【正文】 遼寧工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 前言隨著經濟不斷發(fā)展，橋梁建設得到了飛速發(fā)展，它已從最開始的方便人們過河、跨海之用，已廣泛應用于各種場合，它的用途不斷多樣化，它的形式也在最基本的三種受力體系上逐漸多樣化，不僅從功能上、規(guī)模上，還從美觀上、經濟效益上，逐漸與時代發(fā)展相協(xié)調。所以橋梁建筑已不僅是交通線上的重要載體，也是一道美麗的風景被人津津樂道。本設計說明書所編寫的是葫蘆島小寨溝大橋的上部設計方案。通過詳細的勘察確定上部可變荷載，擬定橋梁尺寸，以確定相應的內力，配置以合適的預應力鋼筋，使其提高橋梁的承載力，使達到橋梁的耐久性要求。在橋梁的使用期內，完成橋梁的使命。通過本次設計，我基本上掌握了橋梁上部設計的基本內容，從選截面尺寸，到配置鋼筋，每一個細節(jié)都是經過多次考慮，通過反復驗算，使橋梁結構滿足要求，且以經濟合理的材料用量完成。所以上部設計是要求橋梁設計者，從一開始就要考慮到最后，這樣就不會盲目的試算。但通過試算，使我深刻了解到了適算的真正含義。本次設計旨在使我鞏固、加深本科期間所學理論知識，使自己能夠具備在以后工作中利用知識解決問題的的能力。 限于編者的水平，設計之中一定存在不少缺點，懇請老師批評指導。1 概述 設計資料橋孔布置為525預應力混凝土簡支橋梁，跨徑為25m，橋梁總長為125m。設計車速為，整體式兩車道。路線等級：二級公路；荷載等級：公路II級荷載；人群荷載：。橋面寬： 2（雙車道）+2（人行道）＋2（欄桿）= 工程地質資料該地區(qū)土質主要分5層：粉質粘土 卵石土 粉砂 強風化巖 弱風化巖。地下水類型為第四季孔隙水，水位埋深4m左右，含水層主要巖性為礫石，厚3m左右。地震烈度為八度。 水文及氣候資料橋梁位于葫蘆島建昌市境內，雨熱同季光照充足，四季分明，℃。一月平均氣溫－10℃，最低氣溫－℃；℃，℃。年平均降水量550毫米，多集中在七、八月份。設計洪水頻率百年一遇。 設計依據《公路橋涵設計通用規(guī)范》(JTG D602004)《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》（JTG D622004）2 方案比選 方案比選的主要標準橋梁設計的標準遵循以下原則：安全性、適用性、經濟性、美觀性，其中以安全性與經濟性最為重要。橋型的選擇應符合因地制宜、就地取材和便于施工與養(yǎng)護的原則。很據原始資料及使用要求初步擬定一下三種方案。 方案編制 預應力混凝土簡支箱型梁橋 圖21 簡支梁橋 Fig 21 Simple beam Bridge 預應力混凝土連續(xù)箱型梁橋圖22 連續(xù)梁橋Fig 22 Continuous girder bridge 拱式橋 圖23 拱式橋Fig 23 Arch Bridge 方案比選 方案一：預應力混凝土簡支箱型梁橋。簡支梁受力明確，構造簡單，施工方便，可便于裝配施工。省時省工，適用于本設計的規(guī)模。簡支梁橋屬于靜定結構，受力不如連續(xù)梁橋，養(yǎng)護麻煩。但是構造低廉，勞動力耗用少，工作量小、經濟，中小型橋梁尤其適用。方案二：預應力混凝土箱型連續(xù)梁橋，該結構屬于超靜定結構，受力較好，無伸縮，行車條件好，養(yǎng)護方便。柱式墩臺，配合樁基礎結構穩(wěn)定，施工方便，對地基的強度不過分依賴。但是預應力連續(xù)梁的技術先進，工藝要求比較嚴格，需要專門設備和專門技術熟練的隊伍，且預應力梁的反拱度不容易控制，該方案機具耗用多，前期投入大，成本較多，成本難回收。 