桥梁预应力空心板设计
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目录1、编制依据 (4)2、工程概况 (4)2.1工程简介 (4)2.2本桥设计标准 (4)2.4主要工程数量 (5)3、施工总体布署及安排 (5)3.1施工总体目标 (5)3.2施工指导思想及施工组织原则 (6)3.3施工组织机构 (6)3.4临时工程安排 (6)3.5施工进度安排 (7)3.8主要施工设备表 (10)4、总体施工方案 (12)5、主要施工方法及工艺 (12)5.1扩大基础施工 (12)5.2台身、墩柱施工 (13)5.3 盖梁、台帽施工 (14)5.4钻孔灌注桩施工 (15)5.5空心板预制和吊装 (15)5.6混凝土桥面铺装及伸缩缝 (16)5.7防撞护栏 (17)5.9钢筋工程 (19)5.10混凝土工程 (20)6、质量体系及质量保证措施 (21)6.1 质量方针 (21)6.2 质量目标 (21)6.3 质量保证体系 (21)6.4 质量保证措施 (22)6.5 工程试验 (25)7、安全生产保证措施 (25)7.1安全方针和目标 (25)7.2安全保证措施 (26)7.3消防保卫措施 (27)8 雨季施工措施 (28)9 风季施工措施 (28)10、文明施工及环境保护措施 (28)10.1 文明施工措施 (28)10.2 环境保护措施 (31)11、工期保证措施 (33)11.1组织管理方面 (33)11.2计划方面 (33)11.3机械及材料方面 (33)12、廉政建设 (34)13事故应急预案 (34)13.1事故报告 (34)13.2救援程序 (35)13.3事故处置 (35)13.4应急终止 (35)主要分项工程施工工艺框图 (36)蒙馆路光明河桥施工组织设计1、编制依据1.1 S333蒙馆公路光明河桥施工设计图;1.2现行有效的国家或交通部颁布的公路工程的技术标准、规范及规程。
《公路桥涵施工技术规范》JTJ -041-2000《公路工程质量检验评定标准》JTG-F80/1-20041.3山东省交通厅公路局[2010]鲁路路一函4号:《关于省道S333光明河桥及省道S103黄前桥危桥改造工程封闭交通的批复》。
说明一、设计标准及设计规范1、设计标准设计荷载:公路—I级桥宽:12.5米,桥宽布置:0.5(墙式护栏)+11.5(行车道)+0.5(墙式护栏)桥面横坡:2%斜交角度:0ο—45ο(以5ο为级差)地震动峰值加速度:0.05g、0.1g2、设计规范《公路工程技术标准》JTG B01-2003《公路工程抗震设计规范》JTJ004—89《公路桥涵设计通用规范》JTG D60—2004《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62—2004 《公路桥涵施工技术规范》JTJ 041-2000二、技术指标1、预制板片数:12块板2、预制板长:12.96米3、预制板高:0.6米; 组合板高:0.7米4、预制板安装重量:中板12.4t;边板14.5t三、主要材料1、混凝土:预制板采用C50混凝土;铰缝采用C50微膨胀补偿收缩混凝土; 现浇混凝土桥面采用C50防水混凝土。
2、预应力钢束:采用1×7标准型—15.20—1860—Ⅱ—GB/T 5224—2003钢绞线,fpk=1860MPa,Ep=1.95×105 MPa,单根钢绞线公称直径15.2mm,公称面积140mm2。
3、钢材:R235、HRB335钢筋应符合GB13013—1991和GB1499—1998的规定,焊接的钢筋均应满足可焊要求,其它钢材均应符合国标规定。
4、桥面铺装:10cm C50防水混凝土+NMP+JBS型防水层+9cm沥青混凝土。
四、设计要点1、本通用图按先张法部分预应力混凝土A类构件设计。
2、横向分配按铰接板法考虑。
按正板计算,考虑斜桥效应。
主梁由预制预应力混凝土空心板和现浇混凝土桥面板组合而成。
计算中计入了汽车制动力,梯度温度值按10cm沥青铺装层考虑。
3、预制板混凝土的强度达到设计强度的100%、龄期大于7天,方可放张预应力钢束。
此时张拉控制应力为0.72fpk=1339.2Mpa,本设计未计入钢束张拉时锚具损失及浇注混凝土之前钢束松弛等损失。
例一 预应力混凝土空心板桥计算示例 一、设计资料1.跨径:标准跨径k l =13.00m ;计算跨径l =12.60m2.桥面净空:2.5m+4×3.75m+2.5m3.设计荷载:公路-Ⅱ极荷载;人群荷载:3.0kN /2m4.材料:预应力钢筋:采用1×7钢绞线,公称直径12.7mm ;公称截面积98.72mm ,pk f =1860Mpa ,pd f =1260Mpa ,p E =1.95×510Mpa, 预应力钢绞线沿板跨长直线布置;非预应力钢筋:采用HRB335,sk f =335Mpa,sd f =280Mpa;R235,sk f =235Mpa,sd f =195Mpa; 混凝土:空心板块混凝土采用C40, ck f =26.8MPa ,cd f =18.4Mpa ,tk f =2.4Mpa ,td f =1.65Mpa 。
