桥梁毕业设计计算书.pdf

I 目目 录录 第 1 章 基本资料 1 1 1 基本资料 1 1 1 1 设计标准 1 1 1 2 地质情况 1 1 1 3 气象情况 1 1 1 4 通航要求 2 1 2 设计依据 2 第 2 章 方案比选 3 2 1 方案拟定 3 2 1 1 设计原则 3 2 1 2 方案简介 3 2 2 方案比较 3 2 2 1 预应力混凝土连续箱梁桥方案 3 2 2 2 T 型刚构梁桥设计方案 4 2 2 3 下承式钢管混凝土拱桥设计方案 4 2 3 方案拟定 5 第 3 章 主梁结构尺寸布置 7 3 1 设计资料 7 3 2 结构尺寸拟订 7 3 2 1 立面布置 7 3 2 2 上部结构 8 3 2 3 下部结构 9 3 2 4 钢筋信息 9 第 4 章 主梁内力计算 10 4 1 单元划分 10 4 2 桥博电算 10 4 3 毛截面几何特征计算 11 4 4 施工方案及施工顺序 12 4 5 内力计算 14 4 5 1 恒载内力计算 14 4 5 2 活载内力 15 4 6 内力组合计算 19 4 6 1 内力组合 19 4 6 2 计算结果 20 4 6 3 组合内力包络图 24 第 5 章 预应力筋估算及布置 25 5 1 预应力钢束的估算 25 5 1 1 按正常使用极限状态的正截面抗裂验算要求估束 25 5 1 2 按正常使用极限状态截面压应力要求估算 26 5 1 3 按承载力极限状态的应力要求计算 26 5 2 截面配筋计算结果 27 5 2 1 按正常使用极限状态的正截面抗裂验算要求估束 27 5 2 2 按正常使用极限状态截面压应力要求估算 29 5 2 3 按承载能力极限状态的应力要求计算 32 5 3 预应力束布置 34 5 3 1 预应力束布置原则 34 5 3 2 纵向预应力布置 34 5 3 3 横向预应力筋布置 37 5 3 4 竖向预应力 37 5 4 主梁净 换算截面几何特性计算 37 第 6 章 预应力损失及有效预应力计算 39 6 1 预应力损失计算 39 6 1 1 摩阻损失 39 6 1 2 锚具变形损失 39 6 1 3 分批张拉损失 40 6 1 4 钢筋应力松弛损失 40 6 1 5 混凝土收缩 徐变损失 40 6 2 计算结果 41 第 7 章 配束后主梁内力计算及内力组合 43 7 1 配筋后结构重力效应 43 7 2 预应力效应 45 7 3 徐变收缩效应 46 7 4 内力组合 47 第 8 章 预应力构件结构验算 52 8 1 截面强度验算 52 8 2 正截面抗裂性验算 56 8 3 持久状况应力验算 60 8 3 1 混凝土法向正应力验算 60 8 3 2 预应力钢筋拉应力验算 64 8 3 3 混凝土主压应力验算 66 8 4 短暂状况应力验算 68 8 5 挠度验算 70 第 9 章 行车道板计算 71 9 1 单向板计算 71 9 1 1 恒载效应 71 9 1 2 活载内力 72 9 1 3 荷载组合 73 9 2 悬臂板的计算 74 9 2 1 恒载内力 74 9 2 2 活载内力 74 9 3 配筋计算 75 第 10 章 施工组织设计 76 10 1 工程概况介绍 76 III 10 2 钻孔灌注桩施工 76 10 2 1 工程概况 76 10 2 2 灌注桩施工法选择 76 10 2 3 场地准备与埋设护筒 77 10 2 4 桩机定位 77 10 2 5 钻孔作业 77 10 2 6 清孔 78 10 2 7 钢筋笼制作及吊装 78 10 2 8 灌注砼 78 10 2 9 灌注桩施工时我们将注意以下事项 78 10 2 10 动测试验 79 10 3 桥墩施工要点 79 10 4 支座安装 80 10 5 预应力砼连续箱梁现浇施工工艺 80 10 5 1 施工工艺流程图 80 10 5 2 施工工艺文字说明 81 10 6 桥面系施工 81 10 6 1 铺装层施工 81 10 6 2 桥面伸缩缝 82 10 6 3 栏杆安装 82 结 束 语 83 致 谢 85 参考文献 87 2011 届土木工程 桥梁 毕业设计 1 第第 1 章章 基本资料基本资料 1 1 基本资料基本资料 1 1 1 设计标准设计标准 荷载 公路 I 级 人群作用 桥面宽度 双向两车道 14 2 2m 人行道 单车道宽度为 3 5 米 自行根据规范设 计其它细部构造尺寸 地震荷载 按六度设防 桥面纵坡 2 对称设置 需采用圆弧线或缓和曲线连接 曲线设置需符合相关 规范要求 桥面横坡 1 5 1 1 2 地质情况地质情况 表 1 1 里程桩号与地面高程 地面线点号 里程桩号 m 地面高程 m 地面线点号 里程桩号 m 地面高程 m 1 80 2 8 6 11 164 0 0 6 2 116 3 9 4 12 174 0 1 0 3 131 9 9 4 13 179 0 2 6 4 131 9 7 9 14 188 0 4 3 5 134 1 6 4 15 188 6 6 6 6 136 9 6 4 16 193 3 6 6 7 139 1 4 4 17 193 4 10 2 8 149 0 2 1 18 201 1 10 0 9 154 0 0 3 19 2 1 1 9 0 10 159 0 0 7 20 242 9 7 6 1 1 3 气象情况 