道桥毕业设计

目录1方案比选............................................................11.1方案比选的主要标准...............................................11.2方案编制.........................................................11.3方案评选.........................................................32桥梁的设计计算......................................................42.1设计资料.........................................................42.2横截面布置.......................................................52.3横截面沿跨长的变化..............................................102.4横隔梁的设置....................................................103主梁作用效应计算...................................................113.1永久作用效应计算................................................113.1.1永久作用集度..................................................113.1.2永久作用效应..................................................123.2可变作用效应计算（偏心压力法）..................................133.2.3车道荷载的取值................................................173.2.4计算可变作用效应..............................................174预应力钢束的估算及其布置...........................................245计算主梁截面几何特性...............................................316钢束预应力损失计算.................................................346.1预应力钢筋张拉（锚下）控制力con................................346.2钢束应力损失....................................................347主梁截面承载力与应力验算...........................................407.1持久状况承载能力极限状态承载力验算..............................407.2应力验算........................................................437.3抗裂性验算......................................................488行车道板计算.......................................................589支座计算................................................................................................................................................61参考文献.....................................................................................................................................................61致谢..............................................................................................................................................................6111方案比选1.1方案比选的主要标准桥梁方案比选有四项主要标准：安全，功能，经济与美观，其中以安全与经济为重。过去对桥下结构的功能重视不够，现在航运事业飞速发展，桥下净空往往成为运输瓶颈。至于桥梁美观，要视经济与环境条件而定。由于所给标准跨径为30米，属于中桥范畴，本设计采用预应力混凝土，单孔桥跨结构形式，不在河道中设置桥墩，直接将桥跨上部结构置于左右两桥台上，而桥台则通过伸缩缝与两边的路堤相连。1.2方案编制因此，拟定了三种桥式方案进行比选：方案一：桥跨结构采用预应力混凝土T形截面简支梁；方案二：桥跨结构采用上承式实腹圬工拱桥；方案三：桥跨结构采用预应力混凝土箱型截面简支梁。a）方案一：预应力混凝土T形截面简支梁桥单跨预应力混凝土T形截面简支梁桥，桥长20m，主梁采用T形截面，梁高为等高度，主梁采用预制装配的施工方法。图1-1立面图图1-2桥梁半截面图b）上承实腹圬工拱桥单跨上承式圬工拱桥，桥长20米，拱上建筑采用实腹式，采用有支架施工。