兰同住宅楼的建筑给排水设计及预应力混凝土简支t形梁桥设计

目录1.中英文摘要……22.设计任务书……33.设计说明书……44.设计计算书1.给水管道水力计算……………92.排水管道水力计算……………133.热水水力计算…………165.主要参考资料…………………256.附图1.平面布置总图2.给水管道系统图3.排水管道系统图4.热水管道系统图摘要本设计是兰同住宅楼的建筑给排水设计，主要包括给水系统、排水系统、热水系统三个部分。给水系统采用一个给水分区，供水方式采用下行上供，采用市政直接供水方式；排水系统采用的是污、废合流制，排水立管仅设伸顶通气管，污水排向市政污水管网；给水管和排水管分别采用普通镀锌钢管和排水塑料管。其次为热水，循环供水方式，用水加热器加热，冷水为直接供水，管材是铜管。设计过程进行了各系统方案的确定、平面布置和计算,以及各种设备的选型,最后用CAD绘制了各个系统的平面布置图和系统轴侧图。关键词：课程设计；建筑给排水；给水管材summaryThedesignoftheresidentialbuildingswithSyriaisbuildingdrainagedesign,includingthewatersupplysystem,drainagesystem,hotwatersystemthreeparts.WatersupplysystemUSESawaterarea,watersupplythecompletionofthewaydown,themunicipalwatersupplywaydirectly;DrainagesystemUSESisunclean,wasteconfluencesystem,drainagestandpipesetoutonlytopventilationtube,sewagerowtomunicipalsewagepipenetwork;Todrainwaterpipeandwereusedrespectivelytoordinarygalvanizationsteeltubeanddrainageplasticpipe.Followedbyhotwater,watercircleway,waterheaterheat,coldwaterfordirectwatersupply,pipeiscoppertube.Thedesignprocessoftheschemedeterminationofeachsystem,thelayoutandcalculation,andvariousequipmentselection,finallyuseCADdrawingthefloorplanofeachsystemandsystemisometric.Keywords:coursedesign;Buildingwatersupplyanddrainage;Servicepipe建筑给排水工程课程设计任务书及要求任务书：某建筑的室内给水排水设计，建筑所处地区（或城镇）自定；室内外高差在0.45~0.6m范围内自选；室外有给水、排水管道；室外给水、排水管道埋深符合冰冻深度及覆土深度要求；室外给水管网的流量满足室内给水的要求;供水压力为0.45MPa、；室内给水、排水管道进出户位置及方向自定。请计算确定室内给水管道流量、管径；室外排水管道流量，横管、立管、通气管管径，横管坡度，排出口（以距外墙3m为准）处管底标高。课程设计装订内容及要求：目录中英文摘要（200字）设计任务书设计说明书。阐明设计项目概况（地理位置，周边环境等），方案选择，设计依据，主要设计参数选用（冰冻深度最低月平均气温等），室内给水所需压力，排水出户管标高、坡度。给水、排水管道计算书，要有计算过程，注明所引用的公式及公式中的参数取值。给水、排水管道平面布置图。给水、排水管道系统图（即轴测图）。给水、排水管道计算草图各一张，要有计算管段编号。主要参考资料。兰同住宅楼设计说明书一、设计任务兰同住宅楼，层数五层，要求进行给排水设计，具体项目为：1.建筑给水工程；2.建筑排水工程；3.热水给水系统；二、设计文件及设计资料1. 与设计相关的建筑图（一层、二—五层）2. 一层标高：±0.000；层高：一至五层住宅3米。三．水量计算1．生活用水量给水用水量定额与时变化系数，由课设条件图可知，此五层单元式住宅的卫生器具设置有：大便器、洗脸盆、洗涤盆、，故属于普通住宅Ⅱ，由《建筑给水排水设计规范》3.1.9选用：（1）用水定额及时变化系数qd=200L/（人•d），时变化系数Kh=2.5（2）用水单位数由课设条件图可知，兰同住宅楼共五层，四层住宅，分为四个单元，皆为一梯两户。该建筑共有2*5*4=40（户），以户3.5人计算，该建筑共有m=3.5×40=140（人）；用水单位数为140（人）。（3）最高日用水量（4）最高日平均时用水量（5）最高日最大时用水量2．污水排放量按给水总量的90％计算： 四、给水系统1.给水系统组成建筑内部的给水系统由下列各部分组成：（1）引入管自室外给水管将水引入室内的管段，也称进户管。（2）水表节点水表节点是安装在引入管上的水表及其前后设置的阀门和泄水装置的总称。在建筑内部的给水系统中，除了在引入管上安装水表外，在需要计量水量的某些部位和设备的配水管上也要安装水表。为利于节约用水，住宅建筑每户的进户管上均应安装分户水表。分户水表或分户的数字显示宜设在户门外的管道井中，走道的壁龛内或集中于水箱间，以便于查表。（3）给水管道给水管道包括干管、立管和支管。目前我国给水管道主要采用钢管和铸铁管。焊接钢管耐压、抗振性能好，单管长，接头少，且重量轻；铸铁管性脆、重量大，但耐腐蚀，经久耐用，价格低。钢管连接方法有螺纹连接、焊接和法兰连接，为避免焊接时锌层破坏，镀锌钢管必须用螺纹连接。给水铸铁管采用承插连接，塑料管有螺纹、法兰连接，焊接和粘接等多种方法。本系统采用镀锌钢管。2．给水方式选择（1）给水方式选择原则给水方式即指建筑内部给水系统的供水方案。合理的供水方案，应综合工程涉及的各项因素如技术因素包括：供水可靠性，水质，对城市给水系统的影响，节水节能效果，操作管理，自动化程度等；经济因素包括：基建投资，年经常费用，现值等；社会和环境因素包括：对建筑立面和城市观瞻的影响，对结构和基础的影响，占地面积，对环境的影响，建设难度和建设周期，抗寒防冻性能，分期建设的灵活性，对使用带来的影响等，采用综合评判法确定。在初步确定给水方式时，对层高不超过3.5m的民用建筑，给水系统所需的压力（自室外地面算起），可用以下经验法估算：1层为100kpa,2层为120kpa,三层以上每增加1层，增加40kpa。（2）给水方式方案比较给水方式的基本类型有：①直接给水方式直接给水方式是由室外给水管网直接供水，为最简单、最经济的给水方式。适用于室外给水管网的水量、水压在一天内均能满足用水要求的建筑。在本设计中选直接给水方式。②设水箱的给水方式设水箱给水方式宜在室外给水管网供水压力周期性不足时采用。当室外给水管网水压偏高或不稳定时，为保证建筑内给水系统的良好工况或满足供水的要求，也可采用设水箱的给水方式。③设水泵的给水方式设水泵的给水方式宜在室外给水管网的水压经常不足时采用。当建筑内用水量大且较均匀时，可用恒速水泵供水；当建筑内用水不均匀时，宜采用一台或多台水泵变速运行供水，以提高水泵的工作效率。④设水泵和水箱的给水方式设水泵和水箱的给水方式宜在室外给水管网压力低于或经常不能满足建筑内给水管网所需的水压，且室内用水不均匀时采用。该给水方式的优点是水泵能及时向水箱供水，可缩小水箱的容积，又因有水箱的调节作用，水泵出水量稳定，能保持在高效区运行。（3）给水系统布置方式给水管道的布置按供水可靠程度要求可分为枝状和环状两种形式，前者单向供水，供水安全可靠性差，但节省管材，造价低；后者管道相互连通，双向供水，安全可靠，但管线长，造价高。一般建筑内给水管网宜采用枝状布置。按水平干管的敷设位置又可分为上行下给、下行上给和中分式三种形式。本设计为普通的五层住宅，室外给水压力能满足直接供水要求，所以本设计不需要分区，也不需要加压，因此直接供水方式是最简单、最经济的给水方式。采用枝状网，按水平干管的敷设位置采用下行上给式。给水管道布置与敷设3.方案确定采用市政管网直接供水，供水方式下行上给。管材采用普通镀锌钢管。五、污水排水系统采用污废水合流排放方式的排水系统。1.污水排水系统方案一：环形通气管和主通气立管排水系统：环形通气管一边接于污水横支管一边接于主通气立管，主通气立管每隔两层用结合通气立管与伸顶通气立管相连。论证：该系统排水条件较好，但设环形通气管耗费管材，施工复杂。方案二：专用通气立管污水排水系统：设专用通气立管，每隔两层用结合通气立管连接于排水立管，伸顶通气立管污水排水系统：通气管伸至设备间屋顶。论证：经计算单设伸顶通气立管已经能满足排水量要求。所以该系统比较耗费管材，施工也比较复杂，并会使工期延长。方案三：采用无伸顶通气立管污水排水系统。论证：经计算单设无伸顶通气立管能满足排水量要求。结论：综合比较采用方案三。2．排水系统管材选用排水管道选用UPVC排水管，UPVC在工程使用中有铸铁排水管无可比拟的优越性。其表现在优越的物理化学性能、良好的排水性能、管材轻、施工方便、经济、美观，所以选用UPVC排水管。为了解决噪音问题立管采用UPVC螺旋消音管，排出管和支管采用UPVC排水管，粘接。3.方案确定采用污水和废水合流质排放，再直接排入市政排水管网。管材采用排水塑料管。六、室内热水供应系统

由水加热器、热水供水管道及用水设备组成，供应室内\o"盥洗"盥洗、\o"洗涤器皿"洗涤器皿等生活需要的热水，以及工业生产用的热水。生活热水用水量和水温标准，根据当地的气候条件和生活习惯确定。工业生产用热水量、水质和水温根据生产工艺要求确定。生活用热水的水质应符合\o"《生活饮用水卫生规程》"《生活饮用水卫生规程》的要求。

1.供应方式分两种。①局部供应。由局部的自动\o"煤气"煤气\o"热水器"热水器或\o"电热水器"电热水器制备热水，供个别\o"浴室"浴室、\o"厨房"厨房使用。②集中供应。集中制备\o"热水"热水或加热热媒，再输送到各使用点。水的加热方式有：热水锅炉直接加热，优点是设备简单，但如果供给的水硬度较高，锅炉会结垢；蒸汽直接加热，优点是设备简单，缺点是噪声不易消除，如果供给的水硬度较高，会造成结\o"垢"垢；间接加热，热媒在另一管道系统流动，通过管壁传输热能将水加热，热水水质不受热媒污染，但设备投资较高。

2.热水配水管网主要有两种。

①单管式。只有供水管，没有回水管。优点是系统简单,造价低；缺点是用水点用水时,必须将管道内停留的冷水放完才有热水。在管路短或连续用水的情况下采用这种系统较为合适②循环式。除\o"供水管"供水管外还设有\o"回水管"回水管。热水自水加热器经供水管供给各用水点，又经各用水点处的回水管返回水加热器。这样，在各用水点处随时都有热水可用热水在管道内循环流动可靠自然循环或\o"机械"机械（泵）循环。此外，高层建筑也可按竖向划分供水区，以免水压过高，影响使用。3.水的加热和贮存

水加热设备的选择应根据使用特点、耗热量、加热方式、热源情况和燃料种类确定。集中供应热水系统的贮水器容积，应根据日热水用水量小时变化曲线及锅炉、水加热器的工作制度计算确定。一般\o"住宅"住宅、\o"公寓"公寓、\o"旅馆"旅馆等使用热水时间长，因此以加热能力大、贮存容积小的为合适；\o"工厂"工厂、\o"学校"学校、\o"办公楼"办公楼使用热水时间短，则以加热能力小、贮存容积大的较为合适。

