预应力混凝土简支梁桥上部结构毕业设计.doc

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前言
随着经济不断发展,桥梁建设得到了飞速发展,它已从最开始的方便人们过河、跨海之用,已广泛应用于各种场合,它的用途不断多样化,它的形式也在最基本的三种受力体系上逐渐多样化,不仅从功能上、规模上,还从美观上、经济效益上,逐渐与时代发展相协调。所以桥梁建筑已不仅是交通线上的重要载体,也是一道美丽的风景被人津津乐道。
本设计说明书所编写的是葫芦岛小寨沟大桥的上部设计方案。通过详细的勘察确定上部可变荷载,拟定桥梁尺寸,以确定相应的内力,配置以合适的预应力钢筋,使其提高桥梁的承载力,使达到桥梁的耐久性要求。在桥梁的使用期内,完成桥梁的使命。
通过本次设计,我基本上掌握了桥梁上部设计的基本内容,从选截面尺寸,到配置钢筋,每一个细节都是经过多次考虑,通过反复验算,使桥梁结构满足要求,且以经济合理的材料用量完成。所以上部设计是要求桥梁设计者,从一开始就要考虑到最后,这样就不会盲目的试算。但通过试算,使我深刻了解到了适算的真正含义。本次设计旨在使我巩固、加深本科期间所学理论知识,使自己能够具备在以后工作中利用知识解决问题的的能力。
限于编者的水平,设计之中一定存在不少缺点,恳请老师批评指导。
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1概述

桥孔布置为5×25预应力混凝土简支桥梁,跨径为25m,桥梁总长为125m。
设计车速为,整体式两车道。
路线等级:二级公路;荷载等级:公路—II级荷载;人群荷载:。
桥面宽:
3。75×2(双车道)+2×1。5(人行道)+2×(栏杆)=11。5m
1。2工程地质资料
该地区土质主要分5层:1、粉质粘土2、卵石土3、粉砂4、强风化岩5、弱风化岩.
地下水类型为第四季孔隙水,水位埋深4m左右,含水层主要岩性为砾石,厚3m左右。地震烈度为八度。

桥梁位于葫芦岛建昌市境内,雨热同季光照充足,四季分明,年平均气温8。2℃.一月平均气温-10℃,最低气温-26。9℃;℃,最高气温40。7℃。年平均降水量550毫米,多集中在七、八月份。设计洪水频率百年一遇。

《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》(JTGD62—2004)
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2方案比选

桥梁设计的标准遵循以下原则:安全性、适用性、经济性、美观性,其中以安全性与经济性最为重要。桥型的选择应符合因地制宜、就地取材和便于施工与养护的原则。
很据原始资料及使用要求初步拟定一下三种方案。

2。2。1预应力混凝土简支箱型梁桥
图2—1简支梁桥
Fig2—1SimplebeamBridge
2。2。2预应力混凝土连续箱型梁桥
图2—2连续梁桥
Fig2-2Continuousgirderbridge
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2。
图2—3拱式桥
Fig2—3ArchBridge
2。3方案比选
方案一:预应力混凝土简支箱型梁桥。简支梁受力明确,构造简单,施工方便,,,受力不如连续梁桥,,劳动力耗用少,工作量小、经济,中小型桥梁尤其适用。
方案二:预应力混凝土箱型连续梁桥,该结构属于超静定结构,受力较好,无伸缩,行车条件好,,配合桩基础结构稳定,施工方便,对地基的强度不过分依赖。但是预应力连续梁的技术先进,工艺要求比较严格,需要专门设备和专门技术熟练的队伍,且预应力梁的反拱度不容易控制,该方案机具耗用多,前期投入大,成本较多,成本难回收.
方案三:拱桥技术成熟,有大量的可以借鉴的经验,但需要大量的吊装设备,占用大量场地及劳动力。拱桥跨越能力大,可以就地取材,坚固耐久,养护维修费用少,承载能力大,但拱桥自重较大,相应的水平推力也较大,,需要劳动力多,剑桥时间长。由于水平推力大,在连续多孔拱中,必须设单项墩,防止连拱破坏,且平原地区不适合建造.
综上所诉:本着经济、安全、适用的原则,又考虑本工程所处的地质条件及未来适用条件,方案二工程大,投资多;方案三建设时间长,劳动多,且不适合平原地区;在承载能力相同的条件下应优先采用方案一。
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3主梁的设计
3。1设计资料
3。
简支梁跨径:标准跨径L=25m,计算跨径l=;
桥面净宽:3。75×2(双车道)+2×1。5(人行道)+2×(栏杆)=;
荷载:公路-II级荷载;人群荷载:;
安全等级为二级,结构重要性系数;
环境:非严寒地区,I类环境条件。
根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JDTD62—2004)》要求,按照A类预应力混凝土构件设计此梁。
施工方法采用后张法施工;预制主梁时,预留孔道采用预埋金属波纹管成型;钢绞线采用TD双作用千斤顶两端同时张拉;。5%施工沥青桥面铺装层.