绞缝为C30细集料混凝土;桥面铺装采用C30沥青混凝土;栏杆及人行道为C25混凝土。
5、设计要求:根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)》要求,按A 类预应力混凝土构件设计此梁。
6、施工方法:采用先张法施工。
二、空心板尺寸:本示例桥面净空为净2.5m+4×3.75m+2.5m ,全桥宽采用20块C40的预制预应力混凝土空心板,每块空心板宽99cm ,高62cm ,空心板全长12.96m 。
全桥空心板横断面布置如图1-1,每块空心板截面及构造尺寸见图1-2。
图1-1 桥梁横断面(尺寸单位:cm )图1-2 空心板截面构造及尺寸(尺寸单位:cm ) 三、空心板毛截面几何特性计算 (一)毛截面面积A (参见图1-2)A=99×62 - 2×38×8 - 4×2192⨯π-2×(21×7×2.5+7×2.5+21×7×5)=3174.3(2cm ) (二)毛截面重心位置 全截面对1/2板高处的静矩:板高21S =2×[21×2.5×7 ×(24+37)+7×2.5×(24+27)+21×7×5×(24-37)]=2181.7(cm 3) 绞缝的面积:A 绞=2×(21×2.5×7+2.5×7+21×5×7)=87.5(cm 2) 则毛截面重心离1/2板高的距离为:d=AS 板高21=3.31747.2181=0.687(cm )≈0.7(cm )=7(mm )(向下移)绞缝重心对1/2板高处的距离为: 绞d =5.877.2181=24.9(cm ) (三)空心板毛截面对其重心的惯矩I 由图1-3,设每个挖空的半圆面积为A ':A '=81πd 2= 81π×382=567.1(cm 2) 半圆重心轴: y =π64d =π⨯⨯6384=8.06(cm )=80.6(mm ) 半圆对其自身重心轴O-O 的惯矩为I ':I '=0.00686d 4=0.00686×384=14304(cm 4) 则空心板毛截面对其重心轴的惯矩I 为:I=1262993⨯+99×62×0.72-2×[128383⨯+38×8×0.72]-4×14304-2×567.1×[(8.06+4+0.7)2+(8.06+4-0.7)2]-87.5×(24.9+0.7)2 =1520077.25(cm 4)=1.5201×106(mm 4) (忽略了绞缝对其自身重心轴的惯矩)空心板截面的抗扭刚度可简化为图1-4的单箱截面来近似计算:图1-3挖空半园构造(尺寸单位:cm )图1-4计算IT 的空心板截面简化图(尺寸单位:cm )I T =2122224t b t h h b +=8)899(28)862(2)862()899(422-⨯+-⨯-⨯-⨯=2.6645×106(cm 4)=2.6645×1010(mm 4) 三、作用效应组合按《桥规》公路桥涵结构设计应按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行效应组合,并用于不同的计算项目。
预应力空心板设计计算书一、设计资料1.跨径:标准跨径:Ɩқ=16.00m;计算跨径l =15.56m2.桥面净空:2X0.5m+9m3.设计荷载:公路-ǀ极荷载;4.材料:预应力钢筋:采用1×7 钢绞线,公称直径12.7mm;公称截面积98.7 mm 2 , f pk =1860Mpa,f pd =1260Mpa,E p =1.95×10 5 Mpa, 预应力钢绞线沿板跨长直线布置;非预应力钢筋:采用HRB335, f sk =335Mpa, f sd =280Mpa;R235, f sk =235Mpa, f sd =195Mpa;混凝土:空心板块混凝土采用C50,f ck =26.8MPa,f cd=18.4Mpa,f tk =2.65Mpa,f td =1.65Mpa。
绞缝为C30 细集料混凝土;桥面铺装采用C30 沥青混凝土;栏杆为C25 混凝土。
5、设计要求:根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62 -2004)》要求,按A 类预应力混凝土构件设计此梁。
7、设计依据与参考书《结构设计原理》叶见曙主编,人民交通出版社《桥梁计算示例集》(梁桥)易建国主编,人民交通出版社《桥梁工程》(1985)姚玲森主编,人民交通出版社二、构造与尺寸50 900/22%图1-1 桥梁横断面图1-2 面构造及尺寸(尺单位:cm)三、毛截面面积计算(详见图1-2)A h=4688.28cm2(一)毛截面重心位置全截面静距:对称部分抵消后对1/2板高静距S=4854.5cm³铰面积:A铰=885cm2毛面积的重心及位置为:d h=1.2cm (向下)铰重心对1/2板高的距离:d铰=5.5cm(二)毛截面对重心的惯距面积:A′=2290.2cm²圆对自身惯距:I=417392.8cm4由此可得空心板毛截面至重心轴的惯性矩:I=3.07X10¹ºm m4空心板的截面抗扭刚度可简化为图1-3的单箱截面来近似计算I T=4.35X10¹ºmm4。
