预应力连续梁构造布置毕业设计.docx

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1、预应力连续梁构造布置毕业设计第一章前言第二章概述22.1 工程概况22.1.1 地形地貌及地质概况22.2 设计资料22.2.1 主要技术指标22.2.2 设计规范及参考资料32.2.3 主要材料3224施工方式42.2.5 支座强迫位移42.2.6 温度影响42.3 构造布置42.3.1 桥型布置及孔径划分42.3.2 主梁截面形式与主梁高度的拟定42.3.3 截面细部尺寸拟定42.4 毛截面几何特性6第三章荷载内力计算73.1 模型建立73.1.1 单元划分73.2 恒载内力计算83.2.1 一期恒载集度9322二期恒载集度10323计算结果103.3 活载内力计算113.3.1 内力影响

2、线计算12332横向调整系数计算203.3.3 汽车冲击系数计算203.3.4 荷载加载213.4 温度次内力计算243.5 支座沉降次内力的计算253.6 内力组合2733第四章 预应力钢束估算与布置4.1 钢束估算原理334.1.1 按正常使用极限状态的应力要求计算334.1.2 按承载能力极限状态的强度要求计算364.2 钢束估算364.3 钢束布置404.3.1 预应力束数目的确定404.3.2 布置原则40433钢束布置41第五章预应力损失及有效预应力计算425.1 预应力损失种类及相应的计算方法425.2 钢筋的有效预应力计算原理455.3 预应力损失及有效预应力的计算结果45第六

3、章配束后主梁内力计算及内力组合526.1 施工阶段主梁内力计算526.2 温度及基础沉降次内力计算546.3 混凝土收缩、徐变次内力计算566.4 内力组合5759第七章主梁截面强度验算7.1 截面强度计算原理597.2 强度验算60第八章 应力、变形及其他验算638.1 预加应力阶段各截面混凝土法向应力计算638.1.1 计算公式638.1.2 应力验算698.2 正常使用阶段混凝土法向应力及主应力计算与验算69821计算方法69822计算结果708.2.3应力验算738.3 正常使用阶段钢束应力计算与验算748.3.1 计算方法748.3.2 钢束应力计算与验算结果748.4 变形计算与验

4、算758.4.1 变形验算及预拱度设置77参考文献7980致谢第一章前言预应力混凝土连续梁桥以结构受力性能好、变形小、伸缩缝少、行车平稳舒适、造型简洁美观、养护工程数量小、抗震能力强及施工方法成熟等特点，在桥梁工程中得到了广泛的应用，作为道路与桥梁工程专业学生亦应重点掌握。桥梁的设计，除了解桥位处的地质、地形及水力水文情况外，还应对所设计桥梁的构造特点、建桥材料及相应的施工方法形成整体认识。预应力混凝土连续梁桥的设计包括桥型布置与构造、建桥材料及预应力工艺、施工方法和计算方法,这些内容是相互关联、相辅相成、缺一不可的。本设计中用到了材料力学、结构设计原理、结构力学、桥梁工程等学科的诸多知识。同

5、时还从图书馆借阅了大量教学参考书，力求在设计过程中尽量做到规范、合理、清楚。此次设计使我所学的基础理论和专业技术知识更加系统、巩固、延伸和拓展，对我以后从事桥梁方面的工作具有很好的指导意义。桥梁工程的大量实践，为我国桥梁的建设积累了大量的成功经验，但也得到了不少教训，为改进并完善设计计算理论，提高桥梁工程的设计与施工水平，贯彻桥梁工程“实用、经济、安全、美观、环保”的原则，提供了更为广阔的探索空间。本设计是关于江苏淮阴区南昌路盐河大桥引桥上部结构的初步设计。要求完成必要的毕业设计及桥梁总体布置图、主梁一般构造图、主梁预应力钢束构造图、主梁施工程序示意图等图纸。设计共分八章进行阐述，并配有多幅插

