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文檔簡介

1、北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 工作日志PAGE 2PAGE 2北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 工作日志每頁檢查內(nèi)容說明: 后續(xù)頁中的紅色部分重點(diǎn)檢查核對,均應(yīng)填寫完整; 1.每頁的頁眉準(zhǔn)確無誤;2.不缺頁;3.每頁的畢設(shè)題目、專業(yè)、姓名、學(xué)號(hào)、指導(dǎo)教師填寫正確; 4.任務(wù)書第一頁有指導(dǎo)教師簽字,有日期; 5.開題報(bào)告最后一頁有指導(dǎo)教師意見和簽字,有日期; 6.指導(dǎo)手冊每頁按實(shí)際指導(dǎo)情況填寫內(nèi)容完整,有指導(dǎo)教師意見和簽字,有日期; 7.開題報(bào)告評分表有分項(xiàng)評分和總分且填寫無誤,有指導(dǎo)教師意見和簽字,有日期; 8.中期檢查評分表有分項(xiàng)評分和總分且填寫無誤,有指導(dǎo)教師意見和簽字,有日期; 9.取消指導(dǎo)

2、教師評分表、評閱教師評分表、答辯小組評分表; 12.答辯記錄有提問和回答記錄,有學(xué)生簽字,有日期; 13.檢查修改說明是否按意見要求修改,并且有學(xué)生簽字、指導(dǎo)教師意見和簽字,有日期。高速鐵路(60+108+60)m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋設(shè)計(jì)Design of (60+108+60) m Prestressed Concrete Continuous Girder Bridge for High Speed Railway學(xué) 院: 土木建筑工程學(xué)院 專 業(yè): 土木工程 學(xué)生姓名: 章邯 學(xué) 號(hào): 17231344 指導(dǎo)教師: 劉強(qiáng) 北京交通大學(xué) DATE yyyy年M月 * MERGEFORMAT

3、 2021年5月北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 目錄列表北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 日志列表工作日志列表1.北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)成績評議2.北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書3.北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告4.北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)指導(dǎo)手冊5.北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告評分表6.北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)中期檢查評分表7.北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)指導(dǎo)教師評分表8.北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)評閱教師評分表9.北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)答辯小組評分表10.北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)答辯記錄11.北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)修改說明北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論

4、文) 任務(wù)書北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 成績評議題 目: 高速鐵路(60+108+60)m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋設(shè)計(jì) 學(xué) 院: 土木建筑工程學(xué)院 專 業(yè): 土木工程 學(xué)生姓名: 章邯 學(xué) 號(hào): 17231344 開題檢查評分: 86.8 中期檢查評分: 92.7 指導(dǎo)教師評閱成績: 評閱教師評閱成績: , 答辯小組評審成績: 成績評定委員會(huì)意見:最終成績:主管教學(xué)副院長或成績評定委員會(huì)主席簽字: 2021 年 6 月 10日題 目: 高速鐵路(60+108+60)m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋設(shè)計(jì) 學(xué)院: 土木建筑工程學(xué)院 專業(yè): 土木工程 學(xué)生姓名: 章邯 學(xué)號(hào): 16231058 指導(dǎo)教師(簽名)

5、:提交日期: 2020年 11 月 25 日畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)基本內(nèi)容和要求:基本內(nèi)容:基于國內(nèi)外高速鐵路發(fā)展的最新研究成果和工程探索,了解預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁設(shè)計(jì)的基本過程及基本工作規(guī)則。完成在假定地址條件工點(diǎn)處跨度為60+108+60m的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的初步設(shè)計(jì)圖,并撰寫有關(guān)所有計(jì)算書及配套資料。主要技術(shù)指標(biāo)包括:(1)雙線鐵路(2)橋梁按直線、平坡設(shè)計(jì)。(3)橋梁考慮ZK列車荷載、支點(diǎn)不均勻沉降(相鄰支點(diǎn)間0.01m)、溫度模式一(梁體整體升溫20)、溫度模式二(橋面板局部升溫5)?;疽螅海?)獨(dú)立完成本設(shè)計(jì)所有內(nèi)容。(2)要求設(shè)計(jì)文件完整正確,設(shè)計(jì)圖紙規(guī)范,達(dá)到橋梁專業(yè)初步設(shè)計(jì)的

6、各項(xiàng)基本要求。(3)設(shè)計(jì)中充分考慮施工可行性和方便程度。(4)橋梁計(jì)算軟件MIDAS使用正確熟練。(5)熟知該類橋梁設(shè)計(jì)要點(diǎn),養(yǎng)成良好的設(shè)計(jì)工作習(xí)慣。畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)重點(diǎn)研究的問題:(1)橋梁布跨、橋面橫向布置的研究;(2)橋梁有限元模型的建立;(3)施工階段的劃分;(4)各施工階段橋梁關(guān)鍵截面應(yīng)力的控制及強(qiáng)度、抗裂性計(jì)算;(5)合龍計(jì)算;(6)成橋階段橋梁關(guān)鍵截面應(yīng)力的控制及強(qiáng)度、抗裂性計(jì)算;(7)預(yù)應(yīng)力筋的排布及線性設(shè)計(jì);(8)橋梁工程圖紙的繪制。畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)應(yīng)完成的工作:1、設(shè)計(jì)書(1)橋梁截面擬定的說明(2)手算預(yù)應(yīng)力鋼筋估計(jì)(3)橋梁計(jì)算MIDAS輸入MCT文件(4)橋梁計(jì)算MI

7、DAS輸出文件(5)橋梁截面強(qiáng)度計(jì)算書(6)橋梁截面抗裂性計(jì)算書(7)有關(guān)預(yù)應(yīng)力筋的幾何計(jì)算書(8)其他所有零星計(jì)算的記錄和所有取值的依據(jù)(9)設(shè)計(jì)說明書(10)論文的適當(dāng)章節(jié)中應(yīng)包含本次畢業(yè)設(shè)計(jì)在安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保和合理利用資源等方面的考慮和內(nèi)容介紹。2、圖紙(1)設(shè)計(jì)說明書(2)梁體概圖(3)梁體各關(guān)鍵截面圖(4)預(yù)應(yīng)力筋布置圖(5)預(yù)應(yīng)力筋大樣圖(6)預(yù)應(yīng)力筋數(shù)據(jù)表(7)預(yù)應(yīng)力筋錨固詳圖3實(shí)習(xí)報(bào)告實(shí)習(xí)結(jié)束后要及時(shí)撰寫實(shí)習(xí)報(bào)告,內(nèi)容應(yīng)包括以下部分:(1)工程地點(diǎn)及工程名稱、實(shí)習(xí)時(shí)間;(2)工程概況、主體結(jié)構(gòu)形式、結(jié)構(gòu)構(gòu)成、結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)和主要技術(shù)指標(biāo);(3)工程各子結(jié)構(gòu)體系的形式、功能及相互關(guān)

8、系;(4)工程特點(diǎn),你認(rèn)為該工程的突出特點(diǎn)及可以改進(jìn)之處;(5)實(shí)習(xí)獲得的資料。4外文文獻(xiàn)翻譯 選擇1篇與本畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容相關(guān)的英文文獻(xiàn),翻譯成中文。參考資料推薦:1 夏禾主編,橋梁工程,北京:清華大學(xué)出版社,2013.2鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范(TB1002.12017)3鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(TB1002.32005)4高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范(TB106212014)其他要說明的問題:無北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 開題報(bào)告PAGE 2題 目: 高速鐵路(60+108+60)m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋設(shè)計(jì) 學(xué)院:土木建筑工程學(xué)院 專業(yè):土木工程 學(xué)生姓名: 章邯 學(xué)號(hào): 17231

