桥梁设计计算书.doc

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毕业设计（论文）

目录

1.桥型方案比选.............................................................................................................

3

1.1

桥梁总体规划原则...........................................................................................

3

1.2

方案比选...........................................................................................................

3

1.2.1桥梁形式的比选......................................................................................................

3

1.2.2桥梁截面形式的比选..............................................................................................

5

1.2.3桥墩方案的比选......................................................................................................

5

2.设计资料及构造布置.................................................................................................

7

2.1

桥面净空...........................................................................................................

7

2.2

技术标准...........................................................................................................

7

2.3

桥面铺装...........................................................................................................

7

2.4

地质条件...........................................................................................................

7

3.上部结构尺寸拟定及内力计算.................................................................................

8

3.1

概述...................................................................................................................

8

3.1.1主跨径的拟定..........................................................................................................

8

3.1.2主梁尺寸拟定（跨中截面）..................................................................................

8

3.2

桥梁设计荷载...................................................................................................

8

3.2.1主梁内力计算..........................................................................................................

9

3.2.2活载作用下内力求解............................................................................................

11

3.2.3荷载组合................................................................................................................

23

4.预应力筋的设计与布置...........................................................................................

26

4.1

纵向预应力筋的设计与布置.........................................................................

26

4.1.1纵向预应力钢筋设计计算....................................................................................

26

4.1.2纵向预应力钢筋弯起设计....................................................................................

28

4.2

主梁截面几何性质计算.................................................................................

30

5.主梁截面几何特性计算表:

.....................................................................................

32

6.预应力损失计算.......................................................................................................

35

6.1

预应力筋与孔道壁之间摩擦引起的应力损失sL1.......................................

35

6.2

锚具变形、钢筋回缩和接缝引起的应力损失sL2......................................

35

6.3

钢筋与台座之间温差引起的预应力损失sL3..............................................

36

6.4

混凝土弹性压缩引起的应力损失sL4..........................................................

36

6.5

预应力筋松弛引起的应力损失sL5..............................................................

37

6.6

混凝土收缩和徐变引起的应力损失sL6......................................................

37

7.主梁应力、挠度验算...............................................................................................

40

7.1

预加应力阶段的正截面应力验算.................................................................

40

7.1.1短暂状态的正应力验算........................................................................................

40

7.1.2持久状态的正应力验算........................................................................................

41

7.1.3使用阶段的主应力的验算....................................................................................

41

7.1.4非预应力筋计算....................................................................................................

43

7.1.5斜截面抗剪性验算................................................................................................

43

7.2

抗裂性验算.....................................................................................................

44

7.2.1作用短期效应组合作用下的正截面抗裂验算....................................................

44

1

35m+45m+35m整体式预应力混凝土连续箱梁桥施工图设计

7.2.2作用短期效应组合作用下的斜截面抗裂验算 45

7.3挠度验算 46

8.锚固区局部承压计算 48

8.1局部受压区尺寸要求 48

8.2局部抗压承载力计算 48

9.下部结构设计计算 50

9.1桥墩设计计算 50

9.1.1竖向荷载计算 50

9.1.2水平荷载计算 51

9.1.3配筋计算 52

9.2桩基础及承台的设计 53

9.2.1承台的设计 53

9.2.2桩的设计 53

9.2.3桩的内力及位移计算 55

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毕业设计（论文）

1.桥型方案比选

1.1桥梁总体规划原则

桥梁的形式可考虑拱桥、梁桥、梁拱组合桥和斜拉桥。

任选三种作比较，从安全、功能、经济、美观、施工、占地与工期多方面比选，最终确定桥梁形式。

桥梁设计原则适用性

桥上应保证车辆和人群的安全畅通，并应满足将来交通量增长的需要。

桥下应满足泄洪、安全通航或通车等要求。

建成的桥梁应保证使用年限，并便于检查和维修。

舒适与安全性

梁设计越来越强调舒适度，要控制桥梁的现代桥竖向与横向振幅，避免车辆在桥上振动与冲击。

整个桥跨结构及各部分构件，在制造、运输、安装和使用过程中应具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性。

经济性

设计的经济性一般应占首位。

经济性应综合发展远景及将来的养护和维修等费用。

先进性

桥梁设计应体现现代桥梁建设的新技术。

应便于制造和架设，应尽量采用先进工艺技术和施工机械、设备，以利于减少劳动强度，加快施工进度，保证工程质量和施工安全。

美观

一座桥梁，尤其是座落于城市的桥梁应具有优美的外形，应与周围的景致相协调。

合理的结构布局和轮廓是美观的主要因素，决不应把美观片面的理解为豪华的装饰。

1.2方案比选

1.2.1桥梁形式的比选

方案比选应完成以下内容：

（1）确定桥孔孔径。

根据桥位附近的地形、水文等资料，确定一河一桥或一河多桥的可靠桥位，接着进行桥孔布设，确定桥长，如需要约束桥孔，则应根据«公路桥规»的要求计算冲刷系数，且不能超过规定的容许值。