方案三：拱橋技術成熟，有大量的可以借鑒的經驗，但需要大量的吊裝設備，占用大量場地及勞動力。拱橋跨越能力大，可以就地取材，堅固耐久，養(yǎng)護維修費用少，承載能力大，但拱橋自重較大，相應的水平推力也較大，增加了下部墩臺圬工量。施工步驟多，需要勞動力多，劍橋時間長。由于水平推力大，在連續(xù)多孔拱中，必須設單項墩，防止連拱破壞，且平原地區(qū)不適合建造。 綜上所訴：本著經濟、安全、適用的原則，又考慮本工程所處的地質條件及未來適用條件，方案二工程大，投資多；方案三建設時間長，勞動多，且不適合平原地區(qū)；在承載能力相同的條件下應優(yōu)先采用方案一。3 主梁的設計 設計資料 技術設計標準簡支梁跨徑：標準跨徑L=25m，計算跨徑l=；橋面凈寬： 2（雙車道）+2（人行道）＋2（欄桿）=；荷載：公路II級荷載；人群荷載：；安全等級為二級，結構重要性系數；環(huán)境：非嚴寒地區(qū)，I類環(huán)境條件。根據《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范（JDT D622004）》要求，按照A類預應力混凝土構件設計此梁。施工方法采用后張法施工；預制主梁時，預留孔道采用預埋金屬波紋管成型；鋼絞線采用TD雙作用千斤頂兩端同時張拉；主梁安裝就位后現澆28cm寬的濕接縫。%施工瀝青橋面鋪裝層。 材料1)預應力鋼筋：采用標準的低松弛鋼絞線（標準型），抗拉強度標準值，抗拉強度設計值，公稱截面積，彈性模量，錨具采用夾片式群錨。2)非預應力鋼筋：HRB400級鋼筋，抗拉強度標準值，抗拉強度設計值；HRB335級鋼筋，抗拉強度標準值，抗拉強度設計值。3)混凝土：主梁采用C50，軸心抗壓強度標準值，軸心抗拉強度標準值；軸心抗壓強度設計值，軸心抗拉強度設計值。 主梁截面尺寸擬定 橫截面布置 圖31 主梁跨中使用階段截面尺寸圖 Fig 31 Girder crosssection size used in phase diagram 圖32 主梁跨中預制階段截面尺寸 Fig 32 Prestage of the main beam under section size梁高：110cm；箱梁腹板（直腹式），取厚度：25cm；主梁間距：230cm；翼板寬度；202cm（28cm為濕接縫寬度）；翼板厚度：翼板端部12cm，翼板與腹板連接處16cm。根據“公路橋規(guī)”條文說明，由于箱型梁的頂板直接承受活載，為了改善其受力狀態(tài)，頂板與腹板相交處設置承托。另外，設置承托也可以增加箱型截面的抗扭能力，故采用1:1形式，取高度：8cm；底板寬度：腹板間距a和懸臂長b應滿足，取a=41cm，b=120cm，則=；腹板厚度：為滿足抗剪及施工要求，取25cm。橋面鋪裝：面層 瀝青混凝土9cm，容重， 三角墊層 防水混凝土15cm，容重。 縱斷面的布置橫截面沿跨長的變化，靠近支點時為適應預應力鋼筋的彎起布置，從跨截面截面，腹板和底板開始加厚。 圖33 主梁端截面尺寸圖(尺寸單位：cm)Fig 33 The main beam end section size chart(size unit: cm) 毛截面幾何特性（以中主梁使用階段計算為例） 圖34 中主梁使用階段分割塊（單位尺寸：cm）Fig 34 Stage in the main beam using the split block(size unit: cm)1)面積 =12202=2424 =418=164=7082=5740 =12098=11760 = 2)分塊截面形心至上邊緣距離y1=6cm y2=6cm y3=12+8= y4=12+=53cmy5=12+=61cm y61=12+8= y62=86+8=3)分塊面積對上緣凈距： S1=1686=1008cm3 