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1、山东交通学院本科生毕业设计（论文）1前前 言言设该桥所在地区为新建工程中的一座 3 跨桥梁，在经过桥型方案比选后，选用预应力空心板简支梁桥，每跨 16 米，共 3 跨。由于横向尺寸较整，故设计的空心板截面尺寸采用常见的结构形式。计算书分为上部结构与下部结构两个部分。上部结构部分包括尺寸拟定、应力分析、横向分布系数的计算、荷载的分布与组合、内力计算、特殊截面的剪力与弯矩的求得、预应力混凝土的配筋、钢筋束的分布、预应力损失的计算与组合、各截面的验算。下部结构由于学校课程里接触的不多，自己探索着并结合与指导老师的探讨完成。包括支座的尺寸与计算、支座下盖梁的尺寸拟定，支座反力与弯矩的计算组合、荷载的布
2、置、其配筋与验算、桩的计算与地基承载力的计算。虽然平时也有过桥梁的课程设计，但我通过做毕业设计中学到了许多书本上学不到的东西。结合所学专业知识与实际考虑的情况，我完成了这份计算书。曹忠胜：316m 预应力混凝土简支空心板桥施工图设计2第 1 章 设计资料1.1 设计荷载本桥设计荷载等级确定为汽车荷载：公路级；护栏：3.0。2N/mk12.桥面跨径及净宽标准跨径：=16m。kl计算跨径: =15.6m。l板 长： =15.96m。1l桥梁宽度：9m+20.5m。板 宽：=0.99m。2l1.3 主要材料混凝土：主梁板采用 C50 混凝土，桥面铺装采用 10cm 混凝土+柔性防水涂层+10cm 沥
3、青混凝土。预应力筋：采用12.7 高强度低松弛钢绞线，抗拉强度标准s值=1860，弹性模量=1.95，普通钢筋：直径大于和等于 12mmpkfMPapE510 MPa的用 HRB335 级热轧螺纹钢筋，直径小于 12mm 的均用 R235 级热轧光圆钢筋。锚具、套管、连接件和伸缩缝等根据相关规范选取。1.4.施工工艺先张法施工，预应力钢绞线采用两端同时对称张拉。1.5.计算方法及理论极限状态设计法1.6.设计依据及参考资料（1） 交通部颁公路工程技术标准 （JTG B01-2014） 。（2） 交通部颁公路桥涵设计通用规范 （JTG D60-2014） 。（3） 交通部颁公路钢筋混凝土及预应力
4、混凝土桥涵设计规范 （JTG D62-2004） 。（4） 交通部颁公路桥涵施工技术规范 （JTJ041-2000） 。（5） 预应力筋用锚具、夹具和连接 （GBT14370-93） 。（6） 公路桥梁板式橡胶支座规格条例 （JTT663-2006） 。山东交通学院本科生毕业设计（论文）3（7） 桥梁工程 、 结构设计原理等教材。（8） 计算示例集混凝土简支梁（板）桥 （第三版） ，易建国主编，人民交通出版社。（9） 公路桥涵设计手册梁桥（上） ，徐光辉，胡明义主编，人民交通出版社。曹忠胜：316m 预应力混凝土简支空心板桥施工图设计4第 2 章预应力空心板上部结构计算2.1 构造布置及尺寸桥
5、面宽度为：净7m+2 0.5m（防撞护栏） ，全桥宽采用 8 块C50 的预制预应力混凝土空心板，每块空心板宽 99cm（中板） ，边板 99.5cm，宽62cm，空心板全长 15.96m。采用先张法施工工艺，预应力筋采用15.20 高强度s低松弛钢绞线，=1860，=1.95。=1260，预应力钢绞线pkfMPapE510 MPapdfMPa沿板跨长直线布置。C50 混凝土空心板的=32.4，=2.65，=1.83ckfMPatkfMPatdf。全桥空心板横断面布置如图 1 所示，每块空心板截面及构造尺寸见图 2。MPa2.2 空心板毛截面几何特性计算2.2.1.毛截面面积 A（参见图 2）
6、22011A=99 70-2 38 10-4-28 2.5+8 2.5+8 5222 =6930-760-2512-210+20+20 （）=35582（cm）山东交通学院本科生毕业设计（论文）52.2.2 毛截面重心位置全截面对 1/2 板高处的静矩：1 218818=22.5 828+8 2.528+8 528-23223S 板高（）（）（）3=2906.6cm铰缝的面积： 11=22.5 8+2.5 8+5822A铰（）2=100cm则毛截面重心离 1/2 板高处的距离为：1/22906.6=0.8170.8=8A3558Sd 板高（cm ）（cm ）m m （向下移）铰缝重心对 1/2
7、 板高处的距离为： 2906.6=29.066100d铰（cm ）2.2.3.空心板毛截面对其重心轴的惯矩由图 3，设每个挖空的半圆面积为A22211A =d =3.14 40 =628(cm )88半圆重心轴： 4 40y=8.49()84.96cmmm曹忠胜：316m 预应力混凝土简支空心板桥施工图设计6半圆对其自身重心 OO 的惯矩为，I4440.006860.00686 4017561.6()dcmI则空心板毛截面对其重心轴的惯矩为：I33 2299 7040 1099 70 0.82 40 10 0.8 4 17561.61212I 2222 628 (8.4950.8)(8.495
8、0.8) 100 (29.0660.8) 2829750443522 (3333.3256)70246.4 1256 (204.2 161.04)89197.80 2834185.27178.670246.4458741.4489197.8064104()2.209 10 ()2.209 10cmmm（忽略了铰缝对自身重心轴的惯矩）空心板截面的抗扭刚度可简化为图 4 的单箱截面来近似计算：挖空半圆构造图 图 3山东交通学院本科生毕业设计（论文）722221244 (997)(709)125978176 222 (997)2 (709)26.29 13.56 79Tb hIhb tt641043
