【正文】 山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I橋梁設(shè)計(jì)鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)畢業(yè)設(shè)計(jì)1 橋 梁設(shè)計(jì)概況 …………………………………………………………1 工程概況……………………………………………………………1 設(shè)計(jì)依據(jù)及主要設(shè)計(jì)規(guī)范 …………………………………………1 設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) ……………………………………………………12 橋梁方案比選 ……………………………………………………………2 設(shè)計(jì)原則 ……………………………………………………………2 方案比選 ……………………………………………………………2 預(yù)應(yīng)力空心板橋 …………………………………………………2 預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支 T 梁橋 ……………………………………2 鋼筋混凝土空腹拱橋 ……………………………………………2 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較和最優(yōu)方案擬定 …………………………23 預(yù)應(yīng)力混凝土 T 型梁橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ………………………………4 設(shè)計(jì)資料及構(gòu)造布置 ……………………………………………4 設(shè)計(jì)資料 ……………………………………………………4 主梁縱橫截面布置 ……………………………………………5 橫截面沿跨長(zhǎng)的變化 ……………………………………………10 橫隔梁的布置 …………………………………………………10 基本計(jì)算數(shù)據(jù) …………………………………………………10 主梁作用效應(yīng) ……………………………………………………10 永久作用效應(yīng)計(jì)算 ……………………………………………10 可變作用效應(yīng)計(jì)算（修正偏心壓力法） ……………………13 主梁作用效應(yīng)組合匯總 ………………………………………25 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算極其布置 …………………………………27 跨中截面的鋼束的估算和確定 …………………………………27 預(yù)應(yīng)力鋼束位置 …………………………………………………28 計(jì)算主梁截面幾何特性 ………………………………………33 截面面積及慣性矩計(jì)算 ………………………………………33 截面靜矩計(jì)算 ……………………………………………………36 截面幾何特性匯總 ……………………………………………38 鋼束預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算 ……………………………………………39目 錄山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II 預(yù)應(yīng)力鋼束與管道壁之間的摩擦損失引起的預(yù)應(yīng)力損失………39 由錨具變形、鋼束回縮引起的預(yù)應(yīng)力損失 ……………………39 混凝土彈性壓縮引起的損失 …………………………………41 由鋼束預(yù)應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失 …………………………42 混凝土收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失 …………………………42 成橋后張拉 N6 號(hào)鋼束混凝土彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失 …54 預(yù)加力計(jì)算及鋼束預(yù)應(yīng)力損失匯總 …………………………54 主梁截面承載力與應(yīng)力驗(yàn)算 …………………………………55 持久狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)承載力驗(yàn)算 ……………………55 持久狀況正常使用極限狀態(tài)抗裂驗(yàn)算 …………………………61 持久狀態(tài)構(gòu)件的應(yīng)力驗(yàn)算 ……………………………………68 短暫狀況構(gòu)件的應(yīng)力驗(yàn)算 ……………………………………74 