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桃花 黄河 大桥 引桥 施工图 设计

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目录序号图名图号页数1设计说明K-0132桥型布置总图K-0223主梁一般构造图K-0324墩、台一般构造图K-0425预应力钢筋布置图K-0526主梁普通钢筋布置图K-0617墩、台钢筋布置图K-0718基础配筋图K-0829桥面铺装配筋图K-09110支座构造图K-10111栏杆构造图K-111CHANGSHACHANGSHACHANGSHACHANGSHAUNIVERSITYUNIVERSITYUNIVERSITYUNIVERSITYOFOFOFOFSCIENCESCIENCESCIENCESCIENCE&TECHNOLOGYTECHNOLOGYTECHNOLOGYTECHNOLOGY毕业设计（论文）毕业设计（论文）题目题目：桃花峪黄河大桥北引桃花峪黄河大桥北引桥施工图设计桥施工图设计学生姓名：学生姓名：沈园园沈园园学学号：号：2002008180201381802013班班级级: :桥梁桥梁 0 08 8-01-01专专业：业：桥梁工程桥梁工程指导教师：指导教师：刘建刘建2012012 2年年 6 6 月月 桃花峪黄河大桥北引施工图设计学生姓名学生姓名：沈园园沈园园学学号：号：2002008 81801802 201012323班班级：级：桥梁桥梁 0 08 8-01-01所在院所在院( (系系) ): :土建学院土建学院指导教师指导教师：刘建刘建完成日期完成日期: :2012012 2 年年 6 6 月月 1 10 0毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）任务书土木与建筑学院土木工程专业桥梁08-01 班题目桃花峪黄河大桥北引桥施工图设计任务起止日期： 2012年3月 8 日2012年6 月 20日学 生 姓 名沈园园学 号 200818020123指 导 教 师刘建教研室主任年月日审查院长年月日批准一、毕业设计（论文）任务一、毕业设计（论文）任务课题内容1 根据设计基本资料要求，撰写开题报告;2 桥型方案比选与结构尺寸拟定；3 上部构造的设计计算；4 下部构造的设计计算（非简支梁桥选做） ；5 绘制全桥主要结构施工图；6 外文翻译；7 技术标准：设计荷载：公路-级桥面总宽：19.5 米课题任务要求通过桥梁毕业设计的系统训练，以便掌握桥梁的基本理论、基本知识和基本的计算方法；通过桥梁毕业设计的训练，增强理论联系实际的观念，不断提高分析问题和解决问题的能力；树立正确的设计思想，逐步掌握设计原则、设计方法、设计步骤。具体要求如下：1、运用计算机进行结构设计计算、配筋计算、施工图绘制。2、施工图应符合工程图的要求。图框为条形，字体大小合适，投影正确；图纸数量为 A3图纸不少于 12 张（其中包括 2 张手工绘图） ，图纸整洁，布局合理。3、设计思想正确，计算无误，设计文件工整，语句通顺，表达清楚。4、计算书中引用的公式及参考文献应注明。5、计算书必须打印，并连同计算书、施工图文件的磁盘一起上交。课题完成后应提交的资料（或图表、设计图纸）一、开题报告（不少于 2000 字，打印稿）二、设计计算书（20000 字左右，打印稿）中、英文摘要、全桥基本情况介绍、桥型方案比选，推荐最优方案、桥型布置，结构各部分拟定、永久作用的计算，可变作用的计算，荷载组合，绘出内力，位移，应力包络图、钢筋的配置、主要结构的强度、刚度、稳定性计算。三、施工图通常应包括以下内容：（1）桥型布置图； （2）墩、台一般构造图； （3）基础配筋图； （4）主梁一般构造图； （5）预应力钢筋布置图； （6）主梁普通钢筋布置图； （7）墩、台帽钢筋布置图； （8）桥面铺装配筋图； （9）支座构造图； （10）栏杆（或护栏）构造图； （11）设计说明。图纸数量为 A3 图纸不少于 12 张（其中包括 2 张手工绘图） 。四、翻译英文专业文献 1 篇（3000 字左右汉字外文资料翻译）以上所有资料提供光盘。主要参考文献（由指导教师选定）1JTG B01-2003，公路工程技术标准S北京：人民交通出版社，20032 JTGD62-2004， 公路钢筋砼及预应力砼桥涵设计规范S 北京： 人民交通出版社 20043JTGD60-2004，公路桥涵设计通用规范S北京：人民交通出版社，20044JTGD60-1985，公路桥涵地基与基础设计规范S北京：人民交通出版社，19855邵旭东桥梁工程M北京：人民交通出版社，20056范立础桥梁工程(上、下册)(土木工程专业用)M北京：人民交通出版社，19937姚林森桥梁工程(公路与城市道路工程专业用)M北京：人民交通出版社，19858颜东煌，李学文桥梁电算M北京：湖南大学出版社，19999李传习，夏桂云大跨度桥梁结构计算理论M北京：人民交通出版社，200210周念先桥梁方案比选M北京：人民交通出版社，199711王文涛刚构连续组合梁桥M北京：人民交通出版社，199512范立础预应力混凝土连续梁桥M北京：人民交通出版社，199913邵旭东桥梁设计百问M北京：人民交通出版社，200314叶见曙结构设计原理(第二版)M北京：人民交通出版社，200515陈忠延土木工程专业毕业设计指南（桥梁工程专业）M北京：人民交通出版社，200216American society of civil engineers. Civil EngineeringJ.17易建国桥梁计算实例集混凝土简支梁（板）桥M北京：人民交通出版社，18匡文起， 结构分析实用程序M人民交通出版社，19徐岳， 预应力混凝土连续梁桥设计M 人民交通出版社，200020邬晓光， 刚架桥M，人民交通出版社2001 年 4 月21胡兆同，陈万春桥梁通用构造及简支梁桥M，人民交通出版社，2000同组设计者无注：1. 此任务书由指导教师填写。如不够填写，可另加页。2. 此任务书最迟必须在毕业设计（论文）开始前一周下达给学生。3. 此任务书可从教务处网页表格下载区下载二、毕业设计（论文）工作进度计划表二、毕业设计（论文）工作进度计划表序序号号毕毕 业业 设设 计（论计（论 文）工文）工 作作 任任 务务工工 作作 进进 度度 日日 程程 安安 排排周周次次1 1 1 12 2 2 23 3 3 34 4 4 45 5 5 56 6 6 67 7 7 78 8 8 89 9 9 910101010111111111212121213131313141414141515151516161616171717171818181819191919202020201熟悉、准备资料，方案比较，拟订推荐方案的结构尺寸2结构内力、变形计算（电算）3配筋计算4强度、刚度、稳定性计算5绘制施工图6中文摘要、外文翻译7小结、整理资料 、装订8毕业答辩910注：1. 此表由指导教师填写；2. 此表每个学生人手一份，作为毕业设计（论文）检查工作进度之依据；3. 进度安排请用“一”在相应位置画出。三、学生完成毕业设计（论文）阶段任务情况检查表三、学生完成毕业设计（论文）阶段任务情况检查表时间第一阶段第二阶段第三阶段内容组织纪律完成任务情况组织纪律完成任务情况组织纪律完成任务情况检查记录教师签字签字日期签字日期签字日期注：1. 此表应由指导教师认真填写。阶段分布由各学院自行决定。2. “组织纪律”一档应按长沙理工大学学生学籍管理实施办法精神，根据学生具体执行情况，如实填写。3. “完成任务情况”一档应按学生是否按进度保质保量完成任务的情况填写。包括优点，存在的问题与建议4. 对违纪和不能按时完成任务者，指导教师可根据情节轻重对该生提出忠告并督促其完成。四、学生毕业设计（论文）装袋要求：四、学生毕业设计（论文）装袋要求：1. 毕业设计（论文）按以下排列顺序印刷与装订成一本（撰写规范见教务处网页） 。(1) 封面(2) 扉 页(3) 毕业设计（论文）任务书(4) 中文摘要(5) 英文摘要(6) 目录(7) 正文(8) 参考文献(9) 致谢(10) 附录（公式的推演、图表、程序等）(11) 附件 1：开题报告（文献综述）(12) 附件 2：译文及原文影印件2. 需单独装订的图纸（设计类）按顺序装订成一本。3. 修改稿（经、管、文法类专业）按顺序装订成一本。4.毕业设计(论文)成绩评定册一份。5论文电子文档由各学院收集保存。学生送交全部文件日期学生（签名）指导教师验收（签名）1桃花峪黄河大桥北引桥施工图设计摘要本设计为桃花峪黄河大桥的北引桥施工图设计。设计过程如下：首先，根据设计任务要求，依据现行公路桥梁设计规范，综合考虑桥位的地质、地形条件，按“实用、经济、安全、美观”的桥梁设计原则，经过方案必选，把先简支后连续梁桥作为主推荐方案。其次，确定主梁主要构造及细部尺寸，它必选与桥梁的相关规定和施工保持一致，利用 Midas 电算软件分析内力结构总的内力（包括恒载和活载的内力计算）及内力组合结果，主要是成桥状态下的。最后进行截面强度的验算，其中包括承载能力极限状态和正常使用极限状态。经分析比较及验算表明该设计计算方法正确，内力分布合理，符合设计任务的要求。关键词：方案比选；先简支后连续梁桥；T 梁；施工图设计2TheTheTheThe PeachPeachPeachPeach B B B BlossomlossomlossomlossomV V V Valleyalleyalleyalley N N N Northorthorthorth A A A Approachpproachpproachpproach O O O Of f f f T T T Thehehehe YellowYellowYellowYellow RiverRiverRiverRiverB B B Bridgeridgeridgeridge ConstructionConstructionConstructionConstruction D D D Drawingrawingrawingrawing D D D DesignesignesignesignA A A ABSTRACTBSTRACTBSTRACTBSTRACTThe designfor the peach blossom valley north of the Yellow River bridge constructiondrawing design approach. The design processisas follows:First of all, according to design task the requirementsonthe current highway bridge designspecifications, comprehensive consideration of the geological and topographical conditions,press practical, economic, safe, beautiful bridge design principles, after schemewillchoose,and take the first Jane after a continuous girder bridge for as the main recommendations.Next, determine the main girder structure of details and size,itwillchoose and bridge therelated provisions and construction keeps consistent, the use of computer software analysisMidas, structural internal force the internal force (including the dead load and live load ofinternal force calculation) and internal force combination results, mainly under the bridgestate.The last section of the strength analysis, including carrying capacity limit state and normaluse limit state. The analysis shows that the design and calculating method are correct, and theinternal force distributionisreasonable, comply with the design requirements of the task.KeyWords: the projectwillchoose; After a continuous girder bridge for first Jane;Tbeam;Construction drawing design3目录1 绪论.11.1 预应力混凝土连续梁桥概述.11.2 毕业设计的目的与意义.32 设计说明.42.1 概述.42.2 设计依据及基本设计要求.42.3 主要材料.42.4 桥面铺装.42.5 施工方法.52.6 设计规范.52.7 支座沉降.52.8 其他事项.53 方案比选.63.1 本课题设计（研究）的目的.63.2 研究方向及解决之道.64 毛截面几何特性计算.94.1 基本资料.94.1.1 桥梁跨径及桥宽.94.1.2 材料规格.104.2 单元划分.104.3 毛截面几何特性计算.115 主梁作用效应计算.125.1 恒载内力计算.125.1.1 恒载内力.125.2 汽车荷载及人群荷载作用效应计算.145.2.1 冲击系数.145.2.2 计算主梁荷载横向分布系数.1545.2.3 计算活载内力.185.3 墩台基础沉降内力及温度应力计算.215.3.1 支座沉降次内力计算.215.3.2 梁截面温度次内力计算.225.4 内力组合.245.4.1 承载能力极限状态下的效应组合.245.4.2 正常使用极限状态效应组合.286 预应力钢束的估算与布置.336.1 估算原理.336.2 预应力筋估算结果.336.3 预应力筋布置原则.346.4 预应力钢束布置情况.366.5 主梁净、换算截面几何特性计算.386.5.1 构件净截面几何特性.386.5.2 换算截面几何特性.386.6 预应力损失计算.396.6.1 预应力筋与孔道壁之间摩擦引起的应力损失.406.6.2 锚具变形、钢筋回缩引起的应力损失.406.6.3 钢筋与台座间的温度引起的损失.416.6.4 混凝土弹性压缩引起的应力损失.416.6.5 预应力钢筋松弛引起的损失.416.6.6 混凝土收缩徐变引起的应力损失.427 强度验算.467.1 基本理论.467.2 计算公式.467.2.1 矩形截面.467.2.2 工形截面.477.3 计算结果.488 抗裂验算.5358.1 正截面抗裂验算.538.2 斜截面抗裂验算.579 应力验算.599.1 正常使用极限状态应力验算.6010 变形验算.6810.1 预加力引起的上拱度.6810.2 使用荷载作用下的挠度.6910.2.1 中跨跨中挠度验算.7010.2.2 边跨跨中挠度验算.7010.3 预应力混凝土受弯构件的总挠度.7010.4 预拱度的设置.7111 施工图设计.7211.1 概述.7211.2 总体布置图.7211.3 主梁一般构造图.7211.4 主梁预应力钢束构造图.72参考文献.74致谢.75附件 1 毕业设计开题报告附件 2 翻译及原文桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页11 绪论1.1 预应力混凝土连续梁桥概述预应力混凝土连续梁桥以结构受力性能好、变形小、伸缩缝少、行车平顺舒适、造型简洁美观、养护工程量小、抗震能力强等而成为最富有竞争力的主要桥型之一。本章简介其发展：由于普通钢筋混凝土结构存在不少缺点：如过早地出现裂缝，使其不能有效地采用高强度材料，结构自重必然大，从而使其跨越能力差，并且使得材料利用率低。为了解决这些问题，预应力混凝土结构应运而生，所谓预应力混凝土结构，就是在结构承担荷载之前，预先对混凝土施加压力。这样就可以抵消外荷载作用下混凝土产生的拉应力。自从预应力结构产生之后，很多普通钢筋混凝土结构被预应力结构所代替。预应力混凝土桥梁是在二战前后发展起来的，当时西欧很多国家在战后缺钢的情况下，为节省钢材，各国开始竞相采用预应力结构代替部分的钢结构以尽快修复战争带来的创伤。50 年代，预应力混凝土桥梁跨径开始突破了 100 米，到 80 年代则达到 440 米。虽然跨径太大时并不总是用预应力结构比其它结构好，但是，在实际工程中，跨径小于400 米时，预应力混凝土桥梁常常为优胜方案。我国的预应力混凝土结构起步晚，但近年来得到了飞速发展。现在，我国已经有了简支梁、带铰或带挂梁的 T 构、连续梁、桁架拱、桁架梁和斜拉桥等预应力混凝土结构体系。虽然预应力混凝土桥梁的发展还不到 100 年。但是，在桥梁结构中，随着预应力理论的不断成熟和实践的不断发展，预应力混凝土桥梁结构的运用必将越来越广泛。连续梁和悬臂梁作比较：在恒载作用下，连续梁在支点处有负弯矩，由于负弯矩的卸载作用，跨中正弯矩显著减小，其弯矩与同跨悬臂梁相差不大；但是，在活载作用下，因主梁连续产生支点负弯矩对跨中正弯矩仍有卸载作用，其弯矩分布优于悬臂梁。虽然连续梁有很多优点，但是刚开始它并不是预应力结构体系中的佼佼者，因为限于当时施工主要采用满堂支架法，采用连续梁费工费时。到后来，由于悬臂施工方法的应用，连续梁在预应力混凝土结构中有了飞速的发展。 60 年代初期在中等跨预应力混凝土连续梁中，应用了逐跨架设法与顶推法；在较大跨连续梁中，则应用更完善的悬臂施工方法，桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页2这就使连续梁方案重新获得了竞争力，并逐步在 40200 米范围内占主要地位。无论是城市桥梁、高架道路、山谷高架栈桥，还是跨河大桥，预应力混凝土连续梁都发挥了其优势，成为优胜方案。目前，连续梁结构体系已经成为预应力混凝土桥梁的主要桥型之一。然而，当跨度很大时，连续梁所须的巨型支座无论是在设计制造方面，还是在养护方面都成为一个难题；而 T 型刚构在这方面具有无支座的优点。因此有人将两种结构结合起来，形成一种连续刚构体系。这种综合了上述两种体系各自优点的体系是连续梁体系的一个重要发展，也是未来连续梁发展的主要方向。另外，由于连续梁体系的发展，预应力混凝土连续梁在中等跨径范围内形成了很多不同类型，无论在桥跨布置、梁、墩截面形式，或是在体系上都不断改进。