一座3×30m预应力混凝土先简支后连续梁桥设计

更多相关文档资源请访问HTTP/WWWDOCINCOM/LZJ781219完整CAD设计文件以及仿真建模文件，资料请联系68661508索要华东交通大学毕业设计（论文）任务书姓名学号毕业届别2014届专业土木（桥梁）20101毕业设计（论文）题目330M预应力混凝土先简支后连续箱型梁桥设计（公路级）指导教师学历博士职称讲师具体要求1、分组题目组号序号姓名梁体分段长度1（1）330M预应力混凝土先简支后连续箱型梁桥设计（公路级）二、设计主要技术指标1道路等级一级公路；2孔跨布置330M；3设计荷载公路I级；单侧防撞栏线荷载为75KN/M。4通航等级无通航要求；5桥面坡度不设纵坡；单幅车行道设有2的单向横坡。6桥面横向布置桥面宽13米（4根主梁,高172,顶宽260,底宽10,腹板斜率43）05M（防撞栏）12M（行车道）05（防撞栏）（序号为1）7桥面铺装层10CMC30防水砼；8桥轴平面线型直线；9温度影响考虑竖向梯度温度效应；年平均温度变化；1610施工方法先简支后连续。先预制箱梁，待主梁架设完毕后，连续钢束纵向由边跨向中间合拢，横向由两边向中间合拢；三、材料规格1混凝土（1）预制主梁C50碎石砼（2）伸缩缝槽口C50碎石砼（3）横向和纵向湿接缝C50微膨胀碎石砼（4）桥面铺装10厘米C30防水砼（5）支座垫石C40碎石砼（6）桥墩C20砾石砼2钢材（1）预应力钢绞线高强度低松弛预应力钢绞线，应符合美国ASTMA41699标准，270级，其抗拉强度标准值FPK1860MPA，公称直径，公称截面积MJ2415139。2M预应力钢束由5根、7根、9根及12根152MM钢绞线组成，其锚下控制张应力为1395MPA，钢束张拉力分别为9765KN、13671KN、17577KN及23436KN。（2）HRB335级钢筋钢筋砼构件主筋，骨架及架立筋，抗拉强度标准值335MPA。（3）R235级钢筋非受力钢筋，抗拉强度标准值235MPA。（4）A3钢板支座及构件中连接使用钢筋种类抗拉强度标准值MPA抗拉强度设计值MPA抗压强度设计值MPAR235235195195HRB3353352802803其他（1）锚具及管道成孔箱梁锚具设计采用OVM型锚具及其配套的设备，管道成孔采用波纹管，卷制钢纹管的钢带厚度不小于035MM；（2）支座采用橡胶支座GYZ和GYZF4系列产品，其性能应符合交通部行业标准JT/T42004的规定；（3）防水层桥梁防水层采用三涂FYT1改进型防水材料；四、设计参考规范1公路桥涵设计通用规范JTGD6020042公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTGD6220043公路工程技术标准JTGB012003强度等级弹性模量MPA容重3/MKN轴心抗压设计强度MPA轴心抗拉设计强度MPA轴心抗压标准强度PA轴心抗拉标准强度MPA20410522692106134154258261151231671783032613813920120140426184165268240501052622418332426555262441893552744公路桥涵施工规范JTJ04120005公路桥涵地基与基础设计规范JTJ02485五、设计参考书目1范立础主编预应力混凝土连续梁桥北京人民交通出版社,19882易建国主编混凝土简支梁（板）桥北京人民交通出版社，20063邵旭东主编桥梁工程北京人民交通出版社,20044叶见曙等编结构设计原理北京人民交通出版社,20025张树仁等编钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁结构设计原理北京人民交通出版社，20056黄绳武主编桥梁施工及组织管理（上册）北京人民交通出版社，2003六、设计有关参量1梁体结构特征及主要尺寸梁体结构特征及主要尺寸见附件图纸2下部结构特征及主要尺寸桥墩采用双柱式桥墩，柱径为10M。墩高为8M。七、设计图纸要求完成以下设计图（A3幅面）。具体内容可参考下面说明图名供参考（0）图纸封页及目录（1）设计总说明（2）全桥桥型总体布置图（反映立面、平面、主要截面横断面情况）（3）上部构造横断面图（中跨、边跨断面图）（4）主梁一般构造图（中跨及边跨的边梁、中梁立面、平面及剖面图）（5）主梁钢束构造图（立面图、平面布置图、大样图、断面图）（6）主梁现浇连续段负弯矩钢束构造图（立面图、平面布置图、大样图、断面图）（7）主梁预应力束锚固大样图（如梁端锚固、正弯矩束垫板位置及钢束孔道大样图）（8）上部构造施工流程图（9）桥墩和盖梁构造图（10）墩身钢筋布置图八、论文工作除设计图纸外，毕业论文应包括以下主要内容（1）设计任务书（填写内容打印后粘贴到指定位置）；（2）毕业设计中、英文摘要；（3）设计说明书；（4）论文目录（各章节内容标题、对应页码范围）（5）详细的计算、设计过程包括主要原理、设计手算过程、程序输入数据、输出重要结果数据表格和图形、结果分析等；（6）施工方法和步骤说明；施工关键工艺简介；（7）参考文献。