4154418840蒲永橋設(shè)計

1、魯東大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計設(shè)計題目:蒲永橋設(shè)計姓 名 崔 楠 院 系 土木工程學(xué)院 專 業(yè) 土木工程 年 級 2010 學(xué) 號 20103415191 指導(dǎo)教師 王 曉 君 2014年 3月15日獨 創(chuàng) 聲 明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計，是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨立進行研究工作所取得的成果，成果不存在知識產(chǎn)權(quán)爭議。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體均已在文中以明確方式標明。此聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作者簽名: 二一三年三月二十二日畢業(yè)設(shè)計 使用授權(quán)聲明本人完全了解魯東大學(xué)

2、關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計的規(guī)定。本人愿意按照學(xué)校要求提交設(shè)計的印刷本和電子版，同意學(xué)校保存設(shè)計的印刷本和電子版，或采用影印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存設(shè)計；同意學(xué)校在不以營利為目的的前提下，建立目錄檢索與閱覽服務(wù)系統(tǒng)，公布設(shè)計的部分或全部內(nèi)容，允許他人依法合理使用。（保密論文在解密后遵守此規(guī)定） 論文作者（簽名）： 二一四年三月二十二日畢業(yè)設(shè)計開題報告姓名崔楠性別女學(xué)院土木工程學(xué)院年級2010學(xué)號20103415191題 目蒲永橋設(shè)計課題來源教師推薦課題類別應(yīng)用研究選題意義（包括科學(xué)意義和應(yīng)用前景，研究概況，水平和發(fā)展趨勢，列出主要參考文獻目錄）：畢業(yè)設(shè)計是高等工科院校培養(yǎng)計劃中最后一個重要

3、教學(xué)環(huán)節(jié)，是畢業(yè)前的綜合學(xué)習(xí)階段，是深化、拓寬、綜合教和學(xué)的重要過程，是對大學(xué)期間所學(xué)知識的全面總結(jié)。目的是使學(xué)生通過畢業(yè)設(shè)計這一環(huán)節(jié)，較為集中和專一的培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)的理論基礎(chǔ)，基本知識和基本技能，分析和解決。和以往的理論教學(xué)不同，畢業(yè)設(shè)計是要學(xué)生在老師的指導(dǎo)下獨立地系統(tǒng)地完成一個工程設(shè)計，以期能掌握一個工程設(shè)計的全過程，在鞏固已學(xué)課程的基礎(chǔ)上，學(xué)會考慮問題、分析問題和解決問題，并可以繼續(xù)學(xué)習(xí)到一些新的專業(yè)知識，有所創(chuàng)新。參考文獻1 范立礎(chǔ)主編橋梁工程（上冊）m北京：人民交通出版社，2001.2 顧安邦主編橋梁工程（下冊）m北京：人民交通出版社，2000.3 姚林森主編橋梁工程m.北京：

4、人民交通出版社，19854 閆志剛主編鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋結(jié)構(gòu)設(shè)計m. 機械工業(yè)出版社，2008.5 趙華明主編橋梁地基與基礎(chǔ)m.人民交通出版社，2009.6 凌冶平基礎(chǔ)工程m.北京：人民交通出版社，19867 姚玲森.橋梁工程.人民交通出版社,2005. 8 葉見曙. 結(jié)構(gòu)設(shè)計原理（第二版）北京：人民交通出版社，2005.9 彭大方. 橋梁工程（上冊）北京：人民交通出版社,2007.10 曾憲武、王永珩橋梁建設(shè)者的回顧與展望s.中國公路學(xué)會橋梁和結(jié)構(gòu)工程學(xué)會2001 年橋梁學(xué)術(shù)討論會論文集，北京：人民交通出版社，2001.研究主要內(nèi)容和預(yù)期結(jié)果（說明具體研究內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問題

5、，預(yù)期結(jié)果和形式，如在理論上解決哪些問題及其價值，或應(yīng)用的可能性及效果）：本課題主要是通過承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)研究計算橋梁的內(nèi)力、配筋設(shè)計出實用、經(jīng)濟、安全、美觀和環(huán)保的橋梁。2013.11.1511.16，搜集資料； 2013.11.1711.18, 方案比較2013.11.1911.21, 總體設(shè)計；2013.11.2212.12, 上部結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算； 2013.12.1312.27, 下部結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算； 2013.12.282014.1.6, 施工圖繪制； 2014.2.202.26, 總體施工方案和施工方法； 2014.2.273.11, 計算說明書整理。這次設(shè)計主要

6、用到的工具有：計算機、橋梁電算程序、橋梁博士、橋梁cad繪圖軟件、圖板、丁字尺等。擬采取的研究方法和技術(shù)路線（包括理論分析、計算，實驗方法和步驟及其可行性論證，可能遇到的問題和解決方法，以及研究的進度與計劃）：本橋整個橋型方案選定為135m的預(yù)應(yīng)力t型簡支梁橋，采用1跨變截面等跨布置。截面形式采用t型梁，可減輕自重；中小跨徑的預(yù)應(yīng)力橋梁通常采用此類型，與其他類型的橋梁相比，可以降低橋頭引道路堤高度和縮短引道的長度，做成裝配式梁橋的預(yù)制構(gòu)件時，重量不大，架設(shè)方便。另外，屬靜定結(jié)構(gòu)，且橋孔單獨受力，故最易設(shè)計成各種標準跨徑的裝配式構(gòu)件；各跨的構(gòu)造和尺寸統(tǒng)一，從而能簡化施工管理工作，降低施工費用。指

