30米预应力装配式简支T梁桥的上部结构设计说明书毕业设计论文
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30米预应力装配式简支T梁桥的上部结构1.引言预应力装配式简支T梁桥是一种常用于中小跨度桥梁的结构形式,具有施工周期短、成本低、质量可控等优点。
本文将对一座30米预应力装配式简支T梁桥的上部结构进行介绍。
2.结构形式2.1T形主梁T形主梁是本桥的承重构件,由混凝土预制构件组成,其截面形状为T形。
T形主梁的横向宽度较窄,利于施工,且具有良好的受力性能。
主梁的长度为30米,采用了预应力钢筋进行预应力加固,以增加其承载能力。
2.2横梁横梁位于主梁的两侧,起到连结主梁和纵向横梁的作用。
横梁同样由混凝土预制构件组成,其形状为矩形或闭口形,具有较好的整体刚度和承载能力。
2.3纵向横梁纵向横梁位于主梁的底部,其作用是增加主梁的整体刚度和稳定性。
纵向横梁同样由混凝土预制构件组成,可以分为多个跨度,每个跨度之间通过伸缩缝连接。
2.4支座支座是桥梁与土地接触的部分,起到承载桥梁重力和传递荷载的作用。
在本桥的上部结构中,支座位于主梁的两侧,采用橡胶支座。
橡胶支座具有较好的承载能力和减震性能,可以有效减小桥梁受到的地震和车辆荷载产生的震动。
3.施工工艺3.1预制首先,根据设计要求和施工图纸进行主梁、横梁和纵向横梁的预制。
预制过程中需要进行混凝土搅拌、模具浇注、养护等环节,确保预制构件的质量和强度符合要求。
3.2运输预制完成后,将构件进行装车和运输。
运输过程中需要注意保护构件,防止损坏。
3.3吊装到达施工现场后,使用吊车将预制构件吊装至正确的位置。
吊装过程中需要进行精确的定位和调整,确保构件的安装正确。
3.4安装吊装完成后,进行构件的安装,包括主梁、横梁和纵向横梁的连接。
安装过程中需要进行预应力张拉和调整,确保构件之间的力学连接性能。
4.结论。
设计总说明书1.1 技术资料1.1.1 桥面净空净9+2×1.5(人行道)1.1.2 设计荷载公路Ⅱ级,人群荷载3.0KN/m21.1.3 计算要求设计流量设计水位确定桥长确定桥面最低标高上部结构内力计算下部结构计算1.2 结构形式上部采用30m装配式预应力混凝土T形梁1.3 主要材料1.3.1 混凝土主梁、人行道、栏杆及铺装层均采用C40号混凝土。
1.3.2 预应力钢束采用1×7标准型-15.2-1860-Ⅱ-GB/T 5224—1995钢绞线。
1.3.3 普通钢筋纵向抗拉普通钢筋采用HRB400钢筋,箍筋及构造钢筋采用HRB335钢筋。
1.3.4 锚具按后张法施工工艺制作主梁,采用HVM15-9型锚具。
1.3.5 基本计算数据材料特性表表1-11.4 上部结构说明书1.4.1 技术标准和技术规范《公路桥涵设计通用规范》 JTGD60-2004《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 JTJ021-89 《公路工程技术标准》 JTJ01-881.4.2 技术标准标准跨径:30m计算跨径:29.16m主梁全长:29.96m支点距端顶:0.40m梁高:2.00m设计荷载:公路Ⅱ级,人群荷载3.0KN/m2桥面净空:净-9+2 1.51.4.3 设计要求A为减轻主梁的安装重量,增强桥梁的整体性,在预制T梁上设40cm的湿接缝B 设计构件尺寸按规范图C 对内梁各截面进行验算上部结构设计4.1 横截面布置4.1.1 主梁间距与主梁片数如图4-1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ρ很有效,故在许可条件下应适当加宽T梁翼板。
因该桥采用30m预应力混凝土简支T形梁桥,主梁间距均为220㎝,(T梁的上翼缘宽度为180㎝,保留40㎝的湿接缝),考虑人行道适当挑出,故净-9+2×1.5m人行道的桥宽采用五片主梁 (如图4-1所示)。
上部结构一般构造图图4-14.1.2 主梁跨中截面主要尺寸拟定A 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1/14--1/25之间,高跨比约在1/18—1/19之间。
密级:学号:************本科生毕业设计(论文)头道江桥简支T梁上部结构设计学院:土木工程学院专业:土木工程班级:11本土木13班****:***指导老师:彭明/李琪完成日期:.专业.整理..专业.整理.学士学位论文原创性申明本人郑重申明:所呈交的论文(设计)是本人在指导老师的指导下独立进行研究,所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文(设计)不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式表明。
本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。
学位论文作者签名(手写):签字日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权江西科技学院可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
(请在以上相应方框内打“√”)学位论文作者签名(手写):指导老师签名(手写):签字日期:年月日签字日期:年月日摘要混凝土简支T梁桥由于其具有构造简单、受力明确、施工方便等特点,是中小跨桥梁形式的首选方案。
预应力混凝土T形梁是一种简支T形梁桥结构,具有构造简单,造价低廉,受力明确,便于施工,架设安装方便、跨越能力较大等优点,现在被越来越多的桥梁建设所采用。
近年来,随着我国基础建设的迅猛发展,预制预应力混凝土T形梁桥在我国高速公路基础建设中得到了广泛应用。
本次设计主要是进行一个桥梁的上部设计与验算,首先得进行方案的优选,通过不同方案对比来选择最优进行设计,在设计过程中的进行尺寸的一个拟定,通过拟定尺寸进行设计与内力计算,进行荷载组合;接着就进行钢束的配置与位置估算,计算钢束群的重心位置与长度,通过后张拉发进行钢束张拉;接着计算截面几何特性;计算各种预应力损失;通过以上计算进行主梁的验算,通过各种应力验算检测是否符合各种规范要求。
西北民族大学毕业论文(设计)任务书论文(设计)名称 30m预应力混凝土T型简支梁桥的设计论文(设计)起止时间年月日—月日(共周)姓名学号学院专业班级指导教师任务下达日期一、设计资料1.自然地理及气象桥区在地形地貌上位于戴云山脉中段北侧,属于海拔200-750米的低山及丘岭地貌,地形切割较为强烈,山沟多呈“V”字型深沟,地形陡峭,植被发育。
本区域在大地构造上处于新华夏系政和-大埔区域性大断裂带东侧,闽东火山断拗带西部,构造活动主要表现为侏罗系火山活动和早白垩系的酸性岩浆侵入活动及后期断裂构造,受区域构造影响,区内多发育NE、NW、及EW向张扭力、压扭性断裂构造,地貌上多形成了两岸陡峭的“V”型山沟。
断裂带内岩体较破碎。
本桥区未见断裂构造通过,地下水主要为裂隙水,水量较为贫乏,对混凝土无腐蚀性。
根据“中国地震烈度区域图(福建部分)”(50年超越概率10%,1990年)和福建省地震地质工程勘察院对桥址地震烈度复核结果,本区基本烈度为Ⅵ度。
近期来测区内有感地震较少,未见有第四纪新构造活动迹象,地质构造相对稳定,根据《公路工程抗震设计规范》,对于大型构造物等抗震重点工程,可比基本烈度提高一度,即按Ⅶ度设防。
本区域属亚热带海洋性季侯气候区,受地势影响,从北部闽江谷地的夏长冬短、温暖湿润区,向南随地势上升,逐步过渡到东南部戴云山的四季均匀、温凉潮湿的山地气候。
年平均气温18.9C,极端最低气温-7.6C,极端最高气温40.5C。
相对湿度83%,年平均降水量1655.4mm,其中旱季降雨量289.1mm,占全年降雨量17.46%;雨季降雨量1366.3mm,占全年降雨量82.54%,潮湿系数1.267。
3-9月为雨季,丰雨季节为5-6月份,旱季为10月至次年2月份。
全年无霜期为300天,有霜期为12月中旬至次年2月下旬。
二、设计技术指标1、公路等级:一级;2、设计荷载:公路Ⅰ级;3、设计行速度:60Km/h;4、车道数目:双向四车道;5、桥梁宽度:11.75*2m;6、桥梁位于直线平坡上;三、设计依据1.《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)。
盐城工学院本科生毕业设计说明书2009目录第1章小平冈桥设计 (1)1.1方案初选 (1)1.2基本设计资料 (1)1.3主梁内力计算 (2)1.3.1受压翼缘有效宽度计算 (2)1.3.2全截面几何特性的计算 (3)1.3.3恒载内力计算 (3)1.4汽车、人群作用效应的计算 (8)1.4.1内力组合 (13)1.5施工方法要点 (14)1.6截面设计 (14)1.6.1预应力钢筋数量的确定及布置 (15)1.6.2截面几何性质计算 (19)第2章承载能力极限状态计算 (21)2.1跨中截面正截面承载能力计算 (21)2.2斜截面抗剪承载力计算 (22)2.2.1距支点H/2截面斜截面抗剪承载力计算 (22)2.2.2边截面点斜截面抗剪承载力计算 (24)第3章预应力损失计算 (26)3.1摩阻损失 (26)3.2锚具变形损失 (27)3.3分批张拉损失计算 (29)3.4钢筋应力松弛损失 (29)3.5混凝土收缩、徐变损失 (30)3.6预应力损失组合 (31)第4章正常使用极限状态验算 (33)4.1全预应力混凝土构件抗裂验算 (33)4.1.1正截面抗裂性验算 (33)4.1.2斜截面抗裂性验算 (34)第5章挠度计算 (38)5.1使用阶段的挠度计算 (38)5.2预加力引起的反拱计算及预拱度的设置 (39)小平冈桥设计第6章持久状况应力验算 (40)6.1跨中截面混凝土法向压应力验算 (40)6.2跨中截面压应力钢筋拉应力验算 (41)6.3斜截面主应力验算 (41)第7章短暂状况应力验算 (45)7.1上缘混凝土拉应力 (45)7.2下缘混凝土压应力 (46)第8章锚固区局部承压验算 (46)8.1局部受压尺寸要求 (46)8.2局部抗压承载力计算 (47)参考文献 (48)致谢. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .盐城工学院本科生毕业设计说明书2009第1章小平冈桥设计1.1 方案初选初选桥型方案:拱桥方案,门式刚构桥方案,预应力混凝土简支T型梁桥方案三种桥型主要优缺点比较:拱桥:造型美观,与周围环境协调好,但下部结构和地基(特别是桥台)必须能经受住很大的水平推力作用,因此对工程地质要求高,由于工程所处地区的天然地基主要是软土地基,所以不宜修建拱桥;且因拱圈(或拱肋)在合龙前自身不能维持平衡,拱桥在施工过程中的难度和危险性要远大于梁式桥。
1×30m预应力混凝土T型简支梁桥设计专业:土木工程(本)学号:学生:指导老师:摘要:预应力钢筋混凝土T型简支梁桥设计计算随着经济的发展,交通已经成为社会的经济命脉,交通的不畅会制约着经济的发展,而桥梁又是交通设施中不可缺少的一部分,它的安全性对于我们来说是至关重要的,所以就需要对桥梁进行各方面的计算,来保证它能正常的工作。
本设计为预应力混凝土T型简支梁桥,桥梁总长30m,桥面净空:净—8+2×1.5m,,通过方案比选的方法确定桥梁的桥型,设计的主要内容包括:上部结构的内力,配筋计算,再进行强度,应力及变形计算最后在进行下部结构的计算。
