橋梁畢業(yè)設計

1、目錄緒論. 11. 設計資料及構造布置. 21.1設計資料. .21.2構造布置. 42. 結構內(nèi)力計算. 62.1橋型布置. 62.2結構內(nèi)力計算. 62.3結構重力作用及影響線計算. 82.4支座沉降（SQ2荷載）影響計算. 352.5基本可變荷載內(nèi)力和位移計算. 382.6荷載組合.423. 預應力鋼筋計算. 603.1預應力鋼筋的估算. 613.2預應力鋼束布置.633.3預應力損失及有效應力的計算.733.4預應力損失計算結果.744. 強度、應力與變形驗算.824.1結構計算模型. 824.2施工階段 834.3強度驗算 834.4持久狀況應力驗算 864.5斜截面抗裂驗算（主拉應

2、力） 884.6使用階段預應力混凝土受壓區(qū)混凝土最大壓應力驗算 904.7應力驗算結果.914.8變形計算與驗算. .995. 參考文獻101緒論本橋是株洲攸縣上云橋至五里牌高速公路橋,是整個工程的控制性工程,本橋主橋240m,引橋210.20m,從+186.24到+638.44。該橋橋址地層以強風化巖和弱風化巖為主。該橋在設計之時有兩個比選方案：一個是6*40裝配式先簡支后連續(xù)T梁；一個是3*80連續(xù)梁。經(jīng)過全方面的比較（經(jīng)濟、美觀、施工的難易等）最后選擇6*40裝配式先簡支后連續(xù)T梁方案。其設計標準： 設計荷載：公路-I級； 設計洪水頻率：橋涵均為100年一遇； 橋面寬度： 0.5米防撞欄

3、+2.0米人行道+凈14.0米+2.0米人行道+0.5米防撞欄（由于該橋是高速公路橋所以在設計中沒有考慮人群荷載作用）； 涵洞與路基同寬； 地震設防：本地區(qū)地震動峰值加速度不大于0.05g，為度區(qū)，按度抗震設防。1 設計資料及構造布置1.1 設計資料 主跨跨徑及橋?qū)?標準跨徑：40主梁全長：39.4計算跨徑：38.8橋面凈空：14圖1.1 主跨簡圖（單位cm） 材料及施工工藝預制T梁、橫隔板、現(xiàn)澆連續(xù)段、封錨端、濕接縫 50號混凝土現(xiàn)澆橋面層 40號混凝土主梁采用50號混凝土，力學性能見表：表1-1 T形梁混凝土主要指標 指標強度等級彈性模量容 重(軸心抗壓設計強度抗拉設計強度軸心抗壓標準強度

4、抗拉標準強度bC5026.2522.41.8332.42.65預應力材料：預應力構造分為兩種類型：頂板索和腹板連續(xù)索。預制T梁采用OVM型錨具及配套的設備。箱梁頂板負矩鋼束采用BM15型錨具及配套的設備，管道成孔采用波紋扁管，且要求鋼波紋扁管的鋼帶厚度不小于0.35mm。預應力張拉采用引伸量和張拉噸位雙控。并以引伸量為主。引伸量誤差不得超過-5%10%。施工工序：預制主梁，張拉預應力鋼束。用龍門吊吊裝逐孔架設T梁，要求現(xiàn)澆T梁橫隔板濕接縫。現(xiàn)澆連續(xù)墩頂混凝土。待連續(xù)段混凝土達強度95%后，先兩端張拉墩頂負彎矩鋼束形成連續(xù)體系，再現(xiàn)澆橋面混凝土。待橋面板混凝土達到強度形成全截面后，安裝伸縮縫及施

5、工橋面系。 設計依據(jù)：公路工程技術標準（JTG B012003），人民交通出版社，2004年公路橋涵通用設計規(guī)范（JTG D602004），人民交通出版社，2004年公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范（JTG D622004），人民交通出版社，2004年表1-2 鋼絞線主要指標 公稱直徑 截面面積單位重量標準強度彈性模量1401.1021860主梁間距與主梁片數(shù)該設計中主梁翼板寬度為210，橋面板采用現(xiàn)澆混凝土剛性接頭，因而主梁的工作截面有兩種：預加應力、運輸、吊裝階段的小截面，上翼板寬度為210，以及運營階段的大截面，上翼板寬度為210。橋?qū)挒闃藴蕦挾?9，橋梁橫向選用9片主梁。1.2

6、構造布置主梁高度預應力混凝土簡支梁橋的主梁高度與其跨徑之比通常在1/151/25之間，該設計中主梁高度取為250，高跨比約為1/16。主梁截面細部尺寸T梁翼板的厚度主要取決于橋面板承受車輪局部荷載的要求，還需考慮能否滿足主梁受彎時上翼板抗壓強度的要求。該設計中翼緣懸臂端厚度取為10，翼板根部厚度取為22，以抵抗翼緣根部較大的彎矩。腹板寬度一般由布設預制孔道的構造決定，同時還要考慮腹板本身穩(wěn)定的要求，該設計中腹板寬度取為18。馬蹄的尺寸基本由布置預應力鋼束的需要確定，該設計中初擬馬蹄尺寸為寬度40，高度為26,馬蹄與腹板交接處的三角過渡的高度為12。按以上擬定的外形尺寸，繪出的預制梁的支座截面布

7、置圖如圖1.2所示。圖1.2 橋梁橫截面圖(單位： ) 圖2.3 截面尺寸圖(單位：)計算截面幾何特性檢驗截面效率指標 邊梁檢驗截面效率: 上核心距=(cm) (1-1) 下核心距=(cm) (1-2)截面效率指標=>0.5 (1-3) 中梁檢驗截面效率: 上核心距(cm) (1-4)下核心距(cm) (1-5)（h為截面的高度） (1-6)一般截面效率指標值較大的截面較為經(jīng)濟，通常希望值在0.450.5以上，這里值大于0.5，表明以上初擬的主梁截面尺寸是合理的。1.2.3橫隔梁的設置 橫隔梁能使荷載的橫向分布更加合理。為了減小對主梁設計起主要控制作用的跨中彎矩，在跨中位置設置一道中橫隔

8、梁，該設計中，橋梁跨度較大，還在四分點、支點處設置了五道橫隔梁，全跨共五道橫隔梁，間距為9.72cm。橫隔梁厚度取15cm。2 結構內(nèi)力計算2.1橋型布置新竹腦大橋主橋設計為預應力砼先簡支后連續(xù)T梁橋，跨徑布置為6×40m.T梁設置高2.50m,預制1.6m,現(xiàn)澆0.5m。2.2結構內(nèi)力計算主梁荷載內(nèