公路 120m 220m 120m 部分斜拉桥设计(本科毕业设计论文)

西 南 交 通 大 学 本科毕业设计（论文）

公路 120m+220m+120m 部分斜拉桥设计

年 级:2006级 学 号:20060178 姓 名:王磊 专 业:土木工程 指导老师:赵彬

2010年 6 月 西南交通大学本科毕业设计 第 1 页

院 系 土木工程学院 专 业 土木工程 年 级 2006级 姓 名 王磊 题 目 公路 120m+220m+120m 部分斜拉桥设计

指导教师 赵彬 评 语

指导教师 (签章) 评 阅 人 评 语

评 阅 人 (签章) 成 绩 答辩委员会主任 (签章)

年 月 日 西南交通大学本科毕业设计 第 2 页

毕业设计（论文）任务书 班 级 土木 6 班 学生姓名 王磊 学 号 20060178 发题日期： 2010 年 4 月 7 日 完成日期： 2010 年6月 10 日 题 目 公路 120m+220m+120m 部分斜拉桥设计 1、 本论文的目的：本毕业设计为公路双塔部分斜拉桥。在设计任务和老师的指导下

应完成一座桥梁结构从最开始的桥型选择到最后的各种检算等一系列工作。本论文的目的是为了了解部分斜拉桥的特点、设计总体步骤、认识主要构件(塔、索、梁)的受力特点,构造特点以及其与一般斜拉桥和连续钢构桥的区别。熟悉软件 MIDAS 的桥梁设计过程包括所需命令、步骤、建模、计算。掌握斜拉索初始张拉力的确定方法,合理分施工阶段以及合理成桥状态的概念。了解恒载、活载、组合计算以及初步设计中的主要检算同时还要完成预应力筋估束, 索、塔、梁 的检算以及桥梁结构的第一体系受力特点、计算和检算。 本论文意义: 本设计是对同学们大学四年所学知识的回顾和总结，通过毕业 设计与毕业论文的写作对斜拉桥尤其是部分斜拉桥有一个全面的更新的认识,了解它的施工设计，施工工艺，熟悉整个桥梁设计的步骤。为将来我们踏上工作岗位奠定相关基础。

2、学生应完成的任务主要包括以下方面： (1)设计任务、基本资料。 (2)毕业设计中、英文摘要。 (3)毕业设计说明书(不少于一万五千字)： (a)与设计题目相关的设计理论和技术的简况。 (b)详细的计算、设计过程说明，包括计算公式、数据及必要的图表以及自编程序清单等。 (c)图纸的绘制。西南交通大学本科毕业设计 第 3 页

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(d)简单的工程概算（工程数量估算）。 (7)对本次设计的总结，包括自己的收获、感想及毕业设计中存在的问题等内容。 (8)毕业实习报告。 (9)英文专业文献的中文翻译稿，要求英文文献不少于 1 万外文字符。具体翻译 文献由指导教师给定。

3、论文各部分内容及时间分配：（共 12 周） 第一部分 文献资料的收集、阅读、外文资料的翻译 (1 周) 第二部分 桥跨布置、构件尺寸拟定和方案比选 (1 周) 第三部分 部分斜拉桥分阶段施工计算模型的建立 (1 周) 第四部分 斜拉桥主梁的预应力（斜拉索和梁预应力）设计 (2 周) 第五部分 对塔、梁、索结构进行初步检算 (1 周) 第六部分 整理设计及计算成果，汇总最终检算成果 (1 周) 第七部分 进行第一体系的索塔配筋设计、完成第一体系的各类检算 (1 周) 第八部分 完善计算、检算内容，论文整理、图纸绘制工作 (2 周)

