预应力混凝土简支空心板桥施工图设计毕业论文.docx

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1、预应力混凝土简支空心板桥施工图设计毕业论文目录摘 要错误!未定义书签。ABSTRACT错误!未定义书签。刖B11计算依据与基础资料21. 1标准21.2 主要材料21.3 设计要点22方案比选32. 1方案编制32.2方案比较33上部结构的计算53. 1横断面布置53.2内力计算73.2.1 永久荷载作用计算： 73.2.2 可变效应作用计算83.2.3 支点横向分布系数：143.2.4 支点到/4处的荷载横向分布系数154可变效应计算164. 1车道荷载效应184.2人群荷载效应195作用效应组合206全预应力混凝土梁配筋设计226. 1预应力钢筋数量的估算226.2预应力钢筋的布置236.

2、 3普通钢筋数量的估算及布置236. 4承载能力极限状态计算256. 4.1跨中截面正截面抗弯承载能力计算256. 4. 2斜截面抗剪承载力计算266. 5预应力损失计算296. 6正常使用极限状态计算346. 6. 1正截面抗裂性验算346. 6. 2斜截面抗裂性验算386.7 变形计算416. 7.1正常使用阶段的挠度计算417. 7. 2预加应力引起的反拱度计算428. 7. 3预拱度的设置436.8 应力验算446. 8. 1持久状态应力验算446. 8. 2短暂状态应力验算467最小配筋率复核508栏杆计算518. 1栏杆的构造及布置518. 2栏杆柱的作用效应计算519扶手计算55

3、10板式橡胶支座5711下部结构计算5811. 1盖梁计算5811.2内力计算621L 3截面配筋设计与承载力校核631L4桥墩墩柱设计6511.4 . 1作用效用计算6511. 4. 2荷载组合6611.5 截面配筋计算及应力验算6711.5. 1作用于墩柱顶的外力6711. 5. 2作用于墩柱底的外力6711. 5. 3截面配筋计算及验算671L6基础计算681L6.1桩基设计参数6811.3.2桩的计算宽度6911.6.3变形系数6911.6.4最大弯矩及最大弯矩位置6911.6.5局部冲刷线（自然地面）处桩的水平位移6911. 6.6桩基内力计算7011.6.7桩身承载力复合70结论7

4、2致谢73参考文献742刖百我国自50年代中期开始修建预应力混凝土梁桥，预应力技术的运用，使得混凝土梁桥在跨径、裂缝控制、施工方法等方面不断取得突破，预应力的广泛应用使得它成为桥梁建筑领域中的重要技术之一。本次设计通过施加预应力以达到控制裂缝宽度，增大跨径，节约建筑材料和投资的目的。针对我国中、小跨径桥梁众多与预应力技术本身的广泛适应性的情况，因而本次设计对我国桥梁事业的发展具有重要意义。桥梁的设计，除了了解桥位处的地质，地形及水文情况外，还应对所设计桥梁的的构造特点，建筑材料及相应的预应力计算方法和施工方法，这些内容是紧密联系的，相辅相成的。此次设计用到了大学四年学到的所有的专业课本的知识，

5、同时也还用到了许多规范和专业参考书，力求在设计中尽量做到规范、合理、清楚。经过这次设计使我所学的基础知识和专业知识更加系统、巩固、延伸和拓展，对我以后后的工作具有连号的知道意义。桥梁工程的大量实践，为我国的桥梁建设积累了大量的成功经验，但也的得到了不少的教训，为改善设计理念和理论，提高了桥梁工程的设计和施工水平，贯彻了桥梁工程“实用、经济、美观、环保”的原则，提供了更为广阔的探索空间。本设计是关于桥梁上部结构的初步设计。要求完成必要的设计和桥梁的总体布置图、主梁一般构造图、主梁预应力钢束构造图等图纸。设计分别阐述了各部分的计算过程，力求更加明了易懂。同时也限于本人水平的不足，设计中也一定存在很

6、多不足，敬请老师批评指正。1计算依据与基础资料1.1 标准跨径：桥梁标准跨径13叱 计算跨径12.60叱桥面净空：2. 5m + 4X3. 75m + 2. 5m。设计荷载：汽车荷载：公路一H级荷载；人群荷载：3. 0kN/m2o1.2 主要材料材料：预应力钢筋1义7钢绞线，直径12.7mm；非预应力钢筋HRB335, R235；空心板混凝土采用C40；钱缝采用C30的细集料混凝土；桥面铺装采用C30的沥青混凝土；栏杆及人行横道板采用C25混凝土。1.3 设计要点(1)按先张法部分预应力混凝土 A类构件设计，考虑lOcni厚的桥面铺装层混凝土参与截面组合作用。预应力张拉控制应力值4川=0.75

7、/曲，预应力张拉台座长假定为50m,混凝土强度达到90%时才允许放张预应力钢筋。(3)计算预应力损失时计入加热养护温度差20引起的预应力损失。(4)计算混凝土收缩、徐变引起的预应力损失时传力锚固龄期为7d。(5)环境平均相对湿度RH=55%。(6)将空心板吊装就位时混凝土龄期为90d。2方案比选2.1方案编制初步确定装配式预应力混凝土简支空心板桥、钢管混凝土拱桥、等截面预应力混凝土连续梁桥三种桥梁形式。(1)装配式预应力混凝土简支空心板桥孔径布置：5 X 13m,桥长65m,桥宽2. 5m+4X 3. 75m+2.5m。桥面有1. 5%的横坡不设纵坡。结构构造：全桥采用等跨等截面预应力空心板，

