预应力混凝土梁拱组合桥_桥梁工程毕业设计计算书

一、设计资料1.技术标准本桥设计荷载等级确定为汽车荷载：公路Ⅰ级；人群荷载：3.52N/m k 。

环境标准：Ⅰ类环境。

安全等级：Ⅰ级2.桥面跨径及净宽标准跨径：k l =13m 。

计算跨径: l =12.6m 。

板 长：1l =12.96m 。

桥 长：l =26m 。

桥梁宽度：3+8.25+0.5m 。

采用混凝土防撞护栏，自重按单侧线荷载7.5KN/m板 宽：2l =0.99m 。

3.主要材料混凝土：预应力混凝土空心板采用C50混凝土，铰缝采用C40混凝土，桥面铺装采用100mmC40防水混凝土，100mm 厚C30沥青混凝土。

混凝土重度取25KN/m ，沥青混凝土重度23KN/m 。

预应力筋：采用∅s15.70高强度低松弛钢绞线，抗拉强度标准值pk f =1860MPa ，弹性模量p E =1.95510MPa ⨯，普通钢筋HRB335级热轧螺纹钢筋,HRB400级热轧螺纹钢筋。

锚具、套管、连接件和伸缩缝等根据相关规范选取。

4.施工工艺先张法施工，预应力钢绞线采用两端同时对称张拉。

5.计算方法及理论极限状态设计法6.设计依据及参考资料（1）交通部颁《公路工程技术标准》（JTG B01-2015）。

（2）交通部颁《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）。

（3）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）。

（4）交通部颁《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）。

（5）《预应力筋用锚具、夹具和连接》（GBT14370-93）。

（6）《公路桥梁板式橡胶支座规格条例》（JTT663-2006）。

（7）《桥梁工程》、《结构设计原理》等教材。

（8）计算示例集《钢筋混凝土及预应力混凝土简支梁桥结构设计》，闫志刚主编，机械工业出版社。

（9）《混凝土简支梁板桥》，易建国主编，人民交通出版社。

二、构造布置及尺寸桥面宽度为：净—3m+8.25m+0.5m（防撞护栏），全桥宽采用11块C50的预制预应力混凝土空心板，每块空心板宽99cm，高70cm，空心板全长12.96m。

学 生 毕 业 设 计设计计算书课题名称柳城预应力混凝土箱梁桥 姓 名蒋蕤 学 号 0903310-31 院 系土木工程学院 专 业土木工程（桥梁与隧道方向） 指导教师张锴（讲师）2013年5月※※※※※※※※※※※ ※※ ※※ ※※※※※※※※※ 2013届学生毕业设计材料（四）湖南城市学院本科毕业设计诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业设计，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中已经注明引用的内容外，本设计不含任何其他个人或集体已经发表或写过的作品成果。

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结果由本人承担。

本科毕业设计作者签名：2013年5月27日目录摘要............................................................. I V A BSTRACT. (V)1 绪论 (1)1.1预应力混凝土连续梁桥概述 (1)1.2毕业设计的目的与意义 (3)1.3毕业设计的任务 (3)2 桥跨总体布置及结构尺寸拟定 (5)2.1设计原始资料 (5)2.1.1设计技术标准 (5)2.1.2 本桥主要材料 (5)2.1.3 设计规范 (6)2.1.4 桥位自然条件 (6)2.2桥型方案拟定与尺寸拟定 (9)2.2.1 桥孔分跨 (10)2.2.2 截面形式 (11)2.2.3 梁高 (12)2.2.4 细部尺寸 (12)2.2.5 下部结构和附属设施 (13)2.3主梁分段与施工阶段的划分 (14)2.3.1 分段原则 (14)2.3.2 具体分段 (14)2.3.3 主梁施工方法 (14)3 内力计算与荷载组合 (15)3.1全桥结构计算图式的确定 (15)3.2全桥施工阶段的划分 (15)3.2.1 单元的截面特性和单元重量 (15)3.2.2 主梁施工分段 (16)3.2.3 本设计主要单元号与节点号。

