25米预应力混凝土T型梁桥毕业设计.doc

本科毕业论文设计.;目录第1章 桥型方案比选11.1方案一：预应力混凝土简支T型梁桥71.1.1基本构造布置71.1.2设计荷载81.2方案二：钢筋混凝土箱型拱桥81.3方案三:预应力混凝土连续箱梁9。1.4方案最终确定9。第2章 上部结构设计102.1设计资料及构造布置102.1.1设计资料102.1.2横截面布置122.1.3横截面沿跨长变化错误！未定义书签。2.1.4横隔梁的布置错误！未定义书签。2.2 主梁作用效应计算错误！未定义书签。2.2.1永久作用效应计算错误！未定义书签。2.2.2可变作用效应计算（修正刚性横梁法）232.2.3 主梁作用效应组合错误！未定义书签。2.3 预应力钢束的估算及其布置错误！未定义书签。2.3.1跨中截面钢束的估算和确定342.3.2预应力钢束布置362.4 计算主梁截面几何特性错误！未定义书签。2.4.1截面面积及惯性矩计算422.4.2截面静距计算462.4.3截面几何特性汇总492.5 钢束预应力损失计算错误！未定义书签。2.5.1预应力钢束与管道壁之间的摩擦引起的预应力损失532.5.2由锚具变形、钢束回缩引起的预应力损失542.5.3混凝土弹性压缩引起的预应力损失562.5.4由钢束应力松弛引起的预应力损失622.5.5混凝土收缩和徐变引起的预应力损失642.5.6预加力计算及钢束预应力损失汇总错误！未定义书签。2.6 主梁截面承载力与应力验算错误！未定义书签。2.6.1持久状况承载能力极限状态承载力验算错误！未定义书签。2.6.2持久状况正常使用极限状态抗裂验算错误！未定义书签。2.6.3持久状态构件的应力验算922.6.4短暂状况构件的应力验算992.7主梁端部的局部承压验算1042.7.1局部承压区的截面尺寸验算1042.7.2局部抗压承载力验算1072.8主梁变形验算1082.8.1计算由预加力引起的跨中反拱度错误！未定义书签。2.8.2计算由荷载引起的跨中挠度错误！未定义书签。2.8.3结构刚度验算错误！未定义书签。2.8.4预拱度的设置错误！未定义书签。2.9横隔梁计算1102.9.1确定作用在跨中横隔梁上的可变作用1102.9.2跨中横隔梁的作用效应影响线1112.9.3截面作用效应计算1142.9.4截面配筋计算1152.9.5 截面抗剪承载力验算要求1192.10行车道板计算1192.10.1悬臂板荷载效应计算1192.10.2连续板荷载效应计算1212.10.3截面设计、配筋与承载力验算127结论133致谢134参考文献1341341.1设计原始资料（1）桥面平面图（3）设计流量：Qs=1641m3/s 设计流速：Vs =3.91m/s（4）河床比降 8（6）标准冰冻深度：hd=1.40m ,雨季在7、8、9月份（7）含沙量：p=16/ m3（8）桥位处于山前平原区,汛期多为六、七级风,风压0.75KPa1.2河段类型判断1.3设计流量和设计流速的复核河床桩号 表1.1桩号K51+025.7+043.3+058.7+082.05+083.85+131.25+132.25+134.25+261.25标高1132.471130.771130.071129.671129.071128.671129.871130.471132.47)由于滩槽不易划分,故河床全部改为河槽桩号河床标高水深平均水深水面宽度过水面积湿周K51+025.71132.4700.8517.614.9617.68 +043.3 1130.771.72.0515.431.5715.42 +058.71130.072.42.623.3560.7123.35 +082.051129.672.83.11.85.581,9 +083.851129.073.4 +131.251128.673.83.647.4170.6447.4 +132.251129.872.613.21.563.2 +134.251130.47224.62.092.3 +261.251132.4701271271271合计418.26236.4 表1.2Wc=418.26Bc=235.55 mR= 1.77i=8c=0.03Vc= 1/cRci=1.38m/sQs= Vc=418.261.38=577.2 m3/s由于小于设计流速而且小于设计流量，并且相差较大，所以依然采用设计流量和设计流速来计算1.4 拟定桥长 所以 =193m采用单宽流量的公式来计算 1.5计算桥面标高（1）水位高度查表得=0.05 净水面积A=(1-r)=396.63m浪高计算 （2）波浪高度D=500 VF=17M/s h=2.08 KD=0.8th=求得HL=0.2 2/3HL=0.13m水面最小高为 1132.47+0.13+0.04=1132.64（4）桥面标高不通航河段 hT=0.5m建筑高度 hD=1.7+0.18=1.88m桥面标高 Hq=Hj+hT+hD=1132.64+0.5+1.88=1135.02m路面标高 1135.20m 所以采用桥面高程1.6冲刷计算（1） 一般冲刷公路工程、水文勘测设计规范（JIG C302002）7.3.1-2= =1.35收缩系数=1-0.375=0.96=10.7因为第一层土平均粒径为0.12mm所以 =8.6m第二层为泥岩记入冲刷，。