预应力混凝土连续刚构方案毕业论文.docx

《预应力混凝土连续刚构方案毕业论文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《预应力混凝土连续刚构方案毕业论文.docx（89页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、预应力混凝土连续刚构方案毕业论文目录摘要1Abstract2前言5第1章桥型设计方案 6L1方案一：预应力钢筋混凝土简支梁（锥型锚具）61. 1. 1基本构造布置 61. 1.2设计荷载6L 2方案二：钢筋混凝土箱形拱桥71.2.1 方案简介71.2.2 尺寸拟定71.2.3 桥面铺装及纵横坡度81.2.4 施工方法81.2.5 总结81.3桥型方案三：预应力混凝土连续刚构方案（比较方案）8第2章上部结构设计92.1 计资料及结构布置 91 .1.1设计资料92 . L2横截面布置92.1. 3横截面沿跨长变化122.L4横隔梁的布置132.2主梁作用效应计算132. 2.1永久效应计算132

2、. 2. 2可变作用效应计算152. 2. 3主梁作用效应组合252. 3预应力钢束的估算及其位置262. 3.1跨中截面钢束的估算和确定262. 3. 2预应力钢束布置272.4计算主梁截面几何特征311. 4.1截面面积及惯矩计算312. 4. 2截面静矩计算333. 4. 3截面几何特性汇总342. 5预应力损失计算342. 5.1预应力钢束与管道壁之间的摩擦引起的预应力损失372.5.2由锚具变形、钢束回缩引起的损失372. 5.3混凝土弹性收缩引起的预应力损失382. 5.4由钢束应力松弛引起的损失392. 5.5混凝土收缩和徐变引起的损失412. 5.6预加力计算及钢束预应力损失汇

3、总422.6 主梁截面承载力与应力验算452.6.1 持久状况承载能力极限状态承载力验算452.6.2 持久状态正常使用极限状态抗裂验算482.6.3 6. 3持久状态构件的应力验算492.6.4 短暂状况构件的应力验算562.7 主梁端部的局部承压验算562. 7.1局部承压区的截面尺寸验算562. 7. 2局部抗压承载力验算592. 8主梁变形验算59第3章基础的设计623.1盖梁的计算623. 1. 1荷载计算 623. 1.2内力计算693. 2桥墩墩柱计算703. 2. 1荷载计算703. 2. 2截面配筋计算及应力验算723. 3钻孔灌注桩计算743. 3. 1荷载计算744. 3

4、. 2桩长计算75结论77致谢78参考文献79公路桥梁交通是为国民经济、社会发展和人民生活服务的公共基础设施，是衡量一个国家经济实力和现代化水平的重要标志。我国从“七五”开始，公路建设进入了高等级公路建设的新阶段，近几年随着公路等级的不断提高，路桥方面知识得到越来越多的应用，同时，各项规范也有了较大的变动，为掌握更多路桥方面知识，我选择了 28nl装配式预应力混凝土简支T梁设计这一课题。本设计是根据设计任务书的要求和公路桥规的规定，选定装配式预应力T形截面简支梁桥，该类型的梁桥具有受力均匀、稳定，且对于小跨径单跨不产生负弯矩，施工简单且进度迅速等优点。设计内容包括拟定桥梁纵,横断面尺寸、上部结

5、构计算，下部结构计算，施工组织管理与运营，施工图绘制，各结构配筋计算，书写计算说明书、编制设计文件这几项任务。在设计中，桥梁上部结构的计算着重分析了桥梁在施工及使用过程中恒载以及活载的作用力，采用整体的自重荷载集度进行恒载内力的计算。按照新规范公路I级车道荷载进行布置活载，并进行了梁的配筋计算，估算了钢绞线的各种预应力损失，并进行预应力阶段和使用阶段主梁截面的强度，正应力及主应力的验算。下部结构采用以钻孔灌注桩为基础的墩柱，并分别对桥墩和桩基础进行了计算和验算。主要依据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D062-2004）,公路桥涵地基与基础设计规范（JTJ 024-85、，公