通过本次桥梁设计,使自己对桥梁的计算有了进一步的认识,我相信这对以后都是很有帮助的。
关键词:混凝土,T型简支梁,上部结构,预应力1 x 30m prestressed concrete T beam bridgedesignSpecialty: Civil Engineering Student Number: 201010211203Student: Li Jianbing Supervisor: Yuan AoAbstract: Reinforced Concrete Beams Pre-stressed T-shaped Beam Bridge Design Calculations With the development of economy, the traffic has become the lifeblood of social economy, Its smooth will restrict social development of economy. However, the bridge is an indispensable part of the traffic facilities, its safety is very important for us. So we need to calculate all aspects of the bridge, to ensure that it can work normally.This design for prestressed concrete T beam bridge, the bridge length of 30 m, the deck is clear: net - 8 + 2 x 1.5 m, and determine the bridge bridge by using the method of scheme comparison, design main content includes: the upper structure of the internal force and reinforcement calculation, for strength, stress and deformation calculation in the bottom of the structure of the calculation. It makes me have the further understanding of the calculation of Bridges through the design of the bridge. From my perspective, this design has a great influence on my future job.Key Words: Concrete, T girder, prestressed, superstructure design目录绪论 (1)1 工程概述 (2)1.1 设计题目 (2)1.2 地质情况 (2)1.3 设计资料 (2)1.4 桥梁设计的基本要求 (2)1.4.1使用上的要求 (3)1.4.2 经济上的要求: (3)1.4.3 结构和尺寸上的要求: (3)2 方案比选 (4)2.1 桥位概述 (4)2.2 方案一:预应力简支T梁结构 (4)2.2.1预应力简支T梁结构立面图 (4)2.2.2 全桥主要尺寸 (4)2.2.3预应力简之T梁结构特点: (4)2.2.4预应力简支T梁结构经济性 (5)2.3 方案二:钢筋混凝土非预应力简支T梁桥 (5)2.3.1钢筋混凝土桥立面图 (5)2.3.2 全桥主要尺寸 (6)2.3.3 钢筋混凝土简支桥梁的特点 (6)2.3.4钢筋混凝土简支梁桥经济性 (7)2.4 方案确定 (7)3 桥梁设计资料及上部构造布置 (8)3.1 设计资料 (8)3.1.1 桥梁跨径及桥宽 (8)3.1.2 设计荷载 (8)3.1.3 环境 (8)3.1.4 材料及工艺 (8)3.1.5 设计要求 (8)3.1.6 施工方法 (8)3.1.7设计依据 (9)3.1.8基本计算数据 (9)3.2 构造布置(上部结构) (10)3.2.1 横截面布置 (10)3.2.2 主梁跨中截面主要尺寸拟订(中梁) (10)3.2.3横截面沿跨长的变化 (12)3.2.4横隔梁的设置 (12)4 主梁作用效应计算 (13)4.1 主梁尺寸 (13)4.2主梁永久作用效应计算 (13)4.2.1永久作用集度 (13)4.2.2永久作用效应 (14)4.3 可变作用效应计算(修正刚性横梁法) (15)4.3.1 冲击系数和车道折减系数 (15)4.3.2计算主梁的的荷载横向分布系数 (15)4.3.3 计算汽车荷载、人群荷载内力 (18)4.3.4内力组合 (20)4.3.5主梁弯矩 (20)4.4 横隔梁内力计算 (23)4.4.1绘制中横隔梁的内力影响线 (23)4.4.2截面内力计算 (25)4.4.3行车道板的计算 (25)5 预应力钢束估算及布置 (27)5.1 预应力钢束数量估算 (27)5.2 预应力钢束布置 (27)5.2.1 跨中截面及锚固截面的钢束布置 (27)5.2.2 钢束起弯角和线形的确定 (29)5.2.3非预应力钢筋截面估算及布置 (29)5.3 钢束计算 (30)5.3.1计算钢束起弯点到跨中的距离 (30)5.3.2计算控制截面钢束重心 (31)5.3.3预应力计算钢束长度 (32)5.4 钢束预应力损失计算 (32)5.4.1预应力钢筋与管道壁间摩擦引起的应力损失1l (32)5.4.2预应力钢束由锚具变形、钢筋回缩引起的预应力损失 (33)5.4.3混凝土弹性压缩引起的损失4l σ (34)5.4.4 由钢束应力松弛引起的损失5l σ (34)5.4.5混凝土收缩、徐变引起的损失6l σ .................................................................. 35 5.5 应力的验算 .. (37)5.5.1短暂状况应力验算 (37)5.5.2持久状况应力验算 (37)5.5.3跨中截面混凝土法向正应力验算 (37)5.5.4跨中截面预应力钢筋拉应力验算 (38)5.5.5斜截面主应力验算 (38)5.6 主梁变形计算 (41)5.6.1荷载短期效应作用下主梁挠度验算 (41)5.6.2预加力引起的上拱度计算 (41)5.6.3预拱度的设置 (42)5.7 锚固区局部承压计算 (42)5.7.1局部受压区尺寸要求 (42)5.7.2局部抗压承载力计算 (43)5.8 承载力的计算 (44)5.8.1跨中截面正截面承载力计算 (44)5.8.2斜截面抗剪承载力计算 (45)5.8.3变化点处斜截面抗剪承载力验算 (47)5.9 支座(局部承压)计算 (47)6 下部结构设计 (49)6.1 桥台计算 (49)6.1.1 设计资料及基本数据 (49)6.1.2桥台与基础构造及拟定的尺寸 (49)6.1.3 荷载计算及组合 (50)6.1.4 地基承载力验算 (58)6.1.5 基底偏心距验算 (59)6.1.6 基础稳定性验算 (59)7 施工方法 (61)7.1桥梁的基础施工 (61)7.2桥梁台施工 (61)7.2.1混凝土采用现场拌和,泵送运输 (61)7.2.2模板和支架 (61)7.3 T梁的预制 (61)7.3.1主梁预制步骤 (61)7.3.2主梁张拉预应力(后张法预制工艺) (62)7.4 预应力混凝土梁的运输和安装 (63)7.5桥台桥后填土 (64)7.6桥面附属工程 (64)7.6.1伸缩缝 (64)7.6.2泄水管 (64)7.6.3人行道 (64)7.6.4栏杆 (64)设计小结 (65)结论 (66)参考文献 (67)致谢 (68)绪论自20世纪80年代以来,我国道路、桥梁建设取得了飞速的发展,使我国的交通运输环境得到了巨大的发展,这对改善环境、促进经济、改善人民生活起了至关重要的作用。
(此文档为word格式,下载后您可任意编辑修改!)摘要预应力混凝土梁式桥在我国桥梁建筑上占我重要的地位,在目前,对于中小跨径的永久性桥梁,无论是公路桥梁或者城市桥梁,都在尽量采用预应力混凝土梁式桥,因为这种桥梁具有就地取材,工业化施工,耐久性好,适应性强,。
整体性好以及美观等多种优点。
本设计采用装配式简支T梁结构,其上部结构由主梁、横隔梁、行车道板,桥面部分和支座等组成,显然主梁是桥梁的主要承重构件。
其主梁通过横梁和行车道板连接成为整体,使车辆荷载在各主梁之间有良好的横向分布。
桥面部分包括桥面铺装、伸缩装置和栏杆等组成,这些构造虽然不是桥梁的主要承重构件,但它们的设计与施工直接关系到桥梁整体的功能与安全,这里在本设计中也给予了详细的说明。
本设计主要受跨中正弯矩的控制,当跨径增大时,跨中由恒载和活载产生的弯矩将急剧增加,是材料的强度大部分为结构重力所消耗,因而限制的起跨越能力,本设计采用27m标准跨径,合理地解决了这一问题。
在设计中通过主梁内力计算、应力钢筋的布置、主梁截面强度与应力验算、行车道板及支座、墩台等等设计,完美地构造了一座装配式预应力混凝土简支T梁桥,所验算完全符合要求,所用方法均与新规范相对应。
本设计重点突出了预应力在桥梁中的应用,这也正体现了我国桥梁的发展趋势。
关键词:预应力,简支T梁,后张法,应力验算AbstractThe prestressed concrete beam plate bridge occupies my important status in our country bridge construction, in at present, regarding small span permanent bridge, regardless of is the highway bridge or the city bridge, all as far as possible is using the prestressed concrete beam plate bridge, because this kind of bridge has makes use of local materials, the industrialization construction, the durability is good, compatible, integrity good as well as artistic and so on many kinds of merits.This design uses assembly type simple support T beam structure, its superstructure by the king post, septum transversum beam, the lane board, the bridge floor part and the support and so on is composed, the obvious king post is the bridge main carrier. Its king post connects into the whole through the crossbeam and the lane board, enable the vehicles load to have the good traverse between various king posts .Bridge floor part including