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公路 35 预应力 简支梁桥 计算 cad 图纸

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公路—Ⅰ级35m预应力简支梁桥（计算书119页CAD图纸8张）,公路,35,预应力,简支梁桥,计算,cad,图纸

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第一章 工程概述51.1设计题目51.2 设计资料513 桥梁设计的基本要求51.3.1 使用上的要求：51.3.2 经济上的要求：51.3.3 结构和尺寸上的要求：51.3.4 施工上的要求：61.3.5美观上的要求：6第二章 方案比选62.1桥位概述62.2 方案一：预应力简支T梁结构62.2.1预应力简支T梁结构（祥图见A3图）立面图62.2.2 全桥主要尺寸62.2.3预应力简之T梁结构特点：72.2.4预应力简支T梁结构经济性72.3 钢筋混凝土简支T形桥梁82.3 方案二：钢筋混凝土非预应力简支T梁桥82.3.1钢筋混凝土桥立面图（详图见A3图）82.3.2 全桥主要尺寸82.3.3 钢筋混凝土简支桥梁的特点82.3.4钢筋混凝土简支梁桥经济性92.4 方案确定9第三章 桥梁设计资料及上部构造布置123.1设计资料123.1.1 桥梁跨径及桥宽123.1.2 设计荷载123.1.3 环境123.1.4 材料及工艺123.1.5 设计要求123.1.6 施工方法123.1.7设计依据133.1.8基本计算数据133.2构造布置（上部结构）143.2.1 横截面布置143.2.2 横截面沿跨长的变化193.2.3 横隔梁的设置203.3构造布置图 见A3图纸203.4 四个验算截面断面图 见A3图20第四章 主梁作用效应计算214.1主梁编号174.2 1号梁永久作用效应计算214.2.1 永久作用集度214.2.2永久作用 效应224.3 可变作用效应计算（修正刚性横梁法）234.3.1 冲击系数和车道折减系数234.3.2计算主梁的的荷载横向分布系数234.3.3 车道荷载的取值274.3.4 计算可变作用效应284.4 主梁作用效应组合33第五章 预应力钢束估算、布置345.1预应力钢筋面积的估算345.2预应力钢筋布置355.3非预应力钢筋面积估算及布置426.1后张法预应力混凝土梁主梁截面几何特性计算436.1.1 孔道压浆前436.1.3桥面、栏杆及人行道施工和运营阶段446.2跨中截面面积、惯矩、静矩的计算456.2.1截面面积及惯矩计算466.2.2截面净矩计算476.3 变化点截面面积和惯矩计算，静矩计算486.3.1变化点面积惯矩计算496.3.2 变化点截面静矩计算506.4 支点截面面积及惯矩静矩计算516.4.1 支点截面面积及惯矩计算526.4.2 支点截面静矩计算536.5四分点面积及惯矩静矩计算556.5.1四分点面积及惯矩计算556.5.2四分点静矩计算566.6主梁截面几何特性汇总57第七章 钢束预应力损失计算587.1 预应力钢束与管道壁之间的摩擦引起的预应力损失597.2 由锚具变形、钢束回缩引起的预应力损失607.3 钢筋与台座间的温差引起的应力损失617.5 由钢束应力松弛引起的预应力损失627.6 混泥土收缩和徐变引起的预应力损失637.7成桥后钢束混凝土弹性压缩引起的预应力损失637.8预加应力计算647.9钢束预应力损失汇总69第八章 截面承载力验算728.1 正截面承载力验算728.1.1 