气象情况 年平均气温 20 30 月平均高温 32 5 月平均低温 10 6 最高温度 42 最低温度 3 林细弟 黑竹林大桥 1 1 4 通航要求通航要求 V 级航道 净宽 38m 净高 5 0m 航道断面为矩形截面 最高通航水位 6 94m 1 2 设计依据设计依据 1 公路桥涵设计通用规范 JTG D60 2004 2 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D62 2004 3 公路工程抗震设计规范 JTG T B02 01 2008 4 公路桥涵钢结构及木结构设计规范 JTG D61 2005 5 公路砖石及混凝土桥涵设计规范 JTG D63 2005 6 公路桥涵地基与基础设计规范 JTG61 2005 2011 届土木工程 桥梁 毕业设计 3 第第 2 章章 方案比选方案比选 2 1 方案拟定方案拟定 2 1 1 设计原则设计原则 桥梁设计必须遵照 实用 经济 安全和美观 的基本原则 1 符合当地复杂的地质条件 满足交通功能需要 2 设计方案力求结构安全可靠 具有特色 又要保证结构受力合理 施工方便 可行 工程总造价经济 3 桥梁结构造型简单 轻巧 并能体现地域风格 与周围环境协调 2 1 2 方案简介方案简介 根据当地的地形地质条件 水文条件和技术标准 且由于该桥有通航要求 在布 跨的时候桥墩的位置不能影响通航 拟选出以下六个初选方案分别为 1 方案一 45m 70m 45m 连续梁桥 2 方案二 45m 70m 45mT 型刚构 3 方案三 35m 90m 拱桥 35m 下承式钢管混凝土拱桥 4 方案四 50m 80m 30m 主跨 80m 边跨 50m 的独塔斜拉桥 5 方案五 35m 90m 35m 双塔悬索桥 6 方案六 50m 110m 单塔悬索桥 从总体布局 环境协调 技术先进性 施工可能 景观要求 技术经济等多方面 考虑 且在老师的指导下 选择方案一 二 三来作工程量计算 作进一步比较 2 2 方案方案比较比较 2 2 1 预应力混凝土连续箱梁桥方案预应力混凝土连续箱梁桥方案 1 孔径布置 此方案的桥孔径布置主桥为 45m 70m 45m 连续梁桥 该桥跨越河道是 V 级航道 设计时必须考虑满足通航净空的要求 还要考虑与两岸接线道路的衔接 采用预应力 连续梁桥可以很好的满足上述空间限制的要求 而且施工方便 经济实用 2 桥跨结构构造 桥跨采用三跨预应力混凝土连续梁 中跨 Lmax 70m 边跨与中跨比为 0 64 即 林细弟 黑竹林大桥 L1 45m 主梁采用变截面箱梁 做成单箱单室 根部梁高 4m 跨中梁高 2m 桥面 宽 18m 两边各悬出 3 5m 翼缘板 箱梁底宽 11m 符合结构及经济要求 3 下部结构 边墩采用双柱式 主墩采用空心墩 边墩基础采用摩擦桩 主墩基础采用钻 孔灌注桩 桩长 10m 20m 4 施工方法 该三跨连续梁桥采用悬臂浇筑法施工 可以省去大型起重安装备 而且施工 时不受沟道通航和水位变化的影响 边跨现浇段采用满堂支架施工 墩身采用翻 模板法施工 图 2 1 连续箱梁立面图 2 2 2 T 型刚构型刚构梁桥设计方案梁桥设计方案 1 孔径布置 本方案采用三跨预应力混凝土 T 型刚构桥 孔径布置为 45m 70m 45m 全桥 长 160m 2 桥跨结构构造 主梁采用变高度箱梁 截面形式为单箱单室 梁高 支座根部取 H 4m 跨中 梁高 h 2m 挂梁采用 T 梁 长度 lg 20m 3 边墩采用双柱式 主墩采用空心墩 边礅基础采用摩擦桩 主墩基础采用 钻孔灌注桩 桩长 10m 20m 4 施工方案 本方案 T 构部分采用悬臂浇筑施工 挂梁采用预制 先进行主梁悬臂浇筑施 工的 然后边跨 中跨 T 梁同吊装合拢 墩台采用钢筋混凝土就地浇筑 基础采 用钻孔桩基础 2 2 3 下承式钢管混凝土拱桥下承式钢管混凝土拱桥设计方案设计方案 1 孔径布置 本桥采用主跨为 90M 下承式钢管混凝土拱桥 边跨采用 35m 简支梁桥 全长 160m 2011 届土木工程 桥梁 毕业设计 5 2 主跨结构构造 主拱拱肋采用哑铃型截面 肋高 1 8m 肋宽 0 75m 主跨拱肋矢跨比 1 5 矢高 18m 加劲纵梁采用 200cmX180cm 钢筋混凝土工字型截面 拱肋与加劲梁刚接 并在连 接处设置强大横梁 横梁采用 T 型截面 横梁以上浇筑混凝土桥面板 预应力束通过 加劲纵梁 使横梁与纵梁形成整体框架 吊杆用预应力钢绞线 外套波纹管钢管 其 间灌注混凝土 3 桥墩基础 桥墩采用双柱式 基础采用钻孔灌注桩 4 施工方案 首先浇筑桥墩和和桥台 同时预制主跨纵梁 横梁 搭设支架 留出通航孔 先 安装拱肋和横系梁及纵梁湿接头混凝土 张拉部分纵梁预应力束 安装吊杆 泵送混 凝土 张拉吊杆 浇筑桥面板 最终桥面系施工 图 2 2 下承式钢管混凝土拱桥立面图 2 3 方案拟定方案拟定 从结构受力的角度来看 梁式桥是一种在竖向荷载作用下无水平反力的结构 由 于外力的作用方向与承重结构的轴向接近垂直 因而与同样跨径的其它结构体系相比 梁桥产生的弯矩最大 拱式桥的主要承重结构是拱圈 拱结构在竖向荷载作用下桥墩 和桥台将承受水平反力 这种水平反力将大大抵消在拱圈由荷载所引起的弯矩 因而 与同跨径的梁相比 拱的弯矩剪力和变形都要小的多 方案一 