土木工程道桥毕业设计论文巴嘎吉林郭勒桥施工图设计桥面净空m公路Ⅱ级荷载含全套CAD图纸

1、摘 要巴嘎吉林郭勒桥初步设计为20的预应力混凝土简支箱形梁桥。该桥采用两车道布置。上部为装配式部分预应力混凝土简支箱梁。预制箱梁高1.2，主梁间距2.9。为降低主梁高度，减少预应力引起的上拱度，后张法预应力混凝土箱梁在设计荷载下按部分预应力混凝土A类构件设计，主梁配筋采用预应力筋和非预应力筋混合配筋。锚具采用OVM155型锚具，锚具变形钢筋回缩按4计。预制件在张拉钢绞线时混凝土的强度应达到85%以上方可张拉。下部桥墩为钢筋混凝土圆形双柱式墩，墩柱直径1.2；桥墩基础为单排双列钻孔灌注桩基础，桩径1.4。桥墩盖梁为连续墩盖梁，按简支梁计算盖梁内力及墩柱顶竖向反力。桩基采用为单排桩形式，间距6.7

2、。 关 键 词下部结构 后张法 锚固 预应力混凝土 全套CAD图纸，计算书完整版设计，联系153893706AbstractThe program of Guole Bridge from Baga to Jilin county preliminary design for 20m pre-stressed concrete free supported box girder bridge. This bridge has Two driveway. The upside of bridge is the type of assembly partial prestressed reinfo

3、rcement concrete simple underprop box girder. Prefabricating box girder has the tallness of 1.2m, the girders span length is 2.90m. In order to reduce the girders tallness, reduce the superior camber which the pre-stressed causes, the post tenioning pre-stressed concrete box girder under the designe

4、d load is designed according to the partical pre-stressed concrete A member, the girder adopt the mixed complex of the pre-stressed reinforcing steel bar and the non-pre-stressed reinforcing steel bar. The anchorage uses the OVM15-5 anchorage, the anchorages distortion and reinforcing steel bars shr

5、inkage is according to the length of 4. Pre-workpiece when pull the steel wring wire, the reinforcing steel bar can be tension until the concrete tensive intensity should only achieve above 85%. The pier of the bridges Infrastructure is the reinforced concrete circular distyle pillar, foot stalls di

6、ameter is 1.2m; Piers bedrock for single line double row drill hole irrigation pile foundation, stakes diameter is 1.4m. Bridge pier plate girder is continual pier plate girder which calculates plate piers internal force and the piers top vertical force according to the simple beam. Pile foundation

7、use the single piling form, span 6.7m.Substructure Post tensioning concrete Anchorage Prestressed concrete 前 言一、选题依据（一）设计目的及设计的主要内容：本设计通过自行拟定桥梁形式及断面尺寸，设计下部结构墩台与基础并编制施工方案，使我们全面地掌握桥梁的设计及施工理论，并学会将其应用于实践。桥梁的设计是系统性十分强的工作，有了本次设计我们可以对四年来所学的专业知识有一个综合系统的回顾和学习，并为今后的实际工作打下良好的基础。 本桥位在考虑它的使用、经济、美观的同时，我们还要着重解决其在工

8、程实际中的问题。在建桥实践中，该桥采用20m跨径，采用预应力混凝土结构。为减少施工中的麻烦，特采用装配式结构。使桥梁构件的尺寸和形式趋于标准化，便于预制和施工，并节省大量支架模板和劳动力，缩短工期。（二）设计拟应用的现场资料综述桥位地质情况，从上到下的土层均为砂土、黏性土、砂砾。（三）设计拟应用的文献综述：本设计涉及内容广泛，需应用到材料力学、结构力学、桥梁学、结构设计学及基础工程学等方面的知识。采用是2004年颁布的新规范公路桥涵通用设计规范，严格执行其规定。根据设计荷载等确定桥长、跨径及孔数。根据桥梁工程公路桥涵设计手册中的简支梁桥的计算进行行车道板的计算；荷载横向分布计算；主梁内力计算；

