1、 320m 预应力混凝土连续箱梁分离式立交桥设计 摘 要 本设计为 3 2O 米预应力混凝土连续箱梁分离式立交桥 。由于设计要求上跨一条二级公路，因此选用互不影响直行交通的分离式立交桥。全桥为双向四车道，分左右两幅桥进行设计，单幅结构横向宽度为 12m。全桥采用先简支后连续的方法进行施工。在设计过程中，首先进行尺寸拟定，然后计算荷载横向分配系数，出于安全性和简便性，根据横向分配系数决定出以边梁为例进行内力组合并进行配筋计算 ,最后进行预应力损失及后期结构截面验算。 关键词 分离式立交桥 ,箱型梁，预应力混凝土， 横向分配系数 ABSTRACT The design for the 3 20 m
2、eters of prestressed concrete continuous box girder separate overpass. Because a secondary road across the design requirements, so choose independently of each other direct transport of Separated Interchange. Full two-way four-lane bridge, at around two bridge design, single structure transverse wid
3、th of 12m. Full-bridge using the first method simple and continuous support construction. In the design process, first, the size of the formulation, and then calculate the lateral load distribution coefficient, for security and simplicity, according to the lateral distribution coefficient to determi
4、ne the side beams and an example of a combination of internal forces Reinforcement, Finally prestressing loss and post-structural cross-sectional checking. Key Words: Separate overpass, Box girder, Prestressed concrete, Horizontal partition coefficient 目录 绪 论 - 1 1.设计资料 - 2 1.1 工程概况 - 2 1.2设计标准 - 3
5、1.3 设计使用材料及相关参数 - 3 1.4 设计使用规范 - 5 2.桥型方案比选 - 6 2.1预应力混凝土连续箱梁桥 - 6 2.2钢筋混凝土箱型拱桥 - 7 2.3预应力混凝土连续刚构桥 - 8 2.4比选方案表 - 9 2.5比选方案分析 - 10 3.上部结构尺寸拟定 - 11 3.1尺寸拟定 - 12 3.2毛截面几何特性 - 15 4.内力组合效应 - 16 4.1 自重作用效应的计算 - 16 4.1.1 结构自重作用荷载集度计算 - 17 4.1.2 内力计算 - 18 4.2 可变作用效应计算 - 22 4.2.1 汽车荷载的横向分布系数 - 22 4.2.2 冲击系数
6、 - 28 4.2.3 车道折减系数 - 28 4.2.4 可变作用效应计算 - 28 4.3温差应力的计算 - 33 4.4支座沉降的计算 - 35 4.5内力组合 - 37 4.5.1 按承载能力极限状态设计 - 37 4.5.2 按正常使用极限状态设计 - 38 4.5.3 计算结果 - 40 5 预应力钢筋的估算与布置 - 42 5.1钢束的估算 - 42 5.1.1 正弯矩配筋估算 - 42 5.1.2 负弯矩配筋计算 - 42 5.2钢束的布置 - 43 6 预应力损失及有效预应力计算 - 47 6.1 预应力钢筋张拉（锚下）控制应力 con - 47 6.2 钢束预应力损失 -
7、47 6.3截面预应力损失合计和有效预应力 - 53 7.箱梁及截面验算 - 56 7.1基本理论 - 56 7.2计算公式 - 56 8 抗裂验算 - 61 8.1基本理论 - 61 8.2 正截面抗裂验算 - 62 8.3斜截面抗裂验算 - 64 9.持久状况构件的应力验算 - 66 9.1持久状况应力计算与验算 - 67 9.1.1 持久状况混凝土压应力计算与验算 - 67 9.1.2 正常使用阶段钢束应力计算与验算 - 69 9.2短暂状况应力计算与验算 - 70 10 挠度验算 - 72 10.1 计算原理与方法 - 72 10.2 计算结果 - 72 10.3 变形验算与预拱度设置
8、 - 73 致 谢 - 74 参考文献 - 75 1 绪 论 本次毕业设计要求设计一座连续箱梁分离式立交桥，要上跨金武公路。从而 改善武威市凉州区白洪村附近交通状况。连续梁桥为中、小跨度常用的桥型，具有技术成熟，施工方便的特点。连续梁桥为超静定结构，是公路桥梁中最常用的桥型，在城市道路交通中应用也很广泛。 此地区地形起伏不大，但侵蚀现象严重。因此要求我们充分应用所学专业理论，理论联系实际，来完成这个桥梁的设计。从而培养和训练我们的专业设计能力、独立解决综合问题的能力和计算机 CAD以及 MIDAS 应用能力。通过毕业设计这一环节，使我们在老师的指导下，自己独立全面的完成一个工程设计，使我们在巩
