【正文】 道路橋梁畢業(yè)設(shè)計論文第1章 方案比選（1）引用銀河水文站從1951年—1980年連續(xù)30年的實測水文資料匯總?cè)绫?1：表11 水文資料匯總?cè)绫砼判蚰攴萘髁縌ip=m/(n+1)ki(ki1)2(ki1)311959494%21958478%31953410%41978391%51962389%61964371%71954344%81952327%91979323%101969316%111955313%121956274%131977271%141967268%151960223%161970219%171966212%181965180%191957178%201974173%211980169%221975159%231961151%241976148%251972145%261963117%271951109%28197397%291971%30196828%合計根據(jù)皮爾遜Ⅲ型曲線頻率密度函數(shù) 根據(jù)和，查得：。(2) 橋位處于太行山南部地區(qū)，查JTJ06291得 根據(jù)實際情況主要取設(shè)計流量 根據(jù)計算出來的設(shè)計流量，先假設(shè)。驗算流量如下，根據(jù)CAD畫出的水位圖11：圖11 水位圖河灘部分： 河槽部分： 故取。根據(jù)經(jīng)驗公式法：按河槽寬度公式，查K、n值表，取穩(wěn)定河段類型：，式中：——最小橋孔凈長——設(shè)計洪水流量——設(shè)計洪水的河槽流量——河槽寬度——反映河床穩(wěn)定性的系數(shù)和指數(shù)按單寬流量公式， 式中：——橋孔最小凈長——設(shè)計流量——河槽平均單寬流量——水流壓縮系數(shù) ——河槽流量，——河灘流量，綜上所述，取。 方案一、普通簡支T型梁橋（圖12）該河段按設(shè)計要求定為不通航河流，其設(shè)計水位計算橋面最低高，應(yīng)按公式計算：——橋面最低高程（m）——設(shè)計水位，取——考慮壅水、浪高、河灣超高、水拱、床面淤高、漂浮物高度等各種水面升高值總和（m）。取 圖12 T梁橫截面——橋下凈空安全值，取——橋面上部構(gòu)造建筑高度（包括橋面鋪裝高度m）。=式中：——河槽部分通過的設(shè)計流量；當(dāng)橋下河槽能夠擴(kuò)寬至全橋孔時，=；當(dāng)橋下河槽不能夠擴(kuò)寬至全橋孔時 ——天然狀態(tài)下河槽流量； ——天然狀態(tài)下河灘部分通過流量； ——建橋后橋下斷面河槽寬度，； ——設(shè)計水位下，橋墩阻水總面積與橋下過水面積的比值，； ——橋墩水流側(cè)向壓縮系數(shù)，設(shè)計流速，查得； ——單寬流量集中系數(shù)，；又，（為河槽最大水深） ：當(dāng)時：當(dāng)時： 式中：——橋墩局部沖刷深度(m)，從一般沖刷后床面算起；——墩形系數(shù)；表641； ——計算墩寬；——一般沖刷后水深（m）； ——系數(shù)，d——沖刷平均粒徑（mm）； n——指數(shù)，v——行近流速(m/s),取一般沖刷后墩前流速；——河床泥沙起動流速，；——橋墩起沖流速（m/s），；橋墩為雙柱墩，(m),查墩形系數(shù)表， B1=。， v=，沖刷平均粒徑d=2mm，系數(shù)；， ； 。橋位斷面左岸有河灘，阻水較多，橋臺沖刷較深。左河灘受阻水流弗汝德：Fr=；左岸路堤阻水面積；橋臺沖刷深度 橋墩最低標(biāo)高：橋臺最低標(biāo)高：、桁式組合拱橋（圖13）該河段按設(shè)計要求定為不通航河流，其設(shè)計水位計算橋面最低高，應(yīng)按公式計算：——橋面最低高程（m）——設(shè)計水位，取——考慮壅水、浪高、河灣超高、水拱、床面淤高、漂浮物高度等各種水面升高值總和（m）。取——橋下凈空安全值，取 圖13 拱橋橫斷面——橋面上部構(gòu)造建筑高度（包括橋面鋪裝高度m）。=、局部沖刷、橋臺沖刷計算具體的計算方法與方案一中的T梁計算相同。橋墩最低標(biāo)高：橋臺最低標(biāo)高：、裝配式預(yù)應(yīng)力簡支箱梁橋（圖14）該河段按設(shè)計要求定為不通航河流，其設(shè)計水位計算橋面最低高，應(yīng)按公式計算：——橋面最低高程（m）——設(shè)計水位，取——考慮壅水、浪高、河灣超高、水拱、床面淤高、漂浮物高度等各種水面升高值總和（m）。取 圖14 箱梁橫斷面——橋下凈空安全值，取 ——橋面上部構(gòu)造建筑高度（包括橋面鋪裝高度m）。=、局部沖刷、橋臺沖刷計算具體的計算方法與方案一中的T梁計算相同。橋墩最低標(biāo)高：橋臺最低標(biāo)高：、普通簡支T型梁橋該方案采用4跨20米混凝土簡支T梁橋。橋梁上部結(jié)構(gòu)采用5片主梁。