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桥梁设计基本流程
2015-09-20 09:38:37   来源:   评论:0 点击:

桥梁设计流程1 设计资料和技术指标(地形、地质、气象水文、活载、道路等级等)2 总体方案设计(纵向线路、桥式方案比选、横断面设计等)3
桥梁设计流程
1.设计资料和技术指标(地形、地质、气象水文、活载、道路等级等)
2.总体方案设计(纵向线路、桥式方案比选、横断面设计等)
3.详细设计(重要构件的尺寸拟定和细节设计)
4.手算或软件计算(成桥阶段内力和变形、施工阶段内力和变形)
  针对软件计算:
  (1)建模
  (2)荷载输入
  (3)边界条件
  (4)运行分析
5.根据相关规范进行强度、刚度、稳定性验算(钢结构还应做疲劳验算)


我国桥梁设计程序,分为前期工作及设计阶段。前期工作包括编制预可行性研究报告和可行性研究报告。设计阶段按"三阶段设计"进行,即初步设计、技术设计与施工设计。
一、前期工作--预可行性研究报告和工程可行性研究报告的编制
预可行性研究报告与可行性研究报告均属建设的前期工作。预可行性研究报告是在工程可行的基础上,着重研究建设上的必要性和经济上的合理性;
可行性研究报告则是在预可行性研究报告审批后,在必要性和合理性得到确认的基础上,着重研究工程上的和投资上的可行性。
这两个阶段的研究都是为科学地进行项目决策提供依据,避免盲目性及带来的严重后果。
这两个阶段的文件应包括以下主要内容:
1、工程必要性论证,评估桥梁建设在国民经济中的作用。
2、工程可行性论证,首先是选择好桥位,其次是确定桥梁的建设规模,同时还要解决好桥梁与河道、航运、 城市规划以及已有设施(通称"外部条件")的关系。
3、经济可行性论证,主要包括造价及回报问题和资金来源及偿还问题。
二、设计阶段--初步设计、技术设计和施工设计(三阶段设计)
(1)初步设计
    按照基本建设程序为使工程取得预期的经济效益或目的而编制的第一阶段设计工作文件。该设计文件应 阐明拟建工程技术上的可行性和经济上的合理性,要对建设中的一切基本问题作出初步确定。内容一般应包括: 设计依据、设计指导思想、建设规模、技术标准、设计方案、主要工程数量和材料设备供应、征地拆迁面积、主 要技术经济指标、建设程序和期限、总概算等方面的图纸和文字说明。该设计根据批准的计划任务书编制。
(2)技术设计
    技术设计是基本建设工程设计分为三阶段设计时的中间阶段的设计文件。它是在已批准的初步设计的基础上,通过详细的调查、测量和计算而进行的。其内容主要为协调编制拟建工程中有关工程项目的图纸、说明书和概算等。经过审批的技术设计文件,是进行施工图设计及订购各种主要材料、设备的依据,且为基本建设拨款(或贷款)和对拨款的使用情况进行监督的基本文件。
(3)施工设计
    又称为施工图设计,是设计部门根据鉴定批准的三阶段设计的的技术设计,或两阶段设计的扩大初步设计或一阶段设计的设计任务书,所编制的设计文件。此文件应提供为施工所必须的图纸、材料数量表及有关说明。与前一设计阶段比较,设计图的设计和绘制应有更加详细的、具体的细部构造和尺寸、用料和设备等图纸的设计和计算工作,其主要内容有平面图、立面图、剖面图及结构、构造的详图,工程设计计算书,工程数量表等。施工图设计一般应全面贯彻技术设计或扩大初步设计的各项技术要求。除上级指定需要审查者外,一般均不需再审批,可直接交付施工部门据以施工,设计部门必须保证设计文件质量。同时施工图文件也是安排材料和设备、加工制造非标准设备、编制施工图预算和决算的依据。
三阶段设计、两阶段设计和一阶段设计
(1)三阶段设计
     一般用于大型、复杂的工程。铁路建设项目的设计工作,一般常采用三阶段设计。
(2)两阶段设计
     分为初步设计和施工设计两个阶段。其中初步设计又称为扩大初步设计。
      公路、工业与民用房屋、 独立桥 涵和隧 道等建设项目的设计工作,通常采用这种设计步骤。
(3)一阶段设计
     仅包括施工图设计一个阶段,一般实用于技术简单的中、小桥。


一、主要技术条件:
  (一)、设计荷载

  ①恒载

  梁体自重及桥面铺装;栏杆;过桥管线等。

  ②活载

  汽车;挂车;人群

  ③温度

  整体升温;整体降温;局部温度

  ④基础不均匀沉降。

  ⑤风荷载

  ⑥地震荷载

  ⑦收缩,徐变

  冲击与偏载在活载输入中考虑

  (二)、设计规范

  《公路桥涵设计通用规范》 (JTJ021-89)