在城市预应力混凝土连续梁中，为充分利用空间，改善交通的分道行驶，甚至已建成不少双层桥面形式。在我国，预应力混凝土连续梁虽然也在不断地发展，然而，想要在本世纪末赶超国际先进水平，就必须解决好下面几个课题：1发展大吨位的锚固张拉体系，避免配束过多而增大箱梁构造尺寸，否则混凝土保护层难以保证，密集的预应力管道与普通钢筋层层迭置又使混凝土质量难以提高。2在一切适宜的桥址，设计与修建墩梁固结的连续刚构体系，尽可能不采用养护调换不易的大吨位支座。3充分发挥三向预应力的优点，采用长悬臂顶板的单箱截面，既可节约材料减轻结构自重，又可充分利用悬臂施工方法的特点加快施工进度。另外，在设计预应力连续梁桥时，技术经济指针也是一个很关键的因素，它是设计方案合理性与经济性的标志。目前，各国都以每平方米桥面的三材（混凝土、预应力钢筋、普通钢筋）用量与每平方米桥面造价来表示预应力混凝土桥梁的技术经济指针。但是，桥梁的技术经济指针的研究与分析是一项非常复杂的工作，三材指针和造价指针与很多因素有关，例如：桥址、水文地质、能源供给、材料供应、运输、通航、规划、建筑等地点条件；施工现代化、制品工业化、劳动力和材料价格、机械工业基础等全国基建条件。同时，一座桥的设计方案完成后，造价指针不能仅仅反应了投资额的大小，而是还应该包括整个使用期限内的养护、维修等运营费用在内。通过连续梁、T 型刚构、桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页3连续刚构等箱形截面上部结构的比较可见：连续刚构体系的技术经济指针较高。因此，从这个角度来看，连续刚构也是未来连续体系的发展方向。总而言之，一座桥的设计包含许多考虑因素，在具体设计中，要求设计人员综合各种因素，作分析、判断，得出可行的最佳方案。1.2 毕业设计的目的与意义毕业设计的目的在于培养毕业生综合能力，灵活运用大学所学的各门基础课和专业课知识，并结合相关设计规范，独立的完成一个专业课题的设计工作。设计过程中提高学生独立的分析问题，解决问题的能力以及实践动手能力，达到具备初步专业工程人员的水平，为将来走向工作岗位打下良好的基础。桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页42 2 2 2 设计说明设计说明设计说明设计说明2.1概述武西高速公路桃花峪黄河大桥项目位于郑州市与焦作市交界处，是郑州西南绕城高速公路向北延伸跨越黄河的一条南北向高速大通道,在郑州市西北穿邙山跨黄河。桥位处南岸在黄河中下游分界线桃花峪附近，北岸靠近御坝，推荐桥位位于桃花峪险工河段尾部，南岸越邙山桃花峪（黄河中下游分界线） ，北岸从御坝村东跨御坝。2.2设计依据及基本设计要求1)汽车荷载：公路I 级，2)桥面净宽：0.65m(防撞栏）+23.75m(二车道)+0.65m（防撞栏）3)桥上横坡为双向 2%；2.3主要材料1. 混凝土：主梁采用 C55 混凝土；基础采用 C30 混凝土；其余构件采用 C50 混凝土。2. 预应力钢材：预应力钢筋采用 Strand1860，抗拉强度标准值1860=pkfMPa，抗拉强度设计值1260=pdfMPa，公称直径 15.24mm，公称面积 140mm2，弹性模量51095. 1=pEMPa。3. 锚具：采用 OVM 夹片式群锚，并采用与其配套的千斤顶。4. 预应力管道：采用预埋金属波纹管成型。5. 支座：采用 GPXZ 系统抗震型盆式橡胶支座。2.4 桥面铺装采用 10cm 厚沥青混凝土、8cm 厚 C50 防水混凝土桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页52.5 施工方法先简支后连续。2.6 设计规范（一）公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）（二）公路圬工桥涵设计规范（JTG D61-2005）（三）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）（四）公路桥涵地基与基础设计规范（JTJ024-85）（五）公路工程抗震设计规范(JTJ004-89)（六）钢筋焊接及验收规程(JGJ 18-2003)（七）公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2000)（八）公路工程技术标准（JTG B01-2003）（九）公路工程水文勘测设计规范（JTG C30-2002）2.7 支座沉降按中墩支座沉降 1cm 考虑，取最不利效应。2.8 其他事项其他未尽事宜， 按中华人民共和国行业标准 公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）办理。桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页63 方案比选3.1 本课题设计（研究）的目的1） 通过设计，使学生能综合运用所学课程，系统地巩固基本理论和专业知识；2） 培养分析问题和解决问题的独立工作能力；3） 提高计算、绘图、查阅文献、使用规范手册和编写技术及计算机辅助设计计算等基本技能，使学生了解生产设计的主要内容和要求；4） 掌握大、中型桥梁的设计原则、设计方法和步骤；5） 树立正确性设计思想以及严谨负责、实事求是、刻苦钻研、勇于创新的作风，为桥梁建设事业服务。3.2研究方向及解决之道1)、本次设计的重点包括：1、施工过程的计算；2、配筋的计算；3、应力、变形的计算；4、施工图的绘制；2)、本次设计的难点包括：1、上部结构的尺寸拟定；2、CAD 绘图；3、桥面的布置；3)、措施和方法：1、 通过参考资料书中相关桥梁的示例， 先确定跨径， 在确定主梁的高度，确定主梁腹板的厚度，接着确定翼板的尺寸。2、通过多练，多画来熟悉 CAD 的绘图。3、桥面采用 4 车道加防撞栏加中央分隔带。4）、桥梁方案比较：技术标准：设计荷载：公路-级桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页7桥面总宽：19.5 米桥梁总长：175m方案一：预应力混凝土简支梁桥(325+235+30=175m)简支梁桥是梁式桥中应用最早，使用最广泛的一种桥型。由一根俩端分别支撑在一个活动支座和一个铰支座上的梁作为主要承重结构的梁桥。属于静定结构。其构造简单，架设方便，结构内力不受地基变形，温度改变的影响。它的特点是外形简单，制造方便，横向横隔梁联结，整体性也较好。在多孔简支梁桥中，相邻桥孔各自单独受力，便于预制、架设，简化施工管理，施工费用低，因此在城市高架、跨河大桥的引桥上被广泛采用。为了减少伸缩缝装置，改善行车平整舒适，国内目前常采用桥面连续的预应力混凝土简支梁桥。方案二：预应力混凝土连续梁桥(535=175m)两跨或两跨以上连续的梁桥，属于超静定体系。连续梁在恒活载作用下，产生的支点负弯矩对跨中正弯矩有卸载的作用，使内力状态比较均匀合理，因而梁高可以减小，由此可以增大桥下净空，节省材料，且刚度大，整体性好，超载能力大，安全度大，桥面伸缩缝少，并且因为跨中截面的弯矩减小，使得桥跨可以增大。连续梁桥是中等跨径桥梁中常用的一种桥梁结构， 预应力混凝土连续梁桥是其主要结构形式，它具有接缝少、刚度好、行车平顺舒适等优点，在 30-120m 跨度内常是桥型方案比选的优胜者。而横向预应力混凝土技术在 T 型梁、箱型梁、空心板桥三种常规跨径连续梁桥中的应用，取得了明显的技术经济效益。为拓宽横向预应力技术的应用范围，将其应用到更大跨度的连续梁桥中就显得尤为必要了。桥型布置图见图纸 2 和图纸 3。方案比选：在我国，安全、经济、适用、美观是桥梁设计中的主要考虑因素，安全尤为重要。以桥梁结构的经济性、适用性、安全性、美观性和施工难易程度为考虑因素，综合考虑个设计方案的优缺点，从三个合理方案中比选一个最优方案，作为此次的设计方案。(见下表1）桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页8表表1 1 1 1 方案必选方案必选方案一方案二桥型方案预应力混凝土连续箱梁桥预应力混凝土连续 T 梁桥美观性结构连续性好，与当地的景观协调，较优美形式简单，造型美观安全性由于支点的负弯矩的作用，受力较合理，偏安全。技术成熟，计算简单，施工方法简单，质量好，整体性好，刚度大， 可保证工程本身安全，同时行车性能良好，可保证司机正常行车，满足交通运输安全要求适用性变形小、刚度大、伸缩缝少、行车平稳舒适、施工简便、抗震能力强等优点，可提高车速。伸缩缝少，结构刚度大，变形小，动力性能好，主梁性能好，主梁变形挠曲线平缓，行车平顺，通畅，安全，可满足交通运输要求，施工简单，但工期长经济性施工技术成熟，方法简单，易掌握，需要的机具少，无需大型设备，可充分降低施工成本，所用材料普通，价格低，成桥后养护费用少，需要大型支座，需较多预应力钢筋。预制构件，可以在预制场内批量生产，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、节省模板费用。 避免采用大量的脚手架，保护环境，节省费用。分析结论： 通过分析方案，在经济上（工程费用，维修养护，运营费大小）的比较，以及以桥梁结构的经济性、实用性、安全性、美观性和施工的难易程度为考虑因素，综合个设计方案的优缺点，最终选定一个最优方案：方案二等截面预应力混凝土连续T梁桥。桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页94 毛截面几何特性计算4.1 基本资料4.1.1 桥梁跨径及桥宽桥型布置：535m 等截面连续梁桥（图 4.1）桥面布置：0.65m(防撞栏）+23.75m(二车道)+0.65m（防撞栏）设计荷载：公路I 级桥面横坡：2 %图 4.1主梁立面图（单位：cm）图 4.2边梁支座立面图（单位：cm）桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页10图 4.3边梁跨中立面图（单位：cm）4.1.2 材料规格主梁：采用 55 号混凝土，容重为 26kN/m3，弹性模量取71055. 3kPa；桥面铺装：采用厚度为 10cm 的沥青混凝土加 8cm 防水混凝土，沥青混凝土容重为25kN/m3，防水混凝土容重为 26kN/m3；防撞护栏：采用 C30 混凝土，容重为 25kN/m3；横隔梁：采用 C55 号混凝土，容重为 26kN/m3，弹性模量取71055. 3kPa。4.2 单元划分为了保证结构在计算时的准确性，不宜将结构单元划分得太少。本设计中对于全长为 175m 的桥，单元划分支座处受力复杂所以划分为单元较小，全桥共分为 38 个单元，共 39 个截面。 （支座截面为 1，8，16，24， 32， 39）如下图所示：桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页11图 4.4 单元划分图（单位 m）4.3 毛截面几何特性计算在 Midas 中建立连续梁杆件模型，由程序计算可知截面的几何特性如下表表 4 4 4 4-3-1-3-1-3-1-3-1 截面几何特性表截面几何特性表截面名称截面高度（m）截面面积（m2）截面抗弯惯矩（m4）截面中性轴高度 （m）预制中梁2.050.67160.30781.2701预制边梁2.050.74760.30451.3380成桥中梁2.050.76160.40061.3541成桥边梁2.050.79260.40841.3741桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页125 主梁作用效应计算5.1 恒载内力计算5.1.1 恒载内力（1）桥面系荷载桥面铺装重（每片主梁)：1q=260.088.8+0.18.825=10.08kN/m一侧防撞栏：4.99kN/m将防撞栏分摊给 4 片主梁：2q=4.9924=2.495kN/m现浇 T 梁翼板恒载集度：3q=0.150.626=2.34kN/m合计为 q=1q+2q+3q=14.915 kN/m将桥面系荷载作为二期恒载以均布荷载的形式加在主梁上。（2）主梁自重按=26kN/m3的容重，以计主梁自重的形式计入恒载中。且在每个桥墩处设有一道横隔梁，其重量按结点荷载计算。考虑到恒载内力的对称性，这里只给出半桥的计算结果。表表 5 5 5 5-1-1-1-1-1-1-1-1 恒载内力数据恒载内力数据单元荷载剪力-z(kN)弯矩-y (kNm)1恒荷载-521.2102恒荷载-455.6976.813恒荷载-235.643245.094恒荷载49.944062.775恒荷载335.522453.056恒荷载548.78-420.897恒荷载621.09-1584.068恒荷载-602.02-1898.719恒荷载-578.92-1601.8桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页13续表续表 5 5 5 5-1-1-1-1-1-1-1-1单元荷载剪力-z(kN)弯矩-y (kNm)10恒荷载-513.3-509.5811恒荷载-293.342133.812恒荷载-7.773441.9913恒荷载277.812322.7914恒荷载491.07-176.0715恒荷载563.39-1223.8216恒荷载-590.91-1509.6217恒荷载-567.8-1218.2618恒荷载-502.19-148.2719恒荷载-282.232422.8420恒荷载3.353636.54图 5-1-1 恒载弯矩图桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页14图 5-1-2 恒载剪力图5.2 汽车荷载及人群荷载作用效应计算5.2.1 冲击系数根据通规4.3.2 中的规定，使用于连续梁的结构基频计算公式如下：cc21m2616.13EIlf=（5-1）cc22m2651.23EIlf=（5-2）G/gmc=（5-3）式中 ：1、2基频 Hz，计算连续梁冲击力引力的正弯矩效应和剪力效应时，采用1；计算连续梁 冲击力引起的负弯矩效应时，采用2；l结构的计算跨径（m） ；E结构材料的弹性模量（Pa） ；cI结构跨中截面的截面惯矩（4m） ；cm结构跨中处的单位长度质量（/kg m） ，当换算为重力计算时，其单位应为（22/Nsm） ；G结构跨中处延米结构重力（/N m） ；g重力加速度，29.81(/)gm s=。桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页15其中：9.8110267926. 0G/gm3c=2100.67Kg/m6497.467.21004084. 01055.33514. 32616.13m2616.13102cc21=EIlf0767.867.21004084. 01055.33514. 32651.23m2651.23102cc22=EIlf冲击系数=0.1767 -0.0157（适用于 1.5Hz14Hz）则：1=0.1767 1-0.0157=0.1767 4.6497-0.0157=0.25592=0.1767 2-0.0157=0.1767 7.9621-0.0157=0.35345.2.2 计算主梁的荷载横向分布系数由胡肈滋在 桥跨结构简化分析荷载横向分布（北京： 人民交通出版社， 1996）一书中给出的计算结果可知，对等跨等截面连续梁等效简支梁抗弯惯矩换算系数为：边跨1=1.432，中跨2=1.86，而抗扭惯矩换算系数为：x1=x2=11）跨中的荷载横向分布系数(1)边跨跨中的荷载横向分布系数。本桥跨内设有强大的横隔梁，承重结构的长宽比为：l/b=35/8.8=3.982故可以按修正的刚性横梁法计算荷载横向分布影响线和横向分布系数。边跨主梁抗弯惯矩：II11=TTII11=式中：1是抗弯惯矩修正系数；1I是边跨的等刚度常截面简支梁的抗弯惯矩；I 是连续梁一片主梁跨中截面抗弯惯矩；1TI是边跨的等刚度常截面简支梁的抗扭惯矩；1是抗扭惯矩修正系数；IT是连续梁一片主梁跨中截面抗弯惯矩。T 形界面可以看成由若干个实体矩形截面组成的组合截面，其抗扭惯矩等于被分割的各个矩形截面的抗扭惯矩之和，即：桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页1631iiiniTtbaI=式中:bi是分块矩形的宽度；ti是分块矩形的高度。+=5052. 063. 0131btbtai，当1 . 0bt时，则 a=31对于跨中截面，翼缘板的换算平均厚度：t1=18.95cm马蹄部分的换算平均厚度：t3=36.5cmIT的计算见表 5-2-1如下：表表 5-2-15-2-15-2-15-2-1I I I IT T T T的计算表的计算表分块名称bi(cm)ti(cm)ti/biaiIT(m4)翼缘板22018.950.0861/30.00499腹板149.55160.1070.3110.001905马蹄4036.50.91250.15270.002970.009865即IT=0.009865m4，故边跨I*1=0.5848m4I*T1=0.009865m4计算抗扭修正系数。+=iiiiTIaEIGli221211代人数据得：=0.03946m4按修正的刚性横梁法计算横向影响线竖标值：=+=niiiijaean121式中：n=4桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页17在两个边主梁处的 1 号梁横向分布影响线竖标值为：11=0.6540，15=-0.1540绘出横向分布影响线，按最不利布载，并据此求出对应个荷载点的影响线竖标，如下图 5-2-1 所示：图 5-2-11 号梁跨中横向分布系数计算图示计算荷载横向分布系数 mcqMcq=1/2q=0.7228同理计算 2 号梁的 mcq=0.52492）支点的荷载横向分布系数如下图 5-2-2 所示， 按杠杆原理法绘制荷载横向分布影响线， 并按最不利进行布载，1 号梁的横向分布系数计算如下：Moq=1/2(1.0455+0.2273)=0.6364桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页18图 5-2-21 号梁支点的横向分布系数计算图示3)荷载横向分布系数取值考虑荷载横向分布系数沿跨长变化，取值如下:支点处横向分布系数取Moq=0.6364，其余梁段取 Mcq=0.72285.2.3 计算活载内力由 Midas 计算所得公路一级汽车荷载作用下。各控制截面的内力值如下各表示：考虑到内力的对称性，这里只给出半桥的计算结果。桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页19表表 5 5 5 5- - - -2 2 2 2- - - -2 2 2 2 汽车荷载内力表汽车荷载内力表单元荷载剪力-z(kN)弯矩-y (kNm)1汽车荷载(最大)34.9902汽车荷载(最大)35.54621.963汽车荷载(最大)103.992002.164汽车荷载(最大)206.922410.295汽车荷载(最大)314.431485.596汽车荷载(最大)393.63411.017汽车荷载(最大)416.63282.278汽车荷载(最大)45.85285.529汽车荷载(最大)45.87266.0110汽车荷载(最大)46.35405.4311汽车荷载(最大)85.71389.4912汽车荷载(最大)181.212050.613汽车荷载(最大)293.951426.0614汽车荷载(最大)381.08522.8215汽车荷载(最大)406.48452.0516汽车荷载(最大)51.2477.4617汽车荷载(最大)51.21463.3518汽车荷载(最大)51.67531.1819汽车荷载(最大)88.61452.7220汽车荷载(最大)183.642094.831汽车荷载(最小)-377.802汽车荷载(最小)-344.14-633汽车荷载(最小)-243.3-267.774汽车荷载(最小)-134.09-535.545汽车荷载(最小)-54.05-803.36汽车荷载(最小)-14.06-1275.6桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页20续表续表 5 5 5 5- - - -2 2 2 2- - - -2 2 2 2单元荷载剪力-z(kN)弯矩-y (kNm)7汽车荷载(最小)-9.2-1669.148汽车荷载(最小)-417.69-18269汽车荷载(最小)-411.34-1735.7910汽车荷载(最小)-385.31-1420.1911汽车荷载(最小)-296.94-944.7812汽车荷载(最小)-184.16-692.1213汽车荷载(最小)-90.1-825.714汽车荷载(最小)-58.73-1265.4415汽车荷载(最小)-58.29-1565.5516汽车荷载(最小)-416.22-1660.8717汽车荷载(最小)-409.99-1573.1718汽车荷载(最小)-384.41-1265.1219汽车荷载(最小)-296.72-801.4620汽车荷载(最小)-183.64-603.12图 5-2-3 汽车荷载弯矩包络图桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页21图 5-2-4 汽车荷载剪力包络图5.3 墩台基础沉降内力及温度应力计算5.3.1 支座沉降次内力计算按中墩支座沉降 1cm 考虑，取最不利效应。5 5 5 5-3-1-3-1-3-1-3-1 支座沉降次内力表支座沉降次内力表单元荷载剪力-z(kN)弯矩-y (kNm)1支座沉降(全部)-27.5102支座沉降(全部)-27.5155.013支座沉降(全部)-27.51233.814支座沉降(全部)-27.51467.625支座沉降(全部)-27.51701.436支座沉降(全部)-27.51880.237支座沉降(全部)-27.51935.248支座沉降(全部)60.049499支座沉降(全部)60.04918.9710支座沉降(全部)60.04798.8811支座沉降(全部)60.04463.4812支座沉降(全部)60.04364.93桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页22续表续表 5 5 5 5-3-1-3-1-3-1-3-1单元荷载剪力-z(kN)弯矩-y (kNm)13支座沉降(全部)60.04651.3414支座沉降(全部)60.04-1002.4515支座沉降(全部)60.04-1122.5416支座沉降(全部)63.89-1152.5617支座沉降(全部)63.89-1120.6218支座沉降(全部)63.89-992.8519支座沉降(全部)63.89-613.4320支座沉降(全部)63.89-414.24图 5-3-1 支座沉降弯矩图桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页23图 5-3-2 支座沉降剪力图5.3.2 梁截面温度次内力计算按通规4.3.10 条规定，桥面采用 10cm 厚沥青混凝土。温度基数采用直线插入法确定如下（以跨中为例，计算时取成桥后的情况）由通规4.3.10 中查得混凝土铺装竖向温度计算的温度基数：1T=14C，2T=5.5C，3T=0；具体各截面弯矩和剪力值下表，温度次内力全桥对称，故只列出半跨的。表表 5 5 5 5-3-2-3-2-3-2-3-2 梁截面梁截面温度温度次次内力表内力表单元荷载剪力-z(kN)弯矩-y (kNm)1温度梯度-5.3802温度梯度-5.3810.763温度梯度-5.3845.734温度梯度-5.3891.475温度梯度-5.38137.26温度梯度-5.38172.177温度梯度-5.38182.938温度梯度1.29185.639温度梯度1.29184.9810温度梯度1.29182.4桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页24续表续表 5 5 5 5-3-2-3-2-3-2-3-2单元荷载剪力-z(kN)弯矩-y (kNm)11温度梯度1.29174.0312温度梯度1.29163.0813温度梯度1.29152.1314温度梯度1.29143.7615温度梯度1.29141.1816温度梯度0140.5317温度梯度0140.5318温度梯度0140.5319温度梯度0140.5320温度梯度0140.53图 5-3-3 温度梯度弯矩包络图桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页25图 5-3-4 温度梯度剪力包络图5.4 内力组合为了进行预应力钢束的计算，在不考虑预加力引起的结构次内力及混凝土收缩徐变次内力的前提下，按通规第 4.1.6 条和第 4. 1. 7 条的规定，根据可能出现的荷载进行第一次内力组合。公路桥涵结构设计应考虑结构上可能同时出现的作用，按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行作用效应组合，取其最不利效应组合进行设计：（1）只有在结构上可能同时出现的作用，才进行其效应组合。当结构或结构构件需做不同受力方向的验算时，则应以不同方向的最不利的作用效应进行组合。（2）当可变作用的出现对结构或结构构件产生有利影响时，该作用不应参与组合。（3）施工阶段作用效应的组合，应按计算需要及结构所处条件而定，结构上的施工人员和施工机具设备均应作为临时荷载加以考虑。（4）多个偶然作用不同时参与组合。5.4.1 承载能力极限状态下的效应组合公路桥涵结构按承载能力极限状态设计时，应采用以下两种作用效应组合：基本组合和偶然组合，由于本设计不考虑偶然作用的影响，故只采用基本组合。基本组合是永久作用的设计值效应与可变作用设计值效应相组合，其效应组合表达式为：)(121100=+=miQjknjQjckQQGikGiudSrSrSrrSr（5-4）桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页26或)(12100=+=miQjdnjcdQGidudSSSrSr（5-5）式中：udS承载能力极限状态下作用基本组合的效应组合设计值；0r结构重要性系数，按通规JTG D60-2004 表 1.0.9 规定的结构设计安全等级采用，对应于设计安全等级一级、二级和三级分别取 1.1、1.0 和 0.9；1Gr第 i 个永久作用效应的分项系数，应按通规JTG D60-2004 表 4.1.6 的规定采用；GikS、GidS第 i 个永久作用效应的标准值和设计值；1Qr汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）的分项系数，取1Qr=1.4。当某个可变作用在效应组合中其值超过汽车荷载效应时，则该作用取代汽车荷载，其分项系数应采用汽车荷载的分项系数；对专为承受某作用而设置的结构或装置，设计时该作用的分项系数取与汽车荷载同值；计算人行道板和人行道栏杆的局部荷载，其分项系数也与汽车荷载取同值；kGS1、dGS1汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）的标准值和设计值；Qjr在作用效应组合中除汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力） 、风荷载外的其他第 个可变作用效应的分项系数，取Qjr=1.4，但风荷载的分项系数取Qjr=1.1；GjkS、GjdS在作用效应组合中除汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）外的其他第 个可变作用效应的标准值和设计值；c在作用效应组合中除汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）外的其他可变作用效应的组合系数，当永久作用与汽车荷载和人群荷载（或其他一种可变作用）组合时，人群荷载（或其他一种可变作用）的组合系数取c=0.80；当除汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）外尚有两种其他可变作用参与组合时，其组合系数取c=0.70；尚有三种可变作用参与组合时，其组合系数取c=0.60；尚有四种及多于四种的可变作桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页27用参与组合时，取c=0.50。根据通规第 4.1.6 条规定，各种作用的分项系数取值如下：结构重要性系数0r=1.0；恒载作用效应的分项系数取1Gr=1.2（对结构承载力不利） ，或1Gr=1.2（对结构承载力有利） ；基础变位作用效应的分项系数取2Gr=0.5；汽车荷载效应的分项系数取1Qr=1.4；人群荷载效应的分项系数取3Qr=0.7；温度作用效应的分项系数取2Qr=1.4；其他可变作用效应的组合系数c=0.8。则承载能力极限状态组合为：对结构承载力不利时()Q2Q1G2G101.4S0.71.4S0.5SS2 . 10 . 1+=udS（5-6）这里只列出半跨的数据表。表表 5 5 5 5-4-1-4-1-4-1-4-1 承载能力极限状态下承载能力极限状态下最不利最不利的效应组合表的效应组合表单元荷载剪力-z (kN)弯矩-y (kNm)1承载不利组合(全部)-1173.4102承载不利组合(全部)-1047.532080.963承载不利组合(全部)-642.416858.854承载不利组合(全部)358.278573.185承载不利组合(全部)851.475508.676承载不利组合(全部)1218.27-2567.747承载不利组合(全部)1337.24-4531.798承载不利组合(全部)-1331.2-5133.39承载不利组合(全部)-1294.58-4638.7110承载不利组合(全部)-1179.4-2838.2桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页28续表续表 5 5 5 5-4-1-4-1-4-1-4-1单元荷载剪力-z (kN)弯矩-y (kNm)11承载不利组合(全部)-791.734908.1312承载不利组合(全部)-291.157343.5213承载不利组合(全部)776.195258.5814承载不利组合(全部)1154.07-2484.1215承载不利组合(全部)1276.42-4221.6216承载不利组合(全部)-1323.74-4713.0317承载不利组合(全部)-1287.3-4224.6618承载不利组合(全部)-1172.74-2445.5219承载不利组合(全部)-786.035351.0820承载不利组合(全部)293.067606.89图 5-4-1 承载能力极限状态最不利组合弯矩包络图桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页29图 5-4-2 承载能力极限状态最不利组合剪力包络图5.4.2 正常使用极限状态效应组合公路桥涵结构按正常使用极限状态设计时，应根据不同的设计要求，采用以下两种效应组合：（1）作用短期效应组合。永久作用标准值效应与可变作用频率值效应相组合，其效应组合表达式为：=+=njQjkjmiGiksdSSS111（5-7）式中 ：sdS作用短期效应组合设计值；j1第 j 个可变作用效应的频率值系数，汽车荷载（不计冲击力）j1=0.7，人群荷载j1=1.0，风荷载j1=0.75，温度梯度作用j1=0.8，其他作用j1=1.0；j1、QjkS第 j 个可变作用效应的频遇值。根据通规第 4.1.7 条规定，各种作用的分项系数取值如下：汽车荷载（不及冲击力）效应的频遇值系数取11=0.7；温度作用效应的频遇值系数取12=0.8。则作用短期效应组合：21218 .07 . 0QQGGsdSSSSS+=（5-8）桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页30（2） 作用长期效应组合。永久作用标准值效应与可变作用准永久值效应相组合，其效应组合表达式为：QjknjjmiGikMSSS=+=121（5-9）式中：MS作用长期效应组合设计值；j2第 j 个可变作用效应的准永久值系数，汽车荷载（不计冲击力）j2=0.4，人群荷载j2=0.4，风荷载j2=0.75，温度梯度作用j2=0.8，其他作用j2=1.0；j2、QjkS第 j 个可变作用效应的准永久值。根据通规第 4.1.7 条规定，各种作用的分项系数取值如下：汽车荷载（不计冲击力）效应的准永久值系数取21=0.4；温度作用效应的准永久值系数取22=0.8；则作用长期效应组合为：21218. 04 . 0QQGGldSSSSS+=（5-10）此外，对于正常使用极限状态还应考虑作用标准效应组合，现将正常使用极限状态下控制截面的效应组合半跨值列于下表。表表 5 5 5 5-4-4-4-4-3 3 3 3 正常使用极限状态作用正常使用极限状态作用短短期效应组合期效应组合单元荷载剪力-z (kN)弯矩-y (kNm)1短期效应组合(全部)-817.4902短期效应组合(全部)-728.31475.83短期效应组合(全部)-437.764916.994短期效应组合(全部)212.096290.775短期效应组合(全部)572.924304.166短期效应组合(全部)841.62-1867.477短期效应组合(全部)930.03-3340.718短期效应组合(全部)-942.42-3773.81桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页31续表续表 5 5 5 5-4-4-4-4-3 3 3 3单元荷载剪力-z (kN)弯矩-y (kNm)9短期效应组合(全部)-914.87-3389.7510短期效应组合(全部)-831.03-1980.5911短期效应组合(全部)-549.213709.1412短期效应组合(全部)-184.695372.8113短期效应组合(全部)544.654094.0714短期效应组合(全部)818.9-2064.3215短期效应组合(全部)909-3442.2416短期效应组合(全部)-946.15-3824.7817短期效应组合(全部)-918.68-3440.118短期效应组合(全部)-835.16-2026.7119短期效应组合(全部)-553.824096.4620短期效应组合(全部)195.785560.45图 5-4-5 正常使用极限状态作用短期效应组合弯矩包络图桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页32图 5-4-6 正常使用极限状态作用短期效应组合剪力包络图表表 5 5 5 5-4-4-4-4-4 4 4 4 正常使用极限状态作用正常使用极限状态作用长长期效应组合期效应组合单元荷载剪力-z(kN)弯矩-y (kNm)1长期效应组合(全部)-704.1502长期效应组合(全部)-625.061289.213长期效应组合(全部)-364.774316.354长期效应组合(全部)150.015567.685长期效应组合(全部)478.593858.496长期效应组合(全部)723.53-1484.797长期效应组合(全部)805.04-2839.978长期效应组合(全部)-817.11-3226.019长期效应组合(全部)-791.46-2869.0110长期效应组合(全部)-715.43-1554.5311长期效应组合(全部)-460.133292.312长期效应组合(全部)-129.444757.6313长期效应组合(全部)456.473666.2514长期效应组合(全部)704.57-1684.6915长期效应组合(全部)787.05-2972.58桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页33续表续表 5 5 5 5-4-4-4-4-4 4 4 4单元荷载剪力-z(kN)弯矩-y (kNm)16长期效应组合(全部)-821.28-3326.5217长期效应组合(全部)-795.69-2968.1518长期效应组合(全部)-719.83-1647.1719长期效应组合(全部)-464.83660.6420长期效应组合(全部)140.694932图 5-4-7 正常使用极限状态作用长期效应组合弯矩包络图图 5-4-8 正常使用极限状态作用长期效应组合剪力包络图桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页336 预应力钢束的估算与布置本桥采用后张法预应力混凝土 T 梁构造形式。 设计时应满足不同设计状况下规范规定的控制条件要求，例如承载力、抗裂性、裂缝宽度、变形及应力等要求。在这些控制条件中，最重要的是满足结构在正常使用极限状态下的使用性能要求和保证结构在达到承载能力极限状态时具有一定的安全储备。因此，预应力混凝土桥梁设计时，一般情况下，首先根据结构在正常使用极限状态正截面抗裂性或裂缝宽度限值确定预应力钢筋的数量，在由构件的承载能力极限状态要求确定普通钢筋的数量。