预应力混凝土梁课程设计计算书一、 截面尺寸拟定图1 主梁尺寸（单位：cm ）横隔梁：在跨中、四分点、支点处设置横隔梁，间距为7m ，横隔梁高度1500mm ，厚度为下部150mm ，上部150mm 。

二、 作用效应计算⒈永久作用 ⑴ 预制梁自重()()20180104020212902515212⨯+⨯+⨯⨯+⨯+⨯⨯=A=7800cm 2=0.78m 2 G 1=0.78×25×1=19.5kN/m 横隔梁自重边梁：G 2= 074.05.295.2515.022.0-2225.015.05.1=⨯⨯⨯⎪⎭⎫⎝⎛⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+-kN/m中梁：G 3 =0.074×2=0.148kN/m ⑵ 二期恒载集度桥面铺装10cm 防水混凝土铺装：0.1×10×25=25kN/m2cm 沥青混凝土铺装：0.02×10×21=4.2kN/m 若将桥面铺装均摊给5片梁则： G 4=(25+4.2)/5=5.84kN/m 恒载集度边梁：g 1=19.5+0.074+5.84=25.414kN/m 中梁：g 2=19.5+0.148+5.84=25.488kN/m ⑶永久作用效应设x 为计算截面离左支座距离，令x l α=/，主梁弯矩和剪力的计算公式分别为：()2112M l gααα=- ()1122c Q l gα=-⋅表1 1号梁永久作用的弯矩和剪力位置作用效应跨中 α=0.5 四分点 α=0.25 支点 α=0.00 一期弯矩(kN m)⋅2009.75 1507.31 0 剪力 （ｋＮ） 0 140.25 280.50 二期弯矩 (kN m)⋅ 599.62 449.71 0 剪力()kN0 41.84 83.69 ∑弯矩 (kN m)⋅2609.37 1957.03 0 剪力()kN182.09364.19表2 2、3号梁永久作用的弯矩和剪力位置 作用效应跨中 α=0.5 四分点 α=0.25 支点 α=0.00 一期弯矩(kN m)⋅2017.75 1513.01 0 剪力 （ｋＮ） 0 140.78 281.56 二期弯矩 (kN m)⋅ 599.62 449.71 0 剪力()kN0 41.84 83.69 ∑弯矩 (kN m)⋅2616.97 1962.72 0 剪力()kN182.62365.25⒉可变作用 ⑴冲击系数简支梁桥的基频可采用下列公式估算： 22c c EI f l m π== 62.2590337.01045.366.28214.3102⨯⨯⨯⨯= 4.05 其中：62.259081.925414===g G m c 根据本桥的基频，可计算出汽车荷载的冲击系数为 μ=0.176ln f -0.0157=0.22按«桥规»规定两车道的车道折减系数为1 ⑵横向分布系数本算例横向分布系数计算跨中梁截面采用修正偏心压力法，支点截面采用杠杆原理法。

MICROSOFT全预应力混凝土简支梁设计计算书一、设计资料-----------------------------------------------------2 二、计算荷载内力组合-----------------------------------------3三、预应力筋数量和位置确定--------------------------------4四、截面几何性质计算-----------------------------------------9五、承载能力极限状态验算-----------------------------------10六、预应力损失计算--------------------------------------------13七、正常使用极限状态计算-----------------------------------17八、持久状况应力验算-----------------------------------------21九、短暂状况应力验算-----------------------------------------23全预应力混凝土简支梁设计一、设计资料1、桥面净空：净9 + 2 ⨯ 1m2、设计荷载：城-A级车辆荷载，结构重要性指数γ0 = 1.13、材料规格（1）混凝土：C50级；（2）预应力钢筋：1⨯7标准型-15.2-1860-II-GB/T5224-1995钢绞线，抗拉强度标准值f pk = 1860MPa，抗拉强度设计值f pd = 1260MPa，弹性模量E p = 1.95⨯105MPa；（3）普通钢筋：纵向抗拉普通钢筋采用HRB335钢筋，箍筋及构造钢筋采用R235钢筋。

