學(xué)士預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁++m設(shè)計(jì)

勝利河橋設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介土木工程交通土建方向（1）班xxxxxxxxxx指導(dǎo)教師：xxxxxx摘要本設(shè)計(jì)是根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求和《公路橋規(guī)》的規(guī)定對(duì)勝利河橋進(jìn)行方案比選和設(shè)計(jì)的。對(duì)該橋的設(shè)計(jì)，本著“安全、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、美觀”的八字原則，本設(shè)計(jì)提出三種不同的橋型方案進(jìn)行比較和選擇。方案一為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋，方案二為梁拱組合體系橋，方案三為懸索橋。經(jīng)由以上原則以及設(shè)計(jì)施工等諸多方面考慮后，確定預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋?yàn)樽罱K設(shè)計(jì)方案。本預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋共分為三跨（30m+50m+30m）主跨50m，邊跨對(duì)稱30m；主梁采用單箱單室預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，跨中梁高為1.5m，支座處梁高為2.8m，截面高度按二次拋物線形式變化；橋面凈寬為7+2×1.5m；設(shè)計(jì)荷載為公路-Ⅰ級(jí)。在設(shè)計(jì)中，運(yùn)用了橋梁設(shè)計(jì)軟件Midas建立橋梁模型，并對(duì)橋梁恒載、活載及徐變內(nèi)力進(jìn)行分析計(jì)算，得出預(yù)應(yīng)力鋼束的預(yù)估值。最后對(duì)主梁的應(yīng)力、變形等進(jìn)行驗(yàn)算。經(jīng)分析比較及驗(yàn)算表明該設(shè)計(jì)計(jì)算方法正確，內(nèi)力分布合理，符合設(shè)計(jì)任務(wù)的要求。關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁變截面連續(xù)梁Midas橋梁模型AbstractThedesignisbasedontherequirementsofthedesigntaskand"HighwayBridgeRegulation".Thedesignofthebridgeiscarriedoutintheeight-characterrulerof"safety,pratically,economicallyandaeshetic"bycomparingandchoosingthebestone.Thefirstprogramiscontinousprestressedconcretegriderbridge,thesecondonethebeamcombinationofarchbridge,andthethirdoneisthesuspensionbridge.Accdodingtotheaboveprinciplesandconstructionfactors,theprestressedconousbridgeischosentotheultimate.Thecontinousprestressedconcretegirderbridgeisdividedintothreeinters,(30m+50m+30m),withthemainspanof50m,and30m-symmetryone.Prestressedconcreteboxgriderisusedasthemainbeam;thebeamdepthinthemid-spanis1.5m,whileatthesupportbearingitis2.8m.Thesectionaldepthischangedintheformofparabolic.Thenetwidthofthedeckis7+2x1.5m,andthedesignloadisforthehighway-I.Inthedesign,thebridgedesignsoftwareMIDASisusedtogetthecalculationmodel.Byanalyzingandcomputingthedeadload,liveloadandinternalforce,theestimatedvalueoftheprestressedstrandisgot.Finally,checkingcalculationiscarriedouttothestressanddeformationofthemainbeam.Theresultsoftheanalysisandcheckingcalculationshowthatthedesigncalculationmethodiscorrect,andtheinternalforcedistributionisreasonabletothedesigntask.Keywords:prestressedconcrete;box-girder;non-uniformcontinuousbeam;MIDASbridgemodel設(shè)計(jì)原始資料本設(shè)計(jì)為K70+364.8勝利河橋設(shè)計(jì)，相關(guān)設(shè)計(jì)資料及參數(shù)如下：1．設(shè)計(jì)橋梁的橋位地形及地質(zhì)圖一份；2．設(shè)計(jì)荷載：公路-Ⅰ級(jí)；人群：3.5kN/m2；3．設(shè)計(jì)時(shí)速：60km/h；4．橋面寬度：凈-7+2×1.5(人行道)；5．橋面橫坡：1.5%；6．通航等級(jí)：Ⅳ-(4)。一．方案比選本橋的設(shè)計(jì)是根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求和《公路橋規(guī)》的規(guī)定，本著“安全、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、美觀”的八字原則，提出了三種不同的橋型方案進(jìn)行比較和選擇。方案一為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋，方案二為梁拱組合體系橋，方案三為懸索橋。經(jīng)由以上原則以及設(shè)計(jì)施工等諸多方面考慮后，確定預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋?yàn)樽罱K設(shè)計(jì)方案。二．上部結(jié)構(gòu)形式及尺寸擬定1．主跨徑的擬定本設(shè)計(jì)經(jīng)方案比選后采用三跨一聯(lián)預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，全長(zhǎng)110m。