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20m 预应力混凝土空心板桥设计1 设计资料及构造布置 1.1 设计资料1 . 桥梁跨径及桥宽标准跨径：20m （墩中心距）； 主桥全长：19.96m ； 计算跨径：19.60m ；桥面净宽：2×净—11.25m 见桥梁总体布置图 护栏座宽：内侧为0.75米，外侧为0.5米。
桥面铺装：上层为9厘米沥青混凝土，下层跨中为10厘米厚混凝土，支点为12厘米钢筋混凝土。
2 . 设计荷载采用公路—I 级汽车荷载。
3. 材料混凝土：强度等级为C50，主要指标为如下：426.8 2.418.4 1.653.2510a a ck tk a acd td ac f MP f MP f MP f MP E MP == ===⨯强度标准值，强度设计值，性模弹量预应力钢筋选用1×7（七股）φS15.2mm 钢绞线，其强度指标如下5186012601.95100.40.2563a a af MP f MP E MP ξξ= = =⨯ = =pk pd p pu b 抗拉强度标准值抗拉强度设计值性模弹量 相对界限受压区高度，普通钢筋及箍筋及构造钢筋采用HRB335钢筋，其强度指标如下53352802.010a aa f MP f MP E MP= = =⨯sk sd s 抗拉强度标准值抗拉强度设计值性模弹量 4 . 设计依据交通部颁《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2004)，简称《桥规》；交通部颁《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)，简称《公预规》。
《公路工程技术标准》(JTG —2004) 《〈公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范〉(JTG D60—2004)条文应用算例》 《钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁结构设计原理》(按新颁JTG D60—2004编写)《公路桥涵设计手册—梁桥（上册）》 1.2 构造形式及尺寸选定全桥空心板横断面布置如图，每块空心板截面及构造尺寸见图图3-1跨中边板断面图图3-2 中板断面图图3-3 绞缝钢筋施工大样图图3-4 矩形换算截面1.3 空心板的毛截面几何特性计算预制中板的截面几何特性挖空部分以后得到的截面,其几何特性用下列公式计算: 1.毛截面面积：()2A=⨯-⨯0.5⨯10⨯5+0.5⨯5⨯65+0.5⨯5⨯5+5⨯70-⨯=㎝2 99852 3.1462.544247.0382.截面重心至截面上缘的距离:∵4247.038e =99×85×85/2-[0.5×10×5×(70+5/3)+0.5×5×65×(65×2/3+5) +5×5×1/2×5/3+5×70×70/2]×2 - π×62.52/4 ×40∴e=44.993㎝3.空心板截面对重心轴的惯性矩：323232323231553651044.993702312553656544.99365523859985998544.99321221555365544.99323705701257044.9932I π⎡⎤⎛⎫10⨯+⨯⨯⨯--⎢⎥⎪⎝⎭⎢⎥⎢⎥⎛⎫⎢⎥+⨯6+⨯⨯⨯-⨯- ⎪⎢⎥⎝⎭⎛⎫⨯=+⨯⨯--⨯ ⎪⎢⎥⎝⎭⎛⎫⎢⎥+⨯+⨯⨯⨯- ⎪⎢⎥⎝⎭⎢⎥⎢⎥⎛⎫+⨯+⨯⨯- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦-()22210462.56462.5444.993403.77510mm π⨯-⨯⨯-=⨯-π×62.54/64 -π×62.52/4(44.993-40)2=.358 ㎝4 =3.775×1010㎜41.4内力计算1.空心板简化图计算：设板宽为b 则：85b=4247.038+3067.962 解得： b=86.059㎝2.保持空心板截面重心位置不变，设换算截面空心板形心轴距原空心形心位置的距离为X 则:86.059×85×85/2-3067.962×(40+x ）/4247.038=44.993 X=-0.951㎝（注：空心位置较原位置上移0.951cm ）3.