本文格式為Word版，下載可任意編輯——25m橋梁畢業(yè)設(shè)計設(shè)計

長15m寬18m橋梁畢業(yè)設(shè)計

1設(shè)計基本資料及構(gòu)造布置

1.1橋面跨徑及橋?qū)?/p>

標準跨徑：總體方案選擇的結(jié)果，采用裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土T形簡支梁,標準跨度25m。主梁全長：24.92。

計算跨徑：取相鄰支座中心間距24.12m。

橋面凈空：由于該橋所在的線路寬度較大，采用雙向四車道。全橋橫向布置：

0.5m（剛性護欄）+7.5m(行車道)+2m(中央分隔帶)+7.5m(行車道)+0.5m（剛性護欄）=18m1.2荷載

設(shè)計荷載：馬路I級，每側(cè)防撞欄重力的作用力為7.5KN/m1.3主要材料

混凝土：主梁、翼緣板、橫隔板、濕接縫均采用C50混凝土。橋面鋪裝采用C40混凝土

鋼筋：采用高強度低松弛7絲捻制的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，公稱直徑為15.20，公稱面積140mm2標準強度fpk1860MPa。a,彈性模量Ep1.9510MP

施工工藝：按后張法施工工藝制作主梁，采用金屬波紋管和夾片錨具，波紋竹內(nèi)徑70mm外徑77mm。

1.4相關(guān)設(shè)計參數(shù)

（1)相對濕度為80%.

（2)預(yù)應(yīng)力管道采用鋼波紋符成形，管道摩擦系數(shù)0.25。管道偏差系數(shù)k0.0015。錨具變形和鋼朿回縮量為6mm單端.

(3)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)重度按26KN/m計，普通鋼筋混凝土重度按25KN/m計，瀝青混凝土重度按23KN/m計。單側(cè)防撞欄線荷載為7.5KN/m。1.5技術(shù)標注及設(shè)計規(guī)范（1）《馬路工程技術(shù)標準》（JTJ01-88）（2）《馬路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》（JTJ021-89）（3）《馬路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTJ023-85）

5

2斷面設(shè)計

2.1主梁間距與主梁片數(shù)

主梁間距尋常應(yīng)隨梁高與跨徑的增大而加寬為徑濟，同時加寬翼板對提高主梁截面效率指標很有效，故在許可條件下應(yīng)適當加寬T梁翼板。但是標準設(shè)計主要為協(xié)同各種橋面寬度，使橋梁尺寸標準化而采用統(tǒng)一的主梁間距。本橋采用裝配式施工，根據(jù)徑濟因素及現(xiàn)場吊裝能力，主梁間距一般在1.8-2.3m之間，本橋選用2.3m。預(yù)制時，邊梁寬1.7m，主梁間留0.6m后澆帶，以減輕吊裝質(zhì)量，同時能加強橫向整體性?？紤]凈18m的橋?qū)挘x用八片主梁。（如圖2-1所示）

橫隔梁共設(shè)罝四道，間距4.824m。

橋面鋪裝：設(shè)計總厚度17cm，其中水泥混凝土厚度8cm，瀝青混凝土厚度9cm，兩者之間加設(shè)防水層。

2.2主梁跨中截面主要尺寸擬定

預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋高度與其跨徑之比尋常在1/15～1/25之間，標準設(shè)計中高跨比約在1/18～1/19之間。當建筑高度不受限制時，增大梁高往往是經(jīng)濟的方案。由于增大梁高可節(jié)省預(yù)應(yīng)力鋼束用量，同時梁高加大，一般是腹板加高，而混凝土用量增加不多。綜上所述，標準設(shè)計中對于25m跨徑的簡支梁板取用160cm的主梁高度是比較適合的。

1

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圖2.1梁截面的細部尺寸（單位：cm）

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度要求，本橋預(yù)制T梁的翼板厚度取用16cm，翼板根部加厚到26cm以抵制翼緣根部較大彎矩。為使翼板與腹板連接緊湊，在截面轉(zhuǎn)角處設(shè)置圓角，以減少局部應(yīng)力和便于脫模。

