【正文】 9 橫截面布置?????????????????????????? 9 橫截面沿跨長變化?????????????????????? 12 橫隔梁的布置???????????????????????? 13 主梁作用效應(yīng)計算???????????????????????? 13 永久效應(yīng)計算???????????????????????? 13 可變作用效應(yīng)計算?? ???????????????????? 15 主梁作用效應(yīng)組合?????????????????????? 25 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算及其位置???????????????????? 26 跨中截面鋼束的估算和確定?????????????????? 26 預(yù)應(yīng)力鋼束布置??????????????????????? 27 計算主梁截面幾何特征?????????????????????? 31 截面面積及慣矩計算????????????????????? 31 截面靜矩計算???????????????????????? 33 截面幾何特性匯總?????????????????????? 34 預(yù)應(yīng)力損失計算????????????????????????? 34 預(yù)應(yīng)力鋼束與管道壁之間的摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失???????? 37 由錨具變形、鋼束回縮引起的損失?????? ????????? 37 混凝土彈性收縮引起的預(yù)應(yīng)力損失?????????????? 38 由鋼束應(yīng)力松弛引起的損失?????????????????? 39 混凝土收縮和徐變引起的損失????????????????? 41 預(yù)加力計算及鋼束預(yù)應(yīng)力損失匯總??????????????? 42 主梁截面承載力與應(yīng)力驗算???????????????????? 45 持 久狀況承載能力極限狀態(tài)承載力驗算????????????? 45 持久狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)抗裂驗算?????????????? 48 持久狀態(tài)構(gòu)件的應(yīng)力驗算??????????????????? 49 短暫狀況構(gòu)件的應(yīng)力驗算??????????????????? 56 主梁端部的局部承壓驗算????????????????????? 56 局部承壓區(qū)的截面尺寸驗算????????????????? ? 56 局部抗壓承載力驗算????????????????????? 59 主梁變形驗算?????????????????????????? 59 第 3 章 基礎(chǔ)的設(shè)計??????????????????????????? 62 蓋梁的計算??????????????????????????? 62 荷載計算 ?????????????????????????? 62 內(nèi)力計算????????????????????? ????? 69 橋墩墩柱計算?????????????????????????? 70 荷載計算?????????????????????????? 70 截面配筋計算及應(yīng)力驗算??????????????????? 72 鉆孔灌注樁計算????????????????????????? 74 荷載計算?????????????????????????? 74 樁長計算 ?????????????????????????? 75 結(jié)論?????????????????????????????????? 77 致謝?????????????????????????????????? 78 參考文獻(xiàn)???????????????????????????????? 79 前 言 公路橋梁交通是為國民經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展和人民生活服務(wù)的公共基礎(chǔ)設(shè)施，是衡量一個國家經(jīng)濟(jì)實力和現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。在設(shè)計中通過主梁內(nèi)力計算、應(yīng)力鋼筋的布置、主梁截面強(qiáng)度與應(yīng)力驗算、行車道板及支座、墩臺等等設(shè)計，完美地構(gòu)造了一座裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T 梁橋，所驗算完全符合要求，所用方法均與新規(guī)范相對應(yīng)。橋面部分包括橋面鋪裝、伸縮裝置和欄桿等組成 ，這些構(gòu)造雖然不是橋梁的主要承重構(gòu)件，但它們的設(shè)計與施工直接關(guān)系到橋梁整體的功能與安全，這里在本設(shè)計中也給予了詳細(xì)的說明。 