  《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 (JTJ023-85)

  《公路桥涵施工技术规范》 (JTJ041-89)

  《公路工程技术标准》 (JTJ001-97)

  《城市桥梁设计准则》 (CJJ11-93)

  《公路工程抗震设计规范》 (JTJ027-96)

  二、尺寸的拟定:

  1.桥面宽B=外栏+人行道+非机动车道+车行道+分隔带+车行道+非机动车道+人行道+外栏

  2.支点梁高:

  ① 变高度梁 H支=L跨/18 (左右)

  ② 等高度梁 H支=L跨/20(左右)

  3.跨中梁高:变高度梁 H支=L跨/40(左右)

  4.翼板悬挑长度:Lb=B/4 (左右)[最大值不超过5.5米]

  5.支点底板宽:B底=B/2 (略小取值)[斜腹板可取更小值]

  6.支点底板厚:hd=H支/8~H支/12

  7.支点截面腹板厚:Hw=BL/KH支(K=400~500 )

  8.跨中腹板厚仅与腹板预应力有关:Hw=0.25~0.40 米

  9.跨中截面底板厚:hd=0.20~0.35 之间,与底板纵向预应力有关

  10.顶板板厚:hT=0.20~0.40 米

  11.关于横隔板的设置,仅在支点截面设横隔板,横隔板厚与所选定的支座上摆纵桥向尺寸相近。

  三、材料的选用:

  梁体混凝土一般选用C40~C60

  预应力:

  ①顶板束一般采用12、19、27三种类型

  ②底板束一般与顶板束相同

  ③腹板束比顶板束小

  Ryb=1860Mpa 锚下控制张拉应力为1395MPa

  ④顶板横向预应力,现在比较多采用扁锚体系,最好使用钢筋混凝土结构。

  ⑤竖向预应力,较多采用32高强精轧螺纹粗钢筋Ryb=1000Mpa,锚下控制张拉力为542.8 KN

  四、梁部纵向计算的内容和方法:

  箱梁纵桥向静力计算分两部分 ①承载能力极限状态;②正常使用极限状态

  根据边界条件和施工方法确定计算模式,运用院编PRBP程序进行上机计算

  (一)计算的荷载组合

  ①、一期恒载+二期恒载+基础变位+汽车+人群

  (《公规》中的组合Ⅰ)

  ②、一期恒载+二期恒载+基础变位+挂车

  (《公规》中的组合Ⅲ)

  ③、①+顶升(5oC)

  (《公规》中的组合Ⅱ)

  ④、①+顶升(10oC)

  (《公规》中的组合Ⅱ)

  ⑤、①+线性升温

  (《公规》中的组合Ⅱ)

  ⑥、①+线性降温

  ⑦、①+摩阻力⑴

  ⑧、①+摩阻力⑵

  ⑴与⑵为相互反向的支座摩阻力

  ⑨一期恒载+二期恒载+基础变位+满布人群

  ㈡、数据准备

  比较重要的数据

  ①单元及节点坐标

  ②截面信息

  ③材料与支乘信息

  ④预应力束信息

  ⑤施工阶段

  ⑥运营阶段

  ㈢、主要计算内容

  ①各截面正应力 (有输出结果)

  ②控制截面主拉应力(支点、L/4、L/8、腹板变化点)

  ③施工预拱度及支座设偏(根据PRBP位移结果计算)

  ④控制截面强度计算

  ⑤预应力束张拉延伸量计算

  ⑥梁体总体变形( f/L 是否满足规范要求)

  ⑦必要时要分析梁的扭转及剪力滞的影响

  上述计算结果是否满足规范要求,参见《公规》第 5.2.21条,第5.2.22条,第5.2.24条,第5.3.4条。

  五、横向计算

  取控制截面(支点、跨中、L/4、L/8) 1米宽度框架,按钢性框架计算。

  汽车及挂车荷载要考虑纵桥向有效分布宽度,计冲击系数。

  六、图纸组成

  1、图纸目录及说明书

  2、梁部总图

  3、纵向预应力束总图

  4、竖向预应力总图(横向)

  5、梁部横断面图

  6、各块件普通钢筋图

  7、锚下支乘垫板、支座垫板、支撑钢管及锚具图

  8、桥面铺装、栏杆、泄水管设计图

  9、桥面照明及灯柱设计图

  10、施工步骤图(提供不平衡弯矩)

  11、预拱度及设偏量表

  12、过桥管线图

  13、其它

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