桥梁毕业设计

1、目录绪论. 11. 设计资料及构造布置. 21.1设计资料. .21.2构造布置. 42. 结构内力计算. 62.1桥型布置. 62.2结构内力计算. 62.3结构重力作用及影响线计算. 82.4支座沉降（SQ2荷载）影响计算. 352.5基本可变荷载内力和位移计算. 382.6荷载组合.423. 预应力钢筋计算. 603.1预应力钢筋的估算. 613.2预应力钢束布置.633.3预应力损失及有效应力的计算.733.4预应力损失计算结果.744. 强度、应力与变形验算.824.1结构计算模型. 824.2施工阶段 834.3强度验算 834.4持久状况应力验算 864.5斜截面抗裂验算（主拉应

2、力） 884.6使用阶段预应力混凝土受压区混凝土最大压应力验算 904.7应力验算结果.914.8变形计算与验算. .995. 参考文献101绪论本桥是株洲攸县上云桥至五里牌高速公路桥,是整个工程的控制性工程,本桥主桥240m,引桥210.20m,从+186.24到+638.44。该桥桥址地层以强风化岩和弱风化岩为主。该桥在设计之时有两个比选方案：一个是6*40装配式先简支后连续T梁；一个是3*80连续梁。经过全方面的比较（经济、美观、施工的难易等）最后选择6*40装配式先简支后连续T梁方案。其设计标准： 设计荷载：公路-I级； 设计洪水频率：桥涵均为100年一遇； 桥面宽度： 0.5米防撞栏

3、+2.0米人行道+净14.0米+2.0米人行道+0.5米防撞栏（由于该桥是高速公路桥所以在设计中没有考虑人群荷载作用）； 涵洞与路基同宽； 地震设防：本地区地震动峰值加速度不大于0.05g，为度区，按度抗震设防。1 设计资料及构造布置1.1 设计资料 主跨跨径及桥宽 标准跨径：40主梁全长：39.4计算跨径：38.8桥面净空：14图1.1 主跨简图（单位cm） 材料及施工工艺预制T梁、横隔板、现浇连续段、封锚端、湿接缝 50号混凝土现浇桥面层 40号混凝土主梁采用50号混凝土，力学性能见表：表1-1 T形梁混凝土主要指标 指标强度等级弹性模量容 重(轴心抗压设计强度抗拉设计强度轴心抗压标准强度

4、抗拉标准强度bC5026.2522.41.8332.42.65预应力材料：预应力构造分为两种类型：顶板索和腹板连续索。预制T梁采用OVM型锚具及配套的设备。箱梁顶板负矩钢束采用BM15型锚具及配套的设备，管道成孔采用波纹扁管，且要求钢波纹扁管的钢带厚度不小于0.35mm。预应力张拉采用引伸量和张拉吨位双控。并以引伸量为主。引伸量误差不得超过-5%10%。施工工序：预制主梁，张拉预应力钢束。用龙门吊吊装逐孔架设T梁，要求现浇T梁横隔板湿接缝。现浇连续墩顶混凝土。待连续段混凝土达强度95%后，先两端张拉墩顶负弯矩钢束形成连续体系，再现浇桥面混凝土。待桥面板混凝土达到强度形成全截面后，安装伸缩缝及施

5、工桥面系。 设计依据：公路工程技术标准（JTG B012003），人民交通出版社，2004年公路桥涵通用设计规范（JTG D602004），人民交通出版社，2004年公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004），人民交通出版社，2004年表1-2 钢绞线主要指标 公称直径 截面面积单位重量标准强度弹性模量1401.1021860主梁间距与主梁片数该设计中主梁翼板宽度为210，桥面板采用现浇混凝土刚性接头，因而主梁的工作截面有两种：预加应力、运输、吊装阶段的小截面，上翼板宽度为210，以及运营阶段的大截面，上翼板宽度为210。桥宽为标准宽度19，桥梁横向选用9片主梁。1.2

