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1、黄梅沙河桥设计 摘 要本设计是根据设计任务书的要求和公路桥规的规定,对黄梅县大桥进行方案比选和设计的。本着“安全、经济、美观、实用”的原则，本论文提出三种不同的桥型方案进行比较和选择：方案一为预应力混凝土等截面简支T梁桥，方案二为预应力混凝土变截面连续箱梁桥，方案三为钢筋混凝土下承式钢管拱桥。根据以上的原则以及设计施工等多方面考虑，比较确定预应力混凝土等截面简支T梁桥为推荐方案，绘制三种方案的桥址平面图、立面图、横断面图。在设计中，桥梁上部结构运用Madis/Civil软件建模分析，进行主梁的截面几何特性计算、荷载横向分布计算，以及恒载及活载布载的内力计算。运用铰接梁法求出活载横向分布系数，并
2、运用最大荷载法进行活载的加载。进行了梁的配筋计算，估算了钢绞线的各种预应力损失，绘制预应力筋布置图。对结构强度、刚度、应力、裂缝宽度、挠度等进行验算。由于时间关系，本设计没有进行下部结构的设计。关键词： 方案； 简支T梁桥； 比选； MADIS； 验算The Design of the huangmei shahe BridgeAbstractThe design was to compare the schemes and to design for the Huangmei county bridge based on the requirements of the design task
3、 and Highway Bridge Regulation”. The design of the bridge presents three different kinds of bridge model plans to compare and choose in line with the principle of “safety, economically, aesthetic and practically” : The first program was the design of the section simple supported T-beam of prestresse
4、d concrete, the second one was prestressed concrete variable cross-section continous grider bridge, the third one was reinforced concrete steel-tabular arch bridge. According to the principle as well as design and construction aspects, the prestressed concrete simply supported T-beam bridge of the s
5、ection was regarded as recommended scheme. Drawing the preliminary plan ,elevation cross section drawing of the three schemes.In the design, the upper structure of bridge used Madis/Civil software to model and analyze, and to make the geometry specialty of the main grider cross-section calculation,
6、the load transverse distribution coefficient calculation, and dead load &live load internal force calculation. The hinged beam method for calculating coefficients of transverse distribution, and applying the maximum load method to have live-load loading. Making the beam reinforcement calculation, ca
7、lculating the various loss of prestress of steel strand, drawing prestressed tendon layout .checking the structural strength, stiffness, stress, crack width and deflection. In the interest of time , the bottom structure design was not involved in this design.Key words: Scheme; Simple Supported T-bea
8、m; Comparison; MADIS; Checking目 录中文摘要I英文摘要II1 绪论11.1 预应力混凝土简支T梁桥概述11.1.1 预应力混凝土特点11.1.2 简支梁桥特点11.1.3 T梁桥特点21.2 国内发展研究状况21.3 研究的方法和内容32 方案比选42.1 工程概况42.1.1 主要技术指标42.1.2 现场工程地质条件42.2 桥梁设计原则52.3 方案编制52.4 方案比选103 MIDAS建模分析113.1 计算横向分布系数113.2 建立模型114 内力计算与荷载组合164.1 恒载内力的计算164.1.1 恒载内力164.1.2 恒荷载组合174.2 活
