混凝土简支T梁桥施工图设计

0山东交通学院2015 届毕业生毕业设计设 计 书题目： 滨德高速 430m 装配式预应力混凝土简支 T 梁桥施工图设计专 业： 土木工程 班 级： 土木 学 号： 姓 名： 指导教师： 完成日期： 2015 年 6 月 1摘 要预应力混凝土梁式桥在我国桥梁建筑上占我重要的地位，在目前，对于中小跨径的 永久性桥梁，无论是公路桥梁或者城市桥梁，都在尽量采用预应力混凝土梁式桥，因为 这种桥梁具有就地取材，工业化施工，耐久性好，适应性强，整体性好以及美观等多种优点。本设计采用装配式简支 T 梁结构，其上部结构由主梁、横隔梁、行车道板，桥面部 分和支座等组成，显然主梁是桥梁的主要承重构件。其主梁通过横梁和行车道板连接成 为整体，使车辆荷载在各主梁之间有良好的横向分布。桥面部分包括桥面铺装、伸缩装 置和栏杆等组成，这些构造虽然不是桥梁的主要承重构件，但它们的设计与施工直接关 系到桥梁整体的功能与安全，这里在本设计中也给予了详细的说明。本设计主要受跨中正弯矩的控制，当跨径增大时，跨中由恒载和活载产生的弯矩将 急剧增加，是材料的强度大部分为结构重力所消耗，因而限制的起跨越能力，本设计采 用 27m 标准跨径，合理地解决了这一问题。在设计中通过主梁内力计算、应力钢筋的布 置、主梁截面强度与应力验算、行车道板及支座、墩台等等设计，完美地构造了一座装 配式预应力混凝土简支 T 梁桥，所验算完全符合要求，所用方法均与新规范相对应。本 设计重点突出了预应力在桥梁中的应用，这也正体现了我国桥梁的发展趋势。关键词：预应力，简支 T 梁，后张法，应力验算王腾飞：滨徳高速 430 装配式预应力混凝土简支 T 梁桥施工图设计2AbstractThe prestressed concrete beam plate bridge occupies my important status in our country bridge construction, in at present, regarding small span permanent bridge, regardless of is the highway bridge or the city bridge, all as far as possible is using the prestressed concrete beam plate bridge, because this kind of bridge has makes use of local materials, the industrialization construction, the durability is good, compatible, integrity good as well asartistic and so on many kinds of merits.This design uses assembly type simple support T beam structure, its superstructure by the king post, septum transversum beam, the lane board, the bridge floor part and the support and so on is composed, the obvious king post is the bridge main carrier. Its king post connects into the whole through the crossbeam and the lane board, enable the vehicles load to have the good traverse between various king posts .Bridge floor part including compositions and so on flooring, expansion and contraction installment and parapet, these structures although is not the bridge main carrier, but their design and the construction relates the bridge whole directly the function and the security, here has also given the detailed explanation in this design.This design mainly steps the sagging moment control, when the span increases, cross the bending moment which produces by the dead load and the live load the sharp growth, is the material intensity majority of consumes