20米预应力混凝土简支t形梁桥毕业设计说明.docx
《20米预应力混凝土简支t形梁桥毕业设计说明.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《20米预应力混凝土简支t形梁桥毕业设计说明.docx（126页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
20米预应力混凝土简支t形梁桥毕业设计说明
摘要2
前言5
第一章桥型方案比选6
1.1概述6
1.2主要技术指标6
1.3桥型方案比较6
第二章设计资料和结构尺寸9
2.1设计资料9
1.中华人民国交通部部标准：
《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）10
7.玲森：
《桥梁工程》，人民交通，198510
9.公路桥涵设计手册：
《基本资料》，人民交通，199110
2.2结构尺寸10
2.3、毛截面几何特性11
第三章力计算12
3.1恒载作用力计算12
3.2活载作用力计算13
第四章预应力钢筋设计22
4.1预应力钢筋数量的确定及布置22
4.2换算截面几何特性计算23
4.3预应力损失计算24
第五章截面强度与应力计算28
5.1、按极限状态承载能力的计算28
5.2、正常使用极限状态计算29
5.3、持久状况应力验算35
5.4、短暂状态应力验算38
第六章墩柱桩设计资料40
8）.玲森：
《桥梁工程》，人民交通，198541
10）公路桥涵设计手册：
《桥梁附属构造与支座》，人民交通，199141
12）.公路桥涵设计手册：
《基本资料》，人民交通，199141
第七章盖梁计算
7.1荷载计算41
7.2力计算51
7.3截面配筋设计及承载力校核54
第八章桥墩墩柱计算58
8.1荷载计算58
8.2截面配筋计算及应力验算60
第九章钻孔灌注桩计算63
9.1荷载计算63
9.2桩长计算65
9.3桩的力计算（m法）66
9.4桩身截面配筋与强度验算69
9.5墩顶纵向水平位移验算71
第十章埋置式桥台计算73
10.1设计资料73
10.2尺寸拟定73
10.3荷载计算74
10.4荷载组合80
10.5地基承载力验算80
10.6基底偏心距验算82
10.7基础稳定性验算82
结论83
总结与体会84
辞错误!
未定义书签。
主要参考文献86
1.中华人民国交通部部标准：
《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）86
9.玲森：
《桥梁工程》，人民交通，198586
11.公路桥涵设计手册：
《桥梁附属构造与支座》，人民交通，199186
13.公路桥涵设计手册：
《基本资料》，人民交通，199186
16、立础、顾安邦：
《桥梁工程》（上、下册）人民交通，200486
附录英文翻译错误!
未定义书签。
摘要
本设计根据毕业设计任务书给定的设计资料和地质资料，按照有关规和资料选择
2X20m装配式预应力混凝土空心板桥的方案进行设计。
桥址区处于构造强烈剥蚀地貌的斜坡地带，地形起伏较大。
本设计对该桥梁进行了完整的上部、下部结构计算、验算和施工图设计。
关键词：
预应力混凝土，空心板，桥墩,桥台，计算
Abstract
Inthepaper,Ichoosetheschemeof2*20massemblingtypeconcretehollowboardbridgeofprestressingforcetodesign，accordingtodesignmaterialswithdesignateddesignspecificationsofgraduationandgeologicalmaterialsThelocationdistrictofthebridgeisinthestructureanddegradeintheslopeareaofthegroundformstrongly,thetopographyrisesandfallsrelativelylargly.thetopographyrisesandfallsrelativelylargly.Inthedesign,Icarryontheintacttoptobridgethisoriginally,underpartstructurecalculate,checkingcomputationsanddesignedtheconstrctiondrawing.