（2）初拟桥梁图式。

拟定方案比选阶段的桥梁图式时，要满足必需的孔径要求，可暂不管经济、美观与否。

初拟方案时，通常先考虑主孔要求，再考虑边孔或

3

35m+45m+35m整体式预应力混凝土连续箱梁桥施工图设计

引桥，能用标准跨度时，宜优先考虑采用定型图，桥长不大时，往往不分正桥和引桥，而是统筹全长来设计。

（3）方案评比和优选

各方案在评比时，应注意他们的评比条件应力相同，例如桥梁全长应接近，桥面与桥头引线的标高是否一致，冲刷线下的基础埋深要相同。

方案评比的主要内容是：

①材料（造价）；②施工设备和能力；③工期；④养护和维修运营；⑤修复⑥抗震性能（若桥址位于地震区）⑦航运和跨线条件；⑧美观。

应根据上述原则，对桥梁作出综合评估。

方案比选表

比较项目

第一方案

第二方案

第三方案

主桥跨桥型

预应力混凝土连续

钢筋混凝土简支

梁拱组合桥

梁

梁

预应力混凝土连续

软土地基上建造拱

桥，存在桥台抵抗水

梁桥在垂直荷载的

平推力的薄弱环节。

作用下，其支座仅产

为此采用大吨位预应

生垂直反力，而无水

在垂直荷载的作

力筋以承担拱的水平

平推力。

结构造型灵

用下，其支座仅产

推力；预应力筋的寄

活，可模型好，可根

生垂直反力，而无

体是系梁，即加劲纵

主桥跨结构特点

据使用要求浇铸成

水平推力。

结构造

梁，从而以梁式桥为

各种形状的结构，整

型灵活，整体性

基体，按各种梁桥的

体性好，刚度较大，

好，刚度较大，

弯矩包络图用拱来加

变性较小。

受力明

强。

这样可以使桥梁

确，理论计算较简

结构轻型化，同时能

单，设计和施工的方

提高这类桥梁的跨越

法日臻完善和成熟

能力

侧面上看线条明晰，

跨径一般，线条明

跨径较大，线条非常

晰，但比较单调，

建筑造型

与当地的地形配合，

美，与环境和谐，增

与景观配合很不

显得美观大方

加了城市的景观

协调。

养护维修量

小

小

较大

设计技术水平

经验较丰富，国内先

经验丰富，国内先

经验一般，国内一般

进水平

进水平

水平

施工技术

满堂支架法：

结构不

预制T型构件，运

转体施工法：

对周围

4

毕业设计（论文）

发生体系转换，不引

至施工地点，采用

的影响较小，将结构

起恒载徐变二次矩，

混凝土现浇，将T

分开建造，再最后合

预应力筋可以一次

型梁连接，其特点

拢，可加快工期，是

布置，集中张拉等优

外型简单、制造方

近十年来新兴的施工

点。

施工难度一般

便，整体性好

方法，施工难度较大

工

期

较短

较短

较长

综上所述，连续梁受力明确，受无缝钢轨因温度变化产生的附加力、特殊力的影响小，设计施工易标准化、简单化、可明显缩短工期。

再结合所选地区的地质和地形情况。

本次设计选用预应力钢筋混凝土连续箱梁桥作本桥的桥梁形式，并采用整体式设计。

1.2.2桥梁截面形式的比选

梁部截面形式考虑了箱形梁、组合箱梁、槽型梁、T型梁等可采用的梁型。

连续单箱梁方案该方案结构整体性强，抗扭刚度大，适应性强。

景观效果好。

该方案需采用就地浇筑，现场浇筑砼及张拉预应力工作量大，但可全线同步施工，施工期间工期不受控制,对桥下道路交通影响较其他方案稍大。

简支组合箱梁结构整体性强，抗扭刚度大，适应性强。

双箱梁预制吊装，铺预制板，重量轻。

但从桥下看,景观效果稍差。

从预制厂到工地的运输要求相对较低，运输费用较低。

但桥面板需现浇施工,增加现场作业量，工期也相应延长。

但美观较差，并且徐变变形大，对于无缝线路整体道床轨道结构形式来说，存在着后期维修养护工作量大的缺点。

槽型梁为下承式结构，其主要优点是造型轻巧美观，线路建筑高度最低,且两侧的主梁可起到部分隔声屏障的作用，但下承式混凝土结构受力不很合理，受拉区混凝土即车道板圬工量大，受压区混凝土圬工量小，梁体多以受压区（上翼缘）

压溃为主要特征，不能充分发挥钢及混凝土材料的性能。

同时，由于结构为开口截面，结构刚度及抗扭性较差，而且需要较大的技术储备才能实现。

T型梁结构受力明确，设计及施工经验成熟,跨越能力大,施工可采用预制吊装的方法，施工进度较快，工期较短。

相比之下，连续单箱梁方案该方案结构整体性强，抗扭刚度大，适应性强。

因此，结合工程特点和施工条件，选用连续箱梁桥。

1.2.3桥墩方案的比选

桥墩类型有重力式实体桥墩、空心桥墩、柱式桥墩、轻型桥墩和拼装式桥墩。

重力式实体桥墩主要依靠自身重力来平衡外力保证桥墩的稳定，适用于地基良好的桥梁。

重力式桥墩一般用混凝土或片石混凝土砌筑，街面尺寸及体积较大，

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