5跨32米简支梁桥设计论文.docx

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1、书目1 .原始资料，设计要求，方案比选71.1 原始资料71.2 设计要求71.3 方案比选82 .设计资料及构造布理102.1 设计资料102.1.1 桥面跨径及宽度102.1.2 设计荷载112.1.3 材料及工艺112.1.4 设计依据112.2 构造布身112.2.1 主梁间距及主梁片数112.2.2 主梁尺寸拟定112.2.3 横截面沿跨长变更122.2.4 横隔梁设计122.2.5 桥面铺装122.2.6 桥梁横断面图122.3 主梁毛截面几何特性计算132.3.1 计算截面几何特性132.3.2 检验截面效率指标P143 .主梁内力计算143.1 主梁恒载内力计算143.1.1

2、第一期恒栽（主梁自重）143.1.2 其次期恒戏（主梁现浇湿接缝）153.1.3 第三期恒载（防撞墙、桥面铺装）153.1.4 恒载集度汇总163.2 恒载内力164 .荷载横向分布计算174.1 支点截面横向分布系数计算171.1.1 正截面承载实力计算491.1.2 斜截面承载力计算506.7 预应力损失估算536.7.1 预应力钢筋与管道间摩擦引起的项应力损失分计算536.7.2 锚具变形、钢丝回缩引起的应力损失巧2556.7.3 预应力钢筋分批张拉时混凝土弹性压缩引起的预应力损失566.7.4 钢筋松弛引起的预应力损失%.576.7.5 混凝土收缩、徐变引起的损失。伯576.7.6 预

3、应力损失组合606.8 应力验克606.8.1 短暂状况的正应力验算606.8.2 长久状况的正应力验算616.9 抗裂性验算656.9.1 作用短期效应组合作用下的正截面抗裂验算656.9.2 作用短期效应组合作用下的斜截面抗裂验算666.10 主梁挠度计算677,支座的设计687.1 板式橡胶支座的选用687.2 计算支座反力687.3 支座平面尺寸的确定687.4 确定支座的厚度697.5 支座偏转状况险算697.5.1 计算支座的平均压缩变形697.5.2 计算梁端转角707.5.3 验算偏转状况707.6 验算支座的抗滑桎定性707.6.1 计算温度变更引起的水平力707.6.2 验

4、算抗滑桎定性708,桥墩设计708.1 桥墩类型及主要材料708.2 桥墩截面尺寸拟定711 .原始资料，设计要求，方案比选1.1 原始资料该桥范围内的地质概况如卜.：I.山前冲洪枳倾斜平原区。第四系全新统人工填筑土：稍湿，松散，Il级一股土：冲洪枳粉土，稍海一潮湿，稍密一中需，Il级一般土，1,=l2()AP:细圆砾土：灰褐色,稍湖-潮湿，中密，H级一般土,q=400H%:粗圆砾土:灰褐色,梢湿一潮湿，中密,In级硬土;o=5OOAPs取石土：灰褐色，潮湿，中密，山级硬上：4=600%。上更新系至全新系统洪积细圆砾十.：灰褐色，稍湿一潮湿，中密，H级一般土，o=450A：粗圆砾土：粗圆砾土：

5、灰褐色，稍湿一潮湿，中密，IH级健土：=55()Sa：卵石十.：灰褐色，潮湿，中密，IH级硬十：o=65OV/.本段大风频繁，主导风向NE,风蚀作用猛烈。地表板结，其次生盐满化。该区可能具季节性洪流，为漫流区，应在上游做好导、被水措施。2 .洪积平原区。第四系上更新统一全新统粉土：稍湿，稍密，Il级般土，1=100APa:中砂：灰褐色，潮湿，中密一密实，级松土，o=3-35OAP;细圆砾土：稍湿，中密一密实，IH级硬土一N级软石，o=550600kPai卵石土：浅灰色，灰白色，稍湿，中密一密实，IH级硬土一IV级软石，c=650700mI：地卜冰位埋深大于60m,本段大风频繁，主导风向NE,风

