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1、摘 要本设计是根据设计任务书的要求和公路桥规的规定,对北京九渡河桥进行方案比选和设计的。对该桥的设计，本着“安全、经济、美观、实用”的八字原则，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简支梁桥，方案二为悬索桥，方案三为混凝土箱梁桥。经由以上的八字原则以及设计施工等多方面考虑、比较确定预应力混凝土简支梁桥（锥形锚具）为推荐方案。在设计中，桥梁上部结构的计算着重分析了桥梁在使用工程中恒载以及活载的作用利，采用整体的体积以及自重系数，荷载集度进行恒载内力的计算。运用杠杆原理法、偏心压力法求出活载横向分布系数，并运用最大荷载法法进行活载的加载。进行了梁的配筋计算，估算了钢绞线的
2、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和变形验算、锚固区局部强度验算和挠度的计算。下部结构采用以钻孔灌注桩为基础的双墩柱，采用盆式橡胶支座，并分别对桥墩和桩基础进行了计算和验算。本设计全部设计图纸采用计算机辅助设计绘制，计算机编档、排版，打印出图及论文。期间翻译了一篇英文短文“Reliability analysis” 。关键词：预应力混凝土、简支梁桥、钻孔灌注桩、锥形锚具AbstractThis design is according to the design project description request and Road Bridge gauge the st
3、ipulation, nine fords the bridge to Beijing to carry on the plan ratio to elect with the design. For the purpose of make the type of the bridge corresponding with the ambience and cost saving, this paper provides three different types of bridge for selection: the first one is pre-stressed concrete c
4、ontinuous bridge; the second one is Hanging bridge, and the third one is Concrete box beam bridge . After the comparisons of economy, appearance, characteristic under the strength and effect, the first one is selected.In this design, The checking calculation of strength of main girder was preceded n
5、ot only in prestressed statement but also in using statement, deflection,precamber and the assessment of reinforcing steel bar were checked too. The pier of the bridge was basing on digging pile, and adopted rubber pot bearing. According to the characteristic of the overpass bridge and spot conditio
6、n, it adopted the method that the cantilever job placing combined with bracket job placing.All of the design drawings were protracted by AutoCAD. Except that the thesis called A note on dynamic fracture of the bridge bearing due to the great HanshinAwaji earthquake was translated into Chinese, and m
7、ade a report on. Keywords: prestressed concrete、simple supported beam bridge、cast-in-place pile、cone anchorage device.第一部分、桥梁设计1、 水文计算1.1 原始资料1.1.1 勘测资料(1)、水文、气象九渡河属山区河流，纵坡较陡，流速较大，河床质为第四纪砂夹砾石，最大粒径大于 200mm，桥位上游汇水面积为 174KM2，含砂量 。310/kgm现场勘测时，搜集到 3 个调查历史洪水，即：1939 年，930m 3/s；1963 年，730m3/s；1977 年，610m 3
8、/s；另在北岸桥址上游约 400m 处获得多年平均洪水位为180.64m，根据河床纵断面测量资料，河床纵坡在该河段为 0.036，河床逐年有摆动下切趋势，河流主槽原在南岸，1939 年洪水后移至北岸，维持至今，河床下切量预计已达0.5m。多年平均气温：最高 220C，最低-10 0C。每年 11 月 20 日至次年 2 月 10 日为冬季。风力：7 级，W=15m/s。河床粒径分析资料粒径 d（mm）200 100 50 25 5 2.5 1 Lf截面不受反摩阻影响0N2 12329 9996 156.078N5 12347 10013 158.883N1、N3 6159 11175 139.
