预应力混凝土T形梁桥毕业设计.docx

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预应力混凝土T形梁桥毕业设计

1G河水文设计原始资料及计算

1.1设计原始资料

（1）、桥面平面图

（2）、桥位地质纵剖面图

（3）、设计流量：

Qs=377m3/s

（4）、设计流速：

3.02m/s

（5）、河床比降：

0.5‰

（6）、汛期洪水含沙量：

11㎏/m3

（7）、桥位处于山区地区。

汛期多为六、七级风，风速为15m/s，风压0.55kpa，无流冰现象，亦无流木和加大漂浮物，无通航，无抗震要求。

（8）、该河为季节性河流，洪水时波浪推进长度为200m，此段水深与桥位处基本相同，该地区标准冻深为1.2m，雨季在6、7、8月份。

1.2河段类型判断

该河段处于山区峡谷性河段的出口处，该桥位在河段归入干流的出口处，河岸稳定，冲击变化小，滩槽不宜划分，所以综合分析判断：

G河属于稳定河段。

1.3设计流量和设计流速的复核

由于滩槽不易划分,故河床全部改为河槽

R=A/x=140.89/82.71=1.70m

m/s

其中：

粗糙系数n值查表所得

Qc=V/A=1.27140.89=178.93m³/s

该桥位设计流量：

377m³/s,设计流速：

3.02m/s,设计水位标高：

231m

由于该桥前有一大河，倒洪水位为232m，利用其经过计算水文，所得数据依然是按照给定的设计流量与流速计算。

过水面积、水面宽度、湿周计算表表1.2

桩号

河床标高

水深

平均水深

水平距离

湿周

过水面积

2+368.2

231

0.7

10.24

10.26

7.17

2+357.96

229.06

1.4

1.48

5.3

5.56

7.84

2+352.66

230.04

1.56

1.88

15.02

15.14

28.24

2+337.64

228.8

2.2

2.3

5.62

6.07

12.93

2+332.02

228.6

2.4

2.5

8.82

9.17

22.05

2+323.2

228.4

2.6

2.4

13.22

31.2

2+310.2

228.8

2.2

1.8

12.13

21.6

2+298.2

229.06

1.4

1.2

6.22

6.33

7.46

2+291.98

230

0.5

4.8

4.83

2.4

2+287.18

231

1.4拟定桥长

该河段处于山区峡谷性河段的出口处，对于山区峡谷性河段，一般不做桥孔长度计算，一般不压缩河床。

但该桥位在归入干流的出口处，河岸稳定，冲淤变化小且滩槽不可分，现按稳定性河段计算，作为参数。

所以：

1.5计算桥面标高

（1）壅水高度

η=0.05

×140.89=136.8

所以，ΔZ=0.05（2.012-3.）=-0.25（m）

∴桥下壅水高度为零

（2）波浪高度

B/D=81.02/200=0.406

KD=0.71

所以，

桥下各项水面升高值：

桥面标高：

因为桥位处于山区地区，无通航要求。

所以：

=231+0.15+0.5+2=233.65（m）＜路面标高236（m）

1.6冲刷计算

（1）一般冲刷

按64-1公式计算

综合分析桥型拟订方案为4×35m预应力T型梁桥，采用双柱式桥墩

建桥后实际桥孔净长:

Lj=4×35-3×1=137m>133.10m

（初步拟订柱宽为1m）

故：

m/s

因为原始资料中指出，汛期洪水含沙量：

11kg/m3

所以,E=0.66

=1.05mm

所以，

（2）局部冲刷

按65-1公式计算

按下部结构式查附录15得：

所以，v0=0.542（m/s）

因为v＞v0

所以，

（3）冲刷线标高

全部冲刷完成后最大水深：

为自然演变冲刷深度，假定为零），则各墩台最大冲刷时标高m

（4）基底最小埋置深度计算

由表13-4查得，取m，则各墩台最小埋置深度为：

1.7方案比选

方案比较表表1.2

方案类别

比较项目

第一方案

第二方案

第三方案

主桥：

预应力混凝土T形简支梁桥

主桥：

钢筋混凝土T形简支梁桥

主桥：

预应力混凝土空心板桥

桥孔长（m）

3×25=75m

4×20=80m

6×13=78m

工艺技术要求

技术较先进，工艺要求较严格，满足一定的承载力，跨径大，桥墩少，便于下部结构施工

技术较先进，钢筋用量大，承载能力小，跨径小，桥墩多，下部结构麻烦

工艺较先进，有成熟的施工经验和施工工艺，使用围广，相对板的自重也较小，但制作麻烦，需要使用大量的钢筋。

桥墩多，下部结构施工相对比较麻烦

跨度

适用于跨径较大的桥

适用于跨度较小的桥

强度、刚度、抗裂性

强度大、刚度大、抗裂性强

相对于预应力来说较小

强度、刚度、抗裂性强，优于第二种方案

从对比来看，我比较倾向于预应力混凝土T形梁桥。

2设计资料及构造布置

2.1设计资料

2.1.1桥梁跨径及桥宽

标准跨径=35m

主梁全长=34.92m

计算跨径=33.80m

桥面净空=-10.5+2×0.75m

2.1.2设计荷载

公路—级，人群荷载3.0KN/m，设计速度为60，栏杆及人行道构件自重为5KN/m，环境标准：

Ⅰ类环境

2.1.3材料及工艺

混凝土：

主梁、翼缘板、横隔板、湿接缝、封锚均用C50混凝土，桥面铺装采用沥青混凝土

预应力钢筋采用《公路钢筋混凝土及预应力桥涵设计规》（JIGD62—2004）中的Φs15.2的低松弛高强度钢铰线，每束8根，全梁配4束，=1860Mpa

普通钢筋采用R235和HRB335钢筋，钢筋按后法施工工艺制作主梁，采用径70㎜，外径77㎜的金属波纹管和夹片锚具。

凡钢筋直径大于等于12mm者采用HRB335热轧带肋钢筋，凡钢筋直径小于12mm者采用R235钢筋。

钢板：

采用《碳素结构钢》（GB700-1998）规定的Q235B钢板

支座：

可采用极式橡胶支座或盆式橡胶支座，其材料和力学性能均应符合现行国家和行业的标准规定

2.1.4设计依据

1）交通部颁《公路工程技术标准》（JTGB01—2003），简称《标准》。

2）交通部颁《公路桥涵设计通用规》（JIGD60—2004），简称《桥规》。

3）交通部颁《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规》（JIGD62—2004），简称《公预规》。

2.1.5设计基本数据，见下表

名称

项目

符号

单位

数据

C50砼

立方强度

fcu，k

MPa

弹性模量

MPa

3.45×104

轴心抗压标准强度

fck

MPa

32.4

轴心抗拉标准强度

ftk

MPa

2.65

轴心抗压设计强度

fcd

MPa

22.4

轴心抗拉设计强度

ftd

MPa

1.83

短暂状态

容许压应力

0.7fck‘

MPa

20.72

容许拉应力

0.7ftk‘

MPa

1.757

持久状态

标准轴载组合：

MPa

①容许压应力

0.5fck

MPa

16.2

②容许主压应力

0.6fck‘

MPa

19.44

短期效应组合：

MPa

①容许拉应力

σst-0.85σpc

MPa

②容许主拉应力

0.6ftk‘

MPa

1.59

¢s15.2

钢

绞

线

标准强度

fpk‘

MPa

1860

弹性模量

Ep‘

MPa

1.95×105

抗拉设计强度

fpd

MPa

1260

最大控制应力

0.75fpk‘

MPa

1395

持久状态：

MPa

标准荷载组合

0.65fpk‘

MPa

1209

材

料

重

度

C50砼

KN/m3

25.0

沥青砼

KN/m3

23.07

钢绞线

KN/m3

78.5

C30砼

KN/m3

栏杆

KN/m

1.0

钢束与混凝土的弹性模量比

аEP

5.65

注：

本设计混凝土强度达到C45开始拉预应力钢束。

和分别表示钢束拉时混凝土的抗压，抗拉标准强度，则：

=2.51MPa

基本数据表2.1

2.2横截面布置

2.2.1主梁间距与主梁片数

通常主梁应随梁高与跨径的增大而加宽为经济,同时加宽翼板对提高主梁截面效率指标ρ很有效,故在许可条件下应适当加宽T梁翼板.本设计主梁翼板宽度为1700㎜,由于宽度较大,为保证桥梁的整体受拉性能,桥面板采用现浇混凝土刚性接头,因此主梁的工作截面有两种:

预施应力，运输，吊装阶段的小截面（bi=1700㎜）和运营阶段的大截面（bi=2400㎜），净—10.5+2×3.75=12m的桥宽选用5片主梁，如图（2-1）

2.2.2主梁跨中截面主要尺寸拟订

1.主梁高度

预应力混凝土简支梁的主梁高度与跨径之比通常取～故本设计取用2300㎜的主梁高度是比较合适的。

2.翼板厚度

T梁的翼板厚度为16cm，翼板根部厚度加到25cm，以抵抗翼缘根部较大的弯矩。

3.腹板厚度

腹板厚度不宜小于其梁高度的。

本桥的厚度取20cm

4.马蹄尺寸

预应力混凝土简支梁的梁肋下部通常要加宽做成马蹄形，以便预应力钢筋的布置和满足承受很大的需要，现初步拟定马蹄宽为60cm、高度20cm，马蹄与腹板交接处做三角过渡，高度为20cm以减小局部应力。

2.2.3计算截面几何特性

净截面的计算（b=240cm）表2.2

分块名称

分块面积（）

到上缘的距离（cm）

分块面积对上缘的静矩（）

分块面积自身惯性矩Ii（）

（cm）

分块面积对形心惯性矩Ix（）

I=+

（

翼板

3840

30720

81920

75.65

2197622.4

22057942.4

三角承托

540

10260

2430

64.65

2256996.15

2259426.15

腹板

3880

113

438440

12168973.33

-29.35

3342319.3

15511292.63

下三角

400

203.33

81333.3

8888.89

-119.68

5729320.96

5738209.85

马蹄

1200

220

264000

40000

-.35

22309587

22349587.0

9860

824753.3

67916458.03

==824753.3/9860=83.65㎝

毛截面的计算（b=170cm）表2.3

分块名称

分块面积（）

到上缘的距离（cm）

分块面积对上缘的静矩（）

分块面积自身惯性矩Ii（）

（cm）

分块面积对形心惯性矩Ix（）

I=+

（

翼板

2720

21760

58026.67

85.34

1980930.43

19867557.1

三角承托

540

10260

2430

74.34

2984275.22

2986705.22

腹板

3880

113

438440

12168973.33

-19.66

149968

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