4、主要结构尺寸主梁标准跨径L k = 32m，梁全长31.96m，计算跨径L f = 31.16m。

主梁高度h=1400mm，主梁间距S=2200mm，其中主梁上翼缘预制部分宽为1600 mm，现浇段宽为600mm，全桥由5片梁组成。

预应力混凝土连续梁设计计算书第1章绪论1.1预应力混凝土连续梁桥概述预应力混凝土连续梁桥以结构受力性能好、变形小、伸缩缝少、行车平顺舒适、造型简洁美观、养护工程量小、抗震能力强等而成为最富有竞争力的主要桥型之一。

本章简介其发展：由于普通钢筋混凝土结构存在不少缺点：如过早地出现裂缝，使其不能有效地采用高强度材料，结构自重必然大，从而使其跨越能力差，并且使得材料利用率低。

为了解决这些问题，预应力混凝土结构应运而生，所谓预应力混凝土结构，就是在结构承担荷载之前，预先对混凝土施加压力。

这样就可以抵消外荷载作用下混凝土产生的拉应力。

自从预应力结构产生之后，很多普通钢筋混凝土结构被预应力结构所代替。

预应力混凝土桥梁是在二战前后发展起来的，当时西欧很多国家在战后缺钢的情况下，为节省钢材，各国开始竞相采用预应力结构代替部分的钢结构以尽快修复战争带来的创伤。

50年代，预应力混凝土桥梁跨径开始突破了100米，到80年代则达到440米。

虽然跨径太大时并不总是用预应力结构比其它结构好，但是，在实际工程中，跨径小于400米时，预应力混凝土桥梁常常为优胜方案。

我国的预应力混凝土结构起步晚，但近年来得到了飞速发展。

现在，我国已经有了简支梁、带铰或带挂梁的T构、连续梁、桁架拱、桁架梁和斜拉桥等预应力混凝土结构体系。

虽然预应力混凝土桥梁的发展还不到80年。

但是，在桥梁结构中，随着预应力理论的不断成熟和实践的不断发展，预应力混凝土桥梁结构的运用必将越来越广泛。

连续梁和悬臂梁作比较：在恒载作用下，连续梁在支点处有负弯矩，由于负弯矩的卸载作用，跨中正弯矩显著减小，其弯矩与同跨悬臂梁相差不大；但是，在活载作用下，因主梁连续产生支点负弯矩对跨中正弯矩仍有卸载作用，其弯矩分布优于悬臂梁。

虽然连续梁有很多优点，但是刚开始它并不是预应力结构体系中的佼佼者，因为限于当时施工主要采用满堂支架法，采用连续梁费工费时。

到后来，由于悬臂施工方法的应用，连续梁在预应力混凝土结构中有了飞速的发展。

第一章绪论第一节桥梁设计的基本原则和要求一、使用上的要求桥梁必须适用。

要有足够的承载和泄洪能力，能保证车辆和行人的安全畅通；既满足当前的要求，又照顾今后的发展，既满足交通运输本身的需要，也要兼顾其它方面的要求；在通航河道上，应满足航运的要求；靠近城市、村镇、铁路及水利设施的桥梁还应结合有关方面的要求，考虑综合利用。

建成的桥梁要保证使用年限，并便于检查和维护。

二、经济上的要求桥梁设计应体现经济上的合理性。

一切设计必须经过详细周密的技术经济比较，使桥梁的总造价和材料等的消耗为最小，在使用期间养护维修费用最省，并且经久耐用；另外桥梁设计还应满足快速施工的要求，缩短工期不仅能降低施工费用，面且尽早通车在运输上将带来很大的经济效益。

三、设计上的要求桥梁设计必须积极采用新结构、新设备、新材料、新工艺利新的设计思想，认真研究国外的先进技术，充分利用国际最新科学技术成果，把国外的先进技术与我们自己的独创结合起来，保证整个桥梁结构及其各部分构件在制造、运输、安装和使用过程中具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性。

