【正文】 蘭州交通大學畢業(yè)設計（論文）目錄第1章 緒 論 2第2章設計說明 3 設計資料 設計荷載：公路I級 材料及工藝 規(guī)范及采用規(guī)范 3第3章上部結構尺寸的擬定 3 4 4 橫截面沿跨長的變化 5 橫隔梁的設置 6第4章 主梁內(nèi)力計算 6 6 10 主梁內(nèi)力組合 16第5章預應力鋼束的估算及其布置 17 跨中截面鋼束的估算與確定 17 預應力鋼束布置 18第6章 計算主梁截面幾何特性 22 截面面積及慣矩計算 22 梁截面對重心軸的靜矩計算 23第7章 鋼束預應力損失計算 25 預應力鋼筋張拉（錨下）控制應力 25 鋼束應力損失 25第8章 主梁截面驗算 27 正截面承載力計算 27 斜截面承載力計算 28第9章 梁端錨固區(qū)局部承壓計算 29 局部受壓區(qū)尺寸要求 29 局部抗壓承載力計算 30第10章 主梁變形驗算 31 荷載短期效應作用下的主梁撓度驗算 31 預加應力引起的上拱度計算 31 預拱度的設置 32總結 33致謝 34主要參考文獻 35附錄 36第1章 緒 論畢業(yè)設計是大學本科教育培養(yǎng)目標實現(xiàn)的重要階段，是畢業(yè)前的綜合學習階段,是深化、拓寬、綜合教和學的重要過程,是對大學期間所學專業(yè)知識的全面總結。本組畢業(yè)設計題目為“劉白高速公路劉川立交橋上部結構設計”。在畢設前期，我溫習了《結構力學》、《鋼筋混凝土》等知識，并借閱了《混凝土規(guī)范》、《荷載規(guī)范》等規(guī)范。在畢設中期，我們通過所學的基本理論、專業(yè)知識和基本技能進行結構設計。本組在校成員齊心協(xié)力、分工合作，發(fā)揮了大家的團隊精神。在畢設后期，主要進行設計手稿的電腦輸入，并得到老師的審批和指正，使我圓滿的完成了任務，在此表示衷心的感謝。本橋位于劉白高速公路、劉川段、該橋是一座跨鐵路線的公路橋梁，橋下鐵路為4股道，鐵路為直線，橋址處地形平坦，鐵路路肩高出地面1米左右，斜交角度為10，公路橋中心里程為K2+，鐵路里程為K7+。我國在修建大量小跨徑鋼筋混凝土梁橋的同時，開始對預應力混凝土橋梁進行了研究與試驗，于1956年在公路上建成了第一座跨徑20m的預應力混凝土簡支梁橋。隨后，預應力混凝土簡支梁橋在公路上獲得了廣泛采用，所以我們在這方面的技術還是比較先進的。畢業(yè)設計的兩個月里，在指導老師的幫助下，經(jīng)過資料查閱、設計計算、論文撰寫以及外文的翻譯，加深了對新規(guī)范、規(guī)程、手冊等相關內(nèi)容的理解。鞏固了專業(yè)知識、提高了綜合分析、解決問題的能力。在進行內(nèi)力組合的計算時，進一步了解了Excel。在繪圖時熟練掌握了AutoCAD，以上所有這些從不同方面達到了畢業(yè)設計的目的與要求。 二零零七年六月十日 第2章設計說明 設計資料橋梁跨徑及橋寬 標準跨徑：40m(墩中心距離) 主梁全長: 計算跨徑: 橋面寬度:2凈12m 路幅寬度:28m、設計荷載：公路I級、材料及工藝 混凝土：主梁用40號，=MPa 抗壓強度標準值=，抗壓強度設計值=,抗拉強度標準值=,抗拉強度設計值=；預應力鋼束采用符合冶金部YB25564標準的φs5mm碳素鋼絲，每束由 24根組成；抗拉強度標準值=1600 MPa，抗拉強度設計值=1280 MPa，彈性模量 MPa非預應力鋼筋：HRB400級鋼筋抗拉強度標準值=400 MPa，抗拉強度設計值=330 MPa，直徑d＜12mm者一律采用HRB335級鋼筋，抗拉強度標準值=335MPa，抗拉強度設計值=280 MPa 鋼筋彈性模量均為E= MPa。