毕业论文 1-45m双线高速铁路板拱桥设计(2立柱).doc
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毕业论文 1-45m双线高速铁路板拱桥设计(2立柱),摘要本设计主要是关于高速铁路拱桥的设计，目前我国的高速铁路快速发展，设计施工水平以处于世界先进水平。我国西南地区地质复杂，河流纵横，在一些多山地区拱桥是有相当大的优势的。本设计拱桥的设计跨度为45m，设计为新建高速双线无石碴铁路，线路中心线距离4.8m，桥轴线为直线，设计纵坡为-0.15%，桥面横坡为2％人字排水坡，设...
内容介绍
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摘 要
本设计主要是关于高速铁路拱桥的设计，目前我国的高速铁路快速发展，设计施工水平以处于世界先进水平。我国西南地区地质复杂，河流纵横，在一些多山地区拱桥是有相当大的优势的。本设计拱桥的设计跨度为45m，设计为新建高速双线无石碴铁路，线路中心线距离4.8m，桥轴线为直线，设计纵坡为-0.15%，桥面横坡为2％人字排水坡，设计荷载为ZK活载。由于拱桥的跨度较小，拱桥的施工方法为满堂支架法。
本设计采用桥梁工程软件Midas建立全桥结构模型并进行结构内力以及变形分析，先把桥跨结构分为各若干节段，在Midas里面用相应的材料建立单元，并在上面施加相应的荷载，添加边界条件和施工阶段，调整运行模型得到相应的内力和变形。用电子表格整理内力，再根据混凝土结构设计原理和相应规范进行截面的配筋检算，最后绘制相关的设计图纸。
设计过程中，多次运用计算和绘图的辅助软件，特别是涉及到大量的数字运算，采用手算比较繁琐，而且准确性得不到保证，这时Excel电子表格对大量数据的重复处理效率非常有用，本设计在Midas的内力整理和截面配筋检算的计算过程中，都采用了Excel辅助工具完成。设计图纸主要包括桥跨结构的整体布置图和结构的钢筋布置图，绘制时主要用Auto-CAD绘图软件完成相关图纸的绘制。
关键词：双线高速铁路 板拱桥 满堂支架施工 有限元分析
Abstract
This graduate design is mainly about the design of the two-line rapid transit railway arch bridge. The development of rapid transit railway in our country is very fast at present. The geology in southwest of China is great complex, and the advantage of arch bridge is reveal in this mountainous and river area. The span of arch bridge is 45 m in my graduate design . this new rapid transit railway design for the two ballastless track lines .the distance of two centerline4.8m, The axes of this bridge is a straight line, and the grade of deck is -0.15‰ , the herringbone lateral slope of deck is 2% for draining . The design load standard is the ZK Live Load (double line). Because the span of arch bridge is small, the construction method of small arch bridge is full support method.
This design adopts the bridge analytical software—Midas Civil. It establishs a full-bridge structure model and analysis the internal force and deformation. First, it divided bridge span structure into several segment, Establish units with the appropriate materials and imposed relevant loads on it. Add boundary conditions and the construction stage, adjustment of the operating model of the relative internal forces and deformation. Finishing internal forces with spreadsheet .and use the theory designing concrete structures and relevant code to design and check the reinforcement of the cross-section. Finally ，draw relevant design drawings.
Because this design involving a great deal of numerical calculation, it's too tedious to work by hand and the accuracy assuranced hardly. I used many strong soft-wares: Auto-CAD ,Word and Excel etc.which also advanced the design efficiency and precision.in my graduate design, the main software to design and check the reinforcement of the cross-section is Excel spreadsheet, the main drawing software is Auto-CAD.