6、构造布置主梁高度预应力混凝土简支梁桥的主梁高度与其跨径之比通常在1/151/25之间，该设计中主梁高度取为250，高跨比约为1/16。主梁截面细部尺寸T梁翼板的厚度主要取决于桥面板承受车轮局部荷载的要求，还需考虑能否满足主梁受弯时上翼板抗压强度的要求。该设计中翼缘悬臂端厚度取为10，翼板根部厚度取为22，以抵抗翼缘根部较大的弯矩。腹板宽度一般由布设预制孔道的构造决定，同时还要考虑腹板本身稳定的要求，该设计中腹板宽度取为18。马蹄的尺寸基本由布置预应力钢束的需要确定，该设计中初拟马蹄尺寸为宽度40，高度为26,马蹄与腹板交接处的三角过渡的高度为12。按以上拟定的外形尺寸，绘出的预制梁的支座截面布

7、置图如图1.2所示。图1.2 桥梁横截面图(单位： ) 图2.3 截面尺寸图(单位：)计算截面几何特性检验截面效率指标 边梁检验截面效率: 上核心距=(cm) (1-1) 下核心距=(cm) (1-2)截面效率指标=>0.5 (1-3) 中梁检验截面效率: 上核心距(cm) (1-4)下核心距(cm) (1-5)（h为截面的高度） (1-6)一般截面效率指标值较大的截面较为经济，通常希望值在0.450.5以上，这里值大于0.5，表明以上初拟的主梁截面尺寸是合理的。1.2.3横隔梁的设置 横隔梁能使荷载的横向分布更加合理。为了减小对主梁设计起主要控制作用的跨中弯矩，在跨中位置设置一道中横隔

8、梁，该设计中，桥梁跨度较大，还在四分点、支点处设置了五道横隔梁，全跨共五道横隔梁，间距为9.72cm。横隔梁厚度取15cm。2 结构内力计算2.1桥型布置新竹脑大桥主桥设计为预应力砼先简支后连续T梁桥，跨径布置为6×40m.T梁设置高2.50m,预制1.6m,现浇0.5m。2.2结构内力计算主梁荷载内力计算采用电算，采用程序选自颜东煌、田仲初、李学文编著的桥梁结构电算程序设计一书中的ADLOAD.EXE、FR2.EXE以及Bridge. LH四个程序。2.2.1单元划分单元划分是结构计算的起点，划分的恰当与否，直接关系到计算的精确。考虑施工情况及计算要求，施工过程共分为三个工况，全桥

9、划分为120个单元，1211个节点。将坐标原点取在1号节点，得到各节点坐标(如表2-1)。图2.1 平面杆系结构计算图表2-1 结点、单元划分见下表中相应的单元结点的X、Y坐标 结点X Y结点XY结点XY结点XY10032620.93631251.875941862.79220.0333650.975641261.89951882.82350.07534660.99651281.92961902.85460.0935681.02661301.95971922.88580.1236701.05671321.98981952.9256100.1537721.08681352.025991962.9

10、47120.1838751.125691362.041001982.97续表2-18150.22539761.14701382.0710120039160.2440781.17711402.11022023.0310180.2741801.2721422.131032053.07511200.342821.23731452.1751042063.0912220.3343851.275741462.191052083.1213250.37544861.29751482.221062103.1514260.3945881.32761502.251072123.1815280.4246901.357

11、71522.281082153.22516300.4547921.38781552.3251092163.2417320.4848951.425791562.341102183.2718350.52549961.44801582.371112203.319360.5450981.47811602.41122223.3320380.57511001.5821622.431132253.3621400.6521021.53831652.4751142263.3922420.63531051.575841662.491152283.4223450.675541061.59851682.5211623

12、03.4524460.69551081.62861702.551172323.4825480.72561101.65871722.581182353.52526500.75571121.68881752.6251192363.5427520.78581151.725891762.641202383.5728550.825591161.74901782.671212403.629560.84601181.77911802.730580.87611201.8921822.7331600.9621221.83931852.7752 2 2毛截面几何特性计算在桥梁结构的受力分析和变形计算中以及截面应力