本桥以全预应力混凝土构件设计，按构件正截面抗裂性要求估算预应力钢筋数量。6.1 估算原理首先根据各截面正截面抗裂性要求，确定预应力钢筋数量。为满足抗裂性要求，所需的有效预加力为+WeAWMNpspe185. 0(6-1)拟采用s15.2 钢绞线，单根钢绞线的公称截面面积 Ap1=140mm2，抗拉强度标准值fpk=1860MPa，张拉控制应力取con=0.75fpk=0.751860=1395MPa，预应力损失按张拉控制应力的 20%估算。得到所须的预应力钢铰线的根数：()PsconpepANn=(6-2)6.2 预应力筋估算结果预应力钢筋采用 ASTM A416-97a 标准的低松弛钢绞线（17 标准型） ， 抗拉强度标准值pkf=1860MPa，抗拉强度设计值pdf=1260MPa，公称直径 15.2mm，公称面积取140mm2，弹性模量51095. 1=PEMPa。本设计分别选用 4、7、14、16 根钢绞线为一束，则 4 根钢绞线面积为 560mm2， 7 根钢绞线一束的面积为 980mm2， 14 根钢绞线一束的面积 为 1960mm2， 16 根 钢 绞 线 一 束 的 面 积 为 2240mm2， 锚 下 张 拉 控 制 应 力桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页34con=0.75pkf=0.751860=1395MPa 根据 Midas 程序计算所得的预应力束数估算结果下表（这里只列出半桥的数据值） 。表表 6 6 6 6-2-1-2-1-2-1-2-1 承载能力极限承载能力极限状态预应力筋面积估算表：状态预应力筋面积估算表： 单位单位 m2m2m2m2单元号左上缘左下缘右上缘右下缘10.0080.00260.0080.0026200.00600.006300.007100.0071400.005400.005450.00150.00170.00150.001760.00310.00010.00310.000170.003600.0036080.00320.00010.0032090.00170.00150.00170.00151000.004900.00491100.006400.00641200.005100.0051130.00150.0020.00150.002140.00290.00040.00290.0007150.00330.00020.00330.0002160.00290.00070.00290.0004170.00150.0020.00150.0021800.005100.00511900.006500.0065由承载能力极限状态下的钢筋面积估算数据即可得到预应力钢筋的配筋面积估算结果。6.3 预应力筋布置原则连续梁预应力筋束的配置除满足公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页35（JTG D62-2004）构造要求外，还应考虑以下原则：（1）应选择适当的预应力束筋的型式与锚具型式，对不同跨径的梁桥结构，要选用预加力大小恰当的预应力束筋，以达到合理的布置型式。避免造成因预应力束筋与锚具型式选择不当，而使结构构造尺寸加大。 当预应力束筋选择过大， 每束的预加力不大，造成大跨结构中布束过多，而构造尺寸限制布置不下时，则要求增大截面。反之，在跨径不大的结构中，如选择预加力很大的单根束筋，也可能使结构受力过于集中而不利。（2）预应力束筋的布置要考虑施工的方便，也不能像钢筋混凝土结构中任意切断钢筋那样去切断预应力束筋，而导致在结构中布置过多的锚具。由于每根束筋都是一巨大的集中力，这样锚下应力区受力较复杂，因而必须在构造上加以保证，为此常导致结构构造复杂，而使施工不便。（3）预应力束筋的布置，既要符合结构受力的要求，又要注意在超静定结构体系中避免引起过大的结构次内力。（4）预应力束筋配置，应考虑材料经济指标的先进性，这往往与桥梁体系、构造尺寸、施工方法的选择都有密切关系。（5）预应力束筋应避免使用多次反向曲率的连续束，因为这会引起很大的摩阻损失，降低预应力束筋的效益。（6）预应力束筋的布置，不但要考虑结构在使用阶段的弹性受力状态的需要，而且也要考虑到结构在破坏阶段时的需要。钢束布置时，应注意以下几点：（1）应满足构造要求。如孔道中心最小距离，锚孔中心最小距离，最小曲线半径，最小扩孔长度等。（2）注意钢束平、竖弯曲线的配合及钢束之间的空间位置。钢束一般应尽量早的平弯，在锚固前竖弯。特别应注意竖弯段上、下层钢束不要冲突，还应满足孔道净距的要求。（3）钢束应尽量靠近腹板布置。这样可使预应力以较短的传力路线分布在全截面上，有利于降低预应力传递过程中局部应力的不利影响；能减小钢束的平弯长度；能减小横向内力；能充分利用梗腋布束，有利于截面的轻型化。（4）尽量以 S 型曲线锚固于设计位置，以消除锚固点产生的横向力。（5）钢束的线形种类尽量减少，以便于计算和施工。桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页36（6）尽量加大曲线半径，以便于穿束和压浆。（7）分层布束时，应使管道上下对齐，这样有利于混凝土的浇筑和振捣，不可采用梅花形布置。（8）顶板束的布置还应遵循以下原则：a.钢束尽量靠截面上缘布置，以极大发挥其力学效应；b.分层布束时应使长束布置在上层，短束布置在下层。首先，因为先锚固短束，后锚固长束，只有这样布置才不会发生干扰；其次，长束通过的梁段多，放在顶层能充分发挥其力学效应；再次，较长束在施工中管道出现质量问题的机率较高，放在顶层处理比较容易些。6.4 预应力钢束布置情况由表 6-2-1 可初步估算出各个截面所需预应力筋束的数目，经过反复验算，最终可确定实际预应力钢束束数，边跨和中跨的预应力钢筋的布置情况不一样，但左右两边跨的预应力筋布置相同。全桥预应力筋跨中分两种，分别为边跨 14 根钢绞线一束，中跨16 根钢绞线一束，支座上缘预应力筋为 7 根一束，支座下缘为 4 根一束，预应力筋的具体布置图如下。 （边跨和中跨钢筋布束形状一样）图 6-4-1 边梁预应力钢筋总体布置图（单位：cm）桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页37图 6-4-2 支座预应力钢筋总体布置图（单位：cm）图 6-4-3 边跨截面预应力管道布置图（单位：cm）桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页38图 6-4-4 支座截面预应力管道布置图（单位：cm）6.5 主梁净、换算截面几何特性计算6.5.1 构件净截面几何特性净截面面积：=pkknAAA1（6-3）净截面重心至截面上边缘的距离：npkkiniiinuAyAyAy=11（6-4）净截面对截面重心轴的惯性矩：+=pkkkniiinupkkkniiiniinyAyAyyAyAII1112121（6-5）式中：Ak构件截面第 k 个孔道截面积；yk第 k 个孔道截面重心至截面构件截面上边缘的距离；p构件截面上的孔道数目。6.5.2 换算截面几何特性换算截面面积：桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页39()=+=pkpkEpAAA101（6-6）换算截面重心至截面上边缘距离：()01101AyAyAypkkpkEpniiiu=（6-7）换算截面对其重心轴的惯性矩：()()+=pkkpkEpiioupkkpkEpniiiniiyAyAyyAyAII112121011（6-8）式中：Apk第 k 跟预应力钢筋截面积；yk第看跟预应力钢筋的截面重心至构件上边缘距离；Ep预应力钢筋与混凝土弹性模量只比。钢束布置好了以后，各截面的孔道以及位置就确定下来了，只需在程序中输入管道直径，程序将自动计算主梁的净、换算截面几何特性。6.6 预应力损失计算根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTG D62-2004）第 6.2.1 条规定，预应力混凝土构件在正常使用极限状态计算中，应考虑由下列因素引起的预应力损失：预应力钢筋与管道壁之间的摩擦1l锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩2l预应力钢筋与台座之间的温差3l混凝土的弹性压缩4l预应力钢筋的应力松弛5l混凝土的收缩和徐变6l说明：从计算概念上，每根预应力束在每个截面的预应力损失都不一样，但是由于本设计是毕业设计教学环节，时间有限，所以进行一定的简化，假定预应力束在每个截桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页40面的损失相等。按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTG D62-2004）规定，钢绞线的张拉控制应力con取 0.75pkf。即：con=0.751860=1395MPa6.6.1 预应力筋与孔道壁之间摩擦引起的应力损失后张法构件张拉时，预应力钢筋与管道壁之间摩擦引起的预应力损失，可按照下式计算：()kxconle+=11（6-9）式中1l由于摩擦引起的应力损失（MPa ） ；con预应力钢筋锚下的张拉控制应力（MPa） ；从张拉端至计算截面的长度上，钢筋弯起角之和（rad）可按下式计算：22VH+=从张拉端至计算截面的管道长度，可近似地取该段管道在构件纵轴上的投影长度（m） ；钢筋与管道壁之间的摩擦系数，按表公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTG D62-2004）6.2.2 采用；考虑每米管道对其设计位置的偏差系数，按表公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTG D62-2004）6.2.2 采用。由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTG D62-2004）表 6.3.4-1 可知，管道类型为塑料波纹管时，取 0.17，取 0.0015。取值为跨中截面到张拉端的距离。6.6.2 锚具变形、钢筋回缩引起的应力损失预应力直线钢筋由锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的预应力损失，可按照下式计算：桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页41plEll=2（6-10）式中：2l由于锚头变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失（MPa）l张拉端锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值（mm） ，按表公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTG D62-2004）6.2.3 采用；l张拉端至锚固端之间的距离（mm）6.6.3 钢筋与台座间的温度引起的损失此工程采用后张法，所以预应力筋和台座之间温度引起的应力损失3l不予考虑。()MPatttl022123=。6.6.4 混凝土弹性压缩引起的应力损失在后张法结构中，由于一般预应力筋的数量较多，限于张拉设备等条件的限制，一般都采用分批张拉、锚固预应力筋。在这种情况下，已张拉完毕、锚固的预应力筋，将会在后续分批张拉预应力筋时发生弹性压缩变形，从而产生应力损失。先张拉的钢筋由张拉后批钢筋所引起的混凝土压缩的预应力损失，可按下式计算：=pcEPl4.（6-11）式中4l由于混凝土的弹性压缩引起的应力损失（MPa） ：pc在计算截面先张拉的钢筋重心处，由后张拉各批钢筋产生的混凝土法向应力（MPa） ：EP预应力钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值。6.6.5 预应力钢筋松弛引起的损失预应力钢筋由于钢筋松弛引起的预应力损失终极值，可按下列规定计算：pepkpelf=26. 052. 05（6-12）式中：桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页425l预应力钢筋的应力松弛（MPa）张拉系数，一次张拉时，=1.0；超张拉时，=0.9；钢筋松弛系数，级松弛 （普通松弛），=1.0； 级松弛（低松弛），=0.3；6.6.6 混凝土收缩徐变引起的应力损失由混凝土收缩、徐变引起的构件受拉区和受压区预应力钢筋的预应力损失，可按下列公式计算：( )()()pspcEPcsplttttEt151,9.0006+=（6-13）( )()()pspcEPcsplttttEt006151,9 . 0+=（6-14）AAASP+=，AAASP+=（6-15）221iepsps+=，22 1iepsps+=（6-16）spsspPpsAAeAeAe+=，spsspPpsAAeAeAe+=（6-17）式中：( )tl6、( )tl6构件受拉区、受压区全部纵向钢筋截面重心处由混凝土收缩、徐变引起的预应力损失；pc、pc构件受拉区、受压区全部纵向钢筋截面重心处由预应力产生的混凝土法向压应力（MPa） ，应按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTG D62-2004）第 6.1.5 条和第 6.1.6 条规定计算。 此时，预应力损失值仅考虑预应力钢筋锚固时（第一批）的损失，普通钢筋应力6l、6l应取为零；pc、pc值不得大于传力锚固时混凝土立方体抗压强度cuf的 0.5 倍；当pc为拉应力时，应取为零。计算pc、pc时，可根据构件制作情况考虑自重的影响；桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页43PE预应力钢筋的弹性模量；EP预应力钢筋弹性模量与预应力混凝土弹性模量的比值；、构件受拉区、受压区全部纵向钢筋配筋率；A构件截面面积，对先张法构件，0AA=；对后张法构件，nAA=此处，0A为换算截面，nA为净截面；i截面回转半径，AIi/2=， 先张法构件取0II=，0AA=； 后张法构件取nII=，nAA=，此处0I和nI分别为换算截面惯性矩和净截面惯性矩；pe、pe构件受拉区、受压区预应力钢筋截面重心至构件截面重心的距离；se、se构件受拉区、受压区纵向普通钢筋截面重心至构件截面重心的距离；pse、pse构件受拉区、受压区预应力钢筋和普通钢筋截面重心至构件截面重心轴的距离；()0,ttcs预应力钢筋传力锚固龄期为0t， 计算考虑的龄期为 t 时的混凝土收缩应变，其终极值()0,ttucs可按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTG D62-2004）表 6.2.7 取用；()0,tt加载龄期为0t，计算考虑的龄期为 t 时的徐变系数，其终极值()0,ttu可按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTG D62-2004）表 6.2.7 取用。全桥共有 45 束预应力钢束，先取边跨 1 钢束 1，支座 1 钢束 1，支座 1 下缘 2 钢束为例，由 Midas 得到该预应力钢束在张拉阶段的各项预应力损失值。桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页44表表 6 6 6 6-6-1-6-1-6-1-6-1边跨边跨 1 1 1 1钢束钢束 1 1 1 1 预应力损失及有效预应力预应力损失及有效预应力单位单位（MPaMPaMPaMPa）单元位置应力 (考虑瞬间损失):A(kN/m2)弹性边形损失:B(kN/m2)徐变/收缩损失(kN/m2)松弛损失(kN/m2)1I11689242404.953-54123.8-23423.81J11873742217.195-51919.1-25630.92I11873742217.299-51922.8-25630.92J12711756320.922-74727.6-36374.23I12711756321.128-74731.6-36374.23J11984019016.454-86872.9-26977.24I11984019016.454-86872.9-26977.24J12711756325.202-74777.2-36374.25I12711756325.088-74775-36374.25J11873742349.688-53627.4-25630.96I11873742349.509-53621.1-25630.96J11689242574.134-56156.7-23423.8表表 6 6 6 6-6-6-6-6-2 2 2 2支座支座 1 1 1 1钢束钢束 1 1 1 1 预应力损失及有效预应力预应力损失及有效预应力单位单位（MPaMPaMPaMPa）单元位置应力 (考虑瞬间损失):A(kN/m2)弹性边形损失:B(kN/m2)徐变/收缩损失(kN/m2)松弛损失(kN/m2)5I00005J10706981294.922-36705.4-12634.76I10706981294.842-36703.9-12634.76J10938711573.605-35259.2-15034.27I1093871937.5672-46587.6-15034.27J1098328823.9383-44105.3-155068I1098328823.9383-44105.3-155068J1093871918.3837-46438.3-15034.2桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页45续表续表 6 6 6 6-6-6-6-6-2 2 2 2单元位置应力 (考虑瞬间损失):A(kN/m2)弹性边形损失:B(kN/m2)徐变/收缩损失(kN/m2)松弛损失(kN/m2)9I10938711379.381-34492.5-15034.29J10706981087.856-35729.1-12634.710I10706981087.93-35730.5-12634.710J0000表表 6 6 6 6-6-6-6-6-3 3 3 3支座支座 1 1 1 1下缘下缘 2 2 2 2 预应力损失及有效预应力预应力损失及有效预应力单位单位（MPaMPaMPaMPa）单元位置应力 (考虑瞬间损失):A(kN/m2)弹性边形损失:B(kN/m2)徐变/收缩损失(kN/m2)松弛损失(kN/m2)5I00005J10710214320.534-31713.3-12667.66I10710214320.468-31711.9-12667.66J10935444124.861-35238.2-14999.77I10935443234.731-47450-14999.77J10980013377.041-52125.1-15471.28I10980013377.041-52125.1-15471.28J10935443261.969-47707-14999.79I10935444004.07-34795.5-14999.79J10710214234.286-31594-12667.610I10710214234.345-31595.3-12667.610J0000桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页467 强度验算7.1 基本理论预应力混凝土受弯构件截面强度的验算内容包括两大类，即正截面强度验算和斜截面强度验算。