9、横隔梁内力计算及挠度、预拱度的计算。根据结构设计原理进行主梁、横隔梁、行车道板及墩台与基础的截面尺寸设计及配筋计算。根据基础工程及 公路桥涵设计手册进行墩台与基础的设计。并根据桥梁工程基础工程拟订施工方案。根据有关桥涵标准图进行施工图纸设计。知识涉及相对全面，能为以后的工作和学习打下比较扎实的基础。（四）设计相关技术的国内外现状：预应力混凝土梁式桥在我国获得了很大的发展。早在70年代，我国就建成了跨径达五十多米的预应力混凝土简支梁桥。除了简支梁桥以外，近年来我国还修建了多座现代化大跨径预应力混凝土箱型刚架桥、连续梁桥和悬臂两梁桥。目前，我国在预应力混凝土箱型梁桥的施工技术方面达到了世界先进水平

10、。在国外，预应力混凝土梁式桥的研究起步较早，法国著名工程师弗莱西奈经过20年研究使预应力混凝土技术付诸实践后，新颖的预应力混凝土梁式桥首先在法国和德国以异乎寻常的速度发展起来。西德最早用全悬臂法建造预应力混凝土桥梁，特别是在1952年成功地建成了莱茵河上的沃伦姆斯桥后，这种方法就传播到全世界。近年来，国外对大跨径预应力混凝土桥的结构体系有这样的见解，倾向于采用悬臂浇筑工艺来修建连续梁桥。这种方法在世界发展甚快。二、研究（设计）思路跨径大于20米的简支梁桥，均采用预应力混凝土梁桥。它比普通钢筋混凝土梁桥一般可节省钢材30%，跨径越大节省越多。其刚度比普通钢筋混凝土桥要大，因此建筑高度可显著减少，

11、使大跨径桥梁轻柔美观。由于能消除裂缝，扩大了对多种桥型的适应性，并提高了结构的耐久性。 本设计采用装配式梁桥，其优点是：桥梁构件的尺寸和形式趋于标准化，便于预制和施工，并节省大量支架模板和劳动力，缩短工期。三、研究（设计）内容根据设计任务书给定的地质资料、设计荷载及桥面净空，拟定本设计为装配式预应力混凝土箱型简支梁桥，其中上部结构采用装配式预应力混凝土箱梁，共设四片主梁，五道横隔梁。下部结构采用钻孔灌注桩基础。上部结构计算内容包括：预应力混凝土箱梁内力计算；预应力混凝土箱梁配筋计算；行车道板的内力计算与配筋；横隔梁的内力计算与配筋。下部结构计算内容包括：盖梁的内力计算；墩柱得内力计算；基础的内

12、力计算。1 行车道板计算 1.1 恒载效应1）刚架设完毕时：1） 成桥后 1）主梁刚架设完毕时图1-2 尺寸图（单位：mm） 2）成桥后计算图式（mm） 活载效应1）公路级产生的内力图1-3内力计算图示 1.3 内力组合计算 正常使用极限状态内力组合计算（短期效应组合）：121.4 行车道板配筋2 主梁内力计算与配筋2.1 主梁截面几何特性的计算分块名称分块面积i()分块面积形心至上缘距离i ()=ii（）分块面积的自身惯性矩Ii()i=si ()分块面积对形心的惯性矩x=ii2 ()截面惯性矩=i+x（）5220009046981041.40910933056.8510958.2610928

13、000203.3569.21040.07621092171.321091.369109252002155421040.01031092051.0591091.0691092772006351760210413.70109-21512.81410926.511091800001110199801040.486109-69085.7010986.19109合计1032400=420=7804338110415.68109157.74109173.43109 预制中主梁的截面几何特性 图1-4 主梁横截面中梁跨中截面几何特性计算表 表1-1 二期恒载（桥面板接头） 三期恒载（栏杆、人行道、桥面铺装）

14、g 主梁恒载汇总 主梁恒载汇总表 表1-2 梁 号 荷 载边主梁中主梁一期恒载25.7424.61二期恒载02.25三期恒载g15.3812.47 恒载总和（）41.1239.33 恒载内力计算=. 图1-5 影响线 主梁恒载内力计算表 表1-3三期恒载ggg2.3 主梁活载内力计算 冲击系数的计算2.3.2 横向分布系数1) 支点截面图1-6 支点和跨中横向分布系数（尺寸单位：）2) 跨中截面图1-7 箱梁的计算模型（单位：）3) 荷载横向分布系数汇总 荷载横向分布系数汇总表 表1-4荷载1号梁2号梁跨中c支点oco汽车0.7515050.751人群0515510322302.3.3 计算活