compositions and so on flooring, expansion and contraction installment and parapet, these structures although is not the bridge main carrier, but their design and the construction relates the bridge whole directly the function and the security, here has also given the detailed explanation in this design.This design mainly steps the sagging moment control, when the span increases, cross the bending moment whichproduces by the dead load and the live load the sharp growth, is the material intensity majority of consumes for the structure gravity, thus limits the spanning ability, this design uses the 27m standard span, has solved this problem reasonably. In the design through the king post endogenic force computation, the stress steel bar arrangement, king post section intensity and stress checking calculation, lane board and support, pillar Taiwan and so on designs, a structure assembly type prestressed concrete simple support T beam bridge, the checking calculation completely has conformed to the requirement perfectly, uses the method and the new standard corresponds. This design has highlighted the pre-stressed with emphasis in the bridge application, this has also been manifesting our country bridge trend of development.Key word: Pre-stressed,Simple support T beam,Tensioning,Stress checking calculation目录摘要 (1)Abstract (2)前言 (5)第1章桥型设计方案 (6)1.1方案一:预应力钢筋混凝土简支梁(锥型锚具) (6)1.1.1 基本构造布置 (6)1.1.2 设计荷载 (6)1.2方案二:钢筋混凝土箱形拱桥 (7)1.2.1方案简介 (7)1.2.2尺寸拟定 (7)1.2.3桥面铺装及纵横坡度 (8)1.2.4施工方法 (8)1.2.5总结 (8)1.3 桥型方案三:预应力混凝土连续刚构方案(比较方案) (8)第2章上部结构设计 (9)2.1 计资料及结构布置 (9)2.1.1设计资料 (9)2.1.2横截面布置 (9)2.1.3横截面沿跨长变化 (12)2.1.4横隔梁的布置 (13)2.2 主梁作用效应计算 (13)2.2.1永久效应计算 (13)2.2.2可变作用效应计算 (15)2.2.3主梁作用效应组合 (25)2.3预应力钢束的估算及其位置 (26)2.3.1跨中截面钢束的估算和确定 (26)2.3.2预应力钢束布置 (27)2.4 计算主梁截面几何特征 (31)2.4.1 截面面积及惯矩计算 (31)2.4.2 截面静矩计算 (33)2.4.3 截面几何特性汇总 (34)2.5 预应力损失计算 (34)2.5.1 预应力钢束与管道壁之间的摩擦引起的预应力损失 (37)2.5.2由锚具变形、钢束回缩引起的损失 (37)2.5.3 混凝土弹性收缩引起的预应力损失 (38)2.5.4 由钢束应力松弛引起的损失 (39)2.5.5 混凝土收缩和徐变引起的损失 (41)2.5.6 预加力计算及钢束预应力损失汇总 (42)2.6 主梁截面承载力与应力验算 (45)2.6.1 持久状况承载能力极限状态承载力验算 (45)2.6.2 持久状态正常使用极限状态抗裂验算 (48)2.6.3 持久状态构件的应力验算 (49)2.6.4 短暂状况构件的应力验算 (56)2.7 主梁端部的局部承压验算 (56)2.7.1 局部承压区的截面尺寸验算 (56)2.7.2 局部抗压承载力验算 (59)2.8 主梁变形验算 (59)第3章基础的设计 (62)3.1 盖梁的计算 (62)3.1.1荷载计算 (62)3.1.2 内力计算 (69)3.2 桥墩墩柱计算 (70)3.2.1 荷载计算 (70)3.2.2 截面配筋计算及应力验算 (72)3.3 钻孔灌注桩计算 (74)3.3.1荷载计算 (74)3.3.2 桩长计算.............................................................................. 75结论 (77)致谢 (78)参考文献 (79)前言公路桥梁交通是为国民经济、社会发展和人民生活服务的公共基础设施,是衡量一个国家经济实力和现代化水平的重要标志。
哈尔滨理工大学毕业论文题目:30m 预应力混凝土简支T形梁桥设计院、系:建筑工程学院土木工程系30m预应力混凝土简支T形梁桥摘要本设计采用预应力混凝土简支T梁结构,其上部结构由主梁、横隔梁、行车道板,桥面部分和支座等组成,显然主梁是桥梁的主要承重构件。
其主梁通过横梁和行车道板连接成为整体,使车辆荷载在各主梁之间有良好的横向分布。
桥面部分包括桥面铺装、伸缩装置和栏杆等组成,这些构造虽然不是桥梁的主要承重构件,但它们的设计与施工直接关系到桥梁整体的功能与安全,这里在本设计中也给予了详细的说明。
本设计主要受跨中正弯矩的控制,当跨径增大时,跨中由恒载和活载产生的弯矩将急剧增加,是材料的强度大部分为结构重力所消耗,因而限制的起跨越能力,本设计采用30m标准跨径,合理地解决了这一问题。
在设计中通过主梁内力计算、应力钢筋的布置、主梁截面强度与应力验算、行车道板及支座、墩台等等设计,完美地构造了一座装配式预应力混凝土简支T梁桥,所验算完全符合要求,所用方法均与新规范相对应。
本设计重点突出了预应力在桥梁中的应用,这也正体现了我国桥梁的发展趋势。
关键词预应力;简支T梁;后张法;应力验算30 m Prestressed Concrete Simply Supported TBeam BridgeAbstractThe design is about a reinforce concrete simply supported T beam structure, its superstructure by the king post, septum transversum beam, the lane board, the bridge floor part and the support and so on is posed, the obvious king post is the bridge main carrier. Its king post connects into the whole through the crossbeam and the lane board, enable the vehicles load to have the good traverse between various king posts .Bridge floor part including positions and so on flooring, expansion and contraction installment and parapet, these structures although is not the bridge main carrier, but their design and the construction relates the bridge whole directly the function and the security, here has also given the detailed explanation in this design.This design mainly steps the sagging moment control, when the span increases, cross the bending moment which produces by the dead load and the live load the sharp growth, is the material intensity majority of consumes for the structure gravity, thus limits the spanning ability, this design uses the 30m standard span, has solved this problem reasonably. In the design through the king post endogenic force putation, the stress steel bar arrangement, king post section intensity and stress checking calculation, lane board and support, pillar Taiwan and so on designs, a structure assembly type prestressed concrete simple support T beam bridge, the checking calculation pletely has conformed to the requirement perfectly, uses the method and the new standard corresponds. This design has highlighted the pre-stressed with emphasis in the bridge application, this has also been manifesting our country bridge trend of development.Keywords Pre-stressed;Simple support T beam;Tensioning;Stress checking calculation目录第1章 桥涵水力水文1.1设计基本资料南方地区某二级公路上,拟修建一座跨越一条跨河流的钢筋混凝土简支梁中桥(标准跨径及净跨径自己定),梁高2.13m(包括桥面铺装在内),下部为单排双柱式钻孔桩墩,墩径为1.5m ;采用U 型桥台,台长为4.4m ,桥前浪程为1.2km ,沿浪程平均水深为3.0m ,无水拱和河床淤积影响,桥前最大壅高不超过110.6m 。
