两跨普通钢筋混凝土连续梁桥设计开题报告

 2022-09-18 17:23:49

1. 研究目的与意义

桥梁全长40m,跨径组合为20 20m,桥宽10米。道路等级:城市主干道,汽车荷载:城-A级,无人群荷载。设计行车速度40km/h,设计车道:路幅宽度为10m,单向两车道,无人行道。最大纵坡:≤3%,桥面横坡:2%。

两跨普通钢筋混凝土连续梁桥是城市高架,特别是匝道中,非常常见的一种桥型,材料多采用混凝土,并且仅使用普通钢筋进行配筋,截面形式采用箱形截面,桥宽一般满足双车道运营的要求。该桥结构在施工过程中一次落架,没有体系转换,因此内力计算原理和方法较简单。

毕业设计的目的在于培养毕业生的综合能力,它是土木工程专业本科培养计划中最后的一个主要环节,也是最重要的综合性实践教学环节。通过毕业设计,让我能理解桥梁设计的过程和内容,将大学四年所学的课本理论知识综合运用于设计过程中,能主动地查阅、运用相关规范文献,自我发现并解决问题,独立自主地完成设计各环节。

2. 课题关键问题和重难点

关键问题:

1、普通钢筋混凝土连续梁桥设计全过程使用的内力计算和方法

2、普通钢筋混凝土连续梁桥的设计,梁体的结构设计,普通钢筋的设计

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3. 国内外研究现状(文献综述)

普通钢筋混凝土连续梁桥

1、钢筋混凝土

钢筋混凝土结构是由配置受力的普通钢筋或钢筋骨架的混凝土制成的结构。混凝土的抗压强度高,常用于受压构件。若在构件中配置受力钢筋构成钢筋混凝土受压构件,试验表明,与素混凝土受压构件截面尺寸及长细比相同的钢筋混凝土受压构件相比,不仅承载能力大为提高,而且受力性能能得到改善。

钢筋和混凝土这两种力学性能不同的材料之所以能有效地结合在一起而共同工作,主要是由于:

(1)混凝土和钢筋之间有着良好的粘结力,使两者能可靠地结合成一个整体,在荷载作用下能很好地共同变形,完成其结构功能。

(2)钢筋和混凝土的温度膨胀系数也较为接近,因此当温度变化时,不至产生较大的温度应力而破坏两者之间的粘结。

(3)包围在钢筋外面的混凝土,起着保护钢筋免遭锈蚀的作用,保证了钢筋与混凝土的共同作用。

钢筋混凝土除了能合理地利用钢筋和混凝土两种材料的特性外,还有下述一些优点:

(1)在钢筋混凝土结构中,混凝土强度是随时间而不断增长的,同时,钢筋被混凝土所包裹而不致生锈,所以钢筋混凝土结构的耐久性是较好的。

(2)钢筋混凝土结构既可以整体现浇也可以预制装配,并且可以根据需要浇制成各种构件形状和截面尺寸。

(3)钢筋混凝土结构所用的原料中,砂、石所占的比例较大,而砂、石易于就地取材,故可以降低建筑成本。

综上所述,根据构件受力状况配置受力钢筋构成钢筋混凝土构件,可以充分利用钢筋和混凝土各自的材料特点,把它们有机地结合在一起共同工作,从而提高构件的承载能力、改善构件的受力性能。

2、连续梁桥

将简支梁梁体在支点上连续就成为连续梁桥,连续梁桥至少布置成两跨,一般布置成多跨一联。在恒载作用下,连续梁由于支点负弯矩的卸载作用,跨中正弯矩显著减少,其弯矩图与相应跨径的悬臂梁桥相差不大,如果悬臂梁的悬臂长度恰好与连续梁弯矩零点位置相对应,则连续梁弯矩图与悬臂梁弯矩图完全一致。然而,在活载作用下,连续梁因主梁连续产生支点负弯矩对各跨跨中正弯矩仍有卸载作用,其弯矩分布要比悬臂梁更合理。

连续梁是一种外部超静定结构,基础不均匀沉降将引起结构附加内力,因此,对桥梁基础要求较高,通常宜选择良好的地基条件和沉降较小的基础形式。连续梁因结构整体发生均匀温度变化引起的纵向水平位移,在结构中不产生附加内力及支承反力,但是,连续梁属于超静定结构,非线性温度变化、预应力作用、混凝土收缩徐变及基础沉降将引起结构附加内力。连续梁在力学性能上优于简支梁桥和悬臂梁桥,其具有结构刚度大、桥面变形小、动力性能好、变形曲线平顺、有利于高速行车等突出优点。

3、立面布置

本课题两跨普通钢筋混凝土连续梁桥采用等跨布置,等高度连续梁的优点是结构构造简单,对采用顶推法、移动模架法、整孔架设法等施工的跨径在40~60m的预应力混凝土连续梁,一般都采用等高度的主梁。

4、普通钢筋

主要以热轧钢筋为主,热轧钢筋是将钢材在高温结晶温度状态下,用机械的方法轧制成不同外形的钢筋。普通钢筋按照外形特征可分为热轧光圆钢筋和热轧带肋钢筋。热轧光圆钢筋是经热轧成型并自然冷却的表面平整、截面为圆形的钢筋。热轧带肋钢筋是经热轧成型并自然冷却而其圆周表面通常带有两条纵肋和沿长度方向有均匀分布横肋的钢筋。

5一次落架法(整体施工法)

连续梁桥的施工过程中的内力、成桥状态的内力及最终设计内力与施工方法密切相关,从而影响到其配筋设计,包括钢筋的布置方式和数量。

一次落架法,就是预先搭好支架,在支架上立模板、扎钢筋,整体现浇混凝土,一次卸落支架的施工方法。此法是最古老、最简单的施工方法,由于需要大量的支架且施工期长,一般仅用于桥墩较矮的中、小跨径连续梁桥的施工。使用整体法施工的桥梁,施工过程中结构受力体系不发生变化,即结构自重和使用荷载作用下的结构计算简图相同。

参考文献:

[1]周先雁.王解军[M].北京:北京大学出版社,2008.

[2]叶见署.结构设计原理[M].北京:人民交通出版社,2005.

[3]姚玲森.桥梁工程[M].北京:人民交通出版社,2008.

4. 研究方案

两跨普通钢筋混凝土连续梁桥,截面形式采用箱形截面,本次设计采用普通钢筋混凝土连续梁方案,对于施工方法有以下几种方案:

方案一、一次落架法:就是预先搭好支架,在支架上立模板、扎钢筋,整体现浇混凝土,一次卸落支架的施工方法。此法是最古老、最简单的施工方法,由于需要大量的支架且施工期长,一般仅用于桥墩较矮的中、小跨径连续梁桥的施工。

方案二、逐跨施工法:是逐孔现场现浇或逐跨装配、连续施工的一种方法。这种施工方法需要的施工支架及其他设备少、施工速度快,特别适合连续跨数较多的桥梁施工。施工过程中结构体系发生变化,可根据施工缝位置的区别,由悬臂梁或简支梁转换为连续梁。

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5. 工作计划

第一周:翻译英文资料

第二周:查阅相关资料、借阅规范图书

第三周:阅读文献资料、学习相关知识

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