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1、目 录第章 方案比选 5第章 桥梁方案说明 6第章 桥梁结构设计及计算 9第一部分 桥跨结构与支座一、构造形式及尺寸拟定. 9二、毛截面几何特性计算10三、作用效应计算121.永久作用效应计算.122.可变作用效应计算.123.作用效应组合.18四、预应力钢筋数量估算及布置.211.预应力钢筋数量的估算.212.预应力钢筋束的布置.233.普通钢筋数量估算及布置.23五、换算截面几何特性计算.26六、承载能力极限状态计算.281.跨中截面正截面抗弯承载力计算.282.斜截面抗剪承载力计算.29七、预应力损失计算.34八、正常使用状态极限状态验算401.正截面抗裂性验算.402.斜截面抗裂性验算
2、.44九、变形计算51十、持久状态应力验算54十一、短暂状态应力验算59十二、最小配筋率复合64十三、铰缝计算66十四、预制空心板吊环计算68十五、支座计算69第二部分 桥墩及钻孔桩基础一、桥墩尺寸拟定72二、盖梁计算24三、桥墩墩柱设计85四、钻孔桩计算89专业英文文献翻译结束语主要参考文献第章.方案比选先拟用两种形式桥梁，具体比较如下表所示：经济技术评价及综合比较：该桥梁位于苏州市郊，跨径不大，无通航要求，对建筑高度要求不高。长三角地区交通发达，原材料运输便捷。所需承担荷载无特殊性，抗震要求低。简支空心板桥（第三方案）构造简单，工艺不复杂，施工方便，造价较低，实用性强。虽结构稳定性略低于前
3、两方案，但能够完全满足实际要求。从经济和实用性兼顾施工复杂程度方面，考虑选用第三方案。第章.桥梁方案说明桥型采用预应力简支板梁桥。主梁的静力学体系为简支结构，主梁横截面构造为空心板式。总体布置 根据设计资料，由于该桥梁位于主干道上，且设计荷载为公路级，故拟建成为全封闭式一级公路桥。1.桥梁纵断面设计由河面宽度及深度，采用不等跨桥跨结构，全桥分三孔，每孔跨径分别为8+13+8米标准跨径。桥道标高约为4.9m。桥上纵坡为定2%，桥头引道纵坡为3%。基础的埋置深度13m左右。2.桥梁横断面设计封闭式一级公路，不设人行道及非机动车道。为与公路衔接平顺，采用分幅式结构。分为两幅，分别与两个方向行驶车道连
4、接。每幅宽为净9m，其中车道宽占23.75m，两侧路缘带为20.25m，两侧防撞护栏为20.5m，见图0-3。3.平面布置全桥梁线形为直线，与一级公路衔接。桥梁与河道正交，见图0-2。纵断面示意图0-1平面示意图0-2横断面图0-3下部构造及地基处理采用柱式桥墩桥台。由于地下土层的地质情况较差，故可选用钻孔灌注桩作为基础。盖梁、桥墩和钻孔桩选型参见图2-17。桥面构造桥面横坡为每幅1.5%，将其设在盖梁顶；桥面铺装采用厚度10cm的沥青混凝土；由于跨径和宽度都不大，桥面设置流水槽实行自然排水；桥跨连接处采用橡胶式伸缩缝（氯丁橡胶）。在单幅桥面两侧路缘带外侧设置防撞护栏，其的形式及细部尺寸如下图
5、0-4所示。防撞护栏采用C25混凝土，估算其截面积为： 取图0-4主梁采用企口混凝土铰连接，铰缝处填装C30细集料混凝土。在主梁靠近铰缝一侧插入R235铰接钢筋，在施工过程中进行焊接连接，以保证主梁的横向连接牢靠。详细计算过程参见计算书。安全根据公路桥涵设计通用规范（下面简称桥规）规定，一级公路桥涵、小桥安全等级采用二级，=1.0;地震设防烈度为7度，无须做抗震设计。计算说明及资料汇总由于该桥分双幅，且左右对称，计算书中主要对其中一个单幅桥结构进行计算，另一幅桥结构计算雷同。桥跨结构计算以13米主梁为例，8米主梁的计算可参照类似进行。全桥设计资料汇总：、上部结构1.跨 径：标准跨径=13.00
6、m ,计算跨径=12.6m。2.桥面净空：0.5m+0.25m+23.75m+0.25m+0.5m=9.0m(单幅)3.设计荷载：公路级。4.安全等级：=1.05.材 料：预应力钢筋采用钢绞线，直径15.2mm；非预应力钢筋采用HRB335，R235；空心板块混凝土采用C40；铰缝为C30细集料混凝土；桥面铺装采用C30沥青混凝土；防撞护栏为C25混凝土。、下部结构1.设计标准及上部构造设计荷载：公路级；桥面净空：净0.5m+0.25m+23.75m+0.25m+0.5m=9.0m(单幅);标准跨径：=13m,梁长12.96m；上部构造：钢筋混凝土简支板桥。2.水文地质条件冲刷深度：拟2.5m
