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1、广州大学毕业设计课题名称 学 院 系 别 专业班级 学 号 指导教师 完成日期 教务处制XX大桥设计摘要: 关键词: Abstract: Keywords: 目录目录I1. 概 述31.1 设计任务和主要内容31.2 设计规范和标准31.3 主要技术指标设计资料32. 方案比选42.1 方案初步拟定42.2 方案选定55.上部结构设计65.1 设计资料65.2 主梁内力计算85.3 引桥预应力钢束的估算及布置185.4 主梁截面特性计算225.5 预应力损失计算235.6 承载能力极限状态计算305.7 正常使用极限状态计算345.8 持久状况应力验算415.9 短暂状况应力验算457.基础设
2、计477.1 设计资料477.2 计算桩基础507.3桩身材料截面强度验算537.4截面配筋及强度复核54结论56致谢56参考文献57I1. 概 述1.1 设计任务和主要内容根据XX大桥桥址位置处地质剖面图，以及毕业设计任务书的要求对北江大桥主桥和引桥进行设计，主要内容包括：恒载内力计算；活载内力计算；墩顶支反力计算；内力组合，得出基本组合、短期组合和长期组合的弯矩、剪力包络图；配筋计算、强度验算、使用阶段应力验算、裂缝宽度验算和变形验算。下部结构计算：单桩承载力计算，桩身强度验算。1.2 设计规范和标准1JTG_D60-2004公路桥涵设计通用规范；2JTJ022-85公路砖石及混凝土桥涵设
3、计规范；3JTG D62-2004公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范；4JTJ024-85公路桥涵地基与基础设计规范；5JTG D60-2004公路桥涵通用设计规范。1.3 主要技术指标设计资料1车道数：；2设计荷载：3通航净空： 4曲线半径： 5最大纵坡： 6地质资料： 2. 方案比选2.1 方案初步拟定2.1.1 桥梁设计的原则桥梁设计中应遵循下列基本原则：1安全所设计的桥梁结构，在制造、运输、安装和使用过程中，应当有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性，并有安全储备，以保证行人和行车的安全。2使用桥上应保证车辆和人群的安全畅通，并满足将来交通量增长的需要。桥下应满足泄洪、安全通航或通车
4、等要求。建成的桥梁应保证使用年限，并便于检查和维修。3经济设计的经济性一般是首要考虑的因素。经济性应综合发展远景及将来的养护和维修等费用。4美观一座桥梁，尤其是座落于城市的桥梁应具有优美的外形，应与周围的景致相协调。合理的结构布局和轮廓是美观的主要因素，决不应把美观片面的理解为豪华的装饰。根据毕业设计任务书、北江河大桥桥址位置处地质剖面图，参照国内外诸多工程实例和经验1，对主桥提出了两个桥式方案-连续梁桥和连续刚构桥；引桥为30m标准跨径的预制装配式预应力混凝土简支T梁桥。2.1.2 方案一： 总体布置图：1上部结构2下部结构3施工方法4 受力特点5 优点6 缺点2.1.2 方案二： 总体布置
5、图1上部结构2下部结构3施工方法4受力特点5优点6缺点2.2 方案选定5.上部结构设计5.1 设计资料5.1.1 桥梁跨径及桥面净空1桥梁跨径标准跨径30m；预制全长29.96m；计算跨径29.10m。桥宽，桥面横坡采用1.5%。2设计荷载 公路-I级，结构重要性指数=1.0车道荷载：均布荷载标准值：qk=10.5kN/m；Pk=280kN3材料 混凝土强度等级为C50，主要强度指标为：强度标准值，强度设计值，弹性模量 预应力钢筋采用17标准型15.21860GB/T 52241995钢绞线，强度指标为：抗拉强度标准值fpk=1860MPa抗拉强度设计值fpd=1260MPa弹性模量 Ep=1
6、.95105 MPa相对界限受压区高度 普通钢筋a向抗拉普通钢筋采用HRB400钢筋，其强度指标为： 抗拉强度标准值 抗拉强度设计值 弹性模量 Ep=2.0 MPa 相对界限收压区高度 b箍筋及构造钢筋采用HRB335钢筋，其强度指标为： 抗拉强度标准值 抗拉强度设计值 弹性模量 5.1.2 主要结构尺寸主梁高度h=200cm, 主梁间距均为S=230cm，其中主梁上翼缘预制部份宽180cm，现浇段宽为50cm。全桥由7片梁组成。预制T形梁的翼板端部厚度取用15cm，根部加厚取25cm。初拟马蹄宽度40cm，高度25cm。T形梁腹板跨中区段厚度均取18cm。本设计主梁采用等高形式，横截面的T形
7、梁翼缘板厚度沿跨长不变，马蹄部分为配合钢束弯起而在近支点范围内逐渐将马蹄抬高，将腹板逐渐加厚到与马蹄同宽。全桥共设6道中间开洞的横隔梁，中间间距583cm，端部间距623cm。桥梁立面图、横截面布置型式及单片梁跨中断面细部尺寸如图5-1至5-2所示：图5-1, 5-2 引桥T梁平,剖面图跨中截面几何特性计算见表5-1：表5-1 跨中截面几何特性计算分块名称分块面积()分块面积形心至上缘距离 分块面积对上缘静距分块面积的自身惯距分块面积对截面形心惯距12312456=17=4+6翼板27007.52025050625.0061.4710201218.2210251843.22三角承托81018.