保证截面面积和惯性距相等，设空心截面换算为矩形时宽为k b 高为k h ，如图 b k ×h k =3067.96286.059×853/12+86.059×85(44.993-85/2)2-b k ×h k ×(44.993-40+0.951)2=.358 得：h k =47.051㎝ b k =65.205㎝ 4.换算截面板壁厚度：侧壁厚度：t 3=(86.059-65.205)/2=10.427㎝ 上顶壁厚度：t 1=40-47.051/2-0.951=15.524㎝ 下顶壁厚度：t 2=45-47.051/2+0.951=22.426㎝ 5.计算空心板截面的抗扭惯性距：()()221232244112486.05910.43421186.05910.43415.51922.42104344771723.941t b h I h b t t t cm =⎛⎫++ ⎪⎝⎭15.519+22.42⎛⎫-⨯85- ⎪2⎝⎭=15.519+22.42⎛⎫⨯85- ⎪2⎛⎫⎝⎭-++⎪⎝⎭=()()221232244112486.05910.43421186.05910.43415.51922.42104344771723.941t b h I h b t t t cm =⎛⎫++ ⎪⎝⎭15.519+22.42⎛⎫-⨯85- ⎪2⎝⎭=15.519+22.42⎛⎫⨯85- ⎪2⎛⎫⎝⎭-++⎪⎝⎭=2作用效应计算2.1永久荷载（恒载）产生的内力 1.预制空心板自重1g (一期恒载)中板：41254247.0381010.618g -=⨯⨯= （KN/m ） 边板： g 1'=25×5152.038×10-10=12.880（KN/m ）2．桥面系自重（二期恒载）（1） 桥面铺装采用厚10厘米现浇混凝土，9厘米沥青混凝土，则桥面铺装每延米重为：()21250.111.250.0911.252312 4.284g =⨯⨯+⨯⨯= KN/m（2） 防撞栏杆和防撞墙：经计算得1.183 KN/m（3）绞缝自重：()42255021851025 2.9625g -=⨯+⨯⨯⨯=KN/m 由此得空心板每延米总重力g 为: g I =(g 1×10+g 1'×2)/12=10.995KN/mm KN g /430.89625.2655.0528.0284.4=+++=∏ 3．上部恒载内力计算计算图式如图3，设x 为计算截面离左支座的距离，并令L x =α,则：主梁弯矩和剪力的计算公式分别为：2/)1(2L g g M M g αα-=Ω= V g =g Ωv =g ×(1-2α)L/2 其计算结果如表3-1：表3-1 恒载内力汇总表2.2可变荷载（活载）产生的内力《桥规》规定桥梁结构整体计算采用车道荷载。
存档编号华北水利水电大学North China University of Water Resources and Electric Power 毕业设计题目桐柏县铜银路桐银桥设计学院专业姓名学号指导教师完成时间2014.05教务处制独立完成与诚信声明本人郑重声明：所提交的毕业设计是本人在指导教师的指导下，独立工作所取得的成果并撰写完成的，郑重确认没有剽窃、抄袭等违反学术道德、学术规范的侵权行为。
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毕业设计作者签名：导师签名：签字日期：签字日期：目录摘要 (1)Abstract (2)第1章设计概况 (3)1.1 工程概况 (3)1.1.1简介 (3)1.1.2 地质勘探资料 (3)1.1.3 技术要求 (3)1.2 设计方案 (4)1.3 主梁构造布置及尺寸拟定 (4)1.3.1 横断面形式 (4)1.3.2 空心板截面的基本尺寸拟定 (4)1.4 桥面布置和构造 (5)1.4.1 桥面布置 (5)1.4.2 桥面铺装 (5)1.4.3 人行道 (5)1.4.4 桥面伸缩装置 (5)1.5 毛截面几何特性计算 (5)1.5.1 截面面积 (5)1.5.2 截面重心位置 (6)1.5.3 空心板毛截面对其重心轴的惯性矩计算 (6)第2章主梁内力计算 (8)2.1 永久作用效应计算 (8)2.1.1 空心板自重（一期结构自重） (8)2.1.2 桥面系自重（二期结构自重） (8)2.1.3 铰缝自重计算（二期结构自重） (8)2.2 横向分布调整系数 (8)2.2.1 冲击系数和车道折减系数计算 (8)2.2.2 基本可变作用横向分布系数 (9)2.3 活载内力计算 (11)2.4 