【正文】 裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡支空心板橋畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書第一章 概述發(fā)展交通事業(yè)，實現(xiàn)四通八達(dá)的現(xiàn)代化交通，對發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)，鞏固國防具有非常重要的作用。在公路、鐵路、城市和農(nóng)村道路交通以及水利等建設(shè)中，為了跨越各種障礙（如河流、溝谷或其他線路）必建各種類型的橋梁與涵洞，因此，橋涵又成為陸路交通中的重要組成部分。在經(jīng)濟(jì)上，橋梁和涵洞的造價一般說來平均占公路總造價的10%20%，特別是在現(xiàn)代高等級公路以及城市高架道路的修建中，橋梁不僅在工程規(guī)模上十分巨大，而且也往往是保證全線早日通車的關(guān)鍵。在國防上，橋梁是交通運(yùn)輸?shù)难屎?，在需要高度快速、機(jī)動的現(xiàn)代戰(zhàn)爭中具有非常重要的地位?？紤]到沙河兩岸具有許多工廠、商業(yè)區(qū)、大量高層建筑房屋，政府有關(guān)部門計劃在沙河之上建一座橋梁，以方便兩岸人民、發(fā)展兩岸經(jīng)濟(jì)，并命名為“利民橋”。第二章 方案比較 為了獲得適用、經(jīng)濟(jì)和美觀的橋梁設(shè)計，有關(guān)部門進(jìn)行了深入細(xì)致的調(diào)查和研究，并結(jié)合有關(guān)方面的要求綜合考慮，滿足使用、經(jīng)濟(jì)、結(jié)構(gòu)尺寸、構(gòu)造、施工、美觀上的要求，做出幾種方案，最后通過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面的綜合比較獲得最優(yōu)設(shè)計。方案一：預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋（88m）方案二：預(yù)應(yīng)力混凝土簡支板橋（164m）方案三：鋼筋混凝土雙曲拱橋（322m）表21 方案比較表序號 方案類比 別較項目第一方案第二方案第三方案預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁（88m）預(yù)應(yīng)力混凝土簡支板橋（164m）鋼筋混凝土雙曲拱橋（322m）1橋高（m）3332橋長（m）6464643最大縱坡（%）4工藝技術(shù)要求技術(shù)先進(jìn)，工藝要求嚴(yán)格，所需設(shè)備較少，占用施工場地少。技術(shù)較先進(jìn)，工藝要求嚴(yán)格，施工方便，制造工藝簡單。已有成熟的工藝技術(shù)經(jīng)驗，需用大量的吊裝設(shè)備，占用施工場地大，需用勞力多。5使用效果屬于超靜定結(jié)構(gòu)，受力較好，主橋橋面連續(xù)，無伸縮縫，行車條件好，養(yǎng)護(hù)也容易。屬于靜定結(jié)構(gòu)，受力不如超靜定結(jié)構(gòu)好，但其結(jié)構(gòu)質(zhì)量安全可靠，耐勞性好，計算簡便。拱的承載潛力大。伸縮縫多，養(yǎng)護(hù)較麻煩。縱坡較大，東岸廣場及引道填土太高，土方量大，土方來源困難。6造價及用材鋼材用量大，造價也大。鋼材用量小，造價低。造價最低，耗用鋼材少，但木材、水泥多。 通過以上三種方案比較，從使用效果、造價、材料等諸多方面看，第二方案優(yōu)點(diǎn)最多。第一方案由于“利民橋”屬于城市橋梁且橋跨較小，造價較高不宜采用；第三方案由于在城市施工，施工場地不宜占大且土方來源困難，不宜采用。所以第二方案最為合理。第三章 初步設(shè)計第一節(jié) 原始資料一、水文數(shù)據(jù)資料設(shè)計洪水為頻率為2%，設(shè)計流量為：設(shè)計流速為，IL=，e=。