【文章內(nèi)容簡介】 用 GYZ、 GYZF4 橡膠支座，其1 1 1 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 4 技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合《公路橋梁板式橡膠支座》（ JT/T493）要求。 伸縮縫：采用的是 SSF80A 大變位伸縮縫。 橋面鋪裝： 8cm 厚的瀝青混凝土和 4cm 厚的普通混凝土。 橋梁起點(diǎn)樁號 K70+350.725橋梁終點(diǎn)點(diǎn)號 K78+830.725840040 40擋墻15023002 1 9 . 6 2 31701802 4 1 . 6 2 3230022002 1 9 . 6 2 31802 4 1 . 6 2 323002200170橋梁中心樁號 K 7 4 + 5 9 0 . 7 2 5立面1502 6 4 . 6 2 32 4 1 . 6 2 32300設(shè)計(jì)水位2 33 .2 45地面線ⅠⅠ① ②③0 圖 橋梁布置立面圖（尺寸單位： cm） 設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù) [1]公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（ JTG D602022） [S].北京 :人民交通出版社 ,2022 [2]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 D622022） [S].北京 :人民交通 出版社 ,2022 [3]公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（ JTG D612022） [S] .北京 :人民交通出版社 ,2022 [4]公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（ JTG D63—2022） [S].北京 :人民交通出版社 ,2022 [5]公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（ JTJ 0412022） [S] .北京 :人民交通出版社 ,2022 [6]公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) (JTG B01—2022) [S] .北京 :人民交通出版社 ,2022 [7]邵旭東 .橋梁工程 [M].北京 :人民交通出版社 ,2022 青 島 理 工 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 5 基本計(jì)算依據(jù) 根據(jù)《公預(yù)規(guī)》中的各 項(xiàng)規(guī)定，混凝土、鋼絞線、鋼筋各項(xiàng)的基本數(shù)據(jù)以及在每個(gè)階段容許值，見表 11。 表 11 基本計(jì)算數(shù)據(jù) 名稱 項(xiàng)目 符號 單位 數(shù)據(jù) 主梁混凝土 立方體強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 fcu,k MPa 50 彈性模量 Ec MPa 104 軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 fck MPa 軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 ftk MPa 軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 fcd MPa 軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 ftd MPa 短暫狀態(tài) 極限壓應(yīng)力 39。ck MPa 極限拉 應(yīng)力 MPa 持久狀態(tài) 壓應(yīng)力極限值 極限壓應(yīng)力 MPa 極限主壓應(yīng)力 MPa 拉應(yīng)力極限值 σstσpc≤ MPa 短期效應(yīng)組合極限拉應(yīng)力 MPa 短期效應(yīng)組合極限主拉應(yīng)力 σItσpc MPa 0 長期效應(yīng)組合極限拉應(yīng)力 標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度 fpk MPa 1860 彈性模量 Ep MPa 105 抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng) 度 fpd MPa 1260 最大控制應(yīng)力 σcon MPa 1395 持久狀態(tài)應(yīng)力 pk MPa 1209 標(biāo)準(zhǔn)荷載組合 材料重度 鋼筋混凝土 1? kN/ m179。 瀝青混凝土 2? kN/ m179。 鋼絞線 3? kN/ m179。 鋼絞線與混凝土的彈性模量比 αEp 無量綱 注： f39。ck、 f39。