九、进度安排本届毕业设计总时间为15周，即第2周至第16周，本学期第2周进行毕业设计的相关准备工作，具体安排如下，周次工作内容安排2分组；了解设计资料；熟悉计算软件、设计规范；借阅设计参考书3桥型方案比较、行车道板计算（手算）45主梁作用效应计算完成全桥单元和节点划分；结构尺寸输入软件，完成结构纵向整体计算模型的建立（电算）计算汽车荷载冲击系数、横向分布系数，根据电算输出的各种荷载效应进行荷载组合（手算）67模拟施工过程，估算主梁纵向预应力钢束数量（估束时可计及温度影响力）；拟定各截面的通过束数量、各梁段锚固束数量。注配束按持久状态下1）正常使用极限状态下的应力要求配束2）按承载能力极限状态下的强度要求配束拟定锚固点位置，初定纵向预应力束的竖弯线形（导线点坐标）；同时仿真模拟桥梁实际施工过程（钢束张拉）；进行加载计算，观察输出效应变化，调整钢束线形（坐标），直至满足规范要求89输出钢束损失、主梁截面承载力及应力验算，1012盖梁计算（手算）、桥墩配筋计算（手算）1314绘图设计图纸15整理毕业论文计算手稿；指导教师检查论文和图纸；修改论文和图纸16毕业设计答辩指导教师签字年月日教研室意见教研室主任签字年月日题目发出日期2014年2月14日设计（论文）起止时间2014年2月14日2014年6月3日附注应注意保存好指导教师对设计过程草稿的批阅记录，以便在评定成绩时参考。华东交通大学毕业设计（论文）开题报告书课题名称330M预应力混凝土先简支后连续箱型梁桥设计（公路级）课题来源学校命题课题类型AY导师学生姓名学号专业土木工程开题报告内容选题的背景与意义本次毕业设计要求在某一河段设计一座桥，从而改善该地区的交通环境，加快该地区的经济发展，满足该地区日益增长的交通要求。研究的基本内容与拟解决的主要问题依据毕业设计任务书，该桥是330M预应力混凝土先简支后连续箱型梁桥，桥面宽13米05M（防撞栏）12M（行车道）05M（防撞栏），按公路I级桥梁设计。设计内容主要包括上部结构设计和下部结构设计两大部分。全桥设计思路桥型方案比选，选出最优桥型方案构造布置，拟定桥型结构主要尺寸行车道板内力和配筋计算利用桥梁博士建立力学模型主梁内力计算初步估算出所需要的预应力筋数量并对钢束进行布置通过调束模块使构件各部分变形及应力验算满足要求并创建报告桥梁博士中导出各计算结果，经相关软件处理好写入草稿横隔梁内力和配筋计算钢束预应力损失及有效预应力计算内力组合主梁内力抗裂挠度验算持久状态下构件的应力验算短暂状况构件的应力验算盖梁计算桥墩配筋计算利用CAD绘图软件绘制全桥桥型总体布置图上部构造横断面图30M箱梁一般构造图30M预制箱梁钢束构造图30M箱梁一般构造图30M预制箱梁顶板连续钢束构造图330M预应力混凝土先简支后连续箱型梁桥施工程序示意图桥墩和盖梁构造图墩身钢筋构造图誊写正稿。本次设计的难点和重点是掌握CAD绘图，熟悉有关标准和规范；分析设计资料，正确选用有关公式和各项参数。方法及预期目的在老师的指导和同学的帮助下，根据毕业设计任务书中的相关要求和规定桥梁博士计算软件桥梁工程钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁结构设计原理公路桥涵设计通用规范JTGD602004公路钢筋凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTGD622004等完成此次毕业设计。本设计的预期目的是让我们理论联系实际，熟练掌握桥梁设计的计算流程，加深我们对预应力混凝土先简支后连续箱型梁桥设计中基础理论的理解，使所设计的桥梁经济美观耐用大方，深化所学内容，扩大专业知识面，加深所学专业知识，培养我们严谨的科学态度和实事求是的作风，提高我们综合运用所学知识和技能，发现问题解决问题以及创新等方面的综合素质，使我们受到工程技术人员的所必需的综合训练，并提高我们在理论分析、设计计算、CAD绘图和相关软件的使用、撰写论文等方面的能力，培养我们实事求是的态度和刻苦钻研、勇于创新的精神，为以后从事桥梁事业打下坚实的基础。指导教师签名日期课题类型（1）A工程设计；B技术开发；C软件工程；D理论研究；（2）X真实课题；Y模拟课题；Z虚拟课题（1）、（2）均要填，如AY、BX等。