在預(yù)應(yīng)力混凝土梁中腹板內(nèi)主拉應(yīng)力較小，腹板厚度無須太厚，一般取為16～20cm。本橋的腹板厚度取為19cm。下翼緣馬蹄形加寬部分的高應(yīng)與鋼筋束的彎起相協(xié)同。在支點附近區(qū)段尋常使全高加寬，以適應(yīng)鋼筋彎起和梁端布置錨具，安放千斤頂?shù)男枰?。設(shè)計實踐說明馬蹄面積占截面

o

總面積的10％～20％為適合。本橋初擬馬蹄寬度為49cm，高度24cm。馬蹄與腹板交接處做成45斜坡的折線鈍角，以減少局部應(yīng)力。如此布置的馬蹄面積約占整個面積的17.1%依照以上擬定的外形尺寸，繪制預(yù)制梁跨中截面圖（見圖2.1）

圖2.2橋梁橫截面面圖（單位：cm）

圖2.3預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁內(nèi)梁立面圖（單位：cm）

2

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2.3計算截面幾何特性

將主梁跨中截面劃分為五個規(guī)則圖形的小單元，截面幾何特性列表計算，見表2.1。

sii小截面形心至上緣距離ys=∑Si/∑Ai=404362/6701=60.34檢驗截面效率指標ρ（希望達到0.5以上）

上核心矩：Ks=∑I/∑Ayx=23851244.42/[7661(160-53.78)]=29.31cm下核心矩：Kx=∑I/∑Ays=23851244.42/（766153.78）=57.89cm截面效率指標：ρ=（Kx＋Ks）/h=(29.31+57.89)/160=0.5450.5說明以上初擬的主梁跨中截面尺寸合理。2.3橫截面沿跨長的變化

本橋主梁采用等高形式，橫斷面的T梁翼板厚度沿跨長不變，馬蹄部分為協(xié)同鋼筋彎起而從跨徑四分點附近開始向支座逐漸抬高。梁端部區(qū)段由于錨頭集中力的作用而引起較大的局部力，同時也為布置錨具的需要，在距梁端一倍梁高范圍內(nèi)將腹板加厚到與馬蹄同寬。2.4橫隔梁的設(shè)置

主梁在荷載作用位置的彎矩橫向分布，在當該位置有橫隔梁時比較均勻，否則主梁彎矩較大。為減小對主梁設(shè)計起主要控制作用的跨中彎矩，在跨中位置設(shè)置一道中橫隔梁;當跨度較大時，還應(yīng)在其他位置設(shè)置較多的橫隔梁。為了加強主梁之間的橫向連接剛度，除了設(shè)置端橫隔梁外，還需設(shè)置4片中橫隔梁，間距4.8245m，共計6片。（如圖2.2所示）

3

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3梁內(nèi)力計算

根據(jù)上述梁跨結(jié)構(gòu)縱橫截面的設(shè)置，并通過活載作用下的梁板的荷載橫向分布計算，可分別求得各主梁控制截面（一般取跨中、四分點、變化點和支點截面）的恒載和最大活載內(nèi)力，然后再進行主梁內(nèi)力組合。3.1恒載內(nèi)力計算

主梁預(yù)制時的自重（一期荷載）g1，此時翼板寬1.6m按跨中截面計算，（半個跨長計算,長7.236m）‘

g1=0.6701267.236=126.07kN/m

馬蹄增高與梁端加寬所增加的重量近似計算2.5m端部面積為A=9851cm2‘

g2=(0.9851+0.6701)2.526/2=53.794kN/m支點段梁自重(長2.32m)‘

g3=0.98512.32426=59.52kN/m邊主梁的橫隔梁

中橫梁的體積：0.16(1.20.605-0.150.15/2-0.30.1/2)=0.112m3端橫梁的體積：0.2(1.440.455-0.150.15/2-0.30.1/2)=0.1629m3