它有支点负弯矩 使 得跨中正弯矩减小 梁的受力较均匀 因而其受力性能好 变形小 行车平顺舒适 造型简洁美观 抗震能力强 方案二 它是一个静定体系受力简单其施工阶段的受力 与结构使用状态下的受力一致 但是挂梁连接处容易出现疲劳损伤对桥梁整体的安全 性和延续性不好 方案三造型优美 充分利用了地形条件 也是一种很好的方案 1 从材料用量来看 第一方案最少 其次是第二方案 最多的是第三方案 如果 林细弟 黑竹林大桥 仅从材料费用考虑 第一方案最经济 2 从施工来看 这三个方案的施工 拱桥施工工序较多 周期较长 其次是连续 梁桥其施工工序较少施工方便 T 型刚构桥施工工序少但是需要大型吊装设备 3 从维修养护来看 连续梁桥 T 型刚构桥和拱桥的维修养护都比较容易 基本 没有太大的差别 总的来说 这三个方案都符合了安全 适用 美观的要求 T 型刚构桥挂梁连接处 容易出现疲劳损伤从而影响桥梁寿命并且需要大型吊装设备 不宜选用 预应力钢筋 混凝土连续梁桥属于超静定结构 受力较好 主梁桥面连续 无伸缩缝 行车条件好 养护容易 而且箱形截面整体性好 结构刚度大 且箱梁的顶板 底板可提供足够的 面积来布设预应力束以承受正负弯矩 同时箱形截面能提供较大的顶板翼缘悬臂 而 且箱梁底板宽度相应边窄 可以大幅减少下部结构工程量 拱桥与梁桥外形不同 两 者的受力性能也不同 拱桥截面的应力分布较均匀 可以充分利用主拱截面材料强度 使跨越能力增大 其耐久性能好 维修 养护费用少 外形美观 构造简单 但不足 处是自重较大 增加了下部结构的工程量 施工较为复杂 成本相应的较高 综合以上特点以及桥梁的设计难度 推荐方案一 预应力钢筋混凝土连续梁桥 2011 届土木工程 桥梁 毕业设计 7 第第 3 章章 主梁结构尺寸布置主梁结构尺寸布置 3 1 设计资料设计资料 设计荷载 公路 I 级 0 1 1 材料性能参数 1 混凝土 强度等级 C40 主要强度指标为 强度标准值 fck 26 8 Mpa ftk 2 4 Mpa 强度设计值 fcd 18 4Mpa ftd 1 65 Mpa 弹性模量 Ep 3 25 104 Mpa 2 预应力钢筋采用 1 7 标准型 15 24 1860 II GB T 5224 1995 钢绞线 其强 度指标为 抗拉强度标准值 fpk 1860 Mpa 抗拉强度设计值 fpd 1260 Mpa 弹性模量 Ep 1 95 105Mpa 3 普通钢筋 1 纵向抗拉普通钢筋采用 HRB400 钢筋 其强度指标为 抗拉强度标准值 fsk 400 Mpa 抗拉强度设计值 fsd 330 Mpa 弹性模量 Es 2 0 105Mpa 2 箍筋及构造钢筋采用 HRB335 钢筋 其强度指标为 抗拉强度标准值 fsk 335 Mpa 抗拉强度设计值 fsd 280 Mpa 弹性模量 Es 2 0 105Mpa 3 2 结构尺寸拟订结构尺寸拟订 3 2 1 立面布置立面布置 本桥边跨 45 米 中跨 70 米 边中跨之比为 0 64 箱梁底板下缘高沿二次抛物线 变化 林细弟 黑竹林大桥 3 2 2 上部结构上部结构 本方案主梁采用单箱单室变高度箱梁 箱梁顶板宽 18 米 顶板设置单向 1 5 横坡 底板宽 11 米 全梁顶板等厚为 0 28 米 单侧翼缘板悬臂为 3 5 米 腹板 不等厚 跨中向根部从 0 4 米到 0 6 米 主梁在支座处梁高为 4 米 跨中处为 2 米 底板厚从跨中 0 3 米到根部 0 6 米 主梁 0 号块长度为 10 米 悬臂施工梁段 划分为 3 米 4 米和两种 边跨现浇段 9 米 边 中跨合拢段长度均为 2 米 箱 梁全部采用 C40 混凝土 1 主梁截面 跨中和支点 如图所示 图 3 1 支点处截面 图 3 2 跨中截面 2 桥面系部分包括支座伸缩缝 泄水管 桥面铺装和人行道等 1 伸缩缝 全桥共设置 2 道 SSFB160 型伸缩缝 分别位于两端桥墩与引桥相接处 2 泄水管 泄水管设置在主桥箱梁悬臂端 其位置紧贴人行道路缘石 纵桥向每 15 米设 置一对 3 桥面铺装 2011 届土木工程 桥梁 毕业设计 9 桥面横坡为 1 5 浇筑箱梁顶板时形成 全桥铺装 12 厘米厚 由 7 厘米厚的防 水砼 配 10 10cm 钢筋网 加 5 厘米双层沥青砼 水泥砼铺装与沥青砼之间设防水 层及粘层油 其厚度包括在沥青砼内 4 人行道板 采用搁置式人行道板 具体尺寸如下图 图 3 3 人行道截面 3 2 3 下部结构下部结构 两个主墩均采用空心桥墩 桥墩宽度为 2 5 米 横桥向宽度取与梁底同宽 11m 墩高分别为 4m 3m 根据给出的地质条件 上面一层为粘土 认为地质条件较差 基 础采用钻孔灌注桩基础 承台纵 横桥向宽分别为 5 5 米和 14 米 厚 3 0 米 6 根桩 的桩径 1 5 米 净间距 3 米 埋深岩层 分别为 10 米 20 米 3 2 4 钢筋信息钢筋信息 预应力砼钢材 纵向钢筋采用 15 2 钢绞线 公称抗拉强度为 fpk 1860MPa 张拉控制强度用 0 75fpk Ep 1 95 105MPa 所有钢绞线均符合 ASTM416 87A 的技术 标准 林细弟 黑竹林大桥 第第 4 章章 主梁内力计算主梁内力计算 参照 公路桥涵设计规范 中的通用规范 P13 第 2 1 2 条规定 进行正常使 用极限状态的内力组合和 