桥梁工程毕业设计计算书五跨等截面连续梁桥论文资料

1、1 设计基本资料1.1 概述跨线桥应因地制宜，充分与地形和自然环境相结合。跨线桥的建筑高度选取除保证必要的桥下净空外，还需结合地形以减少桥头接线挖方或填方量，最终再谈到经济实用的目的。如果桥两端地势较低，主要采用梁式桥；略高的则主要采用中承式拱肋桥；更高的则宜采用斜腿刚构、双向坡拱等形式。在桥型的选择时，一方面从“轻型”着手，以减少圬工体积，另一方面结合当地的资源材料条件，以满足就地取材的原则。随着社会和经济的发展，生态环境越来越受到人们的关注与重视，高速公路跨线桥将作为一种人文景观，与自然相协调将会带来“点石成金”的效果。高速公路上跨线桥常常是一种标志性建筑物，桥型本身具有的曲线美，能够与周

2、围环境优美结合。茶庵铺互通式立体交叉K65+687跨线桥，必须遵照“安全、适用、经济、美观”的基本原则进行设计，同时应充分考虑建造技术的先进性以及环境保护和可持续发展的要求。设计依据 按设计任务书、指导书及地质断面图进行设计。 技术标准（1）设计等级：公路I级；高速公路桥，无人群荷载；（2）桥面净宽：净11.75m + 2×0.5 m防撞栏；（3）桥面横坡：2.0%； 地质条件桥址处的地质断面有所起伏，桥台处高，桥跨内低，桥跨内工程地质情况为（从上到下）：碎石质土、强分化砾岩、弱分化砾岩，两端桥台处工程地质情况为：弱分化砾岩。 采用规范JTG D60-2004 公路桥涵设计通用规范

3、；JTG D62-2004 公路钢筋砼及预应力砼桥涵设计规范 ；JTG D50-2006 公路沥青路面设计规范JTJ 022-2004 公路砖石及砼桥涵设计规范 ；1.2 桥型方案经过方案比选，通过对设计方案的评价和比较要全面考虑各项指标，综合分析每一方案的优缺点，最后选定一个最佳的推荐方案。按桥梁的设计原则、造价低、材料省、劳动力少和桥型美观的应是优秀方案。1.3 施工方式主要技术指标净11.75m + 2×0.5 m防撞栏2.0%节点X坐标（m）弯矩值M（N*m）剪力值Q（N） 100359460024.37513224000245090038.75214450001307100

4、413.12524662000163390517.522875000-980350621.87516084000-2124100726.254289000-3267800830.625-12510000-4411600935-3431200049017001039.375-1536900037580001143.75-142970026143001248.125750580014705001352.5114370003267801456.87510365000-8169601561.254289000-19607001665.625-6790900-31044001770-2287500042

5、48200节点X坐标（m）弯矩值M（N*m）剪力值Q（N） 最大值最小值最大值最小值10001636708-15097624.3755403028.499-640111.85841324289-25152938.7589008307171040125-460332413.12510570944.01-1920336.014785020.2-683940517.510542602.5-2560447.434561374.8-917677621.8758996730.634-3200560.609371138.2-1156416726.256165946.312-3840

6、672.028215806.5-1394578830.6252849362.248-5034214.78796423.55-16261289351247094.427-8878115.6741819189-1983491039.3752838587.957-5852925.0621567177-2051751143.755860848.114-4624219.1751306995-3580851248.1258128986.55-3949446.1041048593-5563691352.58939902.944-3274674.802802795.2-7835061456.875824018

7、1.346-3453855.664579252.1-10307481561.256110807.258-3831874.939386437.4-12881701665.6253389728.192-4879132.591276984.2-154467117702346459.213-7685897.5091783380-270979 。将T1、T2值输入Midas内进行计算，内力见表3-3节点X坐标（m）弯矩值M（N*m）剪力值Q（N）100191845.924.375839325.9191845.938.751678652191845.9413.1252517978191845.9517.5