目录摘要IABSTRACTII第一章设计资料111基本资料1111设计主要技术指标1112先简支后连续箱型梁桥施工方法1113材料规格212设计要求413方案比选4131桥型选取的基本原则4132桥型方案比选5第二章构造布置721设计资料7211主梁的设置7212横断面沿跨长的改变8213横隔梁的设置9214桥面铺装922主梁毛截面几何特性计算9221毛截面几何特性计算9222检验截面效率指标10第三章行车道板计算1231行车道板内力计算12311悬臂板荷载效应计算12312连续板荷载效应计算14313内力组合计算1832行车道板配筋计算19321支点截面配筋计算19322跨中截面配筋计算20323强度验算21第四章主梁内力计算2341主梁恒载内力计算23411荷载集度的计算23412恒载内力计算2442主梁活载内力计算25421冲击系数的计算25422横向分布系数的确定26423活载内力计算3143温度内力计算3344内力组合34441按照承载能力极限状态设计基本组合35442按照正常使用极限状态设计组合36443手算三个截面的内力组合37第五章横隔梁内力计算5451横隔梁内力计算57511作用在横隔梁上的计算荷载57512横隔梁的内力影响线5852横隔梁配筋计算60第六章预应力钢束数量确定及其布置6361预应力配筋原理与方法63611按正常使用极限状态的应力要求计算63612按承载能力极限状态的强度要求计算6762手算各截面预应力钢束估算68621正常使用极限状态设计计算68622承载能力极限状态设计计算7063钢束的布置70631布置原则70632预应力钢束的布置71第七章梁的净、换截面特性计算7471梁的净截面几何特性计算7472梁的换算截面几何特性计算75第八章预应力损失及有效预应力验算7681钢束预应力损失计算76811摩阻损失76812锚具变形损失76813温度损失77814混凝土弹性压缩损失77815预应力钢筋的应力松弛损失77816混凝土收缩徐变损失7882钢筋预应力损失及有效预应力的计算78第九章主梁内力、抗裂验算及内力组合8491主梁截面内力验算8492主梁截面抗裂验算85921正截面抗裂验算85922斜截面抗裂验算85第十章构件的应力验算99101持久状况构件的应力验算991011正截面混凝土压应力验算991012预应力筋拉应力验算991013截面混凝土主压应力验算100102短暂状况构件的应力验算101第十一章盖梁计算110111设计资料及尺寸拟定1101111设计资料1101112尺寸拟定110112荷载计算1111121上部结构恒载1111122盖梁自重及作用效应计算1111123盖梁活载计算1131124盖梁内力汇总1161125双柱反力的计算117IG113内力计算1181131盖梁各截面弯矩计算及组合1181132盖梁各截面剪力计算及组合119114盖梁截面配筋设计1201141正截面抗弯承载能力验算1211142斜截面抗剪承载能力验算121第十二章桥墩配筋设计122121水文及工程地质情况122122荷载计算1221221恒载计算1221222活载计算123123墩柱配筋设计1251231截面配筋计算1251232按最大垂直力时墩柱顶按轴心受压构件验算1261233按最大弯矩时偏心受压构件验算126第十三章设计总结127131设计总结127致谢128参考文献129附录130预应力混凝土先简支后连续梁桥摘要本次毕业设计是一座330M预应力混凝土先简支后连续梁桥设计，设计的内容主要包括上部结构设计和下部结构设计两大部分。其一般设计步骤是先进行桥型方案比选选出最优桥型方案，然后依据设计资料和相关设计规范初步确定箱梁的尺寸并检验其截面效率指标，再利用桥梁博士建立力学模型并进行恒载和活载内力计算及组合，初步估算出所需要的预应力筋数量并对钢束进行布置，然后配置普通钢筋，通过调束模块使构件各部分变形及应力验算满足要求并创建报告，再从桥梁博士中导出各计算结果，经相关软件处理好写入草稿，依据设计资料和相关设计规范对横隔梁进行配筋和验算，再利用CAD绘图软件绘制出上部结构各部分图纸。下部结构的设计包过盖梁计算和桥墩配筋计算，严格依据设计资料和相关设计规范进行手算。本设计的主要目的是让我们熟练掌握桥梁设计的计算，学会桥梁绘图和相关软件的使用，加深我们对基础理论的理解，扩大专业知识面，培养我们严谨的科学态度和实事求是的作风，提高我们综合分析问题、创新等方面的能力。