桥梁预应力空心板设计概论

预应力混凝土空心板桥设计_本科毕业设计论文摘要预应力混凝土空心板桥在我国桥梁建筑上占重要的地位，在目前，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空心板桥。

本设计依据所给的设计资料及《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）与《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）等规范进行了桥梁上部结构设计与验算，包括主梁荷载内力计算、预应力钢筋的布置及预应力损失、主梁截面强度与应力验算等方面。

全桥总长159m，桥面宽度为净-13+2×0.5m，设计作用为公路-Ⅰ级。

本桥上部结构采用4×17+23+4×17m装配式预应力混凝土简支板桥，主跨净跨径23m，计算跨境22.52m，其余部分净跨径17m，计算跨径16.56m。

桥跨横截面采用11块先张法预应力空心板，每块板的宽122cm。

同时，本设计对一些重要部位的施工进行了说明。

关键词空心板；预应力；先张法；结构计算；施工AbstractPrestressed concrete hollow slab bridge has a most important position in the bridge architecture of China. At the moment, for small and medium-sized span of the permanent bridge, even the Highway Bridge or city Bridges, prestressed concrete hollow slab bridge are wanted as far as possible.The design bas is for the design of information and the “Code for Design of Highway Reiforce Concrete and Prestressed Concrete Briges and Culverts”(JTGD62—2004)，the “General Code for Highway Bridages and Culver”(JTGD60—2004) and so on conducted design and the calculation of the upper structure,which contains load internal force of main girder, the layout of prestressed reinforcement and the prestressing loss calculation, main girder cross section strength and stress calculation, etc.The total lenth is 159m and the width is net 13+2×0.5m,design load lever for road —Ⅰ.The bridge length is 4×17+23+4×17m. The bridge belongs to the prestressed concreted structure which is a simple slab bridge which the standard span of main span is 23m and the calculation of span of main pain is 22.52m and the standard span of others are 17m and the calculation of span of others are 16.56m.The bridgeacross the cross section with 11 pieces of prestressed hollow slab which the width of every board is 122cm.At the same time, some instructions are added to the design of some important constructions.KeywordsSlab bridge; Prestressed conctete; Pre-tensioning method; Structural calculation; Construction前言公路桥梁是国民经济发展、人民生活水平提高的重要基础性公共设施，也是衡量一个国家现代化水平的重要指标。

摘要本次设计桥梁类型为预应力混凝土连续梁桥，预应力混凝土连续梁是现在广泛使用的一种体系，主要适用于大跨度梁桥。

它具有变形小，结构刚度好，行车平顺舒适，伸缩缝少，养护简易，抗震能力强等优点。

而且采用了预应力筋，增加预应力筋能充分发挥高强材料的特性，具有可靠的强度、刚度和抗裂性能，耐久性强，材料可塑性强，便于建筑艺术处理，也容易满足桥梁曲线和坡度的要求。

当桥跨增大时，在荷载作用下，连续梁桥的中间节点截面处将承受较大的负弯矩，从绝对值来看，支点负弯矩远大于跨中正弯矩。

采用变截面梁（支点处梁高增大，跨中梁高减小，其间按曲线或折线过渡）更能适用结构的内力分布规律。

常采用悬臂法施工，变截面梁的受力状态与其施工时的内力状态基本吻合，更适用于大跨度预应力混凝土连续梁桥，其外形和谐，节省材料并可增大桥下净空，是大跨度桥梁的优选方案。

本设计包括上部结构布置、梁恒载内力计算、主梁的活载内力计算、确定钢筋面积、预应力损失计算、空心板短暂和持久状态应力验算等。

本设计题目为：三跨预应力混凝土空心板型连续梁桥。

它具有变形小，结构刚度好，行车平顺舒适，伸缩缝少，养护简易，抗震能力强等优点。

而且采用了预应力筋，增加预应力筋能充分发挥高强材料的特性，具有可靠的强度、刚度和抗裂性能，耐久性强，材料可塑性强，便于建筑艺术处理，也容易满足桥梁曲线和坡度的要求。

