箱型梁桥设计

1郑州航空工业管理学院毕业论文（设计）2015届土木工程（道路桥梁方向）专业951班级题目某高速公路三号跨线桥设计姓名周雯晶学号130995140指导教师李锐职称讲师二ОО15年5月12日2摘要毕业设计主要是关于小跨度预应力混凝土简支箱梁桥上部结构的设计。预应力混凝土简支箱梁桥以结构受力性能好、变形小、行车平顺舒适、养护工程量小、抗震能力强等而成为最富有竞争力的主要桥型之一。受时间和个人能力的限制，本次毕业设计没有具体涉及到下部结构。设计桥梁标准跨度为20m,横向布置5片箱梁，桥面宽为8.5m，设计车道数为2车道。基础形式采用钻孔灌注桩。设计过程如下：首先，确定主梁主要构造及细部尺寸，它必须与桥梁的规定和施工保持一致，考虑到抗弯刚度及抗扭刚度的影响，设计采用箱形梁。顶板厚度沿全桥不变为0.18m,底板厚度在跨中为0.18m，端部为0.25m。其次，计算桥梁结构总的内力(包括恒载和活载的内力计算)。然后进行内力组合，从而估算出纵向预应力筋的数目，然后再布置预应力钢丝束。再次，计算后张法中各个阶段的预应力损失。最后进一步进行截面强度的验算，其中包括承载能力极限状态和正常使用极限状态。在正常使用极限状态验算中包括计算截面的混凝土法向应力验算、预应力钢筋中的拉应力验算、截面的主应力计算，预应力阶段和使用阶段主梁截面的强度和变形验算、锚固区局部强度验算和挠度的计算。设计最后结合本桥的特点编制施工方案，主要包括上部结构施工，下部结构基础和墩身的施工工艺等。3ABSTRACTGraduationismainlyonsmall-spanprestressedconcreteboxgirderbridgestructuredesign.Prestressedconcreteboxgirderbridgewithgoodmechanicalpropertiesofthestructure,deformationissmall,thedrivingcomfortcomfortable,asmallamountofmaintenanceengineering,seismicandstrongabilitytobecomethemostcompetitiveoneofthemainbridge.Andpersonalcapacitybythetimeconstraints,thisgraduationdesignisnotspecificallyrelatedtothelowerpartofthestructure.symmetricalSpanbridgedesignstandardsforthe20m,transversestandardspanbridge5pieces,bridgethewidthof8.5m,designfor2laneslanenumber.symmetricalbalancepouringconcrete.Designprocessisasfollows：First,thebeamsofthemainstructureandthesize,itmustcorrespondwiththeprovisionsofthebridgeandworkingtogethertoresistandstiffnessandtoturnthestiffnessofthedesignadoptstheboxgirder.Thethicknessofthewholebridgeis0.18m,floorthicknessinthecrossfor0.18m,endsfor0.25m.Thesecondsteptoanalyzeinternalgrossforceofthestructures(includingdeadloadandlivedload),theinternalforcecompositioncanbedonebyusingthecomputeresults.Accordingtotheinternalforcecomposited,theevaluatedamountoflongitudinaltendonscanbeworkedout,thenwecandistributethetendonstothebridge.Again,afterthecalculationofthelawofthestagesinprestressed.Thelaststepsischeckingthemaincrosssection.theworkincludestheload-caringcapacityultimatestateandthenormalserviceabilityultimatestateaswellasthemainsection,sbeingoutofshape.Prestressedandusesthestageofthebeamintensityofthesectionalandotheraddend,fixinglocalstrengthandtheaddendelements.Thisdesignisalladesigndrawingacomputer-aideddesigningdrawupdocuments,typesetting,acomputerandprintoutthepapers.4目录一、设计基本资料.........................................................................6二、箱型梁构造形式及相关参数设计.........................................7三、主梁作用效应计算...............................................................101、永久作用效应计算（边主梁）.....................................102、可变作用效应计算.........................................................12四、预应力刚束的估算及布置...................................................191、预应力钢束数量的估算.................................................192、预应力钢束布置.............................................................19五、计算主梁截面几何特性.......................................................241截面面积及惯矩计算.......................................................242、截面静距计算................................................................283截面几何特性总表...........................................................32六、钢束预应力损失计算...........................................................331预应力钢束与管道臂之间的摩擦引起的预应力损失...332、由锚具变形、钢束回缩引起的预应力损失.................343混凝土弹性压缩引起的预应力损失...............................364由钢束应力松弛引起的预应力损失...............................385混凝土收缩和徐变引起的预应力损失...........................396成桥后由张拉刚束产生的预加力作用效应计算...........437预应力损失汇总及预加力计算.......................................43七、承载能力极限状态计算.......................................................45八、持久状况正常使用极限状态抗裂验算...............................501、正截面抗裂验算.............................................................502、斜截面抗裂性验算.........................................................51九、持久状况构件的应力验算...................................................56十、短暂状况构件的应力验算...................................................65十一、主梁端部的局部承压强度验算.......................................671、局部承压区的局部验算...............................................672、局部抗压承载力验算...................................................68十二、主梁变形验算...................................................................701、计算由预加力引起的跨中反拱度...............................702、计算由荷载引起的跨中挠度.......................................7453、结构刚度验算................................................................744、预拱度的设置................................................................75十三、施工方法简述...................................................................75参考文献........................................................................................776本预应力混凝土箱型梁桥为跨已有乡间小路的跨线高速公路梁桥。一、设计基本资料1、桥梁跨径及桥宽标准跨径：20m全桥总长：20×5=100m主梁全长：19.96m计算跨径：19.36m桥面宽度：2×0.50m（防撞栏）+3.75×2m（车行道）=8.5m2、技术标准设计荷载：公路I级设计速度：80km/h桥面净空：2×0.50m（防撞栏）+3.75×2m（车行道）=8.5m桥面横坡：单向2%3、有关设计资料地区气温：一月平均气温－5℃，七月平均气温20℃材料供应：钢、木、水泥供应充足，砂、砾石可就地取用，所以材料运距不超过5km施工单位：甲级公路工程公司，机具及技术人员满足施工要求。4、主要材料本桥为预应力钢筋混凝土简支箱梁桥混凝土部分：主梁等、湿接缝、现浇连续段均采用C50砼，桥面铺装上层0.09m沥青混凝土，下层0.06m厚C40防水砼。下部结构采用C25混凝土。钢筋部分：预应力钢筋采用7丝预应力钢绞线，公称直径为15.20mm，公称面积1402mm，标准强度MPafpk1860，弹性模量MPaEp51095.1，1000h后应力松驰率不大于2.