预应力混凝土t型简支梁桥
20112012 学年 第一学期 道桥专业毕业设计 两河口公路预应力梁桥 施工组织设计及预算 班 级： 道桥 3095 姓 名： 张 凯 学 号： 04301090542 实习单位：中铁信达工程投资有限公司 指导老师： 李 刚 起止日期： 2011.09-2011.12 顶岗实习成绩评定单 姓名张 凯班级道 桥 3095 学 号 04301090542 实 习 单 位中铁信达公司两河口水电站工程项目部 实 习 表 现 成 绩 实 习 报 告 成 绩 成绩评定 综 合 成 绩 指 导 教 师 评 语 指导教师 (学院 )： 年 月 日 任任 务务 书书 一、毕业设计目的一、毕业设计目的 1、通过毕业设计这一环节，巩固并适当扩大和加强所学基本理论知识。培养和提高 学生的独立工作能力及分析和解决工程实际问题的能力，并提出解决问题的思路和设计 方案。 2、进一步提高理论计算、绘图、编制说明书等基本技能及表达能力。 3、提高阅读参考书、设计规范和施工规范的能力。 二、毕业设计题目二、毕业设计题目 两河口公路预应力梁桥施工组织设计及预算 （1）项目及研究背景 桥梁是公路（铁路）跨越江河山谷及其他线路等障碍物的 重要结构物，我国的 桥梁的 建设水平已经迈进了世界先进行列。在桥梁建设中，先进设备，先进技术以及 新工艺、新材料、新标准得到了广泛应用。特别是近年来随着高等级公路建设的迅速发 展，预应力钢筋混凝土桥梁已经在全国范围内得到普及，预应力钢筋混凝土桥梁技术不 断被广大技术人员所掌握。本设计的是一座预应力钢筋混凝土梁桥，包括上、下部结构 的内力计算分析和配筋设计，并按规定绘制部分施工图。 预应力混凝土结构与普通钢筋混凝土结构比较有以下特点： 1、提高了结构的抗裂性和耐久性。 2、增大了构件的刚度。 3、节省材料 4、减轻结构自重和增加跨越能力。 5、预应力结构还可以作为一种构件拼装的施工手段，使大型建筑物的施工难度 大大减小，又保持良好的整体性。 三、毕业设计内容三、毕业设计内容 （一）设计 (1)前言 (2)桥梁上部结构设计 1.结构尺寸拟定 2.行车道板计算 3.主梁作用效应计算 4.预应力钢束估算及布置 5.预应力损失及有效预应力计算 6 配预应力钢束后的内力及内力组合 7.截面强度验算 8.抗裂验算 9.持久状态构件的应力验算 10.短暂状态构件的应力验算 11.挠度验算 (3)支座的计算 (4)桥梁墩台的设计 1.拟定桥梁墩台的尺寸 2.桥梁墩台的内力计算及配筋计算 (5)基础的设计 (6)桥面铺装及栏杆 (7)附属设施的选用 （二）绘制施工图 1.桥梁整体断面图 2.主梁结构及配筋图 3.横隔梁结构及配筋图 4.行车道板结构及配筋图 5.桥墩结构配筋图 6.桥台（包括台帽、前墙、侧墙或耳墙）结构配筋图 7.盖梁结构配筋图 8.基础结构图 四、主要参考文献四、主要参考文献 1、交通部，公路工程技术标准（JTG B01-2003） ，北京：人民交通出版社，2003 2、交通部，公路桥涵施工规范（JTJ 041-2000） ，北京：人民交通出版社，2000 3、 交通部，公路工程基本建设项目概算预算编制办法，北京：人民交通出版社， 2008.1 4、交通部，公路工程预算定额，北京：人民交通出版社，2008.1 5、交通部公路定额站，公路工程施工定额，北京：人民交通出版社，2009 6、交通部，公路工程机械台班费用定额，北京：人民交通出版社，2008 7、公路定额站，公路工程施工招投标与计量，北京：人民交通出版社，2007 8、陆春其，公路工程造价，北京：人民交通出版社，2007 9、文德云，公路工程招标投标文件编制示例，北京：人民交通出版社，2004 10、公路工程、桥梁工程、公路工程管理、地基基础等教材 工程概况 本毕业设计主要是关于小跨度预应力混凝土 T 型简支梁桥的设计。预应力混凝土 T 型简支梁桥受 力明确，构造简单，施工方便，整体性好，是中小跨径桥梁中应用最广泛的桥型。 本毕业设计为两河口大桥。桥梁共 5 跨，每跨标准跨径 50 米。