水加热器向热水管网的供水压力和热水流量由接入的补水给水管供给。因此冷水补给水管的管径应保证能补给热水供应系统的设计流量。供水压力应保证位于最不利处的热水配水点的需要。4.方案确定室内热水采用集中式热水供应系统，冷水有市政直接供水，采用半容积式水加热器，蒸汽来自该建筑物附近的锅炉房，凝结水采用余压回水系统流回锅炉房的凝结池。供水方式为下行上给，热水出口水温70℃，冷水水温10℃。管材采用热水铜管。一、给水管网水力计算1．设计秒流量给水系统住宅生活给水管道的设计秒流量公式式中：qg————计算管段的设计秒流量，L/s；U————计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率，%；Ng————计算管段的卫生器具给水当量总数；0.2————以一个卫生器具给水当量的额定流量的数值，L/s；给水当量同时出流概率计算公式平均出流概率U0的参考值表1-1住宅类型U0的参考值普通住宅Ⅰ型3.4~4.5普通住宅Ⅱ型2.0~3.5普通住宅Ⅲ型1.5~2.5别墅1.5~2.0表1-21.00.3234.02.8161.50.6974.53.2632.01.0975.03.7152.51.5126.04.6293.01.9397.05.5553.52.3748.06.4892．平均出流概率U0最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率U0计算公式：根据设计规范及实际情况估计，选取q0=200L，m=3.5*8*5=140人，Kh=2.5，根据课本表2.1.1得:大便器N=0.6，洗脸盆N=0.75，洗涤盆N=0.75，计算管段上的卫生器具给水当量总数，Ng=93.75T=24hU0=4.32%对应表2,由内差法求出αc=3.102x10-23.水力计算表（给水系统草图见附图）给水管网计算表如下，其中流速应控制在允许范围内，查附录2.1可以得到管径DN，再由公式Q=AV和(式中普通钢管、铸铁管Ch=100)计算每米管段的沿程水头损失，再由公式hy=iL计算出管段的∑hy。JL-1给水管网水力计算表表1-3计算管段编号当量总数Ng同时出流概率U（%）设计秒流量q（L/s）管径DN（mm）流速v(m/s)每米管沿程水头损失I(Kpa/m)管段长度(m)管段沿程水头损失(Kpa)管段沿程水头损失累计(Kpa)0—10.60100.000.12150.680.891.51.321.321—21.3587.660.24200.750.770.60.481.802—32.1071.250.30200.951.193.03.575.373—44.2051.470.43250.880.793.02.387.754—56.3042.640.543.5611.315—68.4037.360.63320.780.483.01.4312.746—710.5033.750.71320.880.598.34.9417.677—821.0024.761.04400.830.4122.59.1826.858—993.7513.282.49501.270.697.24.9831.83JL-5给水管网水力计算表表1-4计算管段编号当量总数Ng同时出流概率U（%）设计秒流量q（L/s）管径DN（mm）流速v(m/s)每米管沿程水头损失I(Kpa/m)管段长度(m)管段沿程水头损失(Kpa)管段沿程水头损失累计(Kpa)0—10.75100.000.15150.851.350.30.430.381—21.3587.660.24200.750.774.23.263.642—32.1071.250.30200.949.683—42.7063.310.34250.700.511.80.9510.634—54.0552.350.42250.860.770.50.3811.005—68.1037.980.62320.770.463.01.3712.386—712.1531.590.77320.950.693.02.0714.457—816.2027.770.90321.120.933.02.7817.228—920.2525.161.02400.810.392.00.7918.019—1051.7516.851.74500.890.360.40.1418.1510—1193.7513.282.49501.270.697.24.9823.13JL-1管路是最不利管路。3．1．计算沿程水头损失之和hy=31.83KPa3．2．计算局部水头损失局部水头损失按沿程水头损失的30%计，为：∑hj=30%∑hy=0.3×31.83=9.549KPa则沿程水头损失和局部水头损失的总和损失为：H2=31.83+9.549=41.379KPa3．3．计算水表水头损失当以0-2-6-12计算管路，以洗涤盆为最不利配水点的给水系统水力计算时，在管段2-3上安装分户水表，此段秒流量为0.30=1.08m3/h＜，查附录1.1，故选择型号为LXS-15C,公称口径为15mm的旋翼湿式水表。过载流量为，则：水表的特征系数为：分户水表的水头损失为：总水表安装在管段8-9上，此段管段秒流量为2.49L/s=8.964m3/h<10m3/s，住宅建筑用水不均匀，因此水表口径可按设计秒流量不大于水表的最大流量确定，故选型号为LXS-40C，公称口径为40mm的旋翼湿式水表，过载流量为20m3/h。水表的特征系数：总水表的水头损失：hd＜24.5（水表水头损失允许值）因该计算管路既有分户水表又有总表，所以3．4．计算最不利点至管网引入点之间的高差H1=（3*5+1）x10=160kPa3．5．最高层所需流出水头H4=20KPa3．6．所需总水压H=H1+H2+H3+H4=160+41.379+33.048+20=254.427KPa<450kPa满足供水的要求。二、排水管网水力计算1．横支管计算所选用公式为：公式2-1式中：——计算管段排水设计秒流量；——根据建筑物用途而定的系数，取=1.5；——计算管段的卫生器具排水当量总数；——计算管段上最大一个卫生器具的排水流量。注：如果计算所得流量值大于该管段上按卫生器具排水流量累加值时，按卫生器具排水流量累加值。按式上式计算排水设计秒流量，其中，卫生器具当量和排水流量按表5.1.1选取，计算出各管段的设计秒流量后查附录5.1，确定管径和坡度（均采用标准坡度i=0.026），管材使用UPVC。卫生器具的排水流量，当量及管径表2-1卫生器具名称排水流量（L/S）当量排水管管径（mm）洗脸盆0.250.7532—50自闭式冲洗阀大便器1.504.50100洗涤盆0.331.0050冲落式大便器1．504．50100各层横支管水力计算表如下表(其系统计算草图见附图):各层横支管水力计算表（PL1-PL4、PL6-PL8)表2-2管段编号卫生器具名称数量排水当量总数Np设计秒流量qp(L/s)管径de（mm）坡度i大便器蹲式大便器洗脸盆洗涤盆Np=4.5Np=4.5Np=0.75Np=1.01—211.000.33900.0264—314.501.501100.0263—2115.251.751100.026备注:①各管段按公式2-1计算结果大于卫生器具排水流量累加值，所以，设计秒流量按卫生器具排水流量累加值计算.②管段3-2、4-3连接一个大便器，最小管径应取100mm，管段1-2连接厨房的洗涤盆，最小管径应取75mm。③塑料管的排出管、横干管以及与之连接的立管底部应放大一号管径。PL-5各层横支管水力计算表表2-3管段编号卫生器具名称数量排水当量总数Np设计秒流量qp(L/s)管径de（mm）坡度i大便器蹲式大便器洗脸盆洗涤盆Np=4.5Np=4.5Np=0.75Np=1.01—211.000.33900.0262—3115.501.831100.0263—41116.251.951100.0264—5111110.752.091100.0267—610.751.66500.0266—5115.251.751100.026备注:①管段按公式2-1计算，除3-4、4-5、7-6外，其余管段计算结果大于卫生器具排水流量累加值，所以，设计秒流量按卫生器具排水流量累加值计算.②管段2-3、3-4、4-5、6-5连接一个大便器，最小管径应取100mm，管段1-2连接厨房的洗涤盆，最小管径应取75mm，管段7-6上只连接一个洗脸盆，由表2-1可知：管径取值范围为32mm—50mm③塑料管的排出管、横干管以及与之连接的立管底部应放大一号管径。2．立管计算PL1接纳的的排水当量总数为Np1=(4.5+0.75+1.0)*5=31.25PL1最下部管段排水设计秒流量查表5.2.5，选用立管管径de75mm,因设计秒流量2.5小于表5.2.5中de75排水塑料管最大允许排水流量3.0L/s，所以不需要设专用通气管。PL5接纳的的排水当量总数为Np5=(1.0+4.5+2*0.75+2*4.5)*5=80PL5最下部管段排水设计秒流量查表5.2.5，选用立管管径de90,因设计秒流量3.1小于表5.2.5中de75排水塑料管最大允许排水流量3.8L/s，所以不需要设专用通气管。3．立管底部和排出管计算为排水畅通，立管底部和排出管放大一号管径，取de110，标准坡度0.026，查附录5.1符合要求。三、热水系统的水力计算1.热水量按要求取每日供应热水的时间为24h，取计算用的热水供水温度为70℃，冷水温度为10℃，下查《建筑给水排水设计规范》热水用水定额表，取60℃的热水用水定额为100L/(人/d)，总共140人。最高日用水量为（60℃的热水）折合成70℃热水的最高日用水量为（60℃的热水）查《建筑给水排水设计规范》住宅热水小时变化系数表。住宅、别墅的热水小时热水变化系数Kh值表3-1居住人数≤10015020025030050010003000≥6000Kh5.124.494.133.883.703.282.862.482.34Kh=4.62，则70℃时最高日最大小时用水量为：再按卫生器具1h用水量来计算：洗脸盆45个。取同类器具同时使用百分数b=70%，,查《建筑给水排水设计规范》卫生器具一次和1h热水使用定额及水温表，洗脸盆用水量为30L/h（30℃），则比较与，两者结果存在差异，为供水安全起见，取较大者作为设计小时用水量，即=0.63L/s。2.耗热量冷水温度取10℃，热水温度为70℃，则耗热量为3.加热设备选择计算拟采用半容积式水加热器。设蒸汽表压力为1.95×105Pa，相对应的绝对压强为2.94×105Pa，其饱和温度为ts=133℃，热媒和被加热水的计算温差℃根据半容积式水加热器有关资料，铜盘管的传热系数K=1047W/㎡·C，传热效率修正系数取0.7，cr取1.1，水加热器的传导面积半容积式水加热器的贮热量应大于15min设计小时耗热量，则其最小贮水容积根据计算所得的Fp、V分别对照样本提供的参数，选择水加热器的型号。4.热水配水管网计算热水配水管网的水力计算中，设计秒流量公式与给水管网计算相同。但查热水水力计算表进行配管和计算水头损失。其中涉及秒流量采用给水系统住宅生活给水管道的设计秒流量公式给水当量同时出流概率计算公式最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率U0计算公式：根据设计规范及实际情况估计，选取q0=100L，m=140人，Kh=4.62，根据洗脸盆N=0.5，洗涤盆N=0.7，计算管段上的卫生器具给水当量总数，Ng=50.5U0=7.41%由内差法求出αc=5.938x10-2计算用图见下图所示，热水配水管网水力计算表见下表。热水配水管网水力计算表表3-2序号管段编号卫生器具种类数量当量总数（∑N）q（L/s）DNV（m/s）单阻i(mm/m)管长L（m）Hy（mH2O）洗脸盆（N=0.5)洗涤盆（N=0.7)123456789101110～11—0.50.10200.329.655.290.0522～1—10.70.14200.4517.980.890.0231～3111.20.23200.7243.243.000.1343～4222.40.33250.6829.883.000.0954～5333.60.42250.8545.363.000.1465～6444.80.49251.0061.153.000.1876～7556.00.55320.69187～8101012.00.83400.6616.406.480.1198～9151518.01.05400.8425.587.620.20109～10252026.51.33500.6813.328.030.111110～11454050.51.99501.0228.2012.000.34热水配水管网的局部水头损失按沿程损失的30%计算，则配水管网计算管路总水头损失为：15.7×1.3=20.41kPa取21kPa。水加热器出口至最不利点配水龙头的几何高差为：13+1-（-2.5）=16.5m=165kPa考虑50kPa的流出水头，则热水配水管网所需水压为H′=21+50+165=236kPa<450kPa室外管网供水水压可以满足要求。5.热水回水管网的水力计算比温降为,其中F为配水管网计算管路的管道展开面积，计算F时，立管均按无温层考虑，干管均按25mm保温层厚度取值。热水铜管水力参数表3-3DN（mm）1520253240506580外径（mm）1622283544557085由图所示，配水管网的计算管路的展开面积为：F=0.3297×(12+8.03)+0.2952×(7.62+6.48)+0.2669×9.17+0.088×（3+3+3）+0.069×3=14.21㎡然后从第11点开始，按公式，一次算出各节点的水温值，将计算结果列于表3-4第7栏。例如：；;…………热水配水管网热损失及循环流量计算表3-4节点管段编号管长L（m）管径（mm）外径D（m）保温系数η节点水温（℃）平均水温tm（℃）空气温度tj（℃）温差△t（℃）热损失qs(kj/h)循环流量（L/s）123456789101112160.071～33200.022060.142040.14348.60.033360.213～43250.028060.302040.30445.50.033460.394～53250.028060.492040.49447.50.033560.585～63250.028060.672040.67449.60.033660.766～79.17320.035061.622041.621757.70.0330.6762.477～6°1.2320.035062.432042.43234.50.0196°‌‌～1°计算方法同立管6～2，过程见表3-50.0197～86.48400.0440.663.142043.14647.50.052863.818～6ˊ1.2320.035063.772043.77241.90.0186ˊ～1ˊ计算方法同立管6～2，过程见表0.0188～97.62400.0440.664.602044.60787.10.07965.389～6〞1.2320.035065.272045.27250.20.0366〞～1〞计算方法同立管6～2，过程见表3-50.0369～108.03500.0550.666.312046.311076.50.0881067.2310～1112500.0550.668.622048.621689.00.1761170侧立管热损失计算表表3-5节点管段编号管径（mm）外径D（m）保温系数η节点水温（℃）平均水温tm（℃）空气温度tj（℃）温差△t（℃）管长L（m）热损失qs(kj/h)12345678910111°61.681°～3°200.022061.752041.753362.63°61.823°～4°250.028061.922041.923463.34°62.014°～5°250.028062.102042.103465.45°62.195°～6°250.028062.292042.293467.46°62.386°～1°立管热损失累积：∑qs6°～1°=1758.8kj/h1ˊ63.021ˊ～3ˊ200.022063.092043.093374.33ˊ63.163ˊ～4ˊ250.028063.262043.263478.24ˊ63.354ˊ～5ˊ250.028063.442043.443480.25ˊ63.535ˊ～6ˊ250.028063.632043.633482.26ˊ63.726ˊ～1ˊ立管热损失累积：∑qs6ˊ～1ˊ=1814.9kj/h1〞64.411〞～3〞250.028064.512044.513492.03〞64.63〞～4〞250.028064.692044.693494.04〞64.784〞～5〞250.028064.872044.873496.05〞64.965〞～6〞320.035065.062045.063622.66〞65.156〞～1〞立管热损失累积：∑qs6〞～1〞=2104.6kj/h根据管段节点水温，取其算数平均值得到管段平均温度值，列于表3-4中的第8栏。管段热损失qs按公式计算，其中D取外径，K取41.9kJ/㎡·h·℃。则有，将计算结果列于表3-4第11栏中。配水管网的总热损失为:配水管网起点和终点的温差△t取10℃，总循环流量qx为：即管段10-11的循环流量0.176L/s。因为配水管网以节点10为界两端近似对称布置，两端的热损失均为12364.9kJ/h按公式对进行分配。将以上计算结果列于表3-4中第12栏。然后计算循环流量在配水、回水管网中的水头损失。取回水管径比相应配水管段管径小1～2级，如表3-6所示：循环水头损失计算表表3-6管路管段编号管长L(m)管径（mm）循环流量qx（L/s）沿程水头损失v（m/s）水头损失之和mmH2O/mmmH2O配水管路1～33200.0333.209.600.12Hp=1.3∑hy=1.3×48.86=63.52mmH2O3～615250.0330.8813.130.076～79.17320.0347～86.48400.0520.231.490.058～97.62400.070.382.900.069～108.03500.0881.6213.010.0410～1112500.1760.556.600.09回水管路1～7ˊ27.17200.0333.2086.940.12Hx=1.3∑hy=1.3×175.11=227.64mmH2O7ˊ～8ˊ6.48250.0522.2014.260.118ˊ～9ˊ7.62250.073.3925.830.159ˊ～10ˊ8.03320.0881.139.070.110ˊ～11ˊ10320.1763.9039.000.26.选择循环水泵根据公式循环水泵流量应该满足根据公式，其中qf=15%Qmax=15%×0.63=0.095L/s则根据qb和Hb对循环水泵进行选型选用G32型管道泵（Qb=2.4m3/h,Hb=12mmH2O,N=0.75kW）7.蒸汽管道计算已知总设计小时耗热量为：Q=158382W=570175.2kJ/h蒸汽的比热γh取2167kJ/kg，蒸汽耗热量为:蒸汽管道管径可查蒸汽管道计算表（δ=0.2mm），选用管径DN70。水加热器的蒸汽管道管径选用DN50。8.蒸汽凝水管道计算 已知蒸汽参数的表压为2个大气压，采用开式余压凝水系统。水加热器至疏水器间的管径按由加热器至疏水器之间不同管径通过的小时耗热量表选取，管径取DN50。疏水器后管径按余压凝给水管b-c管段管径选择表选用，选DN50，总回水干管管径取DN70.9.锅炉选择已知锅炉小时供热量蒸汽的比热γh取2167kJ/kg，其蒸发量为627192.72/2167=289.4kg/h选用快装锅炉KZG2.5-B型。蒸发量为2.5t/h，外型尺寸为4.6m×2.7m×3.8m。主要参考文献1．王增长主编.《建筑给水排水工程》.五版.中国建筑工业出版社2．陈耀宗姜文源等主编.《建筑给水排水设计手册》.中国建筑工业出版社3．张志刚编.《给水排水工程专业课程设计》.化学工业出版社4．《建筑给水排水设计规范GB50015-2003》5.《GBT50106-2001-SM给水排水制图标准》 南京市环岛路2号桥摘要本设计桥名为南京市环岛路2号桥，桥全长60米，宽30米，由于桥宽较大，为避免不均匀沉降，将其分为两幅，单幅横向布置为：1.5m人行道+10.5m行车道+1.5m人行道，公路II级，人行道设计荷载《公路桥涵通用设计规范》取值。梁底标高为中跨梁底控制标高≥5.30米。桥梁坡度为双向横坡1.5%；西侧纵坡3.0%，东侧纵坡3.0%。设计安全等级为二级，桥梁结构设计基准期为100年。桥位为软土地基地区，为避免由于路基沉降引起路桥衔接处的错台现象发生，本设计在桥头两侧各设二级6+8米搭板，作为道路和桥梁的过渡。本设计是根据交通部现今最新规范的规定对南京市环岛路2号桥进行方案比选和设计的。文中主要阐述了该桥的设计和计算过程。文中首先进行方案比选，确定采用预应力混凝土简支T形梁桥，跨径布置为3×20m，主梁为变截面T形梁，梁高为1.3m。并针对所选的预应力混凝土简支T形梁桥进行了详尽的截面设计、主梁作用效应计算、预应力钢束布置及预应力损失计算，并进行了主梁截面承载力与预应力验算、主梁变形验算、横隔梁计算、行车道板的计算以及主梁端部的局部承压验算等。本设计还对桥梁的下部结构进行了详细的设计，包括墩柱盖梁、桩基础以及桥台的设计计算。关键词：预应力混凝土T型简支梁桥下部结构