9、344 文獻(xiàn)綜述:1 高速鐵路橋梁工程實(shí)踐情況1.1 我國高速鐵路橋梁建設(shè)21世紀(jì)初,以京滬高鐵和武廣客運(yùn)專線開工建設(shè)為標(biāo)志,中國開始了大規(guī)模的高速鐵路建設(shè),最高設(shè)計(jì)速度達(dá)到350 km/h。到2016年年底,高鐵通車?yán)锍踢_(dá)22 000 km。中國已建成的22 000 km高速鐵路中,橋梁總長度超過50 %,其中京滬高速鐵路橋梁長度更是達(dá)到線路全長的85 %以上,這些橋梁中90以上采用跨度32 m或24m的預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱梁結(jié)構(gòu)。高速鐵路列車運(yùn)行速度快,由于軌道不平順引起的輪軌動(dòng)力響應(yīng)及其對行車安全性、平穩(wěn)性和乘車舒適性的影響均隨行車速度的提高而顯著增大,因此要求高速鐵路的線路必須具有高平順

10、性、高穩(wěn)定性和高可靠性等特點(diǎn)4101314。在選用大跨度橋梁時(shí),設(shè)計(jì)者常常十分慎重,目前我國新建客運(yùn)專線和高速鐵路大跨度橋梁的結(jié)構(gòu)形式主要包括:預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁和連續(xù)剛構(gòu)、各種拱結(jié)構(gòu)、斜拉橋及梁-拱組合結(jié)構(gòu)等(表1)。在大跨度橋梁中,預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋、預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋和拱結(jié)構(gòu)橋較為常見,其中預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋在高速鐵路大跨度橋梁中最為常見。表1 部分我國新建客運(yùn)專線和高速鐵路大跨度橋梁匯總13結(jié)構(gòu)型式主橋跨度(m)線路名稱橋名鋼桁斜拉橋98+196+504+196+98京廣、滬蓉武漢天興洲長江大橋多跨連續(xù)鋼桁拱橋108+192+2336+192+108京滬、滬蓉南京大勝關(guān)長江大橋

11、預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋80+128+80京津跨北京五環(huán)大橋60+128+60京津跨北京四環(huán)大橋80+3144+80福廈烏龍江大橋64+136+64溫福昆陽大橋76+160+76廣深港沙灣水道特大橋預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)88+160+88溫福田螺大橋80+3145+80溫福白馬河大橋1082+185+115廣珠跨容桂水道大橋104+2168+112廣深港紫坭河大橋拱結(jié)構(gòu)80廣深港水田橋112武廣胡家灣大橋140武廣汀泗河大橋128福廈木蘭溪大橋290甬臺(tái)溫雁蕩山大橋從橋梁跨度上來看,當(dāng)高速列車通過多孔等跨布置的簡支梁橋時(shí),列車會(huì)受到橋跨結(jié)構(gòu)周期性的沖擊。其作用周期為一輛車經(jīng)過一孔橋的時(shí)間。當(dāng)該周期與

12、車輛系統(tǒng)的某一振動(dòng)周期一致時(shí),列車將發(fā)生共振現(xiàn)象,為避免橋梁產(chǎn)生共振,應(yīng)采用不同跨度的配合3。1.2 高速鐵路常用跨度橋梁技術(shù)通過對高速鐵路橋梁工程實(shí)踐情況的了解,在高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)中用量最大、較為常見的橋梁形式(以下稱常用跨度橋梁)在高速鐵路中主要有預(yù)應(yīng)力混凝土整孔簡支箱梁和預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁等橋梁結(jié)構(gòu)。箱梁具有整體性好,豎、橫向剛度大抗扭性能優(yōu)良,結(jié)構(gòu)耐久性好等特點(diǎn),是客運(yùn)專線和高速鐵路的首選梁型。在大量的橋梁建設(shè)中,若對每一跨進(jìn)行單獨(dú)地設(shè)計(jì)將會(huì)大大增加設(shè)計(jì)時(shí)間和成本,因此目前出現(xiàn)了高速鐵路常用跨度橋梁技術(shù)101112。通過研究高速鐵路常用跨度橋梁設(shè)計(jì)參數(shù),常用跨度橋臺(tái)縱向水平剛度參數(shù),

13、高速鐵路箱梁的動(dòng)力性能簡化判定方法,常用跨度橋梁的線性控制技術(shù),預(yù)制整孔箱梁的制造等方面的內(nèi)容,形成較為完整的高速鐵路常用跨度橋梁設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)方法,解決了高速行車條件下結(jié)構(gòu)使用性能和列車運(yùn)行的安全性、舒適性問題,從而確立了具有中國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高速鐵路常用跨度橋梁結(jié)構(gòu)體系,并形成了高速鐵路預(yù)制整孔簡支箱梁制造、運(yùn)輸、架設(shè)成套技術(shù)。采用該技術(shù),可實(shí)現(xiàn)高速鐵路建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、工廠化、減少結(jié)構(gòu)種類,縮短施工工期,節(jié)省工程投資,便于設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營維護(hù)管理,并減少對地面道路交通、環(huán)境景觀和城鄉(xiāng)綠化的影響,保證高速列車的運(yùn)營需要。2 橋梁結(jié)構(gòu)形式比選橋梁因跨越對象和跨越長度的不同,進(jìn)而有不同種類的

14、橋梁結(jié)構(gòu),如拱橋、梁橋、斜拉橋、懸索橋等。不同的橋梁結(jié)構(gòu)因其結(jié)構(gòu)的不同,其受力形式也不同,橋梁的剛度和荷載承受能力也不同,對地基的要求也不同。2.1 拱橋拱橋歷史悠久,其主要承重結(jié)構(gòu)是具有曲線外形的拱圈,在豎向荷載作用下,拱圈主要承受軸向壓力,橋墩或橋臺(tái)除了支承豎向反力外,還有較大的水平推力,但其自重大,施工工期長,拱底兩側(cè)產(chǎn)生推力,對地基要求高,且高速鐵路采用無縫線路,列車的一部分縱向力需要分配給橋梁來承擔(dān),這樣兩側(cè)的推力將會(huì)更大。因?yàn)楣敖Y(jié)構(gòu)主要承受壓力,在設(shè)計(jì)施工中多采用抗壓能力較強(qiáng)的砌體材料和鋼筋混凝土建造,對于大跨度的拱橋,也采用鋼材或鋼材加混凝土制造,如鋼桁拱、鋼管拱。鋼桁拱橋2由于

15、列車荷載的反復(fù)作用容易產(chǎn)生疲勞問題,且由于鋼材阻尼小,會(huì)產(chǎn)生較大的噪音。而鋼管拱橋5作為預(yù)應(yīng)力混凝土拱橋的一種,其通過鋼管對混凝土的約束,使混凝土處于三向受壓狀態(tài),承載力較高,但其對施工要求也較高,施工工藝復(fù)雜。由于鋼管混凝土作為一種新橋型,其無法套用圬工拱橋或鋼筋混凝土拱橋的計(jì)算方法,且對其動(dòng)力性能的研究較少,理論研究相對滯后。2.2 斜拉橋、懸索橋斜拉橋4是梁與塔、斜索組成的組合體系,在豎向荷載作用下,梁以受彎為主,塔以受壓為主,斜索則承受拉力。斜拉索中的拉力是由主梁平衡的,因此不需要懸索橋那樣的巨大的錨碇,對地基的要求比較寬松。并且其跨度較大,剛度大,能很好地滿足高速鐵路對橋梁變形的要求

16、,常用于超大跨度的高速鐵路橋梁。而懸索橋由于其剛度太小,一般無法滿足高速鐵路的運(yùn)營要求,故很少采用。2.3 梁橋梁橋分為簡支梁橋和連續(xù)梁橋,簡支梁橋?yàn)殪o定結(jié)構(gòu),支座沉降對其內(nèi)力無影響,但在豎向恒活載作用下,其跨中彎矩較大,因此跨越能力有限,跨度通常不超過40m。但在施工中,簡支梁容易做到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、制造工廠化、施工機(jī)械化,有利于控制整體質(zhì)量,施工工期短,因此簡支梁橋在高速鐵路小跨度的高架橋中得到廣泛采用。而連續(xù)梁橋在恒活載作用下,產(chǎn)生的支點(diǎn)負(fù)彎矩有卸荷的作用,使內(nèi)力狀態(tài)比較均勻合理,因而梁高可以減小,節(jié)省材料,且剛度大,整體性好,超載能力大,安全度大,橋面伸縮縫少,豎向變形小,動(dòng)力性能小,有利