吊裝后鉸縫寬為60厘米。%的雙向橫坡?；炷梁喼Я簶虻奶攸c：，它受力明確，結(jié)構(gòu)簡單，施工方便，結(jié)構(gòu)內(nèi)力只受外力影響，能適應(yīng)在地質(zhì)較差的橋位上建橋。，由于各跨經(jīng)結(jié)構(gòu)尺寸相同，其結(jié)構(gòu)尺寸易于設(shè)計成系列化，標(biāo)準(zhǔn)化。有利于組織大規(guī)模的工廠預(yù)制生產(chǎn)并用現(xiàn)代化起重設(shè)備，進(jìn)行安裝，簡化施工管理工作，降低施工費用。，并且上下部結(jié)構(gòu)可用時施工，顯著加快建橋速度縮短工期。，因相鄰各梁之間單獨受力，橋墩上常設(shè)置相鄰簡支梁的支座，相應(yīng)可以增加墩的寬度。不足之處：截面形狀不穩(wěn)定，運輸和安裝較復(fù)雜。構(gòu)件正好在橋面板的跨中接頭，對板的受力不利。根據(jù)擬定的方案，大致得出所需的材料用量（表12）表12 方案一材料用量表項目砼（）鋼筋（）人工（/工日）木材（）上部結(jié)構(gòu)48003500下部結(jié)構(gòu)45005600、桁式組合拱橋橋型布置：該方案采用的橋梁跨徑為12+56+12m的桁式組合拱橋，重力式橋墩；橋臺為重力式橋臺；,全橋橋面連續(xù)。 大跨徑橋梁的合理結(jié)構(gòu)型式必須是結(jié)構(gòu)受力合理，能最大限度地發(fā)揮材料性能，同時便于施工。拱橋的主要承重結(jié)構(gòu)——拱圈，在靜載、活載作用下基本上是承受壓力，因而充分發(fā)揮了圬工材料抗壓強(qiáng)度高的特點，達(dá)到了節(jié)省鋼材的目的。但由于拱對墩臺產(chǎn)生的巨大推力，使得下部構(gòu)造很不經(jīng)濟(jì)。為減小拱對墩臺的水平推力，拱橋朝著主拱圈與拱上建筑聯(lián)合作用的方向發(fā)展。 桁架拱橋整體剛度大，上部構(gòu)造自重較輕，材料較省，對地基的適應(yīng)性較強(qiáng)。但它畢竟是推力體系結(jié)構(gòu)，隨著跨徑的增加，拱腳推力仍過大。拱桁梁橋(桁式T構(gòu))在豎直荷載作用下不產(chǎn)生推力，這對下部結(jié)構(gòu)當(dāng)然有利。但這種橋?qū)儆诠靶蔚牧菏綐颍舷依艽?，預(yù)應(yīng)力鋼筋用量較大。如果能在采用桁式結(jié)構(gòu)的前提下，綜合拱橋和梁橋的受力特點，取其所長，就可得到一種結(jié)構(gòu)和受力都較為合理的橋型。桁式組合拱橋，兼有拱和梁的優(yōu)點，跨越能力強(qiáng)、受力合理、輕盈美觀、省工省料、施工簡便，是最適合山區(qū)的合理橋型之一。 表13 方案二材料用量項目砼（）鋼筋（）人工（/工日）木材（）上部結(jié)構(gòu)150006500下部結(jié)構(gòu)45005600、裝配式預(yù)應(yīng)力簡支箱梁橋孔徑布置： 40m+40m，全長80m,寬12m。在簡支箱梁橋的跨中還留有5厘米的伸縮縫。％的橫坡，其中間標(biāo)高高于外側(cè)標(biāo)高。主梁結(jié)構(gòu)構(gòu)造：頂板厚度18cm，腹板厚度18cm，底板厚度18cm，在端部的加厚段，腹板厚度取32cm，底板厚度取32cm。翼緣根部25cm，翼緣端部厚度18cm，—。每跨設(shè)有4片箱梁，全橋共計8片箱梁。％的橫坡，2%的縱坡,其中間標(biāo)高高于外側(cè)標(biāo)高。下部構(gòu)造：采用圓柱式橋墩；樁基礎(chǔ)（鉆孔灌注樁）。橋臺采用重力式橋臺。施工方案：全橋采用裝配式施工方法。簡支箱形截面梁以其優(yōu)良的力學(xué)特性：具有較大的剛度和強(qiáng)大的抗扭性能和結(jié)構(gòu)簡單，受力明確、節(jié)省材料、架設(shè)安裝方便，跨越能力較大、橋下視覺效果好等優(yōu)點。而被廣泛地應(yīng)用于城市橋梁、高等級公路立交橋及普通跨河結(jié)構(gòu)橋梁的上部結(jié)構(gòu)中。表14 方案三材料用量項目砼（）鋼筋（）人工（/工日）木材（）上部結(jié)構(gòu)58504300下部結(jié)構(gòu)36503700方案的比選要根據(jù)安全、功能、經(jīng)濟(jì)與美觀，其中以安全與經(jīng)濟(jì)為重。從安全角度講， 第一方案截面形狀不穩(wěn)定，整體穩(wěn)定性較差，不利于抗震條件；第二，三方案則整體穩(wěn)定性能高些，且看起來美觀大方，第二方案則更突出美觀性。從經(jīng)濟(jì)用量來評比，第一方案用工量及整個造價上都比較節(jié)省，如果僅從材料費用考慮，第一方案最經(jīng)濟(jì)；從施工難度及工期看，第一、三方案結(jié)構(gòu)簡單，施工方便，而且采用裝配式施工，大大縮短了工期，但T梁的應(yīng)用已經(jīng)很少用于這個時期的橋梁建造。