NanjingroadaroundtheislandbridgeAbstractThedesignofthebridgenamedNanjingroadaroundtheislandonthe2ndbridge,bridge60metersinlength,30meterswide,Widebridge,inordertoavoidunevensettlement,dividedintotwo,singletransversearrangementfor:+10.5m1.5msidewalksroadway+1.5m,roadclassII,sidewalkdesignloadvalueofuniversaldesignspecificationsofhighwaybridgesandculverts.Beambottomelevationof≥5.30mthemidspanbeambottomcontrolelevation.Bridgeslopeforthetwo-waycrossslopeof1.5%;westsideofthelongitudinalslopeof3.0%,theeastsideoflongitudinalslopeof3.0%.Designlevelofsecurityforthetwobridgestructuraldesignofthebaseperiodof100years.Bridgebitsoftgroundareas,toavoidsubgradesettlementcausedthebridgeconvergenceatthedislocationoccurs,thedesigninthebridgeonbothsidesofeachtwo6+8mrideboard,asthetransitionofroadsandbridges.Thisdesignisbasedontherequirementsoftoday'slatestspecificationoftheMinistryofTransportationandCommunicationsprogramcomparisonandselectionanddesignofthe2ndbridgeontheroadaroundtheisland,Nanjing.Thispapermainlyelaboratesthebridgedesignandcalculationprocess.Thefirstscheme,determinetheuseofprestressedconcretesimplysupportedT-beambridgespanarrangementforthe3×20m,themainbeamofvariablecross-sectionoftheT-shapedbeam,highbeamis1.3m.Andadetailedcross-sectionaldesignforselectedprestressedconcretesimplysupportedT-beambridge,theroleofthemainbeameffectcalculations,layoutandprestresslossofprestressedsteelbeamcalculation,andthemainbeamsectionbearingcapacityofprestressedcheckingmainbeamdeformationcheck,diaphragmbeamcalculatedcarriagewayboardcomputingandtheendofthemainbeamlocalbearingchecking.Thedesignofthebridgesubstructuredetaileddesign,includingthepiercolumnscoverthebeams,pilefoundationandabutmentsdesigncalculations.Keywords:PrestressedconcreteT-CharpybridgeSubstructure