30⽶后张法预应⼒混凝⼟简⽀T梁桥设计说明预制装配式30⽶后张法预应⼒混凝⼟简⽀T梁桥设计⼀、设计依据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);⼆、设计标准1、公路技术等级:⾼速公路;2、设计时速:80km/h;3、路基横断⾯:1)整体式路基;2)车道数量:双向四车道;3)车道宽度:3.75m;4)右侧硬路肩宽度:2.5m;5)右侧⼟路肩宽度:0.75m;6)左侧路缘带宽度:0.5m;7)中央分隔带:2.00m;8)路基横断⾯图,如图1所⽰。
4、汽车荷载:公路I级;5、桥梁横断⾯:根据路基横断⾯确定如图所⽰。
1)整体式;2)车道数量:双向四车道;3)车道宽度:3.75m;4)右侧硬路肩宽度:2.75m ;5)防撞护栏宽度:0.5m ;6)左侧路缘带宽度:0.5m ; 7)中央分隔带:2.00m ;8)桥梁横断⾯图:如图2所⽰,其中桥⾯净宽为10.75m (半幅);6、标准化跨径:m 30k =L 。
三、基本资料1、桥梁跨径类型:⼤桥(4跨);2、安全等级:安全等级为⼀级,结构重要性系数:1.10=γ;3、环境条件:I 类;4、材料1)主梁(1)混凝⼟:C40,MPa 8.26ck =f ,MPa 4.18cd =f ,MPa 4.2tk =f ,MPa 65.1td =f ,MPa 1025.34c ?=E ;(2)预应⼒钢筋:71?型钢绞线,mm 2.15=d ,MPa 1860pk =f ,MPa 1260pd =f ,MPa 390'pd =f ,MPa 1095.15p ?=E ;(3)⾮预应⼒钢筋R235:MPa 235sk =f ,MPa 195sd =f ,MPa 101.25s ?=E ; HRB335: MPa 335sk =f ,MPa 280sd =f ,MPa 100.25s ?=E ;(4)锚具:夹⽚式群锚;(5)波纹管:塑料波纹管;(6)容重:3KN/m 25。
设计总说明书1.1 技术资料1.1.1 桥面净空净9+2×1.5(人行道)1.1.2 设计荷载公路Ⅱ级,人群荷载3.0KN/m21.1.3 计算要求设计流量设计水位确定桥长确定桥面最低标高上部结构内力计算下部结构计算1.2 结构形式上部采用30m装配式预应力混凝土T形梁1.3 主要材料1.3.1 混凝土主梁、人行道、栏杆及铺装层均采用C40号混凝土。
1.3.2 预应力钢束采用1×7标准型-15.2-1860-Ⅱ-GB/T 5224—1995钢绞线。
1.3.3 普通钢筋纵向抗拉普通钢筋采用HRB400钢筋,箍筋及构造钢筋采用HRB335钢筋。
1.3.4 锚具按后张法施工工艺制作主梁,采用HVM15-9型锚具。
1.3.5 基本计算数据材料特性表表1-1名称项目符号单位数据混凝土强度等级 C MPa 40弹性模量cE MPa 3.25⨯104轴心抗压标准强度ckf MPa 26.8抗拉标准强度tkf MPa 2.4轴心抗压设计强度cdf MPa 18.4抗拉设计强度tdf MPa 1.65钢绞线抗拉强度标准值pkf MPa 1860弹性模量pE MPa 1.95⨯105抗拉强度设计值pdf MPa 1260纵向抗拉普通钢筋抗拉强度标准值skf MPa 400弹性模量s E MPa 2.0⨯105抗拉强度设计值sdf MPa 330箍筋抗拉强度标准值skf MPa 335弹性模量s E MPa 2.0⨯105抗拉强度设计值sdf MPa 2801.4 上部结构说明书1.4.1 技术标准和技术规范《公路桥涵设计通用规范》 JTGD60-2004《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 JTJ021-89 《公路工程技术标准》 JTJ01-881.4.2 技术标准标准跨径:30m计算跨径:29.16m 主梁全长:29.96m 支点距端顶:0.40m 梁高:2.00m设计荷载: 公路Ⅱ级 ,人群荷载3.0KN/m 2 桥面净空: 净-9+2 1.51.4.3 设计要求A 为减轻主梁的安装重量,增强桥梁的整体性,在预制T 梁上设40cm 的湿接缝B 设计构件尺寸按规范图C 对内梁各截面进行验算上部结构设计4.1 横截面布置4.1.1 主梁间距与主梁片数 如图4-1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ρ很有效,故在许可条件下应适当加宽T 梁翼板。
4车道⾼速公路30⽶预应⼒混凝⼟简⽀T梁桥上部结构设计本科⽣毕业设计论⽂4车道⾼速公路30⽶预应⼒混凝⼟简⽀T梁桥上部结构设计本科⽣毕业设计论⽂1⽂献综述1.1预应⼒混凝⼟简⽀T梁桥国外研究进展18世纪中叶⼯业⾰命后,钢、⽔泥、钢筋混凝⼟及预应⼒混凝⼟等⼈⼯材料的发展和应⽤,推动了近代桥梁科学技术的⾰命。
⼈⼯材料在桥梁⼯程上的应⽤是近代桥梁的标志。
19世纪中期,钢材的出现,开始了⼟⽊⼯程的第⼀次飞跃。
随后⼜产⽣了⾼强钢材,于是钢结构得到蓬勃发展。
结构跨度从砖、⽯、⽊结构的⼏⽶、⼏⼗⽶跃到百⽶、⼏百⽶⾄千⽶以上,开创了在⼤江、海峡上修建桥梁的奇迹[1]。
1867年钢筋混凝⼟诞⽣,实现了⼟⽊⼯程的第⼆次飞跃。
有了钢筋混凝⼟才有可能建造跨越能⼒很⼤的桥梁,并使形式多样化。
1905年,⽐利时出现了单跨55m的钢筋混凝⼟桥;1930年,法国的弗莱西奈建造了跨度178m的钢筋混凝⼟拱桥。
1928年⾼强钢丝⽤于预应⼒混凝⼟,使在混凝⼟中建⽴永存的预压应⼒成为可能,奠定了现代预应⼒混凝⼟的实⽤基础,⼤⼤提⾼了混凝⼟结构的抗裂性能、刚度和承载能⼒,使其⽤途更为⼴泛,使⼟⽊⼯程发⽣了⼜⼀次飞跃[2,3]。
20世纪中叶,第⼆次世界⼤战以后,全球的持续稳定和科学技术与经济的⾼速发展,使桥梁科学技术获得了⽐历史上任何时期都快的发展。
主要表现为:⾼强轻质材料的发展和应⽤;跨度的不断增⼤,形式的多样化与结构的整体化;设计与计算的计算机化(如CAD技术的发展);制造的⼯业化、⾃动化与程序化,施⼯⼯艺的提⾼。
由于设计⽅法与计算理论、材料科学、制造⼯艺、安装⽅法、基础施⼯技术等⽅⾯的不断改进,当今桥梁⼯程规模之巨⼤、技术之复杂已今⾮昔⽐。
已建桥梁跨度接近2000m(明⽯海峡悬索桥跨度为1990m),⽔下深度超100m的基础⼯程,⾼出地⾯接近200m的桥墩。
桥梁⼯程还将向更⾼的记录攀登[4]。
预应⼒混凝⼟桥梁⼀跃上桥梁建设的历史舞台,就显⽰出它强⼤的竞争能⼒。
《桥梁工程》课程设计大纲一、课程设计性质、目的及任务桥梁工程课程设计是土木工程专业交通土建专业方向重要的实践性教学环节,是学生修完《桥梁工程》课程后对梁式桥设计理论的一次综合性演练。
其目的是使学生深入理解梁式桥的设计计算理论,为今后独立完成桥梁工程设计打下初步基础。
其任务是通过本次课程设计,要求熟练掌握以下内容:1.梁式桥纵断面、横断面的布置,上部结构构件主要尺寸的拟定。
2.梁式桥内力计算的原理,包括永久作用的计算、可变作用的计算(尤其是各种荷载横向分布系数的计算)、作用效应的组合。
3.梁式桥纵向受力主筋的配置、弯起钢筋和箍筋的配置,以及正截面抗弯、斜截面抗剪、斜截面抗弯和挠度的验算,预拱度的设置。
4.板式橡胶支座的设计计算。
三、先修课程材料力学、弹性力学、结构力学、结构设计原理、地基与基础工程、交通规划与道路勘测设计、道路工程、桥涵水力水文四、课程设计的基本要求本设计为装配式钢筋混凝土简支T型梁桥设计(上部结构),其下部结构为重力式桥墩和U型桥台,支座拟采用板式橡胶支座。
学生在教师的指导下,在两周设计时间内,综合应用所学理论知识和桥梁工程实习所积累的工程实践经验,贯彻理论联系实际的原则,独立、认真地完成装配式钢筋混凝土T型梁桥的设计。
基本要求为:计算书应内容完整,计算正确,格式规范,叙述简洁,字迹清楚、端正,图文并茂;插图应内容齐全,尺寸无误,标注规范,布置合理。
五、课程设计内容1.题目:装配式钢筋混凝土简支T形梁桥设计(上部结构)2.基本资料(1)桥面净空:净—9+2×1m(2)永久荷载:桥面铺装层容重γ=23kNm³。
其他部分γ=25kNm²。
(3)可变荷载:汽车荷载,公路-Ⅰ级(或Ⅱ级),人群荷载2.5kNm²;人行道+栏杆=5kNm²。
(4)材料:主筋采用Ⅱ级钢,其他用Ⅰ级钢,混凝土标号C40。
(5)桥梁纵断面尺寸:标准跨径 Lb=25m,计算跨径L=24.5m,桥梁全长L,=24.96m(或标准跨径 Lb=30m,计算跨径L=29.5m,桥梁全长L,=29.96m)。
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摘要鄂黄高速公路桥梁初步设计为30m的预应力混凝土简支箱形梁桥。
该桥采用四车道布置。
上部为装配式部分预应力混凝土简支箱梁。
预制箱梁高1.6m,主梁间距3.2m。
为降低主梁高度,减少预应力引起的上拱度,后张法预应力混凝土箱梁在设计荷载下按部分预应力混凝土A类构件设计,主梁配筋采用预应力筋和非预应力筋混合配筋。
锚具采用OVM15—5型锚具,锚具变形钢筋回缩按4mm计。
预制件在张拉钢绞线时混凝土的强度应达到85%以上方可张拉。
下部桥墩为钢筋混凝土圆形双柱式墩,墩柱直径1.4m;桥墩基础为单排双列钻孔灌注桩基础,桩径1.6m。
桥墩盖梁为连续墩盖梁,按简支梁计算盖梁内力及墩柱顶竖向反力。
桩基采用为单排桩形式,间距7.6m。
关键词:预应力混凝土简支梁;箱梁;桩基础;桥梁AbstractThe program of Guole Bridge from Baga to Jilin county preliminary design for 20m pre-stressed concrete free supported box girder bridge. This bridge has two driveway.The upside of bridge is the type of assembly partial prestressed reinforcement concrete simple underprop box girder. Prefabricating box girder has the tallness of 1.6m, the girder’s span length is 3.20m. In order to reduce the girder’s tallness, reduce the superior camber which the pre-stressed causes, the post tenioning pre-stressed concrete box girder under the designed load is designed according to the partical pre-stressed concrete A member, the girder adopt the mixed complex of the pre-stressed reinforcing steel bar and the non-pre-stressed reinforcing steel bar. The anchorage uses the OVM15-5 anchorage, the anchorage’s