7、導(dǎo)教師意見（對論文選題的意義、應(yīng)用性、可行性、進度與計劃等內(nèi)容進行評價，填寫審核結(jié)果：同意開題、修改后再開題、不同意開題）： 簽名： 2013 年 11月 15 日院（系）畢業(yè)論文（設(shè)計）領(lǐng)導(dǎo)小組意見： （簽章） 2013年11月 15 日畢業(yè)設(shè)計結(jié)題報告姓名崔楠性別女學(xué)院土木工程學(xué)院年級2010學(xué)號20103415191題 目蒲永橋設(shè)計課題來源教師推薦課題類別應(yīng)用研究本課題完成情況介紹（包括研究過程、實驗過程、結(jié)果分析、存在的問題及應(yīng)用情況等。）通過承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)研究計算橋梁的內(nèi)力、配筋設(shè)計出實用、經(jīng)濟、安全、美觀和環(huán)保的橋梁。完成了搜集資料、方案比較總體設(shè)計、上部結(jié)構(gòu)設(shè)

8、計與計算、下部結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算、 施工圖繪制、總體施工方案和施工方法、 計算說明書整理。截面形式采用t型梁，可減輕自重；中小跨徑的預(yù)應(yīng)力橋梁通常采用此類型，與其他類型的橋梁相比，可以降低橋頭引道路堤高度和縮短引道的長度，做成裝配式梁橋的預(yù)制構(gòu)件時，重量不大，架設(shè)方便。設(shè)計比較復(fù)雜繁瑣，應(yīng)該盡可能簡便。指導(dǎo)教師評語： 簽名： 2014年 3 月 15 日院（系）畢業(yè)論文（設(shè)計）領(lǐng)導(dǎo)小組意見：（公章） 2014年 3 月 15 日指導(dǎo)教師評定成績畢業(yè)設(shè)計成績評定表學(xué)院：土木工程學(xué)院 學(xué)號：20103415191姓 名崔楠總成績：題 目蒲永橋畢業(yè)設(shè)計評閱人評語評定成績： 簽名： 年 月 日答辯小組評語

9、答辯成績： 組長簽名： 年 月 日畢業(yè)設(shè)計任務(wù)下達書院（系） 土木工程學(xué)院 專業(yè) 土木工程 學(xué)號 20103415191 姓名 崔楠 現(xiàn)將畢業(yè)設(shè)計任務(wù)下達書發(fā)給你。畢業(yè)設(shè)計任務(wù)下達書內(nèi)容如下：一、畢業(yè)設(shè)計題目：蒲永橋設(shè)計 二、主要內(nèi)容1）工程概況1）工程概況本橋擬建為1跨35m簡支梁橋。起點樁號為k10+100。橋梁位于直線段上，橋面縱坡為+1.30%。2）橋位地質(zhì)剖面圖（見附件1）3）河流及水文情況河床比降為+1.26，設(shè)計洪水位為4.5m，橋下無通航要求。4）當(dāng)?shù)亟ㄖ牧锨闆r橋梁附近采石場有充足的碎石、塊石可供，水泥與鋼材可選擇當(dāng)?shù)夭牧鲜袌龉?yīng)。5）氣象情況 查閱煙臺市當(dāng)?shù)貧庀筚Y料。6）地

10、震情況地震烈度為6級。7) 設(shè)計標準（1）道路等級：一級公路（2）活荷載：汽車荷載為公路級（3）雙向四車道（4）設(shè)計車速：80km/h三、具體要求1）根據(jù)所給橋梁的地質(zhì)、地形和水文等資料，擬定23個包括估算和技術(shù)經(jīng)濟比較的方案，并確定最佳方案。2）對最佳方案進行橋梁的總體設(shè)計，包括平面設(shè)計、縱斷面設(shè)計和橫斷面設(shè)計，繪制橋梁總體布置圖。3）進行上部結(jié)構(gòu)設(shè)計、計算及繪制主要承重構(gòu)件施工圖。4）進行下部墩臺設(shè)計、計算及繪制各類型墩臺施工圖。5）橋梁施工方案設(shè)計和施工方法介紹。6）編制設(shè)計說明書。7）施工圖采用手工繪制，也可以采用計算機繪制(推薦)。8）設(shè)計說明書中所引用的參考文獻不得少于8篇。四、主

11、要參考文獻1公路工程技術(shù)標準(jtg b012003)s.北京：人民交通出版社，20032公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范(jtg d602004)s.北京：人民交通出版社，20043公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（jtg d622004）s.北京：人民交通出版社，20044公路圬工橋涵設(shè)計規(guī)范（jtg d612005）s.北京：人民交通出版社，20055公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范(jtj 0412000)s.北京：人民交通出版社，20006張樹仁等.鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計原理m.北京：人民交通出版社，20047公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(jtg d63-2007) s.北京：人民交通出

12、版社，20078鄭益民,趙永平.橋梁工程cadm.北京：清華大學(xué)出版社，20069王慧東.橋梁敦臺與基礎(chǔ)工程m.北京：中國鐵道出版社，2005 10李國平.預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理m.北京：人民交通出版社，2000 11公路橋涵設(shè)計手冊(墩臺與基礎(chǔ))m，北京：人民交通出版社，1994 12張樹仁，鄭紹圭，鮑衛(wèi)剛.鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計原理m.北京：人民交通出版社，2004 13凌治平，易經(jīng)武.基礎(chǔ)工程m.北京：人民交通出版社，2003 14 姚玲森.橋梁工程m.北京：人民交通出版社，200815 邵旭東.橋梁工程m.北京：人民交通出版社，2004五、 進程安排階 段起 止 日 期