13、验算中需要计算截面的几何特性。截面几何特性包括内容很多，桥梁计算中通常用到截面面积、形心、面积矩、惯性矩、截面摸量等。截面几何特性的计算方法有很多，常用的有梯形分块法、三角形分块法、积分法等，可根据截面的类型选用具体的计算方法。本截面采用三角形分块面积法计算，将桥梁结构简化为平面问题来处理，这样，就只要计算竖向平面内的截面几何特性，用桥梁结构电算程序设计的GE02程序运算。本桥T形截面结点编号如图2.1表2-2所示 图2.1 结点编号图示数据文件d9-1-1.dat内容：(以中心线与马蹄下缘交界处为坐标原点) 表2-2 结点坐标标坐点XY标坐点XY1-0.2000.00081.0502.500

14、20.2000.0009-1.0502.50030.2000.26010-1.1002.40040.0900.38011-0.8002.40050.0902.28012-0.0902.28060.8002.40013-0.0900.38071.0502.40014-0.2000.260毛截面几何特性计算结果：面积:0.8001 形心位置:1.5641 惯性矩: 0.6246123 结构重力作用及影响线计算.结构重力荷载（1）桥面系荷载防撞栏重：q1=5KN/M桥面铺装重：q2=19×0.1×26=49.4KN/M边梁合计：q/6=(q1+q2）/9=(5×2+ 4

15、9.4)/9=6.6KN/M（2）主梁自重按=26.25KN/M3的容重，以计主梁自重的形式计入横载中。结构重力作用以及影响线计算利用桥梁结构电算程序中的平面杆系静力分析通过程序FR2进行横载内力计算，计算结果有d9-1.da2，d9-1.ded，d9-1.fig，d9-1.out四个数据文件。用电算方法做结构的位移、内力、及支点约束反力的影响线时，采用单位荷载直接移动的方法。由于采用直接加载法，所以，结构不变，只是单位荷载在结构上沿一定的线路移动。因此，结构位移方程中，刚度矩阵不变，只是荷载列阵发生变化。解方程时，只需要进行一次三角分解，然后根据不同的荷载列阵进行回代求解，就可得到结构各结点

16、的位移。有了结点位移之后，就可求出截面内力及支点约束反力。由关心截面工况一和工况二最终累计内力数据文件d9-1.ded，可作出恒载作用下的轴力、剪力、弯矩图，如表2-3所示： 表2-3 恒载作用下内力图节点NQM节点NQM1-1.25E+018.37E+02-1.30E-0262-1.29E+018.64E+02-1.80E+032-1.11E+017.43E+021.58E+0363-1.08E+017.23E+025.78E+023-8.98E+006.01E+023.60E+0364-1.01E+016.75E+021.28E+034-8.27E+005.54E+024.18E+0365

17、-8.69E+005.82E+022.53E+035-6.87E+004.61E+025.19E+0366-7.27E+004.87E+023.60E+036-5.45E+003.66E+026.02E+0367-5.85E+003.93E+024.48E+037-4.03E+002.72E+026.66E+0368-3.73E+002.51E+025.45E+038-1.91E+001.30E+027.26E+0369-3.02E+002.05E+025.68E+039-1.21E+008.47E+017.37E+0370-1.63E+001.11E+025.99E+03101.92E-01

18、-1.03E+017.44E+0371-2.11E-011.61E+016.12E+03111.61E+00-1.05E+027.33E+03721.38E+00-9.02E+016.03E+03123.20E+00-2.11E+027.00E+03733.50E+00-2.32E+025.55E+03135.32E+00-3.53E+026.15E+03744.21E+00-2.79E+025.30E+03146.03E+00-4.00E+025.78E+03755.61E+00-3.73E+024.65E+03157.42E+00-4.93E+024.89E+03767.03E+00-4.

19、67E+023.81E+03168.84E+00-5.87E+023.80E+03778.44E+00-5.61E+022.78E+03171.03E+01-6.82E+022.53E+03781.06E+01-7.03E+028.80E+02181.24E+01-8.24E+022.76E+02791.13E+01-7.50E+021.54E+02191.31E+01-8.71E+02-5.71E+02801.27E+01-8.44E+02-1.44E+03201.45E+01-9.65E+02-2.41E+03811.41E+01-9.39E+02-3.22E+03211.59E+01-1