平均粒径D=1.5 =8.33从纵断面看已经冲刷到了第五层亚粘土中所以用含有液性指数公式=10.7用含有液性指数和孔隙比的公式=9.92取二者中大值所以 一般冲刷线标高为1132.47-10.7=1121.77m一般冲刷深度为10.7-3.8=6.9m局部冲刷用含有液性指数的公式因为 Hp2.5B1所以又 V=0.23=2.2m/s 所以m局部冲刷为1132.47-10.7-1.13=1120.64m 最小埋置深度为1120.64-2.5=1118.14m第1章 桥型方案比选1.1.1基本构造布置(1)设计资料标准跨径:25m;主梁全长:24.96m;计算跨径:24.12m;桥面净空:净11m+20.5m（护栏）=12m;第2章 上部结构设计2.1设计资料及构造布置2.1.1设计资料（1）桥梁跨径即桥宽标准跨径：25m（墩中心距离）;主梁全长：24.96m(主梁预制长度);计算跨径：24.12m(支座中心距离);桥面净空：净11m+20.5m（护栏）=12m;（2）设计荷载表2.1基本计算数据名称项目符号单位数据混凝土立方强度cu,k MPa50.00 弹性模量Ec MPa3.35104轴心抗压标准强度ck MPa29.6 轴心抗拉标准强度tk MPa2.51轴心抗压设计强度cd MPa22.5 轴心抗拉设计强度td MPa1.74短暂状态容许压应力0.7ck MPa20.72 容许拉应力0.7tk MPa1.76 持久状态标准荷载组合 容许压应力0.5ck MPa14.8 容许主压应力0.6ck MPa19.44 短期效应组合容许拉应力pt-0.85pc MPa0.00 容许主拉应力0.6tk MPa1.50615.2 钢绞线标准强度pk MPa1860.00 弹性模量Ep MPa1.95105抗拉设计强度 pd MPa1260.00 最大控制应力0.75pk MPa1395.00 持久状态应力标准荷载组合0.65pk MPa1209.00 材料重度钢筋混凝土1KN/m325.00 沥青混凝土2KN/m323.00 钢绞线3KN/m378.50 钢束与混凝土的弹性模量比EP无量纲5.65 2.1.2横截面布置(1)主梁间距和主梁片数 边梁截面 图2.1跨中截面尺寸图（单位mm）（2）主梁跨中截面尺寸拟订主梁高度图2.2跨中截面图（单位mm） 支点截面计算截面几何特征表2.2 分块名称分块面积分块面积对上缘距离分块面积对上缘静距分块面积的自身惯距分块面积对截面形心的惯距（1）（2）（4）（5）(7)=(4)+(6)大毛截面翼板28507.521375059062552.9580000008060000三角承托40018.333 7333.2 222040.45654481657000腹板300075225005625000-14.556351006260000下三角3001404200066700-79.55190000190667马蹄100016016000033300-99.5599000009933300755040254600005730000I=26800000小毛截面翼板19507.51462542187.560.1170500007090000三角承托40018.3337333.2222047.61907000909000腹板300075225005625000-7。391640005790000下三角300140420006670-72.3915700001580000马蹄100016016000033300-92.39854000085700006650402 54496255710000I=23100000注： ：检验截面效率指标（希望在0.5以上）上核心距：下核心距： 截面效率指标：。： KN支点段梁的自重（长1.98m）：端横隔梁体积：（2）二期永久作用：故：铺装8cm混凝土铺装：10cm沥青铺装： 永久作用效应主梁弯矩和剪力的计算公式分别为：图2.3表2.3作用效应跨中=0.5四分点=0.25支点=0.0一期弯矩（KNm）1407.21055.380.00 剪力（KN）0.00 116.68233.36二期弯矩（KNm）975.2731.40.00 剪力（KN）0.00 80.86161.72弯矩（KNm）2382.4 1768.78 0.00 剪力（KN）0.00 197.54 395.082.2.2：其中：根据本桥的基频，可计算出汽车荷载的冲击系数为：，且承重结构的长宽比为：所以可按修正的刚性横梁法来绘制横向影响线和计算横向分布系数mc。马蹄部分的换算平均厚度：图2.4示出了I的计算图示，I的计算见表2.4。图2.4 I计算图式（尺寸单位mm）表2.4 IT计算表分块名称bi（cm）ti（cm）ti/bici（cm）IT=(10m)翼板210.0016.90.008 0.3338 3.38347腹板123.120.000.16 0.2997 2.95145马蹄50.0030.000.60.2090 2.817459.15239式中： I=2.68 求得=0.94 按修正的刚性横梁法计算横向影响线竖坐标值式中：n=6, 。表2.5 ij 值计算表梁号1112131415161 0.50.3680.23380.0995-0.0348-0.172 0.3680.28750.20690.12640.0458-0.03483 0.23380.20690.180.15320.12640.0995计算荷载横向分布系数图2.5）可变作用（汽车公路II级）：1号梁俩车道：2号梁3号梁 1号梁可变作用： 2号梁可变作用： 3号梁可变作用：图2.6支点横向分布系数m计算图式（单位mm）表2.6 可变作用类别一号.二号.