关键词：预应力,内力计算,配筋,验算ABSTRACTThe design for prestressed concrete continuous girder bridge types , prestressed concrete continuous beam is now widely used a system, mainly is suitable for the large span bridge. It has little deformation, structure stiffness, driving smooth and comfortable, less expansion join ts, easy maintenance, seismic ability, etc. And the tendons, increase tendons that can give full play to the characteristics of the high strength materials with reliable strength, stiffness and cr ack resistance, durability strong, material plasticity, facilitate architectural art processing, also easy to meet the requirements of the bridge curve and slope. When the bridge spans increases , the under load of continuous girder bridge for middle section of the node will bear larger in t he negative moment, from absolute value perspective, the fulcrum in the negative moment far outweigh the cross CKS bending moment. The variable beam can be applied to the internal str ucture more distribution rule. Often the cantilever construction method, become beam's stress state and its construction of internal force of the state results, more suitable to the large span p restressed concrete continuous girder bridge, its appearance is harmonious, save material and can increase the obstacle clearance under the bridge, is the large span bridge optimization.This design include the upper structure load live load internal force of main girder intral force calculation calculate and determine the reinforcement area of prestress calculation hollow slab is short and persistent state chechking,ect.This design topic for: three cross Pres tressed concrete continuous bridge variable cross-section of the box. It has little deformation, structure stiffness, driving smooth and comfortable, less expansion joints, easy maintenance, s eismic ability, etc. And the tendons, increase tendons that can give full play to the characterist ics of the high strength materials with reliable strength, stiffness and crack resistance, durabili ty strong, material plasticity, facilitate architectural art processing, also easy to meetthe requir ements of the bridge curve and slope.KEY WORDS: prestress,internal force calculation,checking and construction目录前言 (1)1 设计资料 (3)1.1主要技术指标 (3)1.2 材料规格 (3)1.3 采用的技术规范 (3)2 构造形式及尺寸选定 (5)3 空心板毛截面几何特性计算 (7)3.1 边跨空心板毛截面几何特性计算 (7)3.2 中跨空心板毛截面几何特性计算 (8)4 作用效应计算 (9)4.1 永久作用效应计算 (9)4.2 可变作用效应计算 (9)4.3 作用效应组合汇总 (14)5 预应力钢筋数量估算及布置 (17)5.1 预应力钢筋数量的估算 (17)5.2 预应力钢筋的布置 (18)5.3 普通钢筋数量的估算及布置 (18)6 换算截面几何特性计算 (21) (21)6.1 换算截面面积A6.2 换算截面重心的位置 (21) (22)6.3 换算截面惯性矩I6.4 换算截面的弹性抵抗矩 (22)7 承载能力极限状态计算 (23)7.1 跨中截面正截面抗弯承载力计算 (23)7.2 斜截面抗弯承载力计算 (23)8 预应力损失计算 (29)8.1 锚具变形、回缩引起的应力损失 (29)8.2 钢筋与台座间的温差引起的应力损失 (29)8.3 混凝土弹性压缩引起的预应力损失 (29)8.4 预应力钢绞线由于应力松弛引起的预应力损失 (29)8.5 混凝土的收缩和徐变引起的应力损失 (30)8.6 预应力损失组合 (31)9 正常使用极限状态计算 (33)9.1 正截面抗裂性验算 (33)9.2 斜截面抗裂性验算 (36)10 变形计算 (41)10.1 正常使用阶段的挠度计算 (41)10.2 预加力引起的反拱度计算及预拱度的设置 (41)11 持久状态应力验算 (45)11.1 跨中截面混凝土的法向压应力验算 (45)11.2 跨中预应力钢绞线的拉应力验算 (45)11.3 斜截面主应力验算 (45)12 短暂状态应力验算 (49)12.1 跨中截面 (49)12.2 L/4截面 (50)12.3 支点截面 (51)13 最小配筋率复核 (53)14 铰缝计算 (55)14.1 铰缝剪力计算 (55)14.2 铰缝抗剪强度验算 (56)15预制空心板吊杯计算 (57)16 支座计算 (59)16.1 选定支座的平面尺寸 (59)16.2 确定支座的厚度 (59)16.3 验算支座的偏转 (60)16.4 验算支座的稳定性 (61)17 下部结构计算 (63)17.1 盖梁计算 (63)17.2 桥墩墩柱设计 (76)17.3钻孔柱的设计 (80)结论 (87)致谢 (89)参考文献 (91)附录 (93)前言本次设计内容为预应力空心板桥，众所周知，随着我国社会的发展与进步和人民的生活水平的日益提高，交通的便利程度和安全性得到了人们的广泛关注，桥梁又是现代交通中不可缺少的组成部分，于此同时，桥梁建设得到了迅猛发展，我国桥梁工程无论在建设规模上，还是在科技水平上，均已跻身世界先进行列。

预应力混凝土简支空心板桥结构设计1 引言大力发展交通运输事业，建立四通八达的现代交通网络，对于加强全国各族人民的团结，发展国民经济，促进文化交流，消灭城乡差别和巩固国防等方面，都有非常重要的作用。

特别是我国实行改革开放政策以来，路，桥建设突飞猛进的发展，对创造良好的投资环境，促进地域性的经济腾飞，起到了关键性的作用。

同时也成为了好多地方的标志性风景线，无论是跨河大桥、跨线桥、跨海大桥还是高速公路上迂回交叉的各式立交桥，城市内环线建设的各种高架桥，都为我们的生产和生活提供了很大的方便，也都为我们的国家腾飞和发展奠定了更好的基础。

本设计就定河公路安国段4标段桥梁结构，综合运用所学理论知识，参考以往工程设计经验及规范要求，通过手算结合电算的形式，对包括方案比选，结构设计，施工图绘制等设计过程作以详细的设计计算说明。

2 工程概况及方案比选2.1工程概况2.1.1设计标准公路等级：二级公路，设计时速：60km/h设计荷载：公路一Ⅱ级桥面宽度：净-7米，人行道宽0.75米桥面横坡为2%地震烈度：Ⅶ度洪水频率：1/1002.1.2 沿线自然地理概况平原微地区，沿线为Ⅶ度震区。

