【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 are calculated such as the section properties, the impact coefficient, the load amplification oefficient and the internal forces. According to the results, the load bination is done and the prestressed strands area is estimated. Then the prestressed strands are arranged based on the estimation results and the reinforcements are laid out according to the construction requirements. The verification for the bridge is done at ultimate capacity states and service ability limit states according to the specifications. The results indicate that the cross section, the strength, the stiffness and the crack resistance are all satisfied with the specification requirements. Finally, the construction drawings are drawn with AUTOCAD software. The graduation design helps me to sort out the major knowledge, train the major techniques and improve the prehensive qualities. It lays a solid foundation for further study and future work. 華 北 水 利 水 電 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 6 結(jié)構(gòu)計(jì)算書 部分 第 1 章 基本資料 設(shè)計(jì) 資料 設(shè)計(jì)方案 上部結(jié)構(gòu)采用三跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，整體現(xiàn)澆施工，預(yù)應(yīng)力采用后張法施工，下部結(jié)構(gòu)采用樁柱式墩臺(tái)。 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 1）標(biāo)準(zhǔn)跨徑： 35m+45m+35m； 2）橋梁寬度：凈 7m＋ 2 m，共 10m； 3）橋梁橫坡： %； 4）設(shè)計(jì)荷載：公路 Ⅱ 級(jí)； 5）環(huán)境類別： Ⅰ 類； 6）設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期： 100 年； 7）每側(cè)護(hù)欄重量按 6kN/m 計(jì)，混凝土考慮 10 年的收縮徐變，整體升溫、降溫均按20℃ 考慮，基礎(chǔ)考慮 5mm不均勻沉降，其它作 用根據(jù)設(shè)計(jì)情況擬定。 8） 計(jì)算方法：電算；上部結(jié)構(gòu)用橋梁博士電算，下部結(jié)構(gòu)用橋梁通電算出下部結(jié)構(gòu)圖。 材料及特性 混凝土：主梁采用 C50 混凝土，橋面鋪裝采用 10cm C50 混凝土 +SBS 改性瀝青涂膜防水層 +10cm瀝青混凝土，橋頭搭板、蓋梁、耳背墻、防撞護(hù)欄、立柱、樁基和系梁的混凝土根據(jù)規(guī)范 選擇 C30 混凝土。 預(yù)應(yīng)力筋：采用 S? 高強(qiáng)度低松弛鋼絞線、抗拉強(qiáng)度標(biāo)注值 1860?pkf MPa，彈性模量 ??PE Mpa，并 配套 OVM 系列錨具。一段錨具變形及鋼束回縮值 ≤6mm，預(yù)應(yīng)力管道為鋼波紋管管道，摩擦系數(shù) μ＝ ；管道偏差系數(shù) κ＝ ；鋼筋回縮和錨具變形為每側(cè) 6mm，兩端張拉 ，頂板人孔處預(yù)應(yīng)力鋼束采用一端張拉 。 普通鋼筋為 R235 鋼筋（公稱直徑小于 12mm）和 HRB335 鋼筋（公稱直徑大于 12mm）兩種。 華 北 水 利 水 電 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 7 普通鋼筋：直徑大于和等于 12mm的用 HRB335 級(jí)熱軋螺紋鋼筋、直徑小于 12mm 的均用 R235 級(jí)熱軋光圓鋼筋。 錨具、套管、連接件和伸縮縫等根據(jù)相關(guān)規(guī)范選取。 材 料容重： 混凝土 γ=26kN/m3，瀝青混凝土 γ=24kN/m3。 