6、路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（简称预规）JTG D60-2004公路桥涵设计通用规范（简称通用规范）在本次设计过程中，新旧规范的交替，电脑制图的操作，都使我的设计工作一度陷入僵局。在指导老师王老师及本组其他组员的帮助下，才使的这次设计得以顺利完成。在此，对老师和同学们表示衷心的感谢。由于公路桥梁工程技术的不断进步，技术标准的不断更新，加之本人能力所限，设计过程中的错误和不足再所难免，敬请各位老师给予批评指正。第1章桥型设计方案根据现桥位地形、水文条件，并综合考虑工程的经济性和施工难易程度，本桥桥跨布置的单跨跨径宜在30m以上，因此选定简支T型梁、连续箱梁和连续刚构桥这三种桥型方案来进

7、行方案比1.1 方案一：预应力钢筋混凝土简支梁（锥型锚具）1.1.1 基本构造布置设计资料桥梁跨径及桥宽标准跨径：28m （墩中心距），全桥共：84米，分3跨，主梁全长：27. 96m,桥面净空：净一13m+2x0. 5m=14m；计算跨径：27m。1） .上部构造为预应力混凝土 T型梁，梁高1.7 m；下部构造为柱式墩身，肋板式桥台，桩基础；采用简支转连续施工。2） .预应力混凝土 T型梁是目前公路桥梁中经济合理的桥型之一。桥型能适应桥位环境，施工工艺成熟、安全可靠；采用简支转连续桥型，桥面连续，行车舒适，施工方便,工期较短。上部结构施工较连续梁和连续刚构要简单，材料用量和费用较少。能有效控

8、制投资规模，造价最省。图1.1桥梁立面图1.1.2 设计荷载公路I级，两侧防撞栏杆重量分别为2.99kN/m。材料及工艺本桥为预应力钢筋混凝土 T型梁桥，锥形锚具；混凝土：主梁采用50号混凝土，桥面铺装用30号混凝土；预应力钢筋：采用公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）的巾15.2钢绞线，每束6根，全梁配6束，/1860MPa。简支梁的优点是构造、设计计算简单，受力明确，缺点是中部受弯矩较大，并且没有平衡的方法，而支点处受剪力最大，如果处理不好主梁的连接，就会出现行车不稳的情况1.2 方案二：钢筋混凝土箱形拱桥1.2.1 方案简介本方案为钢筋混凝土等截面悬链线无

9、较拱桥。全桥分八跨，每跨均采用标准跨径60m。采用箱形截面的拱圈。桥墩为重力式桥墩，桥台为U型桥台。1.2. 2尺寸拟定本桥拟用拱轴系数m=2. 24,净跨径为60. 0m,矢跨比为1/8。桥面行车道宽9. 0m,两边各设L5ni的人行道。拱圈采用单箱多室闭合箱，全宽11.2m,由8个拱箱组成，高为 1. 2m o拱箱尺寸拟定如图L18108图1.1箱梁尺寸拟定（1）拱箱宽度：由构件强度、刚度和起吊能力等因素决定，一般为130160cm。取140cm。（2）拱壁厚度：预制箱壁厚度主要受震捣条件限制，按箱壁钢筋保护层和插入式震动棒的要求，一般需有10cm,若采用附着式震捣器分段震捣，可减少为8c

10、m,取8cm。（3）相邻箱壁间净宽：这部分空间以后用现浇混凝土填筑，构成拱圈的受力部分，一般用1016cm,这里取16cm。(4)底板厚度：614cm。太厚则吊装重量大，太薄则局部稳定性差且中性轴上移。这里取10cm。(5)盖板：有钢筋混凝土板和微弯板两种型式，最小厚度68c%这里取8cm。(6)现浇顶部混凝土厚度：一般不小于10cm,这里取10cm。(7)横隔板：多采用挖空的钢筋混凝土预制板，厚68cm,间距3. 05. 0m。横隔板应预留人行孔，以便于维修养护。这里取厚6cm。1.2 . 3桥面铺装及纵横坡度桥面采用沥青混凝土桥面铺装，厚0.10限 桥面设双向横坡，坡度为2.0%。为了排除