‘

半跨內(nèi)橫梁重量：g4=（20.112+10.169）26=10.06kN/m主梁每延米自重之和

主梁：q1=（16.07+53.79+59.52+210.06）/12.46=20.83kN/m其次期恒載

翼緣板中間濕接縫集‘

g5=0.60.1625=2.4kN/m邊梁現(xiàn)澆部分橫隔梁

一片中橫隔梁現(xiàn)澆體積：0.161.20.3=0.00576m3一片端橫隔梁現(xiàn)澆體積：0.251.440.3=0.108m3‘

g6=2（40.0576+20.108）25/24.92=0.8956kN/m橋面鋪裝層

8cm水泥混泥土鋪裝：0.081725=34kN/m9cm瀝青混泥土鋪裝：0.091723=35.19kN/m

‘

將橋面鋪裝重量均分給8片主梁：g7=（34+35.19）/8=8.65kN/m防撞欄：單側(cè)防撞欄線荷載為7.5kN/m

‘

將兩側(cè)防撞分給8片主梁：g8=7.52/8=1.875kN/m

主梁二期永久作用集度：q2=（2.4+0.8956+8.65+1.875）=13.82kN/m

主梁的結(jié)構(gòu)自重集度q1+q2=20.83+13.82=34.56kN/m主梁恒載內(nèi)力計算

設(shè)x為計算截面離左支座的距離，并令＝x/1，則主梁彎矩和剪力的計算公式分別為：Mα=1/2α(1-α)Lg2Qα=1/2(1-2α)Lg

恒載內(nèi)力計算見表3.1，恒載內(nèi)力計算圖如圖3.1所示。

4

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圖3.1永久用效應(yīng)計算圖示（單位：cm）3.2可變作用效應(yīng)計算

3.2.1沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù)

按《橋規(guī)》4.3.2條規(guī)定，結(jié)構(gòu)的沖擊系數(shù)與結(jié)構(gòu)的基頻有關(guān)，因此要先計算結(jié)構(gòu)的頻率。簡支梁橋的頻率可采用以下公式估算：

f

2l2

EIc3.14

mc224.122

3.4510100.23851

5.43(HZ)

2030.58

G0.766126103

其中：mc2030.58(Kgm)

g9.81

根據(jù)本橋的基頻，可計算出汽車荷載的沖擊系數(shù)為：0.1767Inf0.01570.283

按《橋規(guī)》4.3.1條，當車道大于兩車道時，需進行車道折減，三車道折減22%，四車道折減33%，但折減后不得小于用兩行車隊布載的計算結(jié)果。

3.2.2跨中的橫向分布系數(shù)mc

主梁間在翼緣板及橫隔梁處采用濕接頭,而且橋?qū)捒绫?8/24.5=0.7460.5,所以本橋并非窄橋,不宜用偏心壓力法計算mc。所以跨中的橫向分布系數(shù)計算方法采用比較正交異性板法。（1）計算主梁抗扭慣性矩IT

對于T形梁，抗扭慣性矩可近似等于各個矩形截面的抗扭慣性矩之和IT

cbt

i1

m

3iii

式中：bi,ti——相應(yīng)位單個矩形截面的寬度和厚度；

ci——矩形截面抗扭剛度系數(shù)，根據(jù)t比值計算；

m——梁截面劃分成單個進行截面的塊數(shù)。

對于跨中截面，翼緣板的換算平均厚度：t1馬蹄部分的換算平均厚度：t3

211163010

17.42(cm)；

211

2439

31.5(cm)2

5

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圖3.2抗扭慣性矩計算圖示（單位：cm）

如圖3.2所示為IT的計算圖示，IT的計算見表3.2。

表3.2

的計算

Jx

Ix

0.1.037103m40.3.996105m4JTx

ITx

（2）橫隔梁抗彎慣距:翼板有效寬度計算：

橫梁長度取為兩邊主梁的軸線間距，即：l4b42.08mc

1

(4.8240.16)2.332m2

h'136mb'0.16m16cm2.332/80.2915

根據(jù)比值可查《橋梁工程》（上冊）附表II—1求得

0.648c0.6482.3321.51m求橫梁截面重心位置ay：

h1h'0.17422

2h1h'b'21.510.50.161.362

0.26may

2h1h'b'21.510.17421.360.16

橫隔梁間距取4.82m,厚度0.1766m每根橫隔梁的尺寸如圖3.3所示。則翼板有效寬度λ為:

6

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橫梁的抗彎和抗扭慣矩Iy和ITy：

1h121''h'3

2h12h1(ay)bh(ay)2Iy122122

=0.00139+0.0157+0.0335+0.0914=0.14199m4ITyc1b1h1c2b2h2

h1/b10.1742/4.8240.0360.1,查表得c11/3但由于連續(xù)橋面的單寬抗扭慣性

矩只有獨立板寬扁板著取c1

3

3

1

。6

)0.135,查表得c20.305h2/b20.16/(1.360.1766

故ITy

1

0.17434.8240.3051.18340.1635.737103m46

4

4

單位彎矩及抗扭慣矩Jy和JTy：

JyIy/b10.14199/482.42.943410m/cmJTyITy/b15.73710/482.41.189310m/cm

（3）計算抗彎參數(shù)和扭彎參數(shù)

