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辽宁


项目概况:
霄云观景桥主体是由三座U型吊廊栈道组成,其位于雪峰山大峡谷西侧悬崖峭壁上,与山脊平行布置,为一条新建悬吊栈道。栈道采用桁架--索组合承重结构,通过锚钉、悬吊结构悬吊于陡壁上。

设计元素:

本桥型为弧形斜拉桥,根据设计要求,结合地形、地质、水文、气候等因素,跨径为95米,U形吊廊道部分半径分别为:7.5m、15m、7.5m,钢索数量分别为6、11、6,支承数为74。
三处U形吊廊的跨径分别为:15m、30m、15m,整个结构采取对称形式。廊道横断面总宽为1.5 m,具体布置为:0.11m(扶手)+1.28m(人行道净宽)+0.11m(扶手)。
力学分析重点和要点:
根据设计资料与设计要求,从桥梁的施工工艺,安全性,经济性,适用性,造型美观等五个方面考虑,最终选定采用弧形斜拉桥。该桥三个U形吊廊采用拉索连接岩壁与桥面。 该桥力学分析的重点与难点在于材料截面的选择及索力的调节。在本桥的力学分析中,我们团队以U形桥面的变形控制为重要目标。在规范的要求下,必须保证桥梁的位移在2公分以内。

1.索力调节
根据资料经验,初定材料的截面,然后在模型中加入自重,二期恒载,人群荷载(移动荷载),以及风荷载和雪压荷载。利用civil中的未知荷载系数法计算各个拉索的索力,力求在0.5倍人群荷载的作用下把桥梁的位移控制在2公分以内。
2.截面验算
根据建模时用的材料以及截面特性,进行三种截面验算。
对于钢结构截面,采用设计栏中钢构件设计中的钢构件截面验算进行验算,对于验算结果,我们只选取钢构件;
对于拉索,则进行单独验算,采用安全系数法对拉索截面进行验算,通过桁架单元应力与其承载力进行对比,安全系数大于2.5即符合要求;
对于组合截面,采用容许应力法进行验算,应力应小于200MPa。

项目概况:
古琴式蝴蝶背人行天桥,造型概念来自“琴鸣蝶舞”,将古琴等具有文化代表性意义的意象融入设计当中,主拱两面设置双吊索,并同时在造型上突破,形如两道弯月横卧道路交叉口,犹如两把古琴组合而成,将桥梁完美地融入步行系统中。
桥梁为曲梁斜拱人行天桥,具有主梁结构圆弧状、拱肋横向倾斜、桥梁跨度大三大特点。根据道路交叉口的地形地貌特点,将设置于道路中分带上的主拱与承弯的主梁、受拉的吊索组合成结构体系

设计方案:
主要材料
桥梁拱座采用C40混凝土,科学采用配合比,减少氯离子渗透和碱骨科反应,尽量提高混凝土的密实性。
钢材:拱肋及主梁受力构件采用Q345、厚度大于40mm的钢板、吊索采用钢绞线整体挤压吊索系统、 支座在两端采用盆式橡胶支座。

力学分析重点和要点:
施工阶段计算分析:
本结构按一次成桥计算施工阶段,吊杆最大应力为462Mpa,拱肋最大应力46.1Mpa、主梁最大应力83Mpa,均满足规范要求。


• 计算结果表明:在持久状况下,吊索承载能力满足规范2.5倍综合系数的要求。
在承载能力极限状态下,主梁最大应力为159.4Mpa,拱肋最大应力为120Mpa,均满足规范的要求。

项目概况:
本次参赛作品为下承式钢管混凝土系杆拱桥,采用了30m+120m+30m的主边跨组合,主拱肋采用钢管混凝土,桥面系为混凝土结构,拱曲线线形优美,给人以遐想的空间。系杆拱桥作为拱桥家族中的一员,具有拱桥的一般特征,又有自身的独有特点。本桥梁采用柔性系杆刚性拱形式,利用系杆力平衡主拱肋的水平推力,作为一种无推力拱、可以自平衡的。
拱桥体系,突破了有推力拱桥对墩台和地基要求甚高的限制,桥梁的中跨吊杆可以对桥面系形成弹性支承,大大减少主梁的弯矩,与一般有推力拱相比,其弯矩和剪力要小很多,充分发挥了拱承压能力高的特点。

设计方案:
桥梁结构设计中不可忽视的作用,在城市交通量不断增加的情况下,交通组织功能在桥梁方案设计中也应放在重要位置,尤其是交通量大的桥梁。如果不综合考虑交通功能,下行交通撞击桥墩或相关桥梁部位,导致桥梁坍塌,这在国内外都有发生。作为桥梁设计人员必须注意这一点来进行桥梁方案比选,乃至方案确定后的桥梁分跨。

力学分析重点和要点:

桥梁介绍:主跨拱轴线采用悬链线,拱轴线为1.347,矢跨比为1/5,桥梁全长180米,主跨为120米,引桥为30米。主拱肋采用钢管混凝土,桥面系为混凝土结构。
本桥梁采用柔性系杆刚性拱形式,利用系杆力来平衡主拱肋的水平推力,作为一种无推力拱、可以自平衡的拱桥体系,突破了有推力拱桥对墩台和地基要求甚高的限制,桥梁的中跨吊杆和边跨立柱可以对桥面系形成弹性支承,大大减少主梁的弯矩,与一般有推力拱相比,其弯矩和剪力要小很多,充分发挥了拱承压能力高的特点。
内力分析:


项目概况:
本次设计的是一座预应力钢筋混凝土连续箱型梁桥。预应力混凝土连续梁桥是预应力桥梁中的一种,它具有跨越能力强、抗震性能好、适用范围广、行车性能优异的特点。加上这种桥型的设计施工均较成熟,施工质量和施工工期能得到控制,成桥后养护工作量小。由于桥梁下部通行无特殊要求,本次设计施工使用满堂支架现浇法,该方法为最原始,最基础的施工方法,操作简单快捷。上述各种因素使得该桥型在公路、城市和铁路桥梁工程中有着广泛的应用。

设计方案:

这次的设计为跨径 134m 的预应力混凝土连续箱梁桥,拟定分跨为(40+54+40)米,双向六车道,桥面宽度 11.5m(3×3.5+2×0.5),采用单箱单室箱形截面。在完成了自身的结构设计之后,在考虑自重、二期横载、混凝土收缩、温度次内力和徐变次内力等可变作用和永久作用的影响下,进行三系数法验算,进行标准效应组合、承载能力极限状态基本组合和正常使用极限状态频遇组合。根据组合结果估算和布置预应力钢束,接着计算预应力损失,力求达到最合理的预应力钢束布置。最后进行各类验算,保证结构的抗弯、抗剪、抗裂等指标合格。最后对该设计好的桥梁绘制横断面、纵断面、预应力钢束布置图、普通钢筋布置图等图纸。
力学分析重点和要点:


最终预应力筋总体布置图
钢束布置是本此毕业设计的重中之重,本人从迈达斯课程中了解到了满堂支架施工的预应力筋布置原理以及相应的操作流程,先从excel中输入相应的坐标值,从而导入预应力筋板块中。起初的几次试错中,都产生了相应的问题。第一次布设是按照两头弯起全桥布置通长钢筋,标准钢束 1 为标准,左右腹板各 6 根经行布设。于此种方式简易布设就产生了跨中处正弯矩以及桥墩支点处负弯矩无法达到平衡的问题,原因是没有在相应的应力状态位置设置合适的弯起导致。最后在我多次尝试后,在考虑桥梁合理受力状态设置初始预应力线形,进一步考虑合理应力状态,微调预应力线形后,形成最终预应力线形。

项目概况:
“星之眼”大桥是长沙市东二环线上的一座大桥,跨浏阳河,坐落于海洋半岛居民区,往东边紧挨着月湖公园,大桥北侧分布着长沙世界之窗、湖南国际会展中心、金鹰影视文化城等文化娱乐设施,南临近浏阳河大桥,是长沙东大门的交通瓶颈。
主要技术指标与参数:1.道路等级:城-A级、2.设计车道:双向四车道、3.全桥长度:250m、4.主桥直线段宽度:26.4m、6.设计车速:50km/h、7.桥面纵坡:R=2200m、8.桥面横坡 :双向 2%、9.环境类别:Ⅰ类。

设计方案:

梦之舟大桥为蝴蝶式中承式组合拱桥,由150m蝴蝶拱加两侧各50m斜拉桥组成,全桥长250m。全桥采用纵横梁组合桥面,主拱及斜拉塔均采用箱型结构。
力学分析重点和要点:


项目概况:

工程项目始于颍泉周棚街道,止于宁老庄镇李长营村,且与省道256共同构成阜阳市大外环线,线路全长约19.984公里,其中桥梁全长为1832m。颍河特大桥在沙颍河阜阳闸上游约15.2Km处跨越,主桥选用365m矮塔斜拉桥,主塔采用独柱矩形塔,充分诠释了现代桥梁的美学和力学。桥位处设计通航水位范围为23.65- 33.62m。桥梁轴线的法线与水流方向交角约为4.7゜,实际通航净宽155.5m,实际通航净高11.0m左右。
设计方案:
为满足桥梁的建设需求和景观要求,结合颍河特大桥的工程概况,该桥为双塔三跨变截面矮塔斜拉桥,桥长365m。结构选用对称布置,跨径布置为(100+165+100)m,桥面布置为2.5m(人行道)+2.5m(非机动车道)+8m(行车道)+2.75m(中央分隔带索塔区)+8m(行车道)+2.5m(非机动车道)+2.5m(人行道)=28.75m。

采用桥梁有限元软件MIDAS Civil 2020建立全桥模型。模型中,桁架单元用来模拟斜拉索,全桥离散为56个桁架单元,主梁、桥塔、桥墩与基础均用梁单元来模拟,全桥离散为1192个梁单元,共计1323个节点。桥墩与主梁一起浇筑,二者之间的固结选择刚接模拟。斜拉索在主塔和主梁位置,均采用刚接进行拉索锚固形式的模拟。采用共用节点的方法来模拟主梁和桥塔之间的共同工作。静力计算中考虑到混凝土的热胀冷缩和实际的行车荷载等因素,主梁两端处的支座需要释放两个方向的约束,通过一般支承来模拟。承台与桩之间通过主从约束模拟刚性连接,计算出桩基的土弹簧之后,采用点弹簧方式来模拟桩周围土对桩身的影响,桩底固结。有限元模型主要考虑结构恒载、移动荷载、温度以及风荷载等因素。
力学分析重点和要点:

桥塔非设计截面建模,故主要针对主梁和下部结构通过CDN进行验算,从而导出了符合预期目标的计算书。梁端处与0号块处均为空心截面,其余重量以横隔板荷载的形式布置,但实际施工图纸为实心截面,可能对梁端处、0号块处的验算结果造成影响。预应力钢束布置位置因手动判断识别,与图纸实际情况稍有误差,可能对个别变截面部位处的验算造成影响。