桥梁工程预应力空心板梁施工方案 - secret 桥梁工程预应力空心板梁施工方案1、工程概况本标段共有中、小桥4座即K582+540中桥、K585+664中桥、K599+681小桥、K601+210小桥,各桥结构情况如下:1.1、K582+540中桥:上部构造20m简支转连续预应力空心板,下部为柱式墩、肋板式台、钻孔桩基础,其预应力空心板布置为:边跨边板4块、边跨中板10块、中跨中板10块、中跨边板4块;1.2、K585+664梁中桥:上部构造13m预应力空心板,下部为柱式墩、肋板式台、钻孔桩基础,其预应力空心板布置为:边跨边板4块、边跨中板14块、中跨中板7块、中跨边板2块;1.3、K599+681小桥:上部构造10m装配式预应力空心板,下部为薄壁式墩台、钻孔桩基础,其预应力空心板布置为:边板4块、中板14块; 1.4、K601+210小桥:上部构造10m装配式预应力空心板,下部为薄壁式墩台、钻孔桩基础,其预应力空心板布置为:边板2块、中板7块。
4座桥共计预应力空心板82块,预制场集中生产,均采用后张法预应力施工工艺施工。
砼设计强度为C50高强混凝土。
2、施工准备2.1场地建设本工程预制场设在宽敞空地上,占地4000余平米,设立式搅拌站一座,电子配料计量,设污水处理沉淀池一座,专门处理清洗搅拌机、混凝土运输等设备的污水,以防污染周围农田。
预制场划分为:钢筋加工及材料堆场、模板加工、水泥库、粗细骨料堆场、构件生产、构件堆放及存梁等6大功能区,四周设排水沟一道。
为防止梁体自重引起台座沉降,对台座基础进行加固处理。
梁底座由人工挖深1-1.5m,在两端2m范围内再挖深50cm,清理基底后夯砂50cm,然后浇筑20�M厚的钢筋混凝土,人工精平,;其中20m梁的台座在混凝土上铺5�L钢板作底模,梁底表面平整度控制在1mm以内。
台座两端分别设置现浇混凝土枕梁,做为存梁区。
2.2材料及主要机具2.2.1混凝土用料 2.2.1.1水泥:a、采用黑龙江浩良河生产的浩良河牌42.5普通硅酸盐水泥,且满足以下要求:水泥用量不少于350�K/m3,为控制混凝土的收缩和徐变,水泥用量不宜超过500�K/m3,最大碱含量1.8�K/m3,最大氯离子含量0.06�K/m3。
30m 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 .1.1 桥梁跨径及桥宽标准跨径:30m (墩中心距); 主桥全长:29.96m ; 计算跨径:29.60m ;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。
1.1.2 设计荷载采用公路—I 级汽车荷载。
1.1.3 材料混凝土强度等级为C50,主要指标为如下: 强度标准值 MPa f MPa f tk ck 4.2,8.26== 强度设计值 MPa f MPa f td cd 65.1,4.18== 弹性模量 MPa E C 41025.3⨯=预应力钢筋选用1×7(七股)φS15.2mm 钢绞线,其强度指标如下: 抗拉强度标准值 MPa f pk 1860= 抗压强度标准值 MPa f pd 1260= 弹性模量 MPa Ep 51095.1⨯= 相对界限受压区高度 2563.0,4.0==pu b ξξ普通钢筋及箍筋及构造钢筋采用HRB335钢筋,其强度指标如下 抗拉强度标准值 MPa f sk 335=抗压强度标准值 MPa f sd 280= 弹性模量 MPa Es 5100.2⨯= 1.1.4 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图3-32 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: 2.1 毛截面面积:()299852 3.1462.544247.038A =⨯-⨯0.5⨯10⨯5+0.5⨯5⨯65+0.5⨯5⨯5+5⨯70-⨯=2.2 截面重心至截面上缘的距离:24247.0389985852525700.5105700.5565655555702333262.544044.993e e π=⨯⨯⎡⎤1⎛⎫⎛⎫-⨯⨯⨯++⨯⨯⨯⨯++⨯⨯⨯+⨯⨯⨯ ⎪ ⎪⎢⎥2⎝⎭⎝⎭⎣⎦⨯-⨯∴=2.3 空心板截面对重心轴的惯性矩:23232323231553651044.993702312553656544.99365523859985998544.993212215555544.99323705701257044.9932I π⎡⎤⎛⎫10⨯+⨯⨯⨯--⎢⎥⎪⎝⎭⎢⎥⎢⎥⎛⎫⎢⎥+⨯6+⨯⨯⨯-⨯- ⎪⎢⎥⎝⎭⎛⎫⨯=+⨯⨯--⨯ ⎪⎢⎥⎝⎭⎛⎫⎢⎥+⨯+⨯⨯⨯- ⎪⎢⎥⎝⎭⎢⎥⎢⎥⎛⎫+⨯+⨯⨯- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦-()22210462.56462.5444.993403.77510mmπ⨯-⨯⨯-=⨯)40993.44(45.62645.6224-⨯÷⨯-÷⨯-ππ41010775.3mm ⨯=3 内力计算3.1 空心板简化图计算:设板宽为b 则:962.3067038.424785+=b3.2 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:()86.0598********.962404247.03844.9930.951x x ⨯⨯-⨯+==-(注:空心位置较原位置上移0.951cm )3.3 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 ,()22333067.9628586.059851286.0598544.9931244.993400.9513775078.3442k k k k k k b h b h b h ⨯=⎛⎫⨯+⨯⨯--⨯-⨯⨯-+= ⎪⎝⎭得:47.061k h cm = 65.191k b cm =3.4 换算截面板壁厚度: 侧壁:()386.05965.19110.434t cm=-=上顶壁:14047.06120.95115.19t cm =--= 下顶壁:24547.06120.95122.421t cm =-+=3.5 计算空心板截面的抗扭惯性距:()()221232244112486.05910.43421186.05910.43415.51922.42104344771723.941t b hI 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⎛⎫⎝⎭-++⎪⎝⎭=4 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: 618.1010038.42472541=⨯⨯=g ()m KN /边板: 77.4121088.74990254'1=⨯⨯=g ()m KN /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:()9625.225108512550422=⨯⨯⨯+⨯=-g KN/m由此得空心板每延米总重力g 为:中板 8285.179625.2248.4618.10=++=g KN/m边板 8705.209625.2183.1248.4477.12=+++=g KN/mg 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= 2/)21(L g g V V g α-=Ω=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。
25m预应力混凝土空心板梁桥设计D25m预应力混凝土空心板桥设计计算书一、设计资料1.1 主要技术指标桥跨布置: 3×25.0m。
跨径: 标准跨径:25.0m;计算跨径:24.60m。
桥面总宽: 15m,横向布置为0.5m+14m+0.5 m设计荷载:汽车荷载:公路——II级荷载;人群荷载:3.0kN/㎡,安全等级为二级。
1.2 材料混凝土:空心板采用C50,铰缝采用C40混凝土;栏杆采用C30混凝土;桥面铺装采用C30沥青混凝土和C40防水混凝土。
钢筋:预应力钢筋采用高强度低松弛7丝捻制的预应力钢绞线,公称直径为15.20 mm,公称面积140 mm2,标准强度f pk = 1860 MPa,设计强度f pd =1260 MPa,弹性模量E p = 1.95×105 MPa。
防撞护栏:采用混凝土防撞护栏,线荷载为7.5 kN/m。
1.3 空心板构造空心板高度0.9 m,宽度1.24 m,各板之间留有0.01 m的缝隙。
1.4构造要点1.4.1本空心板按部分预应力混凝土A类构建设计。
1.4.2 桥面横坡为2%单向横坡,各板均斜置,横坡由下部结构调整。
1.4.3桥面铺装:上层为0.01 m的C30沥青混凝土,下层为0.12 m的C40防水混凝土,两者之间架设SBS防水层。
1.4.4与之预应力空心板采用先张法施工工艺。
1.4.5桥梁横断面与构造及空心板截面尺寸如图1-1和图1-2图1-1 桥梁横断面及构造图(单位:dm)图 1-2 空心板截面细部尺寸图(单位:dm)1.5设计参数1.5.1相对湿度75%1.5.2C50混凝土材料特性:f ck = 32.4 MPa, f cd = 22.4 MPa,f tk = 2.65 MPa,f td = 1.83 MPa;1.5.3沥青混凝土重度按23 kN/m3,预应力混凝土结构重度按26 kN/m3计,混凝土重度按25 kN/m 3计。