主梁局部抗 壓承載力驗(yàn)算 …………………………………78 局部承壓區(qū)的截面尺寸驗(yàn)算 …………………………………78 局部抗壓承載力驗(yàn)算 ……………………………………………80 行車道板計(jì)算 ……………………………………………………81 懸臂板荷載效應(yīng)計(jì)算 ……………………………………………81 連續(xù)板荷載效應(yīng)計(jì)算 ……………………………………………82 截面設(shè)計(jì)、配筋與承載力驗(yàn)算 …………………………………874 專題研究—— 橫隔梁作用效應(yīng)計(jì)算與截面設(shè)計(jì) ……………88 確定作用在跨中橫隔梁上的可變作用 ……………………88 跨中橫隔梁作用效應(yīng)影響線 …………………………………89 截面效應(yīng)計(jì)算 ……………………………………………………91 截面配筋計(jì)算 ……………………………………………………92參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………93致 謝 詞 ……………………………………………………………………94山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 橋梁設(shè)計(jì)概況 工程概況該橋是國(guó)道 218 線清水河至伊寧高速公路第一合同段內(nèi)的一座大橋，起點(diǎn)樁號(hào)為 K2+417，中心樁號(hào)為 K2+510，終點(diǎn)樁號(hào)為 K2+603，全橋長(zhǎng)180m。該橋?yàn)榭缭郊竟?jié)性河流大東溝而建，設(shè)計(jì)流量為 235 立方米每秒，設(shè)計(jì)流速 米每秒，設(shè)計(jì)水位為 ，地表水對(duì)混凝土無(wú)腐蝕。氣象地質(zhì)情況：新建橋址處地質(zhì)情況通過(guò)鉆探挖探查明，持力層主要為圓礫。所處區(qū)域?yàn)闇貛Ц珊敌蜌夂?，夏季溫和濕?rùn)，秋季天高氣爽，降溫迅速，晝夜溫差較大，冬季漫長(zhǎng)寒冷，夏季炎熱，在公路自然區(qū)劃中屬VI4b 區(qū)（伊利河谷副區(qū)） 。平均氣溫為 9℃，℃，極端最高氣溫 ℃，最大凍土深度 ，年平均降水量 214mm 年平均蒸發(fā)量 1410mm。地震基本烈度為Ⅶ度，地震動(dòng)峰值加速度 。要求新建橋梁的荷載等級(jí)為公路 I 級(jí) 設(shè)計(jì)依據(jù)及主要設(shè)計(jì)規(guī)范（1） 《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》 （JTG B012022）（2） 《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》 （JTG D602022）,簡(jiǎn)稱《橋規(guī)》（3） 《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》 （JTG D622022）,簡(jiǎn)稱《公預(yù)規(guī)》（4） 《橋梁計(jì)算示例叢書(shū) 混凝土簡(jiǎn)支梁（板）橋》 （第三版）易建國(guó)（5） 《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D622022）條文應(yīng)用算例》袁倫一，（6） 《橋梁工程》（7） 《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理計(jì)算示例》趙志蒙著. 人民交通出版社（8） 《公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》 （JTG D612022）,簡(jiǎn)稱《圬工規(guī)范》（9） 《橋梁設(shè)計(jì)常用手冊(cè)》 ，人民交通出版社 設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（1）線路等級(jí)：高速公路（2）橋面凈空： 防撞欄+凈 行車道+ 護(hù)欄+ 分隔山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2帶+ 護(hù)欄+凈 行車道+ 防撞欄，總寬 28m（3）車道荷載標(biāo)準(zhǔn)：公路Ⅰ級(jí)荷載（4）設(shè)計(jì)坡度：縱坡 i max =%，橫坡度 %（5）抗震設(shè)防等級(jí)：按地震烈度 Ⅷ級(jí)設(shè)防（6）線路及其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)符合高速公路設(shè)計(jì)規(guī)范2 橋梁方案比選 設(shè)計(jì)原則結(jié)合 G218 線清水河至伊寧高速公路大東溝大橋的橋位水文地質(zhì)情況，本著“安全、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀、和有利環(huán)保”的基本原則，從主要材料用量、勞動(dòng)力數(shù)量、全橋總造價(jià)、工期、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用、運(yùn)營(yíng)條件、有無(wú)困難工程、是否需要特種機(jī)具、美觀等，綜合權(quán)衡技術(shù)因素和使用要求，初擬23 個(gè)可行性方案。 