公路预应力板梁桥设计 毕业设计

专专专专业业业业道路与桥梁工程技术道路与桥梁工程技术道路与桥梁工程技术道路与桥梁工程技术学学学学号号号号学生姓名学生姓名学生姓名学生姓名指导教师指导教师指导教师指导教师工程职业技术学院毕业设计工程职业技术学院毕业设计工程职业技术学院毕业设计工程职业技术学院毕业设计公路预应力板梁桥设计公路预应力板梁桥设计公路预应力板梁桥设计公路预应力板梁桥设计完成日期完成日期完成日期完成日期2010年年年年1111月月月月0101日日日日毕业设计成绩单毕业设计成绩单毕业设计成绩单毕业设计成绩单学生姓名学号班级道桥3086专业道路与桥梁工程技术毕业设计题目公路预应力板梁梁桥设计指导教师姓名评定成绩指导教师得分评阅人得分答辩小组组长得分成绩院长主任签字年月日毕业设计任务书毕业设计任务书毕业设计任务书毕业设计任务书题题题题目目目目公路预应力板梁桥设计专专专专业业业业道路与桥梁工程技术班班班班级级级级道桥3086学生姓名学生姓名学生姓名学生姓名指导教师指导教师指导教师指导教师一、设计内容按照教师提供的有关资料，设计一座预应力钢筋混凝土板梁桥，包括结构的内力计算分析和配筋设计，并按规定绘制部分施工图纸。二、基本要求1掌握预应力钢筋混凝土梁桥设计的一般过程；2能应用程序进行本桥的设计计算；3绘制本桥的部分施工图；4完成毕业设计书的编写；5完成桥梁工程相关内容的英文翻译。三、主要技术指标1设计车辆荷载公路级，人群荷载为35KN/M2；桥面宽度净752075M，桥面中心线与所跨铁路线夹角为90；顺桥向为平坡，桥面双向横坡15；2设计跨度325M。四、应收集的资料及参考文献1姚玲森主编桥梁工程北京人民交通出版社；2廖元裳主编钢筋混凝土桥北京中国铁道出版社；3李廉锟主编结构力学北京人民交通出版社；4公路桥涵设计通用规范；5公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范；6公路桥涵地基及基础设计规范。五、进度计划第1第2周收集资料，熟悉题目，完成开题报告；第3第4周拟定部分结构尺寸；第5第10周进行结构内力计算并配筋，绘制所有图纸；第11第12周论文整理；毕业答辩。指导教师签字指导教师签字指导教师签字指导教师签字时时时时间间间间2010年年年年月月月月日日日日毕业设计开题报告毕业设计开题报告毕业设计开题报告毕业设计开题报告题目预应力钢筋混凝土梁桥设计学生姓名学号班级道桥3086专业道路与桥梁工程技术一、项目及研究背景桥梁是公路（铁路）跨越江河山谷及其他线路等障碍物的重要结构物，我国的桥梁的建设水平已经迈进了世界先进行列。在桥梁建设中，先进设备，先进技术以及新工艺、新材料、新标准得到了广泛应用。特别是近年来随着高等级公路建设的迅速发展，预应力钢筋混凝土桥梁已经在全国范围内得到普及，预应力钢筋混凝土桥梁技术不断被广大技术人员所掌握。本设计的是一座预应力钢筋混凝土梁桥，包括上、下部结构的内力计算分析和配筋设计，并按规定绘制部分施工图。预应力混凝土结构与普通钢筋混凝土结构比较有以下特点1、提高了结构的抗裂性和耐久性。2、增大了构件的刚度。3、节省材料4、减轻结构自重和增加跨越能力。5、预应力结构还可以作为一种构件拼装的施工手段，使大型建筑物的施工难度大大减小，又保持良好的整体性。二、设计思路及设计方法1、上部结构的设计1、尺寸的拟定主梁的尺寸选择及防护护栏的拟定。2）、各荷载下的内力计算。3）、画内力分布图及材料分布图。4）、截面的选配筋（预应力筋、普通钢筋、箍筋、架立筋、弯起筋等），包含钢筋内力计算、截面及数目的选取、布置。5）、截面的验算应力、强度、挠度、裂缝宽度等验算。6）、绘制图纸2、下部结构的设计计算1）分析桥址地质及荷载情况。2）桥梁墩台的位置确定。3）桥梁墩柱的计算及类型选择A拟定尺寸B内力计算（主力、附加力、特殊荷载）C内力组合D墩身的检算（强度、受压稳定、刚度）E墩底截面验算F绘制图纸指导教师签字时间年月日题目预应力钢筋混凝土梁桥设计学生姓名学号班级道桥3086专业道路与桥梁工程技术三、设计难点重点及达到的效果通过本次设计要达到以下效果对桥梁设计有一个整体的初步印象，并学会相关设计步骤与内容，以后能单独完成相应的设计内容；学会相应的教学应用软件，融会贯通，能自己单独建模、计算；贯彻团队精神。