三号.跨中mc0.7290.5830.558支点mo0.6550.7650.765（3）车道荷载的取值计算弯矩时：计算剪力时：计算可变作用效应式中： Pk车道集中荷载标准值； 影响线上同号区段的面积；y影响线上最大坐标值。可变作用（汽车）标准效应：可变作用（汽车）冲击效应：图2.8可变作用（汽车）标准效应：可变作用（汽车）冲击效应：求支点截面的最大剪力。图2.9支点截面影响线图可变作用（汽车）效应：可变作用冲击效应：可变作用（人群）标准效应：表2.7 主梁作用效应组合序号荷载类别跨中截面四分点界面支点MmaxVmaxMmaxVmaxVmaxKN/mKNKN/mKNKN一期永久作用1407.20.00 1055.38116.68233.36二期永久作用975.20.00 731.480.86161.72总永久作用=（1）+（2）2382.40.00 1786.78 197.54395.08可变作用公路-II级1635.64132.151231.35219.89 307.07 可变作用汽车冲击471.05 38.06354.63 63.33 88.44 6标准组合=（3）+（4）+（5）+（6）4489.09170.15 3372.75480.76 790.597短期组合=（3）+0.7（4）+（6）3527.34892.5052648.725351.463 610.22 极限组合=1.2（3）+1.45808.246 238.2944364.508633.5561027.811.4cm2，故Ap=9.8cm2。 1号梁：.按承载能力极限状态估算钢束数式中计算得：重心至梁底距离为： 图 2.12 表2.8 钢束锚固截面几何特性计算表分块名称AiyisiItdi=yn-yiIx=Aidi2I=Ii+Ixcm2cmcm3cm4cmcm4cm4=+翼板3600.007.5027000.0067500.0087.1027311076.0027378576.00三角承托211.2517.173627.16495.8577.431266529.291267025.14腹板11825.00122.501448562.5045550885.42-27.909204698.2554755583.6715636.25-1479189.66-83401184.81其中：故计算得：.钢束计算 (cm) 图2.14钢束计算图式（单位mm）表2.9 钢束起弯点至跨中距离计算表钢束号起弯高度N113091.438.6750.5744.973000365.61117.8N210062.6737.33514.2510.272800341.23376.89N3703931320317.67 2500304.67606.05N4403913.8215213.472000 243.74768.72各钢束重心位置计算：表2.10 各计算截面的钢束位置及钢束群重心位置截面钢束号四分点N1183.4930000.061 0.998201012.9N2171.2628000.0610,9981010N3未弯起2500011015.6N4未弯起2000011016支点直线段92.06N4 40725.123.081046.92N370725.833.171076.83N2100723.442.8810107.12N11307 21.562.6520137.353）钢束长度计算表2.11 钢束长度计算表钢束号钢束弯起角度曲线长度（cm）直线长度直线长度有效长度 钢束预留长度钢束长度（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）=（6）+（7）N130007366.3111.78750.52469.21202589.2N228007341.91376.89514.224661202586N325007305.28606.053202462.661202582.66N420007244.2768.722152455.841202575.842.4.1截面面积及惯性矩计算.净截面几何特性计算在预加应力阶段，只需要计算小截面的几何特性。计算公式如下：截面积 截面惯距 计算结果见表2.12。.换算截面几何特性计算整体截面几何特性计算截面积： 截面惯距： 其结果列于表2.12内。1.有效分布宽度的计算（主梁间距）此处，根据规范，取。故：。截面分块名称分块面积分块面积重心至上缘距离分块面积对上缘静距全截面重心至上缘距离分块面积的自身惯距净截面毛截面665067.71449606.564.9523100000-2.6647052.7421465090.37扣管道面积-186.171157.5-29321.93略-95.05-1681962.376463.83420284.5723100000-1634909.63换算截面毛截面755060.43456246.562.88268000002.4545318.87528638586.69钢束换算面积157.5190.1229943.9略-97.121793267.817740.1248619014268000001838586.686计算数据 n=4 