3

5

4

B'

lp

Jx91.037103

0.5114Jy24.122.943410

式中：B'為橋?qū)挼囊话雔p為計算跨徑G(JTxJTy)/2EJxJy按第2.1.3條，取G=0.4E，則:

0.4(3.9961.1893)1052.037102.943410

3

4

0.01878

0.01880.137

（4)計算主梁橫向影響線坐標

已知θ=0.511,查表得K0、K1。如表4所示.用內(nèi)插法求實際梁位處的K0、K1值，實際梁位與表列梁位關(guān)系如圖3.4，圖3.5所示。

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圖3.4內(nèi)插法求各梁位處橫向分布影響線坐標值

圖3.5橋位關(guān)系圖（單位：cm）

對于1號梁：K/K3(KBK3)

4B

4

B

B

115

0.5K30.5KB

B2304

對于2號梁:K/0.5K10.5K3

2

4B

對于3號梁:K/0.5K10.5K1

2B

4B

對于4號梁:K/0.5K0B0.5K1

4B

1號－4號梁橫向影響線坐標值見表3.4。

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（5)計算各梁得荷載橫向分布系數(shù)

在影響線上按橫向最不利位置布置荷載,就可以按相應(yīng)的影響線坐標值求得主梁的荷載橫向分布系數(shù)mc

首先繪制橫向影響線圖,（見圖3.6）汽車荷載的多車道折減系數(shù)為：按雙車道布置荷載時折減為1.0.按三車道布置荷載時折減為0.78。

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圖3.6荷載橫向分布系數(shù)計算圖（單位：cm）

對于1號梁：

1

0.4870.4220.3760.3110.2640.1990.780.802821

0.798兩車道：mcq0.4870.4220.3760.311

2

則1號梁取mcq0.8028

三車道：mcq

對于2號梁：

1

0.3130.2720.2420.2000.1700.1280.780.517421

0.527兩車道：mcq0.3130.2720.2420.200

2

則2號梁取mcq0.5227

三車道：mcq

對于3號梁：

1

0.2080.1830.1610.1410.1230.0980.780.356421

0.346兩車道：mcq0.2080.1830.1610.141

2

則3號梁取mcq0.3564

三車道：mcq

對于4號梁：

三車道：mcq兩車道：mcq

1

0.1230.1150.1090.1000.9460.0870.780.244721

0.22310.1230.11450.1090.100

2

10

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則2號梁取mcq0.2441（6）支點的荷載橫向分布系數(shù)m0

計算方法采用杠桿原理法。首先，繪制橫向影響線圖，在橫向線按最不利位置荷載布置，如圖3.7所示。

1

對于1號梁：moq(0.9780.196)0.587

2

對于2號梁：moq1(0.80410.630)0.717

2

對于3號梁：moq1(0.3700.8480.283)0.751

2對于4號梁：m

oq1(0.1520.7170.5)0.685

2

圖3.7支點截面荷載橫向分布系數(shù)計算圖示（單位：cm）

橫向分布系數(shù)匯總見表3.5。

表3.5橫向分布系數(shù)匯總

7）車道荷載的取值根據(jù)《橋規(guī)》，馬路—I級的均布荷載標準值qk和集中荷載標準值Pk為：qk10.5(kN/m)計算彎矩時，Pk180360180(24.125)256.5kN

505

11

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計算剪力時，P.5307.8kNk1.22563.2.3計算可變作用

1)采用影響線直接加載求活載內(nèi)力,計算公式為：

s(1μ)ξ

mpy

ii

i

式中：S——所求截面的彎矩或剪力；(1)——汽車荷載的沖擊系數(shù)，

mi——沿橋跨縱向與荷載位置對應(yīng)的橫向分布系數(shù)；pi——車輛荷載的軸重；

yi——沿橋跨縱向與荷載位置對應(yīng)的內(nèi)力影響線坐標值；計算最不利截面邊梁的彎及矩剪力，計算過程見表3.6，表3.7。

表3.71號梁彎矩及剪力計算表

2）計算支點截面最大剪力

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圖3.8支點截面可變作用效應(yīng)計算圖示（單位：cm）