目录摘要1Abstract21绪论61.1拱桥61.1.1概述61.1.2分类61.1.3发展71.2梁桥81.2.1概述81.2.2分类81.2.3发展82目背景及设计资料102.1项目概况102.2设计基本资料102.2.1主要技术指标102.2.2设计采用规范102.2.3地形、地质、地貌102.2.4气象气候113方案比选123.1设计资料123.2桥型选择133.2.1方案一拱桥133.2.2方案二悬臂梁桥153.2.3方案三简支梁桥173.3方案比选194桥梁结构计算204.1设计资料204.1.1基本资料204.1.2技术指标204.1.3主要材料204.2截面设计214.3建模224.3.1设置操作环境224.3.2定义材料和截面224.3.3定义截面224.3.4定义材料时间依存特性并连接234.3.5建立结构模型234.3.6荷载输入244.3.7移动荷载数据输入244.3.8运行结构分析254.4查看分析结果264.4.1反力264.4.2变形264.4.3内力274.4.4表格284.4.5复核33参考文献34

第一章绪论在公路、铁路、城市和农村道路以及水利建设中，为了跨越各种障碍(如河流、沟谷或其他线路等)，必须修建各种类型的桥梁，因此桥梁是交通线中的重要组成部分，而且往往是保证全线通车的关键。1.1拱桥1.1.1概述：拱桥指的是在竖直平面内以拱作为上部结构主要承重构件的桥梁。拱桥的静力特点是，在竖直何在作用下，拱的两端不仅有竖直反力，而且还有水平反力。由于水平反力的作用，拱的弯矩大大减少。如在均布荷载q的作用下，简直梁的跨中弯矩为qL2/8，全梁的弯矩图呈抛物线形，而拱轴为抛物线形的三铰拱的任何截面弯矩均为零，拱只受轴向压力。设计得合理的拱轴，主要承受压力，弯矩、剪力均较小，故拱的跨越能力比梁大得多。由于拱是主要承受压力的结构，因而可以充分利用抗拉性能较差、抗压性能较好的石料，混凝土等来建造。石拱对石料的要求较高，石料加工、开采与砌筑费工，现在已很少采用。由墩、台承受水平推力的推力拱桥，要求支撑拱的墩台和地基必须承受拱端的强大推力，因而修建推力拱桥要求有良好的地基。对于多跨连续拱桥，为防止其中一跨破坏而影响全桥，还要采取特殊的措施，或设置单向推力墩以承受不平衡的推力。对于简单系圬工拱桥的矢跨比一般为1/4~1/8，一般小于1/10，钢筋混凝土拱桥矢跨比一般为1/5~1/8。通常情况下矢跨比小于1/5的拱桥称为坦拱，等于及大于1/5的称为陡拱。1.1.2分类：按拱圈(肋)结构的材料分：有石拱桥（见石桥）、钢拱桥、混凝土拱桥、钢筋混凝土拱桥。按拱圈（肋）的静力图式分：有无铰拱、双铰拱、三铰拱（见拱）。前二者属超静定结构，后者为静定结构。无铰拱的拱圈两端固结于桥台（墩），结构最为刚劲，变形小，比有铰拱经济；但桥台位移、温度变化或混凝土收缩等因素对拱的受力会产生不利影响，因而修建无铰拱桥要求有坚实的地基基础。双铰拱是在拱圈两端设置可转动的铰支承，铰可允许拱圈在两端有少量转动的可能。结构虽不如无铰拱刚劲，但可减弱桥台位移等因素的不利影响。三铰拱则是在双铰拱顶再增设一铰，结构的刚度更差些，但可避免各种因素对拱圈受力的不利影响。1.1.3发展：20世纪50年代以来，中国工业迅猛发展，采用不同材料、不同体系的拱桥也得到迅速发展。在铁路拱桥建设中，1956年建成包（头）兰（州）线东岗镇黄河单线上承式钢筋混凝土肋拱桥,拱跨为3孔53米。1959年建成詹（店）东（观）线丹河上承式钢筋混凝土拱桥，拱跨增至88米，两者均为两片工字形截面拱肋。中国目前最大跨度的钢筋混凝土铁路拱桥为1966年建成的丰(台)沙（城）线永定河7号桥，为单线中承式，拱跨150米，拱肋为箱形截面，采用钢拱架拼装施工。在公路、城市桥梁建设中，如1959年建成湘潭市湘潭桥，为8孔60米上承式拱桥,横向布置6片高1.6米的工字形拱肋,桥宽21米。70年代后拱桥向更大跨度发展,主要采用预制拼装的钢筋混凝土拱桥,如四川省的拱跨150米的宜宾马鸣溪桥，即采用无支架缆索吊装施工。目前，中国公路上最大跨度的钢筋混凝土箱形拱桥为建于1982年,拱跨170米的四川渡口宝鼎桥(图3),最大跨度的公路钢箱形拱桥为建于1966年的四川渡口市区金沙江桥,跨度180米。1969年建成的渡口密地栓焊桁架拱桥，跨度也是180米。在60年代,为适应广大农村地区发展农业的要求,曾创建一种采用简易机具施工的双曲拱桥。该桥型的主要特点是：拱圈结构化整为零，采用分段拼装式波形拱肋截面，因其结构简单，制造容易，安装方便，形式轻巧，在公路和城市桥梁中曾一度得到广泛使用。如建于1972年的湖南长沙湘江桥,为8孔76米的钢筋混凝土双曲拱桥。随着建桥技术的进步，施工机具的改进，起重能力的提高，为求得拼装构件更好的整体性，必然会向较大的拼装单元发展。因此70年代后期至今，中国在大跨拱桥中，钢筋混凝土箱形拱占优势，而在中、小跨拱桥中，桁架拱桥颇有发展。桁架拱桥是将拱上结构和拱肋组成桁式结构，常用跨度为20～50米。目前钢筋混凝土桁架拱桥已达60米，如苏州市郊觅渡桥。但预应力混凝土桁架拱桥最大跨度已达150米,如1985年建成的贵州剑河公路桥，系带悬臂的预应力混凝土桁架拱桥。