根據(jù)橋下通航凈容要求，主跨徑定為50m。邊跨采用0.6倍的中跨徑，即30m。2．順橋向梁的尺寸擬定本橋主梁采用單箱單室預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，跨中梁高為1.5m，支座處梁高為2.8m，截面高度按二次拋物線形式變化。3．橫橋向的尺寸擬定箱梁頂板厚度取20cm；跨中處底板厚30cm，以便布置預(yù)應(yīng)力束，支點(diǎn)處底板厚度取60cm，中間底板厚成線性變化；腹板厚度由于要布置預(yù)應(yīng)力鋼束錨頭，故采用40cm；承托尺寸采用；考慮到跨度較小，因此只在支座處設(shè)置一道橫隔板，板厚取1m；人行道板采用擱置式人行道板。4．橋面鋪裝橋面鋪裝選用8cm厚的防水混凝土作為鋪裝層，上加2cm厚的瀝青混凝土磨耗層，共計(jì)10cm厚。5．本橋主要材料主梁采用C50混凝土，預(yù)應(yīng)力鋼筋采用低松弛鋼絞線（標(biāo)準(zhǔn)型），非預(yù)應(yīng)力鋼筋采用HRB335級(jí)鋼筋，人行道板、欄桿采用C20混凝土。三．橋面板的計(jì)算按多跨連續(xù)單向板來(lái)計(jì)算橋面板在恒載及活載作用下的橫向彎矩，并作出橫向彎矩圖。最后利用此所求彎矩值結(jié)合《公預(yù)規(guī)》對(duì)橋面板進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)。四．主梁內(nèi)力計(jì)算計(jì)算出各截面的毛界面特性（間隔0.5m），根據(jù)施工吊裝能力（40t）對(duì)全橋進(jìn)行節(jié)段劃分。之后利用Midas橋梁計(jì)算軟件建模，將主梁平分為220個(gè)單元，每單元0.5m。僅考慮混凝土收縮徐變對(duì)結(jié)構(gòu)次內(nèi)力的影響。運(yùn)行分析后輸出恒載及活載內(nèi)力，按承載能力極限狀態(tài)與正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行內(nèi)力組合。五．主梁配筋計(jì)算預(yù)應(yīng)力配筋應(yīng)滿足各施工階段及成橋營(yíng)運(yùn)的受力要求，鋼筋布置符合構(gòu)造要求，包括預(yù)應(yīng)力錨具選擇，鋼束空間布置等，并盡量方便施工。利用Midas橋梁計(jì)算軟件，輸入鋼絞線種類為1×7標(biāo)準(zhǔn)型，，公稱直徑為15.2mm，截面積為139mm2，運(yùn)行分析后輸出各截面預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)估數(shù)量。之后對(duì)各截面預(yù)應(yīng)力鋼束進(jìn)行布置。由預(yù)應(yīng)力鋼束估算表可知，全橋預(yù)應(yīng)力鋼束最多處為87根，取為90根，因此，預(yù)埋管道采用金屬波紋管，每根波紋管內(nèi)設(shè)置9根預(yù)應(yīng)力鋼束，內(nèi)力最大處布置10根波紋管。由于本橋施加預(yù)應(yīng)力的方法為后張法，為保證混凝土中最大集料在澆筑混凝土?xí)r能順利通過(guò)，波紋管間水平凈距取5cm。因?yàn)殇撌噱^固與箱梁腹板，因此對(duì)鋼束進(jìn)行了平彎與豎彎的設(shè)計(jì)。六．截面承載能力極限狀態(tài)計(jì)算進(jìn)行了正截面及斜截面承載力的計(jì)算，經(jīng)計(jì)算正截面承載能力滿足設(shè)計(jì)要求，并按計(jì)算結(jié)果對(duì)斜截面配置了箍筋。七．鋼束預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算由于施工中預(yù)應(yīng)力索的張拉采用后張法，故對(duì)以下各項(xiàng)預(yù)應(yīng)力損失進(jìn)行了計(jì)算：預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道壁之間的摩擦；錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮；混凝土的彈性壓縮；預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力松弛；混凝土的收縮和徐變。最后計(jì)算出跨中與制作截面的預(yù)應(yīng)力損失平均值。為應(yīng)力驗(yàn)算提供依據(jù)。八．應(yīng)力驗(yàn)算以混凝土受彎構(gòu)件使用階段截面混凝土的法向壓應(yīng)力和受拉區(qū)鋼筋的拉應(yīng)力不超過(guò)規(guī)定的限值為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行應(yīng)力驗(yàn)算。第九章抗裂性驗(yàn)算一．正截面抗裂性公路橋涵的持久狀況應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)的要求，對(duì)構(gòu)件進(jìn)行抗裂性的驗(yàn)算。在進(jìn)行抗裂性計(jì)算時(shí)，作用（或荷載）的效應(yīng)（其中汽車荷載不計(jì)沖擊系數(shù)）應(yīng)采用短期效應(yīng)設(shè)計(jì)組合值，結(jié)構(gòu)材料性能采用其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。二．斜截面抗裂性預(yù)應(yīng)力混凝土梁斜截面的抗裂性驗(yàn)算是通過(guò)梁體混凝土主拉應(yīng)力驗(yàn)算來(lái)控制的。主應(yīng)力驗(yàn)算在跨徑方向應(yīng)選擇剪力與彎矩均較大的支座截面進(jìn)行。斜截面抗裂性驗(yàn)算只需要在作用（或荷載）短期效應(yīng)組合下的混凝土主拉應(yīng)力。第十章主梁變形計(jì)算本設(shè)計(jì)中主梁變形（撓度）計(jì)算近似利用簡(jiǎn)支梁撓度計(jì)算方法進(jìn)行。連續(xù)梁較簡(jiǎn)支梁由于支座處產(chǎn)生的負(fù)彎矩能顯著地減小跨中撓度，因此利用簡(jiǎn)支梁的計(jì)算方法計(jì)算跨中撓度是偏于安全的。參考文獻(xiàn)范立礎(chǔ)主編．橋梁工程．北京：人民交通出版社，1996姚玲森主編．橋梁工程．北京：人民交通出版社，1985范立礎(chǔ)主編．預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋．北京：人民交通出版社，1996張繼堯主編．懸臂澆筑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋．北京：人民交通出版社，2004中華人民共和國(guó)交通部標(biāo)準(zhǔn)．公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTGD62-2004)．北京：人民交通出版社，2004