Key word: two-line rapid transit railway arch bridge full support method Finite Element Analysis
目 录
第1章 绪论 1
1.1 概述 1
1.1.1 拱桥的发展历史及结构受力特点 1
1.1.2 现代拱桥的发展 3
1.2 设计基本资料 5
1.2.1 主要技术标准 5
1.2.2 设计依据 6
第2章 主要尺寸拟定 7
2.1 主要材料参数 7
2.2 桥跨结构平面的总体布置 7
2.2.1 桥面高程及纵坡确定 7
2.2.2 拱脚位置确定 8
2.2.3 拱轴线的选取 8
2.2.4 立柱位置的选取 9
2.2.5 最终桥梁结构布置 9
2.3 结构截面尺寸拟定 10
2.3.1 梁的截面尺寸 10
2.3.2 板拱截面尺寸 11
2.3.4 立柱截面尺寸 11
第3章 建立Midas结构模型 12
3.1 模型各结构节段划分 12
3.1.1 梁体节段划分 12
3.1.2 立柱节段划分 13
3.1.2 板拱节段划分 13
3.2 模型单元的建立 14
3.2.1 材料 14
3.2.2 截面 14
3.3 边界条件 15
3.4 时间依存性材料 16
3.5 结构荷载 16
3.6 施工阶段定义 21
3.7 模型修改调整 22
第4章 结构内力 变形分析 24
4.1 荷载组合 24
4.2 结构的内力 24
4.2.1 梁体的内力 24
4.2.2 板拱的内力 28
4.2.3 施工阶段作用下板拱内力 32
4.2.4 立柱的内力 33
4.2.5 帽梁的内力 35
4.2.6 拱桥整个结构反力 36
4.3 结构的变形 37
4.3.1 梁体竖向变形 37
4.3.2 梁体横向变形 39
第5章 结构截面配筋及检算 41
5.1 铁路桥跨结构截面配筋原则 41
5.1.1 受弯构件截面受力的几个阶段 41
5.1.2 按容许应力法计算的基本假定 42
5.1.3 截面换算原理 44
5.1.4 钢筋种类及其布置原则 44
5.2 梁体截面配筋 45
5.2.1 T形截面梁配筋原理 45
5.2.2 梁体正截面抗弯配筋 47
5.2.3 梁体斜截面抗剪配筋 58
5.2.3 梁体斜筋及构造配筋 60
5.3 板拱截面配筋 61
5.3.1 偏心受压截面梁配筋原理 61
5.3.2 板拱截面配筋及检算 65
5.3.3 板拱斜截面抗剪配筋 70
5.3.3 板拱稳定性验算 72
5.3.4 板拱斜筋及构造配筋 73
5.4 立柱截面配筋 73
5.4.1 轴心受压截面梁配筋原理 74
5.4.2 轴心受压截面梁配筋 75
5.4.3 立柱稳定性验算 75
5.4.4 立柱截面配筋结果 76
5.5 帽梁截面配筋 76
第6章 桥跨结构裂缝检算 78
6.1 受弯构件裂缝产生原因 78
6.2 受弯构件裂缝计算原理 78
6.3 受..
本设计主要是关于高速铁路拱桥的设计，目前我国的高速铁路快速发展，设计施工水平以处于世界先进水平。我国西南地区地质复杂，河流纵横，在一些多山地区拱桥是有相当大的优势的。本设计拱桥的设计跨度为45m，设计为新建高速双线无石碴铁路，线路中心线距离4.8m，桥轴线为直线，设计纵坡为-0.15%，桥面横坡为2％人字排水坡，设计荷载为ZK活载。由于拱桥的跨度较小，拱桥的施工方法为满堂支架法。
本设计采用桥梁工程软件Midas建立全桥结构模型并进行结构内力以及变形分析，先把桥跨结构分为各若干节段，在Midas里面用相应的材料建立单元，并在上面施加相应的荷载，添加边界条件和施工阶段，调整运行模型得到相应的内力和变形。用电子表格整理内力，再根据混凝土结构设计原理和相应规范进行截面的配筋检算，最后绘制相关的设计图纸。
设计过程中，多次运用计算和绘图的辅助软件，特别是涉及到大量的数字运算，采用手算比较繁琐，而且准确性得不到保证，这时Excel电子表格对大量数据的重复处理效率非常有用，本设计在Midas的内力整理和截面配筋检算的计算过程中，都采用了Excel辅助工具完成。设计图纸主要包括桥跨结构的整体布置图和结构的钢筋布置图，绘制时主要用Auto-CAD绘图软件完成相关图纸的绘制。
关键词：双线高速铁路 板拱桥 满堂支架施工 有限元分析
Abstract
This graduate design is mainly about the design of the two-line rapid transit railway arch bridge. The development of rapid transit railway in our country is very fast at present. The geology in southwest of China is great complex, and the advantage of arch bridge is reveal in this mountainous and river area. The span of arch bridge is 45 m in my graduate design . this new rapid transit railway design for the two ballastless track lines .the distance of two centerline4.8m, The axes of this bridge is a straight line, and the grade of deck is -0.15‰ , the herringbone lateral slope of deck is 2% for draining . The design load standard is the ZK Live Load (double line). Because the span of arch bridge is small, the construction method of small arch bridge is full support method.