8、3148502250.0050.672079412.002081662.06腹板2880952736006144000.00-26.031951780.008095780.23下三角13217122572528.00-102.031374209.691374737.69马蹄1000187.518750052083.33-118.5314050001.0814102084.307552518745I=35906106.42截面形心至上缘距离 cm检验截面效率指标上核心距 cm下核心距 cm截面效率指标 表明以上初拟的主梁跨中截面尺寸是合理的。5.2 主梁内力计算5.2.1 恒载内力计算1一期恒载
9、集度a按跨中截面计，主梁的恒载集度：g(1)=0.752225=18.805N/mb由于梁端马蹄抬高所引起增加的恒载集度：g(2)=4(0.4-0.18)/20.12/24.66/3525/29.10=0.1739kN/mc由于梁端腹板加宽所增加的重力折算成的恒载集度：g(3)= 2（1.08-0.7522）0.4625/29.10=0.2590N/md内主梁（2、3、4号）跨中横隔梁体积：内主梁支点横隔梁体积： 边主梁（1号）支点横隔梁体积：边主梁跨中横隔梁体积： 边主梁（1号）横隔梁的重力折算成的恒载集度： g(4)=（20.14385+40.1684）25/29.10=0.8260N/m
10、 中主梁（2、3、4号）横隔梁的重力折算成的恒载集度： g(4)=（20.2877+40.3369）25/29.10=1.652N/m边主梁的恒载集度为：中主梁的恒载集度为：2二期恒载集度两侧防撞墙： 容重 桥面铺装：25号砼：湿接缝： 现浇段： 将湿接缝、两侧防撞墙和桥面铺装层恒载均摊给七片主梁，则：合计：边主梁：33.25N/m；中主梁：34.07N/m。表5-2 恒载内力计算表项目计标式单位梁 号12，3，4恒载q33.2534.07弯矩M支点0.000.00变截面1873.6331907.853L/42639.672687.863跨中3519.5533583.821剪力Q支点483.7
11、918492.6203变截面330.8378336.8795L/4241.8908246.3101跨中0005.2.2 活载内力计算1 计算主梁的荷载横向分布系数a计标支点处的荷载横向分布系数mo支点处的横向分布系数采用杠杆法计算，如图5-3所示：图5-3 杠杆法求横向分布系数计算图示（尺寸单位cm）b计算跨中的荷载横向分布系数mc 按刚性横梁法计算，计算出汽车荷载的横向分布系数，按照四车道计算，车道折减系数是0.67，但折减后的效应小于两个车道，故采用两车道荷载计算（3、4号梁除外）。如图下图5-4所示：考虑抗扭修正系数的影响：表5-3 修正系数计算分块面积（cm）（cm）翼缘板180200
12、.1110.30974.46腹板130180.1300.2982.38马蹄4033.70.8430.1592.739.57故由公式其中：n=7，I=0.35906106.42，可求得：= 0.998再由公式 ，可求出横向公布影响线如图5-4。图5-4 刚性横梁法求横向分布系数计算图示（尺寸单位cm）荷载横向分布系数汇总见表5-4：表5-4 荷载横向分布系数梁 号荷 载 位 置公 路I级备 注1号梁跨中支点0.730.76支点处按”杠杆法”计算，跨中按”刚性横梁法”计算1、2、3、4号梁按照四车道折剪后计算值分别是0.523、0.472、0.423和0.383，按照二车道计分别是0.73、0.585、0.44和0.286，故取两者中的较大值。2号梁跨中支点0.5850.833号梁跨中支点0.440.834号梁跨中