17、于改善行車條件,常用于大跨度的高速鐵路橋梁。但由于連續(xù)梁是超靜定結(jié)構(gòu),對基礎(chǔ)的不均勻沉降比較敏感。2.4 連續(xù)剛構(gòu)橋連續(xù)剛構(gòu)橋是將主跨內(nèi)較柔細(xì)的橋墩與梁部固結(jié)起來,跨中設(shè)鉸或掛梁,其橋墩較為纖細(xì),梁部的受力性能與連續(xù)梁相同。墩梁固結(jié)節(jié)省了大型支座的昂貴費(fèi)用,減少了墩及基礎(chǔ)的工程量,適用于大跨、高墩的橋位。由于連續(xù)剛構(gòu)與連續(xù)梁一樣,受到彎矩和剪力,目前常用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁或連續(xù)剛構(gòu)體系。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)能充分利用鋼材的強(qiáng)度,減輕結(jié)構(gòu)自重,縱向預(yù)應(yīng)力的施加可延緩混凝土構(gòu)件中斜裂縫的形成。并且預(yù)應(yīng)力混凝土具有剛度大、噪音小、溫度變化引起結(jié)構(gòu)變形對線路影響少、造價(jià)低等特點(diǎn),且混凝土橋養(yǎng)護(hù)維修方便,造

18、價(jià)較低,所以預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋和預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)鋼構(gòu)橋在高速鐵路大跨橋梁中應(yīng)用廣泛14。因此,為滿足本畢業(yè)設(shè)計(jì)對橋梁跨度、荷載及變形的要求,采用60m+108m+60m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行設(shè)計(jì)是比較合理的。3 橋梁設(shè)計(jì)基本參數(shù)確定在對預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋進(jìn)行尺寸假定時(shí),可參考國內(nèi)外高速鐵路橋梁工程實(shí)踐和常用跨度橋梁的設(shè)計(jì)參數(shù)來確定。根據(jù)秦沈客運(yùn)專線橋梁建設(shè)的實(shí)踐,雙線連續(xù)梁宜采用單箱單室箱梁截面形式。有關(guān)混凝土梁梁高取值,從國外高速鐵路橋梁的統(tǒng)計(jì)資料表明:梁的高跨比一般在1/121/16。在秦沈客運(yùn)專線梁部設(shè)計(jì)時(shí),橋梁剛度指標(biāo),主要參考國外高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)資料,通過列車走行性分

19、析研究來確定,跨度24m、32m雙線箱梁,梁高分別為2.0m、2.6m,京滬高鐵橋梁參考圖跨度24m、32m雙線箱梁,梁高分別為2.4m、3.0m。對于本畢業(yè)設(shè)計(jì),根據(jù)v=350km/h常用跨度連續(xù)梁的梁高情況(表2),主跨選擇支點(diǎn)處高跨比為1/12.82,跨中處高跨比為1/20.83進(jìn)行設(shè)計(jì)。對于梁的細(xì)部尺寸,可采用高速鐵路常用橋梁通用參考圖(通橋(2015)2368-)進(jìn)行設(shè)計(jì)。對于預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁的預(yù)應(yīng)力體系和材料選用等設(shè)計(jì)參數(shù),根據(jù)現(xiàn)有國內(nèi)外高速鐵路橋梁的統(tǒng)計(jì)資料,目前國內(nèi)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的混凝土標(biāo)號(hào)一般為C40C50,采用C50者居多;國外大都用C50以上混凝土。采用高標(biāo)號(hào)混凝

20、土的主要原因是為了減少結(jié)構(gòu)混凝土用量、減輕自重,并能有效地減少預(yù)應(yīng)力損失,建立理想、可靠的預(yù)應(yīng)力狀態(tài)。預(yù)應(yīng)力體系均采用三向預(yù)應(yīng)力體系,懸臂澆筑施工時(shí)掛籃設(shè)計(jì)重為850kN。鑒于本畢業(yè)設(shè)計(jì)的橋梁最大跨度為108m,以主梁采用C55混凝土、三向預(yù)應(yīng)力體系,掛籃設(shè)計(jì)重為850kN作為本畢業(yè)設(shè)計(jì)的部分初始參數(shù)和設(shè)計(jì)依據(jù),最終設(shè)計(jì)將會(huì)通過計(jì)算驗(yàn)證、修改、再驗(yàn)證得出。表2 常用跨度連續(xù)梁的梁高情況9梁型支點(diǎn)梁高H(m)H/L跨中梁高h(yuǎn)(m)h/L(32+48+32)m連續(xù)梁3.0001/16.03.0001/16.0(40+56+40)m連續(xù)梁4.3001/13.023.0001/18.67(40+64+

21、40)m連續(xù)梁6.0001/10.673.0001/21.33(48+80+48)m連續(xù)梁6.6001/12.123.8001/21.05(60+100+60)m連續(xù)梁7.8001/12.824.8001/20.834 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工技術(shù)連續(xù)梁橋作為一種古老的結(jié)構(gòu)體系,它具有變形小,結(jié)構(gòu)剛度好、行車平順舒適,伸縮縫少,養(yǎng)護(hù)簡易,抗震能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。在50年代前,預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁雖是常被采用的一種體系,但跨徑均在百米以下。當(dāng)時(shí)主要采用滿堂支架法施工,費(fèi)工費(fèi)時(shí),限制了它的發(fā)展。50年代后,預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁應(yīng)用懸臂施工方法后,加速了它的發(fā)展步伐。我國自50年代中期開始修建預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁

22、橋,距今已有60多年的歷史,比歐洲起步晚,但近年來發(fā)展迅速,在預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)分析、試驗(yàn)研究、預(yù)應(yīng)力材料及工藝設(shè)備、施工工藝等方面日新月異,預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋的設(shè)計(jì)技術(shù)與施工技術(shù)都已達(dá)到相當(dāng)高的水平。我國現(xiàn)已建成的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋主要有南京長江二橋北汊大橋,主跨為(90+3165+90)米、四川樂自高速公路岷江特大橋,主跨為(100.4+3180+100.4)米等。由此可見,預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的施工方法在一定程度上影響了其發(fā)展。目前預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的主要施工方法有滿堂支架現(xiàn)澆施工法、懸臂施工法和頂推施工法。4.1 滿堂支架現(xiàn)澆施工法概述滿堂支架現(xiàn)澆施工法是采取按一定間隔,密

23、布搭設(shè),其支撐作用的腳手架施工方法,用于現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁的施工。其優(yōu)點(diǎn)是不需要大型吊裝設(shè)備,施工時(shí)多點(diǎn)支撐,沉降容易控制,張拉時(shí)支架反彈量小,對主梁健康有利,線型也同樣容易控制。缺點(diǎn)是在施工時(shí)需要大量的模板支架,在施工時(shí)無法滿足通航和通行要求,工期長,對山區(qū)橋梁及高墩有很大的局限性。4.2 頂推施工法概述頂推施工法是指梁體在橋臺(tái)背后路堤上逐段澆筑或拼裝,并用頂推裝置縱向頂推,使梁體通過各墩頂臨時(shí)滑移裝置而就位的施工方法。其優(yōu)點(diǎn)是頂推施工時(shí)不影響橋下交通,不需要大型起重設(shè)備,也沒有高空作業(yè);由于梁段在固定場地上周期性施工,因此施工質(zhì)量和施工進(jìn)度容易保證。缺點(diǎn)是對于變截面梁段、曲線型梁軸和

