桥梁设计计算说明书

1、目 录摘要IAbstract第1章 绪论11.1选题的目的及意义11.1.1国内外研究状况11.1.2工程概况11.2 技术资料21.2.1桥面净空21.2.2设计荷载21.2.3设计水位21.2.4计算要求21.3 结构形式21.4 主要材料21.5 上部结构说明书31.5.1技术标准和技术规范31.5.2技术标准31.5.3设计要求31.5.4施工工艺31.6 下部结构说明书31.6.1各部分尺寸见墩台一般构造图31.6.2质量标准31.6.3施工注意事项4第2章 水文计算52.1 计算设计洪水流量52.2 桥长的计算52.2.1桥孔净长度52.2.2河床桥孔布设62.2.3桥面最低高程计

2、算62.3 冲刷计算62.3.1一般冲刷后水深62.3.2桥墩局部冲刷深度72.3.3桥墩的最低冲刷线高程72.4 本章小结7第3章 上部结构设计93.1 尺寸拟定93.1.1主梁间距与主梁片数93.1.2主梁高度93.1.3主梁截面细部尺寸93.1.4计算截面几何特性103.1.5横截面布置123.1.6横截面沿跨长的变化133.1.7横隔梁的设置133.2 主梁内力计算133.2.1恒载内力计算143.2.2 活载内力计算173.2.3计算活载内力243.2.4主梁内力组合383.3 预应力钢筋数量的确定和布置403.3.1估算预应力钢筋数量的确定和布置403.3.2估算普通钢筋数量的确定

3、和布置413.4 截面几何性质计算443.5 承载能力极限状态计算513.5.1斜截面抗剪承载力计算513.5.2距支点h/2截面抗剪承载力验算513.5.3变截面点处抗剪承载力验算523.6 预应力损失计算543.6.1摩阻损失543.6.2锚具变形损失553.6.3分批张拉损失563.6.4第一批预应力损失汇总603.6.5钢筋应力松弛损失603.6.6混凝土收缩、徐变损失613.7 正常使用极限状态623.7.1正截面抗裂性验算623.7.2斜截面抗裂性验算633.8 持久状况应力验算673.8.1跨中截面混凝土法向正应力验算673.8.2斜截面主应力验算673.9 短暂状态应力验算69

4、3.9.1上缘混凝土应力693.9.2下缘混凝土应力703.10 本章小结70第4章 下部结构设计714.1 高程计算714.2 尺寸拟定714.2.1桥台尺寸拟定714.3 承载力验算744.4 桩长计算824.4.1 桥墩桩长计算834.4.2桥台台高及桥台下钻孔灌注桩桩长计算854.5 本章小结87第5章 施工方法设计885.1 预应力混凝土梁的预制885.1.1模板885.1.2预应力钢筋的置备885.1.3预应力钢筋的张拉885.1.4孔道压浆885.2 预应力混凝土梁的安装885.3 桩基础的施工895.3.1准备工作895.3.2钻孔905.3.3清孔、吊装钢筋骨架、验孔905.

5、3.4灌注水下混凝土905.4 桥墩桥台施工905.4.1施工前期准备905.4.2施工过程及要点905.5 本章小结90结论92参考文献93致谢94摘 要本设计桥名为永和桥，桥位中心桩号为K0+904.73，桥梁全长188.480m 。桥面净宽为净7+2×1.0m，设计荷载为公路级，人群荷载为3.0KN/m2。桥梁上部结构采用30m预应力混凝土T梁，横桥向4片主梁，纵向6跨；下部结构采用双柱式桥墩，肋板式桥台，钻孔桩基础。本桥设3道伸缩缝，分别在两桥台和桥中心处。支座采用普通板式橡胶支座，全桥设48个板式橡胶支座。本桥共进行了四部分内容设计，第一部分水文计算，在此部分计算了设计流量