1.2梁桥1.2.1概述：梁式桥是指其结构在垂直荷载的作用下，其支座仅产生垂直反力，而无水平推力的桥梁。预应力混凝土梁式桥受力明确，理论计算较简单，设计和施工的方法日臻完善和成熟。预应力混凝土梁式桥具有以下主要特征：1）混凝土材料以砂、石为主，可就地取材，成本较低；2）结构造型灵活，可模型好，可根据使用要求浇铸成各种形状的结构；3）结构的耐久性和耐火性较好，建成后维修费用较少；4）结构的整体性好，刚度较大，变性较小；5）可采用预制方式建造，将桥梁的构件标准化，进而实现工业化生产；6）结构自重较大，自重耗掉大部分材料的强度，因而大大限制其跨越能力；7）预应力混凝土梁式桥可有效利用高强度材料，并明显降低自重所占全部设计荷载的比重，既节省材料、增大其跨越能力，又提高其抗裂和抗疲劳的能力；8）预应力混凝土梁式桥所采用的预应力技术为桥梁装配式结构提供了最有效的拼装手段，通过施加纵向、横向预应力，使装配式结构集成整体，进一步扩大了装配式结构的应用范围。预应力混凝土桥梁是在二战前后发展起来的，当时西欧很多国家在战后缺钢的情况下，为节省钢材，各国开始竞相采用预应力结构代替部分的钢结构以尽快修复战争带来的创伤。50年代，预应力混凝土桥梁跨径开始突破了100米，到80年代则达到440米。虽然跨径太大时并不总是用预应力结构比其它结构好，但是，在实际工程中，跨径小于400米时，预应力混凝土桥梁常常为优胜方案。1.2.2分类：按照主梁的静力体系，分为简支梁桥、连续梁桥和悬臂梁桥。简支梁桥：由一根两端分别支撑在一个活动支座和一个铰支座上的梁作为主要承重结构的梁桥。属于静定结构。是梁式桥中应用最早、使用最广泛的一种桥形。其构造简单，架设方便，结构内力不受地基变形，温度改变的影响。连续梁桥：两跨或两跨以上连续的梁桥，属于超静定体系。连续梁在恒活载作用下，产生的支点负弯矩对跨中正弯矩有卸载的作用，使内力状态比较均匀合理，因而梁高可以减小，由此可以增大桥下净空，节省材料，且刚度大，整体性好，超载能力大，安全度大，桥面伸缩缝少，并且因为跨中截面的弯矩减小，使得桥跨可以增大悬臂梁桥：指的是以一端或两端向外自由悬出的简支梁作为上部结构主要承重构件的梁桥。1.2.3发展：1957年，一座长江大桥——武汉长江大桥胜利建成，既结束了我国万里长江无桥的状况，又标志我国的现代化桥梁技术水平提高到了新的起点。真正实现了“一桥飞架南北天堑变通途。”1969年我国又胜利建成了举世瞩目的南京长江大桥，这是我国自行设计、制造、施工，并使用国产高强钢材的现代化大型桥梁。1993年建成的杨浦大桥是世界上跨度最大的结合梁斜拉桥，主跨达602m。而1999建成的钢箱梁悬索桥——江阴长江大桥，主跨已达1385m。国外澳大利亚修建了两座跨径200m以上的连续刚构桥，其中最著名的是1985年建成的门道（Gateway）桥。该桥跨径145+260+145m，保持世界第一达12年之久。该桥墩高47.5m，双壁墩身为三室箱，宽2.5m，壁厚纵向0.5m，横向中壁厚0.5m，外壁厚1m。主梁为单室箱，箱高跨中5.2m，根部15.68m，箱顶宽21.93m，底宽12m。顶板厚0.25m，底板厚跨中0.3m，根部1.8m。腹板厚0.65～0.75m，用C40圆柱体抗压强度混凝土（折合C50混凝土）。连续刚构边跨悬臂与引桥悬出部分（16m）之间，以不约束水平变位的钢箱装置连接。该装置不能传递轴向力，而能承受剪力与弯矩。南宁壅江大桥位于广西南宁，1964年建成。是我国最早采用箱梁薄壁杆件理论（箱梁）设计的悬臂式钢筋砼薄壁箱梁桥。该桥两端是单悬薄梁，45m，中间5孔是双悬臂梁，其间设挂梁。这种桥型，由于桥梁接缝较多，悬臂端设伸缩缝，易破坏，所以已很少采用。