8、3357303191845.9621.8754196629191845.9726.255035955191845.9830.6255875281191845.99356714607-59352.31039.3756454941-59352.31143.756195275-59352.31248.1255935608-59352.31352.55675942-59352.31456.8755416276-59352.31561.255156610-59352.31665.6254896944-59352.31770463727759352.27节点X坐标（m）弯矩值M（N*m）剪力值Q（N） 最

9、大值最小值最大值最小值1000215151.3-21515124.375941286.81-941286.75215151.3-21515138.751882573.63-1882573.5215151.3-215151413.1252823860.5-2823860.5215151.3-215151517.53765147.25-3765147215151.3-215151621.8754706434-4706434.5215151.3-215151726.255647721-5647721215151.3-215151830.6256589007.5-6589007.5215151.3-2

10、151519357530294.5-7530294471422.2-4714221039.3755467822.5-5467822.5471422.2-4714221143.753784187-3784187471422.2-4714221248.1252546862-2546862.25471422.2-4714221352.52790519-2790519.25471422.2-4714221456.8753410643.5-3410643.5471422.2-4714221561.255023725-5023725471422.2-4714221665.6256907009.5-6907

11、009.5471422.2-47142217708969481-8969481471422.2-471422节点X坐标（m）1.0*（1.2*+1.4*+0.8*1.4*+0.5*) 弯矩值M（N*m）剪力值Q（N） 最大值最小值最大值最小值10006927354420944524.37524843728154420455117528269623138.75410165402488049033471391031347413.12548625788283141341617539517.54785239625742980-68052.2-2353876621.8753894966417167022

12、-1706884-4060611726.25222432562586269-3296788-5766477830.625-1148074-1.9E+07-4836484-7463208935-2.8E+07-5E+07859814153021661039.375-4505332-2.2E+07687288539201691143.75-3142933513619023336551248.1252830885488521863401866683497.81352.5339925801410165116852861456.8753174580411963509-162.539-2725585156

13、1.25219891963045716-1642591-44584641665.625-1.3E+07-3168266-61900051770-1.4E+07-3.8E+07789675845492331874.375-1.3E+07619000531682661978.75219891963045716445846416425912083.12531745804119635092725585162.53912187.53399258014101651-16852862291.875283088548852186-683498-34018662396.25-3142933-2333655-51

14、3619024100.625-4505332-2.2E+07-3920169-687288525105-2.8E+07-5E+076836757379705226109.375-1148074-1.9E+077463208483648427113.752224325625862695766477329678828118.12538949664171670224060611170688429122.54785239625742980235387668052.230126.8754862578828314134-161753931131.254101654024880490-1031347-334

15、713932135.6252484372815442045-2696231-51175283314000-4209445-6927354节点X坐标（m）1.0*（1.0*+1.4*+0.8*1.4*+0.5*)弯矩值M（N*m）剪力值Q（N） 最大值最小值最大值最小值1024.37538.75413.125-686834517.5621.875726.25830.6259351039.3751143.75156062881248.1251352.5-10723141456.8751561.251665.625689280117701874.37568928011978.752083.12521

16、87.510723142291.8752396.251560628824100.6252510526109.37527113.7528118.12529122.530126.875686833.831131.2532135.62533140节点X坐标（m）弯矩值M（N*m）剪力值Q（N） 最大值最小值最大值最小值10006927354420944524.37524843728154420455117528269623138.75410165402488049033471391031347413.12548625788283141341617539-686834517.5478523962574

17、2980-68052.2-2353876621.8753894966417167022-1706884-4060611726.25222432562586269-3296788-5766477830.625-1148074-1.9E+07-4836484-7463208935-2.8E+07-5E+07859814153021661039.375-4505332-2.2E+07687288539201691143.7515606288-3142933513619023336551248.1252830885488521863401866683497.81352.5339925801410165

18、11685286-10723141456.8753174580411963509-162.539-27255851561.25219891963045716-1642591-44584641665.6256892801-1.3E+07-3168266-61900051770-1.4E+07-3.8E+07789675845492331874.3756892801-1.3E+07619000531682661978.75219891963045716445846416425912083.12531745804119635092725585162.53912187.5339925801410165