2.1.3 水文资料地质资料低水位176米，设计水位179米。

地形地质地质钻孔资料，详见图纸。

2.1.4 当地气象情况多年平均气温为18℃，极端最高气温40℃，极端最低气温-15℃。

2.1.5 设计依据《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ D63-2007）《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）《公路钢筋混凝上及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D60-2004）《公路圬工桥涵设计规范》（JTGD6l-2005）2.2 方案比选2.2.1 设计原则（1）实用性。

桥梁必须实用，要有足够的承载力。

能保证行车的畅通、舒适和安全。

既满足当前的需要，又要考虑今后的发展。

要能满足交通运输本身的需要，（2）安全性。

桥梁的设计要能满足施工及运营阶段的受力需要，能够保证其耐久性和稳定性以及在特定地区的抗震需求。

预应力空心板梁-第二部分-下部结构预应力空心板梁是一种常见的大跨度混凝土桥梁结构，其独特的结构形式和优异的力学性能得到了广泛的应用。

本文主要介绍预应力空心板梁的下部结构部分，包括基础、支座和护墙等组成要素。

一、基础预应力空心板梁的基础通常采用桥台式结构，包括左右两座桥台和中间的墩柱。

基础的位置和形式往往受到现场地质和水流等环境因素的影响。

在设计基础结构时，需要考虑以下几个方面：1.1 现场地质选址前需要进行地质勘察，了解其地质特性。

针对不同的地质情况，设计人员需要调整桥墩的底台面积和深度等参数，以确保基础的承载能力和稳定性。

1.2 水流影响桥梁所跨越的溪流、河流等水域通常会受到洪水等自然灾害的影响。

为了确保基础的稳定性和安全性，设计人员需要综合考虑水流的流速、水位高度和洪水频率等因素，采取适当的措施，如加固或防护墙等。

1.3 基础形式选择对于预应力空心板梁，基础的形式可以选择独立基础或连续基础。

其中独立基础适用于单孔板梁，而连续基础适用于多孔板梁。

设计人员需要根据实际情况进行选择。

二、支座支座是承受桥梁荷载，保证桥梁正常运行的极为重要的组成部分。

预应力空心板梁的支座通常采用滑动支座或固定支座。

2.1 滑动支座滑动支座是指支座在横向方向上能够自由滑动。

它能够减少桥梁在温度变化等因素下产生的变形和应力。

滑动支座的设计与制造需要考虑材料的摩擦系数和滑动距离等因素。

2.2 固定支座固定支座是指支座在横向方向上无法滑动。

这种支座适用于荷载大小和方向都相对固定的桥梁。

固定支座的设计需要考虑支座内部的应力分布，合理确定支座的尺寸和材料等参数。

三、护墙护墙是预应力空心板梁下部结构的重要组成部分。

它可以对桥墩和支座进行保护，并起到限制行车中断的作用。

护墙的设计需要同时满足防护和美观的要求。

3.1 护墙的基本结构护墙通常采用水平板和立柱组成的框架结构，其水平板为整体式或锁口式。

锁口式水平板是指两个水平板在接触面处预留了几何锁口，使两块板通过锁口进行连接，具有更好的刚度和稳定性。

郑州航空工业管理学院毕业论文（设计）题目预应力混凝土空心板桥设计内容摘要预应力混凝土空心板在我国桥梁建筑上占有重要的地位，在目前，对于中小跨径的的永久性桥梁，都在尽量采用预应力混凝土空心板桥，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，整体性好的优点。

从而决定了本设计中桥型的选择，整个的计算方法。

本文对一个2×20 米先张法预应力混凝土空心板简支桥进行了设计验算。

文章拟定了桥梁的上部结构尺寸，对荷载内力进行了计算，并且对主要构件进行了强度承载能力极限状态和正常使用极限状态验算。

其中，上部结构尺寸的拟定，主要参考了桥涵规范及相关范例；利用铰接板法和杠杆原理法求解横向分布系数，并且参考相关范例对10 块空心板进行了分组，从而可以查表得出横向分布影响线，进而求得横向分布系数。