本設(shè)計采用裝配式簡支 T 梁結(jié)構(gòu)，其上部結(jié)構(gòu)由主梁、橫隔梁、行車道板，橋面部分和支座等組成，顯然主梁是橋梁的主要承重構(gòu)件。蘭州交通大學(xué)橋梁畢業(yè)設(shè)計 摘 要 預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋在我國橋梁建筑上占我重要的地位，在目前，對于中小跨徑的永久性橋梁，無論是公路橋梁或者城市橋梁，都在盡量采用預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋，因為這種橋梁具有就地取材，工業(yè)化施工，耐久性好，適應(yīng)性強(qiáng)。整體性好以及美觀等多種優(yōu)點(diǎn)。其主梁通過橫梁和行車道板連接成為整體，使車輛荷載在各主梁之間有良好的橫向分布。 本設(shè)計主要受跨中正彎矩的控制，當(dāng)跨徑增大時，跨中由恒載和活載產(chǎn)生的彎矩將急劇增加，是材料的強(qiáng)度大部分為結(jié)構(gòu)重力所消耗，因而限制的起跨越能力，本設(shè)計采用 27m 標(biāo)準(zhǔn)跨徑，合理地解決了這一問題。本設(shè)計重點(diǎn)突 出了預(yù)應(yīng)力在橋梁中的應(yīng)用，這也正體現(xiàn)了我國橋梁的發(fā)展趨勢。我國從“七五”開始，公路建設(shè)進(jìn)入了高等級公路建設(shè)的新階段，近幾年隨著公路 等級的不斷提高，路橋方面知識得到越來越多的應(yīng)用，同時，各項規(guī)范也有了較大的變動，為掌握更多路橋方面知識，我選擇了 28m 裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡支 T 梁設(shè)計這一課題。設(shè)計內(nèi)容包括擬定橋梁縱 ,橫斷面尺寸、上部結(jié)構(gòu)計算，下部結(jié)構(gòu)計算，施工組織管理與運(yùn)營，施工圖繪制 ,各結(jié)構(gòu)配筋計算，書寫計算說明書、編制設(shè)計文件這幾項任務(wù)。按照新規(guī)范公路 I 級車道荷載進(jìn)行布置活載，并進(jìn)行了梁的配筋計算，估算了鋼絞線的各種預(yù)應(yīng)力損失，并進(jìn)行預(yù)應(yīng)力階段和使用階段主梁截面的強(qiáng)度，正應(yīng)力及主應(yīng)力的驗算。主要依據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（ JTG D0622020） ,《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（ JTJ 0248 ,《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范 》（簡稱《預(yù)規(guī)》） JTG D60— 2020《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》（簡稱《通用規(guī)范》） 在本次設(shè)計過程中，新舊規(guī)范的交替，電腦制圖的操作，都使我的設(shè)計工作一度陷入僵局。在此，對老師和同學(xué)們表示衷心的感謝。 第 1 章 橋型設(shè)計方案 根據(jù)現(xiàn)橋位地形、水文條件，并綜合考慮工程的經(jīng)濟(jì)性和施工難易程度，本橋 橋跨布置的單跨跨徑宜在 30m 以上，因此選定簡支 T 型梁、連續(xù)箱梁和連續(xù)剛構(gòu)橋這三種橋型方案來進(jìn)行方案比 方案一：預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土簡支梁（錐型錨具） 基本構(gòu)造布置 設(shè)計資料 橋梁跨徑及橋?qū)? 標(biāo)準(zhǔn)跨徑： 28m（墩中心距）， 全橋共： 84 米，分 3 跨， 主梁全長： ， 橋面凈空：凈 — 13m+2 =14m； 計算跨徑： 27m。 2).預(yù)應(yīng)力混凝土 T 型梁是目前公 路橋梁中經(jīng)濟(jì)合理的橋型之一。上部結(jié)構(gòu)施工較連續(xù)梁和連續(xù)剛構(gòu)要簡單，材料用量和費(fèi)用較少。 圖 橋梁立面圖 設(shè)計荷載 公路 I 級，兩側(cè)防撞欄桿重量分別為 。 簡支梁的優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造、設(shè)計計算簡單，受力明確，缺點(diǎn)是中部受彎矩較大，并且沒有平衡的方法，而支點(diǎn)處受剪力最大，如果處理不好主梁的連接，就會出現(xiàn)行車不穩(wěn)的情況 方案二：鋼筋混凝土箱形拱橋 方案簡介 本方案為鋼筋混凝土等截面懸鏈線無鉸拱橋。采用箱形截面的拱圈。 尺寸擬定 本橋擬用拱軸系數(shù) m=，凈跨徑為 ，矢跨比為 1/8。拱圈采用單箱多室閉合箱，全寬 ，由 8 個拱箱組成，高為 。取 140cm。 （ 3）相鄰箱壁間凈寬：這部分空間以后用現(xiàn)澆混凝土填筑，構(gòu)成拱圈的受力 部分，一般用10～ 16cm，這里取 16cm。太厚則吊裝重量大，太薄則局部穩(wěn)定性差且中性軸上移。 （ 5）蓋板：有鋼筋混凝土板和微彎板兩種型式，最小厚度 6～ 8cm,這里取 8cm。 （ 7）橫隔板：多采用挖空的鋼筋混凝土預(yù)制板，厚 6～ 8cm，間距 ～ 。這里取厚 6cm。橋面設(shè)雙向橫坡 ，坡度為 %。雙向縱坡，坡度為 %。采用裝配 —— 整體式結(jié)構(gòu)型式，分階段施工，最后組拼成一個整體。結(jié)構(gòu)受力合理，變形?。粯蛎孢B續(xù)，行車舒適；較 T 型梁增加了施工的難度和工期；材料用量和費(fèi)用較 T 型梁要多一些。 橋型方案三：預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)方案（比較方案） 橋梁全長： 90m （ 1）上部構(gòu)造為預(yù)應(yīng)力混凝土變高度箱梁，根部高 ，跨中高 ；下部構(gòu)造為空心矩形截面墩身、肋板式橋臺，樁基礎(chǔ)；采用掛籃懸臂澆筑施工。該橋型連續(xù)，行車舒適；但上部結(jié)構(gòu)施工工序較 T 型梁和連續(xù)梁要多、周期較長，造價較高。結(jié)合投資規(guī)模、和考慮施工的難度，本橋不適合于修建連續(xù)剛構(gòu)橋。 第 2 章 上部結(jié)構(gòu)設(shè)計 計資料及結(jié)構(gòu)布置 設(shè)計資料 （ 1）橋梁跨徑及橋?qū)? 標(biāo)準(zhǔn)跨徑： 28m（墩中心距離）； 主梁全長： ； 計算跨徑： 27m； 橋面凈空：凈 — 13m+2 =14m； （ 2）設(shè)計荷載 公路 I 級，每側(cè)防撞欄重力的作用力為 。 預(yù)應(yīng)力鋼筋采用《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（ JTG D62— 2020）的ф 鋼絞線，每束 6 根，全梁配 6 束， =1860MPa。 按后張法施工工藝制作主梁，采用內(nèi)徑 70mm、外徑 77mm 的預(yù)埋波紋管和夾片錨具。翼板的寬度為 2020mm,由于寬度較大，為了保證橋梁的整體受力性能，橋面板 采用現(xiàn)澆混凝土剛性接頭，因此主梁的工作截面有兩種：預(yù)應(yīng)力、運(yùn)輸、吊裝階段的小截面（ b1=1200mm)和運(yùn)營階段的大截面（ b2=2020mm)。 表 基本計算數(shù)據(jù) 名稱 項目 符號 單位 數(shù)據(jù) C50 混凝土 立方體 彈性模量 軸心抗壓標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度 軸心抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度 軸心抗壓設(shè)計強(qiáng)度 軸心抗拉設(shè)計強(qiáng)度 50 短暫狀態(tài) 容許壓應(yīng)力 容許拉應(yīng)力 持久狀態(tài) 標(biāo)準(zhǔn)荷載組合 容許壓應(yīng)力 容許主壓應(yīng)力 短期效應(yīng)組合 容許拉應(yīng)力 0 容許主拉應(yīng)力 鋼絞線 標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度 彈性模量 抗拉設(shè)計強(qiáng)度 最大控制應(yīng)力 1860 1260 1395 容許壓應(yīng)力 容許拉應(yīng)力 1209 材料重度 標(biāo)準(zhǔn)荷載組合 25 容許壓應(yīng)力 23 容許主壓應(yīng)力 短期效 應(yīng)組合 無量綱 （ 2）主梁跨中主要尺寸擬定 1）主梁高度 預(yù)應(yīng)力簡支梁橋的主要高度與其跨徑之比通常在 1/15— 1/25，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計中高跨比約在1/18— 1/19。 2）主梁截面細(xì)部尺寸 T 梁翼板的厚度主要取決于橋面板承受車輪局部荷載的要求，還應(yīng)考慮能否滿足主梁受彎時上翼板受壓的強(qiáng)度要求。 在預(yù)應(yīng)力混凝土梁中腹板內(nèi)主拉應(yīng)力較小，腹板厚度一般 由布置預(yù)置孔道的構(gòu)造決定，同時從腹板本身的穩(wěn)定條件出發(fā)，腹板厚度不宜小于其高度的 1/15。 圖 結(jié)構(gòu)尺寸圖 按照以上擬訂的外形尺寸就可以繪出預(yù)制梁的跨中截面圖（見圖 ） 圖 跨中截面圖 3）計算截面幾何特征 將主梁跨中截面劃分成五個規(guī)則圖形的小單元，截面幾何特征列表計算見表 。 橫截面沿跨長變化 橫截面沿跨長的變化，該梁的翼板厚度不變，馬蹄部分逐漸抬高，梁端處腹板加厚到與馬蹄等寬，主梁的基本布置到這里就基本結(jié)束了。 主梁作用效應(yīng)計算 永久作用效應(yīng)計算 （ 1）永久作用集度 1）預(yù)制梁自重 跨中截面段主梁的自重 馬蹄抬高與腹板寬度段梁的自重（長 )