方案比選 預(yù)應(yīng)力空心板橋孔徑布置：標(biāo)準(zhǔn)跨徑 20m,920m,全長(zhǎng) 180m。結(jié)構(gòu)構(gòu)造：橋梁上部采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土空心板、橋面連續(xù)，下部采用柱式墩、肋板式橋臺(tái)和埋置式橋臺(tái)，基礎(chǔ)為條形基礎(chǔ)。 預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支 T 梁橋孔徑布置：標(biāo)準(zhǔn)跨徑 30m，630m，全長(zhǎng) 180m。結(jié)構(gòu)構(gòu)造：主梁間距為 ，高 ，采用梁肋下部加寬為馬蹄形，以便鋼束的布置和滿足承載預(yù)壓力的需要。 鋼筋混凝土空腹拱橋本方案為鋼筋混凝土等截面懸鏈線無(wú)鉸拱橋。全橋分 4 跨，每跨均采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑 40m。采用矩形截面的拱圈。橋墩為重力式橋墩，橋臺(tái)為 U 型橋臺(tái)。尺寸擬定：本橋擬用拱軸系數(shù) m=，凈跨徑為 ，矢跨比為1/8。橋面行車道寬 。山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較和最優(yōu)方案擬定經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比分析如下。（1）主要材料用量：第一、二方案較第三方案在水泥、鋼材等方面用量較大，而第二方案在材料即砌筑工程材料上較前二者方案嚴(yán)格，且用量相當(dāng)大，由該橋位置看，材料供給比較方便。（2）勞動(dòng)需求量方面第一方案總用工日約為 2 萬(wàn)工日左右，第二方案則約為 萬(wàn)左右，而第三方案用工日量高達(dá) 25 萬(wàn)日左右，幾乎為前兩者的 10 倍之多。（3）全橋造價(jià)：第一、二方案約在 1000 萬(wàn)左右，第三方案約在 750 萬(wàn)左右，較前兩者可節(jié)約造價(jià)約為 1/4。（4）施工工期：第一、二方案（梁板橋）約在 220 天左右，而第三方案約在 400 天左右，其施工工期較長(zhǎng)，相對(duì)機(jī)械、人工等不可避免而造成的誤工、窩工等現(xiàn)象發(fā)生的幾率較大。當(dāng)施工工期要求較短時(shí)就會(huì)跟不上節(jié)拍，無(wú)法及時(shí)竣工。（5）養(yǎng)護(hù)費(fèi)用方面：在這一方面，梁橋與拱橋相差不多。梁（板）橋部分構(gòu)件出現(xiàn)損壞容易維修與更換，拱橋損壞修復(fù)較梁橋困難。再則該橋?yàn)楦咚俟房绾佣?，其交通量大，不宜中斷交通修?fù)。故選用梁橋較為適宜。（6）各種材料運(yùn)輸方面：在材料運(yùn)輸方面較為方便，省級(jí)干線公路運(yùn)營(yíng)條件也比較好，為各種材料運(yùn)輸提供較大的便利。綜合上述幾點(diǎn)評(píng)比，雖然第一、二方案在總造價(jià)上較第三方案大，但在其它幾個(gè)方面相對(duì)后者則有明顯的優(yōu)勢(shì)，加之施工現(xiàn)場(chǎng)的施工條件等方面，經(jīng)過(guò)認(rèn)真比選決定采用第二方案即預(yù)應(yīng)力混凝土裝配式簡(jiǎn)支 T 型梁橋(詳見(jiàn)方案比選表 21)山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4表 21 G218 線清水河至伊寧高速公路大東溝大橋方案比較表第一方案 第二方案 第三方案序號(hào)比較內(nèi)容 預(yù)應(yīng)力空心板橋 預(yù)應(yīng)力簡(jiǎn)支 T 型梁上承式空腹鋼筋混凝土拱橋1 橋高 10m 10m 10m2 橋長(zhǎng) 180m 180m 190m3 特點(diǎn)建筑高度較小，外形輕巧、美觀，但因該橋角較長(zhǎng)支座數(shù)量較多，后期養(yǎng)護(hù)工作量大，以較少采用技術(shù)較先進(jìn)工藝要求較嚴(yán)格，采用后張法施工，二次灌注法灌注。