本次设计的内容主要包括：空心板、盖梁、桩柱三大部分的设计与计算。

分别先后完成几何尺寸设计、荷载组合计算、钢筋配置及验算、预应力损失计算、裂缝及变形验算、持久和短暂状态应力验算等具体项目，每一部分都有详细、精确的计算过程。

本次设计成果有：计算书和配套施工图纸。

关键词预应力；空心板；盖梁；桩柱Design of Pre-stressed Concrete Hollow Slab Bridgeshuangzhenyi Tutor: Zhang DayingAbstractPrestressed concrete hollow slab bridge construction in China occupies an important position in the small span permanent bridges, are as far as possible Prestressed Concrete Hollow Slab, because the bridge with local materials, industrial construction, durability, adaptability, integrity advantages. To determine the design of the bridge type selection, the entire calculation method.In this paper, a 20-meter pre-tensioned prestressed concrete hollow slab simply supported bridge design checking. The intended size of the upper part of the bridge structure, the load internal forces was calculated, and the main components of strength ultimate limit state and serviceability limit state checking. Among them, the intended size of the upper structure, the main reference bridges and culverts specification and examples; hinge plate method and the lever principle method to solve the lateral distribution coefficient and reference example 10 hollow board packet, which can look-up table draw horizontal distribution of line, and then obtain the lateral distribution coefficient.This design's content mainly includes: Spatial core, Ge Liang, pile three major part designs and computation. Does things in order of importance and urgency completes the geometry size design, the load combination computation, the steel bar disposition and the checking calculation, the loss of prestress computation, the crack and the distortion checking calculation, lasting and the short condition stress checking calculation and so on specific items, each part has in detail, the precise computational process.This design achievement includes: Account book and necessaryconstruction blueprint.Key WordsPre-stressed ; Spatial core ; Cap beam ; Pile目录第一章桥梁设计概况.................................... - 1 -1.1地貌及标高..................................... - 1 -1.2水文........................................... - 1 -1.3地质........................................... - 1 -1.4跨径及桥宽..................................... - 1 -1.5设计荷载....................................... - 2 -1.6材料........................................... - 2 -1.6.1．混凝土.................................. - 2 -1.6.2钢筋..................................... - 2 -1.6.3.板式橡胶支座............................. - 2 -1.7施工工艺....................................... - 2 -1.8结构尺寸....................................... - 2 -1.9设计依据和参考书............................... - 3 - 第二章方案比选....................................... - 4 -第三章上部结构计算.................................... - 5 -3.1主梁截面几何特性计算 ........................... - 5 - 第四章作用效应计算.................................... - 6 -4.1 永久作用效应................................... - 6 -4.2 可变作用效应................................... - 7 -4.3内力组合效应.................................. - 14 - 第五章预应力钢筋面积的估算及预应力钢筋布置........... - 16 -5.1 预应力钢筋数量的估算.......................... - 16 -5.2 预应力钢筋的布置.............................. - 18 -5.3 普通钢筋数量的估算和布置...................... - 18 - 第六章主梁截面换算特性计算........................... - 20 -6.1中板.......................................... - 20 -6.2边板.......................................... - 22 - 第七章主梁截面强度及应力验算......................... - 23 -7.1正截面强度计算................................ - 23 -7.2斜截面强度验算................................ - 24 - 第八章预应力损失计算.................................. - 29 -8.1锚具变形、钢筋回缩引起的应力损失σ........... - 29 -2l........................ - 29 -8.2 加热养护引起的损失σ3l................... - 29 -8.3预应力钢筋松弛引起的损失σ5l8.4混凝土弹性压缩引起的应力损失σ................ - 30 -4l8.5混凝土收缩徐变引起的应力损失σ................ - 31 -6l8.6预应力损失组合................................ - 35 - 第九章正常使用极限状态计算........................... - 37 -9.1 正截面抗裂性验算.............................. - 37 -9.2 斜截面抗裂性验算.............................. - 38 - 第十章空心板变形计算................................. - 42 -10.1 正常使用阶段的挠度计算....................... - 42 -10.2 预加力引起的反拱度计算及预拱度设置........... - 43 - 第十一章持久状态应力验算............................. - 46 -11.1 跨中截面混凝土法向压应力验算................. - 46 -11.3 斜截面主应力验算............................. - 47 - 第十二章空心板截面短暂状态应力验算.................. - 52 - 第十三章最小配筋率复核.............................. - 58 - 第十四章桥梁下部结构的计算.......................... - 60 -14.1盖梁......................................... - 60 -14.2桩柱计算..................................... - 71 - 致谢................................................. - 79 -预应力混凝土空心板桥设计班级：1109952 学号：41 姓名：双振毅指导老师：张大英讲师第一章桥梁设计概况1.1地貌及标高该大桥址位于地势平坦地区，河床淤泥顶标高-0.25m，常年水位标高0.8m,桥面顶标高5.2m。

引言概述：正文内容：一、预应力空心板的材料特性1.钢材特性a.钢材的强度和弹性模量b.钢材的弯曲能力和抗剪能力c.钢材的腹板厚度和孔洞布局2.预应力混凝土特性a.混凝土的强度和弹性模量b.预应力混凝土的预应力水平和应力分布c.预应力混凝土的收缩和膨胀性能二、预应力空心板的设计原理1.预应力设计原理a.确定预应力水平和预应力布置b.预应力产生的应变和应力分布c.预应力的优点和限制2.空心板设计原理a.空心板的横截面形状和尺寸b.空心板的受力分析和力学性能c.空心板的弹性和塑性设计三、预应力空心板的计算方法1.荷载计算方法a.自重荷载和活载荷载计算b.温度荷载和振动荷载计算c.预应力荷载和腹板压力计算2.弯曲计算方法a.弯曲截面的确定和计算b.弯曲应力和变形的计算c.弯曲极限状态和耐久性设计3.剪力计算方法a.剪力分布和计算模型b.剪力传递和抗剪设计c.剪切极限状态和抗震性能四、预应力空心板的验算步骤1.自重和活载验算a.自重和活载荷载的验算b.腹板和翼缘板的弯曲验算c.底板和侧板的剪力验算2.温度和振动验算a.温度荷载和线膨胀的验算b.振动荷载和自激振动的验算c.预应力荷载和局部效应的验算3.抗剪验算a.抗剪承载力和剪应力的验算b.抗剪裂缝和剪切滑移的验算c.抗剪极限状态和验算要求五、总结预应力空心板计算书是确保工程结构强度和稳定性的重要文件，在本文中，我们详细介绍了预应力空心板的材料特性、设计原理、计算方法和验算步骤。