四、设计进度安排第1第2周收集资料，熟悉题目，完成开题报告；第3第3周毕业实习第5第6周熟悉计算软件和绘图软件，拟定部分结构尺寸；第7第9周进行上部结构内力计算并配筋，绘制所有图纸；第10第12周进行下部结构内力计算并配筋，绘制所有图纸；第13第14周论文整理第15周毕业答辩指导教师签字时间年月日摘摘摘摘要本次毕业设计为一座预应力钢筋混凝土空心板梁桥，包括上部结构和下部结构的内力计算分析和配筋设计。该桥采用设计车辆荷载为“公路级”，人群荷载为30KN/M；桥面宽度为净75M2075M，设计跨度为325M，属于简支梁体系。梁体设计工作包括根据给定资料选定空心板梁截面尺寸，确定梁体及各个组成部分的材料、计算截面几何特性并进行内力计算、根据强度估算钢筋面积并布置钢筋，对梁体设计结果进行安全检验。空心板梁梁长250M，支座间距取为244M，梁体材料采用C50混凝土，桥面两边设有护栏，桥面铺装为沥青混凝土，均采用C40混凝土。预应力钢绞线标准强度为1860MPA，公称面积为1390MM2，施工采用先张法。桥梁下部结构设计，其中包括预应力钢筋混凝土空心板梁桥的盖梁、桥墩、桩基的设计。目目目目录录录录第1章绪论111选题背景112研究现状113桥梁工程的发展方向214成果及意义2第2章空心板设计概述421设计资料422截面构造4221尺寸选定4222空心板毛截面几何特性计算423作用效应计算6231永久作用效应计算6232可变作用效应计算724汽车荷载横向分布系数计算7241跨中和L/4处的荷载横向分布系数计算8242支点处的荷载横向分布系数计算10243支点至L/4处的荷载横向分布系数1025汽车荷载冲击系数计算1026可变作用效应计算11261车道荷载效应11262人群荷载效应13263作用效应组合13第3章空心板截面计算1531预应力钢筋数量估算及布置1532普通钢筋数量的估算及布置1733换算截面几何特性计算18331换算截面面积A019332换算截面重心位置19333换算截面惯性矩19334换算截面弹性模量抵抗矩2034承载能力极限状态计算20341跨中截面正截面抗弯承载力计算20342斜截面抗剪承载力计算2135预应力损失计算23351锚具变形、回缩引起的应力损失23352加热养护引起的温差损失24353预应力钢绞线由于应力松弛引起的预应力损失24354混凝土弹性模量压缩引起的预应力损失24355混凝土收缩、徐变引起的预应力损失25356预应力损失组合27第4章上部结构验算2841正常使用极限状态28411正截面抗裂性验算28412斜截面抗裂性验算3142变形要求36421正常使用阶段的挠度计算36422反拱度计算及预拱度的设置3643持久状态应力验算38431跨中截面混凝土法向压应力验算38432斜截面主应力验算3944短暂状态应力验算41441跨中截面42442L/4截面43443支点截面4445最小配筋率复核4646铰缝计算47461铰缝剪力计算47462铰缝剪力48463铰缝抗剪强度验算4947预制空心板吊环计算4948栏杆计算50481栏杆的构造及布置50482栏杆的作用效应计算50483栏杆柱承载能力复核51484扶手计算53第7章结论56参考文献57致谢58附录设计图纸59陕西铁路工程职业技术学院毕业设计1第1章绪论11选题背景交通要畅通无阻，天堑要变通途，桥梁起着很重要的作用。桥梁型势发展呈现多样性，桥梁设计理论也趋于完善，桥梁设计理论更是取得长足进步从极限设计法到矩阵力法、有限元法，从分析单一结构到处理复合结构；材料和工具也不断更新从混凝土、钢材到环氧树脂，抗拉压强度得到提高；就我国而言，混凝土结构仍是首选材料，且基于造价低的优点得到广泛应用，我国是使用混凝土结构最多的国家，并以预应力混凝土为主施工。特别是预应力混凝土空心板梁桥在现代城市的各种桥型中有着广泛的应用。本设计具有其广泛性。在桥梁工程中，中小跨度的桥梁占的比例非常大，而且在技术方面比较容易实现标准化设计。