毕业设计论文30m预应力简支T形梁桥（完整版）

摘 要

预应力混凝土梁式桥在我国桥梁建筑上占我重要的地位，在目前，对于中小跨径的永久性桥梁，无论是公路桥梁或者城市桥梁，都在尽量采用预应力混凝土梁式桥，因为这种桥梁具有就地取材，工业化施工，耐久性好，适应性强，。整体性好以及美观等多种优点。

本设计采用装配式简支T梁结构，其上部结构由主梁、横隔梁、行车道板，桥面部分和支座等组成，显然主梁是桥梁的主要承重构件。其主梁通过横梁和行车道板连接成为整体，使车辆荷载在各主梁之间有良好的横向分布。桥面部分包括桥面铺装、伸缩装置和栏杆等组成，这些构造虽然不是桥梁的主要承重构件，但它们的设计与施工直接关系到桥梁整体的功能与安全，这里在本设计中也给予了详细的说明。

本设计主要受跨中正弯矩的控制，当跨径增大时，跨中由恒载和活载产生的弯矩将急剧增加，是材料的强度大部分为结构重力所消耗，因而限制的起跨越能力，本设计采用27m标准跨径，合理地解决了这一问题。在设计中通过主梁内力计算、应力钢筋的布置、主梁截面强度与应力验算、行车道板及支座、墩台等等设计，完美地构造了一座装配式预应力混凝土简支T梁桥，所验算完全符合要求，所用方法均与新规范相对应。本设计重点突出了预应力在桥梁中的应用，这也正体现了我国桥梁的发展趋势。

关键词：预应力，简支T梁，后张法，应力验算

Abstract

The prestressed concrete beam plate bridge occupies my important status in our country bridge construction, in at present, regarding small span permanent bridge, regardless of is the highway bridge or the city bridge, all as far as possible is using the prestressed concrete beam plate bridge, because this kind of bridge has makes use of local materials, the industrialization construction, the durability is good, compatible, integrity good as well as artistic and so on many kinds of merits.

This design uses assembly type simple support T beam structure, its superstructure by the king post, septum transversum beam, the lane board, the bridge floor part and the support and so on is composed, the obvious king post is the bridge main carrier. Its king post connects into the whole through the crossbeam and the lane board, enable the vehicles load to have the good traverse between various king posts .Bridge floor part including compositions and so on flooring, expansion and contraction installment and parapet, these structures although is not the bridge main carrier, but their design and the construction relates the bridge whole directly the function and the security, here has also given the detailed explanation in this design.

This design mainly steps the sagging moment control, when the span increases, cross the bending moment which produces by the dead load and the live load the sharp growth, is the material intensity majority of consumes for the structure gravity, thus limits the spanning ability, this design uses the 27m standard span, has solved this problem reasonably. In the

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xxx：3×28m装配式预应力简支T梁

design through the king post endogenic force computation, the stress steel bar arrangement, king post section intensity and stress checking calculation, lane board and support, pillar Taiwan and so on designs, a structure assembly type prestressed concrete simple support T beam bridge, the checking calculation completely has conformed to the requirement perfectly, uses the method and the new standard corresponds. This design has highlighted the pre-stressed with emphasis in the bridge application, this has also been manifesting our country bridge trend of development.

Key word: Pre-stressed， Simple support T beam，Tensioning，Stress checking calculation

目 录

摘要??????????????????????????????????? 1 Abstract????????????????????????????????? 2 前言??????????????????????????????????? 5 第1章 桥型设计方案 ???????????????????????????6 1.1方案一：预应力钢筋混凝土简支梁（锥型锚具）????????????6 1.1.1 基本构造布置 ???????????????????????? 6 1.1.2 设计荷载 ?????????????????????????? 6

1.2方案二：钢筋混凝土箱形拱桥????????????????????7 1.2.1方案简介???????????????????????????7 1.2.2尺寸拟定???????????????????????????7 1.2.3桥面铺装及纵横坡度??????????????????????8 1.2.4施工方法???????????????????????????8 1.2.5总结?????????????????????????????8 1.3 桥型方案三：预应力混凝土连续刚构方案（比较方案）??????????8 第2章 上部结构设计 ??????????????????????????? 9 2.1 计资料及结构布置 ???????????????????????? 9 2.1.1设计资料???????????????????????????9 2.1.2横截面布置??????????????????????????9 2.1.3横截面沿跨长变化?????????????????????? 12 2.1.4横隔梁的布置???????????????????????? 13 2.2 主梁作用效应计算???????????????????????? 13 2.2.1永久效应计算???????????????????????? 13

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2.2.2可变作用效应计算?????????????????????? 15 2.2.3主梁作用效应组合?????????????????????? 25 2.3预应力钢束的估算及其位置???????????????????? 26 2.3.1跨中截面钢束的估算和确定?????????????????? 26 2.3.2预应力钢束布置??????????????????????? 27