经技术经济比较，上部结构采用 装配式后张预应力混凝土 T 型简支梁桥，下部结构采用柱式桥墩、轻型桥台、钻孔灌注桩基。本设计 采用预应力混凝土 T 型梁桥，跨径布置为（5×50）m，主梁为变截面 T 型梁。跨中梁高为 2.50m，支 点梁高为 2.50m。桥墩为重力式桥墩、桥台。 本文主要阐述了该桥的设计和计算过程。首先进行主桥总体结构设计，然后对上部结构进行内力、 配筋计算，再进行强度、应力及变形验算，最后进行下部结构验算。 设计具体包括以下几个部分：桥型布置，结构各部分尺寸拟定；选取计算结构简图；恒载内力计 算；活载内力计算；荷载组合；配筋计算；预应力损失计算；截面强度验算；截面应力及变形验算； 下部结构验算。 关 键 词：预应力，混凝土,T 型简支梁桥 目 录 前 言.1 第一部分 上部结构计算2 第 1 章 初步设计.2 1.1 设计资料及构造布置3 1.1.1 桥梁跨径及桥宽.3 1.1.2 设计荷载与设计车速.3 1.1.3 材料及工艺.3 1.1.4 设计依据 3 1.1.5 基本计算数据 3 1.2 横截面布置4 1.2.1 主梁间距与主梁片数.4 1.2.2 主梁高度.5 1.2.3 主梁截面细部尺寸.5 1.2.4 计算截面几何特征.6 1.2.5 检验截面效率指标.6 1.3 横截面沿跨长的变化8 1.4 横隔梁的设置8 第 2 章 施工图设计.9 2.1 主梁永久作用效应计算 .9 2.1.1 永久作用集度.9 2.1.2 永久作用效应 10 2.2 主梁可变作用效应计算 11 2.2.1 冲击系数和车道折减系数11 2.2.2 计算主梁的荷载横向分布系数12 2.2.3 车道荷载的取值14 2.2.4 计算可变作用效应15 2.2.5 主梁作用效应组合20 2.3 预应力钢束的估算及其布置 21 2.3.1 跨中截面钢束的估算和确定21 2.3.2 预应力钢束布置22 2.4 计算主梁截面几何特性.29 2.4.1 截面面积及惯矩计算29 2.4.2 截面静矩计算30 2.4.3 截面几何特性汇总 .32 2.5 钢束预应力损失计算 33 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34 2.5.2 由锚具变形、钢束回缩引起的预应力损失35 2.5.3 混凝土弹性压缩引起的预应力损失36 2.5.4 由钢束应力松弛引起的预应力损失39 2.5.5 混凝土收缩和徐变引起的预应力损失 .39 2.5.6 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 2.5.7 预加力计算以及钢束预应力损失汇总43 2.6 主梁截面承载力与应力验算 47 2.6.1 持久状况承载能力极限状态承载力验算48 2.6.2 斜截面承载力验算50 2.7 持久状况正常使用极限状态抗裂验算.54 2.7.1 正截面抗裂验算54 2.8 持久状况构件的应力验算.59 2.8.1 正截面混凝土压应力验算59 2.8.2 预应力筋拉应力验算60 2.8.3 截面混凝土主压应力验算62 2.9 主梁变形验算.71 2.9.1 计算由预加力引起的跨中反拱度71 2.9.2 计算由荷载引起的跨中挠度74 2.9.3 结构刚度验算74 2.9.4 预拱度的设置74 2.10 横隔梁计算74 2.10.1 确定作用在跨中横隔梁上的可变作用.74 2.10.2 跨中横隔梁的作用效应影响线.75 2.10.3 截面作用效应计算.78 2.10.4 截面配筋计算.79 2.11 行车道板计算 .80 2.11.1 截面设计、配筋与承载力验算.87 第二部分 钻孔灌注桩、三柱式桥墩的计算91 第 1 章 设计资料91 1.1 设计标准及上部构造.91 1.2 水文地质条件.91 1.3 材料.91 1.4 桥墩尺寸.91 1.5 设计依据.92 第 2 章 钻孔桩计算93 2.1 荷载计算.93 2.1.1 一孔恒载反力93 2.1.2 盖梁恒重反力93 2.1.3 系梁恒重反力93 