distortion and reinforcing steel bar’s shrinkage is according to the length of 4㎜. Pre-workpiece when pull the steel wring wire, the reinforcing steel bar can be tension until the concrete tensive intensity should only achieve above 85%. The pier of the bridge’s Infrastructure is the reinforced concrete circular distyle pillar, foot stall’s diameter is 1.4m; Pier’s bedrock for single line double row drill hole irrigation pile foundation, stake’s diameter is 1.6m. Bridge pier plate girder is continual pier plate girder which calculates plate pier’s internal force and the pier’s top vertical force according to the simple beam. Pile foundation use the single piling form, span 7.6m.Keywords:Prestressed Concrete Simple Beam, Box girder;Pile foundation;Bridge目录目录------------------------------------------------------------------- 1`摘要------------------------------------------------------------------- 1 ABSTRACT ------------------------------------------------------------------ 21.绪论-------------------------------------------------------------------- 12.设计基本资料------------------------------------------------------------ 22.1设计资料---------------------------------------------------------------- 23.上部结构计算设计资料及构造布置 ------------------------------------------ 43.1桥梁纵向布置------------------------------------------------------------ 44.2横断面布置-------------------------------------------------------------- 4 4.3计算截面几何特征-------------------------------------------------------- 5 5.主梁作用效应计算------------------------------------------------------- 85.1永久作用效应计算-------------------------------------------------------- 8 5.2可变作用效应计算-------------------------------------------------------- 95.3预应力钢束的估算及其布置----------------------------------------------- 166.主梁截面几何特性计算 --------------------------------------------------- 237.钢束预应力损失估算----------------------------------------------------- 268.持久状况截面承载力极限状态计算 ----------------------------------------- 32 8.1正截面承载力计算------------------------------------------------------- 32 8.2斜截面承载力计算------------------------------------------------------- 338.3斜截面抗弯承载力计算--------------------------------------------------- 349.应力验算--------------------------------------------------------------- 35 9.1短暂状况的正应力验算--------------------------------------------------- 359.2持久状况的正应力验算--------------------------------------------------- 3610.抗裂性验算------------------------------------------------------------ 40 10.1作用短期效应组合作用下的正截面抗裂验算-------------------------------- 4010.2作用短期效应组合作用下的斜截面抗裂验算-------------------------------- 4011.锚固区局部承压验算---------------------------------------------------- 43 11.1局部承压区的截面尺寸验算--------------------------------------------- 4311.2局部抗压承载力验算---------------------------------------------------- 4312.主梁变形验算---------------------------------------------------------- 45 12.1使用阶段的挠度计算---------------------------------------------------- 4512.2预拱度设置------------------------------------------------------------ 4613.横隔梁计算------------------------------------------------------------ 47 13.1跨中横隔梁的作用效应影响线-------------------------------------------- 47 13.2截面作用效应计算------------------------------------------------------ 4913.3截面配筋计算---------------------------------------------------------- 5014.行车道板计算---------------------------------------------------------- 51 14.1悬臂板荷载效应计算---------------------------------------------------- 51 14.2连续板荷载效应计算---------------------------------------------------- 5214.3板面配筋-------------------------------------------------------------- 5414.4.抗剪验算-------------------------------------------------------------- 5515.双柱式桥墩和钻孔灌注桩的设计资料 -------------------------------------- 5616.盖梁计算-------------------------------------------------------------- 57 16.1荷载计算-------------------------------------------------------------- 57 16.2内力计算------------------------------------------------------------- 6516.3盖梁各截面的配筋设计与承载力校核-------------------------------------- 6817. 桥墩墩柱计算--------------------------------------------------------- 73 17.1荷载计算------------------------------------------------------------- 73 17.2截面配筋计算及应力验算------------------------------------------------ 75 18钻孔灌注桩------------------------------------------------------------- 78 18.1荷载计算-------------------------------------------------------------- 78 18.2桩长计算------------------------------------------------------------- 79 18.3桩的内力计算(M法)--------------------------------------------------- 80 18.4桩身截面配筋与强度验算------------------------------------------------ 8318.5墩顶纵向水平位移验算-------------------------------------------------- 8519 施工方法-------------------------------------------------------------- 87 19.1基础施工------------------------------------------------------------- 87 17.2箱梁预制及安装-------------------------------------------------------- 88 19.3桥面板施工------------------------------------------------------------ 94 19.4桥梁伸缩缝----------------------------------------------------------- 94 参考文献----------------------------------------------------------------- 95致谢--------------------------------------------------------------------- 961.绪论按照受力体系分类,桥梁有梁、拱、索三大基本体系,其中梁桥以受弯为主,拱桥以受压为主,悬索桥以受拉为主。