Keyword:
Theconcreteofprestressingforce,hollowboard,thepier,thebidgeabutment,calculate
、八、亠
前言
本次毕业设计的目的在于培养学生综合运用所学知识，解决一般桥梁工程设计问题的能力。
要求做到以下三点：
（1）符合现行有关设计规；
（2）设计尽量采用新技术、新规；（3）根据方案比较和技术经济计算来确定桥梁结构，使所选方案达到安全、经济、美观。
本次毕业设计题目：
预应力钢筋混凝土空心板桥设计。
该桥单跨20米，共两跨。
本设计共分四大部分阐述设计过程和容。
第一部分为桥型方案比选；第二部分为桥梁上部结构计算、设计和验算；第三部分为下部结构的桥墩计算和设计和验算；第四部分为下部结构的桥台计算、设计和验算。
通过本次毕业设计，加深了桥梁工程、结构设计原理等基本理论和重要概念的理解，熟悉具体工程设计的计算容、步骤与方法等等，使理论和实践有了一个有机的结合。
在此次毕业设计中，与同学互相交流从他们那得到很大的帮助，在这里表示感。
由于本人接触实际工程少，无论理论或经验上都很欠缺，设计水平十分有限，设计中还存在不少缺点和错误，恳请各位老师及同学批评指正。
2006年6月
第I部分桥型方案比选
第一章桥型方案比选
1.1概述
该桥位于地区，处于某三级公路上桥面净宽7m.。
该桥为斜坡旱桥，桥址区峰峦重迭，谷深坡陡，属构造侵蚀的澜沧江“V”字型峡谷地貌形态，桥址区处于构造强烈剥蚀地貌的斜坡地带，地形起伏较大。
桥址区上覆为残坡积碎石土，松散〜稍密，厚一般为0.00〜10米，容许承载力
fk=300〜350kPa,岩土工程等级U〜川级。
覆盖层与下伏地层呈不整合接触。
桥址区下伏为古生界崇山群（P/h）地层，岩性为片岩夹变粒岩。
强风化片岩夹变粒岩,节理裂隙很发育，具差异风化，容许承载力fk=400〜450kPa,岩土工程等级川〜W级；弱风化片岩夹变粒岩,节理裂隙发育，RQD=2〜36%岩石单轴饱和抗压强度9.9MPa,岩土工程等级W〜V级。
桥址区地下水以松散岩类孔隙水为主，基岩裂隙水次之，富水性弱〜中等，且地下水位埋藏较深，地下水对墩台基础影响不大。
1.2主要技术指标
1）设计荷载：
公路U级
2）道路等级：
三级公路
3）桥面宽度：
净一7m，不设人行道，设50cm宽防撞护栏
6）地震烈度：
按8度设防
7）纵坡：
0.4%
8）横坡：
双向坡，2%。
1.3桥型方案比较
桥式方案比较是初步设计阶段的工作重点
1构思宗旨
（1）.符合交通发展规划，满足交通功能要求，分孔跨径符合标准跨径•同时满足地基要求。
（2）.设计方案力求简洁，力求做到经济.又要保证结构受力合理，技术可靠,施工方便。
2方案对比
方案一：
20米预应力混凝土简支T形梁桥
1）孔径布置
本方案选用2跨孔径，单跨标准跨径为20m
2）上部构造横向布置图
主梁选用T形梁
3）墩台基础
选用埋置式重力式桥台，桥墩采用钻孔灌注桩基础
4）施工方案
采用整体吊装。
预应力钢筋用后法拉工艺进行施工方案二：
20米预应力混凝土简支空心板桥
1）孔径布置
本方案选用2跨孔径，单跨标准跨径为20m
2）上部构造横向布置图
主梁选用空心板
800/2
3）墩台基础
选用埋置式重力式桥台，桥墩采用钻孔灌注桩。
4）施工方案
采用整体吊装。
空心板采用先法制造工艺进行预制施工。
3方案点评
（1）、从结构的外型看，方案一为梁式结构，方案二为板式结构。
（2）、根据构思宗旨，桥型方案应满足结构简单明了、受力合理、技术可靠、施工方便。