内力组合 (14)第3章预应力钢束估算及布置 (16)3.1 预应力钢筋设计 (16)3.1.1 预应力钢筋数量的估算 (16)3.1.2 预应力钢筋的布置 (17)3.2 普通钢筋设计 (17)3.3 换算截面几何特性 (19)3.3.1 换算截面面积 (19)3.3.2 换算截面重心位置 (20)3.3.3 换算截面的惯矩 (20)3.3.4 换算截面抗弯模量 (20)第4章预应力损失计算 (21)4.1 锚具变形、回缩引起的预应力损失 (21)4.2 预应力钢筋与台座之间的温差引起的与应力损失 (21)4.3预应力钢绞线由于钢筋松弛引起的预应力损失 (21)4.4混凝土弹性压缩引起的预应力损失 (22)4.5混凝土收缩和徐变引起的预应力损失 (22)4.6预应力损失组合计算 (23)第5章主梁变形计算 (25)5.1 正常使用阶段的挠度计算 (25)5.2 预加力引起的反拱度计算及预拱度的设置 (25)5.2.1预加力引起的反拱度计算 (25)5.2.2预拱度的设置 (27)第6章主梁截面强度验算 (28)6.1承载能力极限状态计算 (28)6.1.1跨中截面正截面抗弯承载力计算 (28)6.1.2斜截面抗剪承载力计算 (28)6.2正常使用极限状态应力计算 (30)6.2.1 正截面抗裂性计算 (30)6.2.2 斜截面抗裂性验算 (34)6.3持久状况应力验算 (39)的验算 (39)6.3.1 跨中截面混凝土正压力kc6.3.2跨中截面预应力钢绞线拉应力的验算 (39)6.3.3 斜截面主应力验算 (40)6.4短暂状况应力验算 (43)6.4.1跨中截面 (44)6.4.2 1/4截面处 (45)6.4.3支点截面 (46)6.5 最小配筋率复核 (47)第7章铰缝计算 (49)7.1 铰缝剪力计算 (49)7.1.1铰缝剪力计算 (49)7.1.2铰缝剪力计算 (50)7.2 铰缝抗剪强度计算 (51)第8章支座设计 (52)8.1 选定支座的平面尺寸 (52)8.2 确定支座的厚度 (53)8.3 验算支座的偏转 (53)8.4 验算支座的稳定性 (54)参考文献 (56)致谢 (57)附录 (58)英文原文 (58)中文翻译 (66)任务书 (74)开题报告 (78)3×20m预应力混凝土空心板简支梁桥设计摘要本设计上部结构采用3跨预应力混凝土空心板桥，跨径为3×20m，横桥向宽度为9m，横坡为1.5%，双向两车道，荷载等级为城市B级。
1 绪论1.1 概述1.1.1 简支梁桥概述由一根两端分别支撑在一个活动支座和一个铰支座上的梁作为主要承重结构的梁桥。
属于静定结构。
是梁式桥中应用最早、使用最广泛的一种桥形。
其构造简单，架设方便，结构内力不受地基变形，温度改变的影响。
1.1.2 简支梁桥受力特点简支梁桥是静定结构，其各跨独立受力。
桥梁工程中广泛采用的简支梁桥有三种类型：1) 简支板桥。
简支板桥主要用于小跨度桥梁。
按其施工方式的不同分为整体式简支板桥和装配式简支板桥；装配式板桥是目前采用最广泛的板桥形式之一。
按其横截面形式主要分为实心板和空心板。
根据我国交通部颁布的装配式板桥标准图，通常每块预制板宽为1.0m，实心板的跨径范围为1.5-8.0m，主要采用钢筋混凝土材料；钢筋混凝土空心板的跨径范围为6—13m；而预应力混凝土空心板的跨径范围为8-16m。
2)肋梁式简支梁桥(简称简支梁桥)。
简支梁桥主要用于中等跨度的桥梁。
中小跨径在8-12m时，采用钢筋混凝土简支梁桥；跨径在20-50m时，多采用预应力混凝土简支梁桥。
在我国使用最多的简支梁桥的横截面形式是由多片T形梁组成的横截面。
3)箱形简支梁桥。
箱形简支梁桥主要用于预应力混凝土梁桥。
尤其适用于桥面较宽的预应力混凝土桥梁结构和跨度较大的斜交桥和弯桥。
1.1.3 预应力混凝土简支梁桥在我国的发展我国修建预应力混凝土连续体系梁桥最早在铁路部门，1966 年在成昆线用悬臂拼装法建成国内第一座预应力混凝土铰接连续梁桥――旧庄河桥，跨24m+48m+24m。
第一座预应力混凝土连续梁桥是1975 年建成的北京枢纽东北环线通惠河桥，跨度26.7m+40.7m+26.7m。
1979 年9 月建成兰州黄河桥（47m+3×70m+47m）为悬臂浇筑的分离式双室箱梁桥，进一步推动了预应力混凝土连续梁的修建和发展。
此后，相继建成湖北沙洋汉江公路桥，云南怒江桥，台州灵江桥等一大批特大跨公路连续梁桥。