6、蚀作用猛烈。地表板结，其次生盐渍化。该区可能具季节性洪潦，为漫流区，应在上游做好导、截水措施。3 .山前第四系上更新统至全新统细圆砾上：中密一密实，I【级一般上一山级硬土，%=450500M%:粗圆砾土：密实为主，IV级软石，0=7(X)W.,表乂含盐，有板结，其次生盐愦化,区内有季节性洪流,由于简支梁桥受力明确，构造简洁,于本设计的规模。简支梁属于解定结构,但是造价低康劳动力好用少，工作量小,留意防排水。施工便利，可便于装配施工，省时省工，适用受力不如连续梁,同时伸缩缝多,养护麻烦,经济，运用于中小型桥梁。1.2 设计要求本设计依据详细状况，须要满意以下要求：1)运用上的要求。车道宽度应保证

7、车辆的平安行咬，为将来的交通员增长须要。2)经济上的要求。坚持因地制宜、就地取材、便利施工的原则，合理选用适当的桥型。并能满意快速施工的要求以达到缩短工期的桥梁设计，以提早通车在运输上带来大的经济效应。3）结构尺寸和构造上的要求。盛个桥梁结构及各部分构件，在制造、运输和运用过程中应具有足够的强度、刚度、槎定性和耐久性。4）美观上的要求。在外观上力求与四周的荒致相协调。1.3 方案比选依据原始资料和设计要求，初步拟定以下三种方案：方案一：中承式梁拱组合桥ZITnTnIK图1-1中承式梁拱坦合桥1）孔径布置：30m（边畤）+l（X）m（中跨）+3Om（边跨）=160m,主踏拱肋矢聘比为1：4,矢高

8、20m,拱肋高出桥面13m。2）主跨结构构造：主跨拱肋的构造以桥面为界分成二种，桥面以上为哑铃型钢管混凝土，桥面以下为实心矩形钢筋混凝土拱肋。二片拱明之间在桥面以无风撑连接，在侨面以卜.设置斜探，加强拱脚部分横向刚度。边跨拱肋采纳钢筋混凝土实心矩形截面。加劲纵梁采纳钢筋混凝土箱型截面。拱肋与加劲梁刚接，并在连接处设置强大横梁，拱肋与加劲梁之间设置Il根吊杆，间距为6米，纵梁在吊杆处均设预应力的混凝土横梁，横梁以上浇注混凝土桥面板。预应力束通过加劲纵梁，使横隔梁与加劲纵梁形成整体框架。3）桥墩基础：主墩基础采纳圆形混凝土沉井，分别以卵石层和麻层为持力层。方案二：预应力混凝土连续箱型梁桥1）孔径布

9、置：预应力混凝土变截面先简支后连续梁桥，分五瞄，每跨32米，全长共160m.2）生梁结构构造：主梁为预制预应力钢筋混凝土箱型梁。主梁间距333cm,采纳等被面梁高160cm,跻中截面顶板厚度IOcm,顶板与腹板相交处设置三角承托。腹板水平厚度24.7cm,底板20cm,腹板与底板相接处设置下三角承托。金分割0.618(1236m),美观、合理。依据桥位处的地质条件,如建立有推力的拱式体系，明显要加大卜一部结构的造价，中承式拱梁组合体系不仅外形美观，有利于与四周环境协调，而且其推力由加劲纵梁承受，避开了推力问题。加劲梁的建筑高度小，便于桥梁两端与路途的连接。同时，结构的正负弯矩安排比较合理。但是

10、中承式拱梁组合桥施工难度大，造价高.方案二是预应力混凝土箱型连续梁桥，从运用效果方面看，该结构属于超静定结构受力较好，无伸缩缝，行车条件好，养护便利。柱式墩台，协作桩基础结构稳定，施工便利对地基的强度不过分依靠，对手本设计的亚粘土-粉沙地形尤为如此.但是预应力连续梁的技术先进，工艺要求比较严格，须要特地设备和特地技术娴熟的队伍，且预应力梁的反拱度不简洁限制，该方案机具耗用多，前期投入大，成本较多，成本回收难.方案三是预应力混凝土箱型简支梁桥，简支梁桥是我们最早运用的桥型，也是应用最为广泛的桥型。它受力简洁，梁中只有正弯矩，体系温度、混凝土收缩徐变、张拉预应力等均不会在粱中产生附加内力，设计计算