目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章设计内容及构造布置 (1)设计内容 (1)方案比选 (2)横截面布置 (4)横截面沿跨长的变化 (7)横隔梁的设置 (7)第2章主梁内力计算 (7)恒载内力计算 (7)活载内力计算 (10)主梁内力组合 (18)第3章预应力钢束的估算以及布置 (19)跨中截面钢束的估算与确定 (19)预应力钢束布置 (19)非预应力钢筋截面积估算及布置 (24)第4章计算主梁截面几何特性 (24)主梁预制并张拉预应力钢筋 (25)灌浆封锚,主梁吊装就位并现浇300MM湿接缝 (25)桥面、栏杆施工和运营阶段 (26)第5章钢束预应力损失计算 (27)预应力钢束与管道壁之间的摩擦引起的预应力损失 (27)由锚具变形、钢束回缩引起的损失 (28)混凝土弹性压缩引起的损失 (29)由钢束应力松弛引起的损失 (30)混凝土收缩和徐变引起的损失 (31)预应力内力计算及钢束预应力损失汇总 (32)第6章主梁截面验算 (32)截面应力验算 (32)抗裂性验算 (36)第7章锚固区局部承压验算 (39)第8章主梁变形验算 (41)荷载短期效应作用下主梁挠度验算 (41)预加力引起的上拱度计算 (42)预拱度的设置 (42)第9章横隔梁计算 (43)确定作用在跨中横隔梁上的计算荷载 (43)跨中横隔梁的内力影响 (43)第10章行车道板计算 (47)悬臂板荷载效应计算(边梁) (47)铰接悬臂板荷载效应计算(中梁) (48)参考文献 (52)致谢...................................................................................................................................... 错误!未定义书签。
30m预应力简支T型梁桥设计专业年级:姓名:指导教师:摘要:目前,预应力混凝土被广泛的使用于各种中小跨度的桥梁中,而且大量采用预应力混凝土将是未来桥梁发展的趋势。
摘要目前,为适应我国经济的发展,预应力混凝土被更广泛的应用,以此缓解交通给人们生产生活带来的不便。
根据安全、适用、经济、美观的桥梁设计原则,并在施工、造价等方面对装配式预应力混凝土简支T梁桥、预应力混凝土空心板连续梁桥及装配式箱型梁桥三种梁桥形式进行了比选,从而确定了预应力混凝土简支T梁桥为设计方案。
在本次梁桥方案设计中,着重对预应力混凝土简支T梁桥资料设计、构造的布置、方案绘图、结构计算进行了全面的介绍。
结构计算包括对横截面主要尺寸的拟定、可变作用效应计算、预应力损失值估算、持久状况承载能力极限状态承载力验算、主梁变形计算还有行车板道的计算。
本设计依据当地环境的影响、人们的需求,道路的建设等方面的综合考虑,进行了大桥的总体布局及桥梁的设计与计算,而预应力混凝土简支T梁桥恰好的具备了适用性强,就地取材,耐久性好,美观的各种优点。
桥梁是城市道路的重要组成部分,对当地政治、经济、文化、国防等意义重大,加上其施工充分技术的先进性,预应力混凝土简支T梁桥将给城市增色不少。
而今,又由于材料性能的不断改进,设计理论革新创造,施工工艺日趋完善,使得预应力混凝土简支T梁桥地位日益重要,本设计根据各方面条件,确定桥型为预应力混凝土T型梁桥。
关键词:预应力混凝土; T型梁桥; 结构计算;设计方案AbstractAt present, in order to adapt to the economic development of China, the prestressed concrete is more widely used, in order to ease traffic production and living of inconvenience to the people. According to the safe, applicable, economic, beautiful bridge design principles, and in such aspects as construction, the construction cost of prefabricated prestressed concrete simply supported T beam bridge, prestressed concrete hollow slab continuous girder bridge and prefabricated box girder bridge three bridge form has carried on the comparison, thus determine the prestressed concrete simply supported T beam bridge design. In the bridge design, design of prestressed concrete simply supported T beam bridge data, structure layout, plan drawing, structural calculation has carried on the comprehensive introduction. Structural calculation including the main dimensions of cross-section, variable effect calculation, loss of prestress value estimation and lasting condition bearing capacity limit state of bearing capacity calculation, calculation and driving plate girder deformation calculation. This design according to the local environment, people's demand, the influence of road construction and other aspects of the comprehensive consideration, the bridge of the overall layout and the design and calculation of the bridge, and prestressed concrete simply supported T beam bridge just have strong applicability, local materials, good durability, various advantages, beautiful. Bridge is an important part of city road, to the local political, economic, cultural, national defense and so on is of great significance, and its construction technology of advanced fully, prestressed concrete simply supported T beam bridge will give city graces many. Now, due to the constant improvement of the material performance, innovation creates design theory, construction technology is increasingly perfect, make prestressed concrete simply supported T beam bridge position is becoming more and more important.Key words: prestressed concrete; T girder bridge; structural calculation; design scheme目录摘要 (I)Abstract .......................................................... I I 第1章设计资料及构造布置 (1)1.1 设计资料 (1)1.1.1 桥梁跨径及桥宽 (1)1.1.2 设计荷载 (1)1.1.3 材料及工艺 (1)1.1.4 设计依据 (1)1.1.5 基本计算数据 (1)1.2 横截面布置 (2)1.2.1 主梁间距和主梁片数的确定 (2)1.2.3 主梁跨中截面主要尺寸拟定 (3)1.3 横截面沿跨长的变化 (5)1.4 横隔梁的设置 (5)第2章主梁作用效应计算 (7)2.1 永久作用效应计算 (7)2.1.1 永久作用集度 (7)2.1.2 永久作用效应 (8)2.2 可变作用效应计算 (9)2.2.1 冲击系数和车道折减系数 (9)2.2.2 计算主梁的荷载横向分布系数 (10)2.2.3 车道荷载的取值 (14)2.2.4 计算可变作用效应 (15)2.3 主梁作用效应组合 (20)3.1 跨中截面钢束的估算和确定 (22)3.1.1 按正常使用极限状态的应力要求估算钢束数 (22)3.1.2 按承载能力极限状态估算钢束数 (22)3.2 预应力钢束布置 (23)3.2.1 跨中截面及锚固端截面的钢束位置 (23)3.2.2 钢束起弯角和线形的确定 (26)3.2.3 钢束计算 (28)第4章计算主梁截面几何特性 (32)4.1 截面面积及惯矩计算 (32)4.1.1 净截面几何特性计算 (32)4.1.2 换算截面几何特性计算 (32)4.2 截面净距计算 (34)4.3 截面几何特性汇总 (36)第5章钢束预应力损失计算 (38)5.1 预应力钢束与管道壁之间引起的预应力损失 (38)5.2 由锚具变形、钢束回缩引起的预应力损失 (38)5.3 混凝土弹性压缩引起的预应力损失 (40)5.4 由钢束应力松弛引起的预应力损失 (42)5.5 混凝土收缩和徐变引起的预应力损失 (42)5.6 成桥后张拉N7号钢束混凝土弹性压缩引起的预应力损失 (43)5.7 预加力计算及钢束预应力损失汇总 (45)第6章主梁截面承载力与应力验算 (48)6.1 持久状态承载能力极限状态承载力验算 (48)6.1.1 正截面承载力验算 (48)6.1.2 斜截面承载力验算 (50)6.2 持久状态正常使用极限状态抗裂验算 (54)6.2.1 正截面抗裂验算 (54)6.2.2 斜截面抗裂验算 (55)6.3 持久状态构件的应力验算 (58)6.3.1 正截面混凝土压应力验算 (58)6.3.2 预应力筋拉应力验算 (59)6.3.3 截面混凝土主压应力验算 (61)6.4 短暂状态构件的应力验算 (62)6.4.1预加应力阶段的应力验算 (62)6.4.2 吊装应力验算 (66)第7章主梁端部的局部承压验算 (68)7.1 局部承压区的截面尺寸验算 (68)7.2 局部抗压承载力验算 (69)第8章主梁变形验算 (71)8.1 计算由预加力引起的跨中反拱度 (71)8.2 计算由荷载引起的跨中挠度 (74)8.3 结构刚度验算 (75)8.4 预拱度的设置 (75)第9章横隔梁计算 (76)9.1 确定作用在跨中横隔梁上的可变作用 (76)9.2 跨中横隔梁的作用效应影响线 (77)9.2.1 绘制弯矩影响线 (77)9.2.2 绘制剪力影响线 (78)9.3 截面作用效应计算 (79)9.4 截面配筋计算 (81)第10章行车道板计算 (82)10.1 悬臂板荷载效应计算 (82)10.1.1 永久作用 (82)10.1.2 可变作用 (83)10.1.3 承载能力极限状态作用基本组合 (84)10.2 连续板荷载效应计算 (84)10.2.1 永久作用 (84)10.2.2 可变作用 (86)10.2.3 作用效应组合 (89)10.3 截面设计、配筋与承载力验算 (89)第11章支座的设计及验算 (92)11.1 选定支座的平面尺寸 (92)11.2 确定支座的厚度 (92)11.3 验算支座的偏转 (93)11.4 验算支座的抗滑稳定性 (94)11.5橡胶支座的选配 (94)第12章桥梁的下部结构的计算 (95)12.1设计资料 (95)12.1.1设计标准及上部构造 (95)12.1.2.