13、主 要 內(nèi) 容12012.11.1411.15搜集資料22012.11.1611.18方案比較32012.11.1911.21總體設(shè)計42012.11.2212.12上部結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算52012.12.1312.27下部結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算62012.12.282013.1.6施工圖繪制72013.2.202.26總體施工方案和施工方法82013.2.273.11計算說明書整理六、本畢業(yè)設(shè)計任務(wù)下達書于2012年9月16日發(fā)出。畢業(yè)設(shè)計應(yīng)于2013年3月9日前完成后交指導(dǎo)教師，由指導(dǎo)教師評閱后提交畢業(yè)設(shè)計答辯委員會。七、畢業(yè)設(shè)計任務(wù)下達書一式兩份，一份給學(xué)生，一份留學(xué)院（系）存檔。 指導(dǎo)教師： 簽發(fā)

14、于2012年 9 月 16日 分管院長（主 任）： 簽發(fā)于2012年 9 月 16 日目 錄第1章 前言151.1設(shè)計任務(wù)和來源151.2設(shè)計標準151.3設(shè)計思路151.4設(shè)計原則151.5方案比選15第2章 方案設(shè)計比選172.1 方案一:預(yù)應(yīng)力混凝土t型梁橋172.2方案二:預(yù)應(yīng)力空心板簡支梁橋172.3 方案三: 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋18第3章 預(yù)應(yīng)力簡支梁橋結(jié)構(gòu)計算203.1 設(shè)計條件與設(shè)計基礎(chǔ)203.1 .1設(shè)計條件203.1.2設(shè)計依據(jù)203.1.3設(shè)計內(nèi)容203.1.4結(jié)構(gòu)材料的選用213.2 構(gòu)造形式及尺寸選定213.3空心板毛截面幾何特性計算223.3.1 毛截面面積22

15、3.3.2毛截面中心位置223.3.3 空心板毛截面對其重心軸的慣矩233.4 作用效應(yīng)計算243.41 永久作用效用計算243.42 可變作用效應(yīng)計算253.43 作用效應(yīng)組合353.5 預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量估算及布置363.5.1預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量的估算363.5.2 預(yù)應(yīng)力鋼筋的布置393.5.3 普通鋼筋數(shù)量的估算及布置393.6 換算截面幾何特性計算413.6.1換算截面面積413.6.2 換算截面中心位置423.6.3 換算截面慣性矩423.6.4 換算截面彈性抵抗矩433.7承載能力極限狀態(tài)計算433.7.1 跨中截面正截面抗彎承載力計算433.7.2局部承壓區(qū)的截面尺寸驗算443.8預(yù)應(yīng)

16、力損失計算483.8.1 錨具變形、回縮引起的應(yīng)力損失483.8.2 加熱養(yǎng)護引起的溫差損失483.8.3 預(yù)應(yīng)力鋼絞線由于應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失493.8.4 混凝土彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失493.8.5 混凝土收縮、徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失503.8.6預(yù)應(yīng)力損失組合533.9 正常使用極限狀態(tài)533.9.1 正截面抗裂性驗算533.9.2斜截面抗裂性驗算583.10變形計算623.10.1正常使用階段的撓度計算623.10.2預(yù)加力引起的反拱度計算及預(yù)拱度的設(shè)置633.11持久狀態(tài)應(yīng)力驗算653.11.1跨中截面混凝土法向壓應(yīng)力驗算653.11.2跨中截面預(yù)應(yīng)力鋼絞線拉應(yīng)力驗算663.11

17、.3斜截面主應(yīng)力驗算663.12 短暫狀態(tài)應(yīng)力計算703.12.1 跨總截面703.12.2 l/4截面723.12.3 支點截面733.13 最小配筋率復(fù)合753.14 支座計算763.14.1確定支座平面尺寸763.14.2 確定支座的厚度773.14.3驗算支座偏轉(zhuǎn)情況783.14.4驗算支座的抗滑穩(wěn)定性793.15蓋梁計算793.15.1荷載計算803.15.2內(nèi)力計算903.15.3截面配筋設(shè)計與承載力校核943.16 橋墩墩柱計算1013.16.1荷載計算1013.16.2截面配筋計算及應(yīng)力驗算1033.17鉆孔灌注樁計算1073.17.1荷載計算1073.17.2樁長計算1103

18、.17.3樁的內(nèi)力計算1123.17.4樁身截面配筋與強度驗算1143.17.5墩頂縱向水平位移驗算116第4章 施工方法1194.1準備張拉機具1194.2清理臺座1194.3涂刷隔離劑1194.4鋼絞線的制作與安裝1194.5預(yù)張拉調(diào)整1194.6鋼絞線的張拉1194.7鋼筋制作安裝1204.8模板安裝1204.9澆筑混凝土1204.10混凝土養(yǎng)護1214.11拆模1214.12鋼絞線放張1214.13切斷鋼絞線1214.14封存1214.15出槽存放1214.16施工質(zhì)量和安全保證措施121第5章 結(jié)束語123參考文獻124致謝125蒲永橋設(shè)計 崔楠（土木工程學(xué)院，土木工程專業(yè)，土木本1