This design adopts the bridge analytical software—Midas Civil. It establishs a full-bridge structure model and analysis the internal force and deformation. First, it divided bridge span structure into several segment, Establish units with the appropriate materials and imposed relevant loads on it. Add boundary conditions and the construction stage, adjustment of the operating model of the relative internal forces and deformation. Finishing internal forces with spreadsheet .and use the theory designing concrete structures and relevant code to design and check the reinforcement of the cross-section. Finally ，draw relevant design drawings.
Because this design involving a great deal of numerical calculation, it's too tedious to work by hand and the accuracy assuranced hardly. I used many strong soft-wares: Auto-CAD ,Word and Excel etc.which also advanced the design efficiency and precision.in my graduate design, the main software to design and check the reinforcement of the cross-section is Excel spreadsheet, the main drawing software is Auto-CAD.
Key word: two-line rapid transit railway arch bridge full support method Finite Element Analysis
目 录
第1章 绪论 1
1.1 概述 1
1.1.1 拱桥的发展历史及结构受力特点 1
1.1.2 现代拱桥的发展 3
1.2 设计基本资料 5
1.2.1 主要技术标准 5
1.2.2 设计依据 6
第2章 主要尺寸拟定 7
2.1 主要材料参数 7
2.2 桥跨结构平面的总体布置 7
2.2.1 桥面高程及纵坡确定 7
2.2.2 拱脚位置确定 8
2.2.3 拱轴线的选取 8
2.2.4 立柱位置的选取 9
2.2.5 最终桥梁结构布置 9
2.3 结构截面尺寸拟定 10
2.3.1 梁的截面尺寸 10
2.3.2 板拱截面尺寸 11
2.3.4 立柱截面尺寸 11
第3章 建立Midas结构模型 12
3.1 模型各结构节段划分 12
3.1.1 梁体节段划分 12
3.1.2 立柱节段划分 13
3.1.2 板拱节段划分 13
3.2 模型单元的建立 14
3.2.1 材料 14
3.2.2 截面 14
3.3 边界条件 15
3.4 时间依存性材料 16
3.5 结构荷载 16
3.6 施工阶段定义 21
3.7 模型修改调整 22
第4章 结构内力 变形分析 24
4.1 荷载组合 24
4.2 结构的内力 24
4.2.1 梁体的内力 24
4.2.2 板拱的内力 28
4.2.3 施工阶段作用下板拱内力 32
4.2.4 立柱的内力 33
4.2.5 帽梁的内力 35
4.2.6 拱桥整个结构反力 36
4.3 结构的变形 37
4.3.1 梁体竖向变形 37
4.3.2 梁体横向变形 39
第5章 结构截面配筋及检算 41
5.1 铁路桥跨结构截面配筋原则 41
5.1.1 受弯构件截面受力的几个阶段 41
5.1.2 按容许应力法计算的基本假定 42
5.1.3 截面换算原理 44
5.1.4 钢筋种类及其布置原则 44
5.2 梁体截面配筋 45
5.2.1 T形截面梁配筋原理 45
5.2.2 梁体正截面抗弯配筋 47
5.2.3 梁体斜截面抗剪配筋 58
5.2.3 梁体斜筋及构造配筋 60
5.3 板拱截面配筋 61
5.3.1 偏心受压截面梁配筋原理 61
5.3.2 板拱截面配筋及检算 65
5.3.3 板拱斜截面抗剪配筋 70
5.3.3 板拱稳定性验算 72
5.3.4 板拱斜筋及构造配筋 73
5.4 立柱截面配筋 73
5.4.1 轴心受压截面梁配筋原理 74
5.4.2 轴心受压截面梁配筋 75
5.4.3 立柱稳定性验算 75
5.4.4 立柱截面配筋结果 76
5.5 帽梁截面配筋 76
第6章 桥跨结构裂缝检算 78
6.1 受弯构件裂缝产生原因 78
6.2 受弯构件裂缝计算原理 78
6.3 受..
