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1、30m30m 预应力简支预应力简支 T T 型梁桥设计毕业设计型梁桥设计毕业设计 目录目录 摘要 I ABSTRACT II 第 1 章设计内容及构造布置 1 1 1设计内容 1 1 2方案比选 2 1 3横截面布置 4 1 4横截面沿跨长的变化 7 1 5横隔梁的设置 7 第 2 章主梁内力计算 7 2 1恒载内力计算 7 2 2活载内力计算 10 2 3主梁内力组合 18 第 3 章预应力钢束的估算以及布置 19 3 1跨中截面钢束的估算与确定 19 3 2预应力钢束布置 19 3 3非预应力钢筋截面积估算及布置 24 第 4 章计算主梁截面几何特性 24 4 1主梁预制并张拉预应力钢筋
2、25 4 2灌浆封锚 主梁吊装就位并现浇 300MM湿接缝 25 4 3桥面 栏杆施工和运营阶段 26 第 5 章钢束预应力损失计算 27 5 1预应力钢束与管道壁之间的摩擦引起的预应力损失 27 5 2由锚具变形 钢束回缩引起的损失 28 5 3混凝土弹性压缩引起的损失 29 5 4由钢束应力松弛引起的损失 30 5 5混凝土收缩和徐变引起的损失 31 5 6预应力内力计算及钢束预应力损失汇总 32 第 6 章主梁截面验算 32 6 1截面应力验算 33 6 2抗裂性验算 37 第 7 章锚固区局部承压验算 39 第 8 章主梁变形验算 41 8 1荷载短期效应作用下主梁挠度验算 41 8
3、2预加力引起的上拱度计算 42 8 3预拱度的设置 43 第 9 章横隔梁计算 43 9 1确定作用在跨中横隔梁上的计算荷载 43 9 2跨中横隔梁的内力影响 44 第 10 章行车道板计算 47 10 1悬臂板荷载效应计算 边梁 47 10 2铰接悬臂板荷载效应计算 中梁 48 参考文献 52 致谢 53 30m30m 预应力简支预应力简支 T T 型梁桥设计型梁桥设计 专业年级 学号 摘要 摘要 目前 预应力混凝土被广泛的使用于各种中小跨度的桥梁中 而且大量采用预 应力混凝土将是未来桥梁发展的趋势 在本次毕业设计中 对目前在公路桥梁中经常使 用的预应力混凝土简支 T 型梁桥的设计做了全面的
4、介绍 其中包括调研 外文资料的 翻译 方案设计 结构计算以及施工图的绘制 并对预应力混凝土梁桥的特点做了详细 的介绍 在确定方案时 根据调研及查阅大量的资料 在此桥位上布置了钢管混凝土桥 钢筋混凝土箱型拱桥及预应力混凝土简支 T 型梁桥三种设计方案 根据 安全 功能 经济 美观 的原则 对各种桥型的优缺点进行了比选 而预应力混凝土简支 T 型梁 桥在此桥位上更具有竞争力 反映在工程造价比较低 施工工期短 施工技术成熟 因 此 最终选择了预应力混凝土简支 T 梁桥为设计方案 结构计算着重进行了上部结构 的计算 包括截面尺寸的拟定 内力计算 恒载内力 活载内力和附加内力的计算 内 力组合以及影响线
5、 配筋设计 施工阶段和使用阶段的应力验算 承载能力极限状态 强度验算 刚度验算 变形验算 通过本次毕业设计 进一步加深了我对桥梁以及预应力混凝土的认识 关键词关键词 预应力混凝土 T 型梁桥 结构计算 设计方案 施工图 The design and calculation of Fantang Bridge Abstract Nowdays the pre stressed concrete is extensively used in various kinds of bridges with medium and small span and it will be a developmen
6、t trend in future to adopt the bridge of the pre stressed concrete in a large amount In this paper I made an overall introduction of the pre stressed T section concrete beam bridge which is ofen used among highway at present Including investigation and research translation scheme design calculation
7、of structure and drawing According to the investigation I give three schemes the steel tube filled concrete the reinforced concrete arch bridge and T section beam with pre stressed concrete bridge According to the principle of safe capability economical artistic I choose the T section beam bridge wi
8、th pre stressed concrete finally The calculation of structure mainly includes the superstructure such as the size design of the section the internal force calculation the steel bars calculation the stress and intensity and displacement Through this graduation design my understanding of the pre stres