确定混凝土受压区高度738.1.2验算正载面承载力748.1.3验算最小配筋率748.2斜截面承载力验算758.2.1复核主梁载面尺寸758.2.2截面抗剪承载力验算768.2.3计算斜截面水平投影长度C768.2.4箍筋计算（斜截面）778.2.5抗剪承载力计算（斜截面）778.2.6抗弯承载力验算（斜截面）798.2.7其它斜截面承载力验算79第九章 抗裂验算799.1正截面抗裂验算799.2斜截面抗裂计算80第十章 应力计算8610.1持久状况正截面混凝土压应力验算8710.2持久状况预应力筋拉应力验算8910.3持久状况斜截面混凝土主压应力验算9110.4短暂状况预加应力阶段的应力验算9710.5短暂状况构件的吊装应力验算99第十一章 变形验算10111.1计算由预加力引起的跨中反拱度10111.2计算由荷载引起的跨中挠度10511.3结构刚度验算10611.4预挠度的设置106第十二章 局部承压计算10712.1局部承压区的截面尺寸验算10712.2局部抗压承载力验算109第十三章 横隔梁计算11013.1确定作用在跨中横隔梁上的可变作用11013.2跨中横隔梁的作用效应影响线11113.3截面作用效应计算11413.4截面配筋计算115第十四章 行车道板计算11714.1悬臂板荷载作用效应计算（考虑跨中边梁）11714.1.1永久作用11714.1.2可变作用11814.1.3承载能力极限状态作用效应基本组合11814.2连续板荷载作用效应计算（考虑跨中处）11814.2.1永久作用11914.2.2可变作用12114.2.3作用效应组合12314.3截面设计、配筋及承载力验算123第一章 工程概述1.1设计题目城市桥梁设计（XX市XX路）1.2 设计资料 道路等级：城市快速路 荷载：城市A级 桥道宽：独立桥宽 道路纵断面图，桥位平面图，桥道标高 材料：钢材，级，混凝土30-50级，支座用橡胶板式支座详细计算数据见第三章13 桥梁设计的基本要求桥梁是公路或城市道路的重要组成部分，特别是大、中桥梁对当地的政治、经济、国防等都具有中重要的意义。因此，应根据所设计桥梁的适用任务、性质和所在路线的远景发展需要、按照实用、经济和适当照顾美观的原则进行总体规划和设计。与设计其他工程结构物一样，在桥梁设计中必须考虑以下各项要求。1.3.1 使用上的要求：桥上的车行道与人行道宽度应保证车辆和人群的安全畅通，并应满足未来交通量增长的需求。桥型、跨度大小和桥下净空应满足泄洪、安全通航或用通车等要求。建成的桥梁要保证使用年限，并便于检查和维修1.3.2 经济上的要求：桥梁设计应体现经济上的合理。在技术经济比较中，应充分考虑桥梁在使用期间的运营条件以及养护和维修等方面的问题。另外，桥梁设计应根据因地制宜、就地取材、方便施工的原则，合理选用适当的桥型。还要能满足快速施工的要求以达到缩短工期的目的，不仅能降低造价，而且提早通车在运输上将带来很大的经济效益。1.3.3 结构和尺寸上的要求：整个桥梁结构及其各部分构件，在制造、运营、安装和适用过程中应具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性。1.3.4 施工上的要求：桥梁结构应便于制造和架设。应尽量采用先进的工艺技术和施工机械，以利于加快施工速度，保证工程质量和施工安全。1.3.5美观上的要求：一座桥梁应具有优美的外形，应与周围的精致相协调。城市桥梁和旅游地区的桥梁，可较多地考虑建筑艺术上的要求。合理的结构布局和轮廓是美观的主要因素，决不应把美观片面的理解为豪华的细部装饰。