四、施工上的要求桥梁结构应便于制造和安装，尽量采用先进的工艺技术和施工机械，以利于加快施工速度，保证工程质量和施工安全。

五、美观上的要求在满足上述要求的前提下，尽可能使桥梁具行优美的建筑外型，并与周围的景物相协调，在城市和游览地区，应更多地考虑桥梁的建筑艺术，但不可把美观片面地理解为豪华的细部装饰。

第二节计算荷载的确定桥梁承受着整个结构物的自重及所传递来的各种荷载，作用在桥梁上的计算荷载有各种不同的特性，各种荷载出现的机率也不同，因此需将作用荷载进行分类，并将实际可能同时出现的荷载组合起来，确定设计时的计算荷载。

一、作用分类与计算为了便于设计时应用，将作用在桥梁及道路构造物上的各种荷载，根据其性质分为：永久作用、可变作用和偶然作用三类。

（一）永久作用指长期作用着荷载和作用力，包括结构重力（包括结构附加重力）、预加力、土重力及土的侧压力、混凝土收缩徐变作用、水的浮力和基础变位而产生的影响力。

预应力混凝土连续梁桥毕业设计说明书摘要本设计所设计的是预应力混凝土连续梁桥的设计，该桥位于宁夏王洼到原州区段，为单线铁路桥梁，主要设计桥梁的上部结构，设计荷载采用中—活载。

