【毕业设计】预应力混凝土简支空心板桥毕业论文-郭学太

不利布载图尺寸单位支点到处的可变作用横向分布系数内插法表空心板的可变作用横向分布系数荷载种类荷载位置跨中及处支点汽车荷载人群荷载二活载内力计算均布荷载和内力影响线面积计算表均布荷载和内力影响线面积计算类型截面公路Ⅰ级均布荷载人群影响线面积或影响线图式计算冲击系数，混凝土取自振基频则跨中弯矩，跨中剪力计算由于双车道不折减，故，计算如下表表跨中弯矩与剪力组合表截面荷载类型或或或公路Ⅰ级人群公路Ⅰ级人群汽人跨的弯矩与剪力双车道不折减表跨弯矩与剪力组合表截面荷载类型或或或公路Ⅰ级人群公路Ⅰ级人群支点的剪力公路Ⅰ级支点剪力公路级人群图支点剪力计算简图横向分布系数变化的区段的长度变化区荷载重心处的内力影响线坐标为均集公路级支点截面人群荷载最大剪力作用效应组合按承载能力极限状态组合人自重汽表承载能力极限状态组合序号荷载类型弯矩剪力支点截面跨中支点截面跨中结构自重汽车荷载人群荷载④④二正常使用状态长期效应组合人不计冲击力汽自重表正常使用状态长期效应组合序号荷载弯矩剪力类型支点截面跨中支点截面跨中结构自重汽车荷载人群荷载④④三正常使用状态短期效应组合人不计冲击力汽自重表正常使用状态短期效应组合序号荷载弯矩剪力类型支点截面跨中支点截面跨中结构自重汽车荷载人群荷载④④四弹性阶段截面应力计算人计冲击力汽自重表弹性阶段截面应力计算序号荷载弯矩剪力类型支点截面跨中支点截面跨中结构自重汽车荷载人群荷载④预应力钢筋设计预应力钢筋截面积的估算采用先张预应力混凝土空心板构造形式。

设计时应满足不同设计状况下规范规定的控制条件要求，例如承载力抗裂性裂缝宽度变形及应力等要求。

在这些控制条件中，最重要的是满足结构在正常使用极限状态下的使用性能要求和保证结构在达到承载能力极限状态时具有定的安全储备。

因此，预应力混凝土桥梁设计时，般情况下，首先根据结构在正常使用极限状态正截面抗裂性或裂缝宽度限值确定预应力钢筋数量，再由构件承载能力极限状态要求确定普通钢筋数量。

本桥以部分预应力类构件设计，首先按正常使用极限状态正截面抗裂性确定有效预加力。

按公预规条，类预应力混凝土构件正截面抗裂性是控制混凝土的法向拉应力，并符合以下条件在作用短期效应组合下，应满足要求。

式中在作用短期效应组合下，构件抗裂验算边缘混凝土的法向拉应力构件抗裂验算边缘混凝土的有效预压应力。

在初步设计时，和可按下列公式近似计算，式中，构件毛截面面积及对毛截面受拉边缘的弹性抵抗矩预应力钢筋重心对毛截面重心轴的偏心距可预先假定代入即可求得满足部分预应力类构件正截面抗裂性要求所需的有效预加力为式中混凝土抗拉强度标准值本桥预应力空心板采用由表空心板毛截面换算面积，下。

假设，则下代入得则所需预应力钢筋截面面积式中预应力钢筋的张拉控制应力全部预应力损失值，按张拉控制应力的估算本桥采用束，截面面积，按公预规，现取，预应力损失总和近似假定为，则采用根股钢绞线，则，满足要求。

预应力钢筋的布置先张法预应应力钢筋的构造布置应满足公预规的要求，取预应力钢筋净保护层为㎝，得钢筋重心离板底边缘距离为㎝，取。

根钢铰线在板横截面中呈不均匀分布，预应力钢筋在截面中的分布见下图图装配式预应力混凝土简支空心板桥毕业设计计算书摘要目录桥梁设计概况工程概况简介该桥位于枣庄市峄城区北贾楼村沙河上，是檀山路横跨沙河的座大桥，地处市区过桥管线采用隐蔽方式下部采用桩柱式墩台，简洁轻盈。

水文该区域为淮河上游支流汇水区域，是枣庄东部地区地表水必经水道。

该处河道比降较小，水流缓慢，对河床冲刷较小，桥墩对水流影响很小，不影响行洪。

地质该处位属河流冲积平原地貌，地质构造不发育，岩土层分布较均匀，岩体主要是寒武系石灰岩层，自上而下为杂填土黏土层粗砂层石灰岩层，地质稳定适合本桥建设设计考虑石灰岩为持力层，河道内桩基基本没有土层，考虑桥墩的稳定，要求嵌岩深度大于桥规的规定。

设计依据与主要设计规范易建国桥梁计算示例丛书混凝土简支梁板桥第三版北京人民交通出版社，姚玲森桥梁工程北京人民交通出版社，中华人民共和国交通部标准公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范北京人民交通出版社，中华人民共和国交通部标准公路桥涵设计通用规范北京人民交通出版社，中华人民共和国交通部标准公路桥涵施工技术规范北京人民交通出版社，叶见曙结构设计原理北京人民交通出版社，中华人民共和国交通部标准公路坞工桥涵设计规范北京人民交通出版社，方案比选为了获得适用经济和美观的桥梁设计，有关部门进行了深入细致的调查和研究，并结合有关方面的要求综合考虑，满足使用经济结构尺寸构造施工美观上的要求，做出几种方案，最后通过技术经济等方面的综合比较获得最优设计。

