桥梁工程 毕业设计 计算书

本文格式为Word版，下载可任意编辑——桥梁工程毕业设计计算书展架桥（01号桥）施工图设计

1方案拟订与比选

1.1设计资料

（1）技术指标：汽车荷载：马路-I级

桥面宽度：26m采用双幅（12+2×0.5）m

（2）设计洪水频率：百年一遇；（3）通航等级：无；

（4）地震动参数：地震动峰值加速度0.05g，地震动反应谱特征周期0.35s，相当

于原地震基本烈度VI度。

1.2设计方案

鉴于展架桥地质地外形况。该处地势平缓，故比选方案主要采用简支梁桥和连续梁桥形式。根据安全、适用、经济、美观的设计原则，我初步拟定了三个方案。

1.2.1方案一：（8×40）m预应力混凝土简支T型梁桥

本桥的横截面采用T型截面（如图1—1）。防收缩钢筋采用下密上疏的要求布置所有钢筋的焊缝均为双面焊，由于该桥的跨度较大，预应力钢筋采用特别的形式（如图1—2）布置，这样不仅有利于抗剪，而且在拼装完成后，在桥面上进行张拉，可防止梁上缘开裂。

优点：制造简单，整体性好，接头也便利，而且能有效的利用现代高强材料，减少构件截面，与钢筋混凝土相比，能节省钢材，在使用荷载下不出现裂缝等。

缺点：预应力张拉后上拱偏大，影响桥面线形，使桥面铺装加厚等。

施工方法：采用预制拼装法（后张法）施工，即先预制T型梁，然后用大型机械吊装的一种施工方法。其中后张法的施工流程为：先浇筑构件混凝土，并在其中预留孔道，待混凝土达到要求强度后，将预应力钢筋穿入预留的孔道内，将千斤顶支承与混凝土构件端部，张拉预应力钢筋，使构件也同时受到反力压缩。待张拉到控制拉力后，即用夹片锚具将预应力钢筋锚固于混凝土构件上，使混凝土获得并保持其预压应力。最终，在预留孔道内压注水泥浆。，使预应力钢筋与混凝土粘结成为整体。

第1页展架桥（01号桥）施工图设计

立面1：1000桥中心桩号亚砂土细砂淤泥质土亚粘土亚砂土淤泥质土亚粘土亚砂土细砂淤泥质土亚粘土卵石卵石卵石

立面图（尺寸单位：cm）

图2

图1

图1—1（尺寸单位：cm）图1—2

1.2.2方案二：（86+148+86）m预应力混凝土连续箱形梁桥

本桥采用单箱单室（如图1—3）的截面形式及立面图（如图1—4），由于跨度很大（对连续梁桥），在外载和自重作用下，支点截面将出现较大的负弯矩，从绝对值来看，支点截面的负弯矩大于跨中截面的正弯矩，因此，采用变截面梁能符合梁的内力分布规律，变截面梁的变化规律采用二次抛物线。

优点：结构刚度大，变形小，行车平顺舒适，伸缩缝少，抗震能力强，线条明快简单，施工工艺相对简单，造价低，后期养护成本不高等。

缺点：桥墩处箱梁根部建筑高度较大，桥梁美观欠佳。超静定结构，对地基要求高等。

施工方法：采用悬臂浇筑施工，用单悬臂—连续的施工程序，这种方法是在桥墩两侧对称逐段就地浇筑混凝土，待混凝土达到一定强度后，张拉预应力筋，移动机具、模板继续施工。

第2页展架桥（01号桥）施工图设计

图1—4(尺寸单位：cm)

图1—3(尺寸单位：cm)

1.2.3方案三：（16×20）m预应力混凝土空心板桥

本桥横断面采用17块中板（如图1—5、图1—6）和2块边板（如图1—7、图1—8）

优点：预应力结构通过高强钢筋对混凝土预压，不仅充分发挥了高强材料的特性，而且提高了混凝土的抗裂性，促使结构轻型化，因而预应力混凝土结构具有比钢筋混凝土结构大得多的跨越能力。