24、變坡度橋梁無法采用頂推施工;由于頂推過程中橋跨結(jié)構(gòu)的受力不斷變化,將會(huì)增加梁高和材料用量3。4.3 懸臂施工法概述懸臂施工法1617是從橋墩開始,對稱或不對稱的分段懸臂拼裝或懸臂澆筑施工。通常大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋宜采用懸臂澆筑法簡稱懸澆,其優(yōu)點(diǎn)是梁體鋼筋連續(xù)性好,混凝土的整體性也較好,因此整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)的整體性好,而且無須搭建落地支架,無須大型起重與運(yùn)輸機(jī)具,主要施工設(shè)備是一對能行走的掛藍(lán)。懸臂澆筑法是指在橋墩兩側(cè)設(shè)置工作平臺(tái),將梁體分段現(xiàn)澆,待每段混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求并張拉預(yù)應(yīng)力后,在平衡地逐段向跨中懸臂澆筑,直至橋跨結(jié)構(gòu)合龍的施工方法。懸臂澆筑的每一節(jié)段不僅要承受自身重量及施工機(jī)具人員等

25、荷載,還要承受后期澆筑各節(jié)段施加的荷載作用,因此,保持懸臂對稱澆筑是保證結(jié)構(gòu)受力平衡和安全穩(wěn)定的基礎(chǔ)。一般懸臂澆筑的一個(gè)節(jié)段長3-8m,不宜超過8m。懸臂施工的優(yōu)點(diǎn)有:1、預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)有利于懸臂施工,即懸臂施工時(shí)的受力與成橋后的結(jié)構(gòu)受力較為接近。施工時(shí)的預(yù)應(yīng)力筋張拉既是施工時(shí)的臨時(shí)需要,又是成橋后的結(jié)構(gòu)受力筋;2、作為無支架施工,有利于通航河流建橋、有利于深山峽谷之間建橋、有利于城市立交建橋,不妨礙橋下凈空,不影響橋下交通;3、有利于節(jié)省施工費(fèi)用,降低工程造價(jià)。因?yàn)閽旎@結(jié)構(gòu)簡單,成本低廉,逐段澆筑混凝土無需大型吊裝設(shè)備;4、有利于施工作業(yè),加快施工進(jìn)度。每個(gè)節(jié)段施工包括立

26、模、鋼筋綁扎、管道定位、混凝土澆注、預(yù)應(yīng)力張拉、管道壓漿等均在掛籃內(nèi)進(jìn)行,掛籃可設(shè)頂棚和養(yǎng)生設(shè)備,施工較少受環(huán)境影響,可以保證施工的連續(xù)性,每個(gè)墩至少有兩個(gè)工作面平行作業(yè),幾個(gè)墩可同時(shí)施工,各作業(yè)面互不干擾,施工速度較快,施工進(jìn)度有保證;5、有利于變高度箱梁施工。由于采用分段施工,便于梁體設(shè)計(jì)成變高度梁,可使預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的結(jié)構(gòu)布置呈千姿百態(tài),能設(shè)計(jì)出各種輕巧、飄逸、美觀的橋梁。缺點(diǎn)是橋梁在施工過程中產(chǎn)生負(fù)彎矩,橋墩也要求承受由施工產(chǎn)生的彎矩,因此梁的形式宜選用在營運(yùn)狀態(tài)的結(jié)構(gòu)受力與施工狀態(tài)的受力狀態(tài)比較接近形式,為了克服該問題,在本設(shè)計(jì)中采用變截面連續(xù)箱梁的形式。4.4 懸臂施工控制對

27、于懸臂施工,施工控制是懸臂施工的核心。施工控制是根據(jù)施工監(jiān)測所得的結(jié)構(gòu)參數(shù)真實(shí)值進(jìn)行施工階段計(jì)算,確定出每個(gè)懸臂階段的標(biāo)高,并在施工過程中根據(jù)施工監(jiān)測的成果對誤差進(jìn)行分析、預(yù)測和對下一立模標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整,以此來保證成橋后橋面線形、合攏段兩懸臂端標(biāo)高的相對偏差不大于規(guī)定值以及結(jié)構(gòu)內(nèi)力狀態(tài)符合設(shè)計(jì)要求。其包括變形監(jiān)控和內(nèi)力監(jiān)控兩方面內(nèi)容。變形監(jiān)控就是嚴(yán)格控制每一節(jié)段箱梁的豎向撓度及其橫向偏移,若有偏差并且偏差較大時(shí),就必須立即進(jìn)行誤差分析并確定調(diào)整方法;內(nèi)力監(jiān)控是控制主梁在施工過程中以及成橋后的應(yīng)力,尤其是合攏時(shí)間的控制,使其不致過大而偏于不安全,甚至在施工過程中造成主梁破壞。施工控制的方法中最常用

28、的是預(yù)測控制法,是指在全面考慮影響橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)的各種因素和施工所要達(dá)到的目標(biāo)后,對結(jié)構(gòu)的每一施工階段形成前后進(jìn)行預(yù)測,使施工沿著預(yù)定狀態(tài)進(jìn)行。對于分節(jié)段懸臂澆筑施工來說,預(yù)測控制的主要內(nèi)容就是確定出每個(gè)懸澆節(jié)段的撓度,進(jìn)而確定立模標(biāo)高,以保證成橋后橋面線形、合攏段兩懸臂標(biāo)高的相對偏差不大于規(guī)定值以及結(jié)構(gòu)內(nèi)力狀態(tài)符合設(shè)計(jì)要求。在實(shí)際應(yīng)用中,當(dāng)前第i段待澆筑主梁的立模標(biāo)高17應(yīng)當(dāng)按下式計(jì)算:(1)式中 H(i)第i段待澆筑主梁的底模板前端的立模標(biāo)高;H(0)第i段待澆筑主梁的底模板前端的成橋設(shè)計(jì)標(biāo)高;f(i)本階段及后續(xù)所有施工階段對第i梁段前端產(chǎn)生的撓度累計(jì)值;f(g)由于掛籃變形產(chǎn)生的底模板前

29、端的撓度值;f(t)成橋t年后由于收縮徐變和車輛運(yùn)營所產(chǎn)生的撓度。而對施工撓度的計(jì)算和控制是懸臂施工中最困難的部分。懸臂撓度包括恒載、活載及預(yù)應(yīng)力所產(chǎn)生的彈性撓度,徐變撓度,墩柱撓曲引起的撓度。懸臂施工階段高程采用有限元方法進(jìn)行計(jì)算16。4.5 預(yù)應(yīng)力筋施工4.5.1 張拉方法選擇在預(yù)應(yīng)力筋的施工過程中通常有兩種方法:先張法和后張法。先張法為先張拉鋼筋再澆筑混凝土,其施工簡單,但由于張拉臺(tái)座的尺寸限制,只能在工廠生產(chǎn)小型構(gòu)件;后張法為先澆混凝土,待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度75%以上,再張拉鋼筋,其不需要張拉臺(tái)座,施工靈活,適用于大型構(gòu)件現(xiàn)場施工。因此在本設(shè)計(jì)中采用懸臂后張法施工。4.5.2 預(yù)埋波紋

30、管的選擇在后張法預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中,預(yù)埋鐵皮管和抽芯成型不太適合大構(gòu)件施工,而預(yù)埋波紋管能有效降低孔道摩阻力,減少預(yù)應(yīng)力的損失,因此在本畢業(yè)設(shè)計(jì)中采用預(yù)埋波紋管的孔道成型方法7。其施工工序包括錨墊板的安裝、鋼絞線(預(yù)應(yīng)力鋼筋)的下料遍束和穿術(shù)、波紋管安裝、混凝土澆筑、預(yù)應(yīng)力構(gòu)件張拉及孔道壓漿。波紋管分為金屬波紋管和塑料波紋管20,金屬波紋管具有抗?jié)B、耐壓、強(qiáng)度高、柔性好,能確保施工質(zhì)量,縮短工期等特點(diǎn)而被廣泛采用與各大型橋梁,而塑料波紋管具有密封性強(qiáng)、摩阻系數(shù)?。ㄋ芰喜y管的摩阻系數(shù)為0.14,金屬波紋管的摩阻系數(shù)為0.25)、抗電腐蝕、絕緣性好、價(jià)格稍貴的特點(diǎn),適用于真空壓漿。由于真空壓漿是