二、氣象資料：，極端最高溫38，，設(shè)計風(fēng)速。三、地質(zhì)資料據(jù)工程地質(zhì)勘察報告（鉆探深度為20），橋位河床下的地質(zhì)條件如下表：表31 河床下地質(zhì)資料報告表土名土特征參數(shù)充填土淤泥質(zhì)粘土粉質(zhì)粘土粘 土中 砂礫 砂河流兩岸除河床標(biāo)高下與河中心相同外，岸邊河中心標(biāo)高以上為松散砂土，地基容許承載力，空隙比e=，夾有淤泥質(zhì)粘土，層厚為1。四、設(shè)計荷載公路II級 人群荷載：橋面寬度：凈7＋2道路等級：II級 本河道不通航抗震設(shè)防烈度為7度第二節(jié) 水文計算一、過水面積計算,過水面積：A1== A2=（＋）= A3=（+）= A4=（+）= A5=（+）=A6=（+）=A7== Aqx=A1＋A2＋A3＋A4＋A5＋A6＋A7= 設(shè)計過水面積：W=qs/v0=962/= Aqx－W=－=取標(biāo)準(zhǔn)跨徑 =16 分為4跨，橋長64。j=； p=； Qp=9623/s； Lj= =d/l0=， =1－=；Aq===AJ=AQ（1）=二、橋面標(biāo)高非通航河流： Hmm=HP＋ 查《橋涵水文》表124 =橋面鋪裝采用防水混凝土鋪裝，上面層為3㎝厚的細(xì)粒式瀝青混凝土與5㎝厚的中粒式瀝青混凝土，下面層為10厚的C40防水混凝土。波浪高度 hl=2/3= HP= Hmm=+++=三、橋梁墩臺的沖刷計算（一）一般沖刷深度計算河槽為粘土質(zhì)河槽 Il=； e=； hmax=； Lj=； =Ac/Lc=單寬流量集中系數(shù)： =；橋孔側(cè)收縮系數(shù)：=；河槽部分一般沖刷深度：hp== =（二）最大沖刷深度計算：橋墩計算寬度B=； 橋型系數(shù)=；沖止流速：====；；= =；最大沖刷深度：第三節(jié) 橋面總體布置一、橋面總體布置：預(yù)制板標(biāo)準(zhǔn)跨徑：；計算跨徑：；板長：；橋面凈空：凈7+2； 設(shè)計荷載：公路—II級；人群荷載：。圖31 橋梁立面示意圖二、構(gòu)造型式及尺寸選定橋面凈空為：7+2；全橋?qū)挷捎镁艍K預(yù)制預(yù)應(yīng)力空心板，每塊空心板寬99。，每塊板內(nèi)主筋采用鋼鉸線1。圖32 空心板截面構(gòu)造及尺寸（尺寸單位）（一）毛截面面積 ==（二）毛截面對中心的慣矩每個挖空的半圓面積為：R2=2；重心：y=；半圓對其自重重心的軸OO的慣矩為：4；全截面對1/2板搞出的靜矩：S1/2板高= =；毛截面重心離1/2板高處的距離為：（向下移）；鉸縫重心對1/2板高處的距離為：；由此得空心板毛截面對重心軸的慣矩Ih： =2829750+ =1034第四章 作用效應(yīng)計算第一節(jié) 永久作用效應(yīng)計算一、空心板自重：。二、人行道板及欄桿重力計算人行道板及欄桿重力，參照其他梁橋設(shè)計資料，橋面鋪裝采用等厚度8瀝青混凝土。則全橋?qū)掍佈b每延米總重：723=；10cm厚的C40防水混凝土重：725=。三、鉸縫重力。由此得空心板的每延米的恒載：四、恒載內(nèi)力計算表41 恒載內(nèi)力計算組合 項目荷載種類g（kN/m）l（m）M（kNm）Q(kN)跨中一期恒載二期恒載恒載合計第二節(jié) 基本可變作用效應(yīng)計算一、 基本可變作用橫向分布系數(shù)空心板的可變作用橫向分布系數(shù)跨中和處按鉸接板法計算，支點(diǎn)處按杠桿原理法計算，支點(diǎn)到之間按直線內(nèi)插求得。