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1、目 录第一部分 项目概况及基本设计资料11.1 项目概况11.2 技术标准与设计规范11.3 基本计算资料1第二部分 上部结构设计依据32.1 概况及基本数据32.1.1 技术标准与设计规范32.1.2 技术指标32.1.3 设计要点32.2 T梁构造尺寸及预应力配筋42.2.1 T梁横断面42.2.2 T梁预应力束52.2.3 罗望线T梁构造配筋与部颁图比较62.3 结构分析计算62.3.1 活载横向分布系数与汽车冲击系数62.3.2 预应力筋计算参数62.3.3 温度效应及支座沉降72.3.4 有限元软件建立模型计算分析7第三部分 桥梁墩柱设计及计算83.1 计算模型的拟定83.2 桥墩计
2、算分析83.2.1 纵向水平力的计算83.2.2 竖直力的计算93.2.3 纵、横向风力103.2.4 桥墩计算偏心距的增大系数113.2.5 墩柱正截面抗压承载力计算123.2.6 裂缝宽度验算133.3 20米T梁墩柱计算133.3.1 计算模型的选取133.3.2 15米墩高计算143.3.3 30米墩高计算183.4 30米T梁墩柱计算223.4.1 计算模型的选取223.4.2 15米墩高计算233.4.3 30米墩高计算273.4.4 40米墩高计算323.5 40米T梁墩柱计算363.5.1 计算模型的选取363.5.2 15米墩高计算373.5.3 30米墩高计算41第四部分
3、桥梁抗震设计474.1 主要计算参数取值474.2 计算分析474.2.1 抗震计算模型474.2.2 动力特性特征值计算结果484.2.3 E1地震作用验算结果494.2.4 E2地震作用验算结果494.2.5 延性构造细节设计514.3 抗震构造措施53第一部分 项目概况及基本设计资料1.1 项目概况贵州省余庆至安龙高速公路罗甸至望谟段，主线全长77.4公里，项目地形起伏大，山高坡陡，地质、水文条件复杂，桥梁工程规模大，高墩大跨径桥梁较多，通过综合比选，考虑技术、经济、结构耐久、施工方便、维修便利及施工标准化等因素。主线普通桥梁结构主要选择20m、30m、40m装配式预应力砼T梁。根据中国
4、地震动参数区划图（GB18306-2001），项目区地震动峰值加速度为0.05g、0.10g。项目起点K22+400路段为0.05g，对应地震基本烈度为度（路线长度约22.4km）。K22+400项目终点路段为0.10g，对应地震基本烈度为度（路线长度约55.0km）。6度区与7度区分界点位于罗甸县罗苏乡纳庆村，属第LWSJ-1标范围。按照桥梁相关规范要求，对位于7度区内的桥梁需进行抗震计算及抗震措施的设置。桥梁通用图设计计算时，需充分考虑桥梁的抗震要求。1.2 技术标准与设计规范（1）中华人民共和国交通部标准公路工程技术标准（JTG B01-2014）（2）中华人民共和国交通部标准公路桥涵设
5、计通用规范（JTG D06-2004）（3）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（JTG D62-2004），以下简称规范（4）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（JTG D63-2007）（5）中华人民共和国交通部标准公路坞工桥涵设计规范（JTG D61-2005）（6）中华人民共和国交通部标准公路工程抗震规范（JTG B02-2013）（7）中华人民共和国交通部标准公路桥梁抗震设计细则（JTG/T B02-01-2008）1.3 基本计算资料（1）桥面净空：2x净-11.0米、净11.25米（2）汽车荷载：公路级，结构重要系数1.0（3）设计环境
6、条件：类（4）混凝土：预制主梁及横隔梁、湿接缝、封锚端、墩顶现浇连续段、桥面现浇混凝土采用C50；桥面铺装采用沥青混凝土；桥墩、盖梁、桩基采用C30。（5）预应力钢束：采用抗拉强度标准值fpk =1860MPa，公称直径d=15.2mm的低松弛高强度钢绞线，其力学性能指标应符合预应力混凝土用钢绞线（GB/T5224-2003）的规定。（6）普通钢筋：根据贵州高速公路集团有限公司2013年6月3日下发的黔高速专议【2013】44号会议纪要，热轧光圆钢筋采用HPB300，直径小于22mm的热轧带肋钢筋采用HRB400，直径大于等于22mm的热轧带肋钢筋采用HRB500。第二部分 上部结构设计依据2
7、.1 概况及基本数据2.1.1 技术标准与设计规范（1）公路工程技术标准JTG B01-2003（2）公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004（3）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62-2004（4）公路桥涵施工技术规范JTG/T F50-2011（5）公路交通安全设施设计规范（JTG D81-2006)2.1.2 技术指标主要技术指标表公路等级高速公路路基宽度(m)24.5m（整体式路基），212.25m(分离式路基）汽车荷载等级公路级行车道数双向四车道桥面宽度(m)整体式路基-2净11、分离式路基-净11.25跨径(m)20、30、40斜交角( )0、15、30单幅桥
