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1、都江堰市聚兴路-江安河桥梁上部结构设计城乡建设学院 土木工程专业 许德祥（指导教师：谢宗荣）摘要：本设计为都江堰市聚兴路-江安河桥梁(预应力混凝土简支梁桥)的上部结构。在设计中，桥梁上部结构的计算着重分析了桥梁的恒载以及活载的作用力，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，并运用最不利荷载进行内力计算。主梁的配筋计算，采用正常使用极限应力状态方法估算预应力钢筋数量，计算了钢绞线的各种预应力损失；并进行预加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。主梁采用后张法预制施工。关键词：预应力混凝土；恒载；活载；预应力损失Ju Xing Road-Jia
2、ng An River Bridge of Du Jiang Yan Cityupper structure designDexiang Xu （Civil Engineering，Department of Civil Engineering，Urban and Rural Development College，Sichuan Agricultural University，20077260）Tutor：Zongrong Xie（Department of Engineering Management，Urban and Rural Development College ,Sichuan
3、 Agricultural University，611830）Abstract: This design for Ju Xing Road-Jiang An River Bridge of Du Jiang Yan City(prestressed concrete beam bridge) upper structure. In the design, calculation of bridge the upper structure is analyzed emphatically the constant load and bridge live load, the internal
4、force calculation of constant load. Using lever principle method, eccentric-pressed method for transverse distribution coefficient, living load using the most unfavorable load and internal force calculation. The main girder, the reinforcement calculation of normal use extreme stress state method to
5、estimate the number of prestressed reinforced steel, calculated the various prestress loss; And add stress stage and gets the girder use phase strength and deformation section of anchorage zone checking and calculating local strength. After girder precast construction by post-tensioning method. Key
6、words: pre-stressed concrete; dead load；live load; loss of pre-stress第一部分：设计报告1前言1.1设计任务由于已建石拱桥老化，加之交通量增大，为了缓解交通压力，特修建都江堰市聚兴路-江安河桥梁。1.2设计标准公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)、公路桥涵设计通用规范(JTG D602004)。 汽车荷载按公路-级，人群荷载3KN/m2，每侧栏杆、人行道重量的作用力分别为1.52KN/m和3.6KN/m。1.3任务要求根据给定的设计原始资料，拟定桥梁类型、分孔布置，选择上部结构形式（不同的情况可采
7、用不同的分孔布置、不同的上部结构形式）。设计时按设计内容要求进行，并控制设计进度。通过本毕业设计，对桥梁设计计算理论，计算方法，施工图设计有一个全面的掌握。完成的设计资料应达到设计规范深度要求。 2设计资料2.1地形地貌桥位区主要为现存道路、居住地等。地貌单元为成都平原岷江水系一级阶地。2.2区域地质情况都江堰地区位于四川盆地西部，灌县断裂由什邡八角场经都江堰市二王庙从桥区北侧约8公里处通过。该断裂带（什邡）和南段（名山）历史上曾有地震活动，在都江堰市及附近该活动微弱，从地壳稳定性来看桥位区域相对稳定。2.3地层岩性该区域有人工填土（杂色，松散-稍密，稍湿，主要有填卵石、砖瓦碎块混少量粘性土、