20m空心板梁计算分析对一个3×20m结构进行分析的第一步工作是对结构进行分析，确定结构的有限元离散，确定各项参数和结构的情况，并在此基础上进行建模和结构计算。
建立斜连续梁结构模型的详细步骤如下。
1. 设定建模环境2. 设置结构类型3. 定义材料和截面特性值4. 建立结构梁单元模型5. 定义结构组6. 定义边界组7.定义荷载组8.定义移动荷载9. 定义施工阶段10. 运行结构分析11. 查看结果12.对盖梁进行计算分析本文中的例子采用一座3×20m的简支空心板梁结构。
由于是简支结构，所以在计算的时候采用其中的一跨进行计算分析，同时取其中的一个盖梁做计算分析。
1、桥梁基本数据桥梁跨径布置：3×20m＝60m；桥梁宽度：0.5m（栏杆）＋11.25m（机动车道）＋0.75（栏杆）＝12.5m；主梁高度：0.85m；行车道数：单向三车道；桥梁横坡：机动车道向外1.5％；施工方法：预制安装；图1 桥梁横向布置图及各截面的详细参数2、主要材料及其参数2.1 混凝土各项力学指标见表1表1 混凝土力学指标2.2低松弛钢绞线（主要用于钢筋混凝土预应力构件）直径：15.24mm弹性模量：195000 MPa标准强度：1860 MPa抗拉强度设计值：1260 MPa抗压强度设计值: 390 MPa张拉控制应力：1395 MPa热膨胀系数：0.0000122.3普通钢筋采用R235、HRB335钢筋，直径：8～32mm弹性模量：R235 210000 MPa / HRB335 200000 MPa标准强度：R235 235 MPa / HRB335 335 MPa热膨胀系数：0.000012；20m空心板梁中板截面；3、设计荷载取值：3.1恒载：一期恒载包括主梁材料重量，混凝土容重取25 KN/m 3。
二期恒载：人行道、护栏及桥面铺装等（不考虑该桥梁上通过电信管道、水管等）。
其中：桥面铺装：按照每米4.8KN/m；3.2活载车辆荷载：公路Ⅰ级； 3.3温度力①系统温度：由于是简支结构所以不考虑系统温度的变化；②箱梁截面上下缘温度梯度变化参考新规范（《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004））第4.3.10条取用。
预应力混凝土简支空心板桥上部结构设计摘要本次设计的题目是预应力混凝土简支空心板桥上部结构设计。
本设计采用装配式预应力混凝土简支空心板桥，主梁形式为预应力简支空心板，基础采用双柱式钻孔灌注桩基础。
本文阐述了该桥的设计和验算过程。
首先进行对主桥进行了总体结构设计，然后对上部结构进行内力、配筋计算，再进行强度、应力及变形验算，最后进行了预拱度的设置分析。
具体包括以下几个部分：1.桥型布置，结构各部分尺寸拟定；2.选取计算结构简图；3.恒载内力计算；4.活载内力计算；5.荷载组合；6.配筋计算；7.预应力损失计算；8.截面强度验算；9.截面应力及变形验算。
关键词预应力装配式空心板桥内力计算目录第1章绪论 (1)第2章方案比选及空心板的特点 (2)2.1方案比选 (2)2.2空心板设计特点 (3)2.3空心板受力特点 (3)2.4空心板构造特点 (3)第3章截面尺寸拟定及特性计算 (4)3.1基本设计资料 (4)3.2截面尺寸的拟定 (5)3.3毛截面几何特性计算 (6)第4章内力组合 (8)4.1恒载内力计算 (8)4.2活载内力计算 (9)4.3内力组合 (15)第5章预应力钢筋的估算及布置 (17)5.1控制截面钢束面积估算 (17)5.2钢束的布置 (18)5.3换算截面的几何特性 (18)第6章空心板强度计算 (20)6.1正截面强度计算 (20)6.2箍筋设计 (21)6.3斜截面抗剪强度验算 (23)第7章预应力损失及有效预应力计算 (24)7.1预应力损失的计算 (24)7.2各阶段预应力损失值的组合 (26)第8章应力验算 (27)8.1短暂状况的正应力验算 (27)8.2使用阶段空心板截面应力验算 (28)第9章抗裂性验算 (32)9.1正截面抗裂性验算 (32)9.2斜截面抗裂验算 (33)第10章变形验算 (34)10.1预加力引起的挠度 (34)10.2使用荷载作用下的挠度 (34)10.3预拱度的设置 (35)第11章板式橡胶支座的计算 (34)11.1确定支座的平面尺寸 (34)11.2确定支座的厚度 (34)11.3验算支座偏转情况 (35)11.4验算支座底抗滑稳定性 (35)第12章变形验算 (34)12.1桥墩墩柱的计算 (34)12.2钻孔灌注桩的计算 (34)结语 (36)致谢 (37)参考文献 (38)附录1 (39)第1章绪论我国幅员辽阔，大小山脉和江河湖泽纵横全国，在已通车的公路路线中尚有大量渡口需要改建为桥梁，并且随着社会主义工业、农业、国防和科学技术现代化的逐步实现，还迫切需要修建许多公路、铁路和桥梁，在此我们广大桥梁工程技术人员将不断面临着设计和建造各类桥梁的光荣而艰巨的任务。