关键词箱梁；应力；配筋；内力组合；验算；双柱式墩SIMPLYSUPPORTEDPRESTRESSEDCONCRETECONTINUOUSBEAMBRIDGEABSTRACTTHEGRADUATIONPROJECTISA330MSIMPLYSUPPORTEDPRESTRESSEDCONCRETECONTINUOUSBEAMBRIDGEDESIGN,THEDESIGNMAINLYINCLUDESUPPERANDLOWERSTRUCTURALDESIGNSTRUCTURALDESIGNOFTWOPARTSTHEGENERALDESIGNPROCEDUREISTOBEELECTEDBRIDGETYPESCHEMETHANOPTIMALBRIDGEPROGRAM,ANDTHENBASEDONDESIGNDATAANDRELATEDPRELIMINARYDETERMINATIONGIRDERDESIGNSPECIFICATIONSANDTESTTHECROSSSECTIONALDIMENSIONSOFEFFICIENCYINDICATORS,ANDTHENUSETHEBRIDGETOESTABLISHTHEMECHANICALMODELANDDRDEADLOADANDLIVELOADFORCECALCULATIONANDCOMPOSITION,THEINITIALESTIMATEOFTHEREQUIREDNUMBEROFTENDONSANDSTEELBEAMSAREARRANGED,ANDTHENCONFIGURETHEORDINARYREINFORCEMENTBEAMTUNINGMODULETHROUGHTHEVARIOUSPARTSOFTHEMEMBERTOMEETTHEREQUIREMENTSOFDEFORMATIONANDSTRESSCHECKANDCREATEREPORTS,ANDTHENDRBRIDGESDERIVEDFROMTHERESULTSOFEACHCALCULATION,THESOFTWAREWRITESADRAFTDEAL,ACCORDINGTOTHEDESIGNDATAANDRELATEDDESIGNSPECIFICATIONDIAPHRAGMSFORREINFORCEMENTANDCHECKING,REUSECADSOFTWARETOMAPOUTTHEVARIOUSPARTSOFTHEUPPERSTRUCTUREDRAWINGSSUBSTRUCTUREDESIGNPACKAGEOVERCALCULATIONANDPIERCAPBEAMREINFORCEMENTCALCULATION,STRICTLYINACCORDANCEWITHTHERELEVANTDESIGNDATAANDDESIGNSPECIFICATIONSFORHANDCALCULATIONSTHEMAINPURPOSEOFTHISDESIGNISTOALLOWUSTOMASTERBRIDGEDESIGNCALCULATIONS,DRAWINGSANDRELATEDSOFTWAREBRIDGESLEARNTOUSE,TODEEPENOURUNDERSTANDINGOFTHEUNDERLYINGTHEORY,ANDEXPANDPROFESSIONALKNOWLEDGE,CULTIVATEOURRIGOROUSSCIENTIFICATTITUDEANDPRAGMATICWORKSTYLE,IMPROVEOURCOMPREHENSIVEANALYSISOFTHEPROBLEM,INNOVATIONCAPACITYKEYWORDSBOXGIRDERSTRESSREINFORCEMENTFORCESCOMBINEDCHECKINGDUALCOLUMNPIER第一章设计资料11基本资料111设计主要技术指标（1）道路等级一级公路；（2）孔跨布置330M；（3）设计荷载公路I级；单侧防撞栏线荷载为75KN/M；（4）通航等级无通航要求；（5）桥面坡度不设纵坡；单幅车行道设有2的单向横坡；（6）桥面横向布置桥面宽13米（4根主梁,高172,顶宽260,底宽10,腹板斜率43），05M（防撞栏）12M（行车道）05（防撞栏）；（7）桥面铺装层10CMC30防水砼，桥轴平面线型直线；（8）温度影响考虑竖向梯度温度效应；年平均温度变化；16（9）地震烈度区为VI度区，地震动峰值加速度为005G；（10）水文及工程地质承台底面中心高出最大冲刷线距离为212M，基岩埋置在最大冲刷线以下25M，基岩的天然湿度极限抗压强度为10000KPA，基岩以上为砾粘土，比例系数M30000KN/，桩身与土的极2M限摩擦力为50KPA，清底系数为075，竖向容许承载力为400KPA，考虑桩入土深度影响的修正系数为075，土的内摩擦角为30度，深度修正系数为25，土的浮容重为9KN/。3M112先简支后连续箱型梁桥施工方法（1）主梁预制浇筑砼前应严格检查诸如伸缩装置、护拦、泄水管、钢板等预埋件是否齐全，确定无误后方能浇筑，施工时应保证预应力孔道及钢筋位置的准确性，控制混凝土骨料最大粒径不得大于2厘米。梁端2米范围内及锚下混凝土局部应力大、钢筋密，要求早期强度高，因而混凝土最大粒径不得大于15厘米，特别是锚下混凝土，应充分振捣，严格控制其质量。主梁预制时应设置20M向下的预拱度。