、規(guī)范及采用規(guī)范中華人民共和國交通部《公路工程技術標準》（JTJ00197）中華人民共和國交通部《公路橋涵設計通用規(guī)范》（JTGD602004）中華人民共和國交通部《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》（JTGD622004） 第3章上部結構尺寸的擬定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，但標準設計主要為配合各種橋面寬度，使橋梁尺寸標準化而采用統(tǒng)一的主梁間距。（留2cm工作縫，T梁上翼緣寬度為194cm）。全幅橋橋面凈空：+12+3+12+，中央分隔帶寬3米，則選用7片主梁。 預應力混凝土簡支梁橋的主梁高度與其跨徑之比通常在1/15～1/25之間，標準設計中高跨比約在1/18～1/19之間，當建筑高度不受限制時，增大梁高往往是經(jīng)濟的方案。因為增大梁高可節(jié)省預應力鋼束用量，同時梁高加大一般只是腹板加高，而混凝土用量增加不多。則取260cm的主梁高度是比較合適的。 T梁翼板的厚度主要取決于橋面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。本設計預制T梁的翼板厚度取用12cm，翼板根部加厚到26cm以抵抗翼緣根部較大的彎矩。 在預應力混凝土梁中腹板內(nèi)因主拉應力甚小，腹板厚度一般由布置制孔管的構造決定，同時從腹板本身的穩(wěn)定條件出發(fā)，腹板厚度不宜小于其高度的1/15。該T梁腹板厚度均取18cm。 馬蹄尺寸基本由布置預應力鋼束的需要確定的，設計實踐表明馬蹄面積占截面總面積的10%～20%為合適。本設計考慮到主梁需要配置較多的鋼束同時還根據(jù)“公預規(guī)”對鋼束凈距及預留管道的構造要求初擬馬蹄寬度46cm，高度36cm，馬蹄與腹板交接處作成45176。斜坡的折線鈍角，以減小局部應力。 按照以上擬定的外形尺寸，就可繪出預制梁跨中截面圖。（見下圖） 預制梁跨中截面圖（尺寸單位：cm） 計算截面幾何特性 將主梁跨中截面劃分為五個規(guī)則圖形的小單元，截面幾何特性列表計算見表11： 檢驗截面效率指標（） 上核心距 == 下核心距 == 表明以上初擬的主梁跨中截面尺寸是合理的 橫截面沿跨長的變化 本設計主梁采用等高度形式。橫截面的T梁板厚度沿跨長不變，馬蹄部分為配合鋼束而從四分點開始向支點逐漸抬高，梁端部區(qū)段由干錨頭集中力的作用而引起較大的局部應力，也因布置錨具的需要在距梁端一倍梁高范圍內(nèi)（260cm）將腹板加厚到與馬蹄同寬，變化點界面（腹板開始加厚處）到支點的距離為206cm，中間設置一節(jié)長為30cm的腹板加厚過渡段。表11：分塊名稱 分塊面積（） 分塊面積形心至上緣距離（cm）分塊面積對上緣靜矩分塊面積的自身靜矩（）(cm)分塊面積對截面形心慣矩（）（）（1）（2）（3）=（1）（2）（4）（5）（6）=（1）（5）（7）=（4）+（6）翼板2328613968279362084289520870831三角承托12321341586834748696889腹板381611845028814292192115254515444737下三角196213427621382764272馬蹄165624240075217884833100164332790129228I=81055741 注：截面形心至上緣距離=。 