20米预应力混凝土简支t形梁桥毕业设计说明.docx

1、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 61.1概述 61.2主要技术指标 61.3桥型方案比较 6第二章 设计资料和结构尺寸 92.1设计资料 91.中华人民国交通部部标准： 公路工程技术标准 (JTG B01-2003 ) 107. 玲森：桥梁工程 ，人民交通， 1985 109. 公路桥涵设计手册： 基本资料，人民交通， 1991 102.2结构尺寸 102.3、毛截面几何特性 11第三章 力计算 123.1恒载作用力计算 123.2活载作用力计算 13第四章 预应力钢筋设计 224.1预应力钢筋数量的确定及布置 224.2换算截面几何特性计算

2、234.3预应力损失计算 24第五章 截面强度与应力计算 285.1、按极限状态承载能力的计算 285.2、正常使用极限状态计算 295.3、持久状况应力验算 355.4、短暂状态应力验算 38第六章 墩柱桩设计资料 408). 玲森：桥梁工程 ，人民交通， 1985 4110) 公路桥涵设计手册： 桥梁附属构造与支座 ，人民交通， 1991 4112). 公路桥涵设计手册： 基本资料 ，人民交通， 1991 41第 七 章 盖 梁 计 算7.1荷载计算 417.2力计算 517.3截面配筋设计及承载力校核 54第八章 桥墩墩柱计算 588.1荷载计算 588.2截面配筋计算及应力验算 60第

3、九章 钻孔灌注桩计算 639.1荷载计算 639.2桩长计算 659.3桩的力计算( m 法) 669.4桩身截面配筋与强度验算 699.5墩顶纵向水平位移验算 71第十章 埋置式桥台计算 7310.1设计资料 7310.2尺寸拟定 7310.3荷载计算 7410.4荷载组合 8010.5地基承载力验算 8010.6基底偏心距验算 8210.7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 861.中华人民国交通部部标准： 公路工程技术标准 (JTG B01-2003 ) 869. 玲森：桥梁工程 ，人民交通， 1985 8611. 公路桥涵设计手册： 桥

4、梁附属构造与支座 ，人民交通， 1991 8613. 公路桥涵设计手册： 基本资料 ，人民交通， 1991 8616、立础、顾安邦： 桥梁工程 (上、下册)人民交通， 2004 86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2X 20m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AbstractIn the paper,I choose the sche

5、meof 2* 20massembling type concrete hollow board bridge of prestressing force to design ， according to design materials with designated design specifications of graduation and geological materials The location district of the bridge is in the structure and degrade in the slope area of the ground for

6、m strongly , the topography rises and falls relatively largly. the topography rises and falls relatively largly. In the design, I carry on the intact top to bridge this originally , underpart structure calculate , checking computations and designed the constrction drawing.Keyword: The concrete of pr

7、estressing force, hollow board, the pier,the bidge abutment, 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

8、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

9、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 0.0010米，容许承载力fk=300350kPa,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=400450kPa,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=236%岩石单轴饱和抗压强 度9.9MPa,岩土工程等级WV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

10、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20m2)上部构造横向

11、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20m2)上部构造横向布置图主梁选用空心板800/23） 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

12、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：20.00m2） 计算跨径：19.60m3） 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

13、.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）11.51.2316.71.782.80 104C40（ MPa）18.41.6526.82.4043.25 102、预应力钢绞线:预应力钢绞线技术指标表 表22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（7 5）15.2mm1 1.95 105MPa1260MPa390MPa1860MPa7)、计算方法：极限状态法8)、设计

14、依据1中华人民国交通部部标准：公路工程技术标准(JTG B01-2003)2.中华人民国交通部部标准：公路桥涵设计通用规(JTGD602004)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(JTD D622004)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 (JTJ0412000)7.玲森：桥梁工程，人民交通，19858.公路桥涵设计手册：梁桥(上、下册)，人民交通，19919.公路桥涵设计手册：基本资料，人民交通，199110.易

15、建国：桥梁计算示例集，199111.叶见曙：结构设计原理，人民交通，19972.2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22所示A A2( A1A2 A A4) A51A99 858415(cm2)A1-5225 12.5(cm )A25 702350(cm )其中：A3丄52265 162.5(cm )A4丄5210 25(cm2)A51462.52

