【正文】 2021 級(jí)畢業(yè)設(shè)計(jì) 150 米預(yù)應(yīng)力連續(xù)小箱梁橋設(shè)計(jì) 第 1 頁(yè)（共 102 頁(yè)） 1． 緒論 資料 (一 )工程 地點(diǎn)及內(nèi)容 本課題設(shè)計(jì)為省道寶平線二級(jí)公路上的一座大橋的設(shè)計(jì)。中心樁號(hào)K128+100，全長(zhǎng)約 160 米。 (二 )沿線自然地理概況 （ 1）地形地貌 線路所經(jīng)地區(qū)屬冀西北山間盆地與冀北山地分界地帶，地貌類型屬剝蝕侵蝕構(gòu)造地貌類和剝蝕堆積地貌類。地勢(shì)由西北向東南傾斜，山谷狹窄。為山嶺重丘區(qū)地形。路線所經(jīng)區(qū)域?qū)俟纷匀粎^(qū)劃黃土高原干濕過度區(qū)的雁北張宣副區(qū)（Ⅲ1a區(qū)）。橋位處多為水田、旱地。 （ 2）氣象 本地區(qū)屬大陸性季風(fēng)氣候，冬季寒冷干燥，夏季涼爽短促，全年多風(fēng)少雨。年平均氣 溫 ℃，一月份平均氣溫－ ℃，四月份平均氣溫 ℃，七月份平均氣溫 ℃ ,十月份平均氣溫 ℃ ,極端最低氣溫 ℃，極端最高氣溫 ℃。年平均降雨量 420mm，一年之中雨量分布極不均勻，且雨量集中在六至八月份，且多局部暴雨，冰雹。無霜期為 120 天。 本地區(qū)風(fēng)向隨季節(jié)變化非常明顯，夏季多為東南風(fēng)，其它季節(jié)以西到西北風(fēng)為主，平均每年大風(fēng)日數(shù)達(dá) 天，年平均風(fēng)速 ，年極端最大風(fēng)速 ，春秋季本地區(qū)的風(fēng)速最大。 （ 3）地震 路線經(jīng)過地域?qū)偃A北地震區(qū)，位于山西地震帶 和燕山地震帶交匯處，該區(qū)域一般發(fā)生在較大活動(dòng)構(gòu)造邊界帶與一般活動(dòng)斷裂帶的交接并伴有新生代斷陷盆地地區(qū)，以及活動(dòng)斷裂的交會(huì)、拐彎和端點(diǎn)。地震與構(gòu)造帶和斷裂帶密切相關(guān)，也受其控制。地震動(dòng)峰值加速度系數(shù)等于 。 （ 4）工程地質(zhì)條件 2021 級(jí)畢業(yè)設(shè)計(jì) 150 米預(yù)應(yīng)力連續(xù)小箱梁橋設(shè)計(jì) 第 2 頁(yè)（共 102 頁(yè)） （一）工作要求 分析和整理基本設(shè)計(jì)資料，如：橋涵水文、地質(zhì)、氣象、施工條件等資料； 完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算； 完成主要施工圖的設(shè)計(jì)； 適當(dāng)提出施工方法建議。 （二）步驟： 橋梁方案擬定 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （ 1） 完成上部結(jié)構(gòu)各構(gòu)件的計(jì)算書； （ 2） 完成其它某些細(xì)部構(gòu)造的設(shè)計(jì)計(jì)算； 結(jié)構(gòu)詳圖的繪制。 參數(shù)的選取 （一） 橋梁線形布置 ： 1． 平曲線：無 ，橫坡為 0%。 路線所經(jīng)地帶，地表地層主要是太古界、中生界地層。其巖性為含有角礫巖、粉砂巖。新生界地層，為沖積、洪 積、殘積、坡積、風(fēng)積相堆積層。沿線有部分鹽堿灘地分布。 2021 級(jí)畢業(yè)設(shè)計(jì) 150 米預(yù)應(yīng)力連續(xù)小箱梁橋設(shè)計(jì) 第 3 頁(yè)（共 102 頁(yè)） 2． 豎曲線：無，縱坡為 0%。 （二） 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) ： 1． 設(shè)計(jì)荷載：公路 二 級(jí)。 2． 標(biāo)準(zhǔn)跨徑 :； 3． 計(jì)算跨徑 :邊跨 ，中跨 ； 4． 橋 面 寬度 :全寬 凈 寬 ； (三 )主要材料 ： （ 1）混凝土： 預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制箱梁、橫梁及現(xiàn)澆接頭濕接縫混凝土均為 C50。