第二方案工藝復(fù)雜，對施工質(zhì)量要求較高，需要技術(shù)熟練的施工隊伍。綜合以上因素，結(jié)合施工單位的技術(shù)水平、工程經(jīng)驗以及當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況，并考慮所建橋梁級別、設(shè)計人員的設(shè)計能力、工程造價等，優(yōu)先的考慮第三個方案。11第2章 裝配式預(yù)應(yīng)力簡支箱梁橋上部結(jié)構(gòu)計算第2章 裝配式預(yù)應(yīng)力簡支箱梁橋上部結(jié)構(gòu)計算 設(shè)計資料橋面凈空： 凈－9+21m主梁跨徑和全長： 標(biāo)準(zhǔn)跨徑：；計算跨徑：；主梁預(yù)制長度：；設(shè)計荷載： 公路—Ⅱ級汽車荷載 人群荷載 結(jié)構(gòu)重要系數(shù) 材料規(guī)格：鋼筋：主筋采用HRB335鋼筋 抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 抗拉強(qiáng)度設(shè)計值 彈性模量 相對界限受壓區(qū)高度箍筋采用R235鋼筋 抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 抗拉強(qiáng)度設(shè)計值混凝土：主梁采用C50砼 抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值抗壓強(qiáng)度設(shè)計值抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值抗拉強(qiáng)度設(shè)計值彈性模量設(shè)計依據(jù)：(1)、《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》（JTG D602004）。(2)、《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力砼橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTG D622004）。 結(jié)構(gòu)尺寸 ,其橫斷面、縱斷面布置型式見圖222。圖21 橋梁橫斷面（尺寸單位：mm）圖22 橋梁縱斷面（尺寸單位：mm）（1）箱梁高度預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋的主梁高跨比通常為1/15—1/20。本設(shè)計主梁高度取用200cm，其高跨比為1/20。（2）箱梁頂、底、腹板的厚度箱梁頂板主要考慮橋面板受力需要，確定厚度為18cm；近梁端底板厚度除考慮受力要求外，還要考慮布置預(yù)應(yīng)力鋼束道路的需要，擬定厚度為32cm。近梁端處腹板厚度考慮布置預(yù)應(yīng)力鋼束道的需要和抗剪強(qiáng)度的要求，定為32cm，其余部分為18cm。腹板與頂板相接處做成的承托，使箱壁剪力流能順利傳遞，避免在轉(zhuǎn)角處產(chǎn)生過大的應(yīng)力集中。箱梁一般構(gòu)造見圖224：圖23圖24本設(shè)計梁高采用等高度形式，橫截面頂板厚度沿跨長不變。梁端部區(qū)段由于錨頭集中力的作用而引起較大的局部應(yīng)力，也因布置錨具的需要，在端頭附近做成楔形，腹板在梁端附近由20cm漸變成32cm。在梁跨中設(shè)置橫隔梁，各主梁之間的橫向聯(lián)系依靠現(xiàn)澆濕接縫來完成。橫隔梁高度與主梁同高，厚度取用18cm.截面幾何特性見表21截面效率指標(biāo)（）為：式中：Ks——上核心距離，；Kx——下核心距離，項目截面面積A（）形心至頂板距離形心至底板距離截面慣性矩邊梁支點截面邊梁跨中截面中梁支點截面中梁跨中截面表21 截面幾何特性計算表、主梁內(nèi)力計算 恒載內(nèi)力計算（1）預(yù)制梁自重（一期恒載）據(jù)主梁構(gòu)造，對邊梁和主梁考慮四部分恒載集度，即：按跨中截面計算的自重、梁端腹板及底板加厚部分、端橫梁自重、橫隔板自重。故一期恒載集度有，邊梁：中梁：（2）二期恒載二期恒載主要包括防撞護(hù)欄、人行道、橋面鋪裝、現(xiàn)澆濕接縫四個部分。邊梁：中梁：（3）恒載內(nèi)力設(shè)X為計算截面至左支承中心的距離，并令（見圖25），則邊梁和中梁的恒載內(nèi)力計算見表22圖25 恒載內(nèi)力計算圖表22 恒載內(nèi)力計算計算數(shù)據(jù)項目跨中四分點變化點四分點變化點支點