【正文】 山東科技大學學生畢業(yè)設(shè)計（論文） I橋梁設(shè)計鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)畢業(yè)設(shè)計1 橋 梁設(shè)計概況 …………………………………………………………1 工程概況……………………………………………………………1 設(shè)計依據(jù)及主要設(shè)計規(guī)范 …………………………………………1 設(shè)計技術(shù)標準 ……………………………………………………12 橋梁方案比選 ……………………………………………………………2 設(shè)計原則 ……………………………………………………………2 方案比選 ……………………………………………………………2 預應力空心板橋 …………………………………………………2 預應力混凝土簡支 T 梁橋 ……………………………………2 鋼筋混凝土空腹拱橋 ……………………………………………2 技術(shù)經(jīng)濟指標比較和最優(yōu)方案擬定 …………………………23 預應力混凝土 T 型梁橋結(jié)構(gòu)設(shè)計 ………………………………4 設(shè)計資料及構(gòu)造布置 ……………………………………………4 設(shè)計資料 ……………………………………………………4 主梁縱橫截面布置 ……………………………………………5 橫截面沿跨長的變化 ……………………………………………10 橫隔梁的布置 …………………………………………………10 基本計算數(shù)據(jù) …………………………………………………10 主梁作用效應 ……………………………………………………10 永久作用效應計算 ……………………………………………10 可變作用效應計算（修正偏心壓力法） ……………………13 主梁作用效應組合匯總 ………………………………………25 預應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 預應力鋼束位置 …………………………………………………28 計算主梁截面幾何特性 ………………………………………33 截面面積及慣性矩計算 ………………………………………33 截面靜矩計算 ……………………………………………………36 截面幾何特性匯總 ……………………………………………38 鋼束預應力損失計算 ……………………………………………39目 錄山東科技大學學生畢業(yè)設(shè)計（論文） II 預應力鋼束與管道壁之間的摩擦損失引起的預應力損失………39 由錨具變形、鋼束回縮引起的預應力損失 ……………………39 混凝土彈性壓縮引起的損失 …………………………………41 由鋼束預應力松弛引起的預應力損失 …………………………42 混凝土收縮和徐變引起的預應力損失 …………………………42 成橋后張拉 N6 號鋼束混凝土彈性壓縮引起的預應力損失 …54 預加力計算及鋼束預應力損失匯總 …………………………54 主梁截面承載力與應力驗算 …………………………………55 持久狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)承載力驗算 ……………………55 持久狀況正常使用極限狀態(tài)抗裂驗算 …………………………61 持久狀態(tài)構(gòu)件的應力驗算 ……………………………………68 短暫狀況構(gòu)件的應力驗算 ……………………………………74 主梁局部抗 壓承載力驗算 …………………………………78 局部承壓區(qū)的截面尺寸驗算 …………………………………78 局部抗壓承載力驗算 ……………………………………………80 行車道板計算 ……………………………………………………81 懸臂板荷載效應計算 ……………………………………………81 連續(xù)板荷載效應計算 ……………………………………………82 截面設(shè)計、配筋與承載力驗算 …………………………………874 專題研究—— 橫隔梁作用效應計算與截面設(shè)計 ……………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影響線 …………………………………89 截面效應計算 ……………………………………………………91 截面配筋計算 ……………………………………………………92參考文獻 ……………………………………………………………………93致 謝 詞 ……………………………………………………………………94山東科技大學學生畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 橋梁設(shè)計概況 工程概況該橋是國道 218 線清水河至伊寧高速公路第一合同段內(nèi)的一座大橋，起點樁號為 K2+417，中心樁號為 K2+510，終點樁號為 K2+603，全橋長180m。該橋為跨越季節(jié)性河流大東溝而建，設(shè)計流量為 235 立方米每秒，設(shè)計流速 米每秒，設(shè)計水位為 ，地表水對混凝土無腐蝕。氣象地質(zhì)情況：新建橋址處地質(zhì)情況通過鉆探挖探查明，持力層主要為圓礫。所處區(qū)域為溫帶干旱型氣候，夏季溫和濕潤，秋季天高氣爽，降溫迅速，晝夜溫差較大，冬季漫長寒冷，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，地震動峰值加速度 。要求新建橋梁的荷載等級為公路 I 級 設(shè)計依據(jù)及主要設(shè)計規(guī)范（1） 《公路工程技術(shù)標準》 （JTG B012022）（2） 《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》 （JTG D602022）,簡稱《橋規(guī)》（3） 《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》 （JTG D622022）,簡稱《公預規(guī)》（4） 《橋梁計算示例叢書 混凝土簡支梁（板）橋》 （第三版）易建國（5） 《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTG D622022）條文應用算例》袁倫一，（6） 《橋梁工程》（7） 《結(jié)構(gòu)設(shè)計原理計算示例》趙志蒙著. 人民交通出版社（8） 《公路圬工橋涵設(shè)計規(guī)范》 （JTG D612022）,簡稱《圬工規(guī)范》（9） 《橋梁設(shè)計常用手冊》 ，人民交通出版社 設(shè)計技術(shù)標準（1）線路等級：高速公路（2）橋面凈空： 防撞欄+凈 行車道+ 護欄+ 分隔山東科技大學學生畢業(yè)設(shè)計（論文） 2帶+ 護欄+凈 行車道+ 防撞欄，總寬 28m（3）車道荷載標準：公路Ⅰ級荷載（4）設(shè)計坡度：縱坡 i max =%，橫坡度 %（5）抗震設(shè)防等級：按地震烈度 Ⅷ級設(shè)防（6）線路及其他相關(guān)標準符合高速公路設(shè)計規(guī)范2 橋梁方案比選 設(shè)計原則結(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、美觀、和有利環(huán)?！