31、后張法預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工的一項(xiàng)新技術(shù),因此塑料波紋管逐漸受到采用。根據(jù)TB 10424-2018鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)7.2.7的要求,本設(shè)計(jì)擬采用金屬波紋管。4.6 合龍段施工對于合龍段的控制1819,參考肯尼亞Mazeras(馬澤拉斯)特大橋項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)。本橋設(shè)置2處邊跨合龍和1處跨中合龍,均采用現(xiàn)澆合龍方式。連續(xù)梁在完成懸臂澆筑后,先實(shí)現(xiàn)邊跨合龍,形成靜定結(jié)構(gòu),再實(shí)現(xiàn)跨中合龍,完成體系的最終轉(zhuǎn)換。合龍是需要注意以下要點(diǎn):1、連續(xù)梁合龍前必須進(jìn)行標(biāo)高和線形調(diào)整,使其滿足合龍要求。2、為避免成橋后溫度降低產(chǎn)生拉應(yīng)力,合龍溫度應(yīng)選擇一天中溫度最低值。3、合龍前先解除一側(cè)的臨時(shí)固結(jié),按

32、設(shè)計(jì)合龍溫度和混凝土收縮計(jì)算的間距將合龍兩端進(jìn)行鎖定。5 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋主要病害及壽命延長5.1 主要病害及成因5.1.1 主要病害有資料表明2228,20世紀(jì)90年代以來建設(shè)的大量大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋,在運(yùn)營若干年后,部分橋梁出現(xiàn)跨中下?lián)线^大,跨中底板橫向開裂、腹板出現(xiàn)斜裂縫,頂、底板出現(xiàn)縱向裂縫等病害。橋梁病害從形成原因主要分為環(huán)境因素和人為因素兩大類。其中,混凝土碳化、氯離子侵蝕、堿集料反應(yīng)、凍融破壞等屬于環(huán)境因素,而人為因素又分為設(shè)計(jì)構(gòu)造、施工質(zhì)量和運(yùn)營管理三類。針對預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋,其病害主要為跨中下?lián)虾土芽p。1、跨中下?lián)?。對于大跨徑梁橋,跨中下?lián)鲜潜容^普遍的現(xiàn)象,下

33、撓值可達(dá)到相當(dāng)大的數(shù)值,同時(shí)可能出現(xiàn)梁體跨中段垂直裂縫或大量腹板斜裂縫,病害較嚴(yán)重。2、裂縫。大跨徑連續(xù)梁橋裂縫主要表現(xiàn)形式為:1/4跨徑、腹板變厚段、邊跨現(xiàn)澆段附近腹板出現(xiàn)斜裂縫;主跨、邊跨合龍段附近底板橫向裂縫及腹板豎向裂縫;部分橋梁在橋墩墩頂附近出現(xiàn)橫向裂縫甚至豎向裂縫;底板或頂板底面出現(xiàn)縱向裂縫;箱梁懸臂根部出現(xiàn)順橋向裂縫等。5.1.2 病害主要成因1、混凝土徐變的嚴(yán)重性和長期性認(rèn)識(shí)不足。片面縮短工期、混凝土加載齡期過短,造成混凝土徐變加大;橋梁處交通流量大且持續(xù)不斷,導(dǎo)致活載部分產(chǎn)生類似恒載的作用,造成主梁徐變加大。2、結(jié)構(gòu)本身預(yù)應(yīng)力度偏低。原設(shè)計(jì)對控制恒載撓度考慮不足,未配足預(yù)應(yīng)力

34、束;施工及運(yùn)營過程中預(yù)應(yīng)力張拉不足或損失較大,從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力度偏低。3、施工控制措施不足、施工質(zhì)量較差。梁體混凝土澆筑不密實(shí)、出現(xiàn)空洞,模板尺寸控制不嚴(yán)造成超方或少方,恒載增大或截面削弱,造成剛度降低;預(yù)應(yīng)力管道灌漿不飽滿造成鋼束銹蝕、預(yù)應(yīng)力度降低等。4、梁體開裂導(dǎo)致下?lián)霞哟?。由于?gòu)造尺寸設(shè)置不足或混凝土質(zhì)量、養(yǎng)護(hù)不到位等情況,箱梁梁體開裂,造成橋梁剛度降低,導(dǎo)致?lián)隙仍龃蟆?、溫度等因素的影響考慮不足。原有規(guī)范對溫度的影響考慮不足甚至未考慮,整體升降溫和溫度梯度對于連續(xù)梁橋等超靜定結(jié)構(gòu)影響較大。6、箱梁尺寸設(shè)置不足。在原有規(guī)范對主拉應(yīng)力等指標(biāo)控制較為寬松的情況下,片面追求尺寸的輕薄,對混凝

35、土的性能估計(jì)不足。7、預(yù)應(yīng)力設(shè)置方式有欠缺。部分老橋未設(shè)置下彎束,導(dǎo)致腹板抗剪能力及對裂縫的限制作用降低。8、施工質(zhì)量較差,混凝土徐變的嚴(yán)重性和長期性認(rèn)識(shí)不足,梁體下?lián)蠈?dǎo)致或促進(jìn)箱梁開裂。5.2 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的徐變變形無砟軌道能適應(yīng)高速鐵路高平順性和高穩(wěn)定性的要求,但可調(diào)性很小。因此,對本畢業(yè)設(shè)計(jì)橋梁,必須控制鋪軌后混凝土收縮徐變引起的橋梁線形的改變。混凝土的后期徐變引起橋梁的上拱或下?lián)鲜怯闪航孛鎽?yīng)力分布不均勻引起的。混凝土徐變與應(yīng)力大小有關(guān),在恒載和預(yù)應(yīng)力的作用下,梁體截面上一般既有軸壓又有彎矩。如果梁段的軸壓與彎矩是由同一時(shí)刻施加的荷載引起,則上下兩側(cè)中壓應(yīng)力大的一側(cè)的徐變大于壓應(yīng)

36、力小的一側(cè),從而造成梁段下凹或上凸。但由于懸臂施工,一期恒載和預(yù)應(yīng)力是隨施工進(jìn)度分期分批施加的,合龍時(shí)經(jīng)體系轉(zhuǎn)換,再加上二期恒載,并且結(jié)構(gòu)中不同位置的梁段混凝土的齡期不同,所受荷載時(shí)間也不一樣。因此這些內(nèi)力不能累加后計(jì)算其徐變效應(yīng),在實(shí)際工程中,預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋收縮徐變的計(jì)算非常復(fù)雜?;炷恋男熳円话阌眯熳兿禂?shù)22-23來描述。徐變系數(shù)是徐變應(yīng)變和彈性應(yīng)變的比值。中國和歐洲規(guī)范都以混凝土齡期28d時(shí)的彈性應(yīng)變?yōu)榛鶞?zhǔn)定義徐變系數(shù), 即(2)混凝土的徐變系數(shù)與許多因素有關(guān),如混凝土齡期t、加載齡期、構(gòu)件的尺寸、環(huán)境因素等。5.3 預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力損失是指預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件在制造、運(yùn)輸、安裝、使用

