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摘 要
本次设计的题目预应力混凝土T型梁桥的设计。
本设计采用预应力混凝土T型梁桥，跨径布置为（4×20）m,主梁为变截面T型梁。跨中梁高为1.33m,支点梁高为1.33m.桥墩为重力式桥墩、桥台。
本文主要阐述了该桥的设计和计算过程。首先进行桥型方案比选，对主桥进行总体结构设计，然后对上部结构进行内力、配筋计算，再进行强度、应力及变形验算，最后进行下部结构验算。
具体包括以下几个部分：
1. 桥型方案比选；
2. 桥型布置，结构各部分尺寸拟定；
3. 选取计算结构简图；
4. 恒载内力计算；
5. 活载内力计算；
6. 荷载组合；
7. 配筋计算；
8. 预应力损失计算；
9. 截面强度验算；
10. 截面应力及变形验算；
11. 下部结构验算。
关 键 词：预应力混凝土 T型简支梁桥 重力式桥墩 重力式桥台
ABSTRACT
This design is of the same section about the PingYuan Street~SuoLong Monastery 11 free way contracts to local farmland Road 1 （K0+288.50） Prestressed Concrete t-shaped supported beam bridge design.
The bridge belongs to the prestressed concreted structuer which is a simple supported beam bridge.The span arrangement is （4×20）m.The superstructure is variable T shaped supported beam bridge.The height of the girder on the support is1.33m,and the height of the middle is 1.33m too.The pier is gravity pier. The abutment is gravity abutment.
This essay focuses on the design and calculation process of the bridge.Firstly,compare and choose a best scheme from several bridge types;and make an overall structure design of the main span.Secondly perform the calculation of the internal force and reinforcing bar on the superstructure.Thirdly,check the intensity,stress and deflection.Finally,check the substructure
The main points of the design are as the follows.
1.The comparison of several bridge types;
2.The arrangement of the bridge types;
3.The units partition of the structute;
4.The calculation of the internal force of dead load;
5.The calculation of the internal force of movable load;
6.The combination of every kind of load;
7.The arrangement of prestressed reinforcing bar;
8.The calculation of the prestressed loss;
9.The check of the section intensity;
10.The check of the section stress and deflection;
11.The check the substructure.
Keywords: Prestressed conctete T shaped supported beam bridge Gravity pier Gravity abutment
