箱型梁毕业设计.doc

1、摘 要 1 摘要 桥梁是道路的的重要组成部分，它可以根据跨越建筑物的不同分为跨河桥和跨线桥，本设计的桥是某市的一座中型 桥，全长 150 米，分 5 跨，每跨跨径 30米。本设计采用的是后张法预应力混凝土简支箱型梁桥，标准跨径是 20m，梁的计算跨径是 19.16m，梁长 19.96m，主梁等截面箱型梁。半幅桥梁宽 12m，两侧采用刚性护栏宽度各 0.5m，不设人行道；桥面铺装采用 8cm 沥青混凝土和 10cm水泥 混凝土； 车道数为双向 4车道；汽车荷载为公路 级。上部构造形式采用4梁式；梁宽为 3.0m，梁预制高度为 1.1m。 本设计是关于桥梁上部结构的设计，具体包括以下几个部分：桥型

2、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；活载力计 算；荷载组合；预应力钢束的估算及其布置；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；行车道板的计算，支座计算以及护栏设计。 由于本人的能力有限，本设计不免有知识点错误以及考虑疏漏之处，敬请各位指导老师随时指出，本人将会在以后的学习和工作中努力加以改正和弥补！ 本设计在张弘强老师的指导下顺利完成，感谢张老师的督导和帮助！ 关键词： 简支箱型梁；后张法预应力；Abstract 2 Abstract The bridge is an important part of the way .According to th

3、e different across buildings ,it can be divided in to across river bridge and overpass bridge.The design of the bridge is a medium-sized city.The bridge which divided into 5 spans is 150 meters long,and each span is 30 metres.The design uses the post-tensioned prestressed concrete simply supported b

4、ox girder bridge, the standard span is 20meters and the calculation of beam span is 19.16m, while the beam length is 19.96 meters.The main girder is consistent section box beam. The half range of the bridge is 12 meters . Both sides of the rigid barrier width is 0.5meters,and no sidewalk. The bridge

5、 deck pavement is 8cm cement concrete and 10 cm asphalt concrete.There are four lanes for two-way,and the automobile loading for highway is first level.The upper structure form is consists of 4 beams type.The beam is breadth for 3.0 meters, and the precast height is 1.1meters. The design is aim at t

6、he upper structure about Bridges, specifically including the following several parts:1、 bridge-type layout and the determination of the size of the various parts of structures;2、 Select the calculation of the structure diagram;3、 Dead load internal force calculation; Live Load calculation; load comb

7、ination; 4 、Estimation of prestressed reinforcement and its layout， reinforcement calculation; prestress loss calculation;5、 Cross-section strength checking; section stress and deformation checking； 6、 Lane board calculation ； 7、 Bearing calculation and barrier design. While my limited capacity， the

8、re are unavoidable have some knowledge mistakes and omissions without enough consideration.I hope my respectful guide teacher can point out the errors at any time , I will word hard to correct it and make up in the future study and work! The last but not least ,I will attached my gratitude and thank

9、s to my guidance teacher Ms Zhang .The design is successfully completed with his help.I appreciate my thanks to his supervision and help again! Abstract 3 Keywords： simply supported box girder bridge； post-tensioned prestressed concrete； 目 录 0 目录 第一章、设计资料及上部结构布置 . 1 1.1设计概述 . 1 1.2设计资料 . 1 1.3截面形式 .

10、 2 1.4主梁间距与片数 . 2 1.5 主梁跨中主要尺寸拟定 . 3 1.5.1 梁高： . 3 1.5.2 横隔梁设置 . 3 1.5.3 箱梁顶、底、腹板厚度 . 4 1.6截面几何特性计算 . 4 1.6.1 毛截面面积 . 4 1.6.2 检验截面效率指标 . 6 第二章、主梁作用效应计算 . 8 2.1永久效应作用计算（按边主梁） . 8 2.1.1 一期 恒载（主梁自重） . 8 2.1.2 二期恒载 . 9 2.1.3 恒载作用效应 . 9 2.2 可变效应作用计算 . 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

11、.2.3 车道荷载的取值 . 18 2.2.4 计算可变作用效应 . 19 2.3主梁作用效应组合 . 22 第三章、预应力钢束的估算及其布置 . 24 3.1跨中截面钢束的估算和确定 . 24 3.2 预应力钢束布置 . 25 3.2.1 跨中截面及锚固端截面的钢束位置 . 25 3.2.2 钢束计算 . 26 第四章、计算主梁截面几何特性 . 31 第五章、承载能力极限状态计算 . 37 5.1跨中截面正截面抗弯承载力计算 . 37 5.2斜截面承载力验算 . 38 第六章、钢束预应力损失计算 . 42 6.1、预应力钢束与管道壁之间的摩擦引起的预应力损失 . 42 6.2由锚具变形、钢束