37、的各個(gè)過程中,由于張拉工藝和材料特性等原因,使鋼筋中的張拉應(yīng)力逐漸降低的現(xiàn)象。本畢業(yè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目屬于大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁,由于預(yù)應(yīng)力損失的影響,結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)力與設(shè)計(jì)應(yīng)往往很難完全吻合,即計(jì)算應(yīng)力不能很好地反映結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)力狀態(tài),從而留下安全隱患,嚴(yán)重影響了工程建設(shè)質(zhì)量。在后張法中,預(yù)應(yīng)力損失主要有以下原因,預(yù)應(yīng)力損失的計(jì)算24-25也從以下幾個(gè)方面考慮:1、錨固回縮損失l1。直線預(yù)應(yīng)力鋼筋錨固時(shí),由于錨具、墊板與構(gòu)件之間的所有縫隙都被擠緊,鋼筋和楔塊在錨具中的滑移,已使鋼筋內(nèi)縮了一定距離。2、摩擦損失l2。在后張法預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的張拉過程中,由于預(yù)留孔道偏差、內(nèi)壁不光滑及預(yù)應(yīng)力筋表面粗糙等

38、原因,使預(yù)應(yīng)力筋在張拉時(shí)與孔道壁之間產(chǎn)生摩擦。隨著計(jì)算截面距張拉端距離的增大,預(yù)應(yīng)力鋼筋的實(shí)際預(yù)拉應(yīng)力將逐漸減小。3、應(yīng)力松弛損失l3。鋼筋受力后,在長度不變的條件下,鋼筋的應(yīng)力隧時(shí)間增長而降低。4、收縮徐變損失l4。在一般濕度條件下(相對濕度60%70%),混凝土結(jié)硬時(shí)體積収縮,而在預(yù)應(yīng)力作用下,混凝土又發(fā)生徐變。5、環(huán)形構(gòu)件用螺旋式預(yù)應(yīng)力鋼筋做配筋時(shí)所引起的預(yù)應(yīng)力損失l5。當(dāng)環(huán)形構(gòu)件采用纏繞螺旋式預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí),混凝土在環(huán)向預(yù)應(yīng)力的擠壓作用下產(chǎn)生局部壓陷,預(yù)應(yīng)力鋼筋環(huán)的直徑減少,造成預(yù)應(yīng)力損失。以上五種后張法預(yù)應(yīng)力損失在各階段出現(xiàn)的種類是不同的,故應(yīng)按受力階段對預(yù)應(yīng)力損失進(jìn)行組合,然后才能確

39、定不同受力階段的有效預(yù)應(yīng)力值。根據(jù)預(yù)應(yīng)力損失出現(xiàn)的先后次序以及完成終值所需的時(shí)間,按預(yù)加應(yīng)力和使用兩個(gè)階段對預(yù)應(yīng)力損失進(jìn)行組合,見表3。表3 后張法受力階段預(yù)應(yīng)力損失組合受力階段預(yù)應(yīng)力損失組合預(yù)加應(yīng)力階段使用階段由于理論模式的計(jì)算結(jié)果往往與工程實(shí)際情況存在差異,加上一些在設(shè)計(jì)時(shí)難以計(jì)入的因素,因此設(shè)計(jì)過程中有必要考慮結(jié)構(gòu)各截面應(yīng)力有一定的安全儲(chǔ)備。在多數(shù)已建成的大跨度橋梁中出現(xiàn)裂縫往往是由于對預(yù)應(yīng)力損失估計(jì)過小,預(yù)應(yīng)力儲(chǔ)備不足所致。5.4 橋梁全生命周期設(shè)計(jì)理念高速鐵路橋梁在最近十年內(nèi)進(jìn)行了大量的建設(shè),尤其是以預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋和簡支梁橋?yàn)橹?,在未來幾十年后,必定?huì)有大批高速鐵路橋梁達(dá)到其使

40、用壽命或產(chǎn)生較多的病害。因此對預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的檢測、養(yǎng)護(hù)與維修設(shè)計(jì)是一項(xiàng)很重要的任務(wù)。根據(jù)可持續(xù)發(fā)展的思路,橋梁設(shè)計(jì)既要考慮當(dāng)前發(fā)展的需要,又要考慮今后發(fā)展的需要,因此有學(xué)者提出橋梁全生命周期的設(shè)計(jì)理念28-29,提高橋梁耐久性。本畢業(yè)設(shè)計(jì)將參考橋梁全生命周期設(shè)計(jì)理念進(jìn)行設(shè)計(jì)。目前預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的耐久性問題有:1、預(yù)應(yīng)力控到壓漿問題。控到灌漿的不飽滿且很難檢查和補(bǔ)救,導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力鋼索銹蝕。2、預(yù)應(yīng)力筋腐蝕。在有氧氣、水分及氯離子存在的情況下,處于高應(yīng)力狀態(tài)的預(yù)應(yīng)力筋容易發(fā)生應(yīng)力腐蝕,應(yīng)力腐蝕一方面會(huì)導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力筋中有效預(yù)應(yīng)力的急劇降低,進(jìn)一步引起開裂等病害,降低橋梁的耐久性。常用的預(yù)應(yīng)

41、力混凝土梁式橋梁的加固補(bǔ)強(qiáng)方法26-27主要有增大截面法、粘貼纖維復(fù)合材料法、粘貼鋼板法、增設(shè)體內(nèi)或體外預(yù)應(yīng)力法、改變結(jié)構(gòu)體系法等,也可以針對結(jié)構(gòu)的不同部位和不同的病害同時(shí)采用多種加固措施。6 在本畢業(yè)設(shè)計(jì)中需要注意的問題1、如何通過350km/h客運(yùn)專線橋梁通用圖選擇合適的高跨比和截面尺寸(懸臂施工要求采用箱型變截面);2、通過包絡(luò)圖從不同荷載工況中找出最大內(nèi)力;3、預(yù)應(yīng)力筋的合理布置,注意鋼筋的間距、位置等,防止施工時(shí)發(fā)生沖突;4、用邁達(dá)斯建立施工過程中的模型5、由于采用懸臂施工,檢算時(shí)除了考慮成橋時(shí)截面應(yīng)力的控制、強(qiáng)度及抗裂性,還需要考慮施工過程中截面應(yīng)力的控制、強(qiáng)度及抗裂性;5、圖紙的

42、單位、字體、字號(hào)等需符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),畫完記得點(diǎn)保存;6、若設(shè)計(jì)規(guī)范之間的取值不一致時(shí),采用更新的規(guī)范或?qū)I(yè)性更強(qiáng)的規(guī)范,否則偏于安全考慮取值。研究方案:本畢業(yè)設(shè)計(jì)的研究思路如下:1、方案比選(此部分的內(nèi)容已在文獻(xiàn)綜述中闡述)。2、學(xué)習(xí)Midas civil,掌握建立模型、定義邊界條件、施加荷載工況、定義施工階段、分析處理等技能。3、進(jìn)行梁的截面設(shè)計(jì)。該階段包括確定梁高(高跨比、變截面形式);確定梁的截面尺寸(參考350km/h客運(yùn)專線橋梁通用圖);通過邁達(dá)斯計(jì)算不同工況下素混凝土的內(nèi)力,畫包絡(luò)圖,找出最大內(nèi)力4、配預(yù)應(yīng)力筋。采用后張法,進(jìn)行波紋管的選擇,通過手算得出配筋量,可用MATLAB進(jìn)行編

43、程計(jì)算。5、鋼筋布置遵循鋼筋布置原則,有條件的話使用BIM進(jìn)行設(shè)計(jì)。6、驗(yàn)算在施工過程中是否滿足截面應(yīng)力、強(qiáng)度及抗裂性要求,若滿足,則進(jìn)行下一步,若不滿足,則返回第4步重新設(shè)計(jì)配筋,若還不滿足,則返回第3步重新設(shè)計(jì)截面。7、用邁達(dá)斯建立施工過程中的模型,進(jìn)行懸臂施工的合龍計(jì)算。8、驗(yàn)算成橋運(yùn)營階段是否滿足截面應(yīng)力、強(qiáng)度及抗裂性要求,處理方式與第6步一致。9、繪制橋梁工程圖紙。圖紙包括設(shè)計(jì)說明書、梁體概圖(平立剖)、梁體各關(guān)鍵截面圖、預(yù)應(yīng)力筋布置圖、預(yù)應(yīng)力筋大樣圖、預(yù)應(yīng)力筋數(shù)據(jù)表、預(yù)應(yīng)力筋錨固詳圖。主要參考文獻(xiàn):1李小珍.高速鐵路橋梁工程EB/OL.(2012-08-04)2019-12-13.