通过合理的设计和计算，能够保证预应力空心板在使用过程中的安全性和可靠性。

同时，我们还强调了预应力空心板设计的注意事项和局限性，以便工程师在实际应用中进行合理选择。

通过本文的解析，读者将了解到预应力空心板计算过程中需要考虑的关键因素，并获得在实际工程中进行预应力空心板设计的指导。

对于工程领域相关从业人员和学生来说，这将是一份非常实用和有益的参考文献。

(1300字)引言概述：预应力空心板是一种常用的混凝土结构构件，具有轻质、高强、刚性好等特点，广泛应用于建筑工程中。

20m预应力混凝土空心板桥设计一、设计背景与要求桥梁作为交通运输的重要组成部分，需要满足安全、适用、经济、美观等多方面的要求。

20m 预应力混凝土空心板桥通常适用于中小跨径的桥梁，比如跨越河流、山谷、道路等。

在设计时，需要考虑交通流量、车辆荷载、桥梁跨度、地形地貌、地质条件等因素。

对于本次设计的 20m 预应力混凝土空心板桥，设计荷载为公路I 级，桥面宽度根据实际需求确定，设计使用年限为 100 年，抗震设防烈度为_____度。

二、结构选型预应力混凝土空心板桥的结构形式有多种，常见的有简支板桥、连续板桥等。

考虑到施工难度和经济性，本次设计采用简支板桥的结构形式。

空心板的截面形式通常有圆形空心、矩形空心等。

圆形空心截面受力较为合理，施工也相对方便，因此本次设计选用圆形空心截面。

三、材料选择1、混凝土主梁采用 C50 混凝土，具有较高的强度和耐久性，能够满足桥梁结构的受力要求。

2、钢材预应力钢筋采用高强度低松弛钢绞线，其抗拉强度标准值为_____MPa。

普通钢筋采用 HRB400 和 HPB300 钢筋，以满足构造和受力要求。

四、空心板尺寸设计1、板宽根据桥面宽度和车道布置，确定空心板的宽度。

一般来说，单块空心板的宽度在 10m 至 15m 之间。

2、板厚空心板的厚度主要取决于跨度和荷载。

对于 20m 跨度的空心板桥，板厚一般在 08m 至 12m 之间。

3、空心孔径空心孔径的大小需要综合考虑板的自重减轻和受力性能。

一般来说，孔径不宜过大，以免削弱板的抗弯能力。

五、预应力设计1、预应力筋的布置预应力筋通常布置在空心板的下缘，采用直线或曲线布置方式。

直线布置施工简单，但曲线布置能更好地适应弯矩分布。

2、预应力的计算根据桥梁的使用荷载和结构尺寸，计算所需的预应力大小。

预应力的施加可以有效地提高空心板的承载能力和抗裂性能。

六、普通钢筋布置除了预应力钢筋外，还需要布置普通钢筋来满足构造和受力要求。

普通钢筋包括箍筋、纵向构造钢筋等。

预应力混凝土空心板桥设计预应力混凝土空心板桥设计的背景和意义预应力混凝土空心板桥是一种常用于公路和铁路等交通基础设施的结构形式。

预应力混凝土的使用可以提高桥梁的承载能力和耐久性，同时减少结构的自重。

空心板的设计和施工相对简单，使得预应力混凝土空心板桥成为一种经济高效的桥梁形式。

设计一个预应力混凝土空心板桥需要考虑多个因素，包括桥梁的跨度、荷载、地质条件等。

合理的设计和施工能够保证桥梁的安全性和稳定性，并且延长其使用寿命。

本文将介绍预应力混凝土空心板桥设计的背景和意义，为后续的详细设计提供基础和指导。

本文将阐述预应力混凝土空心板桥设计的基本原则和要求。

预应力混凝土空心板桥的设计过程包括以下步骤和流程：确定设计要求：根据桥梁的使用条件和要求，确定预应力混凝土空心板桥的设计标准、跨度要求、承载能力等设计要求。

桥梁类型选择：根据具体的工程需求和地理条件，选择适合的预应力混凝土空心板桥的类型，包括简支桥、连续梁桥或拱桥等。

初步设计：进行桥梁的初步设计，包括确定桥梁的几何参数、预应力布置方案以及荷载分析等。

同时，需要考虑混凝土的抗震性能和防火性能等要求。

细化设计：根据初步设计结果，进行进一步的细化设计，包括预应力张拉计算、截面设计、构件布置以及连接细节等。

同时，需要进行混凝土的强度计算和变形控制等分析。

构件制造和施工准备：根据细化设计结果，进行预应力混凝土空心板的构件制造和施工准备工作，包括预制构件生产、预应力钢束张拉以及临时支撑的安装等。

施工过程中的质量控制：在施工过程中，需要进行严格的质量控制，包括混凝土强度的监测、预应力质量的检查以及构件连接的质量控制等。

竣工验收和监测：完成施工后，进行桥梁的竣工验收和结构监测工作，确保桥梁的安全可靠性和施工质量。

以上是预应力混凝土空心板桥设计的简要步骤和流程。

在设计过程中，需要充分考虑各种因素，并进行合理的计算和分析，以保证预应力混凝土空心板桥的安全性和使用寿命。

预应力混凝土空心板桥设计的重要性和发展前景以上是预应力混凝土空心板桥设计的简要步骤和流程。

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。

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。