2.4 计算主梁截面几何特征?????????????????????? 31 2.4.1 截面面积及惯矩计算????????????????????? 31 2.4.2 截面静矩计算???????????????????????? 33 2.4.3 截面几何特性汇总?????????????????????? 34 2.5 预应力损失计算????????????????????????? 34 2.5.1 预应力钢束与管道壁之间的摩擦引起的预应力损失???????? 37 2.5.2由锚具变形、钢束回缩引起的损失??????????????? 37 2.5.3 混凝土弹性收缩引起的预应力损失?????????????? 38 2.5.4 由钢束应力松弛引起的损失??????????????????39 2.5.5 混凝土收缩和徐变引起的损失?????????????????41 2.5.6 预加力计算及钢束预应力损失汇总???????????????42

2.6 主梁截面承载力与应力验算????????????????????45 2.6.1 持久状况承载能力极限状态承载力验算?????????????45 2.6.2 持久状态正常使用极限状态抗裂验算??????????????48 2.6.3 持久状态构件的应力验算???????????????????49 2.6.4 短暂状况构件的应力验算???????????????????56 2.7 主梁端部的局部承压验算?????????????????????56 2.7.1 局部承压区的截面尺寸验算??????????????????56 2.7.2 局部抗压承载力验算?????????????????????59 2.8 主梁变形验算??????????????????????????59 第3章 基础的设计??????????????????????????? 62 3.1 盖梁的计算???????????????????????????62 3.1.1荷载计算 ??????????????????????????62

3.1.2 内力计算?????????????????????????? 69

3.2 桥墩墩柱计算?????????????????????????? 70 3.2.1 荷载计算?????????????????????????? 70 3.2.2 截面配筋计算及应力验算??????????????????? 72 3.3 钻孔灌注桩计算????????????????????????? 74 3.3.1荷载计算?????????????????????????? 74 3.3.2 桩长计算?????????????????????????? 75结

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论?????????????????????????????????? 77 致谢?????????????????????????????????? 78 参考文献???????????????????????????????? 79

前 言

公路桥梁交通是为国民经济、社会发展和人民生活服务的公共基础设施，是衡量一个国家经济实力和现代化水平的重要标志。我国从“七五”开始，公路建设进入了高等级公路建设的新阶段，近几年随着公路等级的不断提高，路桥方面知识得到越来越多的应用，同时，各项规范也有了较大的变动，为掌握更多路桥方面知识，我选择了28m装配式预应力混凝土简支T梁设计这一课题。

本设计是根据设计任务书的要求和《公路桥规》的规定，选定装配式预应力T形截面简支梁桥，该类型的梁桥具有受力均匀、稳定，且对于小跨径单跨不产生负弯矩，施工简单且进度迅速等优点。设计内容包括拟定桥梁纵,横断面尺寸、上部结构计算，下部结构计算，施工组织管理与运营，施工图绘制,各结构配筋计算，书写计算说明书、编制设计文件这几项任务。

在设计中，桥梁上部结构的计算着重分析了桥梁在施工及使用过程中恒载以及活载的作用力，采用整体的自重荷载集度进行恒载内力的计算。按照新规范公路I级车道荷载进行布置活载，并进行了梁的配筋计算，估算了钢绞线的各种预应力损失，并进行预应力阶段和使用阶段主梁截面的强度，正应力及主应力的验算。下部结构采用以钻孔灌注桩为基础的墩柱，并分别对桥墩和桩基础进行了计算和验算。主要依据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D062-2004）,《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ 024-85、,《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（简称《预规》）JTG D60—2004《公路桥涵设计通用规范》（简称《通用规范》）

在本次设计过程中，新旧规范的交替，电脑制图的操作，都使我的设计工作一度陷入僵局。在指导老师王老师及本组其他组员的帮助下，才使的这次设计得以顺利完成。在此，对老师和同学们表示衷心的感谢。

由于公路桥梁工程技术的不断进步，技术标准的不断更新，加之本人能力所限，设计过程中的错误和不足再所难免，敬请各位老师给予批评指正。

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第1章 桥型设计方案

根据现桥位地形、水文条件，并综合考虑工程的经济性和施工难易程度，本桥桥跨布置的单跨跨径宜在30m以上，因此选定简支T型梁、连续箱梁和连续刚构桥这三种桥型方案来进行方案比 1.1 方案一：预应力钢筋混凝土简支梁（锥型锚具）

1.1.1 基本构造布置

设计资料 桥梁跨径及桥宽

标准跨径：28m（墩中心距）， 全桥共：84米，分3跨， 主梁全长：27.96m，

桥面净空：净—13m+2?0.5m=14m； 计算跨径：27m。

1).上部构造为预应力混凝土T型梁，梁高1.7 m；下部构造为柱式墩身，肋板式桥台，桩基础；采用简支转连续施工。

2).预应力混凝土T型梁是目前公路桥梁中经济合理的桥型之一。桥型能适应桥位环境，施工工艺成熟、安全可靠；采用简支转连续桥型，桥面连续，行车舒适，施工方便，工期较短。上部结构施工较连续梁和连续刚构要简单，材料用量和费用较少。能有效控制投资规模，造价最省。

图1.1桥梁立面图

1.1.2 设计荷载

公路I级，两侧防撞栏杆重量分别为2.99kN/m。

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