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1、兰州交通大学毕业设计（论文）目录第1章 绪 论2第2章设计说明32.1 设计资料32.2、设计荷载：公路-I级32.3、材料及工艺32.4设计依据、规范及采用规范3第3章上部结构尺寸的拟定33.1主梁间距与主梁片数43.2主梁跨中截面主要尺寸拟定43.3 横截面沿跨长的变化53.4 横隔梁的设置6第4章 主梁内力计算64.1恒载内力计算64.2活载内力计算104.3 主梁内力组合16第5章预应力钢束的估算及其布置175.1 跨中截面钢束的估算与确定175.2 预应力钢束布置18第6章 计算主梁截面几何特性226.1 截面面积及惯矩计算226.2 梁截面对重心轴的静矩计算23第7章 钢束预应力损
2、失计算257.1 预应力钢筋张拉（锚下）控制应力257.2 钢束应力损失25第8章 主梁截面验算278.1 正截面承载力计算278.2 斜截面承载力计算28第9章 梁端锚固区局部承压计算299.1 局部受压区尺寸要求299.2 局部抗压承载力计算30第10章 主梁变形验算3110.1 荷载短期效应作用下的主梁挠度验算3110.2 预加应力引起的上拱度计算3110.3 预拱度的设置32总结33致谢34主要参考文献35附录36第1章 绪 论毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。本组毕业设计题目为
3、“刘白高速公路刘川立交桥上部结构设计”。在毕设前期，我温习了结构力学、钢筋混凝土等知识，并借阅了混凝土规范、荷载规范等规范。在毕设中期，我们通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行结构设计。本组在校成员齐心协力、分工合作，发挥了大家的团队精神。在毕设后期，主要进行设计手稿的电脑输入，并得到老师的审批和指正，使我圆满的完成了任务，在此表示衷心的感谢。本桥位于刘白高速公路、刘川段、该桥是一座跨铁路线的公路桥梁，桥下铁路为4股道，铁路为直线，桥址处地形平坦，铁路路肩高出地面1米左右，斜交角度为10，公路桥中心里程为K2+004.5，铁路里程为K7+083.60。我国在修建大量小跨径钢筋混凝土梁桥的
4、同时，开始对预应力混凝土桥梁进行了研究与试验，于1956年在公路上建成了第一座跨径20m的预应力混凝土简支梁桥。随后，预应力混凝土简支梁桥在公路上获得了广泛采用，所以我们在这方面的技术还是比较先进的。毕业设计的两个月里，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算、论文撰写以及外文的翻译，加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解。巩固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。在进行内力组合的计算时，进一步了解了Excel。在绘图时熟练掌握了AutoCAD，以上所有这些从不同方面达到了毕业设计的目的与要求。 二零零七年六月十日 第2章设计说明2.1 设计资料桥梁跨径及桥宽 标准跨径：40m(墩
5、中心距离) 主梁全长:39.96m 计算跨径:38.88m 桥面宽度:2净-12m 路幅宽度:28m2.2、设计荷载：公路-I级2.3、材料及工艺 混凝土：主梁用40号，=3.25MPa 抗压强度标准值=26.8MPa，抗压强度设计值=18.4MPa,抗拉强度标准值=2.4MPa,抗拉强度设计值=1.65MPa；预应力钢束采用符合冶金部YB255-64标准的s5mm碳素钢丝，每束由 24根组成；抗拉强度标准值=1600 MPa，抗拉强度设计值=1280 MPa，弹性模量 MPa非预应力钢筋：HRB400级钢筋抗拉强度标准值=400 MPa，抗拉强度设计值=330 MPa，直径d12mm者一律采
6、用HRB335级钢筋，抗拉强度标准值=335MPa，抗拉强度设计值=280 MPa 钢筋弹性模量均为E=2.0 MPa。2.4设计依据、规范及采用规范中华人民共和国交通部公路工程技术标准（JTJ001-97）中华人民共和国交通部公路桥涵设计通用规范（JTGD60-2004）中华人民共和国交通部公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD62-2004） 第3章上部结构尺寸的拟定3.1主梁间距与主梁片数主梁间距通常应随梁高与跨径的增大而加宽为经济。同时加宽翼板对提高主梁截面效率指标很有效，故在许可条件下应适当加宽T梁翼板，但标准设计主要为配合各种桥面宽度，使桥梁尺寸标准化而采用统一的主梁间