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 D622020） ，所需參數(shù) 列成簡(jiǎn)表 如下： 表 材料特性及基本參數(shù) 名稱 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 數(shù)據(jù) C50 混凝土 立方強(qiáng)度 fcu， k Mpa 彈性模量 Ec Mpa 104 軸心抗壓標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度 fck Mpa 軸心抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度 ftk Mpa 軸心抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度 fcd Mpa 軸 心抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度 ftd Mpa 短暫狀態(tài) 容許壓應(yīng)力 f 39。ck Mpa 容許拉應(yīng)力 f 39。tk Mpa 持久狀態(tài) 標(biāo)準(zhǔn)荷載組合 容許壓應(yīng)力 f 39。ck Mpa 容許主壓應(yīng)力 f 39。tk Mpa 短期效應(yīng)組合 容許拉應(yīng)力 σst Mpa 容許主拉應(yīng)力 Mpa S? 鋼絞線 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 fpk Mpa 1395 持久狀態(tài)應(yīng)力 標(biāo)準(zhǔn)荷載組合 fpk Mpa 1209 普通 鋼筋 HRB335 抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度 fsk Mpa 335 抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度 fsd Mpa 280 彈性模量 Ec Mpa 105 R235 抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度 fsk Mpa 235 華 北 水 利 水 電 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 8 抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度 fsd Mpa 195 彈性模量 Ec Mpa 105 材料 重度 鋼筋混凝土 γ kN/m3 鋼絞線 γ kN/m3 鋼束與混凝土的彈性模量比 αEp 無量綱 根據(jù)計(jì)算結(jié)果和規(guī)范選擇 錨具、波紋管、 伸縮縫和支座 類型如下： 固定端和張拉端都采用 OVM15 型 錨具， OVM1519， OVM158。 腹板預(yù)應(yīng)力筋采用圓形塑料波紋管 SBG100Y，頂板預(yù)應(yīng)力筋也采用圓形 塑料波紋管SBG90Y， 塑料波紋管環(huán)剛度應(yīng)不小于 6kN/m2。 伸縮 縫 裝置采用 GQFC100（ NR） ，伸縮縫 100mm。 設(shè) 計(jì)依據(jù) 1）交通部頒《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（ JTG B012020），簡(jiǎn)稱《標(biāo)準(zhǔn)》； 2）交通部頒《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（ JTG D602020），簡(jiǎn)稱《橋規(guī)》； 3）交通部頒《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 D622020），簡(jiǎn)稱《公預(yù)規(guī)》； 4）交通部頒《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（ JTG D632020）； 5）公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（ JTG/T F502020）； 6）預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器（ GB/T 143702020）； 7）公路橋梁板式橡膠支座規(guī)格系 列（ JTT6632020）； 8） 《公路橋梁盆式橡膠支座》（ JT/T3912020）； 9）預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁用塑料波紋管（ JTT5292020）； 10）《橋梁工程》、《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》、《基礎(chǔ)工程》等教材。 結(jié)構(gòu)尺寸 橋型布置圖 如下圖 11 所示為橋型布置圖： 華 北 水 利 水 電 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 9 圖 11 橋型布置圖 截面尺寸 本橋橋面寬 ＋ +，全橋?qū)挷捎眠B續(xù)整體箱梁，整體現(xiàn)澆，箱梁跨中截面高 ， 橋墩處截面高 為 ， 寬 10m，全長(zhǎng) 35m+45m+35m。采用后張法施工工 藝，預(yù)應(yīng)力鋼筋采用鋼絞線，直徑 ，截面面積 139mm2， fpk=1860MPa， fpd=1260MPa，Ep=105MPa。預(yù)應(yīng)力鋼絞線沿板跨長(zhǎng)直線布置。 C50 混凝土箱梁的 fck=，fcd=， ftk=， ftd=。 