9、.161 10 ()3.161 10 ()cmmm2.3 作用效应计算2.3.1.永久作用效应计算1.1 空心板自重（第一阶段结构自重）1g=1g49.251(/)3558 26 10kN mA r 2.3.2 桥面系自重（第二阶段结构自重）2g栏杆重力参照其它桥梁设计资料：单侧按 6计算，桥面铺/kN m装采用 10cm C50 混凝土+柔性防水涂层+10cm 沥青混凝土，则全桥宽铺装每延米重力为：0.1 7 260.1 7 2435/kN m 上述自重效应是在各空心板形成整体后，再加至板桥上的精确地板，由于桥梁横向弯曲变形，各板分配到的自重效应应是不同的，这里为计算方便近似按各板平均分担来
10、考虑，则每块空心板分权佳到的每延米桥面系重力为：26 2355.875(/)8kN mg 2.3.3 铰缝自重（第二阶段结构自重）3g曹忠胜：316m 预应力混凝土简支空心板桥施工图设计84 3(100 1 70) 10260.442(/)kN mg 由此得空心板每延米总重为：g（第一阶段结构自重）19.251/ggkN m（第二阶段结构自重）235.8750.4426.317(/)gggkN m9.251 6.31715.568(/)iggggkN m由此可计算出简支空心板永久作用（自重）效应，计算结果见表 1。永久作用效应汇总表 表 1 作用效应 M（）/kN m作用效应 V（）kN项目作
11、用种类作用（ig）/kN m计算跨径（m）l跨中21()8gl跨1 423()32gl支点 1()2gl跨1 4 1()4gl跨中g9.25115.6281.42211.0672.1636.080g6.31715.6192.16144.1249.2724.640g gg15.56815.6473.58355.18121.4360.7202.3.4 可变作用效应计算本设计汽车荷载采用公路级荷载，它由车道荷载及车辆荷载组成。 桥规规定桥梁结构整体计算采用车道荷载。公路级的车道荷载由的均10.5(/)kqkN m布荷载和k(360-180) (15.6-5)P =180+=166.8(kN/m)(5
12、0-5)山东交通学院本科生毕业设计（论文）9的集中荷载的部分组成。而在计算剪力效应时，集中荷载标准值应乘以 1.2 的系kP数。即计算剪力时，。 kkP =1.2P1.2 166.8200.16(kN)按桥规车道荷载的均布荷载应满布于使结构产生不利效应的同号影响线上，集中荷载标准值只作用于相应影响线中一个最大影响线峰值处。多车道桥梁上还应考虑多车道折减，双车道折减系数，四车道折减系数，但不得小于两设10.67计车道的荷载效应。2.3.5 汽车荷载横向分布系数计算。空心板跨中和处的荷载横向分布系数，按铰接板法计算，支点/4l处按械杆原理法计算，支点至点之间的荷载横向分布系数，按直线内差求得。/4
13、l（1） 跨中及处的荷载横向分布系数计算。/4l首先计算空心板的刚度参数：，由前面计算：，2 22( )5.8( )4TTEI bIb GIlIl1042.209 10 ()Imm，将以上数据代入1043.161 10 ()TImm1001000bcmmm15.615600lmmm得：，求得刚度参数后，即可按其查公路10 2 102.209 1010005.8()0.016603.161 1015600桥涵设计手册-梁桥（上册） 。第一篇附录（二）中 8 块板的铰接板桥荷载横向分布影响线到，由0.01 及0.02 内插得到时，1 号到 4 号板在车道荷载0.01660作用下的荷载横向分布影响线
14、值，计算结果列于表 2 中。由表 2 画出各板的横向分布影响线，并按横向最不利位置布载，求得两车道的各板横向分布系数，各板的横向分布影响线及横向最不利布载见图 5，由于桥梁横断面结构对称，所以只需计算 1号至 4 号板的横向分布影响线坐标值。各板荷载横向分布计算如下（参照图 5）各板荷载横影响线坐标值表向分布 表 2曹忠胜：316m 预应力混凝土简支空心板桥施工图设计10作用位置板号1234567810.2230.1870.1480.1190.0980.0830.0740.06920.1870.1830.1570.1270.1040.0890.0780.07430.1480.1580.1620
15、.1440.1170.1000.0890.08340.1190.1270.1440.1530.1390.1170.1040.0981 号板：两行汽车：211=0.205+0.137+0.107+0.080 =0.26522im汽汽（）2 号板：两行汽车：211=0.185+0.151+0.114+0.080 =0.26522im汽汽（）山东交通学院本科生毕业设计（论文）113 号板：两行汽车：211=0.153+0.157+0.128+0.096 =0.26722im汽汽（）4 号板：两行汽车；211=0.123+0.147+0.145+0.112 =0.26422im汽汽（）由此可得出，两行汽车作用时，3 号板为最不利，为设计和施工方便，各空心板设计成统一规格，因此，跨中和处的荷载横向分布系数较安全地取得/4l。2=0.267m汽（2） 车道荷载作用于支点处的荷载横向分布系数计算。支点处的荷载横向分布系数按械杆原理法计算，由图所示，34:号板的横向分布系数计算如下：两行汽车：2=m汽11.0=0.52（3） 支点到处的荷载