以上两个方案基本都满足这一要求。
（3）、方案二外形比较简单，制作方便，做成装配式的预制构件，重力小，架设方便,又经济。
该方案较好的体现了设计构思的思想，结构合理、工艺成熟。
方案一虽然也满足结构合理、工艺成熟，但造价较高。
（4）从施工难度看，两种方案的差别不大，都是充分利用当地材料，搭设少量支架，进行预制拼装。
结语：
这两个方案都符合安全、功能、美观的要求，但是方案二工期短、造价低。
因此以方案二作为推荐方案，进行设计。
第U部分公路预应力混凝土空心板桥设计书
第二章设计资料和结构尺寸
2.1设计资料
1）标准跨径：
20.00m
2）计算跨径：
19.60m
3）设计荷载：
汽车荷载：
公路U级
4）桥面净空：
净宽7m,本桥为直线桥，路拱横坡坡度为2.0%。
5）桥面纵坡：
桥面纵坡取0.4%
6）主要材料
1、混凝土：
空心板、铰接缝，桥面混凝土铺装层C40；防撞护墙为C25;桥面
面层为沥青混凝土。
混凝土技术指标表表2—1
种类
设计强度
标准强度
弹性摸量
轴心抗
压
轴心抗
拉
轴心抗
压
轴心抗
拉
C25（MPa）
11.5
1.23
16.7
1.78
2.80104
C40（MPa）
18.4
1.65
26.8
2.40
4
3.2510
2、预应力钢绞线:
预应力钢绞线技术指标表表2—2
种类
直径
弹性模量
抗拉设计强
度
抗压设计强
度
标准强
度
j15.2（75）
）15.2mm
11.95105M
Pa
1260MPa
390MPa
1860M
Pa
7）、计算方法：
极限状态法
8）、设计依据
1•中华人民国交通部部标准：
《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）
2.中华人民国交通部部标准：
《公路桥涵设计通用规》（JTGD60—2004）
3.中华人民国交通部部标准：
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规》
（JTDD62—2004）
4.中华人民国交通部部标准：
《公路桥位勘测设计规》（JTJ62-91）
5.中华人民国交通部部标准：
《公路抗震设计规》（JTJ004-98）
6.中华人民国交通部部标准：
《公路工程勘测桥涵施工技术规》（JTJ041—2000）
7.玲森：
《桥梁工程》，人民交通，1985
8.公路桥涵设计手册：
《梁桥》（上、下册），人民交通，1991
9.公路桥涵设计手册：
《基本资料》，人民交通，1991
10.易建国：
《桥梁计算示例集》，1991
11.叶见曙：
《结构设计原理》，人民交通，1997
2.2结构尺寸
本桥按三级公路桥梁设计，桥面净宽7米，两侧为防撞护墙。
全桥采用8块预制的预应力混凝土空心板，每块板的宽度为0.99米，采用先法施工。
桥梁横断面布置如下图2—1。
6讯倚：
10M0IUU
图2—1桥梁横断面（尺寸单位：
cm）
2.3、毛截面几何特性
1）、毛截面面积
板横断面如图2—2所示
AA'
2（A1
A2AA4）A5
1
A
9985
8415（cm2）
A
1
-5
2
2
512.5（cm）
A2
570
2
350（cm）
其中：
A3
丄5
2
2
65162.5（cm）
A4
丄5
2
1025（cm2）
A5
1
4
62.523068（cm2）
所以得
A
8415
2（12.5350162.525）30684247（cm2）
2））毛截面重心位置
求全断面对1/2板高处的静距:
S!