8、砂组成，厚度1.8-4.5m）和卵石土（灰-青色，松散-密实，饱和。岩浆岩、变质岩为主，含量55-90%,粒径2-15cm，大者有15cm以上；卵石里混有不等量漂石10-30%，粒径在20-40cm）。 地下水对混凝土无结晶类、分解类、结晶分解复合类腐蚀性，所以本场地环境类别为类。2.4地震基本烈度根据中华人民共和国中国地震动参数区划图（GB18306-2001），该位置地震烈度为度，设计地震分组为一组，地震加速度为0.1g，特征周期为0.35秒；建筑场地类别为类，为可进行建设的一般场地。2.5地基土物理力学指标表2.1地基土物理力学指标土名 容重（KN/m3）容许承载力（KPa）内聚力（KP
9、a）内摩擦角（0）极限摩阻力（KPa）压缩模量（MPa）松散卵石20.0 180-30.0 14015.0 稍密卵石21.0 350-33.0 16025.0 中密卵石22.0 580-36.0 18030.0 密实卵石23.0 850-40.0 26040.0 3设计要求3.1使用上的要求桥上的行车道和人行道宽度要保证车辆和人群的安全畅通，并要满足将来交通量增长的需要。桥型、跨度大小和桥下净空要满足泄洪、安全通航或通车等要求。建成的桥梁要保证使用年限，并便于检查和维修。3.2经济上的要求桥梁设计要体现经济上的合理性。在设计中使桥梁的总造价和材料等的消耗为最少，要充分考虑桥梁在使用期间的运营条
10、件以及养护和维修等方面的问题。3.3设计上的要求桥梁设计根据因地制宜、就地取材、方便施工的原则，要合理选用适当的桥型。整个桥梁结构及其各部分构件，在制造、运输、安装和使用过程中要具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性。3.4施工上的要求桥梁结构要便于制造和架设。尽量采用先进的工艺技术和施工机械,利于加快施工速度，保证工程质量和施工安全。3.5美观上的要求由于都江堰是旅游胜地，所以设计的桥梁要具有优美的外形，与周围的景致相协调。 3.6环境保护和可持续发展桥梁设计要考虑环境保护和可持续发展的要求，包括生态、水、噪声等诸方面，从桥位选择、桥跨布置、上部结构施工方法等多方面考虑环保要求，要采取必要的工
11、程控制措施，将不利影响减至最小。4方案比选 本设计有三种方案，都采用装配式，方案一为装配式钢筋混凝土简支梁桥，方案二为后张法装配式预应力混凝土简支梁桥，方案三为预应力混凝土箱型梁桥。 方案比选是从施工技术、适用性、经济性、美观性等四方面比较。表4.1各种桥型方案优缺点比较项目方案一方案二方案三装配式钢筋混凝土简 支梁桥，跨径20m，6孔。后张法装配式预应力混凝土简支梁桥，跨径40m，3孔。预应力混凝土箱型梁 桥，跨径60m，2孔。施工技术主梁采用预制吊装施工，施工技术成熟，工艺要求一般。主梁采用预制吊装施工，施工技术成熟，工艺要求较高。 主梁采用预制吊装施 工，施工技术成熟，工艺要求较高。适用
12、性装配式钢筋混凝土简支梁桥受力明确,构造简单,施工方便,便于工业化生产,可节省大量的模板和支架,降低劳动强度,缩短工期。但是由于材料强度不高而重度较大，当结构跨径增大时，其自重也相应增加，所以承载能力大部分消耗于结构自重，从而限制了它的跨越能力。具备了装配式钢筋混 凝土简支梁桥的优点。充分利用了高强度材料，所以截面小，自重较小，跨越能力提高。刚度大，能消除裂缝，并提高桥梁的耐久性。具备方案二的优点。抗扭刚度大，横向抗弯刚度大，其稳定性比方案一、二好。经济性混凝土骨料可就地取材，因而成本低，维护费用少。当跨径在20m时，在此环境中就增加了桥墩数、基础数量等，费用也增加了。与方案一比较，一般 可以
13、节约钢材30%-40%，跨径越大，节省越多。与方案二相同。美观性景观效果一般。采用三孔，桥型较好。采用两孔，比较呆板。综上所述，方案二比方案一、三较好，所以采用后张法装配式预应力混凝土简支梁桥设计。5设计方法5.1设计思路5.1.1横断面设计从上面可知，都江堰的设计车速不超过80km/h。桥梁设计的基准年限是100年，以后都江堰的发展会更加繁荣，而且为了提高都江堰道路的行车速度，把设计行车速度提为80km/h，这就要求单个行车道宽度为3.75m。为了使行车通畅，车道定为四车道。为了节约成本且适应交通量增加，方便以后建八车道（在此桥旁边再建一座单向四车道的桥梁就是八车道了）且不拆除此桥，车道按单
14、向四车道计算。表5.1城市道路交通规划设计规范项目城市规模与人口（万人）快速路主干路次干路支路机动车设计速度（km/h）大城市2008060403020060-8040-604030中等城市-404030道路网密度 （km/km2)大城市2000.4-0.50.8-1.21.2-1.43-42000.3-0.40.8-1.21.2-1.43-4中等城市-1.0-1.21.2-1.43-4道路中机动车车道条数(条）大城市2006-86-84-63-42004-64-64-62中等城市-42-42 桥面横坡的形成通常有三种形式。第一种，对于板桥或就地浇注的肋板式梁桥，可将墩台顶部做成倾斜的；第二种，采用不等厚的铺装层（包括混凝土的三角垫层和等厚的路面铺装层）；第三种，桥宽较大时，可直接将行车道做成双向倾斜。由于本设计的桥宽不是特别宽，且为了设计方便和节约成本，选择了第二种的桥面横坡形式。桥面横坡坡度一般在1%-2%，而最适宜是1.5%。故本设计采用横坡坡度为1.5%。 图5.1桥横断面图5.1.2纵断面设计 城市桥梁在平面上宜做成直桥，特殊情况时可做成弯桥，其线型布置应符合现行的规范中的规定。由于本桥路线是在直线上，故本设计为直桥。在桥位处，聚兴路与金土路之间要跨越电站引水渠和池塘，总长大约在120m左右，故本设计采用340m的预应力混凝土T形桥梁，全长130m。