9、sed concrete are strengthened further Keywords pre stressed concrete T section bridge steucture calculation construction design 第第 1 章章 设计内容及构造布置设计内容及构造布置 1 1 设计内容设计内容 1 1 1 设计标准 桥梁全长 34m 标准跨径 30 00m 主梁全长 29 96m 计算跨径 29 30m 设计车速 100 km h 桥面净空 高速公路 分离式 半幅桥全宽 12 75m 0 75 1 7 5 3 0 5 12 75m 设计荷载 公路 I 级
10、 两侧栏杆的总重 10 65kN m 1 1 2 设计资料 1 上部结构 普通受力钢筋 采用 R235 和 HRB335 级钢筋 预应力钢筋 采用抗拉强度标准值 pk 1860Mpa 公称直径 d 15 2mm 的低松弛高强 f 度钢绞线 混凝土 预制 T 梁 横隔梁 湿接缝 封锚端及桥面现浇混凝土均用 C50 Ec 3 45 桥面铺装采用沥青混凝土 锚具 预制 T 梁正弯矩钢束采用 15 8 型 15 9 型和 15 10 型系列锚具 及其配件 预应力管道采用圆形金属波纹管 2 水文条件 水位随季节变化 不通航 两岸为微风化砂岩 3 其他 洪水频率 1 100 地震峰值加速度 0 05g 1
11、 1 3 设计依据 1 公路桥涵设计通用规范 JTG D60 2004 2 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D62 2004 3 公路桥涵设计手册 桥梁上册 人民交通出版社 2004 3 基本计算数据表基本计算数据表 表表 1 名称项目符号单位数据 混 凝 土 立方强度 弹性模量 轴心抗压标准强度 抗拉标准强度 轴心抗压设计强度 抗拉设计强度 f Ec fck ftk fcd ftd MPa MPa MPa MPa MPa MPa 50 3 45 104 32 4 2 65 22 4 1 83 预 应 力 钢 筋 标准强度 弹性模量 抗拉设计强度 最大控制应力 con 使用荷
12、载作用阶段极限应力 荷载组合 I 荷载组合 III fpk Ep fpd 0 75fpk 0 65 fpk 0 70 fpk MPa MPa MPa MPa MPa MPa 1860 1 95 105 1260 1395 1209 1302 材料 容重 钢筋混凝土 沥青混凝土 钢绞线 1 2 3 kN m3 kN m3 kN m3 26 0 24 0 78 5 钢束与混凝土的弹性模量比ny无量纲5 43 1 2 方案比选方案比选 1 2 1比选的标准 比选的标准只要依据安全 功能 经济 与美观 其中以安全与经济为重 至于桥梁美观 要视经济与环境而定 1 安全 安全的标准可以从行车安全 基础地质
13、条件的安全与安全施工等几个方面考虑 行车安全主 要通过桥面设置的布置来实现 基础地质条件应当真实 不要有虚假数据 2 功能 桥梁的功能无非就是两个方面 一是跨越障碍 河流 山谷或线路 二是承受荷载 在方 安中 应选择传力路线直接 简捷的结构形式 以保障结构功能的施工 3 经济 评价一坐桥梁可以从一下几个方面进行 造价 工期和养护维修 造价包括材料费 人工费和机械设备费 工期 一座桥梁建设工期的长短与造价有很大的关系 上下部构造的类型的桥梁 要求特种 设备的新体系的工期也长 非就地取材的桥型 不仅造价高 而且工期长 采用脚手架施工的工 期长 而且有水毁之虞 都需一一加以考虑 在桥梁规定使用期限内
14、经常维修费用的多少需要考虑 混凝土桥的养护和维护费用要比刚桥 低的多 4 美观 桥梁建筑是技术与艺术的结晶 一座美丽的桥梁 实际必须考虑本身造型的美观 还须与周 遍环境相协调 使能成为当地优美的景点 受到人们的的欣赏 也可以成为当地的典型建筑标志 5 施工 选择的桥型要能采用先进的施工方法 并考虑施工单位的施工能力和机械设备 在一般的情 况下选择简便熟悉可靠的施工方案 有时如需要用新的技术 应对其优点和不足之处进行比较 1 2 2方案 根据已知材料 可以初步拟定以下几种方案 方案一 钢筋混凝土箱型拱桥 拱桥是我国公路上使用较广泛的一种桥型 拱桥与梁桥的区别不仅在于外形不同 更重要的 是两者受力
15、性能有较大的差别 由力学知 梁式桥结构在竖向荷载作用下 支撑处仅产生竖向支 撑反力 而拱式结构在竖向荷载作用下 两端支撑处除了有竖向支撑反力外 还有水平推力 使 拱内产生轴向压力 从而大大减小了拱圈的截面弯矩 使之成为偏心受压构件 截面上的应力分 布与受弯的应力相比 较为均匀 因此拱式结构可以充分利用主孔截面材料强度 使跨越能力增 大 拱桥上部结构由主孔圈和拱上建筑组成 主拱圈是拱桥的主要承重结构 拱桥的下部结构由 桥墩 桥台及基础组成 用以支承桥跨结构 将桥跨结构的荷载传至地基 钢筋混凝土箱型拱桥虽然造价最低 但是需要使用大量的木材 劳动力 工期也较长 拱的 承载潜力大 但是伸缩缝多 养护较
16、麻烦 纵坡较大 土方量较大 方案二 钢管混凝土桥 钢管混凝土拱桥的受力特点 由于钢材在弹性工作阶段时 他的泊松比 s变动很小 在 0 25 0 30 之间 而混凝土的泊松比 c随着纵向力的增加从低应力的 0 167 左右逐渐增加到 0 5 接近破坏时 将超出 0 5 因此内填混凝土型圆钢管混凝土随着轴向力 N 的增大 混凝土的泊松 比 c迅速超过钢管的泊松比 s使的混凝土的径向变形受到钢管的约束而处于三向受力状态 其承载力大大提高 同时钢管的套箍作用大大提高了混凝土的塑性性能 使得混凝土 特别是高 强混凝土脆性的弱点得到了克服 另一方面 混凝土填于钢管之内 增强了钢管的管壁稳定性刚 度也远大于钢结构 使其整体稳定性也有了极大的提高 在施工方面 钢管混凝土中的钢管可作 为劲性骨架甚至是模板 施工吊装轻 进度快 施工用钢量省 具有强度大 抗变形能力强的优 点 结构轻巧 造型美观 但是这种结构的桥梁的施工技术复杂 制造和安装的精度要求高 施 工 施工要使用一些大型的机械 难度也比较大 因此这里不予采用 方案三 预应力混凝土 T 型梁 预应力混凝土 T 型梁结构简单 受力明确 上部结构主要采用