9、载内力计算204.2.1 车道荷载引起的内力204.2.2 活载组合225 配筋设计和截面验算305.1 预应力钢束305.1.1 预应力钢筋截面积估算305.2 预应力钢束布置315.2.1 布置要求315.2.2 钢束特性325.2.3 布置预应力钢束325.3 普通钢筋335.3.1 普通钢筋截面积估算335.3.2 普通钢筋的布置345.4 截面验算355.4.1 受拉区钢筋拉应力验算355.4.2 使用阶段正截面压应力验算365.4.3 正截面抗弯承载力验算37 5.4.4 使用阶段斜截面抗剪验算38 5.4.5 使用阶段斜截面主压应力验算40 5.4.6 使用阶段正截面和斜截面抗裂
10、验算41结 论45参考文献46致 谢47附录1 外文参考文献（译文）48附录2 外文参考文献（原文）62II1 绪 论预应力混凝土简支T梁桥早在20世纪50年代在我国建成之后，这种桥梁便得到了广泛推广并提出了系列标准设计。我国交通行业预应力混凝土简支T梁标准化设计经历了一个从无到有的发展过程。1.1 预应力混凝土简支T梁桥概述 1.1.1 预应力混凝土特点预应力混凝土可看作是一种预先储备了足够压力的新型混凝土材料。对混凝土施加预压力的高强度钢筋，既是加力工具，又是抵抗荷载所引起构件内力的受力钢筋。 1.能有效地利用现代高强度材料（高强混凝土，高强钢材），减少构件截面，显著降低自重所占全部设计荷
11、载的比重，增大跨越能力，并扩大混凝土结构的适用范围。 2.与钢筋混凝土梁桥相比，一般节省钢材30%40%，跨径愈大，节省愈多。 3.全预应力混凝土梁在适用荷载下不出现裂缝，即使是部分预应力混凝土梁在常遇荷载下也无裂缝，鉴于能全面参与工作，梁的刚度就能比通常开裂的钢筋混凝土梁要大。因此，预应力混凝土梁可显著减少建筑高度，使大跨径梁桥做的轻柔美观。由于能消除裂缝，这就扩大了对多种桥型的适应性，并更加的提高了结构的耐久性。 4.预应力技术的采用，为现代装配式结构提供了最有效的接头和拼装手段。根据需要，可在纵横向与竖向施加预应力，使装配式结构集整成理想的整体，这就扩大了装配式桥梁的适用范围，提高了运营
12、质量。1.1.2 简支梁桥特点以孔为单元，相邻桥孔各自单独受力，属静定结构，适用于中小跨度。它的优点是结构简单，架设方便，可减低造价，缩短工期，同时最易设计成各种标准跨径的装配式构件。但相邻两跨之间存在异向转角，路面有折角，影响行车平顺。国内被人熟知的简支梁桥很多，其中两个如下：浙江瑞安飞云江桥：国内最大跨度的预应力混凝土简支梁桥(62m)，37跨。 河南开封黄河公路桥：最长的简支T梁桥，全长4475.09m。共108孔。其中77孔50m跨径的预应力砼简支T梁，31孔20m跨径的钢筋砼简支T梁 图1-1 浙江瑞安飞云江桥 图1-2 河南开封黄河公路桥1.1.3 T梁桥特点肋板式梁桥（T梁桥）承
13、重结构为T梁梁肋（腹板）与顶板（顶部钢筋混凝土桥面板）相结合。由于受拉区混凝土得到很大程度的挖空，减轻自重，所以跨越能力增大。目前，中等跨径（1315m以上）的梁桥，通常多采用肋板式梁桥。1.2 国内发展研究状况 T形梁采用钢筋混凝土结构的已经很少了，从16m到50m跨径，都是采用预制拼装后张法预应力混凝土T形梁。预应力体系采用钢绞线群锚，在工地预制，吊装架设。其发展趋势为：采用高强、低松弛钢绞线群锚，混凝土标号4060号；T形梁的翼缘板加宽，25m是合适的；吊装重量增加；为了减少接缝，改善行车，采用工型梁，现浇梁端横梁湿接头和桥面，在桥面现浇混凝土中布置负弯矩钢束，形成比桥面连续更进一步的“
14、准连续”结构。预应力混凝土T形梁有结构简单，受力明确、节省材料、架设安装方便，跨越能力较大等优点。其最大跨径以不超过50m为宜，再加大跨径不论从受力、构造、经济上都不合理了。大于50m跨径以选择箱形截面为宜。目前的预应力混凝土简支“准连续”。进人20世纪90年代，交通部先后出版了预应力空心板、预应力混凝土I型组合梁标准图。但预应力混凝土简支T梁标准化工作相对滞后，这期间的预应力混凝土简支梁在桥梁建设中仍占有相当的比例，北京市每年有近80%为这种结构形式，而一些新技术、新工艺、新材料的迅速发展和应用，原有的标准图已不适用。为此，北京市公路局于1998年向北京市公路设计研究院下达了预应力混凝土简T
15、梁桥通用图课题，历时2年，于1999年完成了这一课题并通过了北京市组织的专家鉴定。认为该通用图结构设计合理，完善和提高了国内预应力混凝土简支T梁桥标准化设计水平，有推广应用价值，为国内先进水平 。预应力混凝土梁桥在我国的发展基本趋于成熟，不仅在设计理论方面，而且再施工技术上都处于世界的前列。随着我国经济发展，材料、机械、设备工业相应发展，这为我国修建高质量桥梁提供了有力保障。再加上广大桥梁建设者的精心设计和施工，使我国建桥水平已跃身于世界先进行列。我国幅员辽阔，经济发展水平参差不齐，经济上总体水平不高，公路桥梁发展还是要着眼于量大、面广的一般大、中桥，这类桥梁仍以预应力混凝土结构为主。1.3 研究方法和内容本文以地质水文资料和桥梁工程确定黄梅县大桥桥型，借助大型有限元软件MIDAS/Civil平台，对大桥整体模型进行计算分析和验算。主要工作如下:1