其验算原则基本上与普通钢筋混凝土受弯构件相同：当预应力钢筋的含筋量配置适当时，受拉区混凝土开裂退出工作，预应力钢筋和非预应力钢筋分别达到各自的抗拉设计强度和；受压区混凝土应力达到抗压设计强度，非预应力钢筋达到其抗压设计强度，并假定受压区的混凝土应力按矩形分布。但受压区布有预应力钢筋时，其应力却达不到抗压设计强度，这就是与普通钢筋混凝土构件的唯一区别。根据桥规 （JTG D62-2004） ，pa 可按下式计算：0ppdpaf=(7-1)式中：0p钢筋PA当其重心水平处混凝土应力为零时的有效预应力（扣除不包括混凝土弹性压缩在内的全部预应力损失） ；对先张法构件：40llconp+=(7-2)对后张法构件：pcEplconp+=0(7-3)此处，con为受压区预应力钢筋的控制应力；l为受压区预应力钢筋的全部预应力损失；4l为先张法构件受压区弹性压缩损失；pc为受压区预应力钢筋重心处由预应力产生的混凝土法向压应力；Ep 受压区预应力钢筋与混凝土的弹性模量之比。7.2 计算公式根据上述基本原理，这里只给出承载能力极限状态下，预应力混凝土连续梁上、下缘均布置预应力钢筋的正截面强度计算公式；有关斜截面抗剪强度，因现行桥梁设计规范尚无连续梁桥的计算公式，将通过主应力来验算控制。7.2.1 矩形截面矩形截面（包括翼缘位于受拉边的 T 形截面）受弯构件，若偏安全地略去非预应力桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页47钢筋的影响，则其正截面强度可按下式计算：)(1)2(100pppascdcuahAxhbxfM+=(7-4)且中性轴位置按下列公式确定：ppacdppdAbxfAf+=(7-5)混凝土受压区高度应符合下列条件：0hxb(7-6)pax 2(7-7)验算结果应满足：duMM(7-8)式中：uM截面计算承载力；dM截面计算弯矩；c混凝土安全系数，c采用 1.25；s预应力钢筋安全系数，s采用 1.25；b矩形截面宽或 T 形截面腹板宽；0h截面有效高度，pahh=0；pa受拉区钢筋pA合力作用点至截面最近边缘的距离；h截面全高；pa 受压区pA 合力作用点至截面最近边缘的距离；b预应力混凝土受弯构件受压区高度界限系数，按桥规 （JTGD62-2004）规定采用。7.2.2 工形截面翼缘位于受压区的工形受弯构件应按I，II 类工形截面分别考虑。T 形及箱形截面均可作为工形截面的特例。1） 第 I 类工形截面桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页48当符合下列条件时：ppaffcdppdAhbfAf+(7-9)则按宽度为fb的矩形截面计算。2） 第 II 类工形截面当式(7-9)不成立时，计算中应考虑截面腹板受压混凝土的工作，其正截面强度按下式计算：()()pppasfffcdcdcuahAhhhbbfxhbxfM+=0001221(7-10)且中性轴位置按下式确定：ppaffcdcdppdAhbbfbxfAf+=)(7-11)式中：fh 工形截面受压区翼缘的高度；fb 工形截面受压区翼缘的计算宽度，按桥规 （JTG D62-2004）确定。混凝土受压区高度应符合式(7-6)、(7-7)的要求。验算结果应满足式(7-8)（以下同） 。当式(7-7)不满足时：（1）当pa 为正值（压应力）时：)(1pppdsuahAfM=(7-12)（2）当pa 为负值（拉应力）时：pppapppdsuaAahAfM=)(1(7-13)以上公式为简化计算并偏安全考虑，均未计sA、sA的影响；若实际设计需考虑sA、sA，则在公式中计入相应的影响项即可。7.3 计算结果根据承载能力极限状态组合的结果，采用基本组合。从 Midas 软件计算的各控制截桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页49面强度验算中选取关键截面，结果如下表所示。表表 7 7 7 7-1-1-1-1 承载能力极限状态基本组合正截面强度验算承载能力极限状态基本组合正截面强度验算单元位置最大/最小验算rMu (kNm)Mn (kNm)1I1最大OK03038.1591I1最小OK03038.1591J2最大OK2860.9546722.3071J2最小OK1209.1456722.3072I2最大OK2860.9546722.3112I2最小OK1209.1456722.3112J3最大OK9420.19512215.042J3最小OK3889.25612215.043I3最大OK9420.19512215.043I3最小OK3889.25612215.043J4最大OK11762.1613790.363J4最小OK4447.6513790.364I4最大OK11762.1613790.364I4最小OK4447.6513790.364J5最大OK7527.50812215.044J5最小OK1675.18412215.045I5最大OK7527.50812215.045I5最小OK1675.18412215.045J6最大OK1014.9929959.7055J6最小OK-3378.453753.6626I6最大OK1014.9929959.6966I6最小OK-3378.453753.6366J7最大OK-774.9425744.5326J7最小OK-5101.885744.5327I7最大OK-774.9425768.851桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页50续表续表 7 7 7 7-1-1-1-1单元位置最大/最小验算rMu (kNm)Mn (kNm)7I7最小OK-5101.885768.8517J8最大OK-1185.845770.2257J8最小OK-5444.665770.2258I8最大OK-1185.845770.2258I8最小OK-5444.665770.2258J9最大OK-831.9345769.3628J9最小OK-5260.845769.3629I9最大OK-831.9345743.6519I9最小OK-5260.845743.6519J10最大OK874.63288162.5359J10最小OK-3773.873987.43810I10最大OK874.63288162.54210I10最小OK-3773.873987.4610J11最大OK6789.24510772.7410J11最小OK1074.82210772.7411I11最大OK6789.24510772.7411I11最小OK1074.82210772.7411J12最大OK10127.1812151.1411J12最小OK3351.47812151.1412I12最大OK10127.1812151.1412I12最小OK3351.47812151.1412J13最大OK7137.90910772.7412J13最小OK1334.95210772.7413I13最大OK7137.90910772.7413I13最小OK1334.95210772.7413J14最大OK1441.69910076.42桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页51续表续表 7 7 7 7-1-1-1-1单元位置最大/最小验算rMu (kNm)Mn (kNm)13J14最小OK-3260.263976.83814I14最大OK1441.69910076.4114I14最小OK-3260.263976.81714J15最大OK-100.975736.71214J15最小OK-5661.845736.71215I15最大OK-100.976148.58115I15最小OK-5661.846148.58115J16最大OK-435.236149.11515J16最小OK-5342.626149.11516I16最大OK-435.236149.11516I16最小OK-5342.626149.11516J17最大OK-76.27766148.37516J17最小OK-5667.676148.37517I17最大OK-76.27765736.58817I17最小OK-5667.675736.58817J18最大OK1472.31810077.4917J18最小OK-3211.163975.72918I18最大OK1472.31810077.4918I18最小OK-3211.163975.7518J19最大OK7268.21710772.7418J19最小OK1493.50810772.7419I19最大OK7268.21710772.7419I19最小OK1493.50810772.7419J20最大OK10422.8112151.1419J20最小OK3649.22912151.1420I20最大OK10422.8112151.14桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页52续表续表 7 7 7 7-1-1-1-1单元位置最大/最小验算rMu (kNm)Mn (kNm)20I20最小OK3649.22912151.1420J21最大OK7258.19710772.7420J21最小OK1485.15410772.74由验算的具体数据可知各截面正截面强度符合要求。桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页538 抗裂验算根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范第 6.3.1 规定，预应力混凝土受弯构件应按下列规定进行正截面和斜截面抗裂验算。8.1 正截面抗裂验算正截面抗裂应对构件正截面混凝土的拉应力进行验算，并符合下列要求。全预应力混凝土构件，在作用（或荷载）短期效应组合下：分段浇注080. 0pcst（8-1）但是采用计算机程序计算时，预应力产生的压应力pc是由各个施工阶段中预应力效应累计而成，由于施工过程复杂，pc不容易单独获取，现有桥梁结构计算机程序一般没有提供直接按照上面公式进行截面验算的功能，故本示例中正截面抗裂验算时还参照公路钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土桥涵设计规范 （JTJ 02385）中的规定，对于全预应力混凝土构件，在使用荷载作用下，其受拉区混凝土不允许出现拉应力，即受拉边缘由预加力引起的混凝土预压应力hy必须大于或等于由使用荷载引起的拉应力1h，1hhy，也即01hhy，计算结果见下表 8-1。表表 8 8 8 8-1-1-1-1 正截面抗裂验算计算表正截面抗裂验算计算表单元位置验算截面上端最小应力 (kN/m2)截面下端最小应力 (kN/m2)上述各点应力中最小应力(kN/m2)容许拉应力(kN/m2)1I1OK4355.6394365.7564355.63901J2OK4787.2343812.4653812.46502I2OK4790.9353809.5353809.53502J3OK2946.7447778.9282946.74403I3OK2950.8567773.6942950.85603J4OK6105.721720.5521720.5520桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页54续表续表8 8 8 8-1-1 -1-1单元位置验算截面上端最小应力 (kN/m2)截面下端最小应力 (kN/m2)上述各点应力中最小应力(kN/m2)容许拉应力(kN/m2)4I4OK6105.6721720.5141720.51404J5OK1111.34110762.851111.34105I5OK1120.11610775.51120.11605J6OK10261.456378.8266378.82606I6OK10270.466388.866388.8606J7OK10217.056503.976503.9707I7OK1381.9157765.4161381.91507J8OK764.51518947.208764.515108I8OK764.51518947.208764.515108J9OK1310.5927895.3821310.59209I9OK9536.8366029.6876029.68709J10OK9665.7325758.3945758.394010I10OK9656.2575748.6745748.674010J11OK893.41939407.498893.4193011I11OK883.97839395.302883.9783011J12OK5124.5051612.6581612.658012I12OK5124.521612.6711612.671012J13OK786.82579588.396786.8257013I13OK796.2579600.576796.257013J14OK10228.814730.4764730.476014I14OK10238.294740.1994740.199014J15OK10188.254841.2384841.238015I15OK5359.296542.9692542.9692015J16OK761.04658892.456761.04650桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页55续续表表8 8 8 8-1-1 -1-1单元位置验算截面上端最小应力 (kN/m2)截面下端最小应力 (kN/m2)上述各点应力中最小应力(kN/m2)容许拉应力(kN/m2)16I16OK761.04658892.456761.0465016J17OK5368.724525.7148525.7148017I17OK10197.634823.9844823.984017J18OK10242.384733.6084733.608018I18OK10232.914723.8924723.892018J19OK929.76579387.425929.7657019I19OK920.33229375.24920.3322019J20OK5335.3811287.891287.89020I20OK5335.381287.8891287.889020J21OK910.28579391.387910.2857021I21OK919.72039403.574919.7203021J22OK10226.054736.0934736.093022I22OK10235.534745.8154745.815022J23OK10197.844823.6234823.623023I23OK5368.923525.349525.349023J24OK762.98918888.891762.9891024I24OK762.98918888.891762.9891024J25OK5362.812536.5178536.5178025I25OK10191.754834.8034834.803025J26OK10248.214722.5334722.533026I26OK10238.744712.8154712.815026J27OK807.16719583.043807.1671027I27OK797.73639570.863797.7363027J28OK5122.3551616.0591616.0590桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页56续续表表8 8 8 8-1-1 -1-1单元位置验算截面上端最小应力 (kN/m2)截面下端最小应力 (kN/m2)上述各点应力中最小应力(kN/m2)容许拉应力(kN/m2)28I28OK5122.3391616.0451616.045028J29OK868.65719419.906868.6571029I29OK878.09869432.103878.0986029J30OK9642.115773.8355773.835030I30OK9651.595783.565783.56030J31OK9529.186043.7456043.745031I31OK1302.8997909.571302.899031J32OK758.39798958.491758.3979032I32OK758.39798958.491758.3979032J33OK1377.8817772.8581377.881033I33OK10213.036511.3196511.319033J34OK10274.796381.1636381.163034I34OK10265.796371.1366371.136034J35OK1132.11210756.461132.112035I35OK1123.33910743.81123.339035J36OK6113.5151708.3961708.396036I36OK6113.5611708.4341708.434036J37OK2954.8567767.3432954.856037I37OK2950.7437772.5772950.743037J38OK4791.8913807.8793807.879038I38OK4788.193810.813810.81038J39OK4355.6364365.7554355.6360由验算的具体数据可知各节点正截面抗裂验算符合要求。桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页578.2 斜截面抗裂验算根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范第 6.3.3 规定，预应力混凝土受弯构件作用（或荷载）短期效应组合和预加力产生的混凝土主拉应力tp应按照公预规式（6.3.3-1）计算，按公预规第 6.3.1 条式（6.3.1-6），MPaftktp644.16 . 0=，计算结果见下表 8-2（这里只取半桥的截面数据） 。表表 8 8 8 8-2-2-2-2 斜截面抗裂验算计算表斜截面抗裂验算计算表单元位置验算上述各点应力中最小应力(kN/m2)容许拉应力(kN/m2)1I1OK-146.775-16441J2OK-85.7973-16442I2OK-17.0451-16442J3OK-26.5366-16443I3OK-40.8414-16443J4OK-46.6294-16444I4OK-65.9878-16444J5OK-97.1142-16445I5OK-61.6316-16445J6OK-85.9691-16446I6OK-47.2832-16446J7OK-59.8278-16447I7OK-302.448-16447J8OK-55.1791-16448I8OK-79.3111-16448J9OK-32.7912-16449I9OK-950.222-16449J10OK-674.462-164410I10OK-46.0522-1644桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页58续表续表 8 8 8 8- -2 2 2 2单元位置验算上述各点应力中最小应力(kN/m2)容许拉应力(kN/m2)10J11OK-649.127-164411I11OK-406.458-164411J12OK-584.909-164412I12OK-630.66-164412J13OK-846.234-164413I13OK-587.572-164413J14OK-720.175-164414I14OK-730.572-164414J15OK-749.146-164415I15OK-186.985-164415J16OK-174.251-164416I16OK-144.169-164416J17OK-134.069-164417I17OK-813.462-164417J18OK-145.192-164418I18OK-129.309-164418J19OK-83.5467-164419I19OK-591.742-164419J20OK-85.2887-1644由验算的具体数据可知：各截面中最小应力为-950.222kN/m2，大于容许拉应力-1644kN/m2，故各节点斜截面抗裂验算符合要求。桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页599 应力验算1. 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTG D62-2004）第 7.1.5 条规范：使用阶段预应力混凝土受弯构件正截面混凝土的压应力，应符合下列规定：受压区混凝土的最大压应力未开裂构件ckptkcf5 . 0+允许开裂构件ckccf5. 02. 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTG D62-2004）第 6.3 条规范：正截面抗裂应对构件正截面混凝土的拉应力进行验算，并应符合下列规定：全预应力混凝土构件，在作用（或荷载）短期效应组合下预制构件085. 0pcst分段浇筑或砂浆接缝的纵向分块构件08 . 0pcstA 类预应力混凝土构件，在作用（或荷载）短期效应组合下ckpcstf7 . 0；但在荷载长期效应组合下0pclt3. 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTG D62-2004）第 7.1.6 条规范：使用阶段预应力混凝土受弯构件正截面混凝土的主压应力，应符合下列规定：ckcpf6 . 04公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTG D62-2004）第 6.3 条规范：斜截面抗裂应对构件斜截面混凝土的主拉应力进行验算，并应符合下列规定：全预应力混凝土构件，在作用（或荷载）短期效应组合下预制构件cktpf6 . 0分段浇筑或砂浆接缝的纵向分块构件cktpf4 . 0A 类和 B 类预应力混凝土构件，在作用（或荷载）短期效应组合下预制构件tktpf7 . 0现场浇注 （包括预制拼装） 构件tktpf5 . 0构件应力计算时其应力值取标准组合值。桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页60式中：st在作用（或荷载）短期效应组合下抗裂验算边缘混凝土的法向拉应力，按桥规公式（6.3.2-2）计算；lt在荷载长期效应组合下构件抗裂验算边缘混凝土的法向拉应力，按桥规公式（6.3.2-2）计算；pc扣除全部预应力损失后的预加力在构件抗裂验算边缘产生的混凝土预压应力，按桥规第 6.1.5 条规定计算；tp由作用（或荷载）短期效应组合和预加力产生的混凝土主拉应力，按桥规第 6.3.3 条规定计算；9.1 正常使用极限状态应力验算表表 9 9 9 9-1-1-1-1-1-1-1-1短期效应组合短期效应组合正截面压正截面压应力验算（单位应力验算（单位 MPaMPaMPaMPa）单元位置验算截面上端最大应力(kN/m2)截面下端最大应力(kN/m2)上述各点应力中最大应力(kN/m2)容许压应力(kN/m2)1I1OK6440.5585919.8056440.558177501J2OK5729.7857415.3197415.319177502I2OK5730.5337416.0337416.033177502J3OK3577.37211990.0711990.07177503I3OK3578.12211990.7111990.71177503J4OK2667.78112655.6112655.61177504I4OK2667.67212655.5112655.51177504J5OK1151.03515956.0415956.04177505I5OK1149.99215955.1315955.13177505J6OK8852.60916349.6416349.64177506I6OK8851.62416348.6916348.69177506J7OK8500.77817120.5217120.5217750桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页61续表续表 9 9 9 9-1-1-1-1-1-1-1-1单元位置验算截面上端最大应力(kN/m2)截面下端最大应力(kN/m2)上述各点应力中最大应力(kN/m2)容许压应力(kN/m2)7I7OK2065.51311512.0211512.02177507J8OK1329.1212920.5512920.55177508I8OK1329.1212920.5512920.55177508J9OK1938.84611742.3611742.36177509I9OK7634.19516692.916692.9177509J10OK8069.35315755.615755.61775010I10OK8070.21515756.4315756.431775010J11OK769.729314563.7114563.711775011I11OK770.549214564.4314564.431775011J12OK1835.4112056.0612056.061775012I12OK1835.4412056.0812056.081775012J13OK803.290814539.3614539.361775013I13OK802.481914538.6314538.631775013J14OK8198.49815535.615535.61775014I14OK8197.62915534.7615534.761775014J15OK7817.03816352.2316352.231775015I15OK2132.41511313.2511313.251775015J16OK1523.31812484.0312484.031775016I16OK1523.31812484.0312484.031775016J17OK2129.11611318.8911318.891775017I17OK7813.75416357.8716357.871775017J18OK8247.82815445.5815445.581775018I18OK8248.69515446.4215446.421775018J19OK974.69514261.8614261.8617750桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页62续表续表 9 9 9 9-1-1-1-1-1-1-1-1单元位置验算截面上端最大应力(kN/m2)截面下端最大应力(kN/m2)上述各点应力中最大应力(kN/m2)容许压应力(kN/m2)19I19OK975.509914262.5814262.581775019J20OK2030.0511764.8311764.831775020I20OK2030.07811764.8611764.861775020J21OK965.504914278.4714278.471775021I21OK964.691114277.7414277.741775021J22OK8241.90315458.4815458.481775022I22OK8241.04115457.6515457.651775022J23OK7813.99316357.4416357.441775023I23OK2129.3511318.4611318.461775023J24OK1525.28612480.4112480.411775024I24OK1525.28612480.4112480.411775024J25OK2135.94211306.7611306.761775025I25OK7820.55316345.7616345.761775025J26OK8207.53115517.1615517.161775026I26OK8208.40615518.0115518.011775026J27OK813.360814521.3614521.361775027I27OK814.170214522.0914522.091775027J28OK1833.23212059.4912059.491775028I28OK1833.20112059.4612059.461775028J29OK755.165314588.8514588.851775029I29OK754.345914588.1214588.121775029J30OK8056.01315781.6615781.661775030I30OK8055.15615780.8315780.831775030J31OK7626.45516707.1416707.1417750桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页63续表续表 9 9 9 9-1-1-1-1-1-1-1-1单元位置验算截面上端最大应力(kN/m2)截面下端最大应力(kN/m2)上述各点应力中最大应力(kN/m2)容许压应力(kN/m2)31I31OK1931.07211756.7411756.741775031J32OK1322.90812932.0412932.041775032I32OK1322.90812932.0412932.041775032J33OK2061.37111519.6811519.681775033I33OK8496.65517128.0817128.081775033J34OK8855.80516341.2816341.281775034I34OK8856.79516342.2316342.231775034J35OK1161.85215936.5715936.571775035I35OK1162.89815937.4815937.481775035J36OK2675.40912643.7712643.771775036I36OK2675.51712643.8712643.871775036J37OK3582.07611984.5211984.521775037I37OK3581.32511983.8811983.881775037J38OK5731.487414.3997414.3991775038I38OK5730.7327413.6857413.6851775038J39OK6440.5615919.8116440.56117750由验算的具体数据可知：各截面中最大应力为 17120.52kN/m2，小于容许压应力17750kN/m2，故各节点正截面压应力验算符合要求。桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页64表表 9 9 9 9-1-2-1-2-1-2-1-2 段段期效应组合期效应组合斜截面主压斜截面主压应力验算应力验算 （单位（单位 MPaMPaMPaMPa）单元位置验算上述各点主拉应力值中最小值(kN/m2)允许主拉应力(kN/m2)1I1OK10013.82213001J2OK10100.38213002I2OK7416.033213002J3OK11990.07213003I3OK11990.71213003J4OK12655.61213004I4OK12655.51213004J5OK15956.04213005I5OK15955.13213005J6OK16349.64213006I6OK16348.69213006J7OK17120.52213007I7OK11512.02213007J8OK12920.55213008I8OK12920.55213008J9OK11742.36213009I9OK16692.9213009J10OK15755.62130010I10OK15756.432130010J11OK14563.712130011I11OK14564.432130011J12OK12056.062130012I12OK12056.082130012J13OK14539.3621300桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页65续表续表 9 9 9 9-1-2-1-2-1-2-1-2单元位置验算上述各点主拉应力值中最小值(kN/m2)允许主拉应力(kN/m2)13I13OK14538.632130013J14OK15535.62130014I14OK15534.762130014J15OK16352.232130015I15OK11313.252130015J16OK12484.032130016I16OK12484.032130016J17OK11318.892130017I17OK16357.872130017J18OK15445.582130018I18OK15446.422130018J19OK14261.862130019I19OK14262.582130019J20OK11764.832130020I20OK11764.862130020J21OK14278.472130021I21OK14277.742130021J22OK15458.482130022I22OK15457.652130022J23OK16357.442130023I23OK11318.462130023J24OK12480.412130024I24OK12480.412130024J25OK11306.7621300桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页66续表续表 9 9 9 9-1-2-1-2-1-2-1-2单元位置验算上述各点主拉应力值中最小值(kN/m2)允许主拉应力(kN/m2)25I25OK16345.762130025J26OK15517.162130026I26OK15518.012130026J27OK14521.362130027I27OK14522.092130027J28OK12059.492130028I28OK12059.462130028J29OK14588.852130029I29OK14588.122130029J30OK15781.662130030I30OK15780.832130030J31OK16707.142130031I31OK11756.742130031J32OK12932.042130032I32OK12932.042130032J33OK11519.682130033I33OK17128.082130033J34OK16341.282130034I34OK16342.232130034J35OK15936.572130035I35OK15937.482130035J36OK12643.772130036I36OK12643.872130036J37OK11984.5221300桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页67续表续表 9 9 9 9-1-2-1-2-1-2-1-2单元位置验算上述各点主拉应力值中最小值(kN/m2)允许主拉应力(kN/m2)37I37OK11983.882130037J38OK7414.3992130038I38OK7413.6852130038J39OK6440.56121300由验算的具体数据可知： 各截面主拉应力值中最小值中最大值为 17128.08kN/m2，小于容许主拉应力 21300kN/m2，故各节点斜截面主压应力验算符合要求。根据主梁截面在各阶段混凝土正应力验算结果，可知主梁在使用荷载作用下截面不开裂，主梁抗压、抗剪满足。桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页6810 变形验算结构的变形验算是为了保证结构具有一定的刚度，使它在长期使用过程中不致因变形太大而造成不良后果。例如，对于简支梁，跨中挠度过大将使梁端转角大，引起行车冲击，破坏伸缩缝和桥面；连续梁挠度过大，也会使桥面起伏，不利于高速行车；变形过大也使结构次应力增大。预应力混凝土连续梁桥的变形包括短期荷载和长期荷载作用下的挠度。