19、006，20103415191）摘 要：當(dāng)前，預(yù)應(yīng)力混凝土被廣泛的使用于各種中小跨度的橋梁中，而且大量采用預(yù)應(yīng)力混凝土將是未來橋梁發(fā)展的趨勢；t形截面受力明確，構(gòu)造簡單，施工方便，是中小跨徑中應(yīng)用最廣泛的橋型。在本次畢業(yè)設(shè)計中，對目前在公路橋梁中經(jīng)常使用的預(yù)應(yīng)力混凝土簡支t型梁橋的設(shè)計做了全面的介紹。從施工難易程度和結(jié)構(gòu)形式考慮，預(yù)應(yīng)力混凝土簡支t型梁橋都更能符合設(shè)計要求和工程實際。結(jié)合實際情況，本次設(shè)計是中等跨徑橋，本方案選擇預(yù)應(yīng)力混凝土t形簡支梁橋。結(jié)構(gòu)計算著重進行了上部結(jié)構(gòu)的計算，包括截面尺寸的擬定，內(nèi)力計算，配筋設(shè)計，施工階段和使用階段的應(yīng)力驗算，承載能力極限狀態(tài)強度驗算，剛度驗算，變

20、形驗算。 關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土；t型梁橋；結(jié)構(gòu)計算；截面設(shè)計design of puyong bridgecui nan (school of civil engineering, civil engineering， bachelor of civil engineering of 1006, 20103415191)abstract: at present, the prestressed concrete is widely used in all kinds of medium and small span bridges, and a large number of pre-stre

21、ssed concrete will be the future development trend of bridge; t shaped clear force, simple structure, convenient construction, is most widely applied in medium and small span bridges. from the degree of difficulty of construction and the structure, the prestressed concrete simply supported t beam br

22、idge can meet the design requirements and the practical engineering. with the actual local situation, this design is medium span bridge, the scheme selection of prestressed concrete t beam bridge. structure calculation are focused on the upper structure calculations, including the section size formu

23、lation, calculation of internal force, reinforcement design, construction stage and using stage of stress calculation, bearing capacity limit state of strength checking, rigidity, deformation calculation.key words: prestressed concrete ; t beam bridge; calculation structure; section design1 設(shè)計資料及構(gòu)造布

24、置 1.1 設(shè)計任務(wù)和來源根據(jù)建設(shè)單位的建設(shè)橋梁目的和要求，該橋梁是一座跨河橋梁，斜交角為0°?？缭胶恿鳛閷挃偤恿鳎骱硬鄄幻黠@。地質(zhì)土層為亞粘土、壓砂土。要想跨越河灘必須根據(jù)設(shè)計工程的要求，建造一座簡支梁橋，上面是某條一級公路，要通過該橋梁連接。橋梁的所處地理位置并非交通要道，只要滿足基本的交通能力，能保持汽車能夠在公路上快速順暢的通過，同時考慮造價等實際工程問題，綜合考慮，簡支梁橋滿足以上的各種工程要求，也符合建設(shè)單位的建設(shè)目標。1.2 設(shè)計標準1）橋面寬度：凈3.75m×2+3m+1m+0.5m=12m2）橋 長：35.0米。3）設(shè)計荷載：公路i級。4）橋面縱坡：跨中

25、為轉(zhuǎn)折點，雙向+1.3%。5）橋面橫坡：雙向2.0%。1.3 設(shè)計思路 依據(jù)給定的設(shè)計資料，結(jié)合地形條件和場地的具體情況，查閱煙臺市氣象資料，通過方案比選來確定最佳方案。該橋為1跨35米簡支梁橋，橋梁位于直線段上，橋上為一級公路，由此橋相連。該橋位于城郊結(jié)合處，要滿足基本的交通能力，結(jié)合工程預(yù)算與實際情況，滿足橋梁在受力和使用上的要求。1.4 設(shè)計原則 設(shè)計原則主要是要根據(jù)建設(shè)單位的對于橋梁的功能要求進行設(shè)計，滿足該橋梁的特定功能，同時考慮到建設(shè)成本的等眾多因素，橋面上面通行的公路i荷載，由于與橋梁連接的道路的等級比較高，既要滿足車輛的通行安全，同時必須考慮汽車等的通行順暢。在接受設(shè)計任務(wù)時是

26、要考慮以上情況的。建設(shè)這座橋一方面要考慮安全問題，同時設(shè)計時一定要考慮經(jīng)濟方面，盡量要在滿足功能的情況下，降低造價；另外還考慮了施工技術(shù)上和環(huán)境的結(jié)合。總結(jié)起來：安全，適用，經(jīng)濟，美觀，環(huán)保。1.5 方案比選橋梁分為梁式橋、拱式橋、剛構(gòu)橋、斜拉橋、懸索橋。斜拉橋與懸索橋適用于跨度較大的橋梁，本橋跨徑35米，屬于中橋，故不必設(shè)計為斜拉橋與懸索橋。剛構(gòu)橋跨度大多在60米左右，且造價高于梁式橋和拱橋，施工工藝復(fù)雜，結(jié)構(gòu)受溫度變化影響較大，故排除。拱橋多數(shù)為超靜定結(jié)構(gòu)，設(shè)計工藝復(fù)雜，工期較長，施工難度大，拱圈主要承受壓力，施工安全性較差。從施工難易程度考慮，簡支梁橋施工最簡單，上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)制裝配法施