张拉主梁预应力筋，将产生梁端底部强大的应力集中现象，为避免梁端底部裂缝的发生，应采取有效的措施进行事先处理。设计建议采用四氟板橡胶支座支承法，使梁体端部直接支承在四氟板支座上。（2）预应力工艺钢束管道位置应严格按坐标定位并用定位钢筋固定，严防错位和管道下垂，如管道与钢筋发生碰撞，应保证管道位置不变而只是适当挪动钢筋位置。浇筑前应检查波纹管是否密封，防止浇筑混凝土时阻塞管道。张拉顺序按规定的束号顺序进行，张拉前宜先进行试拉，按“双控”要求取得经验数据，并按施工规范要求，经常校验张拉机具。主梁张拉完毕后不应立即割断工作长度范围部分的钢绞线，而应先检查主梁横向弯曲变形，如跨中横弯变形偏离两端连线15厘米以上时，必须分析原因，并对钢束张拉力进行适当调整，否则不允许起吊。孔道压浆采用40号水泥浆（宜掺入水泥用量001的铝粉）。（3）主梁安装在主梁混凝土强度达到100后才允许吊装，采用设吊孔穿索兜托梁底的吊装方法。吊装过程中要保持主梁横截面对称中心铅直，严防倾斜，注意横向稳定。主梁安装均采用双导梁安装。桥上运梁采用轨道运输，要求在二片梁上铺轨（并需采用一定的措施）。每安装一片主梁应设置临时支撑，并将横隔板上下连接钢板焊接起来。（4）浇筑主梁梁端接头混凝土，一联主梁安装完毕后即可进行。浇筑接头时，应从两边墩往中间浇筑，梁接头处连续钢束孔道用铁皮管形成，主梁伸出钢筋应采用双面焊连接。（5）待接头砼强度达95以上时张拉连续钢束，张拉后，方可进行支座转换，再张拉剩余的钢束。张拉时应保持主梁预制龄期不少于90天，且张拉时按纵向由边跨向中间合拢，横向由两边向中间张拉，逐梁按钢束编号对称进行，梁端接头合拢温度应在日照温度最低时进行。（6）待一联主梁纵向连续后，方可浇筑梁翼板间的横向湿接头。（7）伸缩装置安装时应在生产厂家的具体指导下，按规定的施工步骤进行，务必根据当时实际温度计算调节缝宽。113材料规格1、混凝土（1）预制主梁C50碎石砼（2）伸缩缝槽口C50碎石砼（3）横向和纵向湿接缝C50微膨胀碎石砼（4）桥面铺装10厘米C30防水砼（5）支座垫石C40碎石砼（6）桥墩C20砾石砼强度等级弹性模量MPA容重3/MKN轴心抗压设计强度MPA轴心抗拉设计强度MPA轴心抗压标准强度MPA轴心抗拉标准强度MPA20410522692106134154258261151231671783043261381392012014010252618416526824050426224183324265553262441893552742、钢材（1）预应力钢绞线普通预应力钢绞线，符合标准预应力混凝土用钢绞线（GB/T52241995）,公称直径152MM，公称面积为1400，其抗2M拉强度标准值FPK1860MPA，抗拉强度设计值FPD1260MPA,松弛率为3。高强度低松弛预应力钢绞线，应符合美国ASTMA41699标准，270级，其抗拉强度标准值FPK1860MPA，公称直径，公称J2415截面积139。2M预应力钢束由5根、7根、9根及12根152MM钢绞线组成，其锚下控制张应力为1395MPA，钢束张拉力分别为9765KN、13671KN、17577KN及23436KN。（2）HRB335级钢筋钢筋砼构件主筋，骨架及架立筋，抗拉强度标准值335MPA。（3）R235级钢筋非受力钢筋，抗拉强度标准值235MPA。（4）A3钢板支座及构件中连接使用钢筋种类抗拉强度标准值MPA抗拉强度设计值MPA抗压强度设计值MPAR235235195195HRB3353352802803其他（1）锚具及管道成孔箱梁锚具设计采用OVM型锚具及其配套的设备，管道成孔采用波纹管，卷制钢纹管的钢带厚度不小于035MM；（2）支座采用橡胶支座GYZ和GYZF4系列产品，其性能应符合交通部行业标准JT/T42004的规定；（3）防水层桥梁防水层采用三涂FYT1改进型防水材料；（4）伸缩缝采用毛勒伸缩缝。12设计要求1、整个设计需要有中英文摘要，完成设计说明书以及目录，包括各章节大标题小标题等；2、设计说明书需要有详细的计算、设计过程包括主要原理、设计手算过程、程序输入数据、输出重要结果数据表格和图形、结果分析等；3、完成相关设计图纸全桥桥型总体布置图（反映立面、平面、主要截面横断面情况）、上部构造横断面图（中跨、边跨断面图）、主梁钢束构造图（立面图、平面布置图、大样图、断面图）、上部构造施工流程图、桥墩和盖梁构造图等等。13方案比选131桥型选取的基本原则1、安全性1所设计的桥梁结构在强度和稳定方面应有足够的安全储备；2防撞栏杆应具有足够的高度和强度，人与车流之间应做好防护栏，防止车辆撞入人行道或撞坏栏杆而落到桥下；3对于交通繁忙的桥梁，应设计好照明设施，并有明确的交通标志，两端引桥坡度不宜太陡，以避免发生车辆碰撞等引起的车祸；4对于修建在地震区的桥梁，应按抗震要求采取防震措施；对于河床容易变迁的河道，应设计好导流设施，防止桥梁基础底部被过度冲刷；对于通行大吨位船舶的河道，除按照规定加大桥孔跨径外，必要时设置防撞构造物等。