第二章项目背景及设计资料2.1项目概况：南京市环岛路2号桥位于湾头休闲商务区配套道路项目工程桩号AK0+597处。由于桥梁宽度较大，为避免不均匀沉降，将其分为两幅，单幅横向布置为：3m人行道+10.5m车行道+1.5m。桥位为软土地基地区，为避免由于路基沉降引起路桥衔接处的错台现象发生，本设计在桥头两侧各设二级6+8米搭板，作为道路和桥梁的过渡。2.2设计基本资料：2.2.1主要技术指标：1）设计荷载：公路II级，人群荷载按《公路桥涵通用设计规范》取值。2）梁底标高：中跨梁底控制标高≥5.30米。3）桥梁坡度：双向横坡1.5%；西侧纵坡3.0%，东侧纵坡3.0%。4）设计安全等级：二级，桥梁结构设计基准期：100年。2.2.2设计采用规范：《公路工程技术标准》；《公路桥涵通用设计规范》；《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》；《公路桥涵地基与基础设计规范》。2.2.3地形、地质、地貌：南京地区的大地构造位于扬子断块区的下扬子断块，基底由上元古界浅变质岩系组成，覆盖层由华南型古生界及中生界、新生界组成。本地区地貌属于丘陵地区，系属老山山脉余脉向东北延伸的低丘地带。具体地质条件如下图：2.2.4气象气候：南京属北亚热带季风气候，气候温和，四季分明，雨量适中。降雨量四季分配不均。冬半年受寒冷的极地大陆气团影响，盛行偏北风，降雨较少；夏半年，受热带或副热带海洋性气团影响，盛行偏南风，降水丰富。尤其在春夏之交的5月底至6月，由于“极峰”移至长江流域一线而多“梅雨”。夏末秋初受沿西北向移动的台风影响而多台风雨，全年无霜期222至224天，年日照时数1987至2170小时。

第三章方案比选3.1设计资料：1.桥梁跨径全长60m。2.设计荷载公路II级，人群荷载按《公路桥涵通用设计规范》取值。

3.单幅布置为：1.5m人行道+10.5m车行道+1.5m人行道4.桥面纵坡：西侧纵坡3.0%，东侧纵坡3.0%

5.桥面横坡：双向横坡1.5%

6.设计安全等级：二级，桥梁结构设计基准期：100年。7.地质条件详见地质剖面图

3.2桥型选择3.2.1方案一拱桥：本方案为悬链线箱形拱桥，主拱净跨径60m，根据规范箱拱净矢跨比一般为1/8，即矢高为7.5m，其平面布置如图所示：横向布置为1.5m人行道+10.5m行车道+1.5m人行道，桥面横坡1.5%。主拱：采用箱形截面，截面高1.6m。横隔板：在腹孔墩柱下面设置，板厚0.30m。桥面板：采用装配式预应力混凝土简支空心板，厚度40cm。施工方法及优缺点：主拱肋采用无支架门柱式缆索吊装，每个主拱肋纵向分为3段进行吊装.箱间现浇钢筋混凝土横隔板组成整体箱，箱间横向用钢管作临时连接，本方案主拱箱施工比较复杂，组装难度高，但构件预制比较多，控制好可加快施工进度。优点：具有较大的跨越能力，充分发挥圬工材料及其它抗压材料的性能、构造较简单，受力明确简洁；缺点：有水平推力的拱桥，对地基基础要求较高、跨径较大时，自重较大，对施工工艺等要求较高、建筑高度较高，对稳定不利，由于位于软土地基地区，基础成本较高。平面图如图所示：

拱桥拱圈采用箱梁结构，为单箱单室箱梁，箱梁高3米，顶面宽13.5米，底面宽7.5米，具体结构如下图所示：

3.2.2方案二悬臂梁桥：本桥型方案为钢筋混凝土三跨双悬臂悬臂梁桥。全桥总长60m，中跨跨径30m，两侧悬臂长度根据规范取中跨跨径的0.5倍，即15m。横向布置为1.5m人行道+10.5m行车道+1.5m人行道，桥面横坡1.5%。主梁采用箱型截面，中跨中点梁高h根据规范一般为中跨跨径的1/20~1/30，在此取h=1m支点处，梁高H一般为h的2~3倍，取H=3m。平面布置见下图：施工方法与优缺点：主梁采用悬臂拼装发施工，在工厂将梁体沿轴线划分成适当的快件经行预支，然后运到架设地点，并利用活动吊机起吊后向墩柱两侧对称拼装就位，重复以上工序，直至拼装全部快件为止。优点：结构内力不受地基变形影响，对地基要求较低。墩上只需设置一个支座，减小了桥墩尺寸，节省了基础工程量。缺点：悬臂梁的某些区段同时存在正负弯矩，结构较为复杂，而且跨径增大后，梁体重量快速增加，不易采用装配施工。

本悬臂梁桥采用单箱双室混凝土梁，梁高3m，顶面宽13.5m，其具体布置图如：

3.2.3方案三简支梁桥：本方案为三跨简支梁桥，桥长60m，根据规范，选用标准跨径，跨径20m，纵坡3.0%，横向布置为1.5m人行道+10.5m行车道+1.5m人行道，平面图如下：孔径布置：20m+20m+20m桥长60米桥宽15m。桥面设有1.5%的横坡，3.0%纵坡，每跨之间留有4cm的伸缩缝。结构构造：全桥采用等跨等截面预应力T形梁，根据规范标准，取标准T梁，主梁间距1.6m。预制T梁宽1.1m，每跨共设8片T梁。下部构造：桥墩均采用双柱式桥墩。施工方法与优缺点：主梁采用预制装配式施工方法，基础为钻孔灌注桩基础施工方法。优点：设计、施工简单，造价便宜。缺点：由于受结构、材料的影响，不能做到大跨径。平面图如图所示：

该简支梁桥采用T梁结构，梁高1.3m，主梁间距为1.60m，由八片T梁构成，具体布置图如下：

3.3方案比选：项目方案一方案二方案三桥型方案60m单跨拱桥60m三跨悬臂梁桥60m三跨简支梁桥结构特点具有较大的跨越能力，充分发挥圬工及其它抗压材料的性能，构造较简单。悬出支点以外的延伸，使支点产生的负弯矩对锚跨之中正弯矩产生有利卸载作用。以孔为单元，相邻桥孔各自单独受力，受力简单，属静定结构，适用于中小跨度。地质条件对地质条件要求较高，当处于软土地基时，墩台造价大幅提高。为静定结构，结构内力不受变形影响，对地基要求较低对地质条件要求不高。施工条件拱圈施工有一定难度，需使用满堂式拱支架。采用悬臂拼装施工，施工工序较为复杂。大量使用预制构件，施工简单迅速。使用性能桥面连续，行车舒适。活载挠度大，行车跳动比较厉害。建筑高度较低易保养和维护桥下视觉效果好。经济性地质条件较差，墩台造价较高。充分利用悬出部分，可减小主梁高度，及材料用量，较为经济。等截面形式，大量使用预制构件，成本较低。美观性造型优美，与周围景观协调。截面的变化，使线性更加优雅。构造简单，线条明晰。结论比选方案比选方案优选方案由上表可知，根据南京市环岛路2号桥的情况，结合桥梁设计原则，简支梁桥在使用性和经济性方面更好，所以选择第三方案为最优方案

第四章桥梁结构计算4.1设计资料：4.1.1基本资料：1）标准跨径：20m2）计算跨径：19.50m3）主梁全长：19.96m4）桥面横向布置为：1.5m人行道+10.5m车行道+1.5m人行道5）桥面纵坡：3%6）桥面横坡：1.5%。

4.1.2荷载公路II级，人群荷载根据《公路桥涵通用设计规范》第4.3.5条取用，人群荷载为2.75kN/m2。桥宽15m，采用9片梁，预制梁高1.1m，标准桥宽梁间距均为1.6m。

4.1.3主要材料：桥梁预制、现浇湿接缝和桥面铺装混凝土均采用C50，封锚混凝土也采用C50。桥面铺装采用C50，下部结构采用C30，水下混凝土采用C25。

普通钢筋：直径大于和等于12mm的采用HRB335钢筋，直径小于12mm的均用R235钢筋。水泥：符合国家有关最新标准的硅酸盐水泥，普通水泥，矿渣水泥。桥面铺装：采用8cm防水混凝土，10cm沥青混凝土路面。栏杆：人行栏重力作用1.52kN/m。沥青混凝土重度按23kN/m3,混凝土重度按26kN/m3计