20、.06E+03-4.43E+0382-1.23E+018.24E+02-1.48E+0322-1.32E+018.85E+02-2.57E+0383-1.02E+016.83E+027.79E+0223-1.11E+017.43E+02-1.26E+0284-9.49E+006.35E+021.44E+0324-1.04E+016.96E+025.94E+0285-8.09E+005.41E+022.62E+0325-8.99E+006.02E+021.89E+0386-6.67E+004.47E+023.60E+0326-7.58E+005.07E+023.00E+0387-5.26E+00

21、3.53E+024.40E+0327-6.16E+004.13E+023.92E+0388-3.14E+002.11E+025.25E+03 续表2-3411.38E+01-9.19E+02-3.22E+03102-1.44E+019.65E+02-2.41E+0342-1.26E+018.44E+02-1.44E+03103-1.23E+018.23E+022.75E+0243-1.05E+017.03E+028.79E+02104-1.16E+017.76E+021.07E+0344-9.79E+006.56E+021.56E+03105-1.02E+016.82E+022.53E+034

22、5-8.39E+005.62E+022.78E+03106-8.79E+005.88E+023.80E+0346-6.97E+004.67E+023.80E+03107-7.37E+004.94E+024.89E+0347-5.56E+003.73E+024.65E+03108-5.25E+003.52E+026.15E+0348-3.43E+002.31E+025.55E+03109-4.54E+003.06E+026.48E+0349-2.72E+001.85E+025.76E+03110-3.15E+002.11E+027.00E+0350-1.32E+009.04E+016.03E+0

23、3111-1.74E+001.17E+027.33E+03519.42E-02-4.08E+006.12E+03112-1.45E-011.05E+017.44E+03521.69E+00-1.10E+025.99E+031131.88E+00-1.31E+027.26E+03533.81E+00-2.52E+025.45E+031143.37E+00-1.78E+027.11E+03544.52E+00-2.99E+025.18E+031154.08E+00-2.72E+026.66E+03555.92E+00-3.93E+024.48E+031165.50E+00-3.66E+026.02

24、E+03567.33E+00-4.87E+023.60E+031176.91E+00-4.61E+025.20E+03578.75E+00-5.82E+022.54E+031189.04E+00-6.02E+023.60E+03581.09E+01-7.23E+025.79E+021199.75E+00-6.49E+022.98E+03591.16E+01-7.70E+02-1.68E+021201.12E+01-7.44E+021.58E+03601.30E+01-8.65E+02-1.80E+031211.26E+01-8.38E+024.90E-03611.44E+01-9.59E+02

25、-3.63E+03图2.2 恒载作用下的轴力图图2.3 恒载作用下的剪力图图2.4 恒载作用下的弯矩图作影响线时，单位荷载沿主梁移动，主梁一般分成许多单元，故主梁单位长度一般都比较短，因此，可以考虑单位荷载只在主梁的结点上按从左到右的顺序移动，这样每次单位荷载加载均为结点荷载。将每次加载后得到的指定截面内力和结点位移增量记录下来，即可获得所求的影响线。截面内力符号规定为，轴力：以拉力为正，压力为负；剪力：以对截面产生顺时针力矩为正；弯矩：对于水平单元或倾斜单元，以使截面下缘（或单元下侧）产生拉应力为正；对于垂直单元，以使截面右缘（即单元右侧）产生拉应力为正。由计算结果影响线数据文件d9-1.d

26、a2，可做出全桥的轴力、剪力、弯矩影响线图。现做出部分关心截面影响线图，如图表2-4到表2-21所示。表2-4 第一个支座截面（1号）轴力影响线节点号1-60.00E+00-1.40E-02-1.26E-02-1.22E-02-1.12E-02-1.03E-027-12-9.40E-03-8.07E-03-7.64E-03-6.80E-03-5.99E-03-5.21E-0313-18-4.09E-03-3.74E-03-3.06E-03-2.43E-03-1.84E-03-1.05E-0319-24-8.13E-04-3.78E-040.00E+003.20E-046.95E-047.94E-0425-309.56E-041.07E-031.15E-031.19E-031.19E-031.17E-0330-361.12E-031.04E-038.98E-048.42E-047.25E-045.99E-0437-424.70E-042.79E-042.18E-