2、适用性1应保证桥梁在100年的设计基准期内正常使用；2桥面宽度能满足当前以及今后的规划年限内的交通流量包括行人通行；3桥梁结构在通过设计荷载时不出现过大的变形和过宽的裂缝；4应考虑不同的环境类别对桥梁耐久性的影响，在选择材料、保护层厚度、阻锈等方面满足耐久性的要求；5桥梁的结构的下面有利于泄洪、通航或车辆行人的通行；6桥梁的两端方便车辆的进入和疏散，不致产生交通堵塞现象等；7考虑综合利用，方便各种管线水、电气、通信等的搭载。3、经济性（1）桥梁设计应遵循因地制宜，就地取材和方便施工的原则；（2）经济的桥型应该是造价和使用年限内养护费用综合最省的桥型，设计中应充分考虑维修的方便和维修费用少，维修时尽可能不中断交通，或中断交通的时间最短；（3）所选择的桥位应该是地质、水文条件好，桥梁长度也较短；（4）桥位应考虑建在能缩短河道两岸的运距，促进该地区的经济发展，产生最大的效益，对于过桥收费的桥梁应能吸引更多的车辆通过，达到尽可能快回收投资的目的。4、美观性美观一座桥梁应具有优美的外形，而且这种外形从任何角度看都应该是优美的，结构布置必须精练，并在空间有和谐的比例。桥型应与周围环境相协调，城市桥梁和游览地区的桥梁，可较多地考虑建筑艺术上的要求。合理的结构布局和轮廓是美观的主要因素，结构细部的美学处理也十分重要，另外，施工质量对桥梁美观也有重大影响。5、环境保护和可持续发展桥梁设计必须考虑环境保护和可持续发展的要求，包括生态、水、空气、噪声等几方面，应从桥位选择、桥跨布置、基础方案、墩身外形、上部结构施工方法、施工组织设计等多方面全面考虑环境要求、采取必要的工程控制措施，并建立环境监测保护体系，将不利影响减至最小。132桥型方案比选1、先简支后连续梁桥先简支后连续桥梁结构就是两跨及两跨以上的预应力混凝土梁通过现浇混凝土形成连续结构，优点有以下几点（1）具有刚度大、变形小、伸缩缝少和行车舒适等优点；（2）简支梁的预应力钢束在工厂进行张拉，而负弯矩区的预应力钢束布置及张拉均在主梁上进行，仅需吊装设备起吊主梁，减少了施工设备，又能避免张拉预应力钢束造成地面上的障碍；（3）预制梁能采用标准构件，进行工厂化统一生产和管理，有利于技术操作，节省了施工时间，缩短工期，提高经济效益。简支梁桥的缺点是每跨都要设伸缩缝，而且整个桥面的整体性差；所以现在一般的桥梁都是结构连续即先简支后连续，就是你所说的简支变连续梁桥。所以说，简支变连续梁桥相对简支梁桥来说的话基本上没什么缺点，要不然也不会变了，可能也就是施工上稍微要麻烦些吧；而且本设计中标准跨径为30M，在先简支后连续梁桥经济跨径之内，切结构简单、受力明确，易采用标准设计，从而简化施工，降低了设计施工成本；2、悬臂梁桥悬臂梁桥采用悬臂根部的负弯矩对主跨跨中正弯矩产生的卸载作用，可以节约材料用量、降低建筑高度，其结构为静定结构，对基础的适应性较好；但主要缺点是施工不方便，尤其是挂梁部变形挠曲线不连续，使行车道不平顺，而且桥面容易损坏；3、T型刚构桥此种桥型属于静定结构，结构分析较为简单，且不会因为支座位移、温度变化、混凝土收缩徐变及施加预应力而产生附加内力；施工适合利用悬臂施工且不用进行体系转换施工阶段内力分布与成桥状态一致；但其缺点是T型刚构桥腿处的梁缝无法做成桥面连续构造，必须设置小位移伸缩缝，影响行车平顺，悬臂根部负弯矩很大，当采用后普通混凝土修建时不仅钢材用量大，而且控制混凝土裂缝的开展成为关键，故需要在技术和经济上要求比较高。综合以上比较并结合所知的地质条件可知先简支后连续梁桥在经济、功能以及技术上都优于其他两方案，故本设计中采用先简支后连续梁桥方案。第二章构造布置21设计资料桥面宽13米（4根主梁,高172,顶宽260,底宽10,腹板斜率43），05M（防撞栏）12M（行车道）05（防撞栏）；211主梁的设置1、立面布置图（如图21所示）图21立面布置图（单位M2、平面布置图（如图22所示）图22平面布置图单位M）3、横断面布置图（图示为跨中处横断面）图23横断面布置图（单位MM）212横断面沿跨长的改变1箱梁顶板厚度的确定根据已知条件箱梁宽度及所给资料，暂拟定顶板厚度为18CM；而且在顶板两侧根部需要设置承托其具体尺寸需根据顶板所配预应力钢束来确定，顶板在边梁两端悬臂端需适当加厚，定为24CM；（2）箱梁腹板宽度的确定腹板宽度需考虑腹板上的预应力及剪力要求，梁在靠近支点处有剪应力和正应力，即产生主拉应力，越靠近支点越大。