方案预应力混凝土连续梁桥方案二预应力混凝土简支板桥方案三钢筋混凝土双曲拱桥表方案比较表序号方案类比别较项目第方案第二方案第三方案预应力混凝土连续梁预应力混凝土简支板桥钢筋混凝土双曲拱桥桥高桥长最大纵坡工艺技术要求技术先进，工艺要求严格，所需设备较少，占用施工场地少。

技术较先进，工艺要求严格，施工方便，制造工艺简单。

已有成熟的工艺技术经验，需用大量的吊装设备，占用施工场地大，需用劳力多。

使用效果属于超静定结构，受力较好，主桥桥面连续，无伸缩缝，行车条件好，养护也容易。

属于静定结构，受力不如超静定结构好，但其结构质量安全可靠，耐劳性好，计算简便。

拱的承载潜力大。

伸缩缝多，养护较麻烦。

纵坡较大，东岸广场及引道填土太高，土方量大，土方来源困难。

造价及用材钢材用量大，造价也大。

钢材用量小，造价低。

造价最低，耗用钢材少，但木材水泥多。

通过以上三种方案比较，从使用效果造价材料等诸多方面看，第二方案优点最多。

第方案由于利民桥属于城市桥梁且桥跨较小，造价较高不宜采用第三方案由于在城市施工，施工场地不宜占大且土方来源困难，不宜采用。

所以第二方案最为合理。

桥梁上部结构计算桥梁总体布置设计资料跨径预制板标准跨径计算跨径板长桥面净空净设计荷载公路Ⅰ级人群荷载材料预应力钢筋束非预应力钢筋采用和空心板混凝土采用，铰缝为细集料混凝土桥面铺装采用沥青混凝土栏杆及人行道板为混凝土构造型式及尺寸选定桥面净空为全桥宽采用块预制预应力空心板，每块空心板宽，高。

空心板全长，采用先张法施工工艺，预应力钢筋采用束，截面面积，预应力钢绞线沿板跨长直线布置。

混凝土空心板全桥空心板横断面布置如图，每块空心板截面及构造尺寸见图图桥梁横断面尺寸单位图空心板截面构造及尺寸尺寸单位空心板毛截面几何特性计算毛截面面积毛截面对重心轴的惯矩每个挖空的半圆面积为重心半圆对其自重重心的轴的惯矩为全截面对板搞出的静矩板高毛截面重心离板高处的距离为板高向下移铰缝重心对板高处的距离为铰由此得空心板毛截面对重心轴的惯矩作用效应计算永久作用效应计算空心板自重。

二人行道板及栏杆重力计算人行道板及栏杆重力，参照其他梁桥设计资料，单侧重力取，桥面铺装采用等厚度沥青混凝土。

则全桥宽铺装每延米总重为计算方便，近似按各班平均分配来考虑，则每块空心板分摊到的每延米桥面系重力为。

三铰缝自重。

由此得空心板的每延米的恒载四恒载内力计算表恒载内力计算组合项目荷载种类跨中跨支点跨期恒载二期恒载恒载合计基本可变作用效应计算公路级荷载的车道荷载，计算剪力效应时，集中荷载标准值应乘以的系数，双车道折减系数基本可变作用横向分布系数空心板的可变作用横向分布系数跨中和处按铰接板法计算，支点处按杠杆原理法计算，支点到之间按直线内插求得。

跨中及处的可变作用横向分布系数计算空心板的刚度系数空心板截面的抗扭刚度空心板截面构造简化如下图则图计算的空心板截面简化图尺寸单位利用横向分布系数计算小程序横向分布选用铰接板法进行影响线和横向分布系数计算，见图影响线计算结果见表表各板可变作用横向分布影响线坐标表号板号板号板号板号板号板号板号板号板号板号板号板号板号板号板号板号板号板号板号板号板号板注释表中代表，代表图横向分布系数计算由程序分别计算出号至号板的横向分布影响线，并按最不利位置布载，求得两车道情况下各板横向分布系数，计算结果汇总于表。

表各板可变作用横向分布系数汇总表号板号板号板号板号板号板号板号板号板号板号板跨中汽跨中人跨中车辆位置跨中车辆列数人群位置左右左右左右左右左右左右左右左右左右左右左右由表可见，分两行行车时或号板最不利。

为设计和施工方便，各空心板设计成统规格，同时考虑到人群荷载与汽车荷载效应组合，因此跨中与处的荷载横向分布系数，汽支点处的可变作用横向分布系数计算杠杆原理法号板汽，人号板汽，人号板汽，人号板汽，人号板汽，人其中号板荷载横向分布系数计算见图图支点处荷载横向分布影响线及最不利布载图尺寸单位支点到处的可变作用横向分布系数内插法表空心板的可变作用横向分布系数荷载种类荷载位置跨中及处支点汽车荷载人群荷载二活载内力计算均布荷载和内力影响线面积计算表均布荷载和内力影响线面积计算类型截面公路Ⅰ级均布荷载人群影响线面积或影响线图式