7、；地质条件：以 软塑黏性土 为例。3.材料钢筋：盖梁主筋用HRB335钢筋；混凝土：盖梁、墩柱用C30，系梁及钻孔灌注桩用C25。.桥梁结构设计及计算配筋第一部分：桥跨结构与支座一、构造形式及尺寸选定桥面单幅净空为: 0.5m+0.25m+23.75m+0.25m+0.5m。全桥宽采用18块C40的预制预应力混凝土空心板，每块空心板宽99cm,高62cm，空心板全长12.96m。采用先张法施工工艺，预应力钢筋采用17股钢铰线，直径15.2mm，截面面积，=1860MPa,=1260MPa，=MPa。预应力钢铰线沿板跨长直线布置。C40混凝土空心板的=26.8MPa，=18.4MPa，=2.4M
8、Pa，=1.65MPa。全桥空心板截面布置如图1-1，每块空心板截面及构造尺寸见图1-2。图1-1图1-2二、毛截面几何特性计算 毛截面面积（参见图1-2） 毛截面重心位置全截面对1/2板高处的静距： 铰缝的面积：毛截面重心离板高处的距离为：（向下移）铰缝重心对板高处的距离为： 空心板毛截面对其重心轴的惯矩:每个挖空的半圆面积为：半圆重心轴：半圆对其自身重心轴O-O的惯性矩为由此得空心板毛截面对重心轴的惯矩 (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1-4的单箱截面来近似计算： 图1-3（单位：厘米） 图1-4（单位：厘米）三、作用效应计算 永久作用效应计算1.空心板自重（
9、第一阶段结构自重）2.桥面自重（第二阶段结构自重）防撞护栏自重（单幅）：桥面铺装用等厚度10cm的沥青混凝土，全桥宽铺装层每延米重为：上述自重效应是在各空心板形成整体后，在加至板桥上的，精确地说由于桥梁横向弯曲变形，各板分配到的自重效应是不相同的，为计算方便近似按格板平均分担来考虑，则每块空心快分摊到每延米桥面系重力为3.铰隙自重（第二阶段结构自重）由此得空心板的每延米总重为由以计算出简支空心板永久作用（自重）效应，计算结果见下表1-1。 可变作用效应计算汽车荷载采用公路I级荷载，它由车道荷载及车辆荷载组成。桥规4.3.1规定，汽车荷载由车和车辆荷载组成。车道荷载由均布荷载和集中荷载组成。桥梁
10、结构的整体计算采用车道荷载；桥梁结构的局部加载。公路I级车道荷载均布荷载标准值为=10.5kN/m集中荷载标准值按以下规定选取：桥梁计算跨径小于或等于5m时，PK=180kN; 桥梁计算跨径等于或者大于50m时，Pk=360kN;桥梁计算跨径在5m50m之间时，Pk值采用直线内插求得。本桥单跨计算跨径为12.6m，则集中荷载标准值为计算剪力效应时，集中荷载标准值应乘以1.2的系数，即计算剪力时。按桥规规定车道荷载的均布荷载标准值应满布于使结构产生最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重大影响线峰值处。考虑多车道折减，每幅桥面设双车道，按桥规双车道折减系数=1.0。1.
11、汽车荷载横向分布系数计算空心板跨中和l/4处的荷载横向分布系数按铰接板发计算，支点处按杠杆原理计算。支点至l/4点之间的荷载横向分布系数按直线内插求得。 跨中及l/4处的荷载横向分布系数计算先计算空心板的刚度参数：由前面计算：将以上数据代入得：按公路桥涵设计手册梁桥（上册），第一篇附录（二）中9块板的铰接板荷载横向分布影响线表,由内插可得时，1至9号板在车道荷载作用下的荷载横向分布影响线值。计算结果列于下表1-2：由上表1-2画出各板的横向分布影响线，并按横向最不利位置布载，求得两车道情况下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见下图1-5。由于桥梁横断面结构对称，所以只需计算
12、1号至5号板的横向分布影响线坐标值。各板荷载横向分布系数计算如下：1号板：两行汽车2号板：两行汽车3号板：两行汽车4号板：两行汽车5号板：两行汽车各板横向分布系数计算结果汇总于表1-3。由表1-3可以看出，1号、2号、8号、9号板的横向分布系数最大，最不利。为设计和施工方便，各空心板设计成统一规格，则跨中和l/4处的荷载横向分布系数，偏安全的取1号板的 车道荷载作用于支点处的荷载横向分布系数计算支点处荷载横向分布系数计算用杠杆原理法计算。由图1-6，则2、8号板的横向分布系数计算如下：图1-6 支点到l/4处的荷载横向分布系数计算按直线内插求得。空心板的荷载横向分布系数汇总于表1-4荷载横向分布沿梁长的变化图2.汽车荷载冲击系数计算桥规规定，汽车荷载的冲击力标准值为汽车荷载标准乘以冲击系数。按结构基频f的不同而不同，对于简支板桥当时，；当时，；当时，。式中：l结构的计算跨径E结构材料的弹性模量（）IC结构跨
