最新预应力混凝土简支T梁桥设计Word格式文档下载.docx

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桥梁设计原则：

（1）适用性，桥上应保证车辆和人群的安全畅通，并应满足将来交通量增长的需要。

桥下应满足泄洪、安全通航或通车等要求。

建成的桥梁应保证使用年限，并便于检查和维修。

（2）舒适与安全性，现代桥梁设计越来越强调舒适度，要控制桥梁的竖向与横向振幅，避免车辆在桥上振动与冲击。

整个桥跨结构及各部分构件，在制造、运输、安装和使用过程中应具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性。

（3）经济性，设计的经济性一般应占首位。

经济性应综合发展远景及将来的养护和维修等费用。

（4）先进性，桥梁设计应体现现代桥梁建设的新技术。

应便于制造和架设，应尽量采用先进工艺技术和施工机械、设备，以利于减少劳动强度，加快施工进度，保证工程质量和施工安全。

（5）美观，一座桥梁，尤其是座落于城市的桥梁应具有优美的外形，应与周围的景致相协调。

合理的结构布局和轮廓是美观的主要因素，决不应把美观片面的理解为豪华的装饰。

应根据上述原则，对桥梁作出综合评估。

1.2方案比选

从桥型、结构特点、安全性、施工技术、养护维修量及工期五个方面对三个桥型进行比较，选出最优的设计方案。

方案一：

采用预应力混凝土简支T梁桥

采用预制装配法施工，在现场浇注混凝土，然后张拉预应力筋，然后用龙门吊按一定的次序架设，每跨35m，共四跨，共4*35m=140m。

方案二：

采用预应力混泥土连续箱梁

选用变截面不等跨连续梁桥，主梁选用箱梁，采用挂篮施工法施工，三跨，共40+60+40=140m

方案三：

采用钢筋混凝土简支空心板桥

选用简支空心板桥，采用预制装配法施工，每跨20m，共六跨，共7*20=140m

表1-1方案比选

方案一

方案二

方案三

桥型

预应力混凝土简支T梁桥

预应力混凝土悬臂拼装连续箱梁桥

钢筋混凝土简支空心板桥

结构特点

预应力混凝土连简支T梁桥在垂直荷载的作用下，其支座仅产生垂直反力，而无水平推力。

结构造型灵活，，整体性好，刚度较大，变性较小。

受力明确，理论计算较简单，设计和施工的方法日臻完善和成熟

连续箱梁抗扭刚度大，抵抗风荷载能力强，箱梁预制模板需求大，且模板安装难度大，吊装对设备要求高。

简支板桥外形简单，制作方便，且构件质量小，架设方便，采用空心板桥减轻自重，且充分利用材料。

安全性

1主桥跨度适中，梁式结构施工方便；

2采用预制T梁，可工厂预制施工，质量可靠，工期有保障，但需要大型预制场和吊装设备；

3行车较平顺。

1主体采用箱梁断面，刚度大施工安全；

2箱梁在工厂预制施工，质量可靠，但节段的运输和吊装需要多套设备，才能保证工期；

3行车平顺。

1主桥跨度较小，空心板结构施工方便；

2空心板工厂预制，但没有预应力束的张拉，桥梁将带裂缝工作，对环境及混凝土质量要求较高；

3行车不平顺。

施工技术

采用预制拼装法，在现场建设一个预制场，利用预置模版先现浇有预留预应力孔道的T梁，待强度满足在进行预应力张拉，其特点外型，简单、制造方便，整体性好。

悬臂施工支座需要临时固结及支承措施，支座处处理比较复杂，而且预应力钢筋需求量大，预应力张拉分阶段，施工难度较大。

结构不发生体系转换，施工难度简单

养护维修量

后期运营养护费用大

养护费用小

工期

较短

较长

由表1-1可知，根据本桥的地质情况，结合桥梁设计原则，第一方案桥梁行车舒适性比第三方案好；

经济方面比第二方案好，对施工技术方面的要求也比第二方案要低；

工期上较短，对整个工程进度来说不会受其影响；

施工难度较小，所以选择第一方案作为首选。

图1-1三套方案的立面图

2桥梁上部结构设计

2.1概述

2.1.1绵阳包中桥基本情况

（1）桥梁线性布置

平曲线半径：

无平曲线

竖曲线半径：

无竖曲线，纵坡为1%

（2）主要技术标准

设计荷载：

公路Ⅱ级

桥面净宽：

净9＋2×

1.5m

通航要求：

无

（3）主要材料

混凝土：

预应力混凝土主梁采用C55混凝土，其余构件采用C35混凝土，保护层厚度为35mm。

预应力钢绞线：

采用低松弛高强钢绞线，标准强度为1860MPa，弹性模量为1.95×

MPa。

普通钢筋：

直径≥12mm选用HRB335级钢筋，直径<

12mm选用R235级钢筋。

钢板：

锚垫板等预埋钢板选用低碳钢。

锚具：

预制T梁采用OVM型锚具及其配套设备；

T梁接头顶板束采用BM15型锚具及其配套设备。

