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1、. . . .湖 南 理 工 学 院毕业设计（论文）题目 平江大桥施工图设计 作 者 张 劲 学 号 24060100135 系 别 南湖学院 专 业 土木工程 指导教师 王 光 辉 职 称 导 师 完成时间 二0一0年六月六日 联系客服有惊喜，可调换文档，文档免费编辑等资源借阅热服：2552892066 借阅网http:/ 录1 方案拟订与比选2设计资料及构造布置3主梁的作用效应计算4 预应力钢束的估算及布置5 主梁截面几何特性计算6持久状况截面承载能力极限状态计算7 钢束预应力损失估算8 应力验算9 抗裂性验算10 主梁变形（挠度）计算11 锚固区局部承压计算12 行车道板计算13参考文献
2、第一部分 上部结构设计计算1 方案拟订与比选1.1 设计资料（1）技术指标：汽车荷载：公路-I级桥面宽度：03m栏杆+2m人行道+净-13m行车道+2m人行道+03m栏杆（共176m宽）（2）设计洪水频率：百年一遇 ；（3）通航等级：无 ；1.2 设计方案比选方案的主要标准：1、安全安全标准可从行车安全、通航安全、基础地质条件的安全与施工安全等几个方面考虑。行车安全主要通过桥面设施的布置来实现。如根据公路等级和车流具体情况决定是否需设置中央分隔带、分车带或护栏以保证行车安全。通航安全虽然有通航净空保证，但应注意是否有拖船组成的船队通过，另外桥下水流方向是否与桥梁垂直，如遇到这些情况均应适当加大
3、桥梁跨径。基础的安全一方面应该满足规范中规定的基础埋深与河流的冲刷深度和冰冻深度的关系，另一方面应检查基础附近是否有裂缝、断层、溶洞等不良地质现象存在，由此检查桥梁分孔是否合理。施工期间结构的安全也是应考虑的重要因素，如果设计要求编制施工组织计划，则要注意洪水和飓风对桥梁施工的不利影响，一般要求在洪水来临之前桥墩的施工面要超出设计洪水位。2、功能桥梁的功能包括两个方面：一是跨越障碍（河流、山谷或线路），二是承受/荷载。在比选方案时，应选择传力路线直接、简捷的结构形式，以保证结构受力的合理性。此外，还应考虑非正常运营条件下（如地震、风载）能保证结构功能的实施。在地震区修建桥梁要考虑抗震性能好的桥
4、型。梁式体系比拱失体系好，无铰拱比有铰拱要好，整体式的比组合式的好，扩大基础比桩基础好，低桩比高桩好等。再从突发的因素破坏桥梁后的修复难易考虑，梁式体系比拱式体系易修复。从该方面考虑，小跨能满足的就不做大跨；能用标准设计或通用设计的就优先考虑。3、经济经济性主要从造价、工期及养护维修方面考虑。造价：主要包括材料费、人工费及机具设备费。1)材料费的估价因受价格影响比较大，因暂按材料用量来衡量。用标准设计与通用设计时，可按所附材料查用。考同类体系、同荷载标准、相近跨度的已建桥梁的工程数量。根据参考书中提出的构造尺寸以及经验尺寸，定出总体设计的轮廓尺寸，然后对主要结构的少数控制截面进行粗略的验算。2
5、)人工费和机具设备费的标准各地区有很大差别，可根据概预算定额标准进行估算。工期：工期与造价有很大的关系，桥梁作为线路的一部分，应该要求做到“线路修到那里，桥也通到那里”，以保证机具、材料、人员的输送，线路早日交付运营，可以使国民经济早一天受益。影响工期的因素很多，在资金有保障的前提下，主要受基础工程量的大小、结构形式、施工方法等影响。上下部结构类型多的桥梁，要求特种机具设备的或新体系的工期也长，非就地取材的桥型，不仅造价高，而且工期长；采用脚手施工才工期长，而且有水毁的可能，需要慎重考虑。 养护及维修：桥梁在规定使用期限内经常维修费用的多少需要考虑，混泥土桥的养护和维修费用比刚桥要低得多，当遭
6、受军事或自然因素破坏后的修复，梁式桥比拱式桥方便。4、美观我国基本建设的方针是“经济、适用和在可能条件下注意美观”，大量的公路桥和铁路桥设计时应遵守这一要求，但在特大桥城市桥以及位于风景区的桥梁，应注意选择美观的桥型方案。此外，施工设备及能力和环保也是必须考虑的两个方面。每个比选方案都应初步考虑采用什么施工方法，根据所给的施工设备和现场条件制订施工方案；桥梁设计必须考虑环境保护和可持续发展的要求，包括生态、水、空气、噪声等几个方面全面考虑。1. 鉴于展架桥地质地形情况。该处地势平缓，故比选方案主要采用简支梁桥和连续梁桥形式。根据安全、适用、经济、美观的设计原则，我初步拟定了三个方案。1.2.1
7、 方案一：预应力混凝土简支T型梁桥本桥的横截面采用T型截面（如图11）。防收缩钢筋采用下密上疏的要求布置所有钢筋的焊缝均为双面焊，因为该桥的跨度较大，预应力钢筋采用特殊的形式（如图12）布置，这样不仅有利于抗剪，而且在拼装完成后，在桥面上进行张拉，可防止梁上缘开裂。优点：制造简单，整体性好，接头也方便，而且能有效的利用现代高强材料，减少构件截面，与钢筋混凝土相比，能节省钢材，在使用荷载下不出现裂缝等。缺点：预应力张拉后上拱偏大，影响桥面线形，使桥面铺装加厚等。施工方法：采用预制拼装法（后张法）施工，即先预制T型梁，然后用大型机械吊装的一种施工方法。其中后张法的施工流程为：先浇筑构件混凝土，并在