预应力混凝土空心板梁桥具有建筑结构低、结构安全型和耐久性高，构造简单、构件轻巧，适于工厂化、标准化施工，可缩短工期，节省投资等优点，在高速公路桥梁工程设计中得到了广泛应用。实践证明预应力混凝土空心板梁做成的板式桥，具有构造简单、受力明确、梁高低、构件轻和制作、运输、安装方便等优点。随着公路建设和市政工程的发展，促进了桥梁建设的发展。随着钢绞线作为预应力筋在桥梁工程上的推广、应用，一些新的张拉锚固体系研制成功。为用钢绞线作预应力筋预制空心板梁提供了有利的条件。12研究现状改革开放以来，桥梁建设得到迅速发展，一般公路和高等级公路上的中、小桥形式多样，工程质量不断提高，为公路运输提供了安全、舒适的服务。特别是基于我国公路桥发展落后的现状，预应力混凝土的发展有良好的势头。就我国而言，预应力混凝土梁桥仍是公路桥梁中量大、面广的常用桥型。现在的桥型很多采用了预制空心板梁。随着高强混凝土在我国的逐步推广应用，公路桥梁中广泛使用的预应力混凝土空心板也迫切需要提高混凝土强度等级，采用高强混凝土以提高经济效益，现有的空心板截面形式和配筋设计也需修改并优化。所以对于空心板梁桥的设计和应用有着广泛的前景。预应力改变了钢筋混凝土桥的技术和形式，改变了混凝土桥的施工方法。混凝土结构施加预应力后形成预应力混凝土。预应力混凝土技术不断发展，20世纪80年代已趋于成熟，然而，近二十几年来由于材料预应力体系施工技术等的发展，预应力混陕西铁路工程职业技术学院毕业设计2凝土结构仍然在发生很大的变化，新的设计方法不断出现。目前，在实验室已经能够制造出强度超过200MPA的混凝土，目前世界各国正致力于把高强混凝土的研究成果编入设计规范。采用高强度混凝土的优越性是显著的，如减小梁等结构的材料用量，减小自重，减少墩台基底反力。实践证明，使用期限较长的混凝土结构在不利环境中毁坏的原因，并不是混凝土强度的缺陷，而使混凝土耐久性问题，因此高强并不是混凝土的唯一指标，高性能混凝土HIGHPERFORMANCECONCRETE才是混凝土技术发展的主要方向，从施工受力及耐久性等方面来看，易浇筑、易密实、不离析、低水化热、高早强、韧性好低徐变、耐疲劳、高密水、耐磨损、抗化腐等性能，已成为高性能混凝土的重要特征。此外，追求更高的强度容重比也是混凝土材料发展的目标之一。13桥梁工程的发展方向随着公路建设的高潮，我国桥梁的技术也得到了飞速发展，很多发达国家桥梁技术的发展比我们早几十年，了解那些发达国家桥梁发展的动向和趋势，对于指导我国目前桥梁的发展有很重要的意义。1桥型不断丰富本世纪5060年代，桥梁技术经历了一次飞跃混凝土梁桥悬臂平衡施工法、顶推法和拱桥无支架方法的出现，极大地提高了混凝土桥梁的竞争能力；斜拉桥的涌现和崛起，展示了丰富多彩的内容和极大的生命力；悬索桥采用钢箱加劲梁，技术上出现新的突破。所有这一切，使桥梁技术得到空前的发展。大吨位预应力应用增加。现在不少桥梁中已采用每束500T的预应力索。预应力索一般平弯，锚固于箱梁腋上，可以减小板件的厚度，局部应力也易于解决。2结构不断轻型化悬索桥采用钢箱加劲梁，斜拉桥在密索体系的基础上采用开口截面甚至是板，使梁的高跨比大大减少，轻颖；拱桥采用少箱甚至拱肋或桁架体系；梁桥采用长悬臂、板件减薄等，这些都使桥梁上部结构越来越轻型化。3预应力应用更加丰富和灵活了部分预应力在公路桥梁中得到较广泛的采用。不仅允许出现拉应力，而且允许在极端荷载时出现开裂。其优点是，可以避免全预应力时易出现的沿钢束纵向开裂及拱度过大；刚度较全预应力为小，有利于抗震；并可充分利用钢筋骨架，减少钢束，节省用钢量。无粘结预应力得到了应用与发展。无粘结预应力结构施工方便，无需孔道压浆，修复容易，可以减小截面高度；荷载作用下应力幅度比有粘结的预应力小，有利于抗疲劳和耐久性能。14成果及意义陕西铁路工程职业技术学院毕业设计3空心板截面梁桥因桥型轻型化得到广泛应用，是桥梁发展的基本形式，为我国修建公路桥提供了广阔的前景。同时，我国幅员辽阔，经济发展水平参差不起，经济水平不高，公路桥发展还是要着眼于量大、面广的一般中、小桥，这类桥仍以预应力混凝土结构为主。对于预应力混凝土空心板梁桥的研究和应用对以后我国公路桥梁的建设和发展有着重要的意义。