第二章 方案比选2.1桥位概述该桥位于城市支路上，跨越XX市剑江。该桥长约35米，其路线标高与地面标高之差有6.5米。故在考虑桥型时要注意桥下净空与美观。在考虑工艺施工时，更注意不影响附近居民的生活。2.2 方案一：预应力简支T梁结构2.2.1预应力简支T梁结构（祥图见A3图）立面图2.2.2 全桥主要尺寸 本设计采用一跨，T梁全长34.96m，高2.25m，现浇混凝土50cm，采用5片主梁，预制主梁采用C50混凝土，计算跨径34m，桥面铺装采用10 cm C30混凝土，面层用30 cm厚的沥青混凝土。桥面布置，人行道宽1.5m，车行道7m。预应力筋为低松弛钢纹线。 2.2.3预应力简之T梁结构特点：1 预应力混凝土梁式桥具有以下主要特征：混凝土材料以砂、石为主，可就地取材，成本较低；结构造型灵活，可以根据使用要求浇铸成各种形状的结构；结构的耐久性和耐火性较好，建成后维修费用较少；结构的整体性好，刚度较大，变性较小；可以采用预制方式建造，将桥梁的构件标准化，进而实现工业化生产；结构自重较大，自重耗掉大部分材料的强度，因而大大限制其跨越能力；预应力混凝土梁式桥可有效利用高强度材料，并明显降低自重所占全部设计荷载的比重，既节省材料、增大其跨越能力，又提高其抗裂和抗疲劳的能力；预应力混凝土梁式桥所采用的预应力技术为桥梁装配式结构提供了最有效的拼装手段，通过施加纵向、横向预应力，使装配式结构集成整体，进一步扩大了装配式结构的应用范围。2. 由于采用预制构件，因而可以在预制场内批量生产。这样则便于统一生产管理并严格控制预制构件的尺寸。采用标准构件时更有利于技术操作，提高预制速度，节约模板用费。3. 由于在下部结构施工的同时便可以进行上部结构的预制，因而节约了施工时间，加快了施工速度，有利于提高经济效益。4. 整片梁的吊装就位仅需要吊装设备，简支梁的预应力筋张拉可在工厂进行，而负弯矩的布置或张拉可在梁上或挂蓝上进行，因而减少了施工设备，又可避免造成地面障碍，在拥挤的市区或风景区以及城市立交桥等一些要求施工中不能中断交通的工程中特别适用。5.避免采用大量的脚手架，可保护环境，节约用费。2.2.4预应力简支T梁结构经济性 （1）造价 材料费的估价 由于目前缺乏经济指标的资料，而各地区的计算又不一致，故暂按材料用量来衡量。一片主梁的体积为26.453m3，全桥总体积为132.265m3，桥面铺装的垫层为10cm的防水混凝土，沥青混凝土的3cm，它们体积分别为24.472 m3、7.3416 m3 。 （2）工期 该桥梁采用预制T梁，对于本设计方案可以用上、下结构平行施工，可节约时间。 （3）养护与组修 在桥梁规定使用年限内维修费用的多少要考虑，预应力桥主梁裂缝不出现或很少，维修费用少。 （4）舒适度 由于只有一跨，桥面连续，施工接缝少，提高了行车速度和行车舒适度。2.3 钢筋混凝土简支T形桥梁2.3 方案二：钢筋混凝土非预应力简支T梁桥2.3.1钢筋混凝土桥立面图（详图见A3图）2.3.2 全桥主要尺寸本设计方案分两跨，每跨计算跨径17m，主梁长17.48m。主梁间距1.6m，梁高1.3m，全长34.96m，用12片主梁，每边人行道外悬0.2m。预制T梁采用C30混凝土，普通钢筋用HRB400级钢筋，桥面铺装采用10cm的C30防水混凝土。3cm沥青铺装。桥面布置为人行道1.5m，车行道7m。桥台采用2个直径为1.4m独立圆墩，其上是盖梁。2.3.3 钢筋混凝土简支桥梁的特点1 预应力混凝土梁式桥具有以下主要特征：混凝土材料以砂、石为主，可就地取材，成本较低；结构造型灵活，可以根据使用要求浇铸成各种形状的结构；结构的整体性好，刚度较大，变性较小；可以采用预制方式建造，将桥梁的构件标准化，进而实现工业化生产；结构自重较大，自重耗掉大部分材料的强度，因而大大限制其跨越能力；2. 