根據(jù)類似橋梁設(shè)計(jì)示例，以及現(xiàn)行橋梁設(shè)計(jì)趨向，預(yù)應(yīng)力混凝土箱的支點(diǎn)截面跨高比一般取高跨比Ｈ /L=1/151/18(L為中間跨跨長(zhǎng) )，此處支點(diǎn)截面高度取 ；跨中截面高垮比Ｈ /Ｌ一般取 1/251/50(L為中間跨跨長(zhǎng) )，所以跨中截面高度取為 ,箱梁寬度取 10m。 懸臂 長(zhǎng)度 ≤， 當(dāng)達(dá)到 以上需特殊設(shè)計(jì)，取厚度 ，根部 ； 箱梁頂板主要考慮橋面板受力需要，一般為 ，此處取為 ； 梁底板需要滿足縱向抗彎以及布置預(yù)應(yīng)力鋼筋的要求，一般變高度連續(xù)梁底板厚度隨負(fù)彎矩從跨中到支點(diǎn)逐漸加厚，跨中底板厚度宜采用 ,因此底板厚度選取 ,支點(diǎn)處底板厚度采用 。 根據(jù)一般的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)墩上或靠近橋墩的箱梁根部腹板需加厚時(shí)，以滿足剪力增加的要求，腹板厚度一 般采用因此，腹板采用直腹板，跨中腹板選用 ,所以 腹板采用直腹板，跨中腹板選用 ，支點(diǎn)處腹板選用 。 在橋兩端各要留伸縮縫 ，考慮伸縮裝置，所以要留伸縮縫預(yù)留槽， ，因此要加厚頂板 ，頂板加厚 ， 加厚 長(zhǎng)度為 3m； 加腋，上加腋一般為 1： 21： 4，此處取 1： 2， ；下加腋一般取 1： 11： 2，此處取 1： 1， ，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。 全橋箱梁截面及構(gòu)造尺寸見圖華 北 水 利 水 電 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 10 1 1 1 15。 圖 12 跨中處截面（尺寸： cm） 圖 13 梁端加厚部截面 （ 尺寸： cm） 圖 14 橋墩支點(diǎn)處截面（尺寸： cm） 圖 15 橋墩漸變端處截面（尺寸： cm） 華 北 水 利 水 電 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 11 箱梁的橫截面幾何特性計(jì)算 根據(jù)已定好的箱梁截面結(jié)構(gòu)尺寸， 計(jì)算其截面特性，結(jié)果如下： 跨中截面高度： 橋墩處截面高度： 基準(zhǔn)材料： 中交新混凝土： C50 混凝土 基準(zhǔn)彈性模量： 104 MPa 橋墩支座處截面 橋 墩漸變處截面 換算面積： 換算面積： 換算慣矩： 換算慣矩： 中性軸高度： 中性軸高度： 跨中截面 橋臺(tái)支座處截面 換算面積： 換算面積： 換算慣矩： 換算慣矩： 中性軸高度： 中性軸高度： 注：端部支座截面實(shí)心段 1m，加厚 20cm； 2 號(hào)墩上支座截面實(shí)心段長(zhǎng) 2m。 華 北 水 利 水 電 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 12 第 2 章 荷載 計(jì)算 電算模型 使用軟件 模型分析 （ 1）外部環(huán)境特性 計(jì)算相對(duì)濕度 80%，混凝土考慮 10 年的收縮徐變，整體升溫、降溫均按 20℃ 考慮，基礎(chǔ)考慮 5mm不均勻沉降。 （ 2）施工階段劃分 按照該橋梁實(shí)際施工工序，即現(xiàn)澆施工 ——張拉預(yù)應(yīng)力鋼束 ——鋪裝橋面及防撞欄施工 ——完工 ——使用階段， 根據(jù)各施工段的施工順序，由橋梁博士軟件 建立從施工階段到成橋階段的 橋梁計(jì)算 模型。 （ 3）單元?jiǎng)澐? 根據(jù)該橋梁構(gòu)造特性，共劃分為 126 個(gè)單元，其中邊跨為 236 個(gè)，中跨為 54 個(gè)，橋墩處和橋臺(tái)處單元長(zhǎng)為 ，梁中跨部分 1/4 點(diǎn)處單元長(zhǎng)為 ,中跨 1/2 點(diǎn)處單元長(zhǎng)為 。端部和支座實(shí)心段均采用實(shí)心截面，橋面鋪裝和護(hù)欄重量均以均布荷載加載于整個(gè)梁上。 （ 4）預(yù)應(yīng)力剛束特性 預(yù)應(yīng) 力管道為塑料波紋管 ；鋼筋回縮和錨具變形為每側(cè) 6mm，即兩側(cè)張拉時(shí)為 12mm，一側(cè)張拉時(shí)為 6mm；腹板預(yù)應(yīng)力筋 N N N3 均兩端張拉，頂板預(yù)應(yīng)力筋 B B2 也采用一端交替 張拉，張拉控制應(yīng)力 M P af pkc o n 1 3 9 ??? 。 （ 5）荷載信息 橋梁模型在建立過程中，需輸入施工荷載和使用荷載，以模擬實(shí)際橋梁受力狀況。根據(jù)荷載橫向分布計(jì)算結(jié)果，按跨中和支點(diǎn)段分別計(jì)算跨中與支點(diǎn)段的荷載效應(yīng)。 （ 1）永久荷載：永久性作用于結(jié)構(gòu)上的荷載，如結(jié)構(gòu)橫梁重量、二期鋪 裝等； （ 2） 臨時(shí)荷載：一般為施工機(jī)具等荷載，下一階段將自動(dòng)去除 ； （ 3） 施工活載：一般需要驗(yàn)算某階段集中加載情況下，結(jié)構(gòu)安全性是否滿足要求，華 北 水 利 水 電 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 13 一般只在特殊階段需要驗(yàn)算。 （ 4） 升溫與降溫：是作為施工活載處理 （ 5） 平均溫度：是作為永久荷載處理的。平均溫度的效應(yīng)是指錢一階段的平均內(nèi)溫度與本階段的平均溫度的差值作為本階段的溫度荷載來計(jì)算的 結(jié)構(gòu)在使用階段車道荷載為公路