这次设计过程，我在指导教师的指导下，查阅相关资料后，完成了空心板梁设计过程中的全部计算和绘图工作。本设计中前半部分与预应力相关的计算，对我们而言是一次再学习的过程。以前学习混凝土结构设计原理时，仅限于理解预应力计算的基本原理和完成一些简单的计算，空心板的设计计算量大，而且计算繁杂。不仅要熟悉很多规范；除了计算过程中遇到的很多问题需要自己综合所学知识解决外；还有些问题还需要通过自学来实现123。陕西铁路工程职业技术学院毕业设计4第2章空心板设计概述21设计资料跨径标准跨径K25ML；计算跨径244ML。桥面净空075M2375M075M。设计荷载汽车荷载公路级荷载；人群荷载30KN/M。材料预应力钢筋17钢绞线，直径152MM。（其截面面积1390MM2；公称质量1101KG/M）；非预应力钢筋采用HRB335，R235；空心板块混凝土采用C50；铰缝为C40细集料混凝土；栏杆及人行道板为C40沥青混凝土；桥面铺装采用C40沥青混凝土。22截面构造221尺寸选定桥面净空为净075M2375M075M，全桥宽采用9块C50的预置预应力混凝土空心板，每块宽99CM，高120CM，空心板全长244M，采用先张法施工。预应力钢筋采用17股钢绞线，直径152MM，截面面积1390M2。全桥空心板横截面布置如图21。图21桥梁横截面单位CM222空心板毛截面几何特性计算陕西铁路工程职业技术学院毕业设计5每块空心板截面及改造尺寸见图22。图22空心板截面构造尺寸单位CM毛截面面积A29912057/2257/2257/2261706110/2726125CMA毛截面重心位置铰缝面积2A257/2257257/2875CM铰99CMB全截面对板底的静矩为3991206025712035257/212077/326110/2100210/370615544347875CMS因此S/A6107CM底板，即重心上移107CM。S/A25720352570512027/357/212077/32/87511254CM底板铰毛截面对其重心轴的惯性矩I忽略铰缝对自身中心轴的惯矩123IIII5923597416161199142710CM3IYDAY陕西铁路工程职业技术学院毕业设计63923397424141161026110CM3IYDAY243106110/22900318CM3I得到4142702610031811342CMI空心板截面的抗扭刚度可简化为图23的单箱截面来近似计算22874T1242561013910CM22139BHIHBTT23作用效应计算231永久作用效应计算空心板自重第一阶段结构自重41G7261251025184KNA桥面系自重第二阶段结构自重人行道及栏杆重力参照桥梁设计资料，单侧按5KN/M计算。桥面铺装采用等厚度10CM的混凝土，则桥面铺装每延米重力为37520123161KN/M20201919图23空心板截面简化图单位CM陕西铁路工程职业技术学院毕业设计7此重力效应是各空心板形成整体后，再加至桥板，由于桥梁横向弯曲变形，各板分配到的效应是不同的，本设计近似按各板平均分担来考虑，各板桥面系重力为252161261KN/M10G铰缝自重（第二阶段结构自重）43875112010240498KN/MG故空心板每延米总重力G为1184KNMGG2326104983108KNGGG184310821508KNIGGGG据此可计算出简支空心板永久作用效应，计算结果见表21表21永久作用效应汇总表项目作用种类作用GIKN/M计算跨径LM作用效应M（KNM）作用效应V（KN）跨中18GL214跨332GL2支点12GL14跨34GL跨中G184024413693310270022448112240G31082442313017347379218960GGG2150824416006312004726240131200232可变作用效应计算公路二级车道荷载由K0751057875KN/MQ的均布荷载和K36018024451800751932KN505P。而在计算剪力效应时，集中荷载标准值KP应乘以12的系数，即计算剪力时KK1212193223184KNPP。