钡幕驹瓌t，從主要材料用量、勞動力數(shù)量、全橋總造價、工期、養(yǎng)護費用、運營條件、有無困難工程、是否需要特種機具、美觀等，綜合權(quán)衡技術(shù)因素和使用要求，初擬23 個可行性方案。 方案比選 預應力空心板橋孔徑布置：標準跨徑 20m,920m,全長 180m。結(jié)構(gòu)構(gòu)造：橋梁上部采用預應力鋼筋混凝土空心板、橋面連續(xù)，下部采用柱式墩、肋板式橋臺和埋置式橋臺，基礎(chǔ)為條形基礎(chǔ)。 預應力混凝土簡支 T 梁橋孔徑布置：標準跨徑 30m，630m，全長 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鉸拱橋。全橋分 4 跨，每跨均采用標準跨徑 40m。采用矩形截面的拱圈。橋墩為重力式橋墩，橋臺為 U 型橋臺。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 。山東科技大學學生畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 技術(shù)經(jīng)濟指標比較和最優(yōu)方案擬定經(jīng)濟指標對比分析如下。（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格，且用量相當大，由該橋位置看，材料供給比較方便。（2）勞動需求量方面第一方案總用工日約為 2 萬工日左右，第二方案則約為 萬左右，而第三方案用工日量高達 25 萬日左右，幾乎為前兩者的 10 倍之多。（3）全橋造價：第一、二方案約在 1000 萬左右，第三方案約在 750 萬左右，較前兩者可節(jié)約造價約為 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，相對機械、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。當施工工期要求較短時就會跟不上節(jié)拍，無法及時竣工。（5）養(yǎng)護費用方面：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，拱橋損壞修復較梁橋困難。再則該橋為高速公路跨河而建，其交通量大，不宜中斷交通修復。故選用梁橋較為適宜。（6）各種材料運輸方面：在材料運輸方面較為方便，省級干線公路運營條件也比較好，為各種材料運輸提供較大的便利。綜合上述幾點評比，雖然第一、二方案在總造價上較第三方案大，但在其它幾個方面相對后者則有明顯的優(yōu)勢，加之施工現(xiàn)場的施工條件等方面，經(jīng)過認真比選決定采用第二方案即預應力混凝土裝配式簡支 T 型梁橋(詳見方案比選表 21)山東科技大學學生畢業(yè)設(shè)計（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 第三方案序號比較內(nèi)容 預應力空心板橋 預應力簡支 T 型梁上承式空腹鋼筋混凝土拱橋1 橋高 10m 10m 10m2 橋長 180m 180m 190m3 特點建筑高度較小，外形輕巧、美觀，但因該橋角較長支座數(shù)量較多，后期養(yǎng)護工作量大，以較少采用技術(shù)較先進工藝要求較嚴格，采用后張法施工，二次灌注法灌注。且在近幾年來有了較成熟的施工經(jīng)驗和施工技術(shù)傳統(tǒng)的砌筑工藝，人工用量較大，施工機械用倆少難以采用機械化施工4使用效果評價伸縮縫較多，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)護且經(jīng)費很低閱微閣小說自重較大，對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)護費用較低3 預應力混凝土 T 型梁橋結(jié)構(gòu)設(shè)計 設(shè)計資料及構(gòu)造布置 設(shè)計資料標準跨徑：30m（墩中心距） ，全橋共：180 米，分 6 跨，主梁全長：，橋面凈空： 防撞欄+凈 行車道+ 護欄+ 分隔帶+ 護欄+凈 行車道+ 防撞欄，總寬 28m山東科技大學學生畢業(yè)設(shè)計（論文） 5計算跨徑：。 公路Ⅰ級荷載。本橋為預應力鋼筋混凝土 T 型梁橋，錐形錨具；混凝土：主梁采用 C50，防撞護欄及橋面鋪裝用 C30 號；預應力鋼筋：采用《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設(shè)計規(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 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)主梁間距通常應隨梁高與跨徑的增大而加寬為經(jīng)濟，同時加寬翼板對提高主梁截面效率指標 很有效，故在許可條件下應適當加寬 T 梁翼板。?本設(shè)計主梁翼板寬度為 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：預施應力、運輸、吊裝階段的小截面（ =1600mm）和運營階段的大截面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+ 護欄+ 分隔帶+ 護欄+凈 12m 行車道+ 防撞欄，總寬 28m，見圖 31 所示。山東科技大學學生畢業(yè)設(shè)計（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學生畢業(yè)設(shè)計（論文） 7預應力混凝土簡支梁橋的主梁高度與其跨徑之比通常在 1/15 至1/25，標準設(shè)計中高跨比約 1/18 至 1/19。當建筑高度不受限制時，增大梁高往往是較經(jīng)濟的方案，因為增大梁高可以節(jié)省預應力鋼束的用量，同時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)計取用 2300mm 的主梁高度是比較合適的。主梁截面細部尺寸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，還應考慮能否滿足主梁受彎時上翼板受壓的強度要求。本設(shè)計預制 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應力鋼束的需要確定的，根據(jù)相關(guān)設(shè)計資料表明，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，同時還根據(jù)《公預規(guī)》 條對鋼束凈距及預留管道的構(gòu)造要求，初擬馬蹄寬度為550mm，高度 250m