6、，确定了满足水文要求的最小桥长、桥面最低标高以及冲刷线标高；第二部分进行了上部结构设计，设计了上部结构总、横断面形式，拟定了T梁的截面尺寸，计算了荷载横向分布系数以及主梁内力，进行了配筋设计和结构验算。第三部分为下部结构设计，设计了墩、台、基础的形式，拟定了相应的尺寸，并计算了桩长。第四部分对施工工艺进行简要的设计。关键词：预应力混凝土简支T梁；双柱式桥墩；肋板式桥台；桩基础；板式橡胶支座ABSTRACTThe bridge designed, whose central pier number is K0+904.73, is named as Yonghe Bridge. The tota

7、l longitude of the bridge is 188.480m, and the width of whose bridge floor is 7+2×1.0. The bridge is designed up to Grade for motorway, and 3.0KN/ for crowds. The superstructure of the bridge adopts 30m prestressed concrete simple-span beams. There are four beams in the latitude and six in the

8、longitude. The substructure uses doubled piers, ribbing abutments, and pile foundation. The bridge has three expansion joints, which are located at the two abutments and the centre of the bridge. The slab-shaped rubber bearings are chosen in the design. There are 48 common rubber piers in this desig

9、n. Four sections constitute this design. The first is hydrological calculation, which figures out the designed discharge, ascertains the minimum length of the bridge to satisfy the hydrological requirements, the minimum height of the deck and the minimum line to be washed. The second part deals with

10、 the superstructure, gives a design of vertical and horizontal cut section dimensions of the T-beam, calculates the horizontal load distributing modulus, the stress of the beam, proofreads the steel rod demand and the consequence. The third section designs the substructure, ascertains the forms of p

11、iers, abutments, basements and their corresponding dimensions, and thus ,works out the length of the pile . At last,a brief explanation to construction technics has been given .Key words: Prestressed concrete simple span T beam；Doubled pier；Ribbing abutment；Pile foundation；Slab-shaped rubber bearing

12、第1章 绪 论1.1选题的目的及意义我是一名即将投身于结构设计研究的毕业生，因此，我选了桥梁设计作为我这次毕业设计，以此来对设计行业进行一个了解。随着黑龙江地区经济的迅速发展，流动车辆数量激增，导致车辆过河呈拥挤、堵车状况，严重阻碍了河两岸地区的发展。为了缓解此状况，决定在该河段修建一座桥。此桥的建设将带动城市工业、商业、旅游业等诸多方面的高速经济发展。1.1.1国内外研究状况预应力混凝土桥梁是在上个世纪中叶左右发展起来的，当时钢材紧缺，为节省钢材，各国开始采用预应力结构代替部分的钢结构以尽快发展经济。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

13、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发展晚，但是发展速度大。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80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。伴随着高强度水泥、特种水泥的出现，预应力混凝土构件的使用得到了空前的推广，预应力混凝土大跨度桥梁纷纷诞生。还由于砼造假低廉，预应力混凝土结构正向钢结构发起冲击。工程概况永和桥位于松花江干流中下游。桥位处

14、河床宽阔，沟底较平坦，比降0.025%，属平原区宽滩河段，具有坡降平缓、流速小、含沙量小的特点,抗冲刷能力较差。河床土质由表至下为种植土、亚粘土、中砂、砂夹砾石。永和桥所处地属于严寒地区。根据对该河段的地质、地貌、水文条件的调查，本次设计采用简支T形梁桥结构。简支梁桥是一种历史悠久的经典桥型。简支梁桥一般主梁预制，吊装安装施工。该结构具有以下特点：施工方法简单，施工质量可靠，实现桥梁的工厂化、标准化和装配化生产。结构简单、受力简单、制作方便。1.2 技术资料1.2.1桥面净空 净7+2×1.01.2.2设计荷载 公路级，人群荷载1.2.3设计水位 125.00m1.2.4计算要求 设

15、计流量确定桥长确定桥面最低标高上部结构内力计算下部结构计算1.3 结构形式上部采用30m装配式A类部分预应力混凝土简支T形梁下部采用双柱式桥墩，肋板式桥台，钻孔桩基础，全桥全部支座采用普通板式橡胶支座。1.4 主要材料预应力钢筋：采用标准型-15.2-1860-GB/T 52241995钢绞线,其各项指标为：抗拉强度标准值：抗拉强度设计值：弹性摸量 ：线密度： 非预应力钢筋：主筋采用HRB400钢筋抗拉强度标准值：抗拉强度设计值:弹性摸量: 混凝土: 主梁采用强度等级为C50的混凝土抗压强度标准值：抗压强度设计值：抗拉强度标准值：抗拉强度设计值：弹性模量： 剪切模量： 重度： 1.5 上部结构