按公路桥涵设计通用规范车道荷载的均布荷载应满布于使结构产生最不利效应的同号影响线上，集中荷载标准值只作用于相应的影响线中一个最大的影响线峰值处。双车道折减系数14。24汽车荷载横向分布系数计算陕西铁路工程职业技术学院毕业设计8空心板跨中和L/4处的荷载横向分布系数按铰接板法计算，支点处按杠杆原理法计算。支点至L/4点之间的荷载横向分布系数按直线内插求得2。241跨中和L/4处的荷载横向分布系数计算空心板的刚度参数22T4EIBGILPI582TIBIL000790008式中，741134210CMIB99CM74T13910CMI244ML求得刚度系数后，即可按其查公路桥涵设计手册（上）中9块铰接板桥荷载横向分布影响线表5。由0和001内插得到0008时，1号至5号板在车道荷载作用下的荷载横向分布影响线值，计算结果列于表22中表22各板荷载横向分布影响线坐标值作用位置板号12345678910187016301360115009800850076007100682016301590142011901020089008000740071301360142014301300111009700860080007640115011901300134012301080097008900855009801020111012301320123011101020098由表22画出各板的横向分布影响线，并按横向最不利位置布载，求得双车道下的各板横向分布及最不利布载，见图24。各板荷载横向分布系数计算如下1号板11015012380103260082202322IM汽汽人群荷载016480066402312IM人人2号板110144012880106440086050232622IM汽汽人群荷载01464006802144IM人人陕西铁路工程职业技术学院毕业设计93号板1122IM汽汽01284012890113080090702305人群荷载0124800720132IM人人4号板1101104011780118800984470222722IM汽汽人群荷载010800760184IM人人5号板11009680104011460109320212422IM汽汽人群荷载009444008601868IM人人各板横向分布系数计算结果列表23。表23各板荷载横向分布系数汇总表板号横向分布系数123452M人023002326023050222702124M人02312021440132018401808可以看出两列汽车作用时，2号板的横向分布系数最不利M汽02326；M人021440110401178011880098440128401289011308009070144012880106440086050151012380103260822009440104011460109321号板2号板3号板4号板5号板图2415号板横向分布影响线陕西铁路工程职业技术学院毕业设计10242支点处的荷载横向分布系数计算利用杠杆原理法见图25图25支点处荷载横向分布影响线及最不利荷载图243支点至L/4处的荷载横向分布系数按直线内插求得各板的荷载横向分布系数汇总于表24表24空心板的荷载横向分布系数作用位置作用种类跨中至L/4处支点汽车荷载两行023260500人群荷载02144025汽车荷载冲击系数计算公路桥涵设计通用规范规定汽车的冲击力标准值为汽车荷载标准值乘以冲击系数。按结构基频F的不同而不同，对于简支梁C2C2EIFLMPI21当F14HZ时，045；当15HZ1628642MM。普通钢筋1612布置在空心板下缘一排截面受拉边缘，沿空心板跨长直线布置，钢筋重心至板下缘40MM处，即SA40MM。33换算截面几何特性计算由前面计算已知空心板毛截面的几何特性。毛截面面积A7261252CM，毛截面重心轴至1/2板高的距离107CMD，毛截面对其重心轴惯性矩I113427104CM。陕西铁路工程职业技术学院毕业设计19331换算截面面积A00AEPPES1S1AAA5PEP4C1951056534510EE；2P1946MMA；5SES4C201058034510EE2S18096MMA；22726125CM726125MMA。