44、/view/710fb3c0aa00b52acfc7cac2.html2朱爾玉,劉磊.預(yù)應(yīng)力混凝土拱橋EB/OL.(2019-02-26)2019-12-13./view/c8546faf185f312b3169a45177232f60ddcce793.html3彭彥彬.橋涵工程M.大連:大連理工大學(xué)出版社.2011-054夏禾,韓冰,季文玉,等.橋梁工程(上冊)M.北京:高等教育出版社版社.20115陳寶春.鋼管混凝土拱橋計(jì)算理論研究進(jìn)展J.土木工程學(xué)報(bào),2003(12):47-57.6王玉玨.高速鐵路大跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁設(shè)計(jì)J.四川建筑,2014,34(01):133-134.7韓志成,

45、李建.預(yù)埋波紋管在后張法預(yù)應(yīng)力混凝土中的應(yīng)用技術(shù)J.南水北調(diào)與水利科技,2005(01):60-62.8王玉銀,惠中華.鋼管混凝土拱橋施工全過程與關(guān)鍵技術(shù)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2010-05:35-36.9孫樹禮.高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)與實(shí)踐M.北京:中國鐵道出版社.2011:353-364.10陳良江.京滬高速鐵路常用跨度橋梁的技術(shù)特征及選型探討J.鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),2003(10):15-18.11. 構(gòu)建高速鐵路常用跨度橋梁結(jié)構(gòu)體系N. 人民鐵道,2012-08-29(B02).12徐升橋.高速鐵路常用跨度橋梁技術(shù)J.橋梁建設(shè),2011(02):62-65.13牛斌. 中國高速鐵路橋梁綜述C.

46、 中國土木工程學(xué)會(huì)橋梁及結(jié)構(gòu)工程分會(huì)、天津市建設(shè)管理委員會(huì).第十八屆全國橋梁學(xué)術(shù)會(huì)議論文集(上冊).中國土木工程學(xué)會(huì)橋梁及結(jié)構(gòu)工程分會(huì)、天津市建設(shè)管理委員會(huì):中國土木工程學(xué)會(huì),2008:74-84.14秦順全,高宗余.中國大跨度高速鐵路橋梁技術(shù)的發(fā)展與前景J.Engineering,2017,3(06):23-38.15Saptarshi Sasmal,K. Ramanjaneyulu. Transfer matrix method for construction phase analysis of incrementally launched prestressed concrete br

47、idgesJ. Engineering Structures,2006,28(13).16韓紅春. 大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋懸臂施工控制研究與實(shí)踐D.西南交通大學(xué),2007.17宋麗加. 大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁懸臂施工控制研究D.西南交通大學(xué),2007.18譚海亮.長聯(lián)大跨混凝土連續(xù)箱梁橋懸臂施工合龍方案分析J.科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2019(21):126-127.19韓龍,韓金秀.預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁懸臂澆筑施工工藝及控制要點(diǎn)J.工程建設(shè)與設(shè)計(jì),2016(18):140-141+147.20蘇雄豐.后張預(yù)應(yīng)力塑料波紋管的應(yīng)用與真空壓漿施工工藝J.科學(xué)之友(B版),2009(08):13-14.

48、21徐周朝.大跨度混凝土連續(xù)梁橋病害分析及加固處理探究J.人民交通,2018(06):64-65.22何義斌.大跨度無砟軌道連續(xù)梁橋后期徐變變形研究J.鐵道學(xué)報(bào),2008(04):120-124.23Shingo Asamoto,Kyosuke Kato,Takeshi Maki. Effect of creep induction at an early age on subsequent prestress loss and structural response of prestressed concrete beamJ. ,2014,70.24涂楊志. 大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋預(yù)應(yīng)力

49、損失研究D.武漢理工大學(xué),2003.25呂曉寅,劉林,盧文良等.混凝土結(jié)構(gòu)基本原理M.北京:中國建筑工業(yè)出版社,2012:204-2092019-12-2526李邦映.預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋病害分析及維修加固設(shè)計(jì)J.工程與建設(shè),2015,29(03):334-336.27鮑衛(wèi)剛.預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋維修與加固技術(shù)J.公路,2013(01):13-18.28馬軍海. 基于全壽命的橋梁設(shè)計(jì)過程及其在混凝土連續(xù)梁橋中的應(yīng)用D.同濟(jì)大學(xué),2008.29Helder Sousa,Joo Bento,Joaquim Figueiras. Construction assessment and long-te

50、rm prediction of prestressed concrete bridges based on monitoring dataJ. Engineering Structures,2013,52.30中華人民共和國鐵道部.高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范:TB 10621-2009S.北京:中國鐵道出版社,201031國家鐵路局.鐵路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范:TB 10002-2017S.北京:中國鐵道出版社,201732中華人民共和國鐵道部.鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范:TB 10002.3-2005S.北京:中國鐵道出版社,200533中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.預(yù)應(yīng)力混凝土用

51、鋼絞線:GB/T 5223-2014S.北京:國家標(biāo)準(zhǔn)出版社,201434中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.信息與文獻(xiàn) 參考文獻(xiàn)著錄規(guī)則:GB/T 7714-2015S.北京:國家標(biāo)準(zhǔn)出版社,201435國家鐵路局.鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn):TB 10415-2018S.北京:中國鐵道出版社,201836國家鐵路局.鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn):TB 10424-2018S.北京:中國鐵道出版社,201837Frederick Stoll,Joseph E. Saliba,Laura E. Casper. Experimental study of CFRP-prestressed

52、 high-strength concrete bridge beamsJ. Composite Structures,2000,49(2).38erterve. 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋設(shè)計(jì)要點(diǎn)剖析EB/OL.(2018-06-25)2019-12-29./html/2018/0625/8130074131001112.shtm畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)進(jìn)度安排:序號(hào)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)各階段內(nèi)容時(shí)間安排備注1設(shè)計(jì)參數(shù)收集、確定橋跨結(jié)構(gòu)尺寸1周第一部分2Midas civil建模0.5周3結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算、自重產(chǎn)生的徐變次內(nèi)力計(jì)算1周第二部分4恒、活載組合0.5周5內(nèi)力包絡(luò)圖1周6預(yù)應(yīng)力筋估算和布置、預(yù)應(yīng)力損失計(jì)

53、算1.5周第三部分7預(yù)應(yīng)力彈性次內(nèi)力、徐變次內(nèi)力、溫度次內(nèi)力、支座次內(nèi)力計(jì)算1.5周8驗(yàn)算施工過程的截面應(yīng)力、撓度、抗裂性1周第四部分9施工合龍計(jì)算0.5周10驗(yàn)算運(yùn)營階段的截面應(yīng)力、撓度、抗裂性1周11編制設(shè)計(jì)圖紙1.5周第五部分12撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文1.5周13檢查、完善畢業(yè)設(shè)計(jì),制作答辯PPT1周第六部分14畢業(yè)實(shí)習(xí)、編制實(shí)習(xí)報(bào)告、外文翻譯1.5周第七部分指導(dǎo)教師意見:該學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度認(rèn)真,善于鉆研,文獻(xiàn)綜述詳實(shí),對研究工作和研究內(nèi)容思路清晰,研究計(jì)劃制定合理。目前已經(jīng)進(jìn)行了部分工作,可以繼續(xù)按計(jì)劃執(zhí)行。同意該學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)開題。指導(dǎo)教師(審核簽名):審核日期:2020年12月30 日北京交