9、固学过的课程的基础上，学会考虑问题，分析 问题，解决问题。并且继续帮助我们学到新东西。 培养我们勇于攀登高峰、刻苦钻研、实事求是、谦虚谨慎、认真负责的工作作风。毕业设计是学生走向工作岗位前的一次“实战演习”。 因此毕业设计对于培养学生初步的科学研究能力，提高其综合运用所学知识分析问题、解决问题能力有着重要意义。2 1. 设计资料 1.1 工程概况 1 、工程介绍 金昌至武威高速公路位于金昌市金川区、永昌县、武威市境内。本段起点位于永昌县境内， X181 北侧约 1.5km；终点位于永昌县水源镇与武威双城镇交界处，路线自西北向东南延伸，主要控制点有： 起点永昌县水源镇。本项目连接线按双向四车道一
10、级公路标准建设，主线按双向四车道高速公路标准建设，设计速度 80km/h，路基宽度 24.5m；路线全长 75.8062公里。 2、 地形地貌 拟建桥梁两侧置于高阶地之上，台地的边缘，地形起伏不大，侵蚀剥蚀严重现象严重。桥址区两侧台地之上现已开垦为农田。 3、地质 桥址区地层主要为第四系风积层、冲积层、洪积层、下白垩统河口群基岩。桥址区内无断裂构造，桥址区地质构造稳定。 桥址区地下水对混凝土结构具中腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋具中腐蚀性；桥址区冲积黄土 对混凝土结构具弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋具中腐蚀性，对钢结构具微腐蚀性。桥位处岩土工程地质分层及参数具体见桥位工程地质纵断面图及地质部
11、分工程地质勘察说明。 4、 本桥设计要点 本桥平面分别位于直线 (起始桩号 :K19+000，终止桩号 K19+187.722)：上，纵断面纵坡 2.72%；墩台径向布置。为了减小地震力的影响，桥墩宜采用自重轻、重心低、刚度均匀的结构。桥梁下部结构桥墩高度较小均采用圆形柱式墩。桥台根据具体桥梁特点即填土高度选择是否采用 U 形台、柱式台或肋3 板台。 1.2 设计标准 1.公路等级：一级公路（双向四车道） 2.设计荷载：公路 I级 3.设计洪水频率： 1/100 4.桥梁断面： 整体式路段大桥桥梁标准断面： 中桥： 2（ 0.5m防撞护栏 +净 10.75m+0.75m防护栏）； 5.桥面横坡
12、： 2.0%； 6.地震动峰值加速度：地震动峰加速度为 0.15g。 7.环境类别：类 1.3 设计使用材料及相关参数 1、主要材料 (1) 混凝土 预制箱梁、横梁、现浇接头及湿接缝采用 C50 砼；墩台盖梁、桥台耳背墙以及墩台身采用 C30 砼；墩台钻孔灌注桩基础及系梁采用 C30 砼，支座垫石采用 C40 砼。其质量要求应符合公路桥涵施工技术规范（ JTG/T F50-2011）的有关规定。 (2) 钢材 1) 普通钢筋 HRB335 带肋钢筋应符合钢筋砼用钢 .第 2 部分 .热轧带肋钢筋（ GB1499.2 2007）的规定， R235 光圆钢筋应符合钢筋砼用钢 .第 1部分 .热轧光
13、圆钢筋（ GB1499.1 2008）的规定，且焊接钢筋应满足可焊要求；4 钢筋焊接网应符合钢筋砼用钢筋焊接网 (GB/T 1499.3 2002)的规定。凡钢筋直径 12mm 者，均采用 HRB335 带肋钢筋；直径 12mm 者采用 R235光圆钢筋。焊接质量满足钢筋焊接及验收规程（ JGJ18-2003）。 2) 预应力钢绞线 预应力钢绞线技术标准应符合国家标准预应力砼用钢绞线(GB/T5224-2003)的规定，抗拉标准强度 fpk 1860M Pa，公称直径 15.2mm，公称面积 140mm2，弹性模量 Ep=1.95 105M Pa，松弛率为 3.5%。 3) 钢板、钢管 Q23
14、5 钢板、钢管应符合碳素结构钢（ GB/T700-2006）的规定。 4) 锚具 锚具参 照 OVM 系列锚具及其配套设备设计。施工时可采用任何符合预应力筋锚具、夹具和连接器（ GB/T14370）要求的产品。但需请注意相关尺寸改变而引起的相应改变。 5) 预应力管道 箱梁底板纵向预应力管道、顶板负弯矩钢束管道采用增强型镀锌钢波纹管成孔。波纹管内径与最小钢带厚度关系严格按照预应力砼用金属波纹管（ JG225 2007）标准执行， (3) 其它材料 水泥采用 525 号高强水泥，砂、石、水等的质量要求均按公路桥涵施工技术规范 (JTJ 041-2000)的有关要求执行。 2、相关参数 设计环境类
15、别 为类 相对湿度 55 5 墩、台不均匀沉降考虑为 L/3000 竖向梯度温度效应：考虑沥青铺装层和桥面现浇层对梯度温度的影响 , 按现行规范规定取值。 预应力管道成型为镀锌钢波纹管： 管道摩擦系数 0.23 管道偏差系数 0.0015 l m 钢筋回缩和锚具变形为 6mm 1.4 设计使用规范 （ 1）公路工程技术标准（ JTG B01 2003） （ 2）公路勘测规范（ JTG C10 2007） （ 3）公路工程水文勘测设计规范（ JTG C30 2002） （ 4）公路 工程地质勘察规范（ JTJ 064 98） （ 5）公路桥涵设计通用规范（ JTG D060 2004） （ 6）
16、公路圬工桥涵设计规范（ JTG D061 2005） （ 7）公路钢筋砼及预应力砼桥涵设计规范（ JTG D62 2004） （ 8）公路桥涵地基与基础设计规范（ JTG D63 2007） （ 9）公路涵洞设计细则（ JTG/T D65 04 2007） （ 10）公路桥梁抗震设计细则（ JTG/T B02 01 2008） （ 11）公路桥涵施工技术规范（ JTG/T F50 2011） （ 12）公路交通安全设施设计规范（ JTG D81 2006） （ 13）公路交通安全设施设计细则（ JTG/T D81 2006） （ 14）公路工程砼结构防腐蚀技术规范（ JTG/T B07 01 2006）