8、全桥公设计20片板。下部结构：桥墩采用双柱式桥墩，基础为钻孔灌注桩基础。施工方法：主梁采用预制装配式施工方法。(2)钢管混凝土拱桥孔径布置：采用单跨钢筋混凝土拱桥，跨长65瞑结构构造：桥面向车道宽15叫两边各设1.5m的人行道，拱圈采用单箱多室闭合箱。下部构造：桥台为重力式U型桥台。(3)预应力混凝土连续梁桥孔径布置：20m+25m+20in,跨长65m。桥面宽18nl(整体式)，设有2nl中央分隔带。主梁结构：上部结构为等截面板式梁。下部结构：上下行桥的桥墩基础是连成整体的，全桥基础均采用钻孔灌注摩擦桩，桥墩为圆端型实体墩。施工方案：全桥采用悬臂阶段浇筑施工法。2.2方案比较比较项目第一方案

9、第二方案第三方案主跨桥型装配式预应力混凝土简支空心板梁桥。钢管混凝土拱桥等截面预应力混凝土连续梁桥使用性能建筑高度较低，易保养和维护，桥下视觉效果好。桥面连续，行车舒适。行车平顺舒抗震能力强建筑高度高，易开裂难于养护受力性能受力明确受力合理变形小桥墩参加受弯作用，使主梁弯矩进一步减小，超静定次数高，对常年温差基础变形敏感对基础要求较高。经济性等截面形式可大量节省模板，加快建桥进度，简单经济。材料用量相对于空心板桥多一些需要采用钱复杂的结构措施增加造价采用等截面梁能较好的符合梁的内力分布规律，充分利用截面，合理配置钢筋，经济实用美观性构造简单，线条明晰，但比较单调，与景观配合不协调跨境较大,线条

10、非常美，与环境和谐增加城市美观侧面上看线条明晰，与当地的地形配合，美观大方施工方面桥梁的上、下部可平行施工，使工期大大缩短，无需在高空进行构件制作，质量易控制，可在一处批量生产，从而降低成本。技术要求较高.，施工机具也较多，施工工期较长，对地形依赖较强。连续梁桥与简支桥梁受理差别很大，故施工方式大不相同，由于需要在高空作业危险度高适用性适用于对桥下视觉有要求的工程适用于各种地质情况，用于对工期的工程，对通航无过高要求的工程上承式拱桥的跨度大，满足桥下净空的要求，在桥下设有特殊需求通航要求需要设计跨度较大的拱桥，没有必要。对通航无过高要求的工程；对整体性有要求的工程养护维修量小较大小3上部结构的

11、计算3.1横断面布置本桥按高速公路桥梁设计，桥面净宽：2.5m + 4X3. 75m + 2. 5m,全桥采用20块C40预制预应力混凝土空心板，每块板的宽度为99cm,高度62cm,空心板全长12.96m。采用先张法施工工艺，预应力钢筋采用1义7股钢绞线，直径12.7mm,截面面积98.7加，fpk = 186Q, fpd = 1260吠。预应力钢绞线沿板跨长直线布置。C40混凝土空心板的值 =26. 8,，Q = 18 4保，4 =2.4倘，勖= 1.63缁。全桥空心板横断面布置如图31,每块空心板截面及构造尺寸见图3-2。图3-1桥梁横断面（尺寸单位：cm）本L& O99图3-2空心板截

12、面构造尺寸（尺寸单位：cm）（1）毛截面面积A （参见图3. 2）7rxi 9 2I)4 = 99 x 62 -2x 38 x8 - 4义2x(-x7x2. 5 + 7x2. 5 + 7x25 + -x7x5)222=3174.3( cm2)（2）毛截面重心位置全断面对1/2板高处的静距:177175,=2 x -x 2. 5 x 7 x (24 +-)+ 2. 5 x 7 x (24 +-)+ -x 7 x 5 x (24 - ) =2181. 7( cm3):板高23223钱缝的面积为：/钞=2x(-x2. 5x7 + 2. 5x7 + -x5x7) = 87. 5( cm2)22则毛截面

13、重心离1/2板高的距离为：5,上板高 2181 7d.=.= 0. 687 cm = 0.7( cm)(向下移)h 43174 . 3校缝重心对1/2板高处的距离为：,2181.70、d转=24. 9(cm)段 87.5图3-4挖空半圆构造（尺寸单位：cm）图33计算惯性矩空心板简化图（尺寸单位：cm）（3）空心板毛截面对其重心的惯性矩I设每个挖空的半圆面积为AA = - Ml2 = -ttx382 = 567. l（c加288半圆重心轴：y =* 觉=8. 06(cz) = 80. 6(mm)6万 6 x4半圆对其自身重心轴0-0的惯性矩为/：I, = 0.00686/ = 0. 00686

14、 x 384 = 14304(cm 4)由此得毛截面重心轴的惯性矩I为：99x + 99 x 62 x 0 72_ 38x + 38x8x()1212-4 x 14304 - 2 x 567. 1 x (8. 06 + 4 + 0. 7)2 +(8. 06 + 4 - 0. 7)2-87. 5 X(24. 9 + 0. 7)2 = 1520077. 25cmz 105201 x 106(c/z/4) = 1. 5201 x 1015/)空心板截面的抗扭惯矩可简化为单箱截面来近似计算：b2h22h2b4-2. 6645 x 106cm4 = 2. 6645 x 1010(w4)4(99 - 8)2(62 - 8)22(62 - 8)2(99 - 8)+883.2内力计算3.2.1 永久荷载作用计算：(1)空心板自重(第一阶段结构自重)ggi = Ax y = 3