2图1-4立面图图1-5桥梁半断面图c）预应力混凝土箱形截面简支梁桥方案单跨预应力混凝土箱形截面简支梁桥，桥长20米，主梁采用箱形截面，梁高为等高度。主梁采用悬臂浇筑施工。图1-7立面图图1-9横断面图31.3方案评选以上三个方案的优缺点比较如表1-1表1-1方案比选图序号方案比较方案方案一方案二方案三预应力混凝土T形截面简支梁上承式实腹圬工拱桥预应力混凝土箱形截面简支梁1工艺技术要求技术较先进，采用预制装配施工工艺成熟，但需大量支架及吊装设备采用大箱梁截面形式运输较困难，且预应力钢筋布置复杂2施工难易程度节省大量器材，施工简便速度快占用施工场地大，劳动力多施工难度大3美观效果外观中规中矩外观美丽外观简朴4安全性静定结构受力较好，养护容易，安全可靠，对地基承载力要求不高，适用范围广超静定结构，温度变化，收缩徐变，特别是墩台位移会在拱内产生较大附加内力静定结构，抗扭刚度大，且整体性较好5经济性造价合适，钢材及水泥材料用量适度，且便于使用当地材料，性价比高虽不用钢材，但支架费用及模板费用较大。浇筑混凝土量也较大造价较高，采用单片大箱梁运输费用大，吊装安装费用大，用于简支梁不经济综上所述，此桥为单跨，采用预应力混凝土T形截面简支梁桥既能满足功能要求，施工又简单，造价也较低，所以采用预应力混凝土T形截面简支梁桥方案。42桥梁的设计计算毕业设计是土木工程专业本科教学最后一个综合性、实践性教学环节，主要目的是引导学生理论联系实际，把课堂上学到的专业知识，通过毕业设计的训练，学会如何将书本知识应用到工程实践中去。密切学生和社会、工程之间关系，培养学生分析问题、解决工程实际问题的能力和创新能力，是工程师基本训练的重要组成部分。培养学生求真、务实、严谨、细致的工作作风。学生应综合运用基础课、技术基础课、专业课、选修课及专业实习所积累的理论与实践知识，遵循桥梁设计规程要求，在教师指导下独立完成常用桥梁工程设计。2.1设计资料a)桥梁跨径及桥宽标准跨径：30m主梁预制长度：29.96m，伸缩缝采用4cm计算跨径：28.66m桥面净空：净-9m+2×1.5m=12mb)结构形式上部结构采用后张法预应力混凝土T形梁。c)设计荷载公路—Ⅱ级，设计车道数为3车道。人群荷载：3.0KN/2m。d)气象资料桥位温差为26摄氏度，平均温度15.7度，最低气温2.4摄氏度，最高气温28.4摄氏度。e)材料及特性上部结构材料：主梁混凝土强度等级C50；预应力筋采用ASTMA416—97a标准的低松弛钢绞线（17标准型），标准强度：pkf＝1860MPa；弹性模量pE＝1.95×105MPa。后张法施工并采用TD双作用千斤顶两端同时张拉过程双控；其它钢筋直径≥12mm的用Ⅱ级钢，其余用Ⅰ级钢。立柱，盖梁及桥头搭板采用C30混凝土，基桩采用C25混凝土。f)桥面铺装桥面铺装采用8cm厚沥青混凝土、三涂FYT-1改进型防水层和6cm厚水泥混凝土找平层。g)结构重要性系数本桥的重要性程度一般，取结构重要性系数γ0=1.0。h)设计依据交通部颁《公路工程技术标准》（JTGB01—2003），简称《标准》；交通部颁《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60—2004），简称《桥规》；交通部颁《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62—2004），简称《公预规》。5i)基本计算数据（见表2-1）表2-1基本计算数据名称项目符号单位数据混凝土立方强度kcuf,MPa50弹性模量cEMPa3.45×104轴心抗压标准强度ckfMPa32.4轴心抗拉标准强度tkfMPa2.65轴心抗压设计强度cdfMPa22.4轴心抗拉设计强度tdfMPa1.83短暂状态容许压应力'7.0ckfMPa20.72容许拉应力'7.0tkfMPa1.757持久状态标准荷载组合:容许压应力ckf5.0MPa16.2容许主压应力ckf6.0MPa19.44短期效应组合:容许拉应力pcst85.0MPa0容许主拉应力tkf6.0MPa1.59ASTMA416—97a钢绞线标准强度pkfMPa1860弹性模量pEMPa1.95×105抗拉设计强度pdfMPa1260最大控制应力σconpkf75.0MPa1395持久状态应力:标准状态组合pkf65.0MPa1209材料重度预应力混凝土1KN/ｍ325.0沥青混凝土2KN/ｍ323.0钢绞线3KN/ｍ378.5钢束与混凝土的弹性模量比Ep无纲量5.65注：考虑混凝土强度达到C45时开始张拉预应力钢束。ckf和tkf分别表示钢束张拉时混凝土的抗压、抗拉标准强度，则ckf=29.6Mpa，tkf=2.51Mpa。2.2横截面布置A.主梁间距与主梁片数主梁间距通常应随梁高与跨径的增大而加宽为经济，同时加宽翼板对提高主梁截面效率指标ρ很有效，故在许可条件下应适当加宽T梁翼板,宜在1.8m～2.5m之间，则采用主梁间距为2.2m，考虑人行道可适当挑出，对设计资料给定的桥面净宽6选用5片主梁。B.主梁跨中截面主要尺寸拟订a)主梁高度预应力混凝土简支梁桥的主梁高度与其跨径之比通常在1/15～1/25，标准设计中高跨比约在1/18～1/19。当建筑高度有受限制时，增大梁高往往是较经济的方案，因为增大梁高可以节省预应力钢束用量，同时梁高加大一般只是腹板加宽，而混凝土用量增加不多。综上所述，本设计中取用1800mm的主梁高度是比较合适的。b)主梁截面细部尺寸T梁翼板的厚度主要取决于桥面板承受车轮局部荷载的要求，还应考虑能否满足主梁受弯时上翼板受压的强度要求。本设计预制T梁的翼板厚度取用180mm，翼板根部加厚到300mm以抵抗翼缘根部较大的弯矩。在预应力混凝土梁中腹板内主拉应力较小，腹板厚度一般由布置预制孔管的构造决定，同时从腹板本身的稳定条件出发，腹板厚度不宜小于其高度的1/15，即120mm。本设计中腹板厚度取200mm。马蹄尺寸基本由布置预应力钢束的需要确定的，设计实践表明，马蹄面积占截面总面积的10%~20%为合适。同时还根据《公预规》