27、工，上、下部可同時平行施工，工期短，砼收縮徐變的影響小；從結(jié)構(gòu)形式考慮，簡支梁橋?qū)凫o定結(jié)構(gòu)受力明確，構(gòu)造簡單，施工方便，肋內(nèi)配筋可做成剛勁的鋼筋骨架，在保證抗剪等條件下盡可能減小腹板的厚度，以減小構(gòu)構(gòu)件自重。結(jié)合本地的實際情況，本次設(shè)計是中等跨徑橋，最后方案選擇預(yù)應(yīng)力混凝土t形簡支梁橋。因為t形截面受力明確，構(gòu)造簡單，施工方便，是中小跨徑中應(yīng)用最廣泛的橋型。第 2 章 方案設(shè)計比選2.1 方案一：分離式預(yù)應(yīng)力混凝土t形梁橋（1x35m）本橋整個橋型方案選定為135m的預(yù)應(yīng)力混凝土t型簡支梁橋，采用1跨等截面等跨布置，具體布置圖如圖2.1。圖2.1 方案一具體布置圖設(shè)計特點分析：優(yōu)點：截面采用t

28、型梁橋，課減輕自重，適用于中小跨徑的預(yù)應(yīng)力橋梁。由于涉及要求為雙向四車道，布置成分離式課減小截面橫截面寬度，講整座橋設(shè)計成兩座規(guī)格相同的小橋，每座分離式橋為單項雙車道行駛，簡化設(shè)計。 缺點：僅使用于跨徑較小的橋梁，跨徑較大時，梁的自重也會增大；分離式橋梁會增加工程費用，延長工期。2.2 方案二：總體式預(yù)應(yīng)力混凝土t形梁橋（1x35m）總體式布置與分離式在縱斷面上類似，但由于總體式橫斷面過大，需要布置的主梁片數(shù)過多，結(jié)構(gòu)自重和收到的外荷載會相應(yīng)的增大，增加設(shè)計難度。故不予考慮。2.3 方案三：預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋圖2.3 方案三總體布置圖設(shè)計特點分析：箱型梁有足夠的鋼筋混凝土受壓面積，閉合的截

29、面能夠提供較大的抗扭剛度，在活載作用下，各梁肋受力均勻，抗彎性能較強，但支點處彎矩大，底板需加厚，對橋臺基礎(chǔ)要求較高，否則當(dāng)墩臺基礎(chǔ)發(fā)生不均勻沉降時，跨內(nèi)會產(chǎn)生附加內(nèi)力，對結(jié)構(gòu)的安全性構(gòu)成威脅。綜合上述三套方案，并對橋梁設(shè)計四大原則進行比較后，選用方案一作為最終設(shè)計方案。第3章 預(yù)應(yīng)力簡支梁橋結(jié)構(gòu)計算3.1設(shè)計條件與設(shè)計依據(jù)3.1.1設(shè)計條件工程地質(zhì) 、氣候 、抗震要求：河道水位標高：4.5m。橋下無通航要求。其余見工程地質(zhì)勘探報告 工程地質(zhì)剖面圖 河床斷面圖氣候溫和濕潤，四季分明。年平均氣溫 15.7最熱月月平均氣溫 28.2最冷月月平均氣溫 3.1極端最高氣溫 38.8極端最低氣溫 -9.

30、8全年平均風(fēng)速 3.9m/s30年一遇最大風(fēng)速 25.3m/s地震設(shè)防烈度為6級。3.1.2設(shè)計依據(jù)公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（jtgd60-2004）公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(jtg d70-2006)公路磚石及混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范(jtg d61-2007)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（jtgd62-2004）公路橋涵施工技術(shù)設(shè)計規(guī)范（jtj041-2000）公路基本建設(shè)工程概預(yù)算編制方法（2007年版）3.1.3設(shè)計內(nèi)容標準跨徑：35m（墩中心距離）；主梁全長：34.96m（主梁預(yù)制長度）；計算跨徑：34.00m（支座中心距離）；橋面凈空：凈3.75m×2+3m+1m+0

31、.5m=12m設(shè)計荷載：公路級，人行道板4.0kn/m2，每側(cè)防護欄的作用力均為8.5kn/m3.1.4材料及工藝混凝土：主梁用c50，欄桿及橋面鋪裝用c25。預(yù)應(yīng)力鋼筋束：預(yù)應(yīng)力鋼筋采用公預(yù)規(guī)（jtg d622004）的15.2鋼絞線，每束6根，全梁配6束。普通鋼筋：直徑大于等于12mm的用hrb335鋼筋，直徑小于12mm的均用熱軋r235光圓鋼筋。鋼板及角鋼：制作錨頭下支撐墊板、支座墊板等均用普通a3碳素鋼，主梁間的聯(lián)接用16mn低合金結(jié)構(gòu)鋼鋼板。工藝：按后張法工藝制作主梁，采用內(nèi)徑70mm、外徑77mm的預(yù)埋波紋管和夾片錨具。3.2 橫截面布置 主梁間距及主梁片數(shù)：主梁翼板寬度為240

32、0mm，橋面板采用現(xiàn)澆混凝土剛性接頭，凈12米的橋?qū)掃x用5片主梁。 圖3.1 橫截面構(gòu)造圖（尺寸單位：cm）圖3.2 結(jié)構(gòu)尺寸圖（尺寸單位：cm） 馬蹄尺寸基本由布置預(yù)應(yīng)力鋼束的需要確定的，馬蹄面積占截面總面積的10%20%為合適。本設(shè)計主梁需要配置較多的鋼束，將鋼束按二層布置，一層最多排三束，同時還根據(jù)公預(yù)規(guī)9.4.9條對鋼束凈距及預(yù)留管道的構(gòu)造要求，初擬馬蹄寬度為550mm，高度為250mm，馬蹄與腹板交接處作三角過渡，高度150mm，以減小局部應(yīng)力。 圖3.2 結(jié)構(gòu)尺寸圖（尺寸單位：cm）3.3 空心板毛截面幾何特性計算3.3.1 毛截面面積a3.3.2 毛截面重心位置全截面對1/2板高