毕业设计(论文)-3-16m装配式预应力混凝土简支空心板桥目录 第一章 概述 .....................................................................................................................................................................................1 第二章 方案比较 (1)2.1方案一:预应力混凝土空心板桥 (1)2.2方案二:预应力混凝土连续箱型梁桥 (2)第一部分 上部结构 (2)第三章 桥梁设计 (3)3.1桥梁设计资料 (3)3.1.1设计基本资料 (3)3.2桥面总体布置 (4)3.3构造型式及尺寸选定 (4)3.3.1构造形式及尺寸 (4)3.3.2截面抗弯惯性矩计算 (6)第四章 作用效应计算 (7)4.1永久作用效应计算 ............................................................ 7 4.1.1空心板自重:m kN A g h /525.142510581041=⨯⨯=⋅=-γ(边板重15.343KN/m )。
............................................ 7 4.1.2桥面铺装、栏杆及铰接缝重力计算 .......................... 7 4.1.3恒载内力计算 .. (8)4.2基本可变作用效应计算 (9)4.2.1基本可变作用横向分布系数 (9)4.2.2杠杆法计算梁端横向分布系数 (12)4.2.3活载内力计算 (13)4.3.1按承载能力极限状态组合(汽1自重4.12.1S S S mi ud +=∑=) ...... 17 4.3.2正常使用状态长期效应组合(()不计冲击力汽1自重4.0S S S m i sd +=∑=) 174.3.3正常使用状态短期效应组合 (()不计冲击力汽1自重7.0S S S m i sd +=∑=) 17 4.3.4弹性阶段截面应力计算标准值效应组合(汽1自重S S S m i sd +=∑=) 18第五章 预应力钢筋设计 (18)5.1预应力钢筋数量的估算 (18)5.2预应力钢筋的布置 (20)5.3普通钢筋数量的估算及布置 (20)5.4换算截面几何特性计算 (23)5.4.1换算截面面积A 0 (23)5.4.2换算截面重心位置 (24)5.4.3换算截面惯性矩0I (24)5.4.4换算截面弹性抵抗矩 (24)5.5承载能力极限状态计算 (25)5.5.1跨中截面正截面抗弯承载力计算 (25)5.6斜截面抗剪承载力计算 (26)5.6.1截面抗剪强度上、下限复核 (26)5.6.2斜截面抗剪承载力计算 (28)第六章 预应力损失计算 (30)6.1锚具变形、回缩引起的应力损失2l σ (30)6.2加热养护引起的温度损失3l σ (30)6.3混凝土弹性压缩引起的预应力损失4l σ (30)6.4钢筋松弛引起的应力损失5l σ (31)6.5混凝土收缩、徐变引起的预应力损失6l σ (32)6.6预应力损失组合 (35)第七章 验算 (35)7.1正常使用极限状态计算 (35)7.1.1正截面抗裂性验算 (35)7.1.2斜截面抗裂性验算 (37)7.2变形计算 (40)7.2.1正常使用阶段的挠度计算 (40)7.2.2预加力引起的反拱度计算及预拱度的设置 (41)7.3持久状态应力验算 (43)7.4短暂状态应力验算 (45)第八章 最小配筋率复核 (51)第九章 铰缝的抗剪强度验算 (52)9.1铰缝剪力影响线 (52)9.2作用在铰缝上的荷载计算 (54)9.2.1铰缝剪力计算 (54)9.2.2铰缝抗剪强度计算 (55)第十章、支座计算 (55)10.1选定支座的平面尺寸 (56)10.2确定支座的厚度 (56)10.3 验算支座的偏转 (57)10.4 验算支座的稳定性 (58)10.5支座的选配 (59)第二部分 下部结构 (59)第十一章 设计资料 (59)第十二章 盖梁计算 (60)12.1构造型式 (60)12.2荷载计算 (60)12.2.1上部结构永久荷载见表4-1 (60)12.2.2盖梁自重及作用效应计算(计算结果见表2-2) (61)12.2.3可变荷载计算 (62)12.2.4双柱反力G计算 (68)12.3内力计算 (69)12.3.1弯矩计算 (69)12.3.2相应与最大弯矩时的剪力计算 (69)12.3.3盖梁内力汇总 (70)第十三章桥梁墩柱计算 (70)13.1荷载计算 (71)13.1.1恒载计算 (71)13.1.2汽车荷载计算 (71)13.1.3双柱反力横向分布计算 (71)13.1.4荷载组合 (72)第十四章钻孔桩计算 (73)14.1荷载计算 (73)14.2桩长计算: (74)3-16m装配式预应力混凝土简支空心板桥第一章概述50年来,新中国桥梁建设取得了突飞猛进的发展,公路铁路两用桥向着大跨度、重荷载、高时速方向发展。
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。
尤其是我国幅员辽阔,大小山脉和江河湖泽纵横全国,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。
为此,作为一名即将走向工作岗位的大学生我身感自身的不足,我选择湖北省宜昌市境内五龙中桥的设计为课题,以使自己所学的知识得到综合运用,进一步提高理论水平。