54、通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 指導(dǎo)手冊題 目: 高速鐵路(60+108+60)m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋設(shè)計(jì) 學(xué) 院: 土木建筑工程學(xué)院 專 業(yè): 土木工程 學(xué)生姓名: 章邯 學(xué)生學(xué)號(hào): 17231344 指導(dǎo)教師: 劉強(qiáng) 起止年月: 2020年12月2021年5月 指導(dǎo)手冊填寫說明:1本手冊全程記錄學(xué)生開展本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)和教師指導(dǎo)的情況,由學(xué)生摘要填寫,并由指導(dǎo)教師簽字認(rèn)可。2本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開展過程中,每兩周至少填寫本手冊1次。3本手冊是檢查學(xué)生本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作進(jìn)展的重要方式,也是指導(dǎo)教師工作量認(rèn)定的參考依據(jù)。4本手冊是畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作日志的重要組成部分,在答辯時(shí)呈交答辯委員會(huì)

55、,作為成績評定的重要依據(jù)。5附頁不夠時(shí)可自行復(fù)印加頁。北 京 交 通 大 學(xué)2020年12月第 1 周指導(dǎo)日期2020年12月5日指導(dǎo)地點(diǎn)土建樓615辦公室參加人章邯、秦楠工作進(jìn)展1、進(jìn)行完選題工作,確定畢設(shè)題目2、仔細(xì)閱讀了任務(wù)書上的安排和要求,向老師提出了一些尚未理解的問題3、確定了設(shè)計(jì)思路:方案比選、學(xué)習(xí)邁達(dá)斯、梁的截面設(shè)計(jì)、配預(yù)應(yīng)力筋、畫鋼筋布置圖、驗(yàn)算施工階段的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性、驗(yàn)算成橋階段的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。擬定了畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)間安排。4、強(qiáng)調(diào)了設(shè)計(jì)要點(diǎn)和具體的設(shè)計(jì)要求5、擬定了開題報(bào)告和開題PPT的提綱存在問題1、對施工過程中的驗(yàn)算部分不是太了解2、對任務(wù)書上的內(nèi)容還未充分理解

56、3、對所選畢設(shè)內(nèi)容還停留在定性分析,應(yīng)該進(jìn)行定量分析下一步工作安排1、查閱大量文獻(xiàn),撰寫開題報(bào)告2、確定外文翻譯文獻(xiàn),并進(jìn)行翻譯3、學(xué)習(xí)邁達(dá)斯軟件4、制作開題答辯PPT指導(dǎo)教師(組)意見該學(xué)生對任務(wù)書理解較好,但還需查閱文獻(xiàn),對畢設(shè)進(jìn)一步地了解。指導(dǎo)教師(簽字): 指導(dǎo)日期: 2020年 12 月 5 日第 2 周指導(dǎo)日期2020年12月29日指導(dǎo)地點(diǎn)土建樓615辦公室參加人章邯、秦楠工作進(jìn)展1、開題報(bào)告撰寫完成2、開題答辯PPT制作完成,并進(jìn)行了評議和修改3、確定了外文翻譯文獻(xiàn),正在翻譯中4、初步確定了采用單箱單室變截面箱梁,跨中處梁高為5.2m,支座處梁高為8.4m5、邁達(dá)斯初步建模存在問

57、題1、開題報(bào)告的敘述順序不當(dāng),有關(guān)計(jì)算方面的內(nèi)容太少2、PPT風(fēng)格要求簡潔明了,相關(guān)數(shù)據(jù)采用表格形式呈現(xiàn),每頁僅顯示關(guān)鍵字,要體現(xiàn)出工作量,頁數(shù)不能太多下一步工作安排1、查找橋梁相關(guān)計(jì)算實(shí)例的書籍,了解預(yù)應(yīng)力配筋的計(jì)算和次內(nèi)力的計(jì)算,完善開題報(bào)告。2、將外文文獻(xiàn)翻譯完成3、對邁達(dá)斯進(jìn)行深入學(xué)習(xí),完全掌握邁達(dá)斯建模過程4、在建模過程中,通過查閱規(guī)范,逐步完善和確定橋梁的截面尺寸和設(shè)計(jì)參數(shù)指導(dǎo)教師(組)意見該學(xué)生對本畢業(yè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)方案有了較為深入的認(rèn)識(shí),可以進(jìn)行開題。指導(dǎo)教師(簽字): 指導(dǎo)日期: 2020年 12 月 29 日第 3-4 周指導(dǎo)日期2021年2月27日指導(dǎo)地點(diǎn)ZOOM網(wǎng)上會(huì)議

58、室參加人章邯、秦楠工作進(jìn)展1、確定了橋梁頂板厚度、底板厚度、腹板厚度、翼緣寬度、承托、梁高和橋面寬度等尺寸,繪制出橋梁跨中和支座處的橫截面CAD圖;2、仔細(xì)閱讀了高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范、鐵路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范、鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范、預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線、高速鐵路橋涵工程施工技術(shù)規(guī)程等規(guī)范。劃分了69個(gè)施工節(jié)段,建立了施工過程,確定了自重、二期恒載、掛籃重、濕重、整體升溫、橋面板局部升溫、支座沉降、ZK活載等荷載參數(shù),計(jì)算了有效寬度系數(shù);3、將上述參數(shù)在邁達(dá)斯中進(jìn)行了建模;4、完成了外文文獻(xiàn)的翻譯。存在問題1、橋梁跨中截面的底板厚度太薄,厚度改為600mm;2、對偏載系數(shù)、沖擊系數(shù)、

59、豎向動(dòng)力系數(shù)的理解不太深,在邁達(dá)斯中不知該如何計(jì)算和確定;3、對施工過程中的掛籃和濕重產(chǎn)生的彎矩方向不太理解;4、在對橋梁進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算時(shí),不應(yīng)考慮施工階段和預(yù)應(yīng)力;5、在邁達(dá)斯中橋梁支座處的連接方式比較疑惑。下一步工作安排1、在邁達(dá)斯中刪去施工階段和預(yù)應(yīng)力部分,再計(jì)算出荷載組合的包絡(luò)圖;2、根據(jù)內(nèi)力包絡(luò)圖進(jìn)行配筋。指導(dǎo)教師(組)意見工作量飽滿,繼續(xù)按計(jì)劃進(jìn)行。指導(dǎo)教師(簽字): 指導(dǎo)日期: 2021年 2 月 27 日第 5 周指導(dǎo)日期2021年3月9日指導(dǎo)地點(diǎn)ZOOM網(wǎng)上會(huì)議室參加人章邯、秦楠工作進(jìn)展1、在邁達(dá)斯軟件中建立了不同支座連接形式,并進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)參與分析的幾種連接形式對橋梁的內(nèi)力

60、大小不會(huì)產(chǎn)生影響,因此選用了較為合理的一種支座連接形式進(jìn)行后續(xù)分析;2、通過邁達(dá)斯得到了橋梁在不同荷載組合下的剪力和彎矩圖,以及剪力包絡(luò)圖和彎矩包絡(luò)圖;3、閱讀了相關(guān)書籍,了解了預(yù)應(yīng)力混凝土橋的部分配筋公式和配筋原理;4、確定了預(yù)應(yīng)力鋼絞線、普通構(gòu)造鋼筋的型號(hào)和力學(xué)參數(shù),為下一步的配筋做準(zhǔn)備。存在問題1、查看的配筋公式和原理是用于設(shè)計(jì)公路橋梁的,兩者之間有一定的區(qū)別;2、對預(yù)應(yīng)力筋的估算還有待參考其他書籍;下一步工作安排1、通過邁達(dá)斯將各控制截面的慣性矩等力學(xué)和幾何參數(shù)導(dǎo)出;2、參照老師所發(fā)的電子版書籍,對各控制截面的預(yù)應(yīng)力筋數(shù)進(jìn)行估算。指導(dǎo)教師(組)意見工作量飽滿,繼續(xù)按計(jì)劃進(jìn)行。指導(dǎo)教師(

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