预应力管道：

采用钢波纹管、扁管成型。

支座：

采用GYZ和GYZF4系列橡胶支座。

伸缩缝：

采用SSF80A大变位伸缩缝。

焊条：

对于R235钢采用T420焊条，对于HRB335采用T500焊条。

（4）桥面铺装

采用8-17cm防水混凝土。

（5）施工方法

预制拼装法

（6）设计规范

交通部《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）

交通部《公路钢筋混凝土及预应力混凝土设计规范》（JTGD62-2004）

交通部《公路工程技术标准》（JTJB01-2003）

2.1.2桥型及纵横断面布置

（1）桥型布置及孔径划分

该设计为重庆至宜宾段二级公路上的绵阳包中桥。

为缩短工期，提高行车舒适性，综合分析比较各类桥型后最终采用预应力混凝土简支T桥，跨径为4×

35m，施工方法预制拼装法[1]。

考虑伸缩缝的设置，每片梁的预制长度为34.90m，伸缩缝采用10cm，

计算跨径取梁支座中心的距离为33.50m

（2）截面形式及截面尺寸拟定

截面型式及梁高

采用等高度T形截面梁。

梁高1.5m，高跨比H/L=3/7。

横截面尺寸

每幅桥面全宽为12m。

将每幅桥做成五个T梁的组合截面。

其中预制简支梁板宽为220cm。

根据交通部《公路钢筋混凝土及预应力混凝土设计规范》（JTGD62-2004）中9.3.3条规定，翼缘悬臂端厚度取12cm，与腹板相连处厚度不应小于梁高的1/10，取20cm，大于梁高的1/10。

不设置承托[2]。

T梁下马蹄尺寸和腹板宽度设置

考虑预应力束及主筋的布置及预制时混凝土的振捣，下马蹄底端宽度取40cm，高度取30cm，两侧直线放缓至腹板宽度，坡度为1：

1。

为保证主梁的抗剪需要，腹板受压时的稳定，以及混凝土的振捣质量，通常腹板宽度取在15-18cm，鉴于本桥的跨度为30m，纵向钢筋数量较多，取较大值18cm。

由于预应力束的布置需要，腹板宽度需要从18cm变为40cm，与下马蹄底部同宽，过渡段长度不小于12倍腹板宽度差，12×

（40-18）=264cm，再根据横隔板的布置，将横隔板布置在腹板宽度开始变化处，则中跨主梁腹板宽度过渡段长度取670cm。

横隔板设置

为增强桥面系的横向刚度，在支座处设置端横隔板，同时在跨中处设置中横隔板，中跨主梁横隔板间距为5*670cm，横隔板高度一般取为梁高的3/4左右，本桥为施工方便，横隔板底端与下马蹄截面开始变化处平齐，即距主梁顶面130cm，同时，为便于模板的安放及加固，横隔板设置为等宽，为16cm。

、

2.2.毛截面的几何性质计算

2.2.1截面几何特性

预制宽度为220cm，可以采用分块面积法、节线法。

本算例采用分块面积法。

计算公式如下：

毛截面面积：

（2-1）

各分块面积对上缘的面积矩：

（2-2）

毛截面重心至梁顶的距离：

（2-3）

毛截面惯性矩计算用移轴公式：

（2-4）

式中——分块面积

——分块面积的重心至梁顶边的距离

——毛截面重心至梁顶的距离

——各分块对上缘的面积矩

——分块面积对其自身重心轴的惯性矩

计算抗弯惯性矩I和抗扭惯性矩

翼缘板换算平均高度：

cm

马蹄换算平均高度cm

截面面积：

=220*16+40*35+18*（150-16-36）=6510

截面对上边缘的静矩：

=220*16*16/2*40*35*（150-35/2）*18*（150-16-35）*（16+99/2）=328.845

则重心位置:

cm

主梁的抗弯惯性矩I

主梁的抗扭惯性矩，查下表

表2-1抗扭惯性矩系数表

1

0.9

0.8

0.7

0.6

0.5

0.4

0.3

0.2

0.1

<

C

0.141

0.155

0.171

0.189

0.209

0.229

0.25

0.27

0.291

0.312

0.333

对于翼板：

=0.0769<

0.1,c=0.333

对于梁肋：

=0.182c=0.295

表2-2各截面几何性质

截面

跨中

6510

328845

50.5

10697778

7764

412863

5209

15092816

支点

8600

468875

54.5

18022842

对于马蹄：

=0.875c=0.159

2.3主梁内力计算

2.3.1施工阶段划分

在恒载内力计算之前有必要对本实例施工过程给予简要介绍，以便合理计算。

如图2-2所示，第一施工阶段为第一跨预制主梁的安装，待混凝土达到设计强度100%后张拉正弯