19、11072314-16852862291.875283088548852186-683498-34018662396.2515606288-3142933-2333655-513619024100.625-4505332-2.2E+07-3920169-687288525105-2.8E+07-5E+076836757379705226109.375-1148074-1.9E+077463208483648427113.752224325625862695766477329678828118.12538949664171670224060611170688429122.547852396257

20、42980235387668052.230126.8754862578828314134686833.8-161753931131.254101654024880490-1031347-334713932135.6252484372815442045-2696231-51175283314000-4209445-6927354节点X坐标（m）1.0*+0.7*+0.8*+1.0*弯矩值M（N*m）剪力值Q（N） 最大值最小值最大值最小值10004839812345206624.37517730489126352573528788225451238.75294375812026751422327

21、96998881.9413.1253516180422895771952457.3-264587517.53497237220520028-311062-1533512621.8752896618513140284-1556699-2805125726.2517267828756541-2783591-4076379830.625305287.1-1.7E+07-3991330-5344192935-2.1E+07-4.1E+07629995742765651039.375-3216941-1.9E+07502128531292091143.7510449646-256154937382381

22、9036131248.1251915485277397292456043653617.21352.523556285115557241180680-6117521456.875225219219566595-82785.225167108251481444-1329792-31695191665.6255849127-1.2E+07-2532113-44505951770-8938986-3.2E+07572224336791291874.3755849127-1.2E+07445059525321131978.7516710825148144431695191329

23、7922083.125225219219566595188791082785.152187.52355628511555724611752.3-11806802291.875191548527739729-653617-24560432396.2510449646-2561549-1903613-373823824100.625-3216941-1.9E+07-3129209-502128525105-2.1E+07-4.1E+075723206421235526109.375305287.1-1.7E+075344192399133027113.75172678287565414076379

24、278359128118.12528966185131402842805125155669929122.534972372205200281533512311062.230126.8753516180422895771264587.4-95245731131.252943758120267514-998882-223279632135.6251773048912635257-2254512-35287883314000-3452066-4839812节点X坐标（m）1.0*+0.4*+0.8*+1.0*弯矩值M（N*m）剪力值Q（N） 最大值最小值最大值最小值10004464133348672

25、024.37516490314127719363224819231224638.75273945442054087119940521104543413.1253273542123305807772269-107600517.53255249421066743-439916-1322874621.8752690113613823677-1641887-2539689726.25158525381576613-2833126-3756277830.625-348736-1.6E+07-4013462-4970942935-2.1E+07-3.9E+07588239343220921039.375-

26、3868491-1.7E+07466156631763031143.759104386-1574171343823919858061248.1251728897985830272215356781322.41352.52150428012254943996411.3-4319121456.8752063052510304073-215743-16513191561.25153081912299638-1418493-28738411665.6255071072-1.1E+07-2595690-40960421770-9477576-3E+07531289837413281874.3755071

27、072-1.1E+07409604225956901978.75153081912299638287384114184932083.12520630525103040731651319215742.82187.52150428012254943431911.6-9964112291.875172889798583027-781322-22153562396.259104386-1574171-1985806-343823924100.625-3868491-1.7E+07-3176303-466156625105-2.1E+07-3.9E+075677678462991926109.375-3

28、48736-1.6E+074970942401346227113.751585253815766133756277283312628118.12526901136138236782539689164188729122.532552494210667431322874439916.430126.8753273542123305807107600.4-77226931131.252739454420540871-1104543-199405332135.6251649031412771936-2312246-32248193314000-3486720-4464133节点X坐标（m）弯矩值M（N*

29、m）最大值最小值10215155.61670546724.3752151602760969838.75215164.432950576413.125215168.832767650517.5215173.127116294621.875215177.516067697726.25215181.9-133577830.625471457.2-2.1E+07935471461.6-33970591039.375471465.995758191143.75471470.3177604131248.125471474.7219757151352.5471479.1211019621456.875471