16、 3068( cm2)所以得A84152 (12.5 350 162.5 25) 3068 4247 (cm2)2）毛截面重心位置求全断面对1/2板高处的静距:S!A 2.5 2 A (2 5 42.55) A (42.5 35) A3 (1 65 15 42.5) A410 42.5) 9128.33(cm2)则毛截面重心距板高1/2处的距离为dh S1 /A 2.15（cm）向 下）23）、毛截面对重心的惯距1D.DJ图2 2板断面尺寸 单位：cm99 853 2 62.52Ih A 2.152 12 645 53 1 22 A1 (42.5 2.15 5)236 335 65严 5 65

17、2 3610 53Ai (42.5 2.15(42.5 2.15A3A 4.6525 70312(42.5 2.15I 65 55066531.2536 3 5)238898.338 (191.748 66337.83) 2(A4 (42.5 2.15 1017.361 23094.587 142916.667 3252.875 38142.3612204.628 34.722 18247.507)4583078.59(cm4)吕 gca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：0.06 7 23 0.1 7 24 26.46KN / m

18、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 (15 26.46)/8 5.18KN/m2、 铰和接缝重力铰的面积：2 (Ai A2 A3 A4) 1100(cm2)接缝面积：1.0 85 85(cm2)得： g2 (1100 85) 10 4 24 2.84kN/m3、 行车道板重力g3 4247 10 4 25 10.62kN /m恒载总重力：g g1 g2 g3 5.18 2.84 10.62 18.64kN/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gL281/4跨3 .2 gL 32Q支点丄gL2Q

19、1/4 点4gL单块板重10.6219.60509.97382.48104.0852.04全部恒载18.6419.60895.09671.32182.6791.343.2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 :It4b12h211 2h3( )t1 t2 t3bi99 t3 80.75(cm)85 13.75 8.75 73.75(cm)其中：It4 80.752 73.752 4、6

20、11913845(cm ) 1 1 、 2 73.7580.75( )8.75 13.75 18.25厂 c 458307859/ 99、2 c“一5.8 ( )2 0.0111611913845 1960图3 1板断面尺寸简化 单位：cm2、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32。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0.0100.190.170.140.120.100.090.080.

21、0810.02040216584号0.01110.240.190.150.110.090.070.060.06380625500.190.170.140.120.100.090.080.089330435120.0100.170.160.140.120.110.090.090.08号0.020079709180.01110.190.190.160.120.100.080.070.06854602050.170.170.150.120.100.090.080.083017979530.0100.140.140.150.130.120.100.090.09号0.020291807950.01110

22、.150.160.170.140.110.090.080.07041865250.140.150.150.130.120.100.090.093139067340.0100.120.120.130.140.130.120.110.10号0.020178440060.01110.110.120.140.160.140.110.100.09668036020.120.120.130.140.130.120.100.1007965094180 1803、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m

23、q 1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：m2q1 丄(0.18620.1350.1100.089)0.26板号2：m2q1 丄(0.17220.1440.1150.093)0.262板号3：m2q11(0.14820.1500.1270.102)0.264板号4：m2q11(0.12320.1430.1410.115)0.261由计算结果可得，板号3车道荷载横向分布系数最大，mO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 O qi2q0.264。为了设计4、支点处荷载横向分布系数1.00 0.500。将 3支点处荷载横向分布系数按杠杆法进

24、行计算， 算得m2q号板的荷载横向分布系数汇总如表 33图33 3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0.2640.5003号板荷载横向分布系数表表3 3计算图见图33：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_|:1yi 1.206 (0.264 179 3.675 0.264 24 7.9 0.34314.9 3.675 7.9210.343 -24.9湮 7.9)31.206(173.67 50.05 24.40 8.13)1.206256.25309.04kN.m(2)、剪力由车道荷载作用而产生的力仍可按截面力

25、的一般公式进行，即Q (1 ) miRyi跨中剪力：川L川门J1 ； kMmIJnJLJJ.I _ _ S_ 1 198图3 7跨中剪力计算(尺寸单位： cm)Q (1 ) miPiyi 1.206 (0.264 215 0.5 0.264 3.675 7.9 2 0.343 0.6125 7.9)1.206(28.38 7.66 3.32)1.20639.3647.47 kN1/4跨处的剪力:1H7图38 1/4跨剪力计算(尺寸单位： cm)训I鬥Q (1 ) mi Pi yi 1.206 (0.264 215 0.75 0.264 4.9 7.9 2 0.343 0.6125 7.9)1.206(42.57 10.22 3.32)1.20656.1167.67kN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895.09671.