for the structure gravity, thus limits the spanning ability, this design uses the 27m standard span, has solved this problem reasonably. In the design through the king post endogenic force computation, the stress steel bar arrangement, king post section intensity and stress checking calculation, lane board and support, pillar Taiwan and so on designs, a structure assembly type prestressed concrete simple support T beam bridge, the checking calculation completely has conformed to the requirement perfectly, uses the method and the new standard corresponds. This design has highlighted the pre-stressed with emphasis in the bridge application, this has also been manifesting our country bridge trend of development.Key word: Pre-stressed， Simple support T beam，Tensioning，Stress checking calculation 3目 录前言.1第 1 章.桥梁设计基本资料 .11.1 滨德高速 K72+943.5 中桥工程地质资料.11.1.1 气候条件 .11.1.2 地质资料.21.2 设计规范.3第 2 章 桥型设计方案.52.1 方案一：预应力钢筋混凝土简支梁（锥型锚具）.52.1.1 基本构造布置.52.1.2 设计荷载.52.2 方案二：钢筋混凝土箱形拱桥 .62.2.1 方案简介.62.2.2 尺寸拟定 .62.2.3 桥面铺装及纵横坡度.72.2.4 施工方法 .72.2.5 总结 .7第 3 章上部结构设计 .83.1 设计资料及结构布置 .83.1.1 设计资料.83.1.2 横截面布置 .83.1.3 横截面沿跨长变化 .113.1.4 横隔梁的布置 .113.2 主梁作用效应计算.113.2.1 恒载内力计算 .113.2.2 活载内力计算 .133.2.3 计算横向分布系数 .133.2.4 计算最大弯矩和最大剪力 .173.2.5 主梁效应作用组合.213.3 钢筋面积的估算及钢束布置 .213.3.1 受压翼缘有效宽度 bf 的计算.213.4 钢束预应力损失估算 .303.4.1 预应力钢筋与管道间摩擦引起的预应力损失 l1 .303.4.2 锚具变形、钢丝回缩引起的应力损失 l2.303.4.3 预应力钢筋分批张拉时混凝土弹性压缩引起的应力损失 l4.323.4.4 钢筋松弛引起的预应力损失王腾飞：滨徳高速 430 装配式预应力混凝土简支 T 梁桥施工图设计4 l5.323.4.5 混凝土收缩、徐变引起的损失 l6. .323.5 应力验算 .353.5.1 短暂状况的正应力验算.353.5.2 持久状况的正应力验算 .35第 4 章基础的设计 .374.1 盖梁的计算 .374.1.1 荷载计算. .374.1.2 内力计算 .454.2 桥墩墩柱计算 .454.2.1 荷载计算 .454.2.2 截面配筋计算及应力验算 .474.3 钻孔灌注桩计算.494.3.1 荷载计算 .494.3.2 桩长计算 .504.3.3 桩的内力计算（m 法） .514.3.3.1 桩的计算宽度的计算 .514.3.3.2 桩的变形系数的计算 .514.3.3.3 弯矩与水平压力的计算.524.3.3.4 桩身弯矩 M z .524.3.4 桩身截面配筋与强度验算 .534.3.5 桩顶纵向水平位移验算 .544.3.5.1 水平位移和转角计算 .544.3.5.2 桩顶纵向水平位移验算.55结论.58致谢.59参考文献.605王腾飞：滨徳高速 430 装配式预应力混凝土简支 T 梁桥施工图设计0前 言公路桥梁交通是为国民经济、社会发展和人民生活服务的公共基础设施，是衡量一 个国家经济实力和现代化水平的重要标志。我国从“七五”开始，公路建设进入了高等 级公路建设的新阶段，近几年随着公路等级的不断提高，路桥方面知识得到越来越多的 应用，同时，各项规范也有了较大的变动，为掌握更多路桥方面知识，我选择了 30m 装 配式预应力混凝土简支 T 梁设计这一课题。本设计是根据设计任务书的要求和公路桥规的规定，选定装配式预应力 T 形截 面简支梁桥，该类型的梁桥具有受力均匀、稳定，且对于小跨径单跨不产生负弯矩，施 工简单且进度迅速等优点。