重慶交通大學(xué)橋梁工程Ⅱ課程設(shè)計(jì)計(jì)算書?一、課程設(shè)計(jì)目的通過本次橋梁工程Ⅱ課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生深入理解橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原理和方法，掌握橋梁結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析、設(shè)計(jì)計(jì)算以及施工圖繪制等技能，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際工程問題的能力，提高學(xué)生的工程素養(yǎng)和創(chuàng)新思維。

二、設(shè)計(jì)資料（一）工程概況擬建一座跨越河流的公路橋梁，橋梁全長[X]米，橋面凈寬[X]米，雙向車道。設(shè)計(jì)荷載為公路Ⅰ級(jí)。

（二）地形及地質(zhì)條件橋位處地形較為平坦，河流寬度約[X]米，水深較淺。河床地質(zhì)主要為粉質(zhì)黏土，地基承載力特征值為[X]kPa。

（三）氣象條件該地區(qū)常年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)閇風(fēng)向]，年平均氣溫[X]℃，極端最高氣溫[X]℃，極端最低氣溫[X]℃，年降水量[X]mm。

三、橋梁方案設(shè)計(jì)（一）橋型選擇綜合考慮地形、地質(zhì)、水文及設(shè)計(jì)要求等因素，本橋采用預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁橋。該橋型具有結(jié)構(gòu)簡單、受力明確、施工方便、造價(jià)較低等優(yōu)點(diǎn)，適用于本橋的建設(shè)條件。

（二）橋跨布置根據(jù)河流寬度及兩岸地形，橋跨布置為[X]×[標(biāo)準(zhǔn)跨徑]米，共[X]跨。

（三）橫斷面設(shè)計(jì)橋面凈寬為[行車道寬度]+2×[人行道寬度]米，人行道采用鋼筋混凝土預(yù)制塊鋪裝。橋梁兩側(cè)設(shè)置防撞欄桿。

四、結(jié)構(gòu)尺寸擬定（一）T梁尺寸1.梁高：根據(jù)跨徑與梁高的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系，初步擬定T梁高為[X]米。2.梁肋寬度：取梁肋寬度為[X]厘米。3.翼緣板尺寸：翼緣板懸臂長度為[X]厘米，厚度為[X]厘米。

（二）橫隔梁尺寸中橫隔梁厚度為[X]厘米，端橫隔梁厚度為[X]厘米。

五、荷載計(jì)算（一）永久荷載1.梁體自重：根據(jù)擬定的梁體尺寸，計(jì)算T梁每延米自重為[X]kN/m。2.橋面鋪裝：包括瀝青混凝土面層、防水層、整平層等，每平方米重量為[X]kN/m2，橋面凈寬換算為每延米重量為[X]kN/m。3.人行道及欄桿：每延米重量為[X]kN/m。

永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值qG=[梁體自重+橋面鋪裝+人行道及欄桿]=[X]kN/m。

（二）可變荷載1.汽車荷載：采用公路Ⅰ級(jí)荷載。計(jì)算車道荷載時(shí)，均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk=[X]kN/m，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值Pk=[X]kN。2.人群荷載：取人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值qr=[X]kN/m2，按橋面凈寬換算為每延米人群荷載為[X]kN/m。

可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值qQ=[汽車荷載+人群荷載]。

（三）荷載組合1.基本組合：1.2qG+1.4qQ2.頻遇組合：1.0qG+1.0qQ1+0.7qQ23.準(zhǔn)永久組合：1.0qG+0.4qQ1+0.4qQ2

其中，qQ1為汽車荷載頻遇值，qQ2為人群荷載頻遇值。

六、結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算（一）計(jì)算方法采用橋梁博士軟件建立空間有限元模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算。

（二）模型建立1.根據(jù)橋跨布置、結(jié)構(gòu)尺寸等建立T梁橋的空間模型，包括梁體、橫隔梁、支座等。2.定義材料屬性，如混凝土彈性模量、泊松比，鋼材彈性模量等。3.施加邊界條件，將橋墩處設(shè)置為固定支座，橋臺(tái)處設(shè)置為活動(dòng)支座。

（三）荷載加載按照荷載組合分別對模型施加永久荷載、可變荷載。

（四）內(nèi)力計(jì)算結(jié)果1.跨中截面彎矩：基本組合下跨中截面彎矩設(shè)計(jì)值為[X]kN·m，頻遇組合下為[X]kN·m，準(zhǔn)永久組合下為[X]kN·m。2.支點(diǎn)截面剪力：基本組合下支點(diǎn)截面剪力設(shè)計(jì)值為[X]kN，頻遇組合下為[X]kN，準(zhǔn)永久組合下為[X]kN。

七、預(yù)應(yīng)力鋼束設(shè)計(jì)（一）預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算1.錨具變形和鋼筋內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失σl12.預(yù)應(yīng)力鋼筋與孔道壁之間的摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失σl23.混凝土加熱養(yǎng)護(hù)時(shí)，受張拉的鋼筋與承受拉力的設(shè)備之間溫差引起的預(yù)應(yīng)力損失σl34.鋼筋應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失σl45.混凝土收縮、徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失σl5