7、距。故主梁间距均为1.96m（留2cm工作缝，T梁上翼缘宽度为194cm）。全幅桥桥面净空：0.5+12+3+12+0.5米，中央分隔带宽3米，则选用7片主梁。3.2主梁跨中截面主要尺寸拟定3.2.1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之间，标准设计中高跨比约在1/181/19之间，当建筑高度不受限制时，增大梁高往往是经济的方案。因为增大梁高可节省预应力钢束用量，同时梁高加大一般只是腹板加高，而混凝土用量增加不多。则取260cm的主梁高度是比较合适的。3.2.2主梁截面细部尺寸 T梁翼板的厚度主要取决于桥面承受车轮局部荷载的要求，还应考虑能否满足主梁受弯时
8、上翼板受压的强度要求。本设计预制T梁的翼板厚度取用12cm，翼板根部加厚到26cm以抵抗翼缘根部较大的弯矩。 在预应力混凝土梁中腹板内因主拉应力甚小，腹板厚度一般由布置制孔管的构造决定，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。该T梁腹板厚度均取18cm。 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46cm，高度36cm，马蹄与腹板交接处作成45斜坡的折线钝角，以减小局部应力。 按照以上拟定的外形尺寸，就可绘出预制梁跨中截面
9、图。（见下图） 预制梁跨中截面图（尺寸单位：cm）3.2.3 计算截面几何特性 将主梁跨中截面划分为五个规则图形的小单元，截面几何特性列表计算见表1-1： 3.2.3 检验截面效率指标（希望在0.5以上） 上核心距 =55.112cm 下核心距 =87.295cm 表明以上初拟的主梁跨中截面尺寸是合理的3.3 横截面沿跨长的变化 本设计主梁采用等高度形式。横截面的T梁板厚度沿跨长不变，马蹄部分为配合钢束而从四分点开始向支点逐渐抬高，梁端部区段由干锚头集中力的作用而引起较大的局部应力，也因布置锚具的需要在距梁端一倍梁高范围内（260cm）将腹板加厚到与马蹄同宽，变化点界面（腹板开始加厚处）到支点
10、的距离为206cm，中间设置一节长为30cm的腹板加厚过渡段。表1-1：分块名称 分块面积（） 分块面积形心至上缘距离（cm）分块面积对上缘静矩分块面积的自身静矩（）(cm)分块面积对截面形心惯矩（）（）（1）（2）（3）=（1）（2）（4）（5）（6）=（1）（5）（7）=（4）+（6）翼板23286139682793694.6212084289520870831三角承托123216.66720533.7441341583.95486834748696889腹板381611845028814292192-17.379115254515444737下三角196219.33342989.2682
11、134-118.71227621382764272马蹄1656242400752178848-141.37933100164332790129228928531.012I=81055741 注：截面形心至上缘距离=100.621cm。3.4 横隔梁的设置 模型试验结果表明，在荷载作用下处的主梁弯起横向分布，当该处有内横隔梁时它比较均匀，否则直接在荷载作用下的主梁弯矩很大。为减小对主梁设计起主要作用的跨中弯矩，在跨中设置一道中横隔梁，当跨度较大时，四分点处也易设置内横隔梁。本设计共设置五道横隔梁，其间距为9.72m，横隔梁采用开洞形式，它的高度取用2.30m，平均厚度为0.15m. 第4章 主梁
12、内力计算根据上述梁跨结构纵横截面的布置，并通过活载作用下的梁桥荷载横向分布计算，可分别求得各主梁控制截面（一般取跨中、四分点、变化点截面和支点截面）的恒载和最大活载内力然后再进行主梁内力组合。4.1恒载内力计算4.1.1恒载集度（1）预制梁自重（第一期恒载） a、按跨中截面计，主梁的恒载集度： =0.922825.0=23.07kN/mb、由于马蹄抬高所形成四个横置的三棱柱重力折算成的恒载集度： 4/2（9.72-2.06+0.15）（0.78-0.30）0.1425/39.96 =0.6567kN/mc、由于梁端腹板加宽所增加的重力折算成的恒载集度： 2（1.4609-0.9228）（0.5
13、4+1.76+0.15）25/39.96 =1.6496kN/m （算式中的1.4609为主梁端部截面积）d、边主梁的横隔梁（尺寸见图1-1）内横隔梁体积： 0.152.300.88-0.120.88-1/20.140.88-0.060.14-1/2140.14-0.101.50-0.21.1-0.20.2=0.2143 端横隔梁体积： 0.152.300.74-0.740.12-1/20.740.118-0.11.5-0.21.1-0.20.2=0.1739 （30.2143+20.1739）25/39.96=0.6198kN/me、中主梁的横隔梁内横隔梁体积： 20.152.300.88-0.120.88-1/20.140.88-0.060.14-1/20.140.14-0.101.50-0.21.1-0.20.2=0.4286 端横隔梁的体积： 20.152.300.74-0.740.12-1/20.740.118-0.11.5-0.21.1-0.20.2=0.3478 （30.4286+20.3478）25/39.96=1.2396kN/mf