6、图，力求更具说服力。限于本人水平和资料不足，设计中肯定存在诸多不足，敬请老师和同学批评指正。第二章概述2.1 工程概况拟建桥位位于江苏淮阴区南昌路，呈南北走向，跨越盐河，桥位区河宽约60米，水面宽约55米。南昌路与规划盐河正交，盐河现为V级航道（38x5m）,规划改建为山级（60x7m）,规划岸线间净距90m。本桥根据一跨过河的要求，拟定桥梁逐孔计算跨径为100m,主桥采用系杆拱桥，引桥为连续梁桥，本设计即为引桥初步设计。2.1.1 地形地貌及地质概况桥位区地貌属类型废黄河冲击平原，原始地形较平坦，受人工改造影响稍有起伏，河两岸地面高程10.60m12.50m左右；根据勘察资料揭示，桥位区地层

7、均为第四系松散沉积物；据区域地质资料，桥位区位于中国东部新华夏系第二沉降带与秦岭昆仑纬向构造带和淮阳山字形东翼反射弧外带相复合的部位；桥位区抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.01g,设计地震分组为一组，场地设计特征周期为0.45s,桥址所在地区位于郑城一庐江断裂带东70 km,该断裂带同时是一条强震带，地震活动的强度和频度较高。桥位区地表水体为盐河水，水深受季节性影响较大，勘察期间河水水深2.10m左右。桥位区勘察深度内地下水主要为孔隙潜水和孔隙承压水，其中孔隙潜水赋存于全新统亚砂中，富水性和渗透性一般，地下水位受季节性和废黄河水体影响较大，与地表水存在互补关系；孔隙承压水赋存于更

8、新统中粗砂层中，含水层水性和渗透性较好，地下水主要接受侧向径流补给，排泄方式为侧向径流及少量人工开采；根据临近水化学分析资料，地下水及地表水对钢筋混凝土、混凝土中钢筋均无腐蚀性，对钢结构具有弱腐蚀性。2.2 设计资料2.2.1 主要技术指标（1）设计汽车荷载：城一A；设计人群荷载：3.5 kN/m2o（2）桥面宽度组成引桥桥面宽度为：3.25m（人行道）+16m（四车道）+3.25m（人行道）=22.5m。（3）桥面横坡：1.5%。（4）桥面铺装：10cm沥青混凝土。（5）地震峰值加速度:O.lgo(6)坐标系：淮安市城市坐标系。(7)高程系：1985国家高程基准2.2.2 设计规范及参考资料

9、(1)中华人民共和国交通部颁布有关设计标准与规范预应力钢绞线(GB/T5224-2003)公路桥涵施工技术规范(JTJ 041-2000)钢筋混凝土用热轧带肋钢筋(GB 1499-1998)公路工程技术规范(JTGB012003)公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2004)公路砖石混凝土桥涵设计规范(JTJ 022-85)公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)公路桥涵地基与基础设计规范(JTJ 024-85)道路工程制图标准(GB0162.92)(2)参考资料：原盐河大桥设计资料桥梁工程(上册)范立础预应力混凝土连续梁桥设计徐岳结构设计原理叶见曙2.2.3 主要

10、材料(1)混凝土：预应力混凝土主梁、横梁均采用50号混凝土，桥墩台、人行道采用30号混凝土，钻孔灌注桩采用25号混凝土；(2)预应力：箱梁均采用，15.24高强度低松弛预应力钢绞线，标准强度4=1860Mpa,弹性模量E v =1.95xl()5Mpa,松弛率3.5%,控制张拉应力%”=075/必 o(3)普通钢筋:I、II级钢筋采用符合GB13013-91和GB1499.98的规定，直径2mm者均采用II级(20MnSi)热轧螺纹钢，直径12mm者均采用I级(A3)热轧光圆钢筋；(4)锚具：箱梁锚具采用OVM系列群锚及其配套设备，管道成孔采用金属波纹管。(5)支座：采用圆板式橡胶支座，为定型

