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1、期山桥设计(预应力混凝土T型简支梁桥)摘 要本设计桥名为期山桥。桥面净宽为净11.6m，设计荷载为公路级，无人群荷载。设计是根据交通部现今最新规范的规定，对期山公路大桥进行方案比选和设计的。文中主要阐述了该桥的设计和计算过程。文中首先对方案比选，确定采用预应力混凝土简支T形梁桥，跨径布置16m，主梁为等截面T形梁，梁高为1.5m。并针对所选的预应力混凝土简支T形梁桥进行了详尽的截面设计、主梁作用效应计算、预应力钢束布置及预应力损失计算，并进行了主梁截面承载力与预应力验算、主梁变形验算、行车道板的计算以及主梁端部的局部承压验算等。关键词：预应力混凝土，T型简支梁桥 ABSTRACTThe des
2、ign of the Bridges for mountain bridge. Net bridge deck width to 11.6 m, the design load level for highway , load without the crowd. Design is now the latest norms,according to the ministry of communications for period of mountain highway bridge scheme is selected and designed.This paper mainly expo
3、unds the design and calculation process of the bridge. Scheme comparison, in this paper, we first determined using prestressed concrete simply supported T beam bridge, the arrangement of 16 m span, main girder to uniform the T beam, the beam is 1.5 m high. According to the selected prestressed concr
4、ete simply supported T beam bridge has carried on the exhaustive cross-section design, main girder effect, deployment and loss of prestress of prestressed steel beam calculation, and the main girder and pre-stressed calculation, the deformation of main girder section bearing capacity calculation, th
5、e calculation of driving but as well as the local pressure calculation of main girder ends, etc.桥梁方案比选1.1桥梁设计比选：桥梁设计的基本原则是：安全、适用、经济、美观，并使构造及造价合理。桥型方案研究的重点是主桥的桥型和跨径大小及布置。根据对期山桥的地形，地质和水文等自然条件和美观的要求，主桥选择了预应力混凝土连续梁桥和简支梁桥以及钢筋混凝土拱桥来选择比较。方案一：预应力混凝土连续梁桥：孔径设置为3跨，跨径组成8m+16m+8m，主跨16m，总长32m，主体采用单箱双室横断面，梁高2.5m，顶
6、板厚0.2m，顶板翼缘外悬3m，腹板厚0.35m，底板厚0.35m，无人行道。方案二：预应力混凝土简支T形梁桥：孔径设置为2跨，跨径组成为（）m，总长32m，主梁采用预应力T形简支梁，主梁梁高为1.5m，采用板式橡胶支座。方案三：圬工拱桥：孔径布置为由两端简支引桥和主跨拱桥结构组成，全长40m。主跨采用上承式钢筋混凝土箱形拱，参照桥梁工程矢跨比F/L=1/41/10，结合实际地形矢跨比取1/6.3。主拱采用等截面悬链线箱形拱。1.2方案比较：桥型的选择比较主要按照其使用功能、结构特点、工程数量、施工条件以及建筑造型这几个方面着手进行比较：1.预应力混凝土连续梁桥：（1）预应力混凝土连续梁桥属于
7、超静定结构，基础不均匀沉降将在结构中产生附加应力，对基础要求较高。（2）截面局部温差，混凝土收缩，徐变，及预加应力均会在结构中产生附加内力，增加了设计计算的复杂程度。2.预应力混凝土简支T形梁桥：（1） 预应力混凝土简支T梁桥结构属于静定结构，受力明确，计算简便，适用于中小跨度桥梁。（2） 结构尺寸易于设计成系列化和标准化，部分可以采用预制配件，利用其中设备进行装配，施工简便，节约大量的模板，缩短工期。3.钢筋混凝土拱桥：（1）施工难度大，需要支架（2）当跨度增大时，恒载所占比例太大（3）当跨度大时，难以建造或经济指标很差（4）山区建造难度较大1.3方案选择：根据地质环境以及现有的施工条件，选