目录
一、工程概况及方案比选
（一）概述
平远街至锁龙寺高速公路是国道主干线GZ75（衡阳~南宁~昆明公路）位于云南省境内罗村口至昆明公路的重要段落，是云南省列为"九五"和"十五"期间改造的六条主要干线公路之一。它途径红河、文山两个地州的弥勒、开远、砚山等市县，东连广西省，南接国家级边境口岸那发、河口、船头等，西接国道主干线GZ40及国道326线、国道323线，服务于滇中、滇东、滇南、滇东南等广阔地域，是云南省出海通边的主要通道，对云南乃至大西南的经济发展起着十分重要的作用。路线地处云南东南部，位于东经102°43′~103°20′，北纬24°50′~25°02′之间。本设计路段为平远街~锁龙寺高速公路11合同段庄田段，属于改地方路1.此桥梁主要用于连接攀枝花村和庄田村。
（二）工程概况
1.地形地貌
平远街~锁龙寺高速公路路线起点位于砚山县平远镇，止点位于弥勒县朋普镇。行政区划包括文由州、红河州。
路线所经区域位于云贵高原南缘，属滇东南高原及滇中湖盆高原，根据地貌成因可分为三个小的地貌单元。本工程位于第三地貌单元内，即：K124+100~K128+200段内，该地段以地表水、地下水强烈溶蚀作用、大陆停滞水堆积和地表河流侵蚀堆积作用为主，呈现出溶蚀断馅盆地的地形地貌特征。
2.水系
路线所经区域属南盘江水系、地表水主要有绿水塘河、南盘江、甸西河。绿水塘河、甸西河均系盘江支流。根据《南盘江流域洪水调查资料汇编》江边站资料、江边街水文站1954~1969年实测流量资料及朋普七孔桥站实测流量资料，南盘江最大洪峰流量5410米3/秒（1910年），最枯流量21.1米3/秒（1963年），另外根据水文资料计算，南盘江桥位于1/100的洪水水位标高为1012米，1/300的洪水水位标高为1014米。甸西河最大洪峰流量640米3/秒（1915年），最枯流量0.30米3/秒（1958年）。
3.气候
路线所经地域位于东经102°43′~103°20′，北纬24°50′~25°02′之间，主要属于亚热带高原季风气候。干旱季节分明，夏季多雨湿热，冬春少雨干燥。气候随海拔高度变化明显，具垂直分带特征。鹰嘴岩段（K94+000）至止点段（庄田段），位于海拔1000~1300米的河谷及盆地地段，年平均气温 19.2°C,最高气温38.2°C,最低气温-2.5°C,平均年降水量795毫米，平均年蒸发量1334.1毫米左右。路线所经区域内降雨量多集中在6~9月，占全年降雨量的66%~83%,蒸发量最大在3~5月，气温最高是5~7月，气温最低是12月至次年2月。总的来说，路线所经区域的气候特点是：降雨丰沛，热量充足，寒、旱、风等灾害天气少，光、热、水分配合理。
4.地震
路线所经区域地震活动频繁，是影响区域稳定性的主要因素。据历史地震记录，区内破坏性地震有9次。1919年12月21日，开远发生5.5级地震，地震烈度7度；1929年3月22日，区内西北角东经103°00′，北纬24°00′发生6.3级地震，地震烈度8度；1950年9月13日，个旧发生5.8级地震，地震烈度8度；1953年5月14日，小龙潭发生5级地震，地震烈度7度；1970年1月5日通海地震，波及本区段，造成部分房屋开裂或破坏。
区内地震多发生在西部，而东部较少。东部区域内地震烈度一般在5~6度，基本属相对稳定地区。西部地区地震活动频繁，有震次增多，震级减少趋势，历次地震烈度达6~8度。据云南省地震局地震队资料，现今地壳垂直变形明显，相对变化达50毫米，说明地壳仍在活动，属于不稳定地区，有可能发生破坏性地震。
区内西部地震活动频繁，其震中多位于南北向断裂带及开远山字型构造的铰接复合部位，且多伴有温泉出露。
根据《中国地震烈度区划图》和《云南省各县区地震烈度分区》，本公路庄田段基本地震烈度为：Ⅶ度基本地震烈度区。
根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）的规定，庄田段设计基本地震加速度值为0.15g.构造物按交通部部颁《公路工程抗震设计规范》要求设计。
5.工程地质及水文地质评价
（1）地质构造
本区域经历了多次构造变动，多种构造相互叠加，构造行迹比较复杂，影响本区域的构造体系主要有：开远山字型构造体系、南北向构造体系、北西向构造体系。
路线K123+000~止点K128+200一带为南北向构造影响区域。路线所经区域有南北向构造主干大断裂朋普~开远~个旧断裂于K124+400附近穿越该区域，为第四系地层所覆盖。朋普溶蚀断馅盆地即为该断裂所控制形成。
（2）地层岩性