评阅及答辩 (1 周) 备 注

指导教师： 年 月 日 审 批 人： 年 月 日

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摘 要 部分斜拉桥(又称为矮塔斜拉桥)是近20年来兴起的一种新型桥梁结构形式，部分斜拉桥是一种组合结构体系，其力学性能介于连续梁桥和斜拉桥之间,其适用跨度也介于梁式桥和斜拉桥之间。由于其良好的经济特性和美学效果，近些年在国内外得到了快速发展。 本设计为公路120m+220m+120m双塔三跨预应力混凝土单索面部分斜拉桥。在结构性能上，斜拉索仅仅分担部分荷载，还有相当部分的荷载由梁的受弯、受剪来承受。“部分斜拉”即源于斜拉索的斜拉程度。部分斜拉桥的受力是以梁为主，索为辅，所以梁体高度介于梁式桥与斜拉桥之间，大约是同跨径梁式桥的1/2倍或斜拉桥的2倍。 本设计中主梁采用单箱三室的变截面形式，使用C60混凝土，桥面设计宽为 25.5m，桥轴线为直线，不设纵坡，桥面设2％的双向横坡，以便于横向排水。设计荷载标准为：公路－I级荷载。桥塔采用独柱型桥塔，C50混凝土，总高26m，塔底尺寸为2.2m×8m。主墩采用薄壁墩，尺寸为8m×15.5m。斜拉索对称设置在桥面中央分隔带处，每个索塔上对称连有26根斜拉索，共52根。 进行设计时，首先根据规范要求进行各构件截面尺寸的拟定，并且在MIDAS软件中建立斜拉桥的计算模型，进行成桥下的内力组合计算。接下来是斜拉桥分阶段施工计算模型的建立，通过这个过程去了解斜拉桥的施工方法和流程。然后是部分斜拉桥斜拉索的索力和预应力的设计，通过预应力的估数和调整使桥梁达到合理的工作状态。 最后是进行设计检算，根据整体受力计算中主梁内力组合结果对预应力混凝土梁进行正常使用极限状态和承载能力极限状态的设计检算。根据斜拉索的内力组合结果进行斜拉索的应力检算。根据主梁变形计算结果进行主梁的刚度检算。 关键词：部分斜拉桥；悬臂施工；设计检算

西南交通大学本科毕业设计 第 5 页 Abstract

The extradosed cable-stayed bridge ( low tower cable-stayed Bridge) has been considered as a new type of structure in recent 20 years，Extradosed cable-stayed bridges are hybrid structures, whose mechanic characteristic lies between continuous beam bridges and cable-stayed bridges and whose suitable span is also between girder bridge and cable-stayed. In recent years，extradosed cable-stayed bridges have rapidly developed in the foreign and domestic because of its economy and beauty . This design is a prestressed concrete extradosed cable-stayed bridge in a highway form of 120m+220m+120m twin towers and three spans with a single-cable-plane. In terms of structure and properties, the cables only burden some part load, some considerable part of remained load is borne by the beams being bent and sheared. The so-called “partially cable-stayed”stems from the degree of cables. The load-carrying capability of partially cable-stayed bridge mainly lies in beams, then on cables. Consequently, the beam height of partially cable-stayed bridge comes between Bean Bridge and Cable-stayed Bridge, it being half higher than Beam Bridge of the same span and twice higher than cable-stayed bridge. Main girder in this design takes the form of variable cross-section in this hired, single-box-type, with application of concrete C60. The deck design is 25.5m wide. And the bridge axis is a straight line without longitudinal. A 2% dual cross-slope in the deck makes it convent to lateral drainage. Meanwhile, for the supporting load of this design, it should be in accordance with–I grade load standard of a highway. The bridge tower is single-cylindrical and is 26m high constructed by concrete C50. The size of the bottom in bridge tower is 2.2m×7m. The main pier is in form of thin-wall pier with the size of 8m×15.5m. Cables are set symmetrically in each central lane separator of the bridge deck; meanwhile, 26 symmetrical cables are tied to each bridge tower with a total number of 52. The size of cross-section in each component part should be fixed under the bridge design specifications. Then a calculation model of cable-stayed bridge could be established in MIDAS, software, and to conduct a combined calculation of in centre beneath the bridge. When all the prevalent calculations had been done, it was time that a calculation model in the process of staged construction is built, which would act as a tool for designer to know the construction