代入得0A7261255651194650811809627438547MM。332换算截面重心位置所有钢筋换算截面对毛截面重心的静矩为01EPPES1S16001071060010740SAA310121353MM换算截面重心至空心板毛截面重心的距离为7301012010110MM136MM7438547MMSDA（向下移）则换算截面重心至空心板截面下缘的距离为016001071365971MMLY换算截面重心至空心板截面上缘的距离为01U120059716029MMY换算截面重心至预应力钢筋重心的距离为01P5971405571MME换算截面重心至普通钢筋重心的距离为01S5971405571MME333换算截面惯性矩陕西铁路工程职业技术学院毕业设计200I22201EPP01PESSAS11IADAEAE11411910MM334换算截面弹性模量抵抗矩下缘1183001011191019910MM5971LLIWY上缘118001V011191018010MM6629LIWY34承载能力极限状态计算341跨中截面正截面抗弯承载力计算跨中截面构造尺寸及配筋见图31。预应力钢绞线及普通钢筋的合力作用点到截面底边的距离均为PA40MM，则预应力钢筋和普通钢筋的合力作用点到截面底边的距离为SPA40MM。0PS1200401160MMHHA采用换算等效工字型截面来计算，参见图32，上翼缘厚度FH172MM，上翼缘工作宽度FB990MM，肋宽468MMB，首先按公式PDPSDSCDFFFAFAFBH判断截面类型PDPSDCDFF12601946180962802958648N2249901723814272NFAFFBH为第一类T形，应按宽度F990MMB的矩形截面来计算其抗弯承载力。由0X计算混凝土受压区高度X由PDPSDSCDFFAFAFBXPDPSDSCDF1334MMFAFAXFBCU,KSV50MPA,280MPAFF代入得3CS10101104510468116020606950000336280107688KNV0D0958365252KNV斜截面抗剪承载力3CS101011045104681160206069500001682807615KNV0DCS09579252128KN7615KNVV，符合要求。4323CC纤维37D01BK11047367101083101134MPABI38011910VS式中，01CSCC纤维以下截面对空心板重心轴的静矩，为73108310MMPC4656MPA，T01597MPA计入正温差应力，T007985MPA计入反温差应力；则K0CXKPCT0MYI465600159748157MPA计入正温差应力K0CXKPCT0MYI465600079854576MPA计入反温差应力则CC纤维处的主应力为计入正温差应力CP22TP506948157481571134240785266152MPA025422计入反温差应力CP22TP494045764576113422882652MPA036422混凝土主压应力为CP5069MPA上上述配筋率为SAA，SA为预拉区普通钢筋截面面积，A为截面毛截面面积，2A726125MM。设305MPA上时，纵向钢筋配筋率为0004，则SA229045MM。预拉区的纵向钢筋宜采用带肋钢筋，其直径不宜大于14MM，现采用HRB33520141412图42普通布置示意图（单位CM）陕西铁路工程职业技术学院毕业设计46钢筋20根，则SA230788MM，满截面积要求，布置在空心板支点截面上边缘。见图42。45最小配筋率复核按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范9112条。预应力混凝土受弯构件最小配筋率应满足下列要求UDCR10MM（47）式中，UDM受弯构件正截面承载力设计值，由前面计算得UDM3323410KNM；CRM受弯构件正截面开裂弯矩值，按下式计算CRPCTK0MFW（48）002SW（49）式中,PC扣除全部预应力损失后，预应力钢筋和普通钢筋合力P0N在构件抗裂边缘产生的混凝土预压应力，其值为8974MPA。