由于采用预制构件，因而可以在预制场内批量生产。这样则便于统一生产管理并严格控制预制构件的尺寸。采用标准构件时更有利于技术操作，提高预制速度，节约模板用费。3. 由于在下部结构施工的同时便可以进行上部结构的预制，因而节约了施工时间，加快了施工速度，有利于提高经济效益。4.避免采用大量的脚手架，可保护环境，节约用费。5.结构本身的自重大，约占全部设计荷载（包括恒载和活载的30%60%）跨度越大则自重所占的比值更显著增大。鉴于材料大部分为结构本身的重量说消耗，大大限制了钢筋混凝土梁式桥的跨越能力。6.就地浇筋的钢筋混凝土桥施工工期长，支梁河横板耗损大7.容易开裂，不利于养护2.3.4钢筋混凝土简支梁桥经济性（1）造价：一片主梁体积0.370417=6.297m3，全桥的总体积为75.564m3，桥面铺装10cmC30防水混凝土24.472m3，3cm的沥青铺装7.3416m3，但中间桥墩费用极大（上部费用较少）。（2）该桥梁采用的预制T梁，对于不了方案可以用上、下结构平行施工，节约时间。（3）养护与维修：容易开裂，维修费用高（4）舒适度：施工缝比一跨的多，没有方案1的舒适度好。2.4 方案确定钢筋混凝土与预应力T梁简支梁桥在我国都有相当的历史，技术相当成熟，两者都属于梁桥，其受力相同。表2-1方案比选表第一方案第二方案预应力简支T梁桥钢筋混凝土简支T梁桥梁高大小受力特点垂直荷载作用大，支座仅产生垂直反力，而无水平推力，T梁下缘是压应力或拉应力极小，不开裂垂直荷载作用下，支座仅产生垂直反力，而无水平推力，T梁下缘可能较大的拉应力，容易开裂技术成熟成熟结构自重重较重表2-1（续）施工梁体采用预制，然后用架桥机架设，由于单片梁体自重较大，对架桥机要求高，现流部分宽度大，每跨桥所需粱数少，工作量小梁体采用预制，然后用架桥机架设，单片梁体自重较小，架设方便，但每块梁宽小，每跨桥所需的粱数少，工作量大，较简单使用安全安全安全美观好好经济混凝土，钢筋，原料可就地取材，成本较低。梁体自重体积较大，材料用量大混凝土，钢筋，原料可就地取材，成本较低。梁体自重体积较小，材料用量小，但加了一个桥墩和基础费用极大两种方案都属于简支梁桥，在我国发展历史很悠久了，技术力量雄厚、经济、实用、美观等方面相差不多，综上所述，选用预应力简支梁桥（一跨）第三章 桥梁设计资料及上部构造布置3.1设计资料3.1.1 桥梁跨径及桥宽标准跨径： （墩中心距离）主梁全长：34.96m计算跨径：34m桥面净空：7m+21.5m3.1.2 设计荷载公路级，人群荷载3.5KN/m2，结构重要性系数每侧的栏杆及人行道构件重量的作用力为2.5KN/m。3.1.3 环境 桥址位于城市地区，跨河桥，类环境条件，年平均相对湿度为75%。3.1.4 材料及工艺 混凝土：主梁采用C50，栏杆及桥面铺装用C30 预应力钢筋：采用公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG DGZ-2004）中的15-2钢纹线，共用25根，配3束， 非预应力钢筋：HRB400级钢筋，抗拉强度标准值。直径d公式左边1745.145FN因此，本设计主梁端部的局部承压满足规范要求。第十三章 横隔梁计算13.1 确定作用在跨中横隔梁上的可变作用 鉴于具有很多根内横隔梁的桥梁跨中处的横隔梁受力最大，通常可只计算跨中横隔梁的作用效应，其余横隔梁可依据跨中横隔梁偏安全地选用相同的截面尺寸和配筋。 