橫向分布系數(shù)變化區(qū)段長度：a5.224m

m變化區(qū)荷載重心處內(nèi)力影響先坐標y1(24.1215.224)/24.120.928

3則：V0均(1)mcPkymcqk(mcm0)qk

12l4

5.224

1.28310.50.802812.06(0.5870.8028)0.928

2

123.38kN

Q集(1μ)ξmipiyi1.28310.587307.81231.81kN

Q0QO均Q0集123.38231.81355.2kN

3.3主梁內(nèi)力組合

按“橋規(guī)〞第2.1.2條規(guī)定,根據(jù)可能同時出現(xiàn)的作用荷載選擇了荷載組合Ⅰ和Ⅲ。在表3.8中，先匯總前面計算所得的內(nèi)力值，然后根據(jù)“公預(yù)規(guī)〞第4.1.2條規(guī)定進行內(nèi)力組合及提高荷載系數(shù)和控制設(shè)計的計算內(nèi)力。將依照承載能力極限狀態(tài)計算時的計算內(nèi)力組合值，根據(jù)《預(yù)橋規(guī)》第4.1.2條規(guī)定組合于表3.8中，表中同時列出正常使用階段的內(nèi)力組合值。

4.預(yù)應(yīng)力鋼束的估算及其位置

4.1跨中截面鋼束的估算和確定

（1）按正常使用極限狀態(tài)的應(yīng)力要求估算鋼束數(shù)

n

Mk

C1Apfpk(ksep)

式中：k—持久狀態(tài)使用荷載產(chǎn)生的跨中彎矩標準組合值C1—與荷載有關(guān)的經(jīng)驗系數(shù)，對于馬路I級，取用0.51

2cm—一股715.2鋼絞線截面積，一根鋼絞線的截面積的面積是1.4，故

Ap9.8cm2。

s

M

Ap

ks—上核心距，在前以算出ks=29.31cm；

13

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ep

—鋼束偏心距，初估ap，則epyxaphysap假設(shè)ap=19cm

ys—打毛截面行心到上緣的距離

I—大毛截面抗彎慣性

5217.98103

n4.8

0.519.81041860106(0.29310.872)2

n

Md

hfpdAp

（2）按承載能力極限狀態(tài)估算鋼束數(shù)

式中：

Md

—承載能力極限狀態(tài)的跨中最大彎矩

—經(jīng)驗系數(shù)，一般采用0.75——0.77，取0.76

fpd

—預(yù)應(yīng)力鋼絞線的設(shè)計強度，1260MPa

6801.21103

4.47n46

0.779.8101260101.6

根據(jù)上述兩種極限狀態(tài)取鋼束數(shù)n=54.2預(yù)應(yīng)力鋼束布置

4.2.1跨中截面及錨固端截面的鋼束位置

對于跨中截面，在保證布置預(yù)留管道構(gòu)造要求的前提下，盡可能使鋼束群重心的偏心距大些，采用內(nèi)徑70mm、外徑77mm的預(yù)埋鐵皮波紋管，根據(jù)《公預(yù)規(guī)》9.1.1條例規(guī)定，管道至梁底和梁側(cè)凈距不應(yīng)小于3cm及管道直徑的1/2。由此可直接得出鋼束群重心至梁底距離為：

ap

1022032.445

23.5(cm)

5

（a)跨中截面（b）錨固端截面

圖4.1鋼束布置圖（單位：cm）

預(yù)制時在梁端錨固N1——N5號鋼束，對于錨固截面，為了便利張拉操作，將所有鋼束都錨固在梁端，所以鋼束布置要考慮到錨頭布置的可能性以滿足張拉要求，也要使預(yù)應(yīng)力鋼束合力重心盡可能靠近截面形心，使截面均勻受壓。

錨固端截面所布置的鋼束如圖2.12所示。鋼束群重心至梁底的距離為：

ap

24077107137

80.2(cm)

5

為驗核上述布置得鋼束群重心位置，需計算錨固端截面幾何特征（如表4.1），如圖4.1示出了計算圖示。14

長15m寬18m橋梁畢業(yè)設(shè)計

si647160.

75

61.25(cm)Ai10566

yxhys16061.2598.75(cm)

I

26.18(cm)故計算得上核心距為：ks

A.yx

I

42.22(cm)下核心距為：ks

A.ys

y

x

kx98.7542.2256.53cm

其中：ys

yxks98.7526.18124.93cm

yx

kxap80

.2yxks

說明鋼束群重心處于截面的核心范圍內(nèi)。4.2.2鋼束彎起角和線形的確定

確定鋼束起彎角時，要考慮到其因彎起所產(chǎn)生的豎向預(yù)剪力有足夠的數(shù)量，同時要考慮到由其增大而導(dǎo)致磨擦預(yù)應(yīng)力損失不宜過大。故初步擬定四號和五號鋼