公路桥涵设计规范 中的通用规范 P20 第 4 1 2 条规 定 进行承载能力极限状态的内力组合 4 1 单元划分单元划分 根据施工的要求 一般一段的重量在 100 200 吨之间 这就要求单元长度在 3m 5m 之间 本桥划分为 3m 和 4m 两种 全桥主梁分为 58 个单元 边跨两端各 9m 为现浇段 划分边跨 中跨合拢段均为 2m 划分成两个单元 全部如下图 图 4 1 左边跨单元划分 图 4 2 半中跨单元划分图 4 2 桥博电算桥博电算 按照第二章的结论 采用预应力混凝土连续梁桥为最终方案 据此开始结构 计算 结构内力计算采用桥梁博士 V3 0 版本进行计算 界面如下图 2011 届土木工程 桥梁 毕业设计 11 图 4 3 桥梁博士 3 0 界面 4 3 毛截面几何特征计算毛截面几何特征计算 毛截面几何特征是计算结构内力 配束及变形计算的前提 表 4 1 截面几何特征计算结果 截面 梁高 H m 面积 A m 惯性矩 I 4 形心到下缘 距离 m 形心到上缘 距离 m 下核心距 m 上核心距 m 1 2 24 59 8 846 1 084 0 916 0 3927 0 3318 2 2 24 59 8 846 1 084 0 916 0 3927 0 3318 3 2 16 55 8 331 1 12 0 88 0 5720 0 4494 3 2 16 55 8 331 1 12 0 88 0 5720 0 4494 4 2 10 54 6 365 1 189 0 811 0 7446 0 5078 5 2 10 54 6 365 1 189 0 811 0 7446 0 5078 6 2 10 54 6 365 1 189 0 811 0 7446 0 5078 7 2 10 54 6 365 1 189 0 811 0 7446 0 5078 8 2 029 10 61 6 639 1 203 0 826 0 7575 0 5201 9 2 119 10 81 7 479 1 245 0 874 0 7916 0 5557 10 2 269 11 17 9 045 1 313 0 956 0 8470 0 6167 11 2 477 12 37 11 71 1 398 1 079 0 8773 0 6771 12 2 746 12 7 15 01 1 548 1 198 0 9865 0 7634 13 2 986 13 38 18 98 1 643 1 343 1 0562 0 8633 14 3 261 14 07 24 03 1 757 1 504 1 1355 0 9720 林细弟 黑竹林大桥 续上表 截面 梁高 m 面积 m 惯性矩 4 形心到下缘 距离 m 形心到上缘 距离 m 下核心 距 m 上核心距 m 15 3 568 15 29 31 35 1 84 1 728 1 1865 1 1146 16 3 85 16 04 38 36 1 945 1 905 1 2553 1 2295 17 4 28 29 60 32 2 023 1 977 1 0785 1 0539 18 4 42 67 65 26 2 088 1 912 0 7999 0 7324 19 4 28 29 60 32 2 023 1 977 1 0785 1 0539 20 3 85 16 04 38 36 1 945 1 905 1 2553 1 2295 21 3 568 15 29 31 35 1 84 1 728 1 1865 1 1143 22 3 261 14 07 24 03 1 757 1 504 1 1355 0 9720 23 2 986 13 38 18 98 1 643 1 343 1 0562 0 8633 24 2 746 12 7 15 01 1 548 1 198 0 9865 0 7634 25 2 477 12 37 11 71 1 398 1 079 0 8773 0 6771 26 2 269 11 17 9 045 1 313 0 956 0 8470 0 6167 27 2 119 10 81 7 479 1 245 0 874 0 7916 0 5557 28 2 029 10 61 6 639 1 203 0 826 0 7575 0 5201 29 2 10 54 6 365 1 189 0 811 0 7446 0 5078 4 4 施工方案及施工顺序施工方案及施工顺序 1 预应力箱梁悬臂浇筑施工 分为 8 段 现浇段除外 每段的施工周期按 10 天考虑 挂篮重量控制在 60 吨 挂篮的承载力按 140 吨考虑 即一个节段的 箱梁自重 2 连续箱梁的 0 号块在满堂支架上现浇 3 两个墩上的临时支承 中间夹 6 厚的硫磺砂浆层 在转换体系时 建议 用人工方法先打掉该层 然后再割断锚筋 4 施工顺序如下 1 在墩顶安装盆式橡胶支座 墩顶浇注临时支座 2 在墩顶立模浇注 0 号块 完成悬臂施工的临时锚固 3 在 0 号块梁段上拼装挂篮 2011 届土木工程 桥梁 毕业设计 13 4 浇筑边跨合龙段 分批张拉边跨底板预应力钢筋束 拆除临时支座 5 浇筑中跨合龙段 张拉相应的预应力钢筋束 6 二期恒载加载 完成全桥工程 5 主要施工过程内力图 图 4 4 0 号块浇筑完成弯矩图 图 