6cm 調(diào)平層混凝土為 C40，橋面鋪裝層采用 10cm 厚瀝青混凝土。 （ 2） 鋼絞線：采用符合 GB/T 52241995 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的低松弛鋼絞線。 （ 3） 非預(yù)應(yīng)力鋼筋：采用 符合 新規(guī)范 的 R235,HRB335 鋼筋 。凡鋼筋直徑≥ 12毫米者， 采用 HRB335(20MnSi)熱軋螺紋鋼；凡鋼筋 直徑 12 毫米者，采用 R235 鋼。 （ 4） 鋼板應(yīng)符合 GB700－ 88 規(guī)定的 Q235 鋼板。 （ 5） 材料容重：鋼筋混凝土γ =26kN/m3,瀝青混凝土γ =23kN/m3,鋼板容重γ=。 （ 6）錨具 ： GVM15 GVM154 和 GVM155。 以上各種材料特性參數(shù)值參見 《 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 D622021)。 （ 四 ）施工方式 ： 簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)施工方法 。預(yù)制梁部分按后張法制作主梁，預(yù)留預(yù)應(yīng)力鋼絲孔道，由Φ =70mm 的預(yù)埋波紋管形成。在現(xiàn)場(chǎng)安裝完成后現(xiàn)澆濕接頭，完成簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換工作。 （五 ）設(shè)計(jì)規(guī)范 ： 中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（ JDG D622021）《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》 中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) (JDG D602021)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)規(guī)范》 。 （六 ）支座位移 ： 各支座單獨(dú)沉降 . (七 )溫度 影響 ： 2021 級(jí)畢業(yè)設(shè)計(jì) 150 米預(yù)應(yīng)力連續(xù)小箱梁橋設(shè)計(jì) 第 4 頁(yè)（共 102 頁(yè)） 主梁上下緣溫差： 5 攝氏度。 2．橋型及縱，橫斷面布置 橋形布置及孔徑劃分 ： 本設(shè)計(jì)是公路用大橋。為縮短工期，提高行車舒適性，綜合分析比較各類橋型后采用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋，跨徑為 6*。 考慮伸縮縫的設(shè)置，實(shí)際橋跨長(zhǎng)為 8cm的伸縮 縫，兩邊孔計(jì)算跨徑為 2442cm，兩中孔計(jì)算跨徑 2500cm，連續(xù)梁兩端至邊支座中心線之間的距離為 40cm. 截面形式和截面尺寸的擬定 截面形式及梁高 采用等高 度截面箱梁，梁高 ,高跨比 H/L= 橫截面尺寸 每幅橋面全寬為 米。采用簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)的施工方法，考慮施工因素，將橋做成四個(gè) 單箱單室的組合截面。其中，預(yù)制中梁頂板寬 240cm，底板寬 100cm；預(yù)制邊梁頂板寬 290cm，底板寬 100cm；預(yù)制主梁間采用 60cm 的濕接縫，從而減少主梁的吊裝質(zhì)量。邊，中梁均采用斜腹板，以減輕主梁的自重。為滿足頂板負(fù)彎矩普通鋼筋的布置及輪載的局部作用，箱梁頂板取等厚度 15cm。同時(shí)為防止應(yīng)力集中和便于脫模，在腹板與頂板交界處設(shè)置 20cm 10cm 的承托。 主梁橫斷構(gòu)造如圖所示。 