15、载内力图1-8跨中截面作用效应计算图式跨中截面 图1-9四分点作用效应计算图式 L/4截面处图1-10变截面截面作用效应计算图式变化点截面 图1-11支点截面作用效应计算图式 支座截面处 2) 内力组合 内力组合计算表 表1-5序号荷载类型L/4L/2变截面支点变截面L/4L/21)恒载1465.931955.38873.8400.92111.51200.6702)汽车荷载693.59927.39411.19213.84182.73152.7894.863)汽车冲击效应荷载208.08278.22123.3664.15548245.8328.464)人群荷载60.8979.2620.2018.

16、6212.468.784.065)基本组合S=1.21)+1.42)+3)+1.124)3089.654123.081819.54891.14480.34528.69177.206)短期组合S=1)+0.72)+4)2012.332683.811181.83569.231251.88316.4070.477)长期组合S=1)+0.72)+4)1994.072660.041175.77563.64248.14313.7669.243 截面设计3.1 预应力钢束（筋）数量的确定及布置 首先根据跨中截面正截面抗裂要求，确定预应力钢筋数量。一、预应力钢筋及普通钢筋数量的确定及布置(1) 预应力钢筋数量

17、的确定及布置图1-12 1-6。表1-7(2) 普通钢筋数量的确定及布置图1-14 有效宽度计算图式 （尺寸单位cm） 翼缘有效宽度计算 表1-8截面位置翼板所处方位理论跨径(m)宽跨比有效宽度比有效宽度中跨跨中腹板外侧0.620=1200310.39腹板内侧0.0510.63图1-15 非预应力 钢筋布置图（尺寸单位：cm） 3.2 截面几何特性计算 主梁混凝土浇筑，预应力筋束张拉（阶段一） 灌浆封锚，吊装并现浇顶板500的湿接缝连接段（阶段二）图1-16 支点截面尺寸图 （尺寸单位cm）表1-9分块名称分块面积Ai()Ai重心至梁顶距离()对梁顶边的面积矩Si=Aiyi( )自身惯性矩Ii

18、()ys-yi()Ix=Ai(ys-yi) ()I=Ii+Ix()混凝土全截面452425.71121.87180.305非预应力钢筋换算面积116016.5020-7267.498预留管道面积1073-29.980-639-11.408净载面面积434.0412.232121.87-3.605118.265表1-10分块名称分块面积Ai()Ai重心至梁顶距离()对梁顶边的面积矩Si=Aiyi( )自身惯性矩Ii()ys-yi()Ix=Ai(ys-yi) ()I=Ii+Ix()混凝土全截面452425.71121.87-40.015非预应力钢筋换算面积116016.5020-7127.212预

19、留管道面积938-26.2080-490-6.708净载面面积448416.004121.870.519122.389表1-11分块名称分块面积Ai()Ai重心至梁顶距离()对梁顶边的面积矩Si=Aiyi( )自身惯性矩Ii()ys-yi()Ix=Ai(ys-yi) ()I=Ii+Ix()混凝土全截面452425.71121.8710.001非预应力钢筋换算面积116016.5020-7077.111预留管道面积782-21.8490-329-3.024净载面面积453420.363121.874.088125.958表1-12分块名称分块面积Ai()Ai重心至梁顶距离()对梁顶边的面积矩Si

20、=Aiyi( )自身惯性矩Ii()ys-yi()Ix=Ai(ys-yi) ()I=Ii+Ix()混凝土全截面449427.538161.8860.034非预应力钢筋换算面积116016.5020-7057.017预留管道面积613-17.1270-158-0.697净载面面积455426.913161.886.408168.288分块名称分块面积Ai()Ai重心至梁顶距离()对梁顶边的面积矩Si=Aiyi( )自身惯性矩Ii()ys-yi()Ix=Ai(ys-yi) ()I=Ii+Ix()混凝土全截面452425.71121.87341.089非预应力钢筋换算面积116016.5020-674