11、产品。(6)伸缩缝：采用毛勒伸缩缝；2.2.4 施工方式采用移动支架逐孔现浇施工2.2.5 支座强迫位移支座强迫位移：中跨支座下沉1cm。2.2.6 温度影响主梁上、下缘温差5。2.3 构造布置2.3.1 桥型布置及孔径划分本桥是城市主干线上的一座桥梁，为了缩短施工周期，最大程度地减少工程费用的比例，同时满足城市道路的有关要求，提高行车设计时速，保证行车舒畅,决定采用预应力混凝土连续梁桥，施工方法采用移动支架逐孔现浇施工，接头位置设在弯矩较小的部位，本桥接头位置距桥墩10m。根据具体地形情况及路线的连接，又充分考虑结构合理受力条件，本桥分为五跨，跨径布置为5x50m,全桥长250m。本设计中，

12、伸缩缝设在桥台与主桥联结处，在引桥的两头分别设D160、D80的伸缩缝，桥跨结构的计算简图见图2.1。5000 I 50005000500050002.1 桥跨结构计算简图（单位：cm）2.1.2 主梁截面形式与主梁高度的拟定本设计采用单箱双室截面。经验结果表明：与单箱单室相比，由于采用了三道腹板，可使桥面板的跨度减半，桥面板的正弯矩减少70%左右，负弯矩可减少50%,这就大大节省了桥面板的用钢量；同时，对布置钢束也比较方便，使钢束平弯角度减小，轻易下弯进入腹板内，或直接布置在腹板内避免平弯；而且，由于腹板总厚度增加，使得主拉应力和剪应力数值减小。本桥采用等高度截面形式，粱高位2.5m,高跨比

13、2.5/50=1/20。2.1.3 截面细部尺寸拟定（1）翼缘板悬臂长度本设计桥面宽度为22.5m,为了充分发挥其作用，每侧翼缘板悬臂长度取3.9m,悬臂端部取0.30m,根部取0.60m。（2）顶板和底板箱型截面的顶板和底板是结构承受正负弯矩的主要工作部位。箱梁顶板厚度的选取主要考虑满足桥面横向弯矩和布置预应力钢束的要求。跨中顶板厚度取30cm，底板取50cm,支点处顶板取40cm,底板取70cm。底板和顶板厚度呈阶梯形变化，具体布置形式如图2.2。700_1000边支承线7001000边支承线图2.2箱梁顶板和底板厚度变化示意图（单位：cm）（3）腹板腹板主要用来承受结构的弯曲剪应力与扭转

14、剪应力所引起的主拉应力。本桥在设计过程中考虑到由于偏载等因素所引起的主梁扭转，以及为了满足钢束管道的布置和混凝土浇筑的要求，腹板厚度采取局部加厚形式；跨中腹板厚度取50cm,支点取70cm。腹板厚度变化形式如图2.3。墩支承线墩支承线65.70010007 0 06 5H -10 0 0图2.3腹板厚度变化示意图（单位:cm)（4）横隔板每跨设置三道横隔板。其中支座处设置一道厚度为130cm的横隔板，主要用来承受和分布较大支承反力。同时在跨中设置一道厚度为40cm的横隔板，以改善横向弯矩的影响。（5）承托承托可以提高截面的抗扭刚度和抗弯刚度，减少扭转剪应力和畸变应力，同时也为布置钢束提供了空间。腹板与底板相接处设置40cmx40cm承托，腹板与顶板相接处设置120cmx40cm的承托。主梁横断而构造如图2.4。ooLO、70(50)o寸 22500匚, ccft -3=T70(50),I， IJ-140,I-C=- |zAJ M卜十1470 2 -39070(50)图2.4主梁横断面构造不意图（单位：cm）2.4毛截面几何特性采用分块法描述结构横断面来进