33、處的靜矩：鉸縫的面積：毛截面重心離1/2板高處的距離為：鉸縫重心離1/2板高處的距離為：3.3.3 空心板毛截面對其重心軸的慣矩i由圖3.4，每個挖空的半圓面積為：半圓重心軸：半圓對其自身重心軸oo的慣矩為：由此得空心板毛截面對重心軸的慣矩：（忽略了鉸縫對自身重心軸的慣矩）空心板截面的抗扭剛度可簡化為圖3.5的單箱截面來近似計算：圖3.4 挖空半圓構(gòu)造（尺寸單位：cm）圖3.5 計算的空心板截面簡化圖（尺寸單位：cm）3.4 作用效應(yīng)計算3.4.1 永久作用效應(yīng)計算空心板自重（第一階段結(jié)構(gòu)自重）橋面系自重（第二階段結(jié)構(gòu)自重）人行道板及欄桿重力參照其他橋梁設(shè)計資料，單側(cè)重力取用。橋面鋪裝采用等厚

34、度10cm水泥混凝土，則全橋?qū)掍佈b每延米總重為：。上述自重效應(yīng)時在各空心板形成整體后，再加至板橋上的，精確地說由于橋梁橫向彎曲變形，各板分配到的自重效應(yīng)應(yīng)是不相同的，本橋為計算方便近似按各板平均分擔(dān)來考慮，則每塊空心板分攤到的每延米橋面系的重力為：鉸縫重（第二階段結(jié)構(gòu)自重）由此得空心板的每延米總重力為：kn/m（第一階段結(jié)構(gòu)自重）（第二階段結(jié)構(gòu)自重）由此可計算出簡支空心板永久作用（自重）效應(yīng)，計算結(jié)果見表3.1。表3.1 永久作用效應(yīng)匯總表項目荷載種類g(kn/m)l(m)作用效應(yīng)m(kn·m)作用效應(yīng)q(kn)跨中支 點跨中一期恒載16.6715.60506.8380.1129.9

35、564.970二期恒載5.5815.60169.74127.343.521.760恒載合計22.2415.60676.54507.4173.586.7403.4.2 可變作用效應(yīng)計算本橋汽車荷載采用公路i級荷載，它由車道荷載及車輛荷載組成。橋規(guī)規(guī)定橋梁結(jié)構(gòu)整體計算采用車道荷載。公路i級的車道荷載由的均布荷載的集中荷載兩部分組成。而在計算剪力效應(yīng)時，集中荷載標準值應(yīng)乘以系數(shù)1.2，即計算剪力時按橋規(guī)車道荷載的均布荷載應(yīng)滿布于使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最不利效應(yīng)的同號影響線上，集中荷載標準值只作用在相應(yīng)影響線中一個最大影響線峰值處。多車道橋梁上還應(yīng)考慮多車道折減，雙車道折減系數(shù)。 汽車荷載橫向分布系數(shù)計算空心板的

36、荷載橫向分布系數(shù)跨中和處按鉸接板法計算，支點處按杠桿原理法計算，支點至點之間按直線內(nèi)插求解。1）跨中及處的荷載橫向分布系數(shù)計算首先計算空心板的剛度系數(shù)：由前面計算：將以上數(shù)據(jù)代入，得：求得剛度系數(shù)后，即可按其查公路橋涵設(shè)計手冊（梁橋）上冊第一篇附錄（二）中8塊板的鉸接板橋荷載橫向分布影響線表。由內(nèi)插得到r=0.00110時1號至4號板的荷載橫向分布影響線值，計算結(jié)果列于表3.2中。由表3.2畫出各板的橫向分布影響線，并按橫向最不利位置布載，求得二車道下各板在不同荷載作用下的橫向分布系數(shù)。各板的橫向分布影響線及橫向最不利布載見圖3.6。由于橋梁橫斷面結(jié)構(gòu)是對稱的，所以只需計算1號至4號板的橫向分

37、布影響線坐標值。1號板二行汽車：人群荷載：表3.2 各板荷載橫向分布影響線坐標值表作用位置板號1234567810.2420.1980.1510.1170.0920.0750.0650.06020.1980.1940.1640.1270.1000.0820.0700.06530.1510.1640.1690.1480.1160.0950.0830.07540.1170.1270.1480.1590.1430.1160.1000.092各板荷載橫向分布系數(shù)計算如下（參照圖3.6）2號板二行汽車：人群荷載：3號板二行汽車：人群荷載：4號板二行汽車：人群荷載：圖3.6 各板橫向分布影響線以及橫向最不