tk 分別為剛束張拉時(shí)混凝土軸心抗壓、抗拉輕度標(biāo)準(zhǔn)值，本設(shè)計(jì)考慮混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的 90%時(shí)開始張拉預(yù)應(yīng)力鋼束，即混凝土強(qiáng)度等級為 C45 時(shí)開始張拉鋼束，因 f39。ck = MPa,f39。ck= 。1 1 1 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 6 1 1 1 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 7 第 2 章 設(shè)計(jì)要點(diǎn)及結(jié)構(gòu)尺寸擬定 設(shè)計(jì)要點(diǎn) 本橋上部結(jié)構(gòu)為 3 跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋，采用整體現(xiàn)澆施工方法，支架施工的程序見圖 所示。 （ 1）施工樁基礎(chǔ)，承臺與橋墩； （ 2）搭設(shè)支架，立模放樣； （ 3）預(yù)埋預(yù)應(yīng)力波紋管，綁扎普通鋼筋，澆筑混凝土； （ 4）混凝土達(dá)到 預(yù)定強(qiáng)度以后開始張拉預(yù)應(yīng)力鋼束； （ 5）拆除支架并脫模； （ 6）二期自重加載，完成全橋的工程。 結(jié)構(gòu)尺寸的擬定 橋梁結(jié)構(gòu)圖式 該橋?yàn)轭A(yù)應(yīng)力混凝土梁橋，跨徑布置為 28m+28m+28m，施工方法為全橋整體現(xiàn)澆。橋跨結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖見圖 所示。 2 8 0 0 2 8 0 0 2 8 0 08 4 0 0 圖 橋跨結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡圖（尺寸單位： cm） 截面形式及截面尺寸擬定 （ 1） 本設(shè)計(jì)主梁內(nèi)梁翼緣板的寬度為 200cm，外梁翼緣板的寬為 180cm，由支架基礎(chǔ)支架搭設(shè)靜載實(shí)驗(yàn)?zāi)０?定高程綁鋼筋安放管道澆筑混凝土養(yǎng)生 穿束張拉壓漿圖 施工流程示意圖 1 1 1 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 8 于寬度比較大， 為保證橋梁整體受力的性能，橋面板采用的是現(xiàn)澆混凝土剛性接頭。橋面寬為 14m，選用 7 片 T 梁，主梁橫斷面布置如圖 所示。 （ 2）主梁采用的是 T 形截面，梁高為 ，高跨比為 H/L=1/。 T 梁截面橫斷面圖，如圖 所示。 2002020 20 60 100205220201220 20 60 10020101401701706080 80 20201801015151401706080 80 201802012151701705220中梁跨中 中梁支點(diǎn)邊梁跨中邊梁支點(diǎn)20098 橫截面沿跨長的變化 如圖 所示，本設(shè)計(jì)主梁截面高度均相等，橫截面 T 梁翼緣板的厚度沿跨度不變。梁端部處由于錨固端集中力作用引起的較大局部應(yīng)力，同時(shí)也為設(shè)置錨具1 3 6 02 0 0 2 0 0 2 0 0 2 0 0 2 0 02540252 0 02870圖 主梁橫斷面布置（尺寸單位： cm） 青 島 理 工 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 9 需要，在距梁端 200cm 范圍 內(nèi)將腹板的厚度加厚到與馬蹄等寬，同時(shí)馬蹄的寬度也從 52cm 變到 60cm，馬蹄部分為了配合預(yù)應(yīng)力鋼束的彎起從四分點(diǎn)處（即第二道橫隔梁處）開始向支點(diǎn)處逐漸抬高，在馬蹄進(jìn)行抬高同時(shí)，腹板的寬度也開始逐漸變化。 橫隔梁的設(shè)置 根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)表明，在荷載作用處主梁彎矩布置沿橫向分布，當(dāng)該處設(shè)置橫隔梁的時(shí)候較均勻，反之，荷載作用下主梁的彎矩就會很大。為減小主梁跨中彎矩，在其跨中處設(shè)置一道橫隔梁。跨度較大的時(shí)候應(yīng)設(shè)置多道橫隔梁。本次設(shè)計(jì)在橋跨的中心、四分點(diǎn)以及支點(diǎn)處共設(shè)置了 5 道橫隔梁，間距分別為 7m 和 。詳 見圖 。 