4 5 0 号块浇筑完成后剪力图 图 4 6 最大悬臂施工阶段弯矩图 图 4 7 最大悬臂施工阶段剪力图 图 4 8 边跨合拢后弯矩图 图 4 9 边跨合拢后剪力图 林细弟 黑竹林大桥 图 4 10 中跨合拢后弯矩图 图 4 11 中跨合拢后剪力图 由上几个关键施工内力图可以看出由于施工过程中经历了悬臂阶段 造成根 部负弯矩远大于跨中正弯矩 4 5 内力计算内力计算 4 5 1 恒载内力计算恒载内力计算 左半桥截面内力计算如下 表 4 2 最后施工阶段自重作用效应阶段内力表 截面号 弯矩 剪力 截面 弯矩 剪力 1 0 0 16 202000 14900 2 98 6 394 17 226000 16000 3 2990 4140 18 242000 17600 4 6860 3630 19 225000 16400 5 16800 2200 20 202000 15300 6 21800 756 21 165000 13900 7 22500 90 8 22 126000 12300 8 18700 1790 23 91400 10800 9 8130 3500 24 61300 9300 10 9340 5240 25 27900 7390 11 33900 7060 26 2020 5570 12 65900 8960 27 16800 3830 13 95000 10400 28 28700 2120 2011 届土木工程 桥梁 毕业设计 15 续上表 截面号 弯矩 剪力 截面 弯矩 剪力 14 129000 11900 29 33800 423 15 167000 13500 30 34000 0 4 5 2 活载内力活载内力 荷载 公路 I级 均布荷载标准值为qk 10 5kN m 集中力荷载标准值为Pk 360kN 横向折减系数为 0 78 汽车冲击系数为 1 1 3 偏载影响系数为 1 15 左半桥计算如下 表 4 3 汽车荷载效应内力 截面号 最大弯矩 KN M 最小弯矩 KN M 最大剪力 KN 最小剪力 KN 1 0 0 0 0 2 0 558 8 0 1347 3 1211 745 1 1895 569 3 4 2821 1011 1823 569 1 5 7630 2663 1588 581 3 6 11350 4435 1367 645 4 7 13020 5478 1246 737 5 8 15290 7563 1019 919 4 9 16210 9648 818 1154 10 15940 11740 642 2 1357 11 14580 13820 489 7 1558 12 12210 15910 361 8 1758 13 9986 17510 280 2 1877 14 7584 19620 207 6 2036 15 5474 22310 143 2 2195 16 4965 25010 128 3 2314 17 5026 26840 127 2 2394 18 5118 28160 2545 253 8 林细弟 黑竹林大桥 续上表 截面号 最大弯矩 KN M 最小弯矩 KN M 最大剪力 KN 最小剪力 KN 19 4900 26250 2501 253 1 20 4614 23550 2435 254 3 21 4238 19310 2325 257 22 5360 14820 2192 262 6 23 6772 11740 2059 271 2 24 8140 9562 1925 307 7 25 10120 7331 1744 408 2 26 12150 5886 1562 519 8 27 14400 5339 1380 648 5 28 15860 4843 1201 794 29 16500 4339 1027 953 8 30 16620 4213 985 2 987 2 表 4 4 人群荷载产生的效应内力 截面号 最大弯矩 KN M 最小弯矩 KN M 最大剪力 KN 最小剪力 KN 1 0 0 0 0 2 0 2 008 0 7 849 3 225 4 100 7 311 1 141 1 4 534 6 241 6 295 8 141 5 1465 720 8 247 4 147 1 6 2209 1200 204 7 157 9 7 2561 1482 182 4 166 8 8 3073 2046 142 8 186 4 9 3326 2609 110 1 222 8 10 3322 3175 83 61 261 2 11 3059 3739 62 61 305 2 12 2540 4303 47 16 354 4 13 2005 4747 38 62 386 1 2011 届土木工程 桥梁 毕业设计 17 续上表 截面号 最大弯矩 KN M 最小弯矩 KN M 最大剪力 KN 最小剪力 KN 14 1568 5440 32 36 430 7 15 1277 6422 28 19 477 8 16 1156 7468 26 25 514 7 17 1140 8202 25 71 540 1 18 1154 8740 608 3 51 38 19 1108 8136 592 3 51 05 20 1059 7285 568 6 51 63 21 1028 