38、利布載圖（尺寸單位：cm）各板橫向分布系數(shù)計算結(jié)果匯總于表3.3。由表3.3中的數(shù)據(jù)可以看出：兩行汽車作用時，2號板為最不利。為設(shè)計和施工方便，各空心板設(shè)計成統(tǒng)一規(guī)格，同時考慮到人群荷載與汽車荷載效應(yīng)相組合，因此，跨中和1/4處荷載橫向分布系數(shù)偏安全地取下列數(shù)值：表3.3 各板荷載橫向分布系數(shù)匯總表板號橫向分布系數(shù)12340.2650.2750.2700.2710.3130.2800.2050.1842）車道荷載作用于支點處的荷載橫向分布系數(shù)計算支點處的荷載橫向分布系數(shù)按杠桿原理法計算。由圖3-7，34號板的橫向分布系數(shù)計算如下：圖3-7 支點處荷載橫向分布影響線及最不利加載圖（尺寸單位：cm

39、）兩行汽車：人群荷載：3）支點到處的荷載橫向分布系數(shù)按直線內(nèi)插求得空心板的荷載橫向分布系數(shù)匯總于表3.4。表3.4 空心板的荷載橫向分布系數(shù)作用位置作用種類跨中至處支點汽車荷載0.2750.500人群荷載0.2800 汽車荷載沖擊系數(shù)計算橋規(guī)規(guī)定汽車荷載的沖擊力標準值為汽車荷載標準值乘以沖擊系數(shù)；按結(jié)構(gòu)基頻的不同而不同，對于簡支板橋：當(dāng)時，；當(dāng)時，；當(dāng)時，。式中：結(jié)構(gòu)的計算跨徑（m）；結(jié)構(gòu)材料的彈性模量；結(jié)構(gòu)跨中截面截面慣矩；結(jié)構(gòu)跨中處單位長度質(zhì)量，；重力加速度，。由前面計算，由公預(yù)規(guī)查得c40混凝土的彈性模量，代入公式得：則：可變作用效應(yīng)計算1）車道荷載效應(yīng)計算車道荷載引起的空心板跨中及截面

40、的效應(yīng)（彎矩和剪力）時，均布荷載應(yīng)滿布在使空心板產(chǎn)生最不利效應(yīng)的同號影響線上，集中荷載（或）只作用于影響線中一個最大影響線峰值處，見圖3.8。 跨中截面彎矩：（不計沖擊）兩行車道荷載：不計沖擊：計入汽車沖擊剪力： （不計沖擊時）兩行車道荷載：不計沖擊計入沖擊截面（參照圖3.8）彎矩：（不計沖擊時）兩行車道荷載：不計沖擊計入汽車沖擊剪力： （不計沖擊時）兩行車道荷載：不計沖擊計入沖擊 支點截面計算支點截面由于車道荷載產(chǎn)生的效應(yīng)時，考慮橫向分布系數(shù)沿空心板跨長的變化，同樣均布荷載標準值應(yīng)滿布于使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最不利效應(yīng)的同號影響線上，集中荷載標準值只作用在相應(yīng)影響線中一個最大影響線的峰值處，見圖3-9。

41、不計沖擊計入沖擊2）人群荷載效應(yīng)人群荷載是一個均布荷載，其大小按橋規(guī)取用為。本橋人行道寬度為凈寬1.0m，因此。人群荷載產(chǎn)生的效應(yīng)計算如下（參考圖3.8及圖3.9）。跨中截面彎矩：剪力：圖3.8 簡支空心板跨中截面內(nèi)力影響線及加載圖圖3.9 簡支空心板l/4截面的內(nèi)力影響線及加載圖截面彎矩：剪力： 支點截面剪力可變作用效應(yīng)匯總于表3.5中圖3.9 支點剪力的計算簡圖表3.5 可變作用效應(yīng)匯總表項目作用截面作用效應(yīng)彎矩剪力車道荷載（兩行）不計沖擊系數(shù)326.4244.842.371.8160.7398.8299.251.787.7192.8人群荷載29.822.41.915.19.573.4.3

42、 作用效應(yīng)組合按橋規(guī)公路橋涵結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進行效應(yīng)的組合，并用于不同的計算項目。按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計時的基本組合表達式為：式中：結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，本橋?qū)傩?；效?yīng)組合設(shè)計值；永久作用效應(yīng)的標準值；汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力）的標準值；人群荷載效應(yīng)標準值。按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)不同的設(shè)計要求，采用以下兩種效應(yīng)組合：、作用短期效應(yīng)組合表達式：式中：作用短期效應(yīng)組合設(shè)計值；永久作用效應(yīng)的標準值；不計沖擊的汽車荷載效應(yīng)標準值；人群荷載效應(yīng)標準值。作用長期效應(yīng)組合表達式：式中：各符號意義見上面說明。橋規(guī)還規(guī)定結(jié)構(gòu)構(gòu)件當(dāng)需進行彈性階段截面應(yīng)力計算時，應(yīng)采用標準值效

43、應(yīng)的組合，即此時效應(yīng)組合表達式為：式中：s標準值效應(yīng)組合設(shè)計值；永久作用效應(yīng)、汽車荷載效應(yīng)（計入汽車沖擊力）、人群荷載效應(yīng)標準值。3.5 預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量估算及布置3.5.1 預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量的估算本橋采用先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板構(gòu)造形式。設(shè)計時它應(yīng)滿足不同設(shè)計狀況下規(guī)范規(guī)定的控制條件要求，例如，承載力、抗裂性、裂縫寬度、變形及應(yīng)力等要求。在這些控制條件中，最重要的是滿足結(jié)構(gòu)在正常使用極限狀態(tài)下的使用性能要求和保證結(jié)構(gòu)在達到承載能力極限狀態(tài)時具有一定的安全儲備，因此，預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁設(shè)計時，一般情況下，首先根據(jù)結(jié)構(gòu)在正常使用極限狀態(tài)正截面抗裂性或裂縫寬度限值確定預(yù)應(yīng)力鋼筋的數(shù)量，再由構(gòu)件的承載能力