四分点截面分块名称分块面积分块面积重心至上缘距离分块面积对上缘静距全截面重心至上缘距离分块面积的自身惯距净截面毛截面665067.71449606.56423100000-3.7191531.26521482028.97扣管道面积-186.171148.25-27599.85略-95.825-1709502.036463.83471100.5723100000-1617971.03换算截面毛截面755060.43456246.562.87268000002.4444949.6828632129.4钢束换算面积190.12148.2528185.29略-96.9551787179.7177740.12484431.79268000001832129.4支点截面分块名称分块面积分块面积重心至上缘距离分块面积对上缘静距全截面重心至上缘距离分块面积的自身惯距净截面毛截面10198.672.3737358.7871.8828747869.98-0.421799.0328650154.21扣管道面积-186.17195-17686.245略-23.12-99514.810012.429719672.53528747869.98-97715.7换算截面毛截面11098.667.05456246.569.8732237715.812.8288260.5132446040.31钢束换算面积190.129518061.4略-25.13120063.9910908.48262222.5332237715.81208324.52.4.2截面静距计算表2.13跨中截面对重心轴静矩计算分块名称及.序号b1=150cm ys=64.95cmb1=210cm ys=87.66cm静距类别及符号.分块.面积Ai（cm2）分块面积重心.至全截面重心距离yi(cm)对静.轴静距Si=Aiyi(cm3)静.距类别及符号分块.面积Ai（cm2）分块面积重心.至全截面重心距离yi(cm)对换.轴静距Si=Aiyi(cm3)翼板翼缘部分2250 57.45129262.5翼缘部分3150.0057.45180967.5 三角承托对静轴n-n400 44.95 17980对换轴o-o400.00 42.88 17152 肋部静距sa-n200 44.958990静距sa-o200.00 44.95 8990(cm3)-156232.5(cm3)-207109下三角马蹄部分对净轴静距sb-n(cm3)30074.98 22993.6马蹄部分对换轴静距sb-o (cm3)300 82.12 24636马蹄1000 94.98 949801000.00 97.12 97120肋部400 72.87 29148 300.00 77.12 23136管道或钢束-186.17192.98 -17310.18 190.1289.28 16973.914 -130811.43-161865.914翼板禁轴以上净面积对净轴静距sn-n(cm4)2250.00 57.52129420净轴以上净面积对换轴静距sn-o(cm4)3150.00 57.45180967.5三角承托400.00 45.02 18008300.00 42.88 12864 肋部1064.424.62 18455.22 1064.4 23.84 25375.296 -165883 -219206.769翼板换轴以上净面积对净轴静距so-n (cm4)2250 56.53127192.5换轴以上换算面积对换轴静距so-o (cm4)3150.00 80.16288576 三角承托400 45.0218008 500.00 69.33 34665 肋部904.728.7319396.7681453.20 36.71 53347 -164597.268-376588四分点分块名称及序号b1=150cm ys=64.cmb1=210cm ys=62.87cm静距类别及符号分块面积Ai（cm2）分块面积重心至全截面重心距离yi(cm)对静轴静距Si=Aiyi(cm3)静距类别及符号分块面积Ai（cm2）分块面积重心至全截面重心距离yi(cm)对换轴静距Si=Aiyi(cm3)翼板翼缘部分2250 56.5127125翼缘部分3150.0055.37174415.5 三角承托对静轴n-n400 45.67 18268对换轴o-o400.00 44.57 17828 肋部静距sa-n200 448800静距sa-o200.00 42.878574(cm3)-154193(cm3)-200817.5下三角马蹄部分对净轴静距sb-n(cm3)30079.423820马蹄部分对换轴静距sb-o (cm3)300 83.8325149马蹄1000 96 960001000.00 97.13 97130肋部300 7622800 300.00 77.13 23139管道或钢束-186.17193.5 -17310.18 190.1294.63 17991.06 -130811.43-163409.06翼板净轴以上净面积对净轴静距sn-n(cm4)2250.00 56.5127125净轴以上净面积对换轴静距sn-o(cm4)3150.00 55.37174415.5三角承托400.00 45.6718268300.00 44.5713371 肋部1062.424.62 24010 1064.4 23.935 25375.296 -169403-219206.769翼板换轴以上净面积对净轴静距so-n (cm4)2250 56.53127125换轴以上换算面积对换轴静距so-o (cm4)3150.00 78.16246204 三角承托400 45.6718268 500.00 67.21 34665 肋部901.725.7324633.9021453.