本设计采用预应力混凝土连续梁桥，其孔径布置为48+80×2+48m，全长为256m，主梁采用变高度变截面的单箱单室箱型截面，施工方法采用对称悬臂施工法。

本设计使用midas 软件分析，考虑施工过程体系转换和混凝土收缩徐变因素进行恒载内力计算。

计算各控制截面内力影响线，并按最不利情况进行加载，求得活载内力包络图。

定义基础沉降组，按最不利组合求得基础沉降引起的最不利内力。

依据规范选取截面梯度温差模式，并计算温差引起的结构内力。

分别按主力组合和主力附加力进行荷载组合，并得到结构组合内力包络图。

根据各控制截面内力进行了估束和配筋计算，并绘制了梁体钢束布置图。

最后，对各控制截面进行了强度、抗裂性、应力和变形验算，各项检算均满足规范对全预应力结构的要求。

关键词：连续梁；内力计算；预应力混凝土；检算；What I designed at the undergraduate design is a prestressed concrete continuous beam bridge .It lies in Wangwa to Yuanzhou， Ningxia province .It is a single line railway .I mainly designed the superstructure of the bridge. The load for design is the “zhonghuo”load.I adopt a prestressed concrete continuous beam bridge with four spans of 48+80×2+48m ，Its total span is 256m . First the size of girder is determined； highly variable for the variable beam cross-section single-Box Single girder and balanced cantilever construction is used . Then the Midas program is used to calculate the internal force caused by dead load of the first stage ，considering the construction stage ， after imposing the second stage dead load on the complete system . The internal force of the stage is calculated . The internal force influence lines of the control section is calculated ， then the live load is imposed according to the most adverse circumstances to get the Force Envelope .The program is used to determine the most adverse circumstances and calculate the internal force after defining the settlement groups of the basis.The temperature load is imposed consider the shrinkage and creep of the concrete . Then combination of load effects is made acoording to the Main force combination and the Main force plus additional force combination .According to the internal force of control sections ， the number of per-stressing steel stands is estimated and the per-stressing steel stands are arranged in the bridge . Finally a check is made of the bearing capacity ，the ability to resist crack and the sterss of the control section ， all the requirements can be met .Keywords:Continuous beam；Internal force calculation；Prestressed concrete ；Checking computation；第一章绪论 (1)第二章结构尺寸拟定 (1)第一节总体布置 (2)第二节细部尺寸拟定 (2)一、主梁梁高 (2)二、截面尺寸 (2)三、各截面细部尺寸 (3)第三节本桥主要材料 (3)一、混凝土： (3)二、预应力钢绞线： (4)三、箍筋： (4)四、应力管道： (4)第四节施工方法 (4)一、桥墩与零号块施工 (4)二、悬臂施工到最大悬臂状态 (4)三、边跨膺架现浇 (4)四、边跨合拢 (5)五、中跨跨中合拢 (5)六、桥面铺装 (5)第三章预应力混凝土连续梁桥内力计算 (5)第一节计算模型建立 (5)第二节毛截面几何特性计算 (6)第三节恒载内力计算 (7)一、计算方法 (7)二、控制截面选择 (7)三、恒载取值 (8)四、各施工阶段的内力计算 (8)五、控制截面恒载内力 (9)一、活载动力系数的计算 (10)二、各控制截面在最不利活载作用下的弯矩影响线及加载 (10)三、各控制截面在最不利活载作用下的剪力影响线及加载 (16)四、控制截面的活载内力 (20)第五节温度及支座沉降次内力计算 (21)一、温度次内力计算 (21)二、支座沉降次内力 (23)第六节主梁作用效应组合 (24)一、主力组合和主力加附加力组合下各控制截面的内力 (24)二、各截面在作用效应组合下弯矩包络图 (26)三、各截面在作用效应组合下剪力包络图 (27)第四章配筋计算 (27)第一节钢束估算 (27)一、估束方法 (27)二、预应力筋估算 (30)第二节预应力钢束布置 (34)一、布束原则 (34)二、钢束的布置 (35)第五章检算 (38)第一节抗裂性检算 (39)一.正截面抗裂性检算 (39)二、斜截面抗裂性检算 (44)第二节强度检核 (46)一、受弯构件正截面强度检算 (46)二、受弯构件斜截面承载能力计算 (50)第三节结构的应力检算 (52)一、压应力检算 (52)二、拉应力检算 (54)结论 (56)致谢 (57)主要参考文献 (58)附录 (59)第一章绪论毕业设计目的是为了解预应力混凝土连续梁桥设计的基本过程，掌握预应力混凝土连续梁桥设计的基本要素。

摘要本设计题目为贤村桥2号预应力混凝土连续梁桥，该桥位于京福高速公路泰安至曲阜段，桥梁跨径布置为24+26+24m，双向四车道，上部结构采用先简支后连续的预应力混凝土连续T型梁桥。

简支转连续是桥梁施工中较为常见的一种方法,该施工方法的主要特点是施工方法简单可行，施工质量可靠，实现了桥梁施工的工厂化、标准化和装配化。

目前随着高等公路的发展，为改善桥梁行车的舒适性，简支转连续梁桥在中、小跨径的连续梁桥中得到了广泛地应用。

在设计过程中，综合考虑了材料以及结构的强度、刚度、稳定性，还注意到了混凝土强度以及钢筋等级及其性能。

使本桥梁设计兼具简支梁的经济易施工特点和连续梁的结构稳定、受力状态好的优点，是值得推广和使用的一种有效梁跨方式。

本设计参阅了很多相关设计及规范，也采用了一些既有设计成果，使得设计具有一定的实践性，同时也采用了MIDAS来计算桥梁结构内力，节约了设计时间，设计过程中得到指导老师的悉心指导及帮助，使我的设计事半工倍，在此对设计界的前辈及指导老师表示衷心的感谢！由于设计时间仓促，加上本人经验有限，设计中难免会有许多不足或缺点，请大家提出宝贵意见及建议。