设计内容包括拟定桥梁纵,横断面尺寸、上部结构计算，下 部结构计算，施工组织管理与运营，施工图绘制,各结构配筋计算，书写计算说明书、 编制设计文件这几项任务。在设计中，桥梁上部结构的计算着重分析了桥梁在施工及使用过程中恒载以及活 载的作用力，采用整体的自重荷载集度进行恒载内力的计算。按照新规范公路 I 级车道 荷载进行布置活载，并进行了梁的配筋计算，估算了钢绞线的各种预应力损失，并进行 预应力阶段和使用阶段主梁截面的强度，正应力及主应力的验算。下部结构采用以钻孔 灌注桩为基础的墩柱，并分别对桥墩和桩基础进行了计算和验算。主要依据公路钢筋 混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D062-2004）,公路桥涵地基与基础设计 规范（JTJ 024-85、,公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（简称预规） JTG D602004公路桥涵设计通用规范（简称通用规范）在本次设计过程中，新旧规范的交替，电脑制图的操作，都使我的设计工作一度陷 入僵局。在指导老师郑桂兰老师及本组其他组员的帮助下，才使的这次设计得以顺利完成。 在此，对老师和同学们表示衷心的感谢。由于公路桥梁工程技术的不断进步，技术标准的不断更新，加之本人能力所限， 设计过程中的错误和不足再所难免，敬请各位老师给予批评指正。山东交通学院毕业设计1第 1 章.桥梁设计基本资料1.1 滨德高速 K72+943.5 大桥工程地质资料1.1.1 气候条件山东气候属暖温带季风气候类型。降水集中、雨热同季，春秋短暂、冬夏较长。年 平均气温 1114，由东北沿海向西南内陆递增，胶东半岛、黄河三角洲年均在 12 以下，鲁西南在 14以上。最冷月 1 月平均气温由零下 4递增到 1，最热月 7 月由 24递增 27左右。极端最低气温在零下 1120之间，极端最高气温 3643。全 年无霜期也由东北沿海向西南递增，鲁北和胶东一般为 180 天，鲁西南地区可达 220 天。年平均降水量一般在 550950 毫米之间，由东南向西北递减。鲁南鲁东，一般在 800 900 毫米以上；鲁西北和黄河三角洲则在 600 毫米以下。降水季节分布很不均衡，全年 降水量有 6070集中于 6、7、8 三个月，易形成涝灾。911 月份降水一般 100200 毫米，122 月降水仅 1550 毫米，35 月也在 100 毫米以下。冬、春及晚秋易发生 旱象。1.1.2 地质资料第 1 工程地质层素填土（Q4al）：层底标高 12.70m，厚度 7.5 m。黄褐色、棕黄色， 松散，可塑，稍湿，以亚粘土为主，表层为灰土垫层。第 2 工程地质层亚粘土（Q4al）：层底标高 11.2011.70m，厚度 1.003.80m。棕 黄色，可塑，湿，光滑，中等韧性，中等干强度。第 3 工程地质层亚砂土（Q4al）：层底标高 5.707.20m，厚度 6.004.00m。褐黄 色、灰褐色，中密，湿，摇震反应迅速，低干强度，低韧性。第 4 工程地质层粉砂（Q4al）：层底标高 1.704.00m，厚度 4.003.20m。灰黄色， 密实，饱和，以石英、长石、云母为主，级配良好，分选性差，磨圆度较高。第 5 工程地质层亚粘土（Q4al）：层底标高-3.80-2.80m，厚度 4.507.80m。黄 褐色，可塑，湿，稍有光滑，中等韧性，中等干强度，局部夹亚砂土薄层。第 6 工程地质层粘土（Q4al）：层底标高-6.10-5.50m，厚度 1.703.30m。棕黄 色，可塑硬塑，湿，光滑，高干强度，中等韧性。第 7 工程地质层粉砂（Q2+3al+pl）：层底标高-10.30-10.00m，厚度 4.204.50m。 灰黄色，密实，饱和，以石英、长石、云母为主，级配良好，分选性差，磨圆度较高。第 8 工程地质层亚粘土（Q2+3al+pl）：层底标高-11.30-11.00m，厚度 王腾飞：滨徳高速 430 装配式预应力混凝土简支 T 梁桥施工图设计21.00m。灰 褐色，可塑，湿，光滑，中等干强度，中等韧性。第 9 工程地质层粉砂（Q2+3al+pl）：未揭穿，厚度29.00m。灰褐色，密实，饱 和，以石英、长石、云母为主，级配良好，分选性差，磨圆度较高。勘察区在勘察深度范围内，地下水为第四系孔隙潜水-微承压水，勘察期间地下水 位埋深 3.308.50m，标高 11.70m，地下水年变化幅度 3.0m 左右。经取水样化验分析，地下水 K+Na+含量为 35.08mg/L，Ca2+含量为 90.18mg/L，Mg2+含量为 51.03mg/L，CL- 含量为 84.19mg/L，S042-含量为 84.05mg/L，HCO3-含量为 372.22mg/L，无侵蚀性 CO2 存在，PH=8.1，矿化度为 716.75mg/L。根据岩土工程勘察规范GB50021-2001 中 12.2.1 条款（按环境类）判定，地下水对砼结构在干湿交替与长期浸水条件下均无腐蚀性； 地下水对砼结构中钢筋在干湿交替条件下有弱腐蚀性，在长期浸水条件下无腐蚀性。表 1-1 基土各土层容许承载力表层次 岩性 层底标高