且在近幾年來(lái)有了較成熟的施工經(jīng)驗(yàn)和施工技術(shù)傳統(tǒng)的砌筑工藝，人工用量較大，施工機(jī)械用倆少難以采用機(jī)械化施工4使用效果評(píng)價(jià)伸縮縫較多，行車舒適度差，板塊之間的橫向連接構(gòu)造容易產(chǎn)生損壞屬于靜定結(jié)構(gòu)，受力較好。橋面連續(xù)，行車條件好，使用階段易于養(yǎng)護(hù)且經(jīng)費(fèi)很低閱微閣小說(shuō)自重較大，對(duì)于地基承載力要求較高，水平推力大，拱橋建筑高度較大，但養(yǎng)護(hù)費(fèi)用較低3 預(yù)應(yīng)力混凝土 T 型梁橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)資料及構(gòu)造布置 設(shè)計(jì)資料標(biāo)準(zhǔn)跨徑：30m（墩中心距） ，全橋共：180 米，分 6 跨，主梁全長(zhǎng)：，橋面凈空： 防撞欄+凈 行車道+ 護(hù)欄+ 分隔帶+ 護(hù)欄+凈 行車道+ 防撞欄，總寬 28m山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5計(jì)算跨徑：。 公路Ⅰ級(jí)荷載。本橋?yàn)轭A(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土 T 型梁橋，錐形錨具；混凝土：主梁采用 C50，防撞護(hù)欄及橋面鋪裝用 C30 號(hào)；預(yù)應(yīng)力鋼筋：采用《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D622022）的 鋼絞線；每束 6 根，全梁共配 6 束，=普通鋼筋直徑大于和等于 12mm 的采用 HRB335 鋼筋；直徑小于12mm 的均用 R235 鋼筋。按后張法施工工藝制作主梁，采用內(nèi)徑 70mm、外徑 77mm 的預(yù)埋波紋管和夾片錨具。橋面鋪裝：選用 8cm 厚的防水混凝土作為鋪裝層，上加 5cm 厚的瀝青混凝土磨耗層，共計(jì) 13cm.橋面橫坡：%。線型：平曲線的半徑 R∝∞，可以按直線考慮。 主梁縱橫截面布置（1）主梁間距與主梁篇數(shù)主梁間距通常應(yīng)隨梁高與跨徑的增大而加寬為經(jīng)濟(jì)，同時(shí)加寬翼板對(duì)提高主梁截面效率指標(biāo) 很有效，故在許可條件下應(yīng)適當(dāng)加寬 T 梁翼板。?本設(shè)計(jì)主梁翼板寬度為 2250mm，由于寬度較大，為保證橋梁的整體受力性能，橋面板采用現(xiàn)澆混凝土剛性接頭，因此主梁的工作截面有兩種：預(yù)施應(yīng)力、運(yùn)輸、吊裝階段的小截面（ =1600mm）和運(yùn)營(yíng)階段的大截面ib（ =2250mm） 。橋?qū)捒偣?14 片主梁，橋梁由中間分為分離的兩幅，中間ib間隔為 1000mm，兩邊分別由 6 片主梁組成，橋面寬度為： 防撞欄+凈12m 行車道+ 護(hù)欄+ 分隔帶+ 護(hù)欄+凈 12m 行車道+ 防撞欄，總寬 28m，見(jiàn)圖 31 所示。山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 631 結(jié)構(gòu)尺寸圖（尺寸單位：mm）（2）主梁跨中截面主要尺寸擬定主梁高度山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋的主梁高度與其跨徑之比通常在 1/15 至1/25，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)中高跨比約 1/18 至 1/19。當(dāng)建筑高度不受限制時(shí)，增大梁高往往是較經(jīng)濟(jì)的方案，因?yàn)樵龃罅焊呖梢怨?jié)省預(yù)應(yīng)力鋼束的用量，同時(shí)梁高加大一般只是腹板加高，而混凝土用量增加不多。綜上所述，本設(shè)計(jì)取用 2300mm 的主梁高度是比較合適的。主梁截面細(xì)部尺寸T 梁翼板的厚度主要取決于橋面板承受車輪局部荷載的要求，還應(yīng)考慮能否滿足主梁受彎時(shí)上翼板受壓的強(qiáng)度要求。本設(shè)計(jì)預(yù)制 T 梁的翼板厚度取用 150mm，翼板根部加厚到 250mm。馬蹄尺寸基本由布置預(yù)應(yīng)力鋼束的需要確定的，根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)資料表明，馬蹄面積占截面總面積的 10%至 20%為合適。本設(shè)計(jì)考慮到主梁需要配置較多的鋼束，將鋼束按三層布置，一層最多排三束，同時(shí)還根據(jù)《公預(yù)規(guī)》 條對(duì)鋼束凈距及預(yù)留管道的構(gòu)造要求，初擬馬蹄寬度為550mm，高度 250m