0S换算截面重心轴以上部分对重心轴的静矩，其值为73517210MM；0W换算截面抗裂边缘的弹性抵抗矩。83001L19910MMWW；TKF混凝土轴心抗拉标准值，C50，TKF265MPA；002SW7825172100519819910代入CRM计算式得CRPCTK0MFW83887405198265199102059910KNMUDCRMM3322341015699102059910，满足要求。按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范912条，部分预应力受弯构件中普通受拉钢筋的截面面积不应小于00003BH，本设计普通受拉钢筋22S018096MM000300031160468162864MMABH。这里B采用空心板等效工字型截面的肋宽，B468MM，计算结果表明满足要求。陕西铁路工程职业技术学院毕业设计4746铰缝计算461铰缝剪力计算铰缝剪力影响线铰缝剪力近似按荷载横向分布理论计算。设铰缝剪力沿空心板跨长方向按半波正弦曲线分布，则由铰接板横向分布系数计算，可求得铰缝剪力影响线，见图43图43铰缝剪力示意图表44铰缝剪力影响线计算表荷载位置项目123456789016501460125010800940084007600700066031102900254022001920171015401420134043604190384033802950263023002180206054405300502046004080363032003010285063806280615057305260476042303980379083501460125010800940084007500700066068907100254022001920171015101420134056405810616033802950263023002180206045604700497054004080363032003010285036203720385042704740476042303980379铰缝剪力影响线的计算表达式为当单位荷载P1作用在铰缝I以左时，铰缝I处的剪力IIKI11V左；当单位荷载P1作用在铰缝I以右时，铰缝I处的剪力IIKI1V左。式中，IKI1左铰缝I以左各板的荷载横向分布影响线竖标值之和。由表22，得到铰缝剪力影响线各坐标值。考虑空心板桥横截面的结构对称性，只需计算铰缝15的剪力影响线，计算结果列于表44。铰22P1铰1铰II1陕西铁路工程职业技术学院毕业设计48根据表44，可画出各铰缝的剪力影响线。经试算比较，铰缝最大剪力发生在5号板、6号板之间，即5V最不利。在其影响线上布置汽车荷载，得铰缝5V的横向分布系数见图45。图455V剪力影响线及横向最不利加载图12M汽（0372048303390139）06665布置人群荷载00417M人。462铰缝剪力公路级车道荷载中的均布荷载K785KN/MQ，沿板桥纵向展开成半波正弦荷载时，其表达式为K4SINQXPXLPIPI，其跨中峰值为K4778751003KNMQPPIPI汽，人群荷载沿板桥跨长也是均匀荷载，展开成半波正弦荷载，其跨中峰值为4430752865KNQPPIPI人人/M。车道荷载中的集中荷载KP展开成半波正弦荷载，其表达式为KSINXPPLPI车2（X）L；跨中峰值为K22193215836KN244PPL集中荷载只作用于跨中。计算铰缝剪力应沿纵向取1M长铰缝考虑，并考虑汽车冲击系数及车道折减系数。