水文地质条件 (95)12.1.3.材料 (95)12.1.4 水文地质条件 (95)12.1.5 材料 (95)12.1.6 设计依据 ............................ 错误!未定义书签。
4乘30米预应力简支T型梁桥毕业设计山东交通学院2015届毕业生毕业论文(设计)题目:牛石路柴汶河大桥施工图设计-4*30米装配式预支T梁施工图设计院(系)别交通土建工程学院专业土木工程班级土木114学号 110711411姓名姜星宇指导教师于业栓2015年6 月原创声明本人姜星宇郑重声明:所呈交的论文“牛石路柴汶河大桥施工图设计—4×30m装配式预应力钢筋混凝土简支T梁施工图设计”,是本人在导师于业栓的指导下开展研究工作所取得的成果。
除文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果,对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明,本人完全意识到本声明的法律后果,尊重知识产权,并愿为此承担一切法律责任。
论文(签字):日期:年月日摘要本设计4跨预应力混凝土简支桥梁。
桥面净宽9+2×1.5 m,桥下净空5m,跨径为30m。
本设计分为以下几个部分:桥面板的设计,综合各种因素,本桥采用预应力T型简支梁,预应力T型简支梁具有安装重量轻、跨度大等优点,适用于大中跨度桥梁。
桥面采用6块宽度为2m,梁高为1.7m,跨度为29.96m的预应力T型梁。
作用在桥面上的荷载有结构重力、预加应力、土的重力,混凝土收缩以及徐变影响力,汽车荷载以及其引起的冲击力、离心力,和人群荷载,以及所有车辆引起的土侧压力。
基本原理是假定忽略主梁之间横向结构的联系作用,桥面板视为沿横向支撑在主梁上的简支梁。
画出最不利位置的影响线,据影响线得到横向分布系数M,取最大的横向分布系数作为主梁的控制设计。
桥墩设计,桥墩采用桩柱式。
由盖梁柱和灌注桩组成。
经过荷载计算与组合后,由极限状态设计法决定配筋。
桥台采用双柱式桥台,基础采用钻孔灌注桩。
桥梁下部结构设置在地基上,其主要作用是支撑桥跨结构,并且将桥跨结构承受的荷载传到地基中去,以确保上部结构的安全使用。
关键词预应力混凝土;简支T梁;G-M法;桥梁墩台;杠杆原理AbstractThe design is about a reinforce concrete simply supported girder bridge, what has five spans. The bridge deck slab’s net breadth is 14+2×1.75 meter ,The clearance under bridge superstructure is 5meter and each span to 25meters.This design is composed of three parts as follows, the design of deck slab. Considering all of the factors, we design the pre-stressed concrete bridge T-simple beam. The pre-stressed bridge has many good qualities ,such as it has small weight when installed, it is very simply when construction .And not use so much template. It is suitable for the small bridge. The bridge deck slab is composed of 6 T-simple beams, and the hollow slab is 2 meter width,1.7 meter height and 24.96 length. Considering the load is not simple. The loads that imposed on the bridge are as follows: the gravity of structure, the gravity ofpre-stressed soil, concrete structure’s shrinkage and creep that cause influence force, the car load and impact force ,trailer load pedestrian load and lateral earth pressure. The basic principle is that we neglect the link effect of the horizontal structure between the main girder. And supposed the bridge deck slab as simply-supported girder that is supported on the main beam .We draw the influence line that which point is the most adverse ,from wh ich we can know the transverse load foundation ‘s sedimentation ,to ensure it suit to the require of the standard. The bridge’s underside structure is installed under the foundation soil, it’s main us e is to support the upside structure and transfer the load from the upside structure to the require of the standard .The bridge’s underside structure is installed under the foundation soil,it’s main use is to support the upside structure to the foundation, to ensure the safe use of the upside structure.Key Words Reinforce concrete,simply supported gender bridge,bridge pier Gravity abutment ,cast –in-place pile ,lever principle目录前言 0第1章桥型设计方案 (1)1.1 方案一:预应力钢筋混凝土简支T梁 (1) (1) (1)1.2方案二:钢筋混凝土箱形拱桥 (2) (2) (2) (3) (3) (3)1.3 桥型方案三:预应力混凝土连续刚构方案(比较方案) (3)第2章上部结构设计 (4)2.1 计资料及结构布置 (4) (4) (4) (10) (11)2.2 主梁作用效应计算 (11) (11) (27) (29) (29) (30)2.4 计算主梁截面几何特征: (37) (37) (40) (41)2.5 预应力损失计算 (41) (48) (49) (50) (53) (54) (56)2.6 主梁截面承载力与应力验算 (62) (62) (65) (67) (79)2.7 主梁端部的局部承压验算 (80) (84)2.8 主梁变形验算 (85)第3章下部结构的设计 (89)3.1 盖梁的计算 (89) (89) (101)3.2 桥墩墩柱计算 (102) (102) (105)3.3 钻孔灌注桩计算 (107) (107) (108)m法) (109) (111) (112)结论 (114)致谢 (115)参考文献 (116)前言公路桥梁交通是为国民经济、社会发展和人民生活服务的公共基础设施,是衡量一个国家经济实力和现代化水平的重要标志。
30米预应力装配式简支T梁桥的上部结构设计说明书毕业设计论文1.1 技术资料1.1.1 桥面净空净9+2×1.5(人行道)1.1.2 设计荷载公路Ⅱ级,人群荷载3.0KN/m21.1.3 计算要求设计流量设计水位确定桥长确定桥面最低标高上部结构内力计算下部结构计算1.2 结构形式上部采用30m装配式预应力混凝土T形梁1.3 主要材料1.3.1 混凝土主梁、人行道、栏杆及铺装层均采用C40号混凝土。
1.3.2 预应力钢束采用1×7标准型-15.2-1860-Ⅱ-GB/T 5224—1995钢绞线。
1.3.3 普通钢筋纵向抗拉普通钢筋采用HRB400钢筋,箍筋及构造钢筋采用HRB335钢筋。
1.3.4 锚具按后张法施工工艺制作主梁,采用HVM15-9型锚具。
1.3.5 基本计算数据材料特性表表1-1 名称项目符号单位数据混凝土强度等级 C MPa 40弹性模量cE MPa 3.25⨯104轴心抗压标准强度ckf MPa 26.8抗拉标准强度tkf MPa 2.4轴心抗压设计强度cdf MPa 18.4抗拉设计强度tdf MPa 1.65钢绞线抗拉强度标准值pkf MPa 1860弹性模量pE MPa 1.95⨯105抗拉强度设计值pdf MPa 1260纵向抗拉普通钢筋抗拉强度标准值skf MPa 400弹性模量s E MPa 2.0⨯105抗拉强度设计值sdf MPa 330箍筋抗拉强度标准值skf MPa 335弹性模量s E MPa 2.0⨯105抗拉强度设计值sdf MPa 2801.4 上部结构说明书1.4.1 技术标准和技术规范《公路桥涵设计通用规范》 JTGD60-2004《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 JTJ021-89 《公路工程技术标准》 JTJ01-881.4.2 技术标准标准跨径:30m 计算跨径:29.16m 主梁全长:29.96m 支点距端顶:0.40m 梁高:2.00m设计荷载: 公路Ⅱ级 ,人群荷载3.0KN/m 2 桥面净空: 净-9+2 1.51.4.3 设计要求A 为减轻主梁的安装重量,增强桥梁的整体性,在预制T 梁上设40cm 的湿接缝B 设计构件尺寸按规范图C 对内梁各截面进行验算上部结构设计4.1 横截面布置4.1.1 主梁间距与主梁片数 如图4-1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ρ很有效,故在许可条件下应适当加宽T 梁翼板。