5997 529 9 52 94 22 1068 4661 484 7 55 76 23 1186 3548 441 2 60 04 24 1378 2654 399 6 61 45 25 1739 1793 346 8 73 14 26 2223 1325 297 8 88 49 27 2929 1302 252 9 108 1 28 3379 1305 212 7 132 3 29 3573 1305 177 3 161 2 30 3582 1305 169 2 167 6 表 4 5 温度次内力 截面号 升温次内力效应 降温次内力效应 剪力 KN 弯矩 KN M 剪力 KN 弯矩 KN M 1 0 00 0 00 0 00 0 00 2 0 00 0 00 0 00 0 00 3 0 92 0 64 0 92 0 64 4 0 92 1 56 0 92 1 56 5 0 92 4 67 0 92 4 67 6 0 92 7 78 0 92 7 78 7 0 92 9 62 0 92 9 62 8 0 92 13 28 0 92 13 28 林细弟 黑竹林大桥 续上表 截面号 升温次内力效应 降温次内力效应 剪力 KN 弯矩 KN M 剪力 KN 弯矩 KN M 9 0 92 16 94 0 92 16 94 10 0 92 20 60 0 92 20 60 11 0 92 24 27 0 92 24 27 12 0 92 27 93 0 92 27 93 13 0 92 30 68 0 92 30 68 14 0 92 33 42 0 92 33 42 15 0 92 36 17 0 92 36 17 16 0 92 38 46 0 92 38 46 17 0 92 39 84 0 92 39 84 18 0 00 40 75 0 00 40 75 20 0 00 40 75 0 00 40 75 21 0 00 40 75 0 00 40 75 22 0 00 40 75 0 00 40 75 23 0 00 40 75 0 00 40 75 24 0 00 40 75 0 00 40 75 25 0 00 40 75 0 00 40 75 26 0 00 40 75 0 00 40 75 28 0 00 40 75 0 00 40 75 29 0 00 40 75 0 00 40 75 表 4 6 收缩徐变次内力 截面号 收缩效应 徐变效应 剪力 KN 弯矩 KN M 剪力 KN 弯矩 KN M 1 0 00 0 00 0 00 0 00 2 0 00 0 00 0 00 0 00 70 0 16 0 11 38 29 26 80 3 0 16 0 28 38 29 65 09 4 0 16 0 84 38 29 195 30 5 0 16 1 40 38 29 325 40 2011 届土木工程 桥梁 毕业设计 19 续上表 截面号 收缩效应 徐变效应 剪力 KN 弯矩 KN M 剪力 KN 弯矩 KN M 6 0 16 1 72 38 29 402 00 7 0 16 2 38 38 29 555 20 8 0 16 3 04 38 29 708 30 9 0 16 3 69 38 29 861 40 10 0 16 4 35 38 29 1015 00 11 0 16 5 01 38 29 1168 00 12 0 16 5 50 38 29 1283 00 13 0 16 5 99 38 29 1397 00 14 0 16 6 49 38 29 1512 00 15 0 16 6 90 38 29 1608 00 16 0 16 7 14 38 29 1665 00 17 0 00 7 31 0 00 1704 00 18 0 00 7 31 0 00 1704 00 19 0 00 7 31 0 00 1704 00 20 0 00 7 31 0 00 1704 00 21 0 00 7 31 0 00 1704 00 22 0 00 7 31 0 00 1704 00 23 0 00 7 31 0 00 1704 00 24 0 00 7 31 0 00 1704 00 25 0 00 7 31 0 00 1704 00 26 0 00 7 31 0 00 1704 00 27 0 00 7 31 0 00 1704 00 28 0 00 7 31 0 00 1704 00 29 0 00 7 31 0 00 1704 00 4 6 内力组合内力组合计算计算 4 6 1 内力组合内力组合 1 基本组合 用于承载能力极限状态计算 林细弟 黑竹林大桥 Md 1 2 M一期 M二期 M收缩 徐变 1 4M汽 1 12M人 M d 1 2 M一期 M二期 M收缩 徐变 1 4M汽 1 4 0 7 M人 M温 Vd 1 2 V一期 V二期 V收缩 徐变 1 14V汽 1 12V人 V d 1 2 V一期 V二期 V收缩 徐变 1 14V汽 1 4 0 7 V人 V温 2 短期效应组合 用于正常使用极限状态计算 MS M一期 M二期 0 7M汽 1 M人 MS M一期 M二期 M收缩 徐变 0 7M汽 1 M人 0 8M温 3 长期效应组合 用于正常使用极限状态计算 ML M一期 M二期 M收缩 徐变 0 4 M汽 