圖 21 主梁橫斷構(gòu)造 （單位： cm） 箱梁底板厚度及腹板寬度設(shè)置 （ 1）箱梁底板厚度設(shè)置 2021 級(jí)畢業(yè)設(shè)計(jì) 150 米預(yù)應(yīng)力連續(xù)小箱梁橋設(shè)計(jì) 第 5 頁(yè)（共 102 頁(yè)） 簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)施工的連續(xù)梁橋跨中正彎矩較大，因此底板不宜過厚；同時(shí)支點(diǎn)也存在負(fù)彎矩，需要底板要有一定的厚度來提供受壓面積。從而將底板厚度在跨內(nèi)大部分區(qū)域設(shè)為 15cm，僅在距 邊 支點(diǎn) 160cm、中支點(diǎn) 220cm 處加厚 ，加厚區(qū)段長(zhǎng)度都為 150cm，且底板逐漸加厚至 25cm。箱梁底板厚度變化如圖所示。 圖 22 箱梁底板厚度變化示意（單位： cm） （ 2）腹板寬度設(shè)置 根據(jù)連續(xù)梁剪力變化規(guī)律，兼顧施工方便性，腹板寬度除在支點(diǎn)附近區(qū)域加寬外，其余均為 15cm。 加寬方式同底板厚度加厚設(shè)置， 詳圖見下圖所示： 圖 23 箱梁腹板厚度變化示意（單位： cm） 橫隔梁（板）設(shè)置 為保證支座處傳力的可靠性，因此在邊永久（臨時(shí)）支承處，設(shè)一道厚為 20cm 的端橫隔梁，中永久支承處為 35cm的中橫隔梁，此外在中臨時(shí)支承處設(shè) 10cm厚的箱內(nèi)隔板，見下圖： 2021 級(jí)畢業(yè)設(shè)計(jì) 150 米預(yù)應(yīng)力連續(xù)小箱梁橋設(shè)計(jì) 第 6 頁(yè)（共 102 頁(yè)） 圖 24 橫隔梁設(shè)置示意（單位： cm） 3. 毛截面幾何特性 采用 CAD 中面域查詢的方法求得各毛截面幾何特性： 預(yù)制中梁支點(diǎn) 面積 : 周長(zhǎng) : 邊界框 : X: Y: 質(zhì)心 : X: Y: 慣性矩 : X: Y: 慣性積 : XY: 旋轉(zhuǎn)半徑 : X: Y: 主力矩與質(zhì)心的 XY 方向 : I: 沿 [ ] J: 沿 [ ] 2021 級(jí)畢業(yè)設(shè)計(jì) 150 米預(yù)應(yīng)力連續(xù)小箱梁橋設(shè)計(jì) 第 7 頁(yè)（共 102 頁(yè)） 預(yù)制中梁跨中 面積 : 周長(zhǎng) : 邊界框 : X: Y: 質(zhì)心 : X: Y: 慣性矩 : X: Y: 慣性積 : XY: 旋轉(zhuǎn)半徑 : X: Y: 主力矩與質(zhì)心的 XY 方向 : I: 沿 [ ] J: 沿 [ ] 預(yù)制邊梁支點(diǎn) 面積 : 周長(zhǎng) : 邊界框 : X: Y: 質(zhì)心 : X: Y: 慣性矩 : X: Y: 慣性積 : XY: 旋轉(zhuǎn)半徑 : X: Y: 主力矩與質(zhì)心的 XY 方向 : I: 沿 [ 2021 級(jí)畢業(yè)設(shè)計(jì) 150 米預(yù)應(yīng)力連續(xù)小箱梁橋設(shè)計(jì) 第 8 頁(yè)（共 102 頁(yè)） ] J: 沿 [ ] 預(yù)制邊梁跨中 面積 : 周長(zhǎng) : 邊界框 : X: Y: 質(zhì)心 : X: Y: 慣性矩 : X: Y: 慣性積 : XY: 旋轉(zhuǎn)半徑 : X: Y: 主力矩與質(zhì)心的 XY 方向 : I: 沿 [ ] J: 沿 [ ] 成橋后 中梁跨中 面積 : 周長(zhǎng) : 邊界框 : X: Y: 質(zhì)心 : X: Y: 慣性矩 : X: Y: 慣性積 : XY: 旋轉(zhuǎn)半徑 : X: 2021 級(jí)畢業(yè)設(shè)計(jì) 150 米預(yù)應(yīng)力連續(xù)小箱梁橋設(shè)計(jì) 第 9 頁(yè)（共 102 頁(yè)） Y: 主力矩與質(zhì)心的 XY 方向 : I: 沿 [ ] J: 沿 [ ] 成橋后 中梁 支點(diǎn) 面積 : 周長(zhǎng) : 邊界框 : X: Y: 質(zhì)心 : X: Y: 慣性矩 : X: Y: 慣性積 : XY: 旋轉(zhuǎn)半徑 :