故需要设置腹板宽度在跨中为18CM，逐渐增大至支点处的25CM；（3）箱梁底板厚度的确定底板厚度需考虑到两支座间跨径的受力情况，跨中正弯矩较大，故底板不宜过厚，拟定为18CM支点处存在负弯矩，需要更大的厚度来提供受压面积，所以支座处底板厚度应适当增大，设计增加7CM，记支座处底板后25CM。以下为各个截面尺寸示意图（即图24、图25、图26、图27所示）图24边梁支座截面图25边梁跨中截面图26中梁支座截面图27中梁跨中截面213横隔梁的设置为保证横向刚度，需要设置横隔梁，拟定在两支座、两1/4跨中以及跨中处设置横隔梁，厚度为20CM，共计五根横隔梁。214桥面铺装由所给设计资料可知桥面铺装为10CMC30防水混凝土。22主梁毛截面几何特性计算221毛截面几何特性计算此项计算可以通过两种方法计算得到1、通过分块面积法计算毛截面面积A；IA各分块面积对上缘的静矩I；IAY毛截面重心至梁顶的距离/；SISI毛截面的惯性矩I（）；III2S式中A分块面积；分块面积的重心至梁顶距离；SY各分块对上缘的面积矩；IS分块面积对其重心轴的惯性矩；II2、箱型截面若通过此方法较麻烦且不准确，故通过CAD软件辅助计算（1）利用CAD作出对应的各边梁、中梁横截面图；（2）点击“面域”命令，待创建两个面域后求其差集；（3）新建原点，点击“工具新建原点”后，一直重复直至原点移动到截面形心处；（4）点击“查询面域、质量特性”即可求得所需的各值，将其对应填入表21中。表21毛截面几何特性计算表截面位置面积抗弯惯性矩中性轴高度中梁跨中截面115890425210539中梁支座截面13493047910114边梁跨中截面126060454910989边梁支座截面149290523410436成桥中梁跨中截面122010444910854成桥中梁支座截面140420499410356成桥边梁跨中截面131460469711206成桥边梁支座截面15470541610639222检验截面效率指标I/A，I/A，（）/HSKSYXKXYSKX式中I毛截面惯性矩；A毛截面面积；毛截面质心至梁顶的距离；SY毛截面质心至梁边的距离；XY（1）对于中梁跨中截面上核心距I/A04252/115891053903481；SKSY下核心距I/A04252/11589（17210539）05508；XX则（）/H（0348105508）/172052；S（2）对于中梁支座截面上核心距I/A04790/134931011403508；SKSY下核心距I/A04790/13493（17210114）05009；XX则（）/H（0350805009）/172049；S（3）对于边梁跨中截面上核心距I/A04549/126061098903284；SKSY下核心距I/A04549/12606（17210989）05810；XX则（）/H（0328405810）/172053；S（4）对于边梁支座截面上核心距I/A05234/149291043603359；SKSY下核心距I/A05234/14929（17210436）06334；XX则（）/H（0335906334）/172055；S（5）对于成桥中梁跨中截面上核心距I/A04449/122011085403359；SKSY下核心距I/A04449/12201（17210854）05746；XX则（）/H（0335905746）/172053；S（6）对于成桥中梁支座截面上核心距I/A04992/140421035603432；SKSY下核心距I/A04992/14042（17210356）05194；XX则（）/H（0343205194）/172050；S（7）对于成桥边梁跨中截面上核心距I/A04697/131461120603188；SKSY下核心距I/A04697/13146（17211206）05961；XX则（）/H（0318805961）/172053；S（8）对于成桥边梁支座截面上核心距I/A05416/154701063903291；SKSY下核心距I/A05416/15470（17210639）05336；XKXY则（）/H（0329105336）/172050。S第三章行车道板计算行车道板即为钢筋混凝土和预应力混凝土肋梁桥的桥面板，是直接承受车辆轮压的承重结构，在构造上通常与主梁的梁肋和横隔梁整体相连；横隔梁之间宽度与主梁之间宽度之比大于等于2时按照单向板进行计算，当其小于2时即按照双向板进行计算。31行车道板内力计算考虑到主梁翼缘板内的钢筋是连续的，故行车道板可按照悬臂板和两端固结的连续板两种情况分别计算。311悬臂板荷载效应计算由以上设计计算可知横隔梁之间宽度为7M，主梁之间宽度为17M，所以/AL7/174122，故可按照单向板进行计算。悬臂长度由上章内容可得长度BL为86CM。