20米预应力混凝土简支t形梁桥设计

摘 要

　　本设计根据毕业设计任务书给定的设计资料和地质资料，按照有关规范和资料选择2×20m装配式预应力混凝土空心板桥的方案进行设计。桥址区处于构造强烈剥蚀地貌的斜坡地带，地形起伏较大。本设计对该桥梁进行了完整的上部、下部结构计算、验算和施工图设计。

　　关键词：预应力混凝土，空心板，桥墩， 桥台 ,计算

Abstract

　　In the paper,I choose the scheme of 2* 20m assembling type concrete hollow board bridge of prestressing force to design, according to design materials with designated design specifications of graduation and geological materials . The location district of the bridge is in the structure and degrade in the slope area of the ground form strongly , the topography rises and falls relatively largly. the topography rises and falls relatively largly. In the design, I carry on the intact top to bridge this originally , underpart structure calculate , checking computations and designed the constrction drawing.

　　Keyword: The concrete of prestressing force, hollow board, the pier,the bidge abutment, calculate

目录

前言

　　本次毕业设计的目的在于培养学生综合运用所学知识，解决一般桥梁工程设计问题的能力。要求做到以下三点：（1）符合现行有关设计规范；（2）设计尽量采用新技术、新规范；（3）根据方案比较和技术经济计算来确定桥梁结构，使所选方案达到安全、经济、美观。

　　本次毕业设计题目：预应力钢筋混凝土空心板桥设计。该桥单跨20米，共两跨。本设计共分四大部分阐述设计过程和内容。第一部分为桥型方案比选；第二部分为桥梁上部结构计算、设计和验算；第三部分为下部结构的桥墩计算和设计和验算；第四部分为下部结构的桥台计算、设计和验算。

　　通过本次毕业设计，加深了桥梁工程、结构设计原理等基本理论和重要概念的理解，熟悉具体工程设计的计算内容、步骤与方法等等，使理论和实践有了一个有机的结合。在此次毕业设计中，与同学互相交流从他们那得到很大的帮助，在这里表示感谢。

　　由于本人接触实际工程少，无论理论或经验上都很欠缺，设计水平十分有限，设计中还存在不少缺点和错误，恳请各位老师及同学批评指正。

第Ⅰ部分 桥型方案比选

　　第一章  桥型方案比选

　　1.1概述

　　该桥位于保山地区，处于某三级公路上桥面净宽7m该桥为斜坡旱桥，桥址区内峰峦重迭，谷深坡陡，属构造侵蚀的澜沧江"V"字型峡谷地貌形态， 桥址区处于构造强烈剥蚀地貌的斜坡地带，地形起伏较大。

　　桥址区上覆为残坡积碎石土，松散~稍密，厚一般为0.00~10米，容许承载力fk=300~350kPa,岩土工程等级Ⅱ~Ⅲ级。覆盖层与下伏地层呈不整合接触。

　　桥址区下伏为古生界崇山群（Pzch）地层，岩性为片岩夹变粒岩。强风化片岩夹变粒岩，节理裂隙很发育，具差异风化，容许承载力fk=400~450kPa,岩土工程等级Ⅲ~Ⅳ级；弱风化片岩夹变粒岩，节理裂隙发育，RQD=21~36%,岩石单轴饱和抗压强度9.9MPa,岩土工程等级Ⅳ~Ⅴ级。

　　桥址区地下水以松散岩类孔隙水为主，基岩裂隙水次之，富水性弱~中等，且地下水位埋藏较深，地下水对墩台基础影响不大。

　　1.2   主要技术指标

　　1）设计荷载：公路Ⅱ级

　　2）道路等级：三级公路

　　3）桥面宽度：净-7m,不设人行道，设50cm宽防撞护栏

　　6）地震烈度：按8度设防

　　7）纵坡： 0.4%

　　8）横坡：双向坡，2% .