预应力混凝土空心板桥梁设计计算分析摘要：预应力混凝土简支空心板是桥梁设计中较为常用的上部结构形式，本文结合实例，阐述了20m预应力混凝土简支空心板上部结构的尺寸拟定与结构计算分析，旨在为同类工程提供参考。

关键词：桥梁设计；预应力；空心楼板；计算分析Abstract: the prestressed concrete simply-supported hollow slab bridge is relatively commonly used in the design of the upper structure form, combined with examples, this paper expounds 20 m prestressed concrete simply-supported hollow slab of the upper structure size and structure for calculation and analysis for the similar project aims to provide the reference.Keywords: bridge design; Prestressed; Hollow floor; Calculation and analysis引言联和东路北延线道路市政工程位于广州市萝岗区的西北部，道路以已建联和东路与联和南路路口为起点，自南向北途经规划一路，建设中的华标品雅居小区，止于规划二路，全长876.609米，宽40米。

该项目中乌涌桥中心桩号K0+084.924，为一2X20m预应力混凝土空心板桥，桥梁全长45.04m，空心板梁高0.95m，采用后张法施工，桥面简易连续，顶板厚0.12m，底板厚0.12m。

桥面铺装采用10cm C50混凝土现浇层+水泥基渗透结晶型防水材料+10cm沥青铺装。

设计参数本桥梁道路等级为城市主干道Ⅰ级；汽车荷载等级为公路-Ⅰ级，人群荷载标准值：3.5kN/m2；设计车速为50 km/h；设计车道为双向七车道；结构安全等级为一级，结构重要性系数为1.1；乌涌中桥分左右两幅，其中桥面宽度分别为：乌涌桥左幅桥面宽度为18.0m，横断面组成：6.0m（人行道及非机动车道）+12.0m（机动车道）=18.0m。

20m预应力混凝土空心板桥设计一、设计资料1、桥梁跨径：20m2、设计荷载：公路 I 级3、桥面宽度：净＿____m ＋ 2×＿____m 人行道4、材料：混凝土：空心板采用 C50 混凝土，铰缝采用 C40 混凝土，封端采用 C40 混凝土，桥面铺装采用 C40 防水混凝土。

普通钢筋：采用 HRB400 钢筋。

预应力钢筋：采用高强度低松弛钢绞线，抗拉强度标准值 fpk ＝1860MPa，弹性模量 Ep ＝ 195×105MPa。

二、结构尺寸拟定1、板厚空心板的顶板和底板厚度一般取 8 12cm，本设计中顶板厚度取10cm，底板厚度取 12cm。

空心板的腹板厚度一般取 14 18cm，本设计中腹板厚度取 16cm。

2、空心板的孔洞尺寸孔洞的形状通常为圆形、椭圆形或矩形。

本设计采用圆形孔洞，直径为 60cm，相邻孔洞中心间距为 80cm。

3、板宽空心板的宽度一般为 10 15m，本设计中板宽取 125m。

三、内力计算1、永久作用结构自重：包括空心板自重、铰缝自重和桥面铺装自重。

二期恒载：包括防撞护栏、人行道板等附属设施的重量。

2、可变作用汽车荷载：根据公路 I 级荷载标准进行计算，考虑车道荷载和车辆荷载的作用。

人群荷载：按照规范规定取值。

3、作用效应组合承载能力极限状态组合：基本组合。

正常使用极限状态组合：短期效应组合和长期效应组合。

四、预应力钢筋设计1、预应力钢筋的布置根据内力计算结果，确定预应力钢筋的数量和布置位置。

一般采用直线布置或曲线布置。

本设计中采用直线布置，在空心板的下缘布置预应力钢筋。

2、预应力损失计算预应力钢筋与管道壁之间的摩擦损失。

锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩损失。

混凝土弹性压缩损失。

预应力钢筋的松弛损失。

混凝土收缩和徐变损失。

五、普通钢筋设计1、构造钢筋在空心板的顶板、底板和腹板中设置构造钢筋，以满足构造要求和防止混凝土开裂。

2、抗弯钢筋根据内力计算结果，在空心板的受拉区配置抗弯钢筋，以满足承载能力要求。

1设计资料1.1 主要的技术指标桥跨布置: 10×20.0 m。

跨径: 标准跨径：20.0m；计算跨径：19.60m。

桥面净空: 1.25m+2x3.75+1.25m设计荷载：公路-I级，人群荷载3.0kN/m3桥面纵坡：2%。

桥面横坡：1.5%。

1.2 所用材料规格主梁：采用C50预应力混凝土，容重为26kN/m3；弹性模量为3.45×107KPa；现浇铺平层：采用C50混凝土,厚度为10cm；桥面铺装：采用防水混凝土，厚度为8cm,容重为25 kN/m3。