1 M人 ML M一期 M二期 M收缩 徐变 0 4 M汽 1 M人 0 8M温 4 持久状况内力组合 QS QK QPGHud S S SSS 1 式 4 1 QJ QK QPGHud S S SSS 1 式 4 2 4 6 2 计算结果计算结果 根据上述的组合要求 进行承载能力极限状态内力组合和正常使用状态和 正常使用状态内力组合 其结果见表 4 7 4 8 和 4 9 表 4 7 承载能力极限状态组合内力 截面号 最大弯矩 KN M 最小弯矩 KN M 最大剪力 KN 最小剪力 KN 1 0 0 0 0 2 98 59 1138 2934 394 4 3 5802 1298 8804 2914 4 9040 5257 3000 5347 5 22580 12220 3697 1546 6 30280 14200 2051 56 77 7 32080 13090 1097 869 2 8 29650 5764 798 2713 9 19190 8372 4626 2683 10 748 29410 4574 6547 2011 届土木工程 桥梁 毕业设计 21 续上表 截面号 最大弯矩 KN M 最小弯矩 KN M 最大剪力 KN 最小剪力 KN 11 25810 57540 8554 6523 12 60810 93150 8529 10640 13 92560 125000 12220 10060 14 128800 161800 11640 13900 15 169400 204100 15650 13280 16 205900 243500 14680 17160 17 229300 269300 18330 15770 18 246100 287800 20130 17260 19 229500 268700 16000 18820 20 206200 242200 17660 14920 21 170400 201200 13520 16150 22 130700 157200 14420 11920 23 95440 119000 10390 12760 24 64580 86130 11160 8899 25 29940 49850 6916 9082 26 2621 22000 7084 5001 27 18110 2449 3150 5171 28 31200 10080 3294 1312 29 36920 15520 525 6 1440 30 37230 15820 978 9 978 7 表 4 8 短期效应作用组合内力 截面号 最大弯矩 KN M 最小弯矩 KN M 最大剪力 KN 最小剪力 KN 1 0 0 0 0 2 98 59 491 8 1346 394 4 3 3926 2098 5985 3501 4 9040 5257 3000 5347 5 22580 12220 3697 1546 林细弟 黑竹林大桥 续上表 截面号 最大弯矩 KN M 最小弯矩 KN M 最大剪力 KN 最小剪力 KN 6 30280 14200 2051 56 77 7 32080 13090 1097 869 2 8 29650 5764 798 2713 9 19190 8372 4626 2683 10 748 29410 4574 6547 11 10790 80020 11660 6022 12 48630 124400 8172 14350 13 83000 163800 16360 9795 14 122100 209800 11450 18510 15 165100 292700 20760 13170 16 202400 312300 14590 22680 17 225800 34480 24160 15680 18 242500 368100 26510 17030 19 226000 343600 15780 24900 20 203000 309300 23450 14680 21 167500 256500 13290 21530 22 126400 199800 19330 11680 23 89320 151500 10140 17210 24 26750 110400 15170 8607 25 19660 65180 6510 12500 26 10170 30770 9924 4468 27 34340 7794 2471 7453 28 51580 5147 5028 467 4 29 59030 11150 1553 2636 30 59520 11590 2043 2044 2011 届土木工程 桥梁 毕业设计 23 表 4 9 长期效应作用组合内力 截面号 最大弯矩 KN M 最小弯矩 KN M 最大剪力 KN 最小剪力 KN 1 0 0 0 0 2 98 59 322 9 937 1 394 4 3 3428 2581 5229 3757 4 7873 5705 3255 4623 5 19410 13450 3072 1808 6 25550 16260 1518 342 2 7 26640 15620 614 2 547 9 8 23220 9260 1189 2326 9 12330 3912 4146 2995 10 6027 23990 4816 