A2.52[A（2542.5
5）A（42.535）A3（1651542.5）A4
1042.5）]9128.33（cm2）
则毛截面重心距板高1/2处的距离为
dhS1/A2.15（cm）向下）
2
3）、毛截面对重心的惯距
1D.D
J
图2—2板断面尺寸单位：
cm
99853'262.52
IhA2.152[
1264
55312
2[A1（42.52.155）2
363
3
565严565
236
1053
Ai（42.52.15
（42.52.15
A3
A4.652]
5703
12
（42.52.15
I655
5066531.25
36…35）2
38898.338（191.74866337.83）2（
A4（42.52.1510
17.36123094.587142916.6673252.87538142.361
2204.62834.72218247.507）
4583078.59（cm4）
吕g
c
a
第三章力计算
3.1恒载作用力计算
1、桥面铺装及护拦重力
护栏的重力取用两侧共计15KN/m
桥面铺装：
0.067230.172426.46KN/m
为简化计算将护栏和桥面铺装的重力平均分配给每块桥板，得:
g1（1526.46）/85.18KN/m
2、铰和接缝重力
铰的面积：
2（AiA2A3A4）1100（cm2）
接缝面积：
1.08585（cm2）
得：
g2（110085）104242.84kN/m
3、行车道板重力
g342471042510.62kN/m
恒载总重力：
gg1g2g35.182.8410.6218.64kN/m
根据恒载集度计算所得恒载力见表3—1
恒载力表表3—1
何载
g
（kN/m）
L
（m）
M（kN.m）
Q（kN）
跨中^gL2
8
1/4跨
3.2—gL32
Q支点
丄gL
2
Q1/4点
4gL
单块板重
10.62
19.60
509.97
382.48
104.08
52.04
全部恒载
18.64
19.60
895.09
671.32
182.67
91.34
3.2活载作用力计算
对于用现浇混凝土众向企口缝铰接的装配式板桥，可利用交接板法来计算跨中的荷载横向分布，其支点处的荷载横向分布可利用杠杆原理法进行计算。
1、计算刚度参数丫
式中：
It为板截面的抗扭刚度，板的截面简化如图3—1所示。
按单箱截面计算It:
It
4b12h2
112h
3（）
t1t2t3
bi
99t380.75（cm）
8513.758.7573.75（cm）
其中：
It
480.75273.7524、
611913845（cm）11、273.75
80.75（）
8.7513.7518.25
厂c458307859/99、2c“一
5.8（）20.0111
6119138451960
图3—1板断面尺寸简化单位：
cm
2、荷载横向分布影响线
根据横向共8块板，0.0111，由梁桥（上册）附表
（二）“铰接板桥荷载横向
分布系数表”，梁8—1至梁8—4,得到1号至4号各块板的横向影响线坐标值如表3—2,并据以绘制成0.0111的横向分布影响图如图3—2。
横向影响线坐标
板
号
载位
1号
2号
3号
4号
5号
6号
7号
8号
0.010
0.19
0.17
0.14
0.12
0.10
0.09
0.08
0.08
1
0.020
4
0
2
1
6
5
8
4
号
0.0111
0.24
0.19
0.15
0.11
0.09
0.07
0.06
0.06
3
8
0
6
2
5
5
0
0.19
0.17
0.14
0.12
0.10
0.09
0.08
0.08
9
3
3
0
4
3
5
1
2
0.010
0.17
0.16
0.14
0.12
0.11
0.09
0.09
0.08
号
0.020
0
7
9
7
0
9
1
8
0.0111
0.19
0.19
0.16
0.12
0.10
0.08
0.07
0.06
8
5
4
6
0
2
0
5
0.17
0.17
0.15
0.12
0.10
0.09
0.08
0.08
3
0
1
7
9
7
9
5
3
0.010
0.14
0.14
0.15
0.13
0.12
0.10
0.09
0.09
号
0.020
2
9
1
8
0
7
9
5
0.0111
0.15
0.16
0.17
0.14
0.11
0.09
0.08