宜宾县XX镇XX组团.XX河二号桥施工组织设计编制单位：四川XXXX建设有限公司编制日期：2011年8月10日宜宾县XX镇XX组团XX河二号桥施工组织设计编制人：审核：批复：编制单位：四川XXXX建设有限公司编制日期：2011年8月10日目录第一章施工技术方案....................................................................... 3...第二章质量承诺及保证措施............................................................... 28...第三章安全文明施工保证措施. (43)第四章工期保证措施.......................................................................... 55...第五章劳动力安排和材料投入计划 (59)第六章施工机械投入.................................................................... 6•...第七章项目经理及项目管理人员配置 .. (61)第八章施工总平面图................................................................... 63…第九章施组附图、附表 ............................................................... 64 •第一章施工技术方案第一节编制依据及编制原则一、本施工组织设计依据：1.XX河二号桥施工设计图纸；2.xx河二号桥施工现场情况；3.xx河二号桥（墩、台调整）工程地质勘察报告；4.xx河二号桥施工招标工程量清单。
5.国家现行施工技术规范、质量检验评定标准及验收办法等。
预应力空心板简支梁桥施工方案预应力空心板简支梁桥施工方案1、桩基工程本工程钻孔灌注桩桩径为1.2米，钻孔采用钻机成孔，泥浆护壁，二次循环清孔，下导管浇注混凝土成桩。
钢筋笼在加工场分段制作成型，汽车吊吊放入孔，螺纹机械连接。
混凝土集中搅拌，混凝土搅拌运输车运输浇注。
(1)钻孔灌注桩本桥以砂岩层为基础持力层，钻孔机械使用压式转盘工程钻机，另外再配合部分反循环冲击钻机。
钻机就位时应安平垫稳，钻杆垂直，保证在钻孔过程中钻机不会移位和倾斜。
钻机就位后，要将钻头的钻尖对准孔位中心。
具体方法是在护筒的刻痕处用线连成十字，钻头中心对准十字交叉点。
泥浆制备:泥浆护壁的作用是使孔内形成一定高度的水头，产生向孔壁外的渗流压力，以克服向内的径向土压，从而保护孔壁的稳定，另外，泥浆还有浮碴作用。
为充分发挥泥浆的护壁和浮碴作用，必须重视泥浆的质量，泥浆的比重和性能指标应满足《公路桥涵施工技术规范》的要求，控制失水率，粘土的备料量为成孔体积的100-120%。
控制不同土层、岩层和清孔时的泥浆比重，其中泥浆比重用泥浆比重计检测。
钻孔作业:在钻孔桩施工中，钻孔是关键性的工序，不仅决定施工进度，而且关系到施工的成败，因此稍有疏忽，就会塌孔、缩颈、回淤量超出设计要求，使钻孔报废和重新清孔、扩孔。
钻孔前，根据地质勘探资料，绘制钻孔地质柱状图，挂在钻台上，以供对不同土层选择适当的钻头、钻进压力和速度以及适当的泥浆比重参考数据。
钻进过程中，应注意土层变化，在土层变化处均应捞取渣样，判断土层，并记入记录表中。
钻孔作业首先要安排好钻孔顺序，目的是防止相邻孔未凝混凝土受振和穿孔。
开始钻进时，进尺应适当控制，在护筒刃脚处，应低档慢速钻进，使刃脚处有坚固的泥皮护壁。
钻至刃脚下1米后，以正常速度钻进。
钻孔作业必须连续进行，不得间断。
因故必须停钻时，孔口应加护盖，并严禁钻锥留在孔内，以防埋钻。
按钻进工艺、机械技术要求及钻孔操作要点进行钻孔。
钻进过程中经常检查桩径、垂直度、钻机位置是否正常等，填写钻孔桩施工记录并及时交接。