5983 11 32020 51150 7903 6707 12 66000 85800 8666 9904 13 96760 116800 11430 10170 14 132000 152700 11720 13030 15 171800 193500 14710 13340 16 208100 231600 14740 16160 17 231500 256300 17290 15830 18 248300 274100 19000 17370 19 231600 256000 16110 17710 20 208200 230700 16590 15020 21 172300 191800 13630 15140 22 133000 149900 13470 12030 23 98180 113300 10510 11880 24 67850 81670 10350 9028 25 34020 46580 7082 8351 26 7601 19440 6437 5210 27 12030 66 14 3410 4605 28 24410 12320 2806 1630 林细弟 黑竹林大桥 续上表 截面号 最大弯矩 KN M 最小弯矩 KN M 最大剪力 KN 最小剪力 KN 29 29830 17600 142 7 1025 30 30090 17860 581 8 582 4 6 3 组合内力包络图组合内力包络图 图 4 12 承载力能力极限状态内力包络图 图 4 13 承载能力极限状态剪力包络图 图 4 14 短期效应作用组合弯矩包络图 图 4 15 短期效应作用组合剪力包络图 图 4 16 长期效应作用组合弯矩包络图 图 4 17 长期效应作用组合剪力包络图 2011 届土木工程 桥梁 毕业设计 25 第第 5 章章 预应力筋估算及布置预应力筋估算及布置 根据 公预规 预应力混凝土连续应满足使用荷载下的正截面抗裂要求 正截面 压应力要求和承载能力极限状态的正截面强度要求 5 1 预应力钢束的估算预应力钢束的估算 5 1 1 按正常使用极限状态的正截面抗裂验算要求估束按正常使用极限状态的正截面抗裂验算要求估束 1 只在截面下缘布置预应力筋 可写成下列两个不等式 0 8 0 式 5 1 0 8 0 式 5 2 分别求解可得预应力筋根数估算 1 25 Ay 1 25 当 1 25 当 1 25 当 0 5 当 0 5 当 式 5 10 5 1 3 按承载力极限状态的应力要求计算按承载力极限状态的应力要求计算 按破坏阶段估算预应力筋的基本公式是 0 b x 式 5 11 0 0 0 2 式 5 12 联立解得 x 0 0 2 2 0 式 5 13 由此 0 0 2 2 0 式 5 14 或 0 0 2 2 0 式 5 15 式中 按极限承载能力估算得预应力数量的最小值 2011 届土木工程 桥梁 毕业设计 27 混凝土轴心抗压强度设计值 预应力筋抗拉强度设计值 0 桥梁结构重要系数 受压翼缘宽度 0 截面的有效高度 5 2 截面配筋计算结果截面配筋计算结果 根据上述公式计算配筋结果如下 5 2 1 按正常使用极限状态的正截面抗裂验算要求估束按正常使用极限状态的正截面抗裂验算要求估束 1 只在截面上缘布置预应力筋 表 5 1 按抗裂验算要求配筋计算表 上缘 截面号 短期作用组合 最大弯矩 KN M 短期作用组合 最小弯矩 KN M 根 根 选用配筋 根 1 0 0 0 0 0 2 98 59 491 8 3 7 2 0 0 3 3926 2098 14 7 126 3 0 4 9040 5257 37 2 591 7 0 5 22580 12220 86 5 1478 0 0 6 30280 14200 100 5 1982 1 0 7 32080 13090 92 6 2099 9 48 8 29650 5764 39 8 1898 3 144 9 19190 8372 54 0 1118 2 240 10 748 29410 170 2 37 8 336 11 25810 57540 294 2 937 4 432 12 60810 93150 421 3 1925 3 528 13 92560 125000 497 1 2489 3 624 14 128800 161800 567 8 2948 9 720 15 169400 204100 617 8 3147 6 864 16 205900 243500 664 1 3348 9 864 林细弟 黑竹林大桥 续上表 17 229300 269300 761 2 2486 8 864 18 246100 287800 941 0 1984 0 864 19 229500 268700 759 5 2488 9 864 20 206200 242200 660 6 3353 8 864 21 170400 201200 609 0 3166 2 864 22 130700 157200 551 7 2992 4 720 23 95440 119000 473 2 2566 8 624 24 64580 86130 389 6 2044 7 528 25 29940 49850 254 9 1087 4 432 26 2621 22000 127 3 132 6 33