本桥位于湖北省宜昌市境内。
本设计根据设计任务书的要求和《公路桥规》的规定,选定装配式预应力混凝土简支空心板,该类型的桥是小跨径桥梁最常用的桥型,具有建筑高度小,适用于桥下净空受限制的桥梁,与其它类型桥梁相比,可降低桥头引道路线高度和缩短引道长度,此类桥外形较简单、制作方便,做成预制构件时重力小,便于架设。
它也有自身的缺点:跨径不宜过大、整体性差、无超载挖潜能力。
本设计内容包括桥梁纵、横断面尺寸的拟定、上部结构计算、下部结构计算、施工图绘制、各结构配筋计算、施工组织管理与运营、计算说明书的书写和设计文件的编制。
设计主要包括三个部分:一是桥梁的结构设计,二是桥梁的施工组织设计,三是桥梁工程的概预算。
桥梁的结构设计,主要是主梁、桩柱的内力计算、截面配筋、强度验算等。
通过方案比选后确定本桥为预应力混凝土空心板桥,桥长80米。
计算过程中主要参考了《公路桥涵设计手册——梁桥(上册)》、《桥梁工程》、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》、《公路桥涵设计通用规范》、《基础工程》等书籍;桥梁的施工组织设计,主要完成了桥梁主体结构的施工方案以及施工重点,设计过程中主要参考了《桥梁施工及组织管理》;桥梁工程的概预算,首先确定技术方案和工程量,然后依据《公路工程基本建设项目设计文件编制办法》、《公路定额及编制办法汇编》等得到其他直接费,间接费及现场经费,最后进行预算汇总。
通过毕业设计,达到基本知识、基础理论、基本技能(三基)和运用知识能力、网络获取知识的能力、计算机应用的能力、外语能力以及文化素质、思想品德素质、业务素质(三个素质)的训练,培养学生运用所学的专业知识和技术,研究、解决本专业实际问题的初步能力。
山东农业大学毕业设计题目:预应力混凝土空心板设计学院专业班级届次学生姓名学号指导教师年月日预应力混凝土空心板桥设计一. 设计资料1 简介为满足人们通行需要,为适应现代高速发展的交通行业,现拟在山东省德州市坊子镇与三唐乡之间的高速公路处修建一座桥,经考察决定修建一座预应力混凝土空心板桥。
2 技术标准与设计规范(1)《公路工程技术标准》(JTG B01-2003)(2)《公路桥涵通用规范》(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)(4)《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTJ024-85)(5)《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)3 跨度和桥面宽度(1)标准跨径l是16米(墩中心距)。
k(2)计算跨径l是15.56米。
(3)主梁全长是15.96米。
(4)桥面宽度是净13+2×0.5米(防撞护栏)。
采用的是混凝土防撞护栏,混凝土防撞护栏的线荷载为7.5KN/m4 技术标准设计荷载是公路——I级环境标准是I类环境即室内正常环境.设计安全等级是二级,其重要性系数为1.0.5 主要材料(1)混 凝 土 空 心 板 采 用 C50混 凝 土,铰 缝 采 用C40 混 凝 土;桥面铺装采用C30沥青混凝土和C40防水混凝土。
其质量要求应符合《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)的有关规定。
(2)钢筋是预应力钢筋采用高强度低松弛7丝捻制的预应力钢绞线,公称直径为15.20mm ,公称面积140mm 2,其性能参数符合《预应力混凝土用钢绞线》(GB/T5224-2003)规定,其标准强度f pk =1860MPa ,其设计强度f pd =1260MPa ,其弹性模量E p =1.95×105MPa ,1000 小时后应力松弛率不大于2.5%。
二.设计要点 1.结构设计(1)本空心板按部分预应力按混凝土正截面混凝土的拉应力不超过规定限值 即A 类结构设计。
预应力空心板设计计算书一、设计资料1.跨径:标准跨径:Ɩқ=16.00m;计算跨径l =15.56m2.桥面净空:2X0.5m+9m3.设计荷载:公路-ǀ极荷载;4.材料:预应力钢筋:采用1×7 钢绞线,公称直径12.7mm;公称截面积98.7 mm 2 , f pk =1860Mpa,f pd =1260Mpa,E p =1.95×10 5 Mpa, 预应力钢绞线沿板跨长直线布置;非预应力钢筋:采用HRB335, f sk =335Mpa, f sd =280Mpa;R235, f sk =235Mpa, f sd =195Mpa;混凝土:空心板块混凝土采用C50,f ck =26.8MPa,f cd=18.4Mpa,f tk =2.65Mpa,f td =1.65Mpa。
绞缝为C30 细集料混凝土;桥面铺装采用C30 沥青混凝土;栏杆为C25 混凝土。
5、设计要求:根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62 -2004)》要求,按A 类预应力混凝土构件设计此梁。