21、6.463预留管道面积107341.6790-58713.384净载面面积486412.232121.8720.936142.806表1-14分块名称分块面积Ai()Ai重心至梁顶距离()对梁顶边的面积矩Si=Aiyi( )自身惯性矩Ii()ys-yi()Ix=Ai(ys-yi) ()I=Ii+Ix()混凝土全截面452425.71121.87290.739非预应力钢筋换算面积116016.5020-6796.559预留管道面积93836.4350-4578.112净载面面积481478.647121.8715.410137.28表1-15分块名称分块面积Ai()Ai重心至梁顶距离()对梁顶边

22、的面积矩Si=Aiyi( )自身惯性矩Ii()ys-yi()Ix=Ai(ys-yi) ()I=Ii+Ix()混凝土全截面452425.71121.87230.496非预应力钢筋换算面积116016.5020-6856.675预留管道面积78230.3750-3073.661净载面面积475472.587121.8710.832132.702表1-16分块名称分块面积Ai()Ai重心至梁顶距离()对梁顶边的面积矩Si=Aiyi( )自身惯性矩Ii()ys-yi()Ix=Ai(ys-yi) ()I=Ii+Ix()混凝土全截面449427.538161.88160.244非预应力钢筋换算面积1160

23、16.5020-6956.872预留管道面积61323.8110-1400.761净载面面积465467.851161.887.877169.757表1-17分块名称分块面积Ai()Ai重心至梁顶距离()对梁顶边的面积矩Si=Aiyi( )自身惯性矩Ii()ys-yi()Ix=Ai(ys-yi) ()I=Ii+Ix()混凝土全截面420433.61173.43331.124非预应力钢筋换算面积116016.5020-7077.111预留管道面积107341.6790-62014.931净载面面积453491.791173.4323.166196.596表1-18分块名称分块面积Ai()Ai重心

24、至梁顶距离()对梁顶边的面积矩Si=Aiyi( )自身惯性矩Ii()ys-yi()Ix=Ai(ys-yi) ()I=Ii+Ix()混凝土全截面420433.611173.43280.809非预应力钢筋换算面积116016.5020-7127.212预留管道面积93836.4350-4909.326净载面面积448486.547173.4317.347190.37表1-19分块名称分块面积Ai()Ai重心至梁顶距离()对梁顶边的面积矩Si=Aiyi( )自身惯性矩Ii()ys-yi()Ix=Ai(ys-yi) ()I=Ii+Ix()混凝土全截面420433.61173.43230.546非预应力

25、钢筋换算面积116016.5020-7177.313预留管道面积78230.3750-3394.464净载面面积443480.487173.4312.323185.753表1-20分块名称分块面积Ai()Ai重心至梁顶距离()对梁顶边的面积矩Si=Aiyi( )自身惯性矩Ii()ys-yi()Ix=Ai(ys-yi) ()I=Ii+Ix()混凝土全截面418435.640173.891170.302非预应力钢筋换算面积116016.5020-7257.478预留管道面积61323.8110-1781.231净载面面积435475.953173.8919.011182.902表1-21阶段计算截

26、面A ()ys()y()e()I()W()ws=I/yswb=I/ ywp=I/ e阶段1跨中928.686434766639118.2652.7251.5441.851l/4928.686448752490122.3892.7321.6282.498变截面928.686453747329125.9582.7811.6863.829支点938.486455745158168.2883.6992.25910.651阶段2跨中995.469486741587142.8062.9382.0002.433l/4995.469481719457137.3802.854 1.909 3.004变截面995

27、.4694751725307132.7022.7931.8304.321支点1005.269465765140169.4573.651 2.31012.126阶段3跨中1085.469453747620196.5964.3402.6323.171l/41085.469448752490190.7774.2582.5373.893变截面1085.469443757339185.7534.1932.4545.479支点1095.269435765178182.9024.2042.39110.2753.3 截面承载能力极限状态计算3.3.1 跨中截面正截面承载力计算(1) ，上翼缘平均厚度=125，

28、bf=2400。 (2) 判断截面类型：(3) 求受压区高度x 斜截面抗剪承载力计算(1) 距支点h/2截面斜截面抗剪承载力计算 (2) 变截面点处斜截面抗剪承载力计算 L1= con1-e-(+kx） 锚具变形损失L2各截面摩阻损失计算表 表1-22 钢束号截面1（1）2（2）3（3）总计支点截面x（）0.0540.0780.0907.570（弧度）0.0310.0310.000L1（）10.8810.930.19变截面x（）2.5542.5782.59012.52（弧度）0.0310.0310.000L1（）16.0616.115.40L/4截面x（）4.9294.9534.96523.0