　　1.3 桥型方案比较

　　桥式方案比较是初步设计阶段的工作重点

　　1 构思宗旨

　　（1）。符合交通发展规划，满足交通功能要求，分孔跨径符合标准跨径。同时满足地基要求。

　　（2）。设计方案力求简洁，力求做到经济。又要保证结构受力合理，技术可靠，施工方便。

　　2方案对比

　　方案一：20米预应力混凝土简支T形梁桥

　　1）孔径布置

　　本方案选用2跨孔径，单跨标准跨径为20m.

　　2）上部构造横向布置图

　　主梁选用T形梁

　　3）墩台基础

　　选用埋置式重力式桥台，桥墩采用钻孔灌注桩基础。

　　4）施工方案

　　采用整体吊装。预应力钢筋用后张法张拉工艺进行施工。

　　方案二： 20米预应力混凝土简支空心板桥

　　1）孔径布置

　　本方案选用2跨孔径，单跨标准跨径为20m.

　　2）上部构造横向布置图

　　主梁选用空心板

　　3）墩台基础

　　选用埋置式重力式桥台，桥墩采用钻孔灌注桩。

　　4）施工方案

　　采用整体吊装。空心板采用先张法制造工艺进行预制施工。

　　3 方案点评

　　（1）、从结构的外型看，方案一为梁式结构，方案二为板式结构。

　　（2）、根据构思宗旨，桥型方案应满足结构简单明了、受力合理、技术可靠、施工方便。以上两个方案基本都满足这一要求。

　　（3）、方案二外形比较简单，制作方便，做成装配式的预制构件，重力小，架设方便，又经济。该方案较好的体现了设计构思的思想，结构合理、工艺成熟。方案一虽然也满足结构合理、工艺成熟，但造价较高。

　　（4）从施工难度看，两种方案的差别不大，都是充分利用当地材料，搭设少量支架，

　　进行预制拼装。

　　结语：这两个方案都符合安全、功能、美观的要求，但是方案二工期短、造价低。因此以方案二作为推荐方案，进行设计。

防撞栏构造图1

预应力钢束构造图1

　　第二章  设计资料和结构尺寸
　　2.1 设计资料
　　1.中华人民共和国交通部部标准：《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）
　　7. 姚玲森：《桥梁工程》，人民交通出版社，
　　9. 公路桥涵设计手册：《基本资料》，人民交通出版社，
　　2.2 结构尺寸
　　2.3、毛截面几何特性

　　第三章  内力计算
　　3.1 恒载作用内力计算
　　3.2活载作用内力计算
　　第四章   预应力钢筋设计
　　4.1  预应力钢筋数量的确定及布置
　　4.2  换算截面几何特性计算
　　4.3 预应力损失计算

　　第五章   截面强度与应力计算
　　5.1、按极限状态承载能力的计算
　　5.2、正常使用极限状态计算
　　5.3、持久状况应力验算
　　5.4、短暂状态应力验算

　　第六章  墩柱桩设计资料
　　8）。 姚玲森：《桥梁工程》，人民交通出版社，
　　10） 公路桥涵设计手册：《桥梁附属构造与支座》，人民交通出版社，
　　12）。 公路桥涵设计手册：《基本资料》，人民交通出版社，

　　第七章  盖梁计算                                                                                                                                      7.1荷载计算
　　7.2  内力计算
　　7.3 截面配筋设计及承载力校核
　　第八章  桥墩墩柱计算
　　8.1荷载计算
　　8.2截面配筋计算及应力验算

　　第九章 钻孔灌注桩计算
　　9.1荷载计算
　　9.2 桩长计算
　　9.3桩的内力计算（m法）
　　9.4桩身截面配筋与强度验算
　　9.5墩顶纵向水平位移验算

　　第十章  埋置式桥台计算
　　10.1设计资料
　　10.2尺寸拟定
　　10.3荷载计算
　　10.4荷载组合
　　10.5地基承载力验算
　　10.6 基底偏心距验算
　　10.7基础稳定性验算