7、设计依据与参考书《结构设计原理》叶见曙主编,人民交通出版社《桥梁计算示例集》(梁桥)易建国主编,人民交通出版社《桥梁工程》(1985)姚玲森主编,人民交通出版社二、构造与尺寸50 900/22%图1-1 桥梁横断面图1-2 面构造及尺寸(尺单位:cm)三、毛截面面积计算(详见图1-2)A h=4688.28cm2(一)毛截面重心位置全截面静距:对称部分抵消后对1/2板高静距S=4854.5cm³铰面积:A铰=885cm2毛面积的重心及位置为:d h=1.2cm (向下)铰重心对1/2板高的距离:d铰=5.5cm(二)毛截面对重心的惯距面积:A′=2290.2cm²圆对自身惯距:I=417392.8cm4由此可得空心板毛截面至重心轴的惯性矩:I=3.07X10¹ºm m4空心板的截面抗扭刚度可简化为图1-3的单箱截面来近似计算I T=4.35X10¹ºmm4四、作用效应计算(一)、永久荷载(恒载)作用下空安全带、栏杆:单侧为2.5kN/m桥面铺装:0.1X9X23=20.7kN/m1、空心板自重g1= 10.62 kN/m2、桥面系自重:g2=2.57 kN/m3、铰缝自重g3=2.3 kN/m恒载总重力:g=g1+g2+g3=3.43+0.45+11.72=15.6kN/m恒载内力计算见表1-1。
表11荷载g(kN/m)L(m)M(kN*m) V(kN)跨中1/8gL21/4点3/32gL2支点1/2gL1/4跨点1/4gL跨中g1g2g=g1+g210.624.8715.4915.5615.5615.56321.4147.39468.79241.05110.54351.5982.6237.89120.5141.3118.9460.25(二)、基本可变荷载(活载)作用下1.荷载横向分布系数跨中和四分点的横向分布系数按铰接板法计算。
支点按杠杆法计算荷载横向分布系数;支点到四分点间按直线内插求得。
(1)跨中和四分点的荷载横向分布系数:刚度系数r=π2EI/(4GI T)·(b/l)2=5.8I/ I T (b/l)2式中 I=I h=3.07X10¹ºcm4; b=99cm ; L=15560mm板截面的抵抗扭刚度I T=4.35X10¹ºmm4γ= 0.016图1-2所示截住面简化成图1-4。
(略去中间肋板)按r 查《桥梁工程》(1985)附录I 之附表的各板的横向分布影响线竖坐标值,见表1-2。
说明:1、表中值为小数点后三位有效数字。
2、表中I ,J 分别为板号与荷载作用的板号。
3、竖标值应该绘在板的中轴线处 1-2 荷载位置 板号ηij i1i2i3i4i5i6 i7i8i9 i10 1 213 178 140 111 088 072 059 051 045 043 2 178 174 149 118 094 076 063 054048 0453 140 149 152 132 105 085 072 060 054 051 4 111 118 132 140 124 100 083 070 063 059 5088 094 105 124 134 121 100 085 076 072根据所求得数值作影响线:(如图1-5)根据各板影响线,在其上加载求得各种荷载作用下的横向分布系数如下:汽车荷载作用下:m 3=1/2∑ηi 汽板号1: 二行汽车:m 2汽=1/2(0.144+0.111+0.095+0.079)=0.24 板号2:1110 10 9014 99 图1-4 尺寸单位:cm二行汽车:m 2汽=1/2(0.139+0.115+0.098+0.082)=0.230 板号3: 二行汽车:m 2汽=1/2(0.127+0.120+0.103+0.086)=0.270 板号4: 二行汽车:m 2汽=1/2(0.110+0.119+0.112+0.093)=0.238 板号5: 二行汽车:m 2汽=1/2(0.098+0.109+0.117+0.102)=0.224 ⑵支点、支点到四分点的荷载横向分布系数按杠杆法计算(图1-6)支点荷载横向分布系数求得如下:1.00.10.11201202502502502500.90.90.91.8图1-6:支点荷载分布影响线汽-20挂-20m 2汽=1/2×1.00=0.500支点到四分点的荷载横向分布系数按直线内插进行。
横向分布系数汇总于表1-3。
表1-3荷载 跨中到四分点 支点 二行汽-20 m 2汽=0.2530.5002、活载内力计算 ⑴弯矩汽-20产生的弯矩M 汽车=(1+μ)·ξ·∑m i ·P i ·y i 式中:(1+μ)为冲击系数,(1+μ)=1.212 ξ为折减系数,两列车取1.0作荷载横向分布系数沿桥跨方向的变化图形和跨中及1/4点的弯矩影响线(见图1-7)0.50.30.5250120120602502502501.2 4.0 1.21.44.04.5644.2143.6643.2643.5640.3030.1210.218三行汽-20的m 3汽图二行汽-20的m 2汽图挂-100的m 挂图14点弯矩影响线跨中弯矩影响线3.4854.0855.3855.485701301044.01.22502501.22502501.5641.7140.7144.0 