11、桥面积水，桥面设置预制混凝土集水井和 10cm铸铁泄水管，布置在拱顶实腹区段。双向纵坡，坡度为0.6%。1.2.4 施工方法采用无支架缆索吊装施工方法，拱箱分段预制。采用装配一一整体式结构型式，分阶段施工，最后组拼成一个整体。1.2.5 总结预应力混凝土连续箱梁也是目前公路大跨径桥梁中经常采用的桥型之一。结构受力合理，变形小；桥面连续，行车舒适；较T型梁增加了施工的难度和工期；材料用量和费用较T型梁要多一些。上部构造施工采用移动支架一次性投入费用要高；且由于增加了大吨位支座，日后维护费用要增加。1.3 桥型方案三：预应力混凝土连续刚构方案(比较方案)桥梁全长：90m(1)上部构造为预应力混凝土

12、变高度箱梁，根部高4.5m,跨中高2.0叱下部构造为空心矩形截面墩身、肋板式桥台，桩基础；采用挂篮悬臂浇筑施工。(2)预应力混凝土连续刚构桥外型美观，是目前公路大跨径桥梁中经常采用的桥型之一，尤其是墩身高度很高时，更能体现出它的优势。该桥型连续，行车舒适；但上部结构施工工序较T型梁和连续梁要多、周期较长，造价较高。鉴于桥位处的地形条件，河流断面宽约70m,桥墩高28nl左右，且由于连续刚构桥桥梁上部结构建筑高度较高，如采用该方案需要提升桥面标高，增加桥头引道长度。结合投资规模、和考虑施工的难度，本桥不适合于修建连续刚构桥。方案的最终确定：经考虑，简直梁的设计较简单，受力的点明确，比较适合初学者

13、作为毕业设计用，因此我选着了方案一。第2章上部结构设计2.1 计资料及结构布置2.1.1 设计资料(1)桥梁跨径及桥宽标准跨径:28m (墩中心距离);主梁全长：27. 96m；计算跨径：27m；桥面净空：净一13m+2x0. 5m= 14m；(2)设计荷载公路I级，每侧防撞栏重力的作用力为2. 99KN/m0(3)材料及工艺混凝土：主梁用C50,桥面铺装用C30。预应力钢筋采用公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)的巾15.2钢绞线，每束6根，全梁配6束，/M，=1860MPao普通钢筋直径大于和等于12mm的采用HRB335钢筋；直径小于12mm的均用R235

14、钢筋。按后张法施工工艺制作主梁，采用内径70mm、外径77mm的预埋波纹管和夹片锚具。(4)设计依据(1)交通部颁公路工程技术标准(JTG B012003)(2)交通部颁公路桥涵设计通用规范(JTG D602004)(3)交通部颁公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)(5)基本计算数据(见表2. 1)2.1.2 横截面布置(1)主梁间距与主梁片数主梁间距通常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很有效，故在许可条件下应适当加宽T梁翼板。翼板的宽度为2000mm,由于宽度较大，为了保证桥梁的整体受力性能，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：预应力、运输、吊装阶段的小截面(bl=1200mm)和运营阶段的大截面 面2=2000mm）。净一13m+2x0. 5m的桥款选用七片主梁，如图2. 1所示。表2.1基本计算数据名称项目符号单位数据立方体MPa50弹性模量6MPa3.45 X104轴心抗压标准强度几MPa32.4轴心抗拉标准强度4MPa2. 65轴心抗压设计强度几MPa22.4C50混凝轴心抗拉设计强度力MPa1.83短暂状态容许压应力0.7/MPa20. 72