结论

　　本次毕业设计的正文由四部分组成。第一部分，简单地介绍了装配式预应力钢筋混凝土空心板桥（2×20米）和T形梁桥（2×20米）的对比，两种方案均满足安全、实用、美观要求。但是空心板桥方案比较经济、好施工。因此选择预应力混凝土空心板桥方案进行设计。

　　第二部分，阐述了单跨20米的全预应力混凝土空心板桥上部结构板块的计算、设计和验算，包括板块的尺寸形状计算、内力计算、预应力钢筋的配置及预应力的损失、截面的验算等等，最后得到板块的正确配筋设计。

　　第三部分为下部结构的桥墩设计。包括盖梁、墩柱、墩桩的计算、设计和验算。得到满足要求的桥墩。

　　第四部分是下部结构的桥台计算、设计。包括内力计算，承载能力验算和稳定性验算。得出所设计的埋置式桥台形式满足要求，可以使用。

　　整个计算过程表明，该设计满足规范和使用要求，保证工程的安全与可靠性。

总结与体会

　　毕业设计和毕业论文是对大学生学习的总结、巩固和提高，是大学生本科四年中及在步入社会和工作岗位前的最后一个学习内容，是一个难得的实践机会，是进一步提高的必由之路。

　　经过几个月的毕业设计，在老师的指导和同学的帮助下，基本上完成了设计任务，达到了毕业设计的预期效果。

　　毕业设计是对我们大学四年所学知识的一个汇总与检验，通过毕业设计， 让我们达到熟练应用专业知识的能力，对我们毕业后的实际工作能力、适应社会能力有着深远的影响，本次设计，所涉及知识基本上囊括了大学所学的全部重要专业知识，如桥梁工程、结构设计原理、土力学，基础工程、材料力学、结构力学等等。在设计的过程中，让我们对以前的知识也有了一个比较系统、完整的复习。

　　在毕业设计期间，本人查阅了大量的资料和文献，对其进行吸取和消化，并将  一部分应用到本论文中，从而使本人提高了查阅文献资料的能力以及自学的能力，为以后进一步学习打下了坚实的基础。

　　本次设计培养了我做事认真，一丝不苟的品质，对今后的生活和工作有很大的影响和触动。

　　总之，通过本次毕业设计，本人深深感受解决问题和进行科研的经历，在各方面都得到了锻炼和提高，受益匪浅。

　　主要参考文献
　　1.中华人民共和国交通部部标准：《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）
　　2. 中华人民共和国交通部部标准：《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）
　　3. 中华人民共和国交通部部标准：《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 （JTD D62-2004）
　　4. 中华人民共和国交通部部标准：《公路桥位勘测设计规范》（JTJ62-91）
　　5. 中华人民共和国交通部部标准：《公路抗震设计规范》（JTJ004-98）
　　6. 中华人民共和国交通部部标准：《公路工程地质勘察规范》（JTJ064-98）
　　7. 中华人民共和国交通部部标准：《公路工程勘测桥涵施工技术规范》 （JTJ041-2000）
　　8. 中华人民共和国交通部部标准：《公路桥涵地基及基础设计规范》 （JTJ024-85）
　　9. 姚玲森：《桥梁工程》，人民交通出版社，1985
　　10. 公路桥涵设计手册：《墩台与基础》，人民交通出版社，1991
　　11. 公路桥涵设计手册：《桥梁附属构造与支座》，人民交通出版社，1991
　　12. 公路桥涵设计手册：《梁桥》（上、下册），人民交通出版社，1991
　　13. 公路桥涵设计手册：《基本资料》，人民交通出版社，1991
　　14. 易建国：《桥梁计算示例集》，1991
　　15. 叶见曙：《结构设计原理》，人民交通出版社，1997
　　16、范立础、顾安邦：《桥梁工程》（上、下册）人民交通出版社，2004

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