内蒙古科技大学
本科生毕业设计说明书
题 目：沪蓉高速公路佑溪桥设计
学生姓名：
学 号：
专 业：
班 级：
指导教师：
摘 要
本桥位于沪蓉国道主干线湖北省宜昌至恩施段K29+245处，跨越佑溪，沟宽约110m。河道与路线正交，河床稳定，河道顺直，平时沟内水量较少，沟底较深，比降较大，泄洪顺畅。
设计主要分为桥型方案比较和推荐方案设计，桥型方案中拟定了三个比选方案，方案一为预应力混凝土简支梁桥，方案二为预应力混凝土连续梁桥,方案三为上承式混凝土箱形拱桥。通过方案比选，最终选用方案三：上承式钢筋混凝土箱形拱桥，主拱跨径56m。桥梁下部结构为重力式墩，基础采用刚性扩大基础。
桥梁全长85.75m，桥面净空为外侧0.5m钢筋混凝土防撞护栏＋桥面宽净11.0m ＋ 0.75m波形钢板防撞护栏，桥面横坡2%。
结构计算主要针对上部结构盖梁、立柱、拱箱，下部结构桥台进行了细部尺寸拟定、内力计算、配筋计算、截面验算。
关键词：拱轴系数；箱形拱肋；主拱圈内力组合；截面强度； 刚性扩大基础。
Abstract
This bridge is located in Shanghai-Chengdu national trunk of Yichang in Hubei province to Enshi K29+245, cross Creek, Groove width of 110m. River and route orthogonal, Riverbed stable River straight, usually less water trench, ditch deeper, larger than the drop, flood and smooth.
Design of main bridge type scheme comparison and recommended programmes designed, bridge type selection of three programmes have been formulated in the programme, the first prestressed concrete simply supported beam bridge, programme II for prestressed concrete continuous girder bridges, programme three deck concrete box arch. Comparison and selection of adoption of the programme, final selection scenario three: deck of reinforced concrete box arch bridge, the main arch span 56m. Bridge substructure for gravity-type piers, based on rigid spread Foundation.
Bridge length 85.75m, anticollision guardrail of bridge lateral clearance for 0.5m reinforced concrete + wider net 11.0M+0.75m Corrugated Sheet Steel bridge anticollision guardrail, bridge deck pavement cross slope 2%.
Structural calculations mainly for superstructure of coping, columns, arched box, detail the substructure of bridge abutment dimensions formulation, calculation of internal forces, reinforcement calculation and cross-section of recalculations. This design only for strength and stability checking computation of the pier 1th.
Key words: arch axis coefficient;arch rib; internal force; internal force combination; rigidity of section; rigid expanding foundation
目 录
摘 要 I
Abstract II
第一章 结构设计方案 1
1.1 设计资料 1
1.1.1基本资料 1
1.1.2设计标准 2
1.2 方案比选 2
1.2.1 方案一：预应力简支梁桥 2
1.2.2 方案二：预应力T形连续梁桥 3
1.2.3 方案三：钢筋混凝土箱形拱桥 4
1.3 方案选择 5
第二章 推荐方案桥梁上部结构尺寸拟定 6
2.1 方案简介及上部结构尺寸拟定 6
2.2 主要材料 6
2.3 桥梁设计荷载 7
第三章 盖梁计算 8
3.1 上部结构恒载计算 8
3.1.1 桥面铺装及空心板计算 8
3.1.2 恒载内力计算 11
3.2 活载计算 15
3.2.1 活载横向分布系数计算 15
3.2.2 按顺桥向可变荷载移动情况求支座反力 20
3.2.3 可变荷载横向分布后各梁支点反力 21
3.2.4 各梁恒载、可变荷载反力组合 24
3.2.5 三柱式反力Gi计算 26
3.3 内力计算 27
3.3.1 各截面的弯矩 27
3.3.2 相当于最大弯矩时的剪力 28
3.3.3 相当于最大弯矩时的剪力组合 29
3.3.4 盖梁内力汇总 30
3.4 截面配筋设计与承载能力校核 31
3.4.1 正截面抗弯承载能力验算 31
3.4.2 腹筋及箍筋设计 33
3.4.3 斜截面抗剪承载能力验算 35
3.4.4 全梁承载能力校核 37
3.4.5 裂缝验算 38
3.4.6 挠度验算 38
第四章 腹孔墩立柱计算 39
4.1 恒荷载计算 39
4.2 活荷载计算 39
4.2.1 汽车荷载计算 39
4.2.2 风荷载计算 40
4.3 荷载组合 41
4.3.1 最大、最小垂直反力 42
4.3.2 最大弯矩 42
4.4 截面配筋计算及应力验算 43
4.4.1 作用于墩柱顶的外力 43
4.4.2 作用于墩柱底的外力 43
4.4.3 截面配筋计算 43
第五章 主拱圈内力计算 46
5.1 主拱截面尺寸的确定 46
5.1.1 主拱尺寸和材料 46
5.1.2 主拱截面尺寸拟定 46
5.2 拱轴系数的确定 47
5.2.1 主拱圈截面特性计算 47
5.2.2 主拱圈立面布置中的计算 47
5.3 主拱圈截面内力计算 49
5.3.1 按无矩法计算不计弹性压缩恒载水平推力 49
5.3.2 拱圈弹性中心及弹性压缩系数 49
5.3.3 弹性压缩引起的恒载内力 50
5.3.4 压力线偏离拱轴线引起的内力 50
5.3.5 恒载内力 57
5.3.6 活载内力 58
5.3.7 不计弹性压缩的活载内力 58
5.3.8 计入弹性压缩的活载内力 58
5.3.9 温度变化引起的内力 63
5.3.10 混凝土收缩内力 64
5.4 荷载组合 65
5.4.1 计入荷载安全系数的荷载效应 66
5.4.2 荷载组合 69
5.5 主拱圈强度验算 69
5.5.1 拱圈强度验算 69
5.5.2 拱圈截面合力偏心距验算 69
5.5.3 拱脚截面直接抗剪验算 70
5.5.4 拱的整体“强度—稳定性”验算 72
5.5.5 横向稳定性验算 74
第六章 桥墩及基础计算 75
6.1 桥台尺寸拟定 75
6.2 荷载计算 76
6.2.1 桥墩以上恒荷载计算 76
6.2.2 活载内力计算 80
6.2.3 内力组合 81
6.3 正截面强度验算 86
6.3.1 墩身截面受压承载能力验算验算 86
6.3.2 墩身截面合力偏心矩验算 87
6.4 基底应力及偏心距验算 87
6.4.1 地基承载能力验算 87
6.4.2 基底偏心距验算 89
6.5 墩台稳定性验算 89
6.5.1 抗倾覆稳定性验算 89
6.5.2 抗滑动稳定性验算 90
第七章 施工方案 92
7.1 施工准备 92
7.2 施工方法 92
7.3 设备组成部分 92
7.4 主要机具 92
7.5 施工方案 93
7.6 拱上建筑施工 95
7.6.1 墩柱盖梁 95
7.6.2 桥面系工程 95
参考文献 96
附录 97
附录A 外文翻译 97
第一部分英文原文 97
第二部分汉语翻译 102
致谢 107