I14510666510031583624998KNVMP汽（1）Q人18M13M18M05MQ人03720483050003390139公路级陕西铁路工程职业技术学院毕业设计492865004170119V人KN按承载能力极限状态设计时的基本组合，其铰缝剪力效应组合设计值为DG12140814VVVV人汽解得D14249980814011935131KNV463铰缝抗剪强度验算按公路圬工桥涵设计规范4013条，混凝土构件直接受剪时，按下列公式计算0DVDFK114VAFN式中，DV铰缝剪力设计值，为35131KN；0结构重要性系数，为09；铰缝受剪截面面积，见图46；纵向取1M长铰缝，偏安全取270000MM；图46铰缝截面（单位CM）VDF混凝土强度设计值，铰缝C30，VD209MPAFF摩擦系数，采用F07；KN与受剪截面垂直的压力标准值，近似认为KN0；则0DVD09351313162KNVAF2D4180220一侧钢筋的配筋率为205702PI2D4180220均满足公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范要求。可先按大偏心受压构件计算。由所有的力对轴向力ND作用点取矩的平衡条件，得CDS0SSSSSS2XFBXEHAEAE取SSDF，则公式成为CDS0SDSSSDSS2XFBXEHFAEFAE式中，CDF混凝土轴心抗拉强度设计值，C25混凝土CDF115MPA；AS，SA分别为受拉、受压钢筋面积；本设计采用对称配筋，AS2262MM2；SDF，SDF分别为AS，SA钢筋的抗拉强度、抗压强度设计值，本设计AS，SA均采用R235普通钢筋，SDFSDF195MPA。6D03279310E324MM860810DMNS0S22032437397MM22HEEAS0S22032437251MM22HEEA0S22037183MMHHASS37MMAAB180MM陕西铁路工程职业技术学院毕业设计53把上述各项数值代入平衡式得115180397183195226239719522622512XX整理后得221431110702XX解得141MMX则0141008062183XH计算结果表明，截面抗弯承载力是足够的484扶手计算扶手的作用效应按公路桥涵设计通用规范作用在扶手上的水平推力标准值为075KN/M，作用在扶手上的竖向力标准值为10KN/M。扶手可近似成两端简支在两根相邻栏杆柱上的简支梁，承受075KN/M水平推力产生的水平弯矩及10KN/M竖向力，产生的竖向弯矩，是一个双向受弯构件。简支在两根相邻栏杆柱上的扶手的计算跨径取为栏杆柱间距，本设计为27M，见图410。则荷载产生的扶手跨中最大水平弯矩为2410M2709113KNM911310NMM8空240752706834KNM683410NMM8M水陕西铁路工程职业技术学院毕业设计54扶手跨中竖向弯矩为扶手自重产生的跨中竖向弯矩为24G01501512527805126KNM512610NMMM效应组合扶手跨中竖向弯矩按承载能力极限状态基本组合的效应组合设计值为44412512610149113101890910NMM扶手跨中水平弯矩按承载能力极限状态基本组合的效应组合设计值为4146834109568NMM410护手计算图示单位CM本设计扶手设计成边长015M的正方形截面，材料为混凝土C25，钢筋设置如图410所示。扶手承载能力应按竖向及水平方向分别予以复核，但由于扶手配筋在两个方向是相同的，所以只要就最不利的一个方向进行复核即可。首先验算配筋率015035115MMH22S1222262MM4API150MMB02MIN或TDSD4512345020280MIN2701281515陕西铁路工程职业技术学院毕业设计55MIN022620013113102150115SABH混凝土受压区高度SDSB0CD2802262367MM056115644MM115150FAXHF（竖向弯矩）44UD0D09956810861110NMMMM（水平向弯矩）计算结果表明，扶手截面抗弯承载能力是足够的。陕西铁路工程职业技术学院毕业设计56第7章结论经过近三个月的努力，在老师的指导下我终于完成了我的设计。通过这次设计，我不仅大大提高了本专业桥梁工程的理论知识的应用能力，也更增加了自己对本专业的兴趣。本设计是关于公路梁桥的设计，主要包括预制空心板板梁、盖梁、桥墩、桩基结构。其中，板梁为预应力空心板板梁，盖梁采用普通混凝土梁，为双悬臂矩形截面。双柱式桥墩是公路桥梁中使用较为普遍的一种桥墩形式，本设计墩柱直径为120，为C40混凝土，HRB235钢筋。柱身截面为圆形，配以钻孔灌注桩基础，此基础施工