2.1.4 一根墩柱自重93 2.1.5 灌注桩每延米自重93 2.1.6 可变荷载反力93 2.1.7 作用于桩顶的外力94 2.1.8 作用于地面处桩顶上的外力94 2.2 桩长计算.95 2.3 桩身截面配筋与承载力验算.98 24 墩顶纵向水平位移验算99 2.4.1 桩在地面处的水平位移和转角计算99 2.4.2 墩顶纵向水平位移验算.100 结 论.102 致 谢.103 0 前前 言言 毕业设计是大学教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合 教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。通过毕业设计,可以将以前学过的知识重 温回顾,对疑难知识再学习,对提高个人的综合知识结构有着重要的作用。通过毕业设计,使我们在资料 查找、设计安排、分析计算、施工图绘制、口头表达等各个方面得到综合训练,具备从事相关工作的基 本技术素质和技能。 目前，我国桥梁建筑中仍以预应力钢筋混凝土结构为主，其材料钢筋和混凝土造价较低，材料来 源丰富，且可以浇筑成各种复杂断面形状，节省钢材，承载力也不低，经过合理设计可以获得较好的 抗震性能。今后几十年，预应力钢筋混凝土结构仍将活跃在我国的建筑史上。框架结构体系的主要特 点是平面布置比较灵活，能提供较大的室内空间，对于办公楼是最常用的结构体系。 预应力混凝土简支梁桥的设计，除了要根据桥面高度、承载要求等合理选择结构材料、抗侧力结 构体系外，要特别重视桥梁截面形式和桥梁的总体布置。桥梁截面形式是指桥梁的平面和立面；桥梁 的总体布置指桥梁的平面布置和竖向布置。桥梁截面形式和桥梁的总体布置对桥梁结构的各方面性能 有决定性的作用。 毕业设计的三个月里，在指导老师的帮助下，经过查阅资料、设计计算、以及图纸绘制，加深了 对规范等相关内容的理解，巩固了专业知识，提高了综合分析、解决问题的能力。并熟练掌握了 AutoCAD 和结构设计软件桥梁大师，基本上达到了毕业设计的目的与要求。 框架结构设计的计算工作量很大，在计算过程中以手算为主，后面采用建筑结构软件桥梁大师进 行电算,并将电算结果与手算结果进行了误差分析对比。由于自己水平有限，难免有不妥和疏忽之处， 敬请各位老师批评指正。 1 两河口公路预应力梁桥两河口公路预应力梁桥 施工组织设计及预算施工组织设计及预算 第一部分第一部分 上部结构计算上部结构计算 第第 1 1 章章 初步设计初步设计 1.11.1 设计资料及构造布置设计资料及构造布置 1.1.1 桥梁跨径及桥宽 桥梁总长：250m 桥梁分孔布置：5 等跨 标准跨径：50m（墩中心距离） 主梁全长：49.96m 计算跨径：48.96m 桥面净空：净24m+1.75m×2=27.5m 1.1.2 设计荷载与设计车速 公路级，人群荷载 3.0kN/，每侧人行栏、防撞护栏重力的作用力分别为 1.52kN/m 和 4,99kN/m。根据使用要求确定设计车速为 80km/h。 1.1.3 材料及工艺 混凝土：主梁采用 C50，栏杆及桥面铺装用 C30。桥面铺装采用两层式：上面层 5cm 沥青；下面 层 8cm 混凝土。 预应力钢筋采用公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥函设计规范 （JTG D622004）的 s15.2 钢绞线，每束 9 根，全梁配 7 束，pk=1860MPa。 f 普通钢筋主梁采用 HRB335 钢筋；其他均采用 R235 钢筋。 按后张法施工工艺制作主梁，采用内径 83mm、外径 95mm 的预埋波纹管和夹片锚具。 1.1.4 设计依据 交通部，公路工程技术标准（JTG B01-2003） ，北京：人民交通出版社，2003 交通部，公路桥涵施工规范（JTJ 041-2000） ，北京：人民交通出版社，2000 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 D