橫隔梁的設置 模型試驗結果表明，在荷載作用下處的主梁彎起橫向分布，當該處有內(nèi)橫隔梁時它比較均勻，否則直接在荷載作用下的主梁彎矩很大。為減小對主梁設計起主要作用的跨中彎矩，在跨中設置一道中橫隔梁，當跨度較大時，四分點處也易設置內(nèi)橫隔梁。本設計共設置五道橫隔梁，橫隔梁采用開洞形式，. 第4章 主梁內(nèi)力計算根據(jù)上述梁跨結構縱橫截面的布置，并通過活載作用下的梁橋荷載橫向分布計算，可分別求得各主梁控制截面（一般取跨中、四分點、變化點截面和支點截面）的恒載和最大活載內(nèi)力然后再進行主梁內(nèi)力組合。（1）預制梁自重（第一期恒載） a、按跨中截面計，主梁的恒載集度： ==b、由于馬蹄抬高所形成四個橫置的三棱柱重力折算成的恒載集度： 4/2（+）（）25/ =c、由于梁端腹板加寬所增加的重力折算成的恒載集度： 2（）（++）25/ =（㎡為主梁端部截面積）d、邊主梁的橫隔梁（尺寸見圖11）內(nèi)橫隔梁體積： [14]= 端橫隔梁體積： []= （3+2）25/=e、中主梁的橫隔梁內(nèi)橫隔梁體積： 2[]= 端橫隔梁的體積： 2[]= （3+2）25/=f、第一期恒載 邊主梁的恒載集度為： =+++= 中主梁的恒載集度為： =+++= 第二期恒載 欄桿：[50+1/2（+50）18+1/2（+15）] 25+12524= 橋面鋪裝層：1223= 若將欄桿橋面鋪裝層、恒載籠統(tǒng)地均攤給7片主梁則： =1/7（+）= 圖11（1）恒載內(nèi)力如圖所示：設x為計算截面離左支座的距離，并令a=x/l，則：主梁彎矩和剪力的計算公式分別為：恒載內(nèi)力計算見下表： （1號梁）計算數(shù)據(jù)= =㎡項目跨中四分點變化點四分點變化點支點0第一期恒載第二期恒載恒載內(nèi)力（2號梁）計算表計算數(shù)據(jù)= =㎡項目跨中四分點變化點四分點變化點支點0第一期恒載第二期恒載1+沖擊系數(shù)可按下式計算：當f＜，=≤f≤14時，=當f＞14時，=其中f結構基頻（），對于簡支梁橋基頻可采用下列公式估算： =G/g式中：l結構的計算跨徑（m） E結構材料的彈性模量（N/㎡） 結構跨中截面的截面慣矩（） 結構跨中處的單位長度質量（kg/m） G結構跨中處延米結構重力（N/m） g重力加速度 g=（m/）= ＜f＜14 ==1+=按“橋規(guī)”對于雙車道不考慮汽車荷載折減即車道折減系數(shù)=（1） 跨中的荷載橫向分布系數(shù)本橋跨內(nèi)設有三道橫隔梁，具有可靠的橫向聯(lián)結。且承重結構的長寬比為L/B==＞2所以可按修正的剛性橫梁法來繪制橫向影響線和計算橫向分布系數(shù)a、 計算主梁抗扭慣矩對于T形梁截面，抗扭慣矩可近似按下式計算：式中：和相應為單個矩形截面的寬度和厚度 矩形截面抗扭剛度系數(shù) M梁截面劃分成單個矩形截面的個數(shù)對于跨中截面，翼緣板的換算平均厚度：==19cm馬蹄部分的換算平均厚度：=43cm如下圖示出了的計算圖示： 的計算見下表：分塊名稱（cm）(cm)翼緣板（1）196191/3腹板（2）198181/3馬蹄（3）4643b、 計算抗扭修正系數(shù)本主梁的間距相同，并可將主梁近似看成等截面則得：式中：G=；l=. = = = = = = = = = 則得：=