（一） 跨中及處的可變作用橫向分布系數(shù)計算空心板的剛度系數(shù)：； I=Ih=1034； b=100； =102；IT——空心板截面的抗扭剛度（空心板截面構(gòu)造簡化如下圖41） =則 = 圖41汽車及人群荷載橫向最不利加載如下圖： 圖42 橫向分布影響線及橫向最不利加載圖表42 各板可變作用橫向分布影響線坐標(biāo)表板號單位荷載作用位置（i號板中心）123456789118516213611598867772692361941471138870574946211177142114937867615821621581411191029081757219418916012295756253491781741511219983726461313614114212911197878177147160164141110877262571421511531351119280726741151191291331231089790861131221411521341068775701141211351431291079283785981021111231311231111029888951101341481341109588939911112914012911199931號板： 2號板： 3號板： （+）=4號板： 5號板： 表43 各板可變作用橫向分布系數(shù)匯總表 板號橫向分布系數(shù)12345m汽m人由此可見，分兩行行車時4號板最不利跨中與/4處的荷載分布系數(shù)： 2支點(diǎn)處的可變作用橫向分布系數(shù)計算（杠桿原理法）2號板：， ； 3號板：， ；4號板：， ；5號板：， 圖43 2號板受力圖示3支點(diǎn)到處的可變作用橫向分布系數(shù)（內(nèi)插法）表44 空心板的可變作用橫向分布系數(shù)荷載種類 荷載位置跨中及處支點(diǎn)汽車荷載人群荷載0二、活載內(nèi)力計算（一）均布荷載和內(nèi)力影響線面積計算表45 均布荷載和內(nèi)力影響線面積計算 類型截面公路—II級均布荷載（kN/m）人群（kN/m）影響線面積（㎡或m）影響線圖式=30= l/4 1/2 1/23/32= 3l/16 3/4 l/4 1（二）公路II級中集中荷載Pk計算計算彎矩效應(yīng)時 Pk計算剪力效應(yīng)時Pk==（三）計算沖擊系數(shù)A=， Ic=， G=25=，c=G/g=103NS3/，1010N/自振基頻：Hz則（1+）=（四）跨中彎矩，跨中剪力Ql/2計算由于雙車道不折減，故計算如下表表46 跨中彎矩與剪力組合表截面荷載類型或qr（kN/m）PK（kN）（1+）mcS（kNm或kN）SiSML/2公路II級/4=人群————QL/2公路II級人群————S汽= S人=（五）跨的彎矩與剪力 （雙車道不折減）表47 /4跨彎矩與剪力組合表截面荷載類型或qr（kN/m）PK（kN）（1+）mcS（kNm或kN）SiSMl/4公路II級3/16=人群————Ql/4公路II級人群————（六）支點(diǎn)的剪力圖44 支點(diǎn)剪力計算簡圖橫向分布系數(shù)變化的區(qū)段的長度：m變化區(qū)荷載重心處的內(nèi)力影響線坐標(biāo)為： =1=公路II級QO=+= kN（七）計算支點(diǎn)截面人群荷載最大剪力第三節(jié) 作用效應(yīng)組合一、按承載能力極限狀態(tài)組合（）表48 承載能力極限狀態(tài)組合序號荷 載類 型彎矩（kNm）剪力（kN）支點(diǎn)/4截面跨中支點(diǎn)/4截面跨中①結(jié)構(gòu)自重0②汽車荷載0③人群荷載0④①0⑤②0⑥③0⑦Sud=④+⑤+⑥0二、正常使用狀態(tài)長期效應(yīng)組合（）表49 正常使用狀態(tài)長期效應(yīng)組合序號荷 載類 型彎矩（kNm）剪力（kN）支點(diǎn)/4截面跨中支點(diǎn)/4截面跨中①結(jié)構(gòu)自重0②汽車荷載0③人群荷載0④（②+③）0⑤SSD=①+④0三、正常使用狀態(tài)短期效應(yīng)組合 （）表410 正常使用狀態(tài)短期效應(yīng)組合序號荷 載類 型彎矩（kNm）剪力（kN）支點(diǎn)/4截面跨中支點(diǎn)/4截面跨中①結(jié)構(gòu)自重0②汽車荷載0