K124+100~K128+200一带分布河湖相黄色、灰白色粘土（其中灰白色粘土具膨胀性），灰黑色泥炭土，记忆砂、砾石土。
（3）岩土物理力学指标：
6.水文地质条件
路线所经区域地下水类型主要有松散岩类孔隙水、基岩裂隙水、岩溶水三大类。K124+100~K128+200路段所在区域为朋普溶蚀断馅盆地，地表有甸西河流经区内，地下水埋深较浅，平均埋身1.27米，地下水类型为HCO3-Ca型水，局部为HCO3-Ca.Mg（Na）型水。
7.不良地质地段
本段路路线所经过区域不良地质地段分布广泛，种类繁多，主要不良地质地段类型有膨胀土、崩塌、泥石流、滑坡、溶岩漏斗、软弱土地基等。
膨胀土主要分布于平远街构造溶蚀盆地、朋普溶蚀断馅盆地等段。
崩塌主要分布于飞鱼泽至底打段。
泥石流主要分布于飞鱼泽至底打段。
滑坡主要分布于飞鱼泽至底打段。
溶岩漏斗主要分布于平远街至老玉坡段。
软弱土地基段落主要分布玉朋普溶蚀断馅盆地内。
8.工程地质条件及水文地质条件综合评价
该段路线穿越区为朋普溶蚀断馅盆地，以地表水、地下水强烈溶蚀作用、大陆停滞水堆积作用和地表河流侵蚀堆积作用为主。该段地层以粘土、亚粘土、泥炭土、砂、砾石土为主。地下水埋深较浅、平均埋深1.27米，地基承载力值较低。主要不良地质现象有软土和膨胀土，软土段落有K124+250~K124+400、K124+700~K125+300、K125+700~K126+550、K128+150~K128+940四段。前三段为甸西河河床所流经处，因河流位置变更，地形低洼，地下水、地表水汇集长期浸泡而成。地表粘土呈软塑状，局部段落存在泥炭土，但成硬塑状，价值埋藏较深，对路基影响较小，因此这三段可抽取地表水，采用换填碎石、抛石挤淤等浅层方法处治。K128+150~K128+940一段为沼泽相软土，需做深层处治。膨胀土段落有K126+600~K128+200一段，岩性为褐红、褐黄夹灰白色粘土，路线K127+250~K128+050一段为挖方地段，所取费方不可用做路堤填料。K124+000~K128+200一段路堤填料可用K124+000处深挖方及附近料场、攀枝花村后山石料场碎石土填筑。
（三）方案比选
1.比选方案的主要标准：
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，比如南京长江大桥，其桥下净空过小，导致高吨位级轮船无法通行，影响长江上游城市的发展。至于桥梁美观，要视经济与环境条件而定。
2.方案编制
3.方案比选
纵观桥梁的发展，悬臂桥已经基本不采用，由于是跨线桥，跨度不大，斜拉桥一般用于大跨度的跨海、跨河大桥，T形钢构桥容易受地震等影响，云南省多地震，以及经过上述方案的比较，决定采用预应力混凝土T形梁桥。
二、主梁设计
（一）设计概况及构造布置
（二）横截面布置
（三）梁毛截面几何特性计算
（四）主梁内力计算
（五）预应力钢束的估算及其布置
（六）主梁截面几何特性计算
（七）钢束布置位置（束界）的校核
（八）钢束预应力损失估算
（九）预加应力阶段的正截面应力验算
（十）使用阶段的正应力验算
（十一）使用阶段的主应力验算
（十二）截面强度计算
（十三）锚固区局部承压验算
（十四）主梁变形（挠度）计算
三、行车道板计算
四、重力式桥台设计
（一）设计资料
（二）设计方法与内容
五、重力式桥墩设计
（一）设计资料
（二）设计方法与内容
参 考 文 献
【1】 姚玲森：《桥梁工程》，人民交通出版社，1984
【2】 叶见曙：《结构设计原理》，人民交通出版社，1996
【3】 高大钊：《土质学与土力学》（第三版），人民交通出版社，2001
【4】 冯忠居：《基础工程》，人民交通出版社，人民交通出版社，2001
【5】 孙训方、方孝叔、关来泰：《材料力学》，高等教育出版社，2001
【6】 中华人民共和国交通部标准：《公路桥涵设计通用规范》（JTJ021-89），人民交通出版社，1989
【7】 贾金青、陈凤山：《桥梁工程设计计算方法及应用》，中国建筑出版社，2002
【8】 易建国：《桥梁计算示例集》，人民交通出版社，1990
【9】 袁伦一：《连续桥梁简支梁桥墩台计算实例》，1994
【10】"公路桥涵设计手册"编委会：《公路桥涵设计手册》，1991
【11】浙江交通局三结合编写组：《梁桥与墩台》，人民交通出版社，1978
【12】公路桥涵设计手册编写组：《墩台和基础》，人民交通出版社，1978
【13】中华人民共和国交通部部标准：《公路工程技术标准》，1981
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