因该桥采用30m 预应力混凝土简支T 形梁桥,主梁间距均为220㎝,(T 梁的上翼缘宽度为180㎝,保留40㎝的湿接缝),考虑人行道适当挑出,故净-9+2×1.5m 人行道的桥宽采用五片主梁 (如图4-1所示)。
0.010.010.0150.015现浇混凝土C40混凝土3-9.7厘米 20号水泥砂浆2厘米垫砂浆泄水管轴线上部结构一般构造图724724251504504501502575110220220220220110757沥青混凝土4厘米图4-14.1.2 主梁跨中截面主要尺寸拟定A 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1/14--1/25之间,高跨比约在1/18—1/19之间。
当建筑高度不受限制时,增大梁高往往是较经济的方案,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。
随跨径增大而取较小值,随梁数减少而取较大值。
本设计取用主梁高度为200㎝。
B 主梁截面细部尺寸T 梁翼板的厚度取决于桥面板承受车轮局部荷载的要求,还应考虑是否满足主梁受 弯时上翼板受压的强度要求。
本设计预制T 梁的翼板厚度取用20㎝,翼板根部加厚到26㎝,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。
因此T 梁腹板厚度均取20㎝。
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。
初拟马蹄宽度54㎝,高度29㎝。
马蹄与腹板交接处做成45度斜坡的折线钝角,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图(如图4-2所示)支点跨中1801919R 52015129344620200541717180R 52915120342954191954图4-24.1.3 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 梁翼板厚度沿跨长不变,马蹄部分和腹板为配合钢束弯起而从第一道内横隔梁开始向支点逐渐抬高。
尺寸如图4-3所示。
4.1.4 计算截面几何特性 见表4-1,图示4-419(上)2916/240109221819(上)17(下)Ⅰ-Ⅰ17(外)18(内)20(内)19(外)ⅠⅠ1712948648648640652002996/2内梁半立面17(下)19(上)17(下)图4-321819191961717175490110219R 517296202054200202915120180内梁外梁图4-4跨中截面几何特性计算 表4-1分 块 名 称 i A(2cm ) i y (cm )i i i y A S =(3cm )i I(4cm )i s i y y d -=(cm )2i i x d A I =(4cm )x i I I I +=(4cm )内 梁翼板 3600 10 36000 12000 66.42 15881819 15893819 三角承托 276 22 6072 552 54.42 817384 818344 腹板 3020 95.5 288410 5738252 -19.08 1099420 6837672 下三角289165.3477724640-88.8822830002287640马蹄 1566 185.5 290493 109751 -109.08 18632967 18742718∑ 875144580193=∑I外 梁① 3600 10 36000 12000 65.43 15411906 15423906 ② 438 22 9636 876 53.43 1250387 1251263 ③ 3020 95.5 288410 5738252 -20.07 1216471 6954723 ④ 289 165.3 47772 4640 -89.87 2334142 2338782 ⑤1566 185.5 290493 109751-110.071897272419082475∑ 891367231145051149=∑I注:内梁截面形心至上缘距离cm AS y ii s42.768751668747===∑∑ 外梁截面形心至上缘距离cm AS y ii s 43.758913672311===∑∑ 4.1.5 检验截面效率指标ρ (希望ρ在0.45-0.55之间)内梁 上核心距 cm yA I K xi s 22.4158.123875144580193=⨯==∑∑下核心距 cm yA I K six66.66==∑∑截面效率指标 ρ=5.054.0>=+hK K xs 外梁 上核心距 cm yA I K xi s 58.4057.124891345051149=⨯==∑∑下核心距 01.67==∑∑si xyA I K截面效率指标 ρ=5.0537.0>=+hK K xs 表明以上初拟的主梁跨中截面尺寸是合理的。
4.1.6横隔梁的设置在荷载作用处的主梁弯矩横向分布,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控制作用的跨中弯矩,在跨中设置一道中横隔梁;当跨度较大时,四分点处也宜设置内横隔梁。
本设计在两支座中心线间每隔4.86m 设置一道横隔梁。
横隔梁采用开洞形式,尺寸见图4-2。
4.2 主梁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(取跨中、四分点、变化点和支点截面)的恒载和最大活载内力,然后再进行主梁内力组合。
4.2.1 恒载内力计算1.恒载集度 (1)预制梁自重内梁:a.跨中截面计算,主梁的恒载集度 ⑴g 8.21258751.0=⨯=KN/mb.由于马蹄抬高所增加重量折算成恒载集度()214.096.29/2517.086.429.060.0224=⨯⨯⨯-⨯⨯= g ⑵KN/mc.由于腹板加厚所增加的重量折算成恒载集度240.296.29/252286.44.08751.03494.1=⨯⨯+⨯-=)()(⑶g主梁端截面=1.3494m 2 d.横隔板隔梁体积()365.0206.046.0217.0259.091.071.099.051.1185.022=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯--⨯+-⨯⨯⨯= KN/m 端横隔梁体积()275.0206.029.0259.091.071.082.051.1185.02=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯-⨯+-⨯⨯⨯=KN/m 970.196.29/252275.05365.04=⨯⨯⨯⨯=)()()(g KN/m 所以,预制梁恒载集度(内梁)1g =21.8+0.214+2.14+1.97=26.06KN/m外梁:⑴g =71.22259083.0=⨯KN/m ()2g =0.214KN/m ()3g =2.240 KN/m ⑷g =0.0398KN/m 所以,预制梁恒载集度(外梁)1g =22.71+0.214+2.24+0.0398=25.2KN/m(2)二期恒载内梁:现浇T 梁翼板恒载集度 ⑸g =0.20×0.4×25=2.0KN/m 外梁:现浇T 梁翼板恒载集度 ⑸g =0.20×0.2×25=1.0KN/m 另外,一侧栏杆和人行道1.86KN/m 桥面铺装层:4cm 沥青混凝土:64.8240.904.0=⨯⨯ KN/m9.7cmC40混凝土:()72.13250.9097.003.021=⨯⨯+⨯KN/m若两侧栏杆,人行道和桥面铺装均平摊给5片主梁,则:[]311.6)72.1364.8(86.1251=++⨯⨯=g KN/m所以:二期恒载集度内梁:2g =2.0+6.311=8.311KN/m 外梁:2g =1.0+6.311=7.311KN/m2.恒载内力如图(4-5)所示,设x 为计算截面离左支座的距离,并令a=x/l,则: 主梁弯矩和剪力的计算公式分别为: Md=α(1-α)12g/2 Qd=(1-2α)lg/2恒载内力见表4-2剪力影响线弯矩影响线恒载内力计算图 图4-5恒载内力计算表 表4-2 计算数据 内力l=29.16m l 2=850.306m 2项目 gM d =α(1-α)12g/2(KNm)Q d =(1-2α)lg/2(KN)跨中四分点 变化点 h/2处 四分点 变化点 h/2处 支点 a0.5 0.25 0.167 0.034 0.25 0.167 0.034 0 内 梁 g 1(KN/m) 26.06 2769.8 2078.5 1528.9 354.5 189.9 253.1 352.9 379.9 g 2(KN/m) 8.311 885.5 664.5 488.8 113.3 60.7 80.9 112.8 121.5 外梁g 1(KN/m) 25.2 2678.5 2009.9 1478.5 342.8 183.7 244.7 342.4 367.4 g 2(KN/m)99.779.2584.7429.999.753.471.199.6106.94.2.2活载内力计算(修正刚性梁法)1.冲击系数和车道折减系数 冲击系数:结构基频ccm EI l f 212π= (4-1) 注:l---结构计算跨径(m )E---结构材料的弹性模量(N/m 2) I c ---结构跨中截面的截面惯矩(m 4) m c ---结构跨中处的单位长度质量(kg/m) G---结构跨中处每延米结构重力(N/m) g---重力加速度(m/s 2)75.381.9/104.341044580193101025.316.292386421=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=-πf Hz因为Hz f Hz 145.1≤≤所以22.00157.075.31767.00157.01767.0=-⨯=-⨯=n n l f l μ车道折减系数: 双车道不考虑汽车荷载折减,即车道折减系数ξ=1.0 2.计算主梁的荷载横向分布系数 (1).跨中的荷载横向分布系数m c本桥跨内设有七道横隔梁,具有可靠的横向联结,且承重结构的长宽比为: L/B=29.16/(5×2.20)=2.65>2所以可按修正刚性横梁法来绘制横向影响线和计算横向分布系数m c a.计算主梁的抗扭惯矩I T对于T 形梁截面,抗扭惯矩可近似按下式计算:T I =31i i mi i t b c ∑= (4-2)式中:bi 和ti ——相应为单个矩形截面的宽度和厚度;Ci ——矩形截面抗扭刚度系数;M ——梁截面划分成单个矩形截面的个数。