关键词：简支转连续；预应力；MIDASAbstractThe design entitled Juxian Village, Bridge 2, prestressed concrete continuous girder bridge, the bridge is located in Jingfu Expressway Tai'an to Qufu section, bridge span arrangement for the 24 +26 +24 m, two-way four-lane, the upper structure with simply supported Continuous prestressed concrete continuous T-beam bridge. Simply supported continuous construction of the bridge a more common method of construction, the main features of the construction method is simple and feasible, the construction quality, the factory realized the bridge construction, and assembly of standardization. With the current high road of development, to improve the driving comfort of the bridge, simply supported continuous beam bridge in the small span continuous bridge has been widely applied.In the design process, considering the material and structural strength, stiffness, stability, and also noted the strength of reinforced concrete and its performance levels. So that both the simple beam bridge design and easy construction of the economic characteristics and the continuous beam structural stability, good mechanical advantage of the state, is worthy of promotion and use of an effective cross-beam method.See a lot of the design specifications related to design and also used some existing design results, making the design has some practical, but also used to calculate the bridge structure MIDAS internal forces, saving design time, the design process by guiding the teacher Careful guidance and help to make my design work half the times in the design of the older generation and to express my sincere thanks to the instructor!Because of the design time constraints, coupled with my limited experience, inevitably, there are many deficiencies in the design or fault, we made valuable comments and suggestions.Key words: simply supported continuous; prestressed; MIDAS目录摘要.................................................................................................................................................... I ABSTRACT .......................................................................................................................................... I I前言 (1)第1章设计基本资料 (1)1.1桥梁线形布置 (1)1.2设计标准 (1)1.3材料规格 (2)1.4施工方式 (2)1.5设计计算依据 (3)1.6基本计算数据表 (3)第2章设计要点及结构尺寸拟定 (5)2.1设计要点 (5)2.2结构尺寸的拟定 (5)2.3横截面沿跨长的变化 (6)2.4横隔梁的设置 (6)2.5毛截面几何特性计算 (6)第3章主梁自重作用效应计算 (6)3.1结构自重作用效应计算 (6)3.2汽车荷载作用效应计算（边梁） (6)3.2.1 冲击系数和车道折减系数 (6)3.2.2 计算主梁的荷载横向分布系数 (6)3.2.3 汽车荷载效应内力计算 (6)3.3基础沉降内力及温差应力计算 (6)3.3.1 基础沉降内力计算 (6)3.3.2 温差应力计算 (6)3.4内力组合 (6)3.4.1 按承载能力极限状态设计 (6)3.4.2 按正常使用极限状态设计 (6)3.4.3 计算结果 (6)第4章预应力钢束估算及其布置 (6)4.1钢束估算 (6)4.1.1 按正常使用极限状态的正截面抗裂验算要求估束 (6)4.1.2 按正常使用极限状态截面压应力要求估算 (6)4.1.3 按承载能力极限状态的应力要求计算 (6)4.1.4 估算结果 (6)4.2钢束布置 (6)4.3主梁净、换算截面几何特性计算 (6)第5章预应力损失及有效预应力计算 (6)5.1基本理论 (6)5.2预应力损失计算 (6)5.2.1 后张法由预应力钢筋与管道之间摩擦引起的应力损失 (6)5.2.2 后张法由锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值引起的应力损失 (6)5.2.3 后张法由混凝土弹性压缩引起的应力损失 (6)5.2.4 后张法由钢筋松弛引起的预应力损失终极值 (6)5.2.5 后张法由混凝土收缩、徐变引起的预应力损失 (6)5.2.6 截面预应力损失合计和有效预应力 (6)第6章配束后主梁内力计算及内力组合 (6)6.1配束后主梁内力计算及内力组合 (6)第7章截面强度验算 (6)7.1基本理论 (6)7.2计算公式 (6)第8章抗裂验算 (6)8.1《公预规》要求 (6)8.2正截面抗裂验算 (6)8.3斜截面抗裂验算 (6)第9章持久状况构件的应力验算 (6)9.1正截面混凝土压应力验算 (6)9.2预应力筋拉应力验算 (6)9.3混凝土主压应力验算 (6)第10章短暂状况构件的应力验算 (6)10.1预加应力阶段的应力验算 (6)10.2吊装应力验算 (6)第11章挠度验算 (6)11.1汽车荷载作用下主梁边跨和中跨的最大截面挠度计算 (6)11.2消除结构自重后长期挠度验算 (6)第12章行车道板计算 (6)12.1悬臂板荷载效应计算 (6)12.2连续板荷载效应计算 (6)12.3截面设计、配筋与承载力验算 (6)结束语 (6)致谢 (6)参考文献 (6)前言进入二十一世纪以来，随着我国国民经济的迅速发展和经济的全球化，我国的公路交通有了跨越式的发展。