采用空心板截面，减轻了自重，而且能充分利用材料，构件外形简单，制作便利，便利施工，施工工期短，而且桥型流畅美观。

缺点：行车不顺，同时桥梁的运营养护成本在后期较高。

施工方法：采用预置装配（先张法）的施工方法，先张法预制构件的制作工艺是在浇筑混凝土之前先进行预应力筋的张拉，并将其临时固定在张拉台座上，然后依照支立模板——钢筋骨架成型——浇筑及振捣混凝土——养护及拆除模板的基本施工工艺，待混凝土达到规定强度，逐渐将预应力筋松弛，利用力筋回缩和与混凝土之间的黏结作用，使构件获得预应力。

第3页展架桥（01号桥）施工图设计

图1—5.中板跨中截面图(尺寸单位：cm)图1—6、中板支点截面(尺寸单位：cm)

图1—7.边板跨中截面(尺寸单位：cm)图1—8.边板支点截面(尺寸单位：cm)

1.3方案比选

表1—1方案比选表

方案设计方案一设计方案二箱形截面抗扭刚度大，可以空心板截面，减轻了自重，各梁受力相对独立，避保证其强度和稳定性，有效而且能充分利用材料，构件适用性免超静定梁的繁杂问的承受正负弯矩，桥梁的结外形简单，制作便利，便利题，行车较舒适。构刚度大，变形小，行车平施工，施工工期短。稳舒适。全桥线条简单明快，与周美观性构造简单，线条简单围环境协调好，因此，桥型美观全桥线条简单，但桥孔跨度多，因此显得有些繁缛影响桥型美观

第4页

设计方案三展架桥（01号桥）施工图设计

续上表

等跨径布置，细部尺寸相对简支梁桥的施工要更繁杂。相对于简支T型梁和连续箱形梁施工较简单。施工难易一致，可以重复利用模板预制，施工较为便利。经济性等截面形式能大量俭约模板，加快建桥进度，简易经济，但不能充分利用截面作用，基础设计量大。连续梁刚度大，变形小，伸缩缝充分发挥了高强材料的能充分利用高强材料的特性，特性，而且提高了混凝促结构轻型化，跨越能力强。的抗裂性，促使结构轻型化。后期养护成本较高通过对比，从受力合理，安全适用，经济美观的角度综合考虑，方案一:预应力混凝土简支T型梁桥为最正确推荐方案。此方案，采用预应力混凝土简支T型梁桥，结构简单，节省材料，经济合理；采用预制装配的施工方法，施工便利，周期短；而且桥型流畅美观。

第5页

展架桥（01号桥）施工图设计

下核心距：kx??I?A?y?79.80

sks?kx79.80?79.80??0.665＞0.5h240说明以上初拟的主梁跨中截面是合理的。

截面效率指标：ρ?2.3横断面沿跨长的分布

本桥主梁采用等高形式，横断面的

T梁宽度沿跨长不变，梁端部区段由于锚头集中

力的作用而引起较大的局部应力，也为布置锚具的需要，距梁端200cm范围内将腹板加厚到与马蹄同宽，马蹄部分为协同钢束弯起而从六分点附近（第一道横隔梁处）开始向支点逐渐抬高，在马蹄抬高的同时腹板宽度亦开始变化。马蹄在纵断面的变化状况见(图2—1)。

2.4横隔梁的设置

在荷载作用下的主梁弯矩横向分布，当该处有横隔梁时比较均匀，否则在直接荷载作

用下的主梁弯矩较大，为减少对主梁设计起主要控制作用的跨中弯矩，在跨中设置一道中横隔梁，当跨度较大时，应设置较多的横隔梁。本桥在桥跨中点、三分点、六分点和支点处设置七道横隔梁，其间距为6.5m。端横隔梁的高度与主梁同高，厚度为上部26cm，下部为24cm。中横隔梁高度为210cm，厚度为上部18cm，下部16cm。横隔梁的布置见（图2—1）

第11页展架桥（01号桥）施工图设计

3主梁的作用效应计算

根据上述梁跨结构纵、横截面的布置，可分别求得各主梁控制截面（一般取跨中截面、L/4截面和支点截面）的永久作用效应，并通过可变作用下的梁桥荷载横向分布系数和纵向内力影响线，求得可变荷载的作用效应，最终再进行主梁作用效应组合。