29、33（弧度）0.0310.0800.000L1（）20.9737.7410.35跨中截面x（）9.8039.8289.84046.007（弧度）0.1010.1010.024L1（）54.6454.6928.66反摩擦影响计算表 表1-23钢束号1（1）2（2）3（3）0=con（）139513951395L=0-L1（）1340.361340.311366.34d=（0-L）/L（）0.0680110.0680450.069287Lf（）338733863355锚具变形损失计算表 表1-24 钢束号截面1（1）2（2）3（3）平均值支点截面x（）547890（）460.71460.80464

30、.92L2（）453.36450.19452.45452变截面x（）255425782590（）460.71460.80464.92L2（）0000L/4截面x（）492949534960（）460.71460.80464.92L2（）0000跨中截面x（）980398289840（）460.7146080464.92L2（）00003.4.3 分批张拉损失L43.4.4 钢筋应力松弛损失L53.4.5 混凝土收缩、徐变损失L63.4.6 预应力损失组合预应力损失组合计算表 表1-25截面预加应力阶段LI=L1+L2+L4（）使用阶段LII=L5+L6（）钢束有效预应力（）LL1L2L4LIL

31、5L6LII预加力阶段pI=con-LI使用阶段pII =con-LI-LII支点截面7.5745224.47484.0442.4774.79117.26910.96793.7变截面12.52024.4736.9942.4774.79117.261358.011240.75L/4截面23.02024.4747.4942.4774.79117.261347.511230.25跨中截面46.00024.4770.4742.4774.79117.261324.531207.273.5 正常使用极限状态计算3.5.1 部分预应力混凝土构件1、正截面抗裂性验算a. 荷载短期效应组合作用下的抗裂性 2、斜

32、截面抗裂性验算图1-18 横断面计算点（尺寸：mm）计算点几何性质表 表1-26计算点受力阶段上梗肋阶段10.4852359.842031.698阶段20.4852381.842251.805阶段30.5752350.331931.967形心轴阶段10.52174332.57101.735阶段20.5257354.57321.851阶段30.60994320.1702.001下梗肋阶段10.166286657005671.092阶段20.233069635005451.480阶段30.233069667.005771.546上梗肋处形心轴处：下梗肋处计算点位置正应力剪应力主拉应力上梗肋2.85

33、0.33-0.0377形心轴3.850.34-0.0298下梗肋6.630.11-0.00182、挠度计算（1）使用阶段的挠度计算（2）预加力引起的反拱度计算及预拱度的设置3.6 持久状况应力验算1、 跨中截面混凝土法向正应力验算 2、 跨中截面预应力钢筋拉应力验算3、 斜截面主应力验算上梗肋处形心轴处：下梗肋处变截面处不同计算点主应力汇总表 表1-28计算点位置正应力剪应力主拉应力主压应力上梗肋3.180.42-0.0553.235形心轴3.850.45-0.0523.902下梗肋4.280.18-0.0084.288 3.7 短暂状态应力验算 。 上缘混凝土拉应力 下缘混凝土压应力4 锚固

34、端验算4.1 混凝土的局部承压承载力图1-19 锚固端计算图式 （尺寸单位mm）5 横隔梁内力计算5.1 计算荷载图1-20 跨中横隔梁的受载图示（尺寸单位：）5.2 横隔梁的内力影响线1）绘制弯矩影响线2） 绘制剪力影响线3） 内力计算截面内力表 表1-29公路I-级弯矩MM剪力QQ人群荷载弯矩MM剪力QQ =43.88（-0.21）=-9.214）内力组合承载力极限状态内力组合承载力极限状态内力组合 表1-30基本组合正常使用极限状态内力组合正常使用极限状态内力组合 表1-31短期效应组合长期效应组合图1-21横隔梁内力计算（尺寸单位：mm）5.3 横隔梁配筋图1-22 横隔梁配筋图 （尺