公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTG D622004）第 6.5.3 条：受弯构件在使用阶段的挠度应考虑荷载长期效应的影响，即按荷载短期效应组合和本规范第 6.5.2 条规定的刚度计算的挠度值，乘以挠度长期增长系数。挠度长期增长系数可按下列规定取用：当采用 C40 以下混凝土时，取=1.60；当采用 C40C80 混凝土时， 取=1.451.35， 中间强度等级可按直线内插入取用。钢筋混凝土和预应力混凝土受弯构件按上述计算的长期挠度值，在消除结构自重产生的长期挠度后梁式桥主梁的最大挠度处不应超过计算跨径的 1/600；梁式桥主梁的悬臂端不应超过悬臂长度的 1/300。预应力混凝土受弯构件由预加力引起的反拱值， 可用结构力学方法按刚度0IEc进行计算，并乘以长期增长系数。计算使用阶段预加力反拱值时，预应力钢筋的预加力应扣除全部预应力损失，长期增长系数取用 2.0预应力混凝土受弯构件的挠度由两部分组成，一部分是由偏心预加力PN引起的上挠度（又称上拱度） ；另一部分是由外荷载（恒载和活载）所产生的下挠度。10.1 预加力引起的上拱度预应力混凝土受弯构件的上拱变形，是由预加力PN作用引起的，它与外荷载引起的挠度方向相反。在预加力作用下，预应力混凝土受弯构件的上拱度可根据给定的构件刚度用结构力学的方法计算。其计算式为：桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页69=lxxpepedBMM00.（10-1）式中：peM由永存预加力（永存预应力的合力）在任意截面 x 处所引起的弯矩值；xM跨中作用单位力时在任意截面 x 处所产生的弯矩值；0B构件抗弯刚度，计算时按实际受力阶段取值。由 Midas 计算结果中查得主梁上拱度（跨中截面）为：)(35=mmpe考虑长期效应的预加力引起的上拱值为：)(70=mmpepe10.2 使用荷载作用下的挠度在使用荷载作用下，预应力混凝土（包括全预应力混凝土与部分预应力混凝土）受弯构件的挠度，可近似地按照结构力学的公式进行计算。主要在于如何合理地确定能够反映构件实际情况的抗弯刚度。公预规规定，对于全预应力砼构件以及 A 类部分预应力砼构件取抗弯刚度为0095. 0IEBc=（10-2）式中：B0全截面的抗弯刚度；Ec混凝土的弹性模量；0I构件全截面的换算截面惯性矩。依据公预规第 6.5.3 条的规定，消除结构自重产生的长期挠度后，主梁的最大挠度处的长期挠度值不应超过计算跨径的 1/600。对于本计算，永久作用的长期挠度为施工过程中产生的挠度和成桥后的收缩徐变产生的长期挠度，这些挠度均通过桥梁预拱度消除。而表征桥梁刚度的是可变作用的挠度，本计算可变作用的长期挠度即为汽车荷载、人群荷载和温差作用的长期挠度。公预规第 6.5.1 条规定，钢筋混凝土和预应力混凝土受弯构件，在正常使用极限状态下的挠度，可根据给定的构件刚度0095. 0IEBc=用结构力学的方法计算。按公预规第 6.5.3 条规定，受弯构件在使用阶段的挠度应考虑荷载长期效应的影响，即按荷载短期效应组合挠度值再乘以挠度长期增长系数。本桥主梁采用 C55 混凝土，按桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页70规定，挠度长期增长系数=1.4175由 Midas 计算可得可变作用荷载挠度表如下：表表 10101010-1-1-1-1 可变作用荷载挠度计算表可变作用荷载挠度计算表作用边跨跨中（mm）中跨跨中（mm）汽车-15.154-12.544温度梯度4.21-1.1910.2.1 中跨跨中挠度验算考虑挠度长期增长系数后的短期效应组合挠度为：s=1.41750.95（12.5440.7+1.190.8）=13.106mm600135 000=58.333mm满足规范要求。10.2.2 边跨跨中挠度验算考虑挠度长期增长系数后的短期效应组合挠度（仅可变作用， 且温度效应有利不组合）为：s=1.41750.9515.1540.7=14.285mm600135 000=58.333mm满足规范要求。10.3 预应力混凝土受弯构件的总挠度(1)荷载短期效应组合下的总挠度s其计算式为：Mspes+=（10-3）式中：pe永存预加力peN所产生的上拱度；Ms由作用（或荷载）短期效应组合计算的弯矩值引起的挠度值；即QsGGMs+=211G、2G分别为梁受一期恒载1G和二期恒载2G作用而产生的挠度值；计桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页71算时可不考虑后张法孔道削弱对1GM引起的挠度的影响，近似采用0I；Qs按作用（或荷载）短期效应组合计算的可变作用弯矩值所产生的挠度值；（2）荷载短期效应组合并考虑长期效应影响的挠度值1预应力混凝土受弯构件随时间的增长， 由于受压区混凝土徐变、 钢筋平均应变增大、受压区与受拉区混凝土收缩不一致导致构件曲率增大以及混凝土弹性模量降低等原因，使得构件挠度增加。因此，计算手腕构件挠度时必须考虑荷载长期作用的影响。 公路桥规中通过挠度长期增长系数来实现， 即对荷载短期效应组合计算的挠度值乘以系数Ms,得到考虑荷载长期效应的挠度值，同时对预加力引起的上拱值也乘以长期系数pe,得到考虑长期效应的上拱值。具体计算式为MsMspepel.,+=()321,.GGGMspepe+=（10-4）式中：1考虑长期荷载效应的挠度值；pe,预加力上拱值考虑长期效应增长系数；计算使用阶段预加力上拱值时，预应力钢筋的预加力应扣除全部预应力损失，并取2,=pe；Ms,短期荷载效应组合考虑长期效应的挠度增长系数。10.4 预拱度的设置由Midas数据得预应力混凝土受弯构件由预加应力产生的长期反拱值大于按荷载短期效应组合计算的长期挠度值，所以可不设预拱度。桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页7211 施工图设计11.1 概述桥梁设计图是以上各章设计计算结果的现实工程描述。设计图的绘制应符合中华人民共和国交通部主编的国家标准道路工程制图标准 （GB50162-92） 。桥梁设计图依工程规模的大小及重要程度可分为一阶段设计和两阶段设计。其中，将初步设计与施工图设计两者合并进行的，称为一阶段设计；两者分开进行设计的，称为两阶段设计。一阶段设计与两阶段设计中的施工图设计内容基本相同，主要包括设计说明、材料数量汇总表、桥型总体布置图、上（下）结构一般构造图、上（下）部结构钢筋构造图（含预应力筋构造及普通钢筋构造） 、伸缩缝布置与构造图及支座布置图、护栏、人行道、照明设施等。11.2 总体布置图总体布置图是桥梁的概括体现。连续梁桥不管采用何种施工方法，其总体布置图的内容原则上是相同的，一般包括立面、平面及横截面三大部分，主要展示桥梁方位与路线的平、纵、横间的衔接关系；桥孔布置与水位、地质、地形、通航（或通车）的相互关系；并展示出桥梁的空间几何形状及各部分的轮廓尺寸。 其中， 立面图包括桥梁全长、桥梁起（终）点桩号、各孔跨径、基底（顶）标高、桥面设计标高、桥台型式、设计洪水位（或通航净空）及地质剖面图等；平面图应主要示出桥宽、行车道宽、分隔带、护栏及下部结构平面尺寸、锥坡及引道边坡构造形式等；横截面应主要给出桥梁上、下部结构的主要构造尺寸。11.3 主梁一般构造图本设计主梁为变高度箱形截面梁，其一般构造图主要示出顶（底）板、腹板、中横隔板及支点横隔梁的详细构造尺寸， 通风孔的尺寸及位置， 梁高及梁底线形变化规律等，并给出主梁材料用量（包括混凝土方量、预应力钢筋及普通钢筋及其他材料用量） ，以便模板、支架的制作设置。11.4 主梁预应力钢束构造图主梁预应力钢束构造应通过立面图及平面图，着重给出箱梁顶板、腹板及底板预应桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页73力钢束的空间位置、钢束起弯点、弯终点和锚固点尺寸位置，并通过横截面加以必要的补充描述，以方便施工；同时还应给出各钢束的大样和材料明细表（或称材料用量表） 。桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页74参考文献1JTG B01-2003，公路工程技术标准S北京：人民交通出版社，20032JTGD62-2004， 公路钢筋砼及预应力砼桥涵设计规范S 北京： 人民交通出版社 20043JTGD60-2004，公路桥涵设计通用规范S北京：人民交通出版社，20044JTGD60-1985，公路桥涵地基与基础设计规范S北京：人民交通出版社，19855邵旭东桥梁工程M北京：人民交通出版社，20056范立础桥梁工程(上、下册)(土木工程专业用)M北京：人民交通出版社，19937姚林森桥梁工程(公路与城市道路工程专业用)M北京：人民交通出版社，19858颜东煌，李学文桥梁电算M北京：湖南大学出版社，19999李传习，夏桂云大跨度桥梁结构计算理论M北京：人民交通出版社，200210周念先桥梁方案比选M北京：人民交通出版社，199711王文涛刚构连续组合梁桥M北京：人民交通出版社，199512范立础预应力混凝土连续梁桥M北京：人民交通出版社，199913邵旭东桥梁设计百问M北京：人民交通出版社，200314叶见曙结构设计原理(第二版)M北京：人民交通出版社，200515陈忠延土木工程专业毕业设计指南（桥梁工程专业）M北京：人民交通出版社，200216American society ofcivilengineers.CivilEngineeringJ.17易建国桥梁计算实例集混凝土简支梁（板）桥M北京：人民交通出版社，18匡文起， 结构分析实用程序M人民交通出版社，19徐岳， 预应力混凝土连续梁桥设计M人民交通出版社，200020邬晓光， 刚架桥M，人民交通出版社2001 年 4 月21胡兆同，陈万春桥梁通用构造及简支梁桥M，人民交通出版社，2000桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 75 页75致谢经过三个月时间的不懈努力，毕业设计终于结束了，毕业设计是对大学四年所学知识的一种考验，亦是对自己能力的一个锻炼与提高，由于以前接触的桥梁计算软件非常有限，所以做设计的时候显得捉襟见肘，如果没有老师的指导与同学的帮助，想要完成这个设计恐怕需要数倍于此的时间。在这里首先要感谢我的导师刘建老师， 他在我做毕业设计的每个阶段， 从查阅资料，设计方案的确定以及修改，中期检查，后期的详细设计等整个毕业设计的过程中给予了我悉心的指导。他的严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习的榜样；他循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。其次感谢王达老师，在桥梁模型软件的计算初期，由于对软件的不熟悉，所以走了很多弯路，修改过桥型，换过施工方法，这些都倚赖与老师的指导，才能使我顺利的完成桥梁模型的计算。第三还要感谢和我一起做毕业设计的同学们，在设计过程中的交流他们在设计方法，施工方法的具体模拟上给予我诸多启发与帮助，正是因为有了他们的支持和鼓励。此次毕业设计才会顺利完成。最后感谢长沙理工大学四年来对我的栽培。桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级附件 1 毕业设计开题报告毕业设计（论文）开题报告毕业设计（论文）开题报告题目题目：桃花峪黄河大桥北引桃花峪黄河大桥北引桥施工图设计桥施工图设计课课 题题 类类 别：别： 设计设计论文论文学学 生生 姓姓 名：名：沈园园沈园园学学号：号：2002008 81801802 201012323班班级：级：桥桥梁梁 0 08 80101 班班专业（全称专业（全称） ：桥梁工程桥梁工程指指 导导 教教 师：师：刘建刘建2012012 2 年年 3 3 月月 桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 28 页1一、本课题设计（研究）的目的：桥梁是一种功能性的结构物，从古至今，人类从未停止过对桥梁美学的追求，很多桥梁被建成为令人赏心悦目的艺术品， 具有鲜明的时代特征， 至今仍被人们所赞颂。随着经济的迅猛发展，四通八达的交通网络变得越来越迫切。这样各种跨河、跨峡谷、 跨海峡以及城市立交桥亟待修建。 为了能够迅速地熟悉设计及施工的各项流程，快速地适应外部设计环境，需要我们具备较好的设计能力，同时在掌握前人技术的基础上，做到有所创新。毕业设计就能够较好的达到这样的目的。此外，通过设计，还能够提高我们的综合能力：1）培养分析和解决问题的独立工作能力；2）提高计算、绘图、查阅文献、使用规范手册和编写技术及计算机辅助设计计算等基本技能，使学生了解生产设计的主要内容和要求；3）掌握大、中桥型的设计原则、设计方法和步骤；4）树立正确设计思想以及严谨负责、 实事求是、 刻苦钻研、 勇于创新的作风，为桥梁建设事业服务。5）巩固和加深已学过的基础和专业知识， 提高综合运用这些知识独立进行分析和解决实际问题的能力。二、设计（研究）现状和发展趋势（文献综述） ：桥梁对于大力发展交通运输事业，建立四通八达的现代化交通网，对于发展国民经济、增进民族团结、促进文化交流和巩固国防具有非常重要的意义。在公路、铁路、城市和农村道路以及水利建设中，为了跨越各种障碍（如河流、沟谷或其他道路等） ，必须修建各种类型的桥梁与涵洞，因此桥涵是交通线中的重要组成部分。随着科技的进步、工业水平的提高、社会生产力的高速发展，人们对桥梁建设提出了更高的要求。跨越渤海湾、杭州湾、琼州海峡及舟山连岛工程等大型工程已列入规划建设或运行阶段。桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 28 页2（一）梁桥预应力混凝土连续梁桥以结构受力性能好、变形小、伸缩缝少、行车平顺舒适、造型简洁美观、养护工程量小、抗震能力强等而成为最富有竞争力的主要桥型之一。由于普通钢筋混凝土结构存在不少缺点：如过早地出现裂缝，使其不能有效地采用高强度材料，结构自重必然大，从而使其跨越能力差，并且使得材料利用率低。为了解决这些问题，预应力混凝土结构应运而生，所谓预应力混凝土结构，就是在结构承担荷载之前，预先对混凝土施加压力。这样就可以抵消外荷载作用下混凝土产生的拉应力。自从预应力结构产生之后，很多普通钢筋混凝土结构被预应力结构所代替。我国的预应力混凝土结构起步晚，但近年来得到了飞速发展。现在，我国已经有了简支梁、带铰或带挂梁的 T 构、连续梁、桁架拱、桁架梁和斜拉桥等预应力混凝土结构体系。虽然预应力混凝土桥梁的发展还不到 100 年。但是，在桥梁结构中，随着预应力理论的不断成熟和实践的不断发展，预应力混凝土桥梁结构的运用必将越来越广泛。我国自 50 年代中期开始修建预应力混凝土梁桥，至今已有 60 多年的历史，比欧洲起步晚，但近对年来发展迅速，在预应力混凝土桥梁的设计、结构分析、试验研究、预应力材料及工艺设备、施工工艺等方面日新月异，预应力混凝土梁桥的设计技术与施工技术都已达到相当高的水平。近年来，我国已建成的具有代表意义的连续梁桥有跨径 90m 的哈尔滨松花江大桥、跨径 120m 的湖南常德沅水大桥、主跨 125m 的宜昌乐天溪桥、跨径 154m 的云南六库怒江大桥等。下表是我国目前建成的部分主要大跨径预应力混凝土连续梁桥。我国已建成的部分主要大跨径混凝土连续梁桥序号桥名主桥跨径（m）桥址1南京长江二桥北汊桥90+3165+90江苏2六库怒江大桥85+154+85云南3黄浦江奉浦大桥85+3125+85上海4常德阮水大桥84+3120+84湖南5东明黄河公路大桥75+7120+75山东桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 28 页36风陵渡黄河大桥587+87+7114+87山西7沙洋汉江大桥63+6111+63湖北8珠江三桥80+110+80广东9宜城汉江公路大桥55+4100+55湖北10松花江大桥59+790+59黑龙江虽然我国的预应力混凝土连续梁在不断地发展，然而与国际先进水平仍存在一定差距。想要赶超国际先进水平，必须要解决好下面几个问题：1.发展大吨位的锚固张拉体系，避免配束过多而增大箱梁构造尺寸，否则混凝土保护层难以保证，密集的预应力管道与普通钢筋层层迭置又使混凝土质量难以提高。2.在一切适宜的桥址，设计与修建墩梁固结的连续刚构体系，尽可能不采用养护调换不易的大吨位支座。3.充分发挥三向预应力的优点，采用长悬臂顶板的单箱截面，既可节约材料减轻结构自重，又可充分利用悬臂施工方法的特点加快施工进度。通过连续梁、T 型刚构、连续刚构等箱形截面上部结构的比较可以发现：连续刚构体系的技术经济指标较高。因此，从这个角度来看，连续刚构也是未来连续体系的发展方向之一。简支梁桥是梁式桥中应用最早，使用最广泛的一种桥型。由一根两端分别支撑在一个活动支座和一个铰支座上的梁作为主要承重结构的梁桥。属于静定结构。其构造简单，架设方便，结构内力不受地基变形，温度改变的影响。它的特点是外形简单，制造方便，横向横隔梁联结，整体性也较好。T 型梁桥在我国公路上修建最多，早在 50、60 年代，我国就建造了许多 T 型梁桥，这种桥型对改善我国公路交通起到了重要作用。80 年代以来，我国公路上修建了几座具有代表性的预应力混凝土简支 T 型梁桥（或桥面连续） ，如河南的郑州、开封黄河公路桥，浙江省的飞云江大桥等，其跨径达到 62m，吊装重 220t。T 型梁采用钢筋混凝土结构的已经很少了，从 16m 到 50m 跨径，都是采用预制拼装后张法预应力混凝土 T 型梁。预应力体系采用钢铰线群锚，在工地预制，吊装架设。随着世界各地高速铁路的日益兴盛，近年来我国列车大提速、客运专线和高速铁路建设的快速发展，列车运行平稳性和乘车舒适性要求的不断提高，大跨度、大吨位、桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 28 页4大体积、大截面、一次性连续灌注的整孔简支箱梁的建设备受青睐。正因为这种简支箱梁在相同梁高时，所提供的横、竖向刚度、抗扭刚度以及自振频率等指标均优于简支 T 梁。同时它的顶板和底板面积均比较大，能有效地承担正负弯矩，并满足配筋的需要。而且单箱截面整体性好，施工方便，材料用量较经济。受力简单、明确，形式简洁，外形美观，抗扭刚度大，施工速度快，建成后的桥梁养护工作量小以及噪声小等优点日趋明显，从而在客运专线和高速铁路桥梁建设中的应用广泛。因此，这种整孔简支箱梁的制造、架设施工成为施工技术攻关的重点和难点。（二）斜拉桥第一座现代斜拉桥始建于1955年的瑞典，跨径为182米。随后,斜拉桥得到了大量应用和发展,在短短几十年的时间内,跨度由100 m左右跃进到1 000 m以上。 斜拉桥能很快发展在很大程度上是由于改进的结构分析技术和电子计算机的发展。