8、其中预留孔道，待混凝土达到要求强度后，将预应力钢筋穿入预留的孔道内，将千斤顶支承与混凝土构件端部，张拉预应力钢筋，使构件也同时受到反力压缩。待张拉到控制拉力后，即用夹片锚具将预应力钢筋锚固于混凝土构件上，使混凝土获得并保持其预压应力。最后，在预留孔道内压注水泥浆。使预应力钢筋与混凝土粘结成为整体。图1.1预应力混凝土简支T形梁桥立面图（尺寸单位：cm） 图12 （尺寸单位：cm）1.2.2 方案二：（30+60+30）m预应力混凝土连续箱形梁桥本桥采用单箱单室的截面形式及立面图，因为跨度很大（对连续梁桥），在外载和自重作用下，支点截面将出现较大的负弯矩，从绝对值来看，支点截面的负弯矩大于跨中截
9、面的正弯矩，因此，采用变截面梁能符合梁的内力分布规律，变截面梁的变化规律采用二次抛物线。优点：结构刚度大，变形小，行车平顺舒适，伸缩缝少，抗震能力强，线条明快简洁，施工工艺相对简单，造价低，后期养护成本不高等。缺点：桥墩处箱梁根部建筑高度较大，桥梁美观欠佳。超静定结构，对地基要求高等。施工方法：采用悬臂浇筑施工，用单悬臂连续的施工程序，这种方法是在桥墩两侧对称逐段就地浇筑混凝土，待混凝土达到一定强度后，张拉预应力筋，移动机具、模板继续施工。方案三：（620）m预应力混凝土空心板桥本桥横断面采用17块中板和2块边板优点： 预应力结构通过高强钢筋对混凝土预压，不仅充分发挥了高强材料的特性，而且提高
10、了混凝土的抗裂性，促使结构轻型化，因而预应力混凝土结构具有比钢筋混凝土结构大得多的跨越能力。 采用空心板截面，减轻了自重，而且能充分利用材料，构件外形简单，制作方便，方便施工，施工工期短，而且桥型流畅美观。缺点：行车不顺，同时桥梁的运营养护成本在后期较高。施工方法：采用预置装配（先张法）的施工方法，先张法预制构件的制作工艺是在浇筑混凝土之前先进行预应力筋的张拉，并将其临时固定在张拉台座上，然后按照支立模板钢筋骨架成型浇筑及振捣混凝土养护及拆除模板的基本施工工艺，待混凝土达到规定强度，逐渐将预应力筋松弛，利用力筋回缩和与混凝土之间的黏结作用，使构件获得预应力。1.3 方案比选表11 方案比选表方
11、案设计方案一设计方案二设计方案三适用性各梁受力相对独立，避免超静定梁的复杂问题，行车较舒适。箱形截面抗扭刚度大，可以保证其强度和稳定性，有效的承担正负弯矩，桥梁的结构刚度大，变形小，行车平稳舒适。空心板截面，减轻了自重，而且能充分利用材料，构件外形简单，制作方便，方便施工，施工工期短。美观性构造简单，线条简洁全桥线条简洁明快，与周围环境协调好，因此，桥型美观全桥线条简洁，但桥孔跨度多，因此显得有些繁缛影响桥型美观续上表施工难易等跨径布置，细部尺寸相同，可以重复利用模板预制，施工较为方便。相对简支梁桥的施工要更复杂。相对于简支T型梁和连续箱形梁施工较简单。经济性等截面形式能大量节约模板，加快建桥
12、进度，简易经济，但不能充分利用截面作用，基础设计量大。连续梁刚度大，变形小，伸缩缝少，能充分利用高强材料的特性，促使结构轻型化，跨越能力强。充分发挥了高强材料的特性，而且提高了混凝的抗裂性，促使结构轻型化。后期养护成本较高通过对比，从受力合理，安全适用，经济美观的角度综合考虑，方案一:预应力混凝土简支T型梁桥为最佳推荐方案。此方案，采用预应力混凝土简支T型梁桥，结构简单，节省材料，经济合理；采用预制装配的施工方法，施工方便，周期短；而且桥型流畅美观。 2设计资料及构造布置2.1 设计资料2.1.1 桥梁跨径及桥宽标准跨径：30m（墩中心距离）主梁全长：29.96m计算跨径：29.00m桥宽：0
13、3m栏杆+2m人行道+净-13m行车道+2m人行道+03m栏杆（共176m宽）桥面铺装：铺装层铺设防水混凝土12cm，沥青混凝土6cm。 2.1.2 设计荷载公路I级，结构重要性系数=1.0，均布荷载的标准值为10.5KN/m，集中荷载标准值为316KN. 2.1.3 材料及工艺混凝土：采用C50混凝土，=3.45MPa，抗压强度标准值=32.4MPa，抗压强度设计值=22.4MPa，抗拉强度的标准值=2.65MPa，抗拉强度设计值=1.83MPa。钢筋：预应力钢筋采用ASTMA416-97a标准的低松弛钢绞（17标准型），抗拉强度标准值=1860MPa。抗拉强度设计值=1260MPa，公称直径15.24mm，公称面积140，弹性模量Ep=1.95MPa。普通钢筋直径大于和等于12mm的采用HRB400钢筋；直径小于12mm的均用R235钢筋。按后张法施工工艺制作主梁，采用内径70mm的预埋波纹管和夹片锚具。2.1.4 设计依据（1）交通部颁公路工程技术标准（JTGB01-2003）简称标准（2）交通部颁公路桥涵设计通用规范（JTGD60-2004）简称桥规