S2=24246=14544cm3 S3=164= S4=574053=304220cm3 S5=1176061=717360cm3 S61=312=S61=322= S=2S1+S2+2S3S4+S5+S61+S62=4)分塊面積的自身慣性矩yuy1= yuy2= yuy3 = yuy4=yuy5= yuy61= yuy62=所以有5）自身慣性矩 =+=檢驗截面效率指標（以使用階段中主梁為例）：上核心距： = 下核心距： ==截面效率指標： 根據設計經驗：一般截面效率指標取,且較大者宜較經濟，上述計算表明，初擬主梁跨中截面是合理的。4 恒載內力計算主梁內力由兩大部分組成，各片主梁靠行車道板連成空間整體結構，當橋上作用荷載（橋面板上兩個車軸，前軸軸重為，后軸軸重為），各片主梁共同參與工作，形成各片主梁之間的內力分布。計算活載：考慮各片梁的分布，汽車荷載所引起的各片梁的內力大小與梁的橫斷面形式、荷載作用位置有關。計算恒載：主梁自重。橋面鋪裝、人行道、欄桿總重除以梁片數，得到每片梁承擔的重量。 荷載的橫向分布系數 支點截面：杠桿法 圖41 支點截面杠桿法2號梁計算圖示（單位尺寸：mm）Fig 41 Fulcrum Lever 1,2 beam crosssection calculation icon(size unit: mm) 1號梁： (41)2號梁： （42）3號梁： 跨中截面：（偏心壓力法） 由于此橋的寬跨比，故采用偏心壓力法計算。 利用AUTOCAD軟件中的工具菜單下查詢命令可得： 截面面積（不考慮鋼筋的影響）：A= 轉換后截面對形心軸的抗彎慣矩：13344076cm4 （1）截面的抗扭慣矩：將截面圖形轉化（圖42） 圖42 計算抗扭慣距的截面轉化圖形（單位尺寸：cm） Fig 42 Crosssection into shapes(size unit: cm) (43)（2）計算主梁抗扭修正系數：， 并取， (44) 圖43 偏心受壓法荷載分布(尺寸單位：cm) Fig 43 Eccentric loading load distribution method (size unit: cm)（3）汽車荷載橫向分布系數①雙列汽車偏載（2P）作用時 1號梁的荷載橫向分布系數： 2號梁的荷載橫向分布系數： 3號梁的荷載橫向分布系數： ②單列汽車偏載（P）作用時 1號梁的荷載橫向分布系數：2號梁的荷載橫向分布系數：3號梁的荷載橫向分布系數：（4）人群荷載橫向分布系數①考慮單側布置人群荷載時，荷載偏心距1號梁的荷載橫向分布系數：2號梁的荷載橫向分布系數：3號梁的荷載橫向分布系數：②考慮雙側布置人群荷載時，荷載偏心距，3號梁的比較單側布置人群荷載和雙側布置人群荷載的橫向分布系數得，雙側布置人群荷載更不利，各號梁都取。表41 跨中荷載橫向分布系數匯總如下Table 41 Summary of coefficient of lateral distribution of load梁號橫向分布系數采用值 汽車2列 汽車單列1（2列）2（2列）3 （2列）表42 荷載橫向分布系數總匯Table 42 Summary of coefficient of lateral distribution of load梁號自跨中至段的分布系數支點分布系數汽車荷載人群荷載汽車荷載人群荷載1230 內力計算 活載內力計算橋面凈寬：=，車輛雙向行駛，橫向車道數為2，考慮折減系數。公路I級荷載：計算跨徑l，位于550之間，集中荷載標準值，=180+；均布荷載標準值.，則，；人群荷載標準值為。計算剪力效應時，則計算剪力時，集中荷載標準值；均布荷載標準值。結構基頻： (45) 因為當時，