8、择预应力混凝土简支T形梁桥更为简便和经济，因此本文将采用预应力混凝土简支T形梁桥来设计期山桥。 第一章：理论计算1.1设计资料 1. 桥梁跨径及桥宽 标准跨径：16m； 计算跨径：15.50m； 主梁全长：15.96m； 桥面净宽：净11.6m。 2.设计荷载：汽车荷载：公路级；人群荷载：不考虑； 每侧防撞栏的重力的作用力：1.52kN/m。 3.材料及工艺 混凝土：主梁采用C50混凝土，桥面铺装采用C30混凝土； 钢筋：普通钢筋直径大于等于12mm的采用HRB335钢筋，直径小于12mm的采用 R235钢筋； 钢绞线：采用钢绞线，每束6根，全梁配3束； 施工工艺：采用后张法施工工艺制作主梁。
9、预制时，预留孔采用内径70mm、 外径77mm的预埋金属波纹管和夹片锚具，主梁就位后现浇600mm宽的 湿接缝，最后施工混凝土桥面铺装层。 桥面铺装：采用C30防水混凝土6cm12cm厚（=24）、2cm厚沥青面层（）（车道边缘处），桥面横坡为双向，。 4.设计依据： 1 中华人民共和国交通部标准.公路桥涵设计通用规范S（JGTD60-2004）. 北京：人民交通出版社，2004 2 中华人民共和国交通部标准.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 S.（JGTD62-2004）.北京：人民交通出版社，2004 3 中华人民共和国交通部标准.公路工程技术标准S（JTG B01-2003）.北
10、京： 人民交通出版社，2004 4 张树仁等编.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁桥梁设计原理M.北京： 人民交通出版社，2004 5 姚玲森主编.桥梁工程M.北京：人民交通出版社，2000 6 中华人民共和国交通部标准.公路桥涵地基与基础设计规范. （JTJ 02485）.北京：人民交通出版社，2004 5.基本计算数据 表1-1材料及其特性名称项目符号单位数据C50混凝土立方强度弹性模量轴心抗压标准强度轴心抗拉标准强度轴心抗压设计强度轴心抗拉设计强度50.0032.402.6522.401.83短暂状态容许压应力容许拉应力20.721.76持久状态标准荷载组合容许压应力容许主压应力16.20
11、19.44短期效应组合容许拉应力容许主拉应力0.001.59钢绞线标准强度弹性模量抗拉设计强度最大控制应力186012601395持久状态应力标准荷载组合1209钢筋HRB335抗拉标准强度335抗拉设计强度280R235抗拉标准强度235抗拉设计强度195材料重度钢筋混凝土钢绞线25.0078.50钢束与混凝土的弹性模量比无量纲5.65【注】混凝土强度达到C45时开始张拉预应力钢束。和分别表示钢束张拉时混凝土的抗压、抗拉标准强度，则=29.6MPa,=2.51MPa。1.2结构尺寸布置1.主梁间距与主梁片数 主梁间距通常随梁高和跨径的增大而加宽较为合算，并且加宽翼板对提高主梁截面效率指标很有
12、效，所以在允许的条件下应适当加宽T梁翼板。根据所需桥面宽度，主梁间距采用2200mm，净11.6m的桥梁选用6片梁2.主梁跨中截面主要尺寸拟定（1）.主梁高度 预应力混凝土简支梁桥的主梁高度与其跨径之比通常在1/151/25，标准设计中高跨比大约在1/181/19。当建筑高度不受限制时，增大梁高可以节省预应力钢束的用量，同时梁高增加一般只是腹板加高，而混凝土用量增加不多，因此增大梁高往往是经济的方案。综上考虑，取主梁高度为1500mm。（2）.主梁截面细部尺寸 本设计中预制T梁的翼板厚度取用180mm,翼板根部加厚到250mm以抵抗翼缘根部较大的弯矩。 在预应力混凝土梁中腹板内主拉应力较小，腹
13、板厚度一般由布置预制孔管的构造决定，同时从腹板本身的稳定条件出发，腹板厚度不宜小于其高度的1/15。本设计腹板厚度取200mm。 马蹄尺寸基本由布置预应力钢束的需要确定的，设计实践表明，马蹄面积占截面总面积的10%20%为合适。本设计考虑到主梁需要配置较多的钢束，将钢束按二层布置，一层最多排两束，同时还根据公预规对钢束净距及预留管道的构造要求，初拟马蹄宽度为450mm，高度为250mm，马蹄与腹板交接处作三角过渡，高度为100mm，以减少局部应力。 按照以上拟定的外形尺寸，绘制出预制主梁的跨中截面见下图1-1所示： 支点截面 跨中截面 -截面（跨中） -截面（变化点） -截面（支点）图1-1 结构布置图（尺寸单位：cm）1.3 计算截面几何特征 1.受压翼缘有效宽度 根据公桥规4.2.2条，对于T形截面受压翼缘板的计算宽度，应取下列三者最小值:（1）=15500/3=5167mm（2）相邻两主梁的平均间距=2200mm（3）=200+2180+12180=2720mm式中：为梁腹板宽度； 为承托长度，此处=360=180mm，取=360mm； 为受压翼缘悬出板的厚度，可取跨中截面翼缘板厚度的平均值。所以，受压翼缘有效宽度=2200mm。 2、全截面几何特性的计算 将主梁跨中截面划分为五个规则图形的小