0.07
0
4
1
8
6
5
2
5
0.14
0.15
0.15
0.13
0.12
0.10
0.09
0.09
3
1
3
9
0
6
7
3
4
0.010
0.12
0.12
0.13
0.14
0.13
0.12
0.11
0.10
号
0.020
1
7
8
4
4
0
0
6
0.0111
0.11
0.12
0.14
0.16
0.14
0.11
0.10
0.09
6
6
8
0
3
6
0
2
0.12
0.12
0.13
0.14
0.13
0.12
0.10
0.10
0
7
9
6
5
0
9
4
180180
3、计算车道荷载横向分布系数
按照《公路桥涵设计通用规》规定沿横向确定最不利荷载位置后，就可计算各板
跨中横向分布系数。
车道荷载横向分布系数按设计车道数,
其中mq1
布置车辆荷载进行计算,
本桥净宽
7米，按规定考虑两车道加载。
计算如下：
板号
1：
m2q
1丄（0.186
2
0.135
0.110
0.089）
0.26
板号
2：
m2q
1丄（0.172
2
0.144
0.115
0.093）
0.262
板号
3：
m2q
1
1（0.148
2
0.150
0.127
0.102）
0.264
板号
4：
m2q
1
1（0.123
2
0.143
0.141
0.115）
0.261
由计算结果可得，
板号3车道荷载横向分布系数最大，m
O
和施工方便，将各块板设计成同一规格，即以3号板进行设计
■Oqi
2q
0.264。
为了设计
4、支点处荷载横向分布系数
1.000.500。
将3
支点处荷载横向分布系数按杠杆法进行计算，算得m2q
号板的荷载横向分布系数汇总如表3—3
图3—33号板支点荷载横向分布影响线（尺寸单位：
cm）
何载
跨中一四分点mc
支点m0
两行车
0.264
0.500
3号板荷载横向分布系数表
表3—3
计算图见图3—3：
荷载横向分布系数沿桥跨的变化按跨中到四分点处保持不变的me，从四分点到
—__
|±:
1<
图3—4沿桥纵向m值的变化（尺寸单位：
cm）
5、活载作用力计算
（1）弯矩
车道荷载作用在一块板上的力数值，可以按截面力一般公式计算，即:
M
（1）miPyi
式中：
①为冲击系数；由《公路桥涵设计通用规》计算得
EIc
3.5Hz因
i13.2510410634734091.51432108
此1.5Hz
2l2：
mc219.62l18.6481000/9.81
13.5Hz14Hz，故0.1761nf0.01570.206；
2是多车道桥涵的车道荷载横向折减系数，按《桥规》规定横向布置设计
车道数为2条时取1.00；
3mi是沿桥跨纵向与荷载位置对应的横向分布系数；
4Pi为车道荷载的值；
5yi沿桥跨纵向与荷载位置对应的力影响线坐标值。
跨中弯矩计算：
-出
图3—5跨中弯矩计算（尺寸单位：
cm）
1.206（231.5575.0832.53）
1.206339.16
409.03kN.m
1/4跨弯矩计算:
M
（1）miP>yi1.206（0.2641793.6750.264247.90.343
1
—4.93.6757.9
2
1
0.343-
2
4.9
湮7.9）
3
1.206（173.6750.0524.408.13）
1.206256.25
309.04kN.m
（2）、剪力
由车道荷载作用而产生的力仍可按截面力的一般公式进行，即
Q
（1）miRyi
跨中剪力：
川」
L
川门
J
1
•；kMm
IJnJL
JJ.I
———————_…_S
_■—1~1
98〕
图3—7跨中剪力计算（尺寸单位：
cm）
Q
（1）miPiyi1.206（0.2642150.50.2643.6757.920.3430.61257.9）
1.206（28.387.663.32）
1.20639.36
47.47kN
1/4跨处的剪力:
1
H7']
图3—81/4跨剪力计算（尺寸单位：
cm）
训I鬥
Q
（1）miPiyi1.206（0.2642150.750.2644.97.920.3430.61257.9）
1.206（42.5710.223.32）
1.20656.11
67.67kN
支点处的剪力：
-y*
删it
序
号
何载类别
弯矩（KN•m）
剪力（KN）
跨中
L/4点
支点
跨中
L/4点
（1）
恒载
895.09
671.
升级会员 