近几十年来,斜拉桥的设计理论和施工建造都取得了巨大的发展。 世界范围内斜拉桥的数量和跨度不断攀升,至今已建成300 余座,具有代表性的有:1959 年德国Cologne建成的 Severin桥,跨径302 m ,塔采用A 形,钢索呈放射形,结构为漂浮式,同时考虑了大跨桥梁的抗震问题。1962 年委内瑞拉建成的马拉开波桥为第一座混凝土斜拉桥,主跨跨径235 m ,主要为带挂孔的悬臂体系。 随着计算机技术的广泛应用,20 世纪60 年代开始采用密索体系斜拉桥,从而避免了疏索体系斜拉桥主梁重而配筋多的缺点。1967 年德国波恩建成的Friedrich2Ebert 桥,跨径280 m ,单索面密索体系,使得结构的应力分布均匀,充分发挥了材料的潜在性能,为以后的许多斜拉桥作了典范。斜拉桥在国外的迅速发展,也引起我国桥梁界的注意。1975年在我国的四川云阳县建成的云阳桥,跨径75.8 m ,为预应力钢筋混凝土公路斜拉桥,同时也拉开中国斜拉桥的建造历史。我国一直以发展混凝土斜拉桥为主， 近几年我国开始修建钢与混凝土的混合式斜拉桥，如汕头礐石大桥，主跨 518m 武汉长江第三大桥，主跨 618m。钢箱斜拉桥如南京长江第二大桥南汊桥，主跨628m；武汉军山长江大桥，主跨 460m。前几年上海建成的南浦（主跨 423m）和杨浦（主跨 602m）大桥为钢与混凝土的结合梁斜拉桥。概括起来,斜拉桥的发展可以分为以下3个阶段:1) 稀索布置,主梁基本为弹性支撑的连续梁。桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 28 页52) 中密索布置,主梁既是弹性支撑连续梁,又承受较大的轴向力。3) 密索布置,主梁主要承受强大的轴向力,同时又是一个受弯构件。 目前斜拉桥正朝着结构多样化,轻型化的方向发展,主要体现在以下几个方面:1) 桥面轻型化。近年来,有拉索造价,桥面系重量减少,结构更趋于轻巧和柔性的方向发展。在特大跨度斜拉桥中更多地采用叠合梁,从而有效地减轻了桥面系重量,提高了跨越能力。2) 塔结构的多样化。早期斜拉桥桥塔多采用钢结构,近年来越来越多地采用混凝土塔结构。倒“Y”形或钻石形塔可使梁体获得较高扭转自振频率以提高其临界颤振风速,大跨径斜拉桥多采用这两种类型索塔。3) 多跨(多塔)斜拉桥。近年来多跨斜拉桥越来越多地被采用。早期的这种结构是由Ricardo 设计的马拉开波桥,其结构概念很清楚:即一系列具有足够刚度的索塔预应力混凝土桁架斜拉索悬臂支撑简支挂梁。4) 拉索新型化。随着桥梁跨径增大,拉索垂度也增大,而刚度随之降低,因此需考虑设置辅助索。拉索防护材料现多采用PE 材料外包有色PU 材料防护,同时抑制风雨振的高阻尼材料和阻尼器也会广泛的应用于斜拉桥上。（三）悬索桥悬索桥的构思据说来自猴桥，它是有若干强壮的猴子组成一条悬链来让病猴或年老体衰的猴子通过的桥梁。最原始的人类悬索桥采用植物类的竹子或藤条来制造悬索。我国四川省的灌县早在千年之前就出现竹索桥。17世纪开始出现铁链作悬索的桥梁。我国四川省大渡河上由9条铁链组成的泸定桥是在1706年建成的。到19世纪又发展为采用眼杆与销铰作悬链的桥梁。 英国1826年建成跨度为177m的麦地海峡桥和1864年建成跨度为214m的克利夫顿桥都是属于这种形式。 这两座古老的悬索桥至今尚在使用。利用钢缆绳、钢绞线和钢丝等现代钢代钢材来制造的悬索桥则基本上是进入20世纪后才开始出现的。现代悬索桥的发展迄今出现了四次高峰。在第一次与第二次高峰之间的20世纪40年代，因美国塔科马老桥的风毁事故，大跨度悬索桥的修建停顿了约有10年之久。但在此期间由于悬索桥的抗风设计引人了风洞试验而使悬索桥的发展在20世纪50年代得到复苏，并分别在60年代与80年代进入第二次与第三次高峰。进入90年代之后，包括中国在内的在全球范围内又出现新的建设高峰，即目前的第四次高峰。桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 28 页6三、设计（研究）的重点与难点，拟采用的途径（研究手段） ：一、本次设计的重点包括：1、施工过程的计算；2、配筋的计算；3、应力、变形的计算；4、施工图的绘制；二、本次设计的难点包括：1、上部结构的尺寸拟定；2、CAD 绘图；3、桥面的布置；措施和方法：1、通过参考资料书中相关桥梁的示例，先确定跨径，在确定主梁的高度，在确定主梁腹板的厚度，接着确定翼板的尺寸。2、通过多练，多画来熟悉 CAD 的绘图。3、桥面采用 4 车道加防撞栏加中央分隔带。桥梁方案比较：技术标准：设计荷载：公路-级桥面总宽：19.5 米桥梁总长：175m方案一：预应力混凝土简支梁桥(325+235+30=175m)简支梁桥是梁式桥中应用最早，使用最广泛的一种桥型。由一根俩端分别支撑在一个活动支座和一个铰支座上的梁作为主要承重结构的梁桥。属于静定结构。其构造简单，架设方便，结构内力不受地基变形，温度改变的影响。它的特点是外形简单，制造方便，横向横隔梁联结，整体性也较好。在多孔简支梁桥中，相邻桥孔各自单独受力，便于预制、架设，简化施工管理，施工费用低，因此在城市高架、跨河大桥的引桥上被广泛采用。为了减少伸缩缝装置，改善行车平整舒适，国内目前常采用桥面连续的预应桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 28 页7力混凝土简支梁桥。方案二：预应力混凝土连续梁桥(535=175m)两跨或两跨以上连续的梁桥，属于超静定体系。连续梁在恒活载作用下，产生的支点负弯矩对跨中正弯矩有卸载的作用，使内力状态比较均匀合理，因而梁高可以减小，由此可以增大桥下净空，节省材料，且刚度大，整体性好，超载能力大，安全度大，桥面伸缩缝少，并且因为跨中截面的弯矩减小，使得桥跨可以增大。连续梁桥是中等跨径桥梁中常用的一种桥梁结构，预应力混凝土连续梁桥是其主要结构形式，它具有接缝少、刚度好、行车平顺舒适等优点，在 30-120m跨度内常是桥型方案比选的优胜者。而横向预应力混凝土技术在 T 型梁、箱型梁、空心板桥三种常规跨径连续梁桥中的应用，取得了明显的技术经济效益。 为拓宽横向预应力技术的应用范围， 将其应用到更大跨度的连续梁桥中就显得尤为必要了。桥型布置图见图纸 2 和图纸 3。方案比选：在我国，安全、经济、适用、美观是桥梁设计中的主要考虑因素，安全尤为重要。以桥梁结构的经济性、适用性、安全性、美观性和施工难易程度为考虑因素，综合考虑个设计方案的优缺点， 从三个合理方案中比选一个最优方案， 作为此次的设计方案。方案一方案二桥型方案预应力混凝土连续箱梁桥预应力混凝土连续 T 梁桥美观性结构连续性好，与当地的景观协调，较优美形式简单，造型美观安全性由于支点的负弯矩的作用，受力较合理，偏安全。技术成熟，计算简单，施工方法简单，质量好，整体性好，刚度大， 可保证工程本身安全，同时行车性能良好，可保证司机正常行车，满足交通运输安桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 28 页8全要求适用性变形小、刚度大、伸缩缝少、行车平稳舒适、施工简便、抗震能力强等优点，可提高车速。伸缩缝少，结构刚度大，变形小，动力性能好，主梁性能好，主梁变形挠曲线平缓，行车平顺，通畅，安全，可满足交通运输要求，施工简单，但工期长经济性施工技术成熟，方法简单，易掌握，需要的机具少，无需大型设备，可充分降低施工成本，所用材料普通，价格低，成桥后养护费用少，需要大型支座，需较多预应力钢筋。预制构件，可以在预制场内批量生产，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、节省模板费用。 避免采用大量的脚手架，保护环境，节省费用。推荐方案：从安全，经济，美观，适用等方面比较方案二较好四、设计（研究）进度计划：1第 1 至 4 周熟悉、准备资料，方案比较，拟定推荐方案的结构尺寸2第 5 至 8 周结构内力、变形计算（电算）3第 9 周配筋计算4第 10 至 11 周强度，刚度，稳定性计算5第 12 至 15 周绘制施工图6第 16 周中文摘要、外文翻译7第 17 周小结、整理资料、装订8第 17 周毕业答辩桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 28 页9五、参考文献：1JTG B01-2003，公路工程技术标准S北京：人民交通出版社，20032JTGD62-2004，公路钢筋砼及预应力砼桥涵设计规范S北京：人民交通出版社20043JTGD60-2004，公路桥涵设计通用规范S北京：人民交通出版社，20044JTGD60-1985，公路桥涵地基与基础设计规范S北京：人民交通出版社，19855邵旭东桥梁工程M北京：人民交通出版社，20056范立础桥梁工程(上、下册)(土木工程专业用)M北京：人民交通出版社，19937 姚林森 桥梁工程(公路与城市道路工程专业用)M 北京： 人民交通出版社， 19858颜东煌，李学文桥梁电算M北京：湖南大学出版社，19999李传习，夏桂云大跨度桥梁结构计算理论M北京：人民交通出版社，200210周念先桥梁方案比选M北京：人民交通出版社，199711王文涛刚构连续组合梁桥M北京：人民交通出版社，199512范立础预应力混凝土连续梁桥M北京：人民交通出版社，199913邵旭东桥梁设计百问M北京：人民交通出版社，200314叶见曙结构设计原理(第二版)M北京：人民交通出版社，200515陈忠延土木工程专业毕业设计指南（桥梁工程专业）M北京：人民交通出版社，200216American society ofcivilengineers.CivilEngineeringJ.17易建国桥梁计算实例集混凝土简支梁（板）桥M北京：人民交通出版社，18匡文起， 结构分析实用程序M人民交通出版社，19徐岳， 预应力混凝土连续梁桥设计M人民交通出版社，200020邬晓光， 刚架桥M，人民交通出版社2001 年 4 月21胡兆同，陈万春桥梁通用构造及简支梁桥M，人民交通出版社，2000桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 28 页10指导教师意见签名：月日教研室（学术小组）意见教研室主任（学术小组长） （签章） ：月日桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 28 页11附件2 外文翻译整体式桥台桥梁的性能:麻萨诸塞州桥的参数分析斯科特1，克里斯汀2，塞尔吉奥3，杰森执勤4，丹尼尔5整体式桥台桥梁在整个美国往往成为首选的桥式。然而,设计方法和施工细节各州是不同的状态。本文指出在不同州的用不同的方法用来容纳桩变形的范围。通过有限元研究对这些差异的意义进行了评价。土体性能的影响及桩土限制对于桥梁评估失真和实现了最大的时刻成堆。结果表明,桥的扩张是受到回填条件的影响,而收缩是受桩约束条件的影响。当致密桩减小回填时刻和低桩克制是影响提供支承体系的弹力。建模假设的演讲的模型校准是参考大桥Orange-Wendell已经收集四年之久的数据。经营杠杆率:10.1061(中国)1084 - 0702(2007)121(64)CE数据库主题词:桥台、桥梁、连续的;桥梁基础;有限元方法;土压力结构-地基动力相互作用体系,土的相互作用。简介在整个美国，整体式桥台桥梁(实验室) 在短至中等桥范围成为一个设计的首选。这些桥梁利用包括减少维护和相关成本建设消除扩张关节。当运动的基础及支持的元素影响上层建筑的膨胀和收缩。整体式桥台桥梁设计和建造表现各式各样良好的配置(Soltani和Kukreti 1992;伯克1993;KuninAlampalli2000;Conboy和Stoothoff 2005)。然而,这些桥梁的性能包括设计和施工细节分离的假设弗吉尼亚州的运输办法有着广泛的应用前景。这象征在结构行为的不确定性,导致先前的假设中保守的设计和推断设计有新的困难情况(长、大跨度倾斜角度或不同的土壤等条件)。(现在)是使用作为基础研究,以确定参数的影响,在实验室设计变量遇到就是一个简单桥梁的设计受参数的影响,可直接进行评估。这座桥是广泛使用了提供的数据,对各种运动、压力都经历了从桥上过去4年的数据比较。给出了此报道模型的出处(即Bonczar等人，2005)。雪桥的原理见图1 .桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 28 页12上部结构由一个200毫米(8)混凝土桥面支持四个1220毫米（48)深钢板箱梁。这间隔均匀梁每2.64米(8.67 英尺)，过了桥开始在915毫米(3.00英尺)从甲板上一边边缘在混凝土护栏提供在双方的桥梁甲板上。钢梁支承墙被嵌进了桥的两端,支撑在弹性支承上。在混凝土垫室内的两排，每个桥台墙支持8-HP10 57钢桩即可等间隔每个1.25米(4.1英尺)。 提供了一种多孔粒状回填后面，在一个3:1边坡的牙,一颗砂砾回填下面的人行道上的方法。 一个稳定的土工滤隔回填桥台和原位土壤。 翼墙垂直到基牙及分离膨胀节。桥台施工细节见图2。桩施工细节要很清楚地认识运动允许IAB在反应温度的波动。这个结构桩顶嵌有大约0.6米(2英尺)基牙，驱动的底部大约18.3米(60英尺)到地面。前3.0米(10英尺)桩的驱动成为一个0.6米(2英尺)直径的提前回填的洞是斯通在次级圆桩豌豆。地面上的、一堆堆方位由自己弱小的轴平行轴横向桥提供最小弯曲在热力诱发变形的阻力。施工细节上3.0米(10英尺)的桩在现在的目的是为了减小桥梁桩约束在桥的膨胀和收缩。然而,有明显变化的施工详图和实践在整个国，即使在麻萨诸塞州的细节用于这座桥是没有意义的。所有典型的IAB设计确定这些细节以及他们是否影响桥精确地反映行为设计的假设太有趣了。施工细节,土壤特性，建模假设是本文提出研究的焦点。图 1，橙色的温德尔桥的侧面示意图桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 28 页13图 2，桥台和相邻的混凝土路面的细节图3，橙色的温德尔桥的有限元（按比例成图）桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 28 页14注释：1，斯科特，副教授,土木与环境工程系,麻萨诸塞州的大学,住在235 B马厅、自然资源130号,马01003 - 9293。 电子邮件:2，克里斯汀，Gumpertz和Heger公司的工程师,41 Seyon 街道., Bldg. 住在一套有500年的房,MA 02453。3，塞尔吉奥，副教授土木与环境工程系,麻萨诸塞州大学的副教授,住在235 B马厅、自然资源130号,马01003 - 9293。4，杰森执勤，加州大学分校3101工程学的助理教授,住在希尔兹大街,CA95616。5，丹尼尔，波士顿.麻,马萨诸塞州公路议员，住在10公园广场，波士顿,麻。注意。讨论直到2007年6月1日开放。 分开讨论必须提交个人文件且延长截止日期。书面请求必须交给中国土木水利工程学刊的总编。这篇文章手稿被提交审查可能在2005年8月16日发表,在2006年12月28日批准。 这只是杂志桥梁工程学刊的一部分,第十二卷,第一期,2007年1月1号。 中国土木水利工程学刊,ISSN有限元模型一个非线性有限元模型(FEM)是STRUDL评估使用GT(乔治亚理工大学研究公2002)，一个简化的二维(2 D)模型。在本文中,虽然广泛的提出三维的，三维有限元法和现场数据报道在别处(即Bonczar丁晓萍。2005)。 两种模式都显示在图3。二维模型适用于无偏的桥梁如雪桥和结果进行验证时的相似的二维和三维模型。元素元素的安排在二维有限元大桥图3中显示。二维有限元有七个甲板/梁元素(D1-D7),十支承元件(Al-Al0),并列举了8个代表每一桩15元素的两端各(ocm PI-P240)。所有元素均由两节点组成，每节点有三自由度。甲板/梁元素性质的对应组合钢部分转化为我们熟悉的几何性质梁列在表1。三个不同性质甲板/梁计算结果为外部范围和一个甲板/梁财产用于室内的寿命。甲板/梁的性质桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 28 页15元素计算加权平均复合材料部分性能,在这方面的努力。结果表明平均有一个结果在最小的影响因素进行初步分析。混凝土截面特性是用于支承元素和H-pile部分用于桩性能。甲板上/梁在连接到桥台中性轴弹性复合材料的内容,它在150毫米(6英寸) 基牙顶节点的下面及250毫米(10英寸)的顶端下面实际支承。在每个支承有八个4.57米(15.0英尺)长桩HP10X57模型。在一个浅深度的问题自从最初的三维有限元法对充分表明一个相关的角度，就考虑4.57米(15.0英尺)长。在地面上的、一堆堆的底部所有的自由度是受到约束的。弹性支承垫,隔墩柱帽和主梁进行了轧辊的支持。在二维有限元法中材料的性能显示在表2，分为混凝土和钢材两种元素。混凝土材料属性被分配到桥台桩和钢材料被分配给甲板/梁。依据热膨胀系数进行甲板梁有关钢与混凝土元素的地区分析。这介绍了一些自内部压力由于约束钢膨胀、混凝土膨胀热而被忽略的轻微误差修改,但结果在钢筋混凝土部分符合全三维建模。桩进行了几何和材料非线性等验证,而其余的结构只包括几何非线性(弹性响应在这些位置进行了验证)。对桩材料非线性、25.4毫米。塑料铰链指派给每一桩前元素(点最大弯矩)。回填土弹簧支承利用土壤模拟两节点非线性弹簧元素。土压力系数与相对砂浆墙位移(砂浆1991)在研究中使用曲线(图4)。力值(有效抵抗)都涉及到Ka或弹簧Kp(主动和被动土压力系数从后面走桥台图4)其中F =有效电阻、K =土压力系数,确定为每个T / H值;T =桥台位移参考位置;u垂直有效应力、平等土壤密度乘以深度的土壤(=/ z)(重量方法平板被假设为支持全部由桥台);和w、h =维度支流区域。whKF=（1）表表1 1，结合主梁和桥面板的几何性质的有限元分析结合主梁和桥面板的几何性质的有限元分析桃花峪黄河大桥北引桥桥施工图设计公路级第页 共 28 页16在砂浆显示曲线(图4)中有关刚体运动的类型,产生在顶部的支承位移测量,并没有区别:牙纯翻译经验,纯旋转,或联合平面上的转角信息产生位移。位移值用来生成弹簧的力-位移关系计算相对位移乘以墙(T / H)(涉及K,如图4)总数土壤高(H)肩后面,这等于2.34米(7.67英尺)。这是一种意味着在所有弹簧位移都等于近似挠度值的方法。上面的土壤(T)对有限元法,然而,结点位移（p）,地点是在每个弹性变化处用来计算弹力,实际上,在不同高度的偏转后面构建弹簧支承获得-位移关系应乘以计算相对墙位移(T/ H)到相应的位置高度春天,如图5。这个程序-位移特性的确定弹性变化称为“改性砂浆“过程存在的问题进行了论述。桩土弹簧约束周围土壤的高压桩进行非线性建模位于弹簧单元每0.3(李米(1.0英尺)沿深度堆在