30、483.4157796281561.25471487.855425101665.625471492.2-90061371770#REF!50710721874.37578.75153081911978.7583.125206305252083.12587.5215042802187.591.875172889792291.87596.2591043862396.25100.625-386849124100.625105-2.1E+0725105109.375-34873626109.375113.751585253827113.75118.1252690113628118.125122.532

31、55249429122.5126.8753273542130126.875131.252739454431131.25135.6251649031432135.625140033140004 预应力钢束的估算及布置4.1 预应力钢筋截面积的估算4.1.1 计算原理预应力混凝土梁应进行承载能力极限状态计算和正常使用极限状态计算，并满足公路桥规中对不同受力状态下规定的设计要求（如承载力、应力、抗裂性和变形等），预应力钢筋截面积估计就是根据这些限值条件进行的。预应力混凝土梁一般以抗裂性（全预应力混凝土或A类部分预应力混凝土）控制设计。在截面尺寸确定后，结构的抗裂性主要与预应力的大小有关。因此，预应力

32、混凝土梁钢筋数量估算的一般方法是，首先根据结构正截面抗裂性确定预应力钢筋的数量（A类部分预应力混凝土），然后再由构件承载能力极限状态要求确实非预应力钢筋数量。预应力钢筋数量估算时截面特性可取全截面特性。全预应力混凝土梁按作用（或荷载）短期效应组合进行正截面抗裂性验算，计算所得的正截面混凝土法向拉应力应满足； （4-1）由式（4-1）可得到 （4-2） 上式稍作变化，即可得到全预应力混凝土梁满足作用（或荷载）短期效应组合抗裂验算所需的有效预应力，即 （4-3）求得Npe的值后，在确定适当的张拉控制应力con并扣除相应的应力损失（对于配高强钢丝或钢绞线的后张法构件约为con），就可以估算出所需的预

33、应力钢筋的总面积 （4-4）式中 使用阶段预应力钢筋永存应力的合力； 按作用（或荷载）短期效应组合设计的弯矩值； 构件混凝土全截面面积； 构件全截面对抗裂验算边缘弹性抵抗矩； 预应力钢筋的合力作用点至截面中心轴的距离； 预应力钢筋的张拉控制应力； 预应力钢筋的总面积。4.1.2 预应力钢束估算设计采用j15.2钢绞线，单根钢绞线的公称截面面积Ap1=139mm2,抗拉强度标准值fpk=1860MPa,张拉控制应力取con=0.75fpk=0.75×1860=1395Mpa，预应力损失按张拉控制应力的20%估算。已知材料和截面特性见表4-1：表4-1 材料和截面特性材料和截面以知量数值

34、单位钢绞线(d=15.2)Ay139mm2fpk1860Mpacon1395Mpa0.8fpd1260Mpa混凝土(C50)fck32.4Mpafcd22.4Mpa01截面特性（跨中）（支点）A6.432516.85m2I3.2975024.852913m4梁高H1.81.8myx0.98930.9496mys0.81070.8504m预应力筋重心距下缘0.150.15mWx3.3331675.110482m3Ws4.0674755.706624m3kx0.6323320.338672mks0.5181760.303293mex0.83930.7996mes0.66070.7004mkx<

35、;<exks<<esh01.651.65m受压宽度b12.758.75m采用Excel进行计算，直接调用前面计算的内力组合值和材料截面特性值，在Excel内编写公式进行计算，其结果如表4-2、表4-3和表4-4所示：（1）、按正常使用极限状态的正截面抗裂验算要求估束（短期组合）计算结果见表4-2：表4-2 按正常使用极限状态的正截面抗裂验算要求估束位置Msmax(N*m)Msmin(N*m)ny小(根)ny大(根)1）只在截面下缘布置预应力筋边跨跨中3497237220520028207.6 798.9 2跨跨中2355628511555724139.8 449.9 2）只在