人群、栏杆采用C20混凝土。

1.3 采用的技术规范[1] 《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004 )；[2] 《公路钢筋砼及预应力砼桥涵设计规范》(JTG D62-2004)；[3] 《公路砖石及砼桥涵设计规范》(JTJ D63-2005)。

2 构造形式及尺寸选定本桥桥面净空 1.25m+2x3.75+1.25m全桥采用10块全桥采用C50预制预应力凝土空心板，每块空心板宽99cm，高85cm,空心板全长19.96m。

空心板的构造及尺寸如图2.1(边跨)，图2.2（中跨）。

图2.1 边跨空心板截面构造及尺寸(单位: cm)图2.2 中跨空心板截面构造及尺寸(单位: cm)3 空心板毛截面几何特性计算3.1 边跨空心板毛截面几何特性计算3.1.1 毛截面面积A空心板的毛截面面积为：3.1.2 毛截面重心位置全截面对1/2板高处的静距：那么截面重心离1/2板高的距离为:把毛截面外框简化为规则矩形时的余缺部分面积A余缺:余缺部分对1/2板高的距离为:3.1.3 空心板毛截面对其重心轴的惯距I如图2-2中(1)图,设每个挖空的半圆面积为A′:半圆重心轴：半圆对其自身重心轴的惯性距'I为：则空心板毛截面对其重心轴的惯性距I为：3.2 中跨空心板毛截面几何特性计算3.2.1 毛截面面积A空心板毛截面面积为：3.2.2 毛截面重心位置全截面对1/2板高处的静距：那么毛截面重心离1/2板高的距离为:把毛截面外框简化为规则矩形时的铰缝面积A铰:铰缝重心对1/2板高的距离为:3.2.3 空心板毛截面对其重心轴的惯距I如图2-2中(1)图,设每个挖空的半圆面积为A′:半圆重心轴：半圆对其自身重心轴的惯性距'I为：则空心板毛截面对其重心轴的惯性距I为：3.3 边、中跨空心板毛截面几何特性汇总该桥桥梁设计的预制空心板的毛截面几何特性采用分块面积累加法计算，叠加时候挖空部分按负面积计算。