8、梁片数5梁间距(m)整体式路基2.40、分离式路基2.45设计安全等级一级环境类别类、类2.1.3 设计要点1、本通用图的结构体系为先简支后结构连续，按全预应力构件设计。2、设计计算采用平面杆系结构计算软件计算，横向分配系数按刚接梁法计算，并采用空间结构计算软件校核。3、设计参数1）混凝土：重力密度=26.0kN/，弹性模量EC=3.45MPa。2）沥青混凝土：重力密度=24.0kN/。3）预应力钢筋：弹性模量Ep=1.95105 MPa，松驰率=0.035，松驰系数=0.3。4）支座不均匀沉降：=5mm。5）竖向梯度温度效应：按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-200
9、4）规定取值。2.2 T梁构造尺寸及预应力配筋2.2.1 T梁横断面本次罗望线T梁上部结构的通用图的设计，T梁构造尺寸的选取和配筋均参考中国交通部颁发的T形梁上部结构图。20米、30米以及40米的T梁的横断面尺寸如下图所示：20米T梁标准横断面 30米T梁标准横断面40米T梁标准横断面2.2.2 T梁预应力束（1）一片T梁预应力钢束数量T梁钢束断面布置20米T梁钢束数量表30米T梁钢束数量表40米T梁钢束数量表2.2.3 罗望线T梁构造及配筋与部颁图比较罗望线T梁上部结构通用图，采用20米、30米、40米标准跨径，其T梁梁高、中悬臂、外侧悬臂、腹板、马蹄等的构造尺寸与部颁通用图相同，预应力钢束
10、布置形式和数量，普通钢筋布置形式及数量也与部颁通用图相同。不同之处在于，本次罗望线通用图直径大于等于22mm的钢筋采用HRB500钢筋，由于钢筋强度等级提高，增加T梁的安全储备。2.3 结构分析计算2.3.1 活载横向分布系数与汽车冲击系数T形梁采用平面杆系有限元程序进行计算。按平面杆系有限元计算，考虑活荷载横向分布系数，进行影响线加载。汽车冲击系数按公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）4.3.2条计算。T梁跨中活载横向分布系数的计算采用刚性横梁法计算，支点横向分布系数的计算采用杠杆原理法计算。2.3.2 预应力筋计算参数（1）预应力锚下张拉控制应力为（2）两端张拉，每束锚具变形及
11、钢束回缩总变形值为12mm。（3）预应力筋与管道壁摩擦系数（4）管道每米局部偏差对摩擦的影响系数K=0.0015（5）钢绞线松驰率3.02.3.3 温度效应及支座沉降考虑整体均匀温升25，整体均匀温降-30。非线形温度梯度按公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）第4.3.10条规定执行。支座沉降按5mm计算。2.3.4 有限元软件建立模型计算分析对20米、30米、40米T形梁建立不同跨度的连续梁模型进行计算分析，验算T梁的受力特性是否满足规范要求。运用有限元计算软件桥梁博士建立相应模型进行分析，验算T梁的承载能力极限状态和正常使用极限状态，再运用大型有限元计算软件MIDAS建立T梁的
12、梁格模型对桥博计算结果进行复核。经过计算分析可知，罗望线T梁的上部结构通用图，满足结构安全和使用的要求，结构尺寸和配筋经济合理，具有可行性。第三部分 桥梁墩柱设计及计算3.1 计算模型的拟定上部结构所受的恒载、活载、温度荷载以及收缩徐变等引起的墩柱顶的水平力和竖向力，决定了墩柱的受力状态，也决定墩柱的尺寸及配筋。T梁上部结构的分孔形式将影响到下部墩柱的受力，对下部结构进行通用图设计时，为了充分而全面地考虑到单个桥梁设计时可能遇到的各种不利情况，对于20米、30米和40米T梁，分析其不同联长、不同高度桥墩的受力状态，控制最大联长为160m。由于通用图设计无法考虑实际设计中所遇到的各种复杂地形，所
13、以对于一联桥梁中的各种墩高组合，无法全面地进行模拟分析，本次计算对同一桥梁模型中，墩柱采用同一高度进行计算分析。实际设计过程中如遇到非常规的极端墩高组合的情况，根据需要进行具体分析处理。3.2 桥墩计算分析3.2.1 纵向水平力的计算桥墩所受到的纵向水平力，使桥墩处于偏心受压状态，影响到桥墩的受力性能，进一步决定桥墩的尺寸和配筋。墩台的纵向水平力有温度影响力、混凝土收缩及徐变影响力、支座摩阻力及汽车制动力。（1）桥墩墩顶的抗推刚度上部结构为一联结构连续T梁，纵向水平力中，除支座摩阻力由桥台承受外，其余各力均将按集成刚度法分配给各支座及墩顶。号墩墩顶的抗推刚度按下式计算：式中，为计算桩基时有关系
14、数，见规范JTJ D63-2007。为墩顶到桩顶高度。（2）支座的抗推刚度每个梁端有一个支座，横向一排有5各支座。支座刚度按下式计算：，其中，为支座个数，、和为矩形支座长边、宽边及厚度，为高度折减系数，为支座剪切模量。（3）墩顶与支座的集成刚度算出支座刚度以后，再与墩顶刚度串联，串联后的刚度便是支座顶部由支座与桥墩联合的集成刚度。计算表达式如下：（4）混凝土收缩、徐变及温度影响力在各墩上的分配装配式钢筋混凝土收缩影响力，按相当于降温510的影响力记入，本通用图设计采用10。混凝土的收缩影响力按相当于降温20的影响力记入。温度变化，桥梁梁片施工温度取1525，计算温度上升为35-15=20，温度下降为25-0=25。（5）汽车制动力在各墩上的分配根据规范JTG D60-2004，汽车荷载制动力按同向行驶的汽车荷载（不计冲击力）计算，一个设计车道上由汽车荷载产生的制动力标准值，按车道荷载标准值在加载长度上计算的总重力的10%计算，但是汽车荷载的制动力标准值不得小于165KN。制动力以荷载不利布置而定。制动力按桥墩墩顶与其上的支座的集成刚度分配。桥台设活动支座，不考虑承受制动力。3.2.2 竖直力的计算（1）上部结构恒载1）沥青混凝土