36、截面上缘布置预应力筋1号墩支点-20742104-40893869160.9 829.8 2号墩支点-8938986-3196393269.3 648.6 （2）、按正常使用极限状态截面压应力要求估束（作用标准值）计算结果见表4-3：表4-3 按正常使用极限状态截面压应力要求估束位置Mkmax(N*m)Mkmin(N*m)ny小(根)ny大(根)1）只在截面下缘布置预应力筋边跨跨中3899418116549406-540.0 335.0 2跨跨中281436425371805.9-757.8 281.9 2）只在截面上缘布置预应力筋1号墩支点-17228511-50720410-520.6 6

37、80.4 2号墩支点-5878513-39530379-702.3 610.0 （3）、按承载能力极限状态的应力要求计算（承载能力极限状态组合）计算结果见表4-4：表4-4 按承载能力极限状态的应力要求计算钢束位置MmaxMminny(根)1）只在截面下缘布置预应力筋边跨跨中47852396171.0 2跨跨中33992580120.3 2）只在截面上缘布置预应力筋1号墩支点-49848548181.4 2号墩支点-37501248134.7 （1） 估算结果 综合考虑以上3种钢筋估算方法得出钢束估算结果，决定取总弯起钢束为216根钢绞线。设置为12束，每束18根，其中T1、T2各6束。采用O

38、VM13-17锚具，90的金属波纹管成孔。 4.2 预应力筋的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（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

39、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

40、且也要考虑到结构在破坏阶段时的需要。对于本设计，各断面的锚固束和通过束确定以后，就应确定各钢束在箱梁中的空间位置和几何特征，这是计算预应力效应和施工放样的依据。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

41、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。（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。4.3

42、 预应力筋束的布置结果由以上确定的实际预应力钢束束数，结合本设计所采用的满堂支架施工方法，最终确定本设计全桥纵T1，T2两种钢束。布置结果见设计图纸。5 设计验算采用桥梁博士进行验算，验算结果如下：5.1 成桥阶段信息5.1.1 计算方法净截面面积：An=A0-Ak (7-1)式中 An净截面面积；A0毛截面面积；Ak孔道面积。形心距上下边缘的距离ysj和yxj： (7-2)式中 S0毛截面对底边的静矩；Sk孔道面积对底边的静矩；则ysn=h-yxn (7-3)式中 h截面高度。净截面惯性矩的计算根据平行移轴公式，方法如下：In=In0+Ana2 (7-4)式中In净截面对其形心轴的惯性矩In

43、净截面对毛截面形心轴的惯性矩，In0=I0-Ik0，I0为毛截面对其形心轴的惯性矩；Ik0为孔道对毛截面形心轴的惯性矩；a2净截面形心轴到毛截面形心轴的距离的平方。换算面积： (7-5)式中 A0换算截面面积；Ec混凝土弹性模量；Es预应力钢筋弹性模量；As预应力钢筋面积。换算形心据上下边缘的距离ys0和yx0： (7-6)式中 Sn净截面对底边的静矩；Ss预应力筋面积对底边的静矩。则 (7-7)换算截面惯性矩的计算利用平行移轴公式： (7-8)式中 I0换算截面惯性矩；an0净截面形心轴与换算截面形心轴的间距；Is预应力钢筋换算面积对换算截面形心轴的惯性矩，利用平行移轴公式计算。5.1.2

44、计算结果结果见表5-1：表5-1 成桥阶段截面几何特征信息节点号截面抗弯惯距(m4)截面面积(m2)截面高度(m)中性轴高(m)13.291696.394351.80.99223.283176.35621.80.99333.25926.35621.80.99843.242926.35621.80.99953.242926.35621.80.99963.242926.35621.80.99973.264646.35621.80.99783.29756.43251.80.98993.29756.43251.80.989103.29756.43251.80.989113.264646.35621.80.997123.242926.35621.80.999133.242926.35621.80.999143.242926.35621.80.999153.264646.35621.80.997163.29756.43251.80.989173.29756.43251.80.989183.29756.43251.80.989193.264646.35621.80.997203.242926.35621.80.999