1.4120120606.0850.4330.4030.1560.4330.403图1-7跨中弯矩的计算: M 2汽=1.155×1.0×(60×4.085+120×6.085+120×5.385)×0.218=300.693 kN.m计入冲击系数:M 2汽=364.44kN.m 1/4点弯矩的计算:M 2汽=1.155×1.0×(60×1.564×0.403+120×4.564×0.218+120×4.214=225.66 kN.m计入冲击系数:M 2汽=273.50 kN.m (2)、剪力计算跨中剪力近似按同一个跨中荷载横向分布系数计算见图1-82501.20.4511201.40.50.3030.54.0 1.22502502500.2780.2860.3030.443 4.0601200.50.2450.1210.30.3图1-8 跨中剪力影响线m 3汽图m 挂图0.1300.121V2汽车=(1+μ)·ξ·∑m i ·P i ·y i=1.155×1.0×(120×0.5+120×0.443+60×0.278) ×0.218=39.145kN计入冲击系数:V2汽车=47.44kN支点剪力:剪力影响线及横向分布系数见图1-91.2250 4.02501.2250250604.01201.41200.30.50.9510.9430.7860.7370.1210.303图1-9 支点剪力影响线1300.1620.3730.3250.4550.2650.1470.77815V 支汽=(1+μ)·ξ·∑m i ·P i ·y i=1.155×1.0×(0.5×120×1.0+0.455×120×0.943=160.01kN计入冲击系数:V 支汽=193.93kN 1/4点剪力:图1-100.5282501.2600.50.30.5360.6930.7010.1210.3030.750.251201.4120 4.0250250 4.02501.20.4870.3030.1210.30.5m 汽图m 挂图V 汽=(1+μ)·ξ·∑m i ·P i ·y i=1.155×1.0×(0.303×120×0.75+0.303×120×0.693+0.303 =62.60kN计入冲击系数:V 汽=75.87kN 可变作用汇总于1-5表:(3)作用效应组合按承载力极限状态设计时的基本表达式为:)4.18.04.12.1(100QjK K Q GK ud S S S S ⨯⨯++⨯=γγ按正常使用极限状态设计时,应根据不同的设计要求,采用以下两种作用效应 截面位置 作用种类 弯矩M (kN.m ) 剪力V(KN) 跨中1/4跨跨中1/4跨支点两行车不计冲击300.7 225.7 39.15 62.60 160.01 X(1+U) 364.4273.547.4457.87193.93效应组合:作用短期效应组合表达式为:QjK K Q GK Sd S S S S ⨯+⨯+=0.17.01'作用长期效应组合表达式为:QjK K Q GK ld S S S S 4.04.01++=则此时的效应组合表达式为:Qjk K Q GK S S S S ++=1以上计算汇总于下表:空心板作用效应组合汇总表 序号作用种类弯矩M (KN.m ) 剪力(KN ) 跨中 L/4跨中L/4支点作用效应标准值永久作用效应 g 1 321.4 241.1 041.31 82.6 g 2 147.39110.5 018.94 37.9 g =g1+g2 S GK 468.79 351.6 060.25120.5可变作用效应 不计冲击S'Q1K300.7 225.7 39.15 62.60 160 S Q1K364.4 273.5 47.44 57.87193.9 承载能力极限状态 基本组合Sud 1.2S GK 1 562.6 421.9 072.3144.61.4S Q1K 2 510.2 382.9 66.42 81.02 271.5 S ud =1+21072.7 804.8 66.42 153.3 416.1 正常使用极限状态作用短期效应组合S sdS GK 3468.79351.6 060.25 120.5S'Q1K 4 210.5 158.0 27.41 43.82 112S sd=3+4 679.3 509.6 27.41 104.1 232.5 作用长期效应组合SldS GK 5468.8 351.6 060.25 120.5S'Q1K 6 120.3 90.28 15.66 25.04 64Sld=5+6589.1 441.9 15.66 85.3 184.5弹性阶段标准值效应组合SS GK 7 468.8 351.6 060.25 120.5S Q1K 8 364.4 273.5 47.44 57.87 193.9 S=7+8833.2 625.1 47.44 118.1 314.4三、预应力钢筋的设计 (一)、预应力钢筋截面积的估算根据桥预规定,预应力梁应满足使用阶段应力要求和承载力极限状态的强度条件。