3.1永久作用效应计算

3.1.1永久作用集度1、预制梁自重

（1）跨中截面段主梁的自重（六分点截面至跨中截面，长13m）

G(1)＝0.8990×26×13＝303.86（KN）

（2）马蹄抬高与腹板变宽段梁的自重（长5m）

G(2)≈(1.6155+0.899)×5×26/2=117.60(KN)

（3）支点段梁的自重（1.98m）

G(3)＝1.6155×26×1.98＝83.17（KN）

（4）中主梁的横隔梁中横隔梁体积：

0.17×（2.1×0.85-0.5×0.7×0.15-0.5×0.2×0.19）＝0.2913（m3）端横隔梁体积：

0.25×（2.3×0.66-0.5×0.51×0.1093）＝0.3656（m）

3故半跨内横梁重力为：

G(4)＝（2.5×0.2913+1×0.3656）×26=28.44(KN)

（5）预制梁永久作用集度

g1＝（303.86+163.44+83.17+28.44）/19.98＝28.97（KN/m）

2、二期永久作用

（1）中主梁现浇部分横隔梁：一片中横隔梁体积（现浇）

第12页展架桥（01号桥）施工图设计

0.17×0.30×2.1=0.1071（m）一片端横隔梁体积（现浇）0.25×0.30×2.3=0.1071（m）

故：G(5)=（5×0.1071+2×0.1725）×26/39.96=0.57（KN/m）（2）铺装

3312cm混凝土铺装

0.12×13×25=39.00（KN/m）6cm沥青铺装

0.06×13×21=16.38（KN/m）

若将桥面铺装均摊给4片（中主梁）+2片（边主梁）G(6)=（39+16.38）/6=9.23（KN/m）（3）栏杆一侧防撞栏：

（0.94×0.5-0.5×(0.555+0.735)×0.18-0.5×0.05×0.555）×26=5.19KN/m若将两侧防撞栏均摊给6片梁G(7)=5.91×2/6=1.97(KN/m)（4）中主梁二期永久作用集度g2=0.57+9.23+1.97=12.77（KN/m）

3.1.2永久作用效应

如图3—1所示，设x为计算截面离左支座的距离，并令α=X/L

主梁弯矩和剪力的计算公式：

M?=0.5×α(1-α)L2g（3—1）Q?=0.5×（1-2×α）Lg（3—2）

永久作用计算表（表3—1）

表3—1主梁永久作用效应跨中截面作用效应（?=0.5）第13页

L/4截面(?=0.25)支点截面(?=0)展架桥（01号桥）施工图设计

续上表

弯矩（KN·m）一期剪力（KN）弯矩（KN·m）二期剪力（KN）0.007935.820.00124.515951.86406.87249.020.00813.94弯矩（KN·m）剪力（KN）0.002427.90282.461820.92564.920.005507.924130.940.00?

图3—1永久作用计算图示

3.2可变作用效应计算

3.2.1冲击系数和车道折减系数

按《桥规》4.3.2条规定，结构的冲击系数与结构的基频有关，因此要先计算结构的基频。简支梁桥的基频可采用以下公式估算：f??2l2EIc3.14?mc2?3923.45?1010?0.0.6734?3.22(Hz)

2382.67G0.8990?26?103其中：mc???2382.67（KN/m）

g9.81根据本桥的基频，可计算出汽车荷载的冲击系数为：??0.1767lnf?0.0157?0.247按《桥规》4.3.1条，当车道大于两车道时，需进行车道折减，三车道应折减22％，但折减不得小于两车道布截的计算结果。本桥按三车道设计。因此在计算可变作用效应时需进行车道折减。

3.2.2计算主梁的荷载横向分布系数1、跨中的荷载横向分布系数mc

第14页展架桥（01号桥）施工图设计

如前所述，本桥桥跨内设五道横隔梁，具有可靠的横向联系，且承重的长宽比为：

L39.00??3＞2B13所以可按修正的刚性横梁法来绘制横向影响线和计算横向分布系数