9、598 62.66N4、N6 6223 9980 156.327 58.85N2 6279 9996 156.078 58.13l/4截面N5 6327 10013 158.883 58.4959.53N1、N3 109 11175 139.598 138.236N4、N6 173 9980 156.327 153.617N2 229 9996 156.078 151.409支点截面N5 248 10013 158.883 154.95149.553(3)、预应力钢筋分批张拉时混凝土弹性压缩引起的应力损失（ ）4l混凝土弹性压缩引起的应力损失取按应力计算需要控制的截面进行计算，对于简支梁可取
10、L/4 截面按下列公式进行计算，并以计算的结果作为全梁各截面预应力钢筋损失的平均值。=4lpcEPm21式中 m 为张拉批数，m=4预应力钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值，张拉时混凝土的实际强度等EP级 f ck计算，f ck假定为设计强度的 90%，即 f ck=0.9c50=c45,查附表得：E c=3.15104MPa,故 19.605.391 CPE全部预应力钢筋的合力 Np 在其作用点（全部预应力钢筋重心点）处所产生PC的混凝土正应力， = ， 截面特性按第一阶段取用：其中PC- - ）A P=（1395-66.8-59.53）5040=6394.09KN(pNcon1l2l= =
11、 (MPa)PCIepP 23.1024.3758.961083694.3 所以 = = MPa4l pcEPm21.2(4)、钢筋松弛引起的预应力损失（ ）5l对于采用超张拉工艺的低松弛级钢绞线，由钢筋松弛引起的预应力损失按下式计算： pepkel f)26.05.(5式中 张拉系数，采用超张拉，取 =0.9钢筋松弛系数，对于低松弛钢绞线，取 =0.3 传力锚固时的钢筋应力 = - - - ，这里应采用 L/4 截面的应力pepecon1l2l4l值作为全梁的平均值固有.= - - - =1395-66.8-59.53-45.87=1222.8MPapecon1l2l4l所以 =0.90.3
12、0.525l MPa03.271.826.018(5)、混凝土收缩、徐变引起的损失（ ）6l混凝土收缩、徐变终值引起的受拉区预应力钢筋的应力损失可按下式计算：即 psucEPucspul ttt 15),(),(9.0)( 006式中 、 加载龄期为 时混凝土收缩应变终极值和徐变系数终极,0tucs),(0tu0t值;加载龄期，即达到设计强度为 90%的龄期，近似按标准养护条件计算则有： 0t，则可得 ；对于二期横载 G2 的加载龄期 ，假定为 =90d。d20t0t该梁所属的桥位于一般地区，相对湿度为 75%，其构件理论厚度 2Ac/uIeNp28log9.0tfck，查表得： = =1.5
13、9、 =3527.68/02 ),(0tu)2,(u),(0tu=1.21； = 。)9,(ut),(ucst41为传力锚固是在跨中和 l/4 截面的全部受力钢筋（包括预应力钢筋和纵向非预应pc力受力钢筋）截面重心处，由 、 、 引起的混凝土正应力的平均值。考虑PIN1GM2到加载龄期不同， 按徐变系数变小乘以折减系数 / 。计算 和2G ),(0tu)2,(utPIN引起的应力时采用第一阶段截面特性，计算 引起的应力时采用第三阶段截面1GM2G特性跨中截面：=（ - ）A =（139590.8845.87）5040=6341.544KNPINconLP 923321212/, 104.75.
14、6109.5764)0,(9)( OPGunpGnpnPLC WMtIea.45.2379.087.194686l/4 截面：=（1395-1395-66.8-59.53-45.87）1776.6=2172.426KNPIN923321214/, 104.758.26109.5746)0,(9)( OPGunpGnPLC WMtIeA a3.768.2549.029.51686所以 =（9.52+5.23）/2=7.375MPapc035.1832AS 6EP，取跨中与 l/4 截面的平均值计算，则有opspsPSIei/102跨中截面 mAeespps 39.1065.127048.5l/4
15、 截面 mAeespps 96.35.1276803.91所以 ；mps .52/).93.106(；82mA；490.75I086.3)182/0.3/(6192 ps将以上各项代入即得 MPal 5.086.34.15).7509.(6 现将各截面钢束应力损失平均值及有效预应力汇总于下表预加应力阶段= + +l1l2l4l（MPa）使用阶段65llpl（MPa）钢束有效预应力（MPa）工作阶 段及应力损 失计算截面1l2l4ll5l6ll预加力 阶段 1p- l使用阶段 plcon- l跨中截面（I-I）90.88 0 45.87 136.75 27.03 85.658 112.688 1258.25 1145.562l/4截面66.8 59.53 45.87 172.2 27.03 85.658 112.688 1222.8 1110.112支点截面0.406 149.553 45.87 195.829 27.03 85.658 112.688 1199.171 1086.4835.6、 应力验算5.6.1、短暂状况的正应力验算(1) 构件在制作、运输及安装等施工阶段过程中，混凝土等级