44、極限狀態(tài)要求確定普通鋼筋數(shù)量。本橋以部分預(yù)應(yīng)力a類構(gòu)件設(shè)計，首先按正常使用極限狀態(tài)正截面抗裂性確定有效預(yù)加力。按公預(yù)規(guī)6.3.1條，a類預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件正截面抗裂性是控制混凝土的法向拉應(yīng)力，并且符合以下條件：在作用短期效應(yīng)組合下，應(yīng)滿足要求。式中：在作用短期效應(yīng)組合作用下，構(gòu)件抗裂驗算邊緣混凝土法向拉應(yīng)力；構(gòu)件抗裂驗算邊緣混凝土有效預(yù)壓應(yīng)力。在初步設(shè)計時，和可按下列公式近似計算：式中：a，w構(gòu)件毛截面面積以及對毛節(jié)目受拉邊緣的彈性抵抗矩；預(yù)應(yīng)力鋼筋重心對毛截面重心軸偏心距，可預(yù)先假定。代入即可求得滿足部分預(yù)應(yīng)力a類構(gòu)件正截面抗裂性要求所需的有效預(yù)加力為：式中：混凝土抗拉強度的標準值。表3.6

45、空心板作用效應(yīng)的組合計算匯總表 序號作用種類彎矩剪力跨中跨中支點作用效應(yīng)標準值永久作用效應(yīng)506.8380.1064.97129.95169.74127.3021.7643.5676.54507.4086.73173.5可變作用效應(yīng)車道荷載不計沖擊326.4244.842.371.8160.6398.8299.251.787.7192.7人群荷載29.822.41.915.19.56承載能力極限狀態(tài)基本組合 （1）811.8608.90104.1208.2 （2）558.3418.672.4122.8269.9 （3）33.425.12.15.710.71403.51052.774.5232.

46、6488.8正常使用極限狀態(tài)作用短期效應(yīng)組合 (4)676.54507.4086.73173.5 (5)228.5171.429.650.3112.4 (6)29.822.41.915.19.57934.8701.231.5142.1295.5使用長期效應(yīng)組合 (7)676.53507.4086.73173.5 (8)130.697.916.928.764.2 (9)11.928.960.7632.043.824819.0614.317.8117.5241.6彈性階段截面應(yīng)力計算標準值效應(yīng)組合s （10）676.53507.4086.73173.5 （11）398.8299.151.787.7

47、192.7 （12）29.822.31.915.19.561105.1828.953.7179.5375.9本橋中，預(yù)應(yīng)力空心板橋采用c40，由表3.6得， ，空心板毛截面換算面積，假設(shè)，則代入得：則所需預(yù)應(yīng)力鋼筋截面面積應(yīng)為：式中：預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉控制應(yīng)力；全部預(yù)應(yīng)力損失值，按張拉控制應(yīng)力的20%估算。本橋采用1×7股鋼絞線作為預(yù)應(yīng)力鋼筋，直徑15.2mm，公稱截面的面積，。按公預(yù)規(guī)，現(xiàn)取，預(yù)應(yīng)力損失總和近似假定為20%張拉控制應(yīng)力來估算，則采用7根1×7股鋼絞線，即鋼絞線，單根鋼絞線公稱面積，則滿足要求。3.5.2 預(yù)應(yīng)力鋼筋的布置預(yù)應(yīng)力空心板選用7根1×7股

48、鋼絞線布置在空心板下緣，沿空心板跨長直線布置，即沿跨長保持不變，見圖3-10預(yù)應(yīng)力鋼筋布置應(yīng)該滿足公預(yù)規(guī)要求，鋼絞線凈距不小于25mm，并且端部設(shè)置不小于150mm的螺旋鋼筋等。圖3.10 空心板跨中截面預(yù)應(yīng)力鋼筋布置（尺寸單位：cm）3.5.3 普通鋼筋數(shù)量的估算及布置在預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量已經(jīng)確定的情況下可由正截面承載能力極限狀態(tài)要求的條件確定普通鋼筋數(shù)量，暫布考慮在受壓區(qū)配置預(yù)應(yīng)力鋼筋，也暫布考慮普通鋼筋影響，空心板截面可換算成等效工字形截面來考慮：由得把代入，求得， 。則得等效工字形截面的上翼緣板厚度：等效工字形截面的下翼緣板厚度：等效工字形截面的肋板厚度：等效工字形截面尺寸見圖3.11。估算普通鋼筋時，可先假定，則由下式求得受壓區(qū)高度，設(shè)，由公預(yù)規(guī)，c40, 。由表3.6，代入上式得，整理后得：求得：，并且圖3.11 空心板換算等效工字形截面（尺寸單位：cm）說明中和軸在翼緣板內(nèi)，用下式求得普通鋼筋面積：說明按受力計算不需要配置縱向普通鋼筋，現(xiàn)按構(gòu)造要求配置。普通鋼筋選用hrb335，。按公預(yù)規(guī)，。普通鋼筋采用布置在空心板的下緣一排（截面受拉邊緣），沿空心板跨長直線布置，鋼筋重心至板下緣40mm處，即。3.6 換算截面幾何特性計算由前面計算已知空心板毛截面的幾何特性。毛截面面積，毛截面重心軸至1/2板高距離0.38cm（向下），毛截面對其重心軸慣性矩。3