4.2截面设计：主梁截面尺寸：根据《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004），梁的高跨比的经济范围在1/11到1/16之间，此设计中标准跨径为20m，拟定采用的梁高为1.3m，翼板宽1.6m，腹板宽0.18m。主梁间距和主梁片数：桥面净空：1.5m人行道+10.5m车行道+1.5m人行道，采用8片T梁标准设计，主梁间距为1.60m，留2cm灰缝。布置如下：4.3建模：4.3.1设置操作环境打开新文件(新项目)，以T梁为名保存(保存)。将单位体系设置为tonf和m。该单位体系可根据输入数据的种类任意转换。文件/新项目文件/保存(T梁)，工具/单位体系长度>m，力>tonf4.3.2定义材料和截面

下面定义所使用的混凝土的材料特性。模型/材料和截面特性/材料类型>混凝土，规范>TG04（RC）数据库>C504.3.3定义截面截面使用比较简单的T形截面来定义。模型/材料和截面特性/截面数据库/用户>截面号(1)，名称(T梁)

截面类型>PSC-工形

截面名称:None

对称:(开)；剪切验算:(开)；Z1自动:(开)；Z2自动:(开)；抗剪用最小腹板厚度:(开)；t1:自动(开)；t2:自动(开)；t3:自动(开)；抗扭用:(开)；HL1：0.08;HL2：0.06;HL3：1.16BL1：0.09;BL2：0;BL3:0.71;BL4：0.8考虑剪切变形(开)；偏心>中-下部。定义横隔板截面，横隔板采用实心矩形截面，尺寸为H=1，B=0.15。偏心中上部。4.3.4定义材料时间依存特性并连接为了考虑徐变、收缩以及抗压强度的变化，下面定义材料的时间依存特性。材料的时间依存特性参照以下数据来输入：28天强度:fck=5000tonf/m2；相对湿度:RH=70；理论厚度:1m(采用程序自动计算)；拆模时间:3天模型/材料和截面特性/时间依存性材料(徐变和收缩)/名称(C50)设计标准>China(JTGD62-2004)；28天材龄抗压强度：5000；环境年平均相对湿度(40~99)：70；构件的理论厚度：1；水泥种类系数(Bsc):5；开始收缩时的混凝土材龄：3。将一般材料特性和时间依存材料特性相连接，即将时间依存材料特性赋予相应的材料。模型

/

材料和截面特性

/

时间依存材料连接

时间依存材料类型>徐变和收缩>徐变和收缩，选择指定的材料>材料>C50选择的材料，添加。4.3.5建立结构模型

利用建立节点和扩展单元的功能来建立单元。

点格(关)；捕捉点(关)；捕捉轴线(关)

；正面；自动对齐；模型>节点>

建立节点，坐标

(0,0,0)；模型>单元>扩展单元，全选

；扩展类型>节点>线单元

；单元类型>梁单元，材料>C50，截面>T梁；生成形式>复制和移动复制和移动>等间距>dx,dy,dz>(2,

0,

0),复制次数>30修改单元的理论厚度

模型/材料和截面特性/修改单元的材料时间依存特性

选项>添加/替换

单元依存材料特性>构件的理论厚度

自动计算(开)

规范>中国标准

公式为：a(0)复制七份刚才建立的梁单元，间距1.6m。结果如下图：建立横隔板:模型>单元>建立单元，鼠标点选节点2和219。复制刚建立的横隔梁单元，间距x方向8m。添加边界条件，具体如下图：4.3.6荷载输入：设置静力荷载工况，荷载>静力荷载工况>添加自重（施工阶段荷载），二期（施工阶段荷载）。添加自重荷载，荷载>自重（Z：-1）>添加添加二期荷载，荷载>梁单元荷载>二期>均布荷载>w:4.38。输入荷载，输入施工阶段分析中的自重荷载和预应力荷载。

荷载/静力荷载工况名称(自重)，类型(施工阶段荷载)名称（二期），类型(施工阶段荷载)输入恒荷载

使用自重功能输入恒荷载。

荷载/自重，荷载工况名称>自重荷载组名称>自重，自重系数>Z：-1。4.3.7移动荷载数据输入：荷载/移动荷载分析数据/移动荷载规范/china荷载/移动荷载分析数据/车道

车道名称:车道;车道荷载的分布>车道单元

车辆移动方向>向前(开);偏心距离(-0.8),桥梁跨度(60);选择>两点

(94,124),跨度始点:单元1(开)。以同样方法输入车道1，车道2和人行道1，人行道2；输入车辆荷载输入数据库中的标准车辆荷载CH-CD。

荷载/移动荷载分析数据/车辆；车辆>添加标准车辆；标准车辆荷载>规范名称>公路工程技术标准(JTG

B01-2003)，车辆荷载名称

>CH-CD。输入移动荷载工况荷载/移动荷载数据分析/移动荷载工况；荷载工况(车辆荷载)>子荷载工况>车辆组>VL:

CH-CD；可以加载的最少车道数(1)，可以加载的最大车道数

(3)；车道列表>选择的车道列表>车道，车道1，车道2；荷载工况(车辆荷载)>子荷载工况>车辆组>VL:人行道；可以加载的最少车道数(1)，可以加载的最大车道数

(2)；车道列表>选择的车道列表>人行道1，人行道2；移动荷载分析控制

分析/移动荷载分析控制，加载位置>影响线加载；每个线单元上影响线点数量（3）；计算位置>杆系单元>内力（最大值＋当前其他内力）(开)，应力（开）；计算选项>反力，位移，内力（全部）（开）；汽车荷载等级>公路二级；冲击系数>规范类型(JTG

D60-2004),结构基频方法（用户输入），f[Hz](1.064)。4.3.8运行结构分析

建模、定义施工阶段、移动荷载数据全部输入结束后，运行结构分析。

分析/运行分析。

4.4查看分析结果4.4.1反力自重作用下，支座反力，如下图：车辆荷载作用下反力如下图：4.4.2变形自重作用下变形如下图所示：

车辆荷载下，变形如下所示：4.4.3内力利用midas，自动定义荷载组合，结果>荷载组合，混凝土设计自动生成，在荷载组合下内力图入下图所示：

4.4.4表格在荷载组合下，各单元最大反力结果如下表：节点荷载FX(tonf)FY(tonf)FZ(tonf)MX(tonf*m)MY(tonf*m)MZ(tonf*m)1sLCB1(全部)4.59843057.9762500011sLCB1(全部)00141.731400021sLCB1(全部)00141.7200031sLCB1(全部)0058.3287300032sLCB1(全部)2.743037084.9252200042sLCB1(全部)00178.1500052sLCB1(全部)00178.145300062sLCB1(全部)0084.8080800063sLCB1(全部)1.576659070.8793100073sLCB1(全部)00164.660300083sLCB1(全部)00164.670800093sLCB1(全部)0070.9575300094sLCB1(全部)3.416346087.8698000104sLCB1(全部)00183.8756000114sLCB1(全部)00183.8883000124sLCB1(全部)0087.92548000125sLCB1(全部)1.7546068.74245000135sLCB1(全部)00163.3303000145sLCB1(全部)00163.3481000155sLCB1(全部)0068.8075000156sLCB1(全部)1.507981068.51729000166sLCB1(全部)00162.3701000176sLCB1(全部)0