根據(jù)相關(guān)規(guī)范公式計(jì)算各項(xiàng)預(yù)應(yīng)力損失，并匯總得到總預(yù)應(yīng)力損失σl。

（二）預(yù)應(yīng)力鋼束布置1.根據(jù)跨中彎矩和支點(diǎn)剪力大小，合理布置預(yù)應(yīng)力鋼束。采用曲線鋼束，以滿足結(jié)構(gòu)受力要求。2.確定鋼束的根數(shù)、直徑及間距等參數(shù)。

（三）預(yù)應(yīng)力鋼束張拉控制應(yīng)力根據(jù)規(guī)范要求，取張拉控制應(yīng)力σcon=[X]fptk，其中fptk為預(yù)應(yīng)力鋼絞線的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。

（四）預(yù)應(yīng)力鋼束計(jì)算結(jié)果計(jì)算得到預(yù)應(yīng)力鋼束的有效預(yù)應(yīng)力、預(yù)應(yīng)力損失等參數(shù)，確保預(yù)應(yīng)力鋼束能夠有效提高梁體的承載能力和抗裂性能。

八、正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算（一）抗裂驗(yàn)算1.短期效應(yīng)組合下：驗(yàn)算梁體正截面和斜截面的抗裂性，確保滿足規(guī)范要求的抗裂安全系數(shù)。2.長期效應(yīng)組合下：同樣進(jìn)行抗裂驗(yàn)算，考慮混凝土收縮、徐變等因素對結(jié)構(gòu)抗裂性能的影響。

（二）撓度驗(yàn)算1.按短期效應(yīng)組合并考慮荷載長期作用影響，計(jì)算梁體的跨中撓度。2.驗(yàn)算撓度是否滿足規(guī)范規(guī)定的限值，如L/600（L為計(jì)算跨徑）。

九、承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算（一）正截面抗彎承載力計(jì)算1.根據(jù)T梁的截面尺寸、材料強(qiáng)度及預(yù)應(yīng)力鋼束布置，計(jì)算正截面抗彎承載力。2.采用適筋梁正截面抗彎承載力計(jì)算公式，驗(yàn)算基本組合下梁體正截面抗彎強(qiáng)度是否滿足要求。

（二）斜截面抗剪承載力計(jì)算1.計(jì)算斜截面抗剪承載力，考慮混凝土抗剪、箍筋抗剪及彎起鋼筋抗剪等因素。2.驗(yàn)算基本組合下梁體斜截面抗剪強(qiáng)度是否滿足要求，若不滿足則采取加強(qiáng)措施，如增加箍筋數(shù)量或設(shè)置彎起鋼筋等。

十、施工圖繪制（一）總體布置圖繪制橋梁的總體布置圖，包括橋跨布置、橋墩橋臺(tái)位置、橋面標(biāo)高、附屬設(shè)施等，表達(dá)橋梁的整體布局。

（二）橋跨結(jié)構(gòu)布置圖1.繪制T梁的立面圖，標(biāo)注梁體尺寸、預(yù)應(yīng)力鋼束布置、支座位置等。2.繪制T梁的橫斷面圖，詳細(xì)表示梁肋、翼緣板、橫隔梁等的尺寸及相互關(guān)系。3.繪制預(yù)應(yīng)力鋼束布置圖，標(biāo)注鋼束的形狀、根數(shù)、直徑、間距及張拉端、錨固端位置等。

（三）橋墩橋臺(tái)構(gòu)造圖繪制橋墩、橋臺(tái)的構(gòu)造圖，包括墩臺(tái)的尺寸、配筋、基礎(chǔ)形式等，為施工提供詳細(xì)的構(gòu)造信息。

（四）附屬設(shè)施圖繪制橋面鋪裝、人行道、欄桿、伸縮縫等附屬設(shè)施的構(gòu)造圖，確保附屬設(shè)施的設(shè)計(jì)合理、可靠。

十一、設(shè)計(jì)總結(jié)本次課程設(shè)計(jì)通過對一座公路橋梁的設(shè)計(jì)計(jì)算，全面掌握了橋梁工程的設(shè)計(jì)流程和方法。從橋型選擇、結(jié)構(gòu)尺寸擬定、荷載計(jì)算、內(nèi)力分析、預(yù)應(yīng)力鋼束設(shè)計(jì)到正常使用極限狀態(tài)和承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算，再到施工圖繪制，每個(gè)環(huán)節(jié)都進(jìn)行了深入的研究和計(jì)算。在設(shè)計(jì)過程中，嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，確保橋梁結(jié)構(gòu)的安全性、適用性和經(jīng)濟(jì)性。通過本次課程設(shè)計(jì)，不僅提高了自己的專業(yè)知識(shí)和技能水平，還培養(yǎng)了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和解決實(shí)際工程問題的能力，為今后從事橋梁工程設(shè)計(jì)和施