35、寸单位 cm）6 支座的选定 6.1 确定支座平面尺寸（1） 计算支座的平面形状系数S：（2） 计算橡胶支座的弹性模量：（3） 验算橡胶支座的承压强度：6.2 确定支座的厚度6.3 验算支座的偏转情况（1） 计算支座的平均压缩变形为：按桥规规定，尚应满足即：（合格）（2） 计算梁偏转角：（3） 验算偏转情况 即 （合格）6.4 验算支座的抗滑稳定性（1） 计算温度变化引起的水平力：（2） 验算滑动稳定性：1 设计资料1. 上部构造2. 设计荷载：3. 桥墩形式：水文地质条件冲刷深度：地质条件：。4. 材料钢筋：5. 混凝土： 设计依据2 盖梁计算：2.1 荷载计算图2-1 下部结构一般构造图及

36、各截面示意图2.1.1 上部结构恒载见下表：上部结构恒载计算表 表2-1每片边梁自重（）每片中梁自重()一孔上部构造总重（）每一个支座恒载反力（）1、4号2、3号3137.55边梁1、4号中梁2、4号41.1239.33400.92383.47 盖梁自重及作用效应计算 盖梁自重及产生的弯矩、剪力计算表： 表2-2自重弯矩（）剪力（）V左V右1-1q1=0.80.651.425+0.551.425=18.2+7=25.2M1=-18.2-7=-9.15-25.2-25.22-2q2=1.151.21.425=48.3M2=-18.2（+1.15）-7(+1.15)-48.3=-94.11-70.

37、8-143.33-3q3=0.61.21.425=25.2M3=214.2（+1.75）-7(+1.75)-1.751.21.425=10.88115.5115.54-4q4=1.31.21.425=54.6M4=214.2（+3.05）-7(+3.05)-3.051.21.425=126.6260.960.95-5q5=1.451.21.425=60.9M5=214.24.9-7(+4.5)-4.51.21.425=177.0500图2-2 单列车、双列车对称布置 可变荷载计算图2-3 非对称布置图 2） 按顺桥向活载移动情况，求得支座活载反力的最大值：图2-4 单孔单列布载b. 双孔布载时

38、：图2-5双孔单列布载图2-6 人群布载3）活载横向分布后各梁支点反力(计算的一般公式为R=B )如下表:活载横向分布后各梁支点反力计算表 表2-3荷载横向分布情况公路级荷载人群荷载计算方法荷载布置横向分布系数单孔双孔单孔双孔BR1BR1BR1BR1对称布置按杠杆法计算单列行车公路级荷载1=0257.920515.8402=0.5 128.96257.83=0.5128.96257.84=000双列行车公路级荷载1=0.0742335.9124.92671.8249.852=0.9258310.99621.973=0.9258310.99621.974=0.074224.9249.85人群荷载

39、1=144.2144.2188.2288.222=-1.3359-59.06-118.123=-1.3359-59.06-118.124=144.2188.22非对称布置按偏心压力法计算单列行车公路级荷载1=0。571257.92147.27515.84294.542=0.357 92.08184.153=-0.143-36.88-73.774=-0.071-18.31-36.62双列行车公路级荷载1=0.410335.91137.72671.82275.442=0.303101.78203.563=0.19766.17132.344=0。0930.2360.46人群荷载1=0.79344.2

40、135.0688.2170.122=0.431 19.0538.103=0.0693.056.104=-0.293-12.95-25.94) 各梁恒载、活载反力组合: 各梁恒载、活载反力组合计算表：（） 表2-4 编号荷载情况1号梁R12号梁R23号梁R34梁R41恒载801.84766.94766.94801.842公路级双列对称64.81808.56808.5664.813公路级双列非对称334.67264.63172.0478.604人群对称88.22-118.12-118.1288.225人群非对称70.1238.106.10-25.96+954.811467.381467.38954

41、.817+936.771613.61581.6840.758+1224.73913.45820.86968.659+1206.631069.67945.08840.752.1.4 双柱反力Gi计算双柱反力G计算 表2-5 荷载组合情况反力反力双列对称 人群对称2422.262422.24双列对称 人群非对称2555.632417.09 双列非对称人群对称32150.141777.55双列非对称人群非对称2295.581766.552.2 内力计算 恒载加活载作用下各截面的内力(1) 图2-7盖梁各截面示意图左边各截面的弯矩计算表 表2-6荷载墩柱反力（）梁的反力（）各截面的弯矩（）R1R2 1-12-23-34-45-5双