根据桥规规定，桥梁结构的局部加载计算应采用车辆荷载，图13-1示出跨中横隔梁纵向的最最不利荷载位置：图13-1跨中横隔梁的受截图式(q=3.5KN/m)纵向一行车轮和人群荷载对跨中横隔梁的计算荷载为：汽车：P0=跨中横隔梁受力影响线的面积：人群荷载 13.2跨中横隔梁的作用效应影响线通常横隔梁弯矩作为靠近桥中线的截面较大，而剪力则在靠近两侧边缘处的截面较大，所以图13-2所示的跨中横隔梁。本设计可以只取A、B两个截面计算横隔梁的弯距，取横隔梁和2号梁右截面计算剪力。本设计采用修正的刚性横梁法计算横隔梁作用效应，先需作出相应的作用效应影响线。图13-2 MA影响线和加载图 图13-2 A点的M弯矩影响线和加载图 图13-3 MB影响线和加载图 图13-3 B点M弯矩影响线和加载图 图13-4 V1右影响线和加载图 图13-4 1号梁右截面剪力影响线和加载图 图13-5 V2右影响线和加载图 图13-5 2号梁右截面剪力影响线13.3 截面作用效应计算计算公式：+ 式中：横跨梁冲击系数，根据桥规,取0.3：车道折减系数，三车道0.78，四车道0.67P0：车辆对于跨中横隔梁的计算荷载y：与计算荷载P0相对应横隔梁作用效应影响线的竖标值：影响线的面积横隔梁截面作用效应计算表13-1汽车P0（KN） 120.4KN人群q0(KN/m) 17.5KN/m 0.304103 1.181408 0.547365 0.157185 S 342.788 布置车辆荷载后产生正弯距，正弯距值小于MAmax,仅有人群作用才产生负弯曲，因此上部按构造要求配筋即可 0.463560 0.294900 0.173090 0.004397 146.494KN 6.654KN 0.6781 0.439814 0.267285 0.001857 216.380KN 0.272KN MAmax MBmax 按构造要求适当加点钢筋即可 V 13.4 截面配筋计算 图13-6 和图13-7 分别表示横梁正弯距配筋（622布置在下缘）和负弯曲配筋（222）布置在上缘，并且示出配筋计算的相应截面。剪力钢筋选用间距S为20cm 的28双肢箍筋。经过横隔梁正截面和斜截面承载力的验算，符合规范 图13-6 正弯矩配筋及计算截面（单位：cm） 图13-7 负弯矩配筋及计算截面（单位：cm） 第十四章 行车道板计算考虑到主梁翼缘板内钢筋是连续的，故行车道板可按悬臂板（边梁）和两端固结的连续板（中梁）两种情况计算。14.1悬臂板荷载作用效应计算（考虑跨中边梁）由于长宽比大于2，故按单向板计算，悬臂长度为0.71m 14.1.1永久作用 主梁架设完毕时，（考虑跨中边梁） 桥面板看成0.71长的单向悬臂板，计算图式见下图 图14-1 14-2计算悬臂板根部一期永久作用效应，弯矩:剪力： 成桥后成桥后悬臂部分并无现浇部分，故作用效应对主梁架设完毕时无变化。 永久作用效应综上所述，悬臂根部永久作用效应弯矩： 剪力： 14.1.2可变作用 边梁悬臂板处，只作用人群，计算图示如下 图14-3弯矩：剪力： 14.1.3承载能力极限状态作用效应基本组合 14.2连续板荷载作用效应计算（考虑跨中处）对于梁肋间的行车道板，在桥面现浇部分完成后，行车道板实质上是一个支承在一系列弹性支承上的多跨连续板，实际受力很复杂。目前，通常采用较简便的近似方法进行计算。对于弯矩，先计算出一个跨度相同的简支板在永久作用和活载作用下的跨中弯矩再乘以偏安全的经验系数，加以修正，以求得支点处和跨中截面的设计弯矩。弯矩修正余数可视板厚t与梁肋高度h的比值来选用。本设计即主梁抗扭能力较大，取跨中弯矩：；支点弯矩，对于剪力，可不考虑板和主梁的弹性固结作用，认为简支板