11、便利，最简洁设计成各种标准跨彳仝的装配式结构。由于荷支梁是静定结构，结构内力不受地基变形的影晌，对基础要求较低，适用于地基较差的桥址上建桥。在多孔筒支梁桥中，相邻桥孔各自雎独受力，便于预制、架设、简化施工管理，施工费用低，因此被广泛采纳。缺点是简支梁属于静定结构，受力不如连续梁，同时伸缩缝多，养护麻烦，但是造价低廉劳动力耗用少，工作量小，经济，中小型桥尤其适用.综上，由时比我们可以看出方案三所需设备较少，占用施工场地少，对地基承载实力的要求不悬，现行的施工技术、施工工艺和施工设备都很完善，施工难度小，造价低，工期短，适合中小型桥梁.所以，方案三是最佳选择.2.设计资料及构造布置2.1 设计资料

12、桥面路径及宽度标准跨径：总体方案选择的结果，采纳装配式预应力混凝土箱型梁，跨度32m,共五跨。主梁长：伸缩缝采纳4cm,预制梁长31.96m。计算跨径:取相邻支座中心间距31.5m。桥面净空：由于桥所在线路宽度较大，所以采纳分别式桥。单侧桥横向布置：0.5x2(护栏)+3.75x4(四车道)+1(左路利)+3(右路肩)=20m设计荷教依据线路的等级,确定荷载等级，由一级马路，设计时速100Am/介可查得：计算荷载：马路一级荷载。材料及工艺I)水泥混凝土：主梁、栏杆采纳C50号混凝土，桥面铺装采纳C50号混凝上。抗压强度标准值=32.4MPa,抗压强度设计值,G=22.4MPa,抗拉强度标准值=

13、2.65MPa-抗拉强度设计(ft=1.83MPaE1=3.45IO4MPa.2)预应力钢筋采纳(ASTMA4l6-97a标准)低松弛钢绞线以7标准型.抗拉强度标准值(=1861)MPa.抗拉强度设计值.=1261)MPa,公称直径15.2mm,公称面积139mn2,弹性模盘月,=1.95x8MPa。3)般钢筋采纳HRB335：抗拉设计强度(=28(WPa,抗拉设计标准值九=335M4,弹性模量E=2.()XO-MPa。设计依据1 )马路桥涵设计通用规范(JTGD60-2004)：2 )6马路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTJD622OO4):2.2 构造布置主梁间距及主梁片数为使材

14、料得到充分利用，拟采纳抗湾刚度和抗拉刚度都较大的箱型截面，按单箱单室截面设计，为削减下部结构的工程数量，采纳斜腹式。施工方法采纳先预制，再加装的方法。在保证行车道板运用性能一挠度和裂限制的前提下，将预制箱梁限制在可以吊装的范围内，整桥横向按6片预制箱梁布置,设计主梁间距均为3.33m,边主梁宽3.23m,中主梁宽3.13m,主梁之间留0.2m后浇段，以减轻吊装重量，同时能加强横向整体性.主梁尺寸拟定1)主梁高：依据预应力混凝土简支梁的截面尺寸设计阅历梁高跨比通常为1/15-1/25.本设计取1/20,即梁高h=1.6m.2)顶板宽度与厚度：顶板宽度在桥面宽度和主梁片数确定以后,就已经确定：3.

15、33m；图2-2箱梁支点面图2.3桥梁横断面图(单位，Cm)2.3 主梁毛截面几何特性计算计算截面几何特性本设计采纳分块面积法，因为只在距支点Im处起先变微面，为了简便计算，可近似按等裁而计算，所以只需计算主梁运用时路中截面的几何特性,计算公式如下：毛截面面积：l=Am(2-1)各分块面积对上缘的面积距：Si=Ai.yi(2-2)毛截面重心至梁顶的距离：=Siyi(2-3)毛截面惯性距计算移轴公式：11=+A(y1-y,)2(2-4)式中：4一分块面枳：片一分块面枳重心至梁顶的距离：兄一毛截面重心至梁顶的距离：2各分块面枳对上缘的面积距：/,一各分块面积对其自身全心的惯性距。利用以上公式，计算运用时跨中截面的几何特性，将结果列入下表中。其中，矩形截面惯性矩三角形惯性矩:/。=蜉1236V4=Sjyl=67.56mI=lli+A,(yi+.va)j)=39428000m4表2-1主梁面几何特性计