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反拱度、改善结构受力性能等优点,已在一般公路桥梁和城市桥梁工程中逐步推广应用。

2)桥梁结构分析专用软件和CAD技术

a.自70年代后期以来,我国桥梁结构分析专用软件和CAD技术得到大力开发和应用。其中包括采用有限元法编制的桥梁通用综合程序以及许多桥梁专用程序,实现设计、计算。绘图一体化,大大提高了计算精度和速度,特别是用于大量重复计算、局部应力分析、设计方案优化。大跨径预应力混凝土桥梁的结构分析设计软件开发和推广应用,适应了我国桥梁建设高速发展的需要。

b.计算机技术已被广泛应用于大跨径预应力混凝土连续梁桥的施工控制。使得成桥后的线型平顺,符合桥梁的纵向设计标

高;桥梁结构的受力状态能与设计计算一致。

桥梁施工技术

(1)在我国中小跨径的预应力混凝土连续梁桥施工中,除了最古老的支架现浇方法外,还采用了先简支后连续、顶推法、移动模架逐孔浇筑法、移动导梁逐孔拼装法和梁体预制浮吊安装法等施工技术。

(2)平衡悬臂拼装施工法和平衡悬臂浇筑施工法的采用促进了预应力混凝土连续梁桥的发展。

大跨径预应力混凝土连续梁桥大多采用悬臂浇筑法施工。根据连续梁桥的特点,采用逐段平衡悬臂浇筑,先形成T构,再逐跨合龙,逐跨释放临时固定支座,完成体系转换,最终形成多跨预应力混凝土连续梁桥。

大跨径预应力混凝土连续箱梁广泛采用挂篮进行悬臂浇筑施工。常用的挂篮形式有偏架式和斜拉式。随着施工技术的进步,挂篮结构向着轻型化的方向发展,尽可能采用构造合理、受力明确、自重轻、利用系数高、使用安全方便,具有良好技术经济指标的挂篮。例如,上海黄浦江奉浦大桥等工程采用的

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菱型挂篮就是其中之一,该挂篮总重仅50t,利用系数为4.0。 (3)高强度预应力钢材、高标号混凝土和大吨位预应力锚固体系的研制开发和应用,促进了大跨径预应力混凝土连续梁 桥的发展。

在80年代后期,国内开始生产18edMPa的低松弛预应力钢绞线,加上与其配套的大吨位预应力钱具和张拉设备的研制成功.C50与C60混凝土的应用,使得预应力连续梁桥结构轻型化,跨越能力得到很大提高。在这以前,我国大量采用16000MPaφ5的高强度碳素钢丝和与其配套的钢质锥形锚(即F式锚具)这种锚具的张拉吨位小.使用时的控制张拉力仅565kN,每张拉 10kN预应力需要的布柬面积约为 0.255cm2/kN;若采用 φj15.2~12型锚具.张拉10kN预应力所需的布 束面积约为0.096 cm2/kN;采用φj15.2~22型的锚具时,张拉10kN预应力所需的布柬面积约为 0.067cm2/kN。三者的比例为 1:0.38:0.26,由此可以看到,采用大吨位预应锚具体系后,使得预应力箱梁布柬范围内的顶板、腹板和底板尺寸,设计时由原来的布柬控制改为受力控制和按构造要求控制,这样,大大减小百箱梁断面的尺寸,减轻了上部结构的自重。 箱梁混凝土及钢绞线的用量能够大大减少,从而使得预应力结构设计更趋合理、经济。若采用以往的钢质锥形锚具,预应力混凝土连续梁的跨越能力大多在100m左右。随着1860MPa钢绞线和大吨位预应力锚固体系的应用,建桥施工技术的发展,目前,我国连续梁桥的最大跨径已达165。连续剧构桥的最大跨径达到270。,从而使得我国预应力混凝土梁桥的设计、施工技术进入世界先进行列。

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2 桥梁设计

2.1 桥梁跨径布置和箱梁截面尺寸拟定

2.1.1 跨径比

一般情况下,为使边跨正弯矩和中支点负弯矩大致接近的原则,以使布束更趋合理,构造简单,故L1/L2=0.539~0.692是常见的边、主跨的跨径比范围,当L1/L2≤0.419时,边跨则需压重,应属于非常规的特殊处理;大都L1/L2=0.54~0.58则较合理,这将有可能在边跨悬臂端用导梁支承于端墩上合拢边跨,取消落地支架。 2.1.2 梁高

主跨箱梁跨中截面的高跨比h0≈(1/46.2~1/86)L2,通常为(1/54~1/60)L2,在箱梁根部的高跨比h1≈(1/15~1/20.6)L2,大部分为(1/18)L2左右。

目前在国际上有减少主梁高跨比的趋势,已建成的挪威stolma桥和Raftsundet桥,在跨中区段采用了轻质砼,减轻了自重,减小了主梁高跨比,其跨中h0≈1/862L2和1/85.12L2,根部高度分别为h1=1/20.12L2和1/20.62L2。

一般情况下,可采用2次抛物线的梁底变高曲线,但往往会在1/42L2和1/82L2处的底板砼应力紧张,且在该截面附近的主拉应力也较紧张,因而,可将2次抛物线变更为1.5~1.8次方的抛物线更合理。

在江苏平原通航河道上,为了满足通航净空的要求,在设计时甚至采用大于2次抛物线的幂级数设置底板曲线,这是值得十分注意的问题,事实证明,跨中挠度一般较大,极易发生正弯矩裂缝和斜裂缝。

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2.1.3 顶板厚度

以往通常采用28cm,近年来已趋向于减小为25cm,这显然与箱宽和施工技术有关。 2.1.4 底板厚度

以往通常采用32cm(跨中),逐渐向根部变厚,少数桥梁已开始采用28-25cm者,其厚跨比通常为(1/140~1/160)L2,也有用到1/2002L2者。

挪威stolma桥和Raftsundet桥最大底板厚度为105cm和120cm,合跨径的1/286.7和1/248.3,这将取得了明显的经济效益。 2.1.5 腹板

一般为40~50cm,但应特别注意主拉应力的控制,近年来在腹板上出现较多斜裂缝的病害甚多,应予谨慎。

增加箱梁的挖空率,减轻截面的结构自重,采用高标号砼,采用较大吨位的预应力钢束,采用三向预应力体系等,无疑都是提高设计水平,获得良好经济效益的重要措施,但同时又必须合

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