12、回缩引起的预应力损失 . 43 6.3混凝土弹性压缩引起的预应力损失 . 45 6.4由钢束应力松弛引起的预应力损失 . 46 目 录 1 6.5混凝土收缩和徐变引起的预应力损失 . 47 6.7 预应力损失汇总表及预加力计算 . 49 第七章、应力验算 . 52 7.1短暂状况下应力验算 . 52 7.2 持久状况构件的应力验算 . 52 第八章、正常使用极限状态抗裂性验算 . 58 第九章、主梁变形计算 . 62 第十章、端部锚固区局部承压计算 . 64 参考文献 . 0 第一章 设计资料及上部结构布置 1 第一章、设计资料及上部结构布置 1.1 设计概述 （ 1）设计标准与规范 公路桥涵

13、设计通用规范 简称通规 人民交通出版社（ JTGD60-2004） 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 人民交通出版社（ JTGD62-2004） 结构设计原 理 叶见曙 人民交通出版社（第二版） 桥梁混凝土结构设计原理计算示例 黄侨 人民交通出版社 桥梁工程 （ 2）上部结构形式 上部结构采用 20 米标准跨径的装配式预应力混凝土箱型简支梁桥。桥梁横断面采用箱型断面，截面抵抗正负弯矩的能力强。采用简支桥梁体系，主梁可以采用多片小箱梁横向湿接的拼装方法，减小了吊装重量，适用于 20-50 米的梁桥。并且不用在水中搭接支架。上、下部结构可以同时施工，缩短了工期。桥面连续，行车舒适。 1.2

14、 设计资料 标准跨径： 20.0 米 ; 计算跨径： 19.16 米 ; 主梁预制长度： 19.96 米 ; 半幅桥宽： 12.0 米 设计荷载为公路 级。 第一章 设计资料及上部结构布置 2 采用 1.5%的桥面横坡 000000000 钢筋 ： 预应力钢筋采用高强度低松弛 s 15.2 钢绞线， fpk =1860Mpa， MPapd 1260f 普通钢筋采用直径大于和等于 12mm 的采用 HRB335 钢筋；直径小于 12mm 均用 R235 钢筋。 本设计采用双向四车道布置，混凝土 设计总厚度 18cm，其中水泥混凝土厚度 10cm，沥青混凝土厚度 8cm。 按后张法施工工艺预制主梁

15、，预留预应力钢丝的孔道预埋波纹管形成，逐孔架设箱梁，现浇箱梁横隔板湿接缝。 1.3 截面形式 本设计采用抗弯刚度和抗扭刚度都很大的箱型截 面形式，按单箱单室截面设计。采用斜腹式，并采取先预制，再吊装的方法施工，减小了下部结构的工程量。 1.4 主梁间距与片数选用 考虑经济方面，主梁间距一般随梁高与跨径的增大而加宽。同时间距的提高能提高主梁截面效率指标 。因此在许可条件下应适当加宽箱梁间距。主梁间距采用 3.0 米，有半幅桥宽可确定有 4片梁。截面布置见下图。 第一章 设计资料及上部结构布置 3 1.5 主梁跨中主要尺寸拟定 1.5.1 梁高 ： 预应力混凝土简支梁桥的主梁高度与其跨径之比通常在

16、 1/151/25。考虑主梁的建筑高度和预应力钢筋的用量，当建筑高度不受限制时，增大梁高往往是较第一章 设计资料及上部结构布置 4 经济的方案，因为增大梁高可以节省预应力钢束用量，同时梁高加大一般只是腹板加高，而混凝土用量增加不多。同时，标准高跨比约为 1/171/19,本设计中取 1.1 米的主梁高度，其高跨比 1/18。 1.5.3 箱梁顶、底、腹板厚度 箱梁顶板主要考虑桥面板受力需要，确定厚度为 20cm；近梁端底板厚度除考虑受力外，还需考虑布置预应力钢束道的需要，拟定厚度为 20cm，其余部分为 15cm；近梁端处腹板厚度考虑布置预应力钢束道和抗剪强度的要求，拟定厚度 20cm,其余部分为 15cm。 1.6 截面几何特性计算 1.6.1 毛截面面积 按照上述资料拟定尺寸，绘制箱形梁的跨中截面图如下。采用分块面积法计算，同时偏安全考虑按跨中截面尺寸计算。 第一章 设计资料及上部结构布置 5 计算公式如下： 毛截面面积： in AA （ 1-1） 各分块面积对对顶板的面积矩 ： ii yAS i （ 1-2） 毛截面重心至上缘的距离： iiu AS /y （ 1-3） 毛截面惯性矩计算移轴公式： 】【 】【 2)( 2)(iin yyA IyyAIIuiiuii （ 1-4） 式中， nA -分块面积 iy -分块面积的重心至梁顶的距离 uy -毛截面重心至梁顶的距离