1、恒载效应（1）刚架设完毕时此时桥面板可看成84CM长的单向悬臂板，计算图式如图31所示图31计算图式（单位MM）计算悬臂板根部一期恒载内力为弯矩M175KN0267213086211GM剪力408Q（2）成桥后桥面现浇部分完成后，施工二期永久作用，由于边梁部分悬出端不用现浇，则此时桥面可以视为净跨径为086CM的悬臂单向板。防撞栏重量/75KNP375KN0M计算二期恒载内力如下弯矩M4012863MG2）（剪力75Q综上所述悬臂根部永久作用效应为弯矩578KN4031G21G剪力162、活载效应悬臂板处应有部分汽车荷载，此时L168M，根据公路桥涵设计通用规范（JTGD602004）规定，车辆中、后轮着地尺寸为0206M，板上荷载压力面的边长为中、后轮056M21802HA196B其计算图示如图32所示图32计算图示（单位MM）（1）有效宽度的确定，但不能小于2L/3112M，故未产生1268/305L/3A1重叠，其有效宽度为112M。（2）各内力、弯矩的计算，后轮轴重P140KN07143681Y625KN102APBPA11则58036207143Y1QM24379L8AMOP）（）（综上所述可得承载能力极限状态作用基本组合按照公预规第412条计算的9085KN314802142271OPGJ）（312连续板荷载效应计算对于腹板间的行车道板，在桥面现浇部分完成后，行车道板实质上是一个支承在一系列弹性支承上的多跨连续板；因此对于弯矩应先计算一个跨度相同的简支板在恒载和活载作用下的跨中弯矩M，再乘以偏安全的经验系数加以修正，以求得支点处和跨中截面弯矩，顶板厚T为18CM，梁肋高度为（17225）147CM，则T/H18/14701267120439BHAS，94208/35/5MINSDTF所以符合规定要求，其布置示意图如图53所示图53横隔梁配筋图（单位CM）同时在横隔梁上部布置钢筋，以确保剪力及弯矩要求。204第六章预应力钢束数量确定及其布置61预应力配筋原理与方法根据桥规（JTJ02385），预应力混凝土连续梁桥应满足使用荷载下应力要求和承载能力极限状态下正截面强度要求，因此预应力钢筋数量可以从这两个方面综合确定。611按正常使用极限状态的应力要求计算预应力混凝土梁在预加力和使用荷载作用下的应力状态应满足的基本条件是截面上、下缘混凝土均不产生拉应力，且上、下缘混凝土均不被压碎。该条件表示为（上缘不出现拉应力）（61）0WMMINY上上（下缘不出现拉应力）（62）AX下上（上缘混凝土不被压碎）（63）WMAY上上（下缘混凝土不被压碎）（64）IN下下可以将上面的式子改写成（65）；（66）；上上WMMINY下下WMMAXY（67）；（68）；上上AXW下下INW式中由预加力在截面上缘和下缘所产生的应力；下上、Y分别为截面上、下缘抗弯模量（可按毛截面考虑）；下上、W荷载最不利组合时计算截面的内力，为正弯矩时取正值，MINAXM、为负弯矩时取负值；混凝土弯压应力极限值，在此可取05，为混凝土轴心WWABR抗压强度标准值。根据截面受力情况，其配筋不外乎有三种形式。截面上、下缘均布置预应力钢筋以抵抗正负弯矩，仅在截面下缘布置预应力钢筋以抵抗正弯矩，仅在上缘布置预应力钢筋以抵抗负弯矩。（1）在截面上、下缘均布置预应力钢筋时由力筋在截面上、下缘产生的应力分别为下上及N）（；）（；下下下下下上上上下上下下下上上上上上106WENAE9Y又将公式（611）、（612）代入；下下上上2FN16FNNYY（69）、（610）可得146EKFAN3EEYYYY下上下上上上下上上下上下下下上下上下下上下下上下上上）（）（）（）（式中分别为上缘预应力钢筋重心及下缘预应力钢筋重心距截面重心下上、E的距离；A混凝土截面面积（可按毛截面计算）；截面上缘和下缘预应力钢筋数量；下上、N每束预应力钢筋截面面积；YF预应力钢筋永存应力，取其中为预应力钢筋Y，）（BYR065YBY的标准强度。将公式（65）、（66）分别代入公式（613）、（614）即可得到按截面上、下缘不出现拉应力所需要的预应力钢筋数目，显然，该值为截面的最小配筋值，分别记为，即MININNXS、16EKEKMEWMFANX5MINMAXYMINAXIYIN下上下上上上下上上下上下下上下上下下上下下上下上）（）（）（）（）（）（）（）（W同理将公式（67）、（68）分别代入公式（613）、（614）即可得到按截面上、下缘混凝土不致压碎所需要的预应力钢筋数目，显然，该值为截面的最小配筋值，分别记为，即MAXAXNXS、186EKEKWMWMFANX7ESMAXWMINWYMAXINAYAX下上下上上上下上上下上下下上下上下下上下下上下上）（）（）（）（）（）（）（）（2）仅在截面下缘布置预应力钢筋时由下缘预应力钢筋在截面上、下缘产生的应力分别为）（）（上下下下下上下下下上206WENA19Y将公式（612