16、说明书1.5.1技术标准和技术规范公路桥涵通用设计规范 （JTG B01-2003）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTG D62-2004）公路工程技术标准 （JTG B01-2003）1.5.2技术标准标准跨径 30m计算跨径 29.14m主梁全长 29.96m梁高 1.95m1.5.3设计要求1为减轻主梁的安装重量，增强桥梁的整体性，在预制T梁上设600mm的湿接缝2设计构件尺寸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)中关于主梁构造的要求和主梁横截面抗弯效率指标的检验确定。3对主梁各截面进行正常使用极限状态和承载能力极限状态进行验算。1.5.4

17、施工工艺（1）按后张法施工工艺制作主梁，采用OVM夹片锚具，金属波纹管成孔。（2）支架、模板的安装应保证工程构造物的形状、尺寸及各部分相互位置的正确性。（3）预应力钢束采用分批张拉，严格按规程操作。（4）管道成孔要保证质量，保证孔道畅通。（5）保证混凝土的质量。1.6 下部结构说明书 1.6.1各部分尺寸见墩台一般构造图1.6.2质量标准（1）灌注桩用的原材料和混凝土强度必须符合设计要求和施工规范的规定（2）成孔深度必须符合设计要求（3）实际浇注混凝土不得小于计算体积（4）灌注后的桩顶标高必须符合设计要求1.6.3施工注意事项（1）预防塌孔（2）预防桩孔偏斜（3）预防钢筋笼变形，保护层不够，深

18、度不符合要求第2章 水文计算2.1 计算设计洪水流量已知粗糙系数：因为无河滩，所以：，洪水比降，设计水位。表 2.1 洪水断面水力计算桩号河床标高（m）水深（m）平均水深（m)水面宽度 （m）过水面积（)累计面积（）K0821.61121.903.100K0826.75120.834.173.6355.1418.718.7K0836.20117.927.085.6259.4553.271.8K0856.20117.707.307.19020.00143.8215.6K0881.26117.197.817.55525.06189.3405.0K0899.69117.008.007.90518.4

19、3145.7550.7K0915.05117.047.967.98015.36122.6673.2K0942.70118.286.727.34027.65203.0876.2K0956.01117.008.007.36013.3198.0974.1K0977.51117.437.577.78521.50167.41141.5K0989.80122.362.645.10512.2962.71204.3由表2.1得：过水面积河床宽平均水深平均流速流量2.2 桥长的计算桥孔净长度由于该河段有明显河槽，所以根据我国公路桥梁最小桥孔净长度公式计算： （2.1）因为该桥位于次稳定河段，知k=0.95,n=

20、0.87。 即由公式（2.1）得，桥梁最小桥孔净长度为：河床桥孔布设根据桥位河床横断面形态，将左岸桥台桩号布置在K0+817.113；取6孔30米预应力混凝土简支T梁为上部结构；双柱式桥墩，墩径1.5米；各墩台位置和桩号如表2.2所示；右岸桥台桩号为K0+992.331。该桥孔布设方案的桥孔净长度为30×61.5×5172.5m>最小桥孔净长度159.78米，所以该桥孔布设方案合理。表2.2 墩台位置及桩号墩台中心0号桥台1号桥墩2号桥墩3号桥墩4号桥墩5号桥墩6号桥台里程桩号K0+817.113844.729874.725904.722934.719964.715992.331桥面最底高程计算该河段不通航，则按设计洪水位计算桥面最低高程： （2.2）式中：设计水位，本水文计算中。各种水面升高值总和，经综合考虑后，取0.4m。桥下净空安全值，本设计取=0.5m。桥梁上部构造建筑高度=梁高+铺装层厚度=1.95+0.12=2.