1)预应力钢筋:采用标准的低松弛钢绞线(标准型),抗拉强度标准值,抗拉强度设计值,公称直径15。2mm,公称截面积,弹性模量,锚具采用夹片式群锚。
2)非预应力钢筋:HRB400级钢筋,抗拉强度标准值,抗拉强度设计值;HRB335级钢筋,抗拉强度标准值,抗拉强度设计值。
3)混凝土:主梁采用C50,,轴心抗压强度标准值,轴心抗拉强度标准值;轴心抗压强度设计值,轴心抗拉强度设计值
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。

3。
图3-1主梁跨中使用阶段截面尺寸图
Fig3—1Girdercross-sectionsizeusedinphasediagram
图3—2主梁跨中预制阶段截面尺寸
Fig3—2Pre-stageofthemainbeamundersectionsize
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梁高:110cm;
箱梁腹板(直腹式),取厚度:25cm;
主梁间距:230cm;
翼板宽度;202cm(28cm为湿接缝宽度);
翼板厚度:翼板端部12cm,翼板与腹板连接处16cm.
根据“公路桥规”条文说明,由于箱型梁的顶板直接承受活载,为了改善其受力状态,,设置承托也可以增加箱型截面的抗扭能力,故采用1:1形式,取高度:8cm;
底板宽度:腹板间距a和悬臂长b应满足,取a=41cm,b=120cm,则=0。342;
腹板厚度:为满足抗剪及施工要求,取25cm。
桥面铺装:面层沥青混凝土9cm,容重,
三角垫层防水混凝土15cm,容重。

横截面沿跨长的变化,靠近支点时为适应预应力钢筋的弯起布置,从跨截面截面,腹板和底板开始加厚。
图3-3主梁端截面尺寸图(尺寸单位:cm)
Fig3—3Themainbeamendsectionsizechart(sizeunit:cm)
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。3毛截面几何特性
(以中主梁使用阶段计算为例)
图3—4中主梁使用阶段分割块(单位尺寸:cm)
Fig3-4Stageinthemainbeamusingthesplitblock(sizeunit:cm)
1)面积
=12×202=2424=×41×8=164
=70×82=5740=120×98=11760=
2)分块截面形心至上边缘距离
y1=6cmy2=6cmy3=12+8×=14。67cmy4=12+=53cm
y5=12+=61cmy61=12+8×==86+×8=
3)分块面积对上缘净距:
S1=168×6=1008cm3S2=2424×6=14544cm3
S3=164×14。67==5740×53=304220cm3
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S5=11760×61=717360cm3S61=31××2=
S61=32×88。67×2=
S=2S1+S2+2S3—S4+S5+S61+S62=
4)分块面积的自身惯性矩
yu—y1=-y2=41。76yu-y3=-y4=-
yu-y5=--y61=33。09yu-y62=-
所以有
5)自身惯性矩
=7253382。40+=13483730。41cm4
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检验截面效率指标(以使用阶段中主梁为例):
上核心距:
=
下核心距:
==
截面效率指标:
根据设计经验:一般截面效率指标取,且较大者宜较经济,上述计算表明,初拟主梁跨中截面是合理的。