目录前言 (1)摘要 (2)一、水文计算 (4)1.1桥位计算 (4)1.1.1 设计流量 (4)1.1.2 设计水位 (6)1.1.3桥孔净长 (6)1.2桥面标高 (8)1.3桥下河床冲刷 (8)1.3.1一般冲刷 (8)1.3.2局部冲刷（按“65-1”修正式计算） (10)1.3.3墩台基础最大冲刷 (11)1.3.4桥墩基底最小埋置深度的确定 (12)二、设计资料 (13)2.1设计荷载 (13)2.2桥面跨径及桥宽 (13)2.3主要材料 (13)2.3.1混凝土 (13)2.3.2钢筋 (13)2.3.3板式橡胶支座 (13)2.3.4施工工艺 (13)2.3.5计算方法及理论 (13)2.3.6设计依据 (13)三、预应力简支空心板桥结构计算 (14)3.1构造形式以及尺寸选定 (14)3.2空心板毛截面几何特性计算 (15)3.2.1中板 (15)3.2.2边板 (16)3.3作用效应计算 (17)3.3.1永久作用效应计算 (17)3.3.2可变作用效应计算 (19)3.3.3荷载横向分布系数汇总 (24)3.3.4活载力计算 (25)3.3.5计算作用效应组合 (30)3.3.6主梁力组合 (32)3.4预应力刚筋面积的估算及预应及钢筋布置 (32)3.4.1估算预应力钢筋面积 (32)3.4.2钢束布置 (33)3.5换算截面和净截面几何特性计算 (36)3.5.1 换算截面面积0A (37)3.5.2 换算截面重心位置 ........................................................37 3.5.3 换算截面惯性矩I ........................................................38 3.5.4 换算截面弹性抵抗矩 (39)3.5.5净截面的几何特性计算 .....................................................39 3.6承载能力极限状态计算 .. (40)3.6.1跨中截面正截面抗弯承载力计算 .............................................40 3.6.2斜截面抗剪承载力计算 .....................................................41 3.6.3预应力损失估算 ...........................................................44 3.6.4预应力损失组合 ...........................................................49 3.7正常使用极限状态计算 .. (50)3.7.1正截面抗裂性验算 (50)3.7.2斜截面抗裂性验算 (52)3.8变形计算 (55)3.8.1正常使用阶段的挠度计算 ...................................................55 3.8.2预应力引起的上拱度计算 ...................................................56 3.8.3预拱度的设置 .............................................................56 3.9持久状态应力计算 (57)3.9.1 跨中截面混凝土法向压应力kc σ验算 .........................................57 3.9.2 跨中截面预应力钢绞线拉应力pσ验算 (57)3.9.3 斜截面主应力验算 ........................................................57 3.10 短暂状态应力验算 . (60)3.10.1 跨中截面 (60)3.10.2 l 4截面 ................................................................61 3.10.3 支点截面 ...............................................................61 3.11 最小配筋率复核 ...............................................................63 3.12铰缝计算 . (64)3.12.1铰缝剪力计算 ............................................................65 3.12.2铰缝抗剪强度计算 ........................................................67 3.13支座计算 . (67)3.13.1确定支座平面尺寸 ........................................................67 3.13.2 确定支座的厚度 .........................................................68 3.13.3 验算支座的偏转情况 .. (69)3.13.4 验算支座的抗滑稳定性 (69)四、下部结构计算 (70)4.1 盖梁计算 (70)4.1.1上部结构永久荷载见表4-1. (70)4.1.2盖梁自重及力计算（图4-1）见表4-2. (70)4.1.3.可变荷载计算 (72)4.1.4上部荷载与活载反力汇总结果（表5-6） (79)G计算 (80)4.1.5墩柱反力14.1.6 盖梁的配筋设计 (84)4.2墩柱设计 (86)4.2.1恒载计算 (86)4.2.2 截面配筋计算及应力验算 (88)4.3桩基设计 (92)4.3.1桩长的确定 (92)4.3.2桩的力计算 (93)4.3.3墩顶纵向水平位移的验算 (96)4.3.4桩基配筋设计 (97)4.4埋置式桥台设计 (98)4.4.1桥台和基础构造尺寸拟定 (98)4.4.2荷载的计算 (98)4.3.3支座活载反力计算 (102)4.3.4 支座摩阻力 (104)4.5 荷载组合汇总 (104)4.6 地基承载力验算 (106)4.6.1 台前、台后填土对基底产生的附加应力计算 (106)4.6.2基底压力计算 (107)4.6.3 地基承载力验算 (108)4.7 基底的偏心距验算 (108)4.8基础稳定性验算 (108)4.8.1 倾覆稳定性验算 (108)4.8.2 滑动稳定性验算 (109)致 (110)参考文献 (111)前言毕业设计是培养学生综合运用所学的基础理论、基本知识和基本技能，分析和解决实际问题的能力。

结构设计原理课程设计--预应力钢筋混凝土梁等截面简支空心板概述本文档旨在介绍预应力钢筋混凝土梁等截面简支空心板的结构设计原理以及相关设计要点。

该设计旨在提供一种经济高效的结构方案，以满足特定的工程需求。

设计原理预应力钢筋混凝土梁等截面简支空心板的设计原理基于以下几个关键要点：1. 梁的受力机制在设计过程中，首先要理解梁的受力机制。

预应力钢筋的施加可以通过提供预先的应力来抵消梁在使用过程中所受到的荷载。

这样可以增加梁的承载能力和破坏韧性，使结构更加安全可靠。

2. 简支空心板的结构特点简支空心板是一种具有中空截面的结构形式。

它的截面形状可以根据工程要求的荷载情况进行合理设计。

中空结构可以减少自重，提高整体刚度，同时也方便了各类管线的铺设。

3. 预应力钢筋的设计与施工预应力钢筋的设计要遵循相关的强度和稳定性要求，并按照相应的构造规范进行布置。

施工过程中，需要控制预应力钢筋的张拉和锚固，确保预应力效果的准确达到设计要求。

设计要点在进行预应力钢筋混凝土梁等截面简支空心板的设计时，需要注意以下几个关键要点：1. 结构荷载的计算与分析：合理计算和分析结构所受到的活载、恒载和温度变形等荷载的作用，以确定预应力钢筋的设计强度和数量。

2. 预应力钢筋的布置：根据结构的特点和工程要求，合理布置预应力钢筋的位置和数量，以提高梁的整体承载性能。

3. 梁截面的选择和设计：根据结构需求和施工条件，选择适当的梁截面形状，并进行相应的强度与稳定性计算。

4. 锚固系统的设计：设计适当的预应力钢筋锚固系统，以确保预应力张拉过程中的稳定性和可靠性。

5. 监测与维护：在梁的使用过程中，需要进行监测与维护工作，及时发现和解决问题，保证结构的安全性和可靠性。

结论预应力钢筋混凝土梁等截面简支空心板在结构设计中具有诸多优势，能够满足工程对结构强度和稳定性的要求。

通过合理的设计原理和设计要点的应用，可以实现高效经济的设计方案。

> 注意：本文档提供的内容仅供参考，实际的设计需根据具体工程要求和相关规范进行详细分析和计算。