1 1 1 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 10 邊跨812202312720170伸縮縫預(yù)留槽3523封錨端端支座中心線背墻前緣線橋墩中心線中跨中心線中跨2020202010700300200200200200300700700300200200半立面60 60 60 60 60 6060 60 60 60 60 60160 401 6 0401 6 0401 6 0401 6 040 16080 200 200 200 2008700700700背墻前緣線邊跨半平面橋墩中心線40端支座中心線60 60 60206020522010 107007001400中跨200280070020圖2.5 主梁構(gòu)造立面與平面圖(尺寸單位:cm)60 604060206060202020401 6 0200 80136052521 1 1 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 11 毛截面幾何特性的計(jì)算 毛截面的幾何特性是進(jìn)行結(jié)構(gòu)的內(nèi)力、配束以及變形計(jì)算的前提，由于梯形分塊法是目前各種商用橋梁電算軟件最常用的方法（即節(jié)線法），所以本次設(shè)計(jì)也采用梯形分塊法進(jìn)行毛截面的幾何特性計(jì)算。 計(jì)算原理 橋梁中的工字形、 T 形截面以及箱形截面都可分割成許多梯形，設(shè)其中任意梯形如圖 所示，起上底、下底和高分 別為 a、 b 和 h， 它的幾何特性為： 面積： 1 ()2A a b h?? 形心軸位置： hba abyc )(3 2??? 對形心軸的慣性矩： 3 2 2( 4 )3 6 ( )c h a a b bI ab??? ? 形心軸bhy ca 圖 梯形截面示意圖 當(dāng) a=0 或 b=0 時(shí)，梯形變成了三角形，上述公式仍成立。 如圖 所示的 T 形截面計(jì)算方法如下。 按梯形分塊分為 5 個(gè)梯形塊，共 6 條節(jié)線。每條節(jié)線距離截面底緣 x 軸的距離為 hi，節(jié)線寬度為 bi 。 第 i 個(gè)梯形分塊，其上底寬 a = bi+1，下底寬 b = bi ，高 h = hi+1 – hi ，代入幾何特性計(jì)算公式可得： 1 1 1 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 12 面積：111 ( )( )2i iiiibb hhA ??? ? ? 形心軸位置： 1112 ()3 ( )ii iici iibby hhbb ? ?????? 對自身形心軸的慣性矩 3 2 21 111( ) ( 4 )3 6 ( )ii i i i iciiib b b bhhI bb? ???? ? ?? ? 對整體截面底緣 x 軸的面積距： ()ixi iciyShA?? 根據(jù)慣性矩的移軸原理，梯形分塊 Ai 對 x 軸的慣性矩為 Ixi=Ici+(yci+hi)2Ai 將各個(gè)梯形的 iA 、 xiS 和 xiI 疊加起來，即可得到整個(gè)截面面的面積 A、對 x 軸的面積距 xS 和慣性矩 IxA，整個(gè)截面的形心軸至截面底緣 x 軸的距離為 yx=Sx/A 整個(gè)截面對形心的慣性矩為 2cxx AyII?? h2h3h4h5h612345123456b1b2b3b4b5b6xy 圖 T 形截面體形分塊示意圖 截面幾何特性計(jì)算結(jié)果 在本設(shè)計(jì)中主梁截面變化不大，其現(xiàn)澆中梁支點(diǎn)截面，現(xiàn)澆邊梁跨中、支點(diǎn)截面以及成橋后的跨中及支點(diǎn)截面的幾何特性均可采用以上方法求得，其結(jié)果如表 12 所示。 表 12 截面幾何特性計(jì)算結(jié)果 截面位置 截面面積 A（ m2） 截面慣性矩 I (m4) 中性軸至梁底的距離（ m） 現(xiàn)澆中梁 跨中 支點(diǎn) 青 島 理 工 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 13 續(xù)上表 現(xiàn)澆邊梁 跨中 支點(diǎn) 成橋中梁 跨中 支點(diǎn) 成橋邊梁 跨中 支點(diǎn) 注：表中所列為毛截面值 。 檢驗(yàn)截面效率指標(biāo) ρ 對于中梁跨中截面： 上核心距 ： m318 065 258 ????? ? ? yA Ik 下核心距 ： m535 )065 (762 258 ?????? ? ? yA Ik 截面效率指標(biāo)： ?????? h kk? 對于邊梁跨中截面： 上核心距 ： m310 104 277 ????? ? ? yA Ik 下核心距 ： m575 )104 (810 277 ?????? ? ? yA Ik 截面效率指標(biāo)： ?????? h kk? 表明以上初擬跨中的截面尺寸是合理的 。 1 1 1 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 14 1 1 1 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 15 第 3 章 主梁作用效應(yīng)計(jì)算 結(jié)構(gòu)有限元建模 在設(shè)計(jì)過程中需要運(yùn)用到 Midas 進(jìn)行相關(guān)的驗(yàn)算，建模主要分為兩個(gè)階段：第一階段主要是為了初步估算預(yù)應(yīng)力鋼筋的數(shù)量，并根據(jù)鋼束的數(shù)量來進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼束的布置，考慮施工過程與截面特性匹配的關(guān)系，進(jìn)行第二階段的模型的建立，然后便可以進(jìn)行相應(yīng)的驗(yàn)算。具體步驟如下：首先就是進(jìn)行