钻孔灌注桩桩周土的极限摩阻力 i =180～ 200kPa。 各层岩土层的具体分布情况可具体参见本工程地质纵断面图以及工程地质钻孔综合成果表。 地下水及水土腐蚀性 场地地下水对混凝土有微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋长期浸 水具微腐蚀性，干湿交替有微腐蚀性；表层土对混凝土有微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀性，对钢结构具微腐蚀性。 根据桥址的地形地貌、水文地质条件、以及桥梁主跨等技术标准的要求，初拟出不同结构体系的桥型。 “安全适用、经济合理”为宗旨并结合其它因素综合考虑，初拟方案。 第一方案 —— 连续刚构桥预应力混凝土连续梁桥 此方案的桥跨布置为 14m +32m +14m , 桥全长 60m。 第二方案 —— 上承式拱桥 结构形式：主拱圈采用混凝土箱型拱。 桥面连续，桥台采用重力式 U形桥台，采用浆砌片石，既可满足受力要求，又可节大量混凝土和钢筋。 桥型美观度：桥型美观，适于险峻的峡谷地段。 施工方法：分节段吊装施工。 优缺点：受力好，节约钢筋用量，跨径大施工难度较大，上部梁段多，对行车舒适不利。 第三方案 —— 预应力混凝土连续梁桥 此方案的桥跨布置为 14m +32m +14m , 桥全长 60m。 方案比较 实用性比较 废黄河廉庄公路桥初步设计 方案进行比较： 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 4 1. 预应力混凝土连续梁桥：这种型式的桥梁变形小，伸缩缝少，结构刚度大，动力性能好，最主要的是主梁性能好，主梁变形挠曲线平缓，另外行车通畅，平顺，安全，更好的满足交通运输要求，施工工艺简单，符合废黄河 廉庄公路桥 设计、施工。 2. 连续刚构桥：这种型式的桥梁行车通畅，平顺，安全，满足交通要求，而且施工技术比较成熟，容易保证工程质量 ，并且桥梁下净空值比较大，能够满足通航性能的要求，但是此处地质条件不好，墩高小，跨径大，温差大使混凝土收缩产生较大位移，对桥墩不利，不符合废黄河 廉庄公路桥 设计、施工。 ：拱桥是我国公路上使用很广的一种桥型。 拱桥不仅可以利用钢、钢筋混凝土等材料来修建，抗风性能好，但是拱桥上部结构自重较大，下部结构工程量大，地质条件要求高，不符合废黄河 廉庄公路桥设计、施工。 安全性比较 1. 预应力混凝土连续梁桥：这种型式的桥梁技术比较成熟，容易计算，施工工艺简单，而且桥梁的质量好，整体性能也比较好， 刚度大，能够保证工程本身安全，行车性能也比较良好，满足交通运输安全要求，符合废黄河 廉庄公路桥 设计、施工。 2. 连续刚构桥：这种型式的桥梁一般将墩做成薄壁墩，但桥墩的刚度比较小，很难承受船舶的撞击力，而且基础沉降对结构影响大，不符合废黄河 廉庄公路桥 设计、施工。 ：在满足桥下净空要求时，上承式拱的曲线底面将增加桥面高程，当其用于城市立体交叉平原地区时，将增加接线的工程量或桥面纵坡，既增大造价又对行车不利，不符合废黄河 廉庄公路桥 设计、施工。 经济性比较 1. 预应力混凝土连续梁桥：基础 施工复杂，需要大型支座和较多预应力钢筋，但是施工技术简单，成熟，容易掌握，需要的机械少，大大降低了工程施工成本，价格低廉，桥梁完成后养护费用较少，符合废黄河 廉庄公路桥 设计、施工。 2. 连续刚构：不需要支座，施工工艺较简单，符合废黄河 廉庄公路桥设计、施工。 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 5 ：施工工序较多，建桥时间长，一般情况下未能采用高度机械化和工业化的建造方法，辅助设备和劳动力用量多，增加了造价，不符合废黄河 廉庄公路桥 设计、施工。 通过以上的方案比选，综合考虑该桥的经济性、技术性、施工可行性及实用性选择第三 方案（连续梁桥方案）为最后的实施方案，其优点如下： 施工工艺：悬臂挂梁施工法，混凝土连续梁桥施工期间抗风能力强，在施工期间可以不需要附加的抗风措施，降低混凝土长悬臂施工时抗风带来的风险。 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 6 第二章 结构设计 本章主要介绍桥梁的结构设计。 桥梁结构设计包括桥梁上部结构和桥梁下部结构设计。 桥梁上部结构设计的包括：截面尺寸的拟定，内力计算（恒载内力、活载内力和内力组合），配筋设计，施工阶段和使用阶段的应力验算，最终承载力极限状态强度验算、刚度验算，预拱度设置等。 下部结构设计的主要 内容为桥墩（台）的设计。 本章详细介绍了设计资料及上部构造主梁的细部尺寸。 本设计采用主桥 14+32+14m 的预应力混凝土连续箱梁。 具体尺寸为截面梁高 ，为主跨径的 1/15；采用实桥墩，桥墩高度为 8m。 ： 32m ：净宽 18m，桥面设计为双向 4车道，为单箱单室。 ： 设计荷载为公路 I 级；环境标准为 I 类环境；设计安全等级为二级。 ：体系均匀升温 25℃和降温 20℃，同时需考虑不均匀温差；人 行栏杆每侧重量分别为 ，单侧防撞栏为 ，桥面铺装用 8cm厚防水混凝土＋ 8cm厚沥青混凝土。 C55， C55混凝土强度指标： 抗压强度设计值 MPa , 抗拉强度设计值 MPa , 弹性模量 43 .5 5 1 0cE M P a。 C35， C35混凝土强度指标： 抗压强度设计值 MPa ， 抗拉强度设计值 43 .1 5 1 0cE M P a , 弹性模量 43 .1 5 1 0cE M P a。 标准强度 为 1860Mpa 的  低松弛钢绞线 ， 张拉控制应力取 为 pkf ，预应力筋的锚固方式为群锚，按后张法施工。 强度指标为： 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 7 抗拉强度标准值 1860pkf MPa ， 抗拉强度设计值 1260pdf MPa ， 弹性模量 51 .9 5 1 0cE M P a。 HRB400 钢筋。 其强度指标为： 抗拉强度设计值 330sdf MPa ， 弹性模量 10cE M P a ， 箍筋及构造钢筋采用 HRB335 钢筋，其强度指标为 抗拉强度设计值 280sdf MPa ， 弹性模量 10cE M P a。 A.《公路桥涵设计通 用规范》（ JTG D6020xx）。 B.《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（ JTG D6220xx）。 主梁尺寸拟定 根据已成桥资料及《梁桥》、《桥梁工程》（上册）手册有关连续箱梁桥截面形式及尺寸的相关内容，拟定主梁尺寸如下： 桥梁单幅采用单箱单室主梁截面，箱顶宽 18m，底面宽 11m。 由于是等截面梁，故梁底采用直线。 底板厚为 50cm，腹板厚为 60cm，顶板厚为 30cm。 设横隔板四道（两个支点各设两道），板厚 40cm，中间留有尺寸为 130cm 100cm 的人道。 图 12 边跨端部和跨中处截面 单位（ cm） 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 8 截面特性及单元重量计算成果表 表 11单元数量列表 单元号 左梁高 左面积 左单位重 右梁高 右面积 右单位重 单元重量 1 342 342 684 4 342 342 684 8 342 342 684 16 342 342 684 24 342 342 684 27 342 342 684 30 342 342 684 建模及数据输入 废黄河廉庄公路桥初步设计 采用《桥梁博士》软件进行内力分析计算。 单元划分 根据施工情况及构造要求，全桥共分为 30 个单元， 31个截面。 具体划分情况如下： 图 21 计算简图 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 9 图 22 全桥立面模型 图 23 控制截面位置图 为了方便全桥施工，现采用《桥梁博士》软件计算出了全桥上部结构控制截面的几何特性，具体情况如下： 表 21 控制截面几何信息 节点 Ec （ MPa ） Ao （ 2m ） I（ 4m ） Y （ m ） 1（边跨端部） +04 ` 4（边跨 1/2L） +04 8（根部） +04 12(主跨 1/4L) +04 16（主跨 1/2L） +04 废黄河廉庄公路桥采用悬臂施工法，模拟施工如下： 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 10 0号块采用现浇，其余号梁段采用挂篮施工，然后悬臂现浇边跨及中跨，最后合拢中跨。 本次设计为简单起见，全桥共分 3个施工阶段，第一施工阶段为梁体施工阶 段，第二阶段为桥面铺装阶段，第三阶段为随后的养护及运营阶段。 横隔板在全桥截面计算中已经计入，故此处不必重复计算， 人行栏杆 1 /q kN m ， 防撞栏 2 /q kN m ， 桥面铺装层 3 ( 24 23 ) 18 /q k N m     ， 施工阶段每延米重度为 1 2 3 /q q q k N m。 计算结果及数据处理 所有数据输完并检查无误后，进入结构计算模块，输出单元截面内力如下表所示： 恒载内 力 表 22 控制截面结构重力表 节点 M ()kN m V ()kN 1 0 645 4 2290 1410 8 24500 5470 12 8350 2740 16 19300 0 表 23 控制截面第一阶段永久荷载结构内力表 节点 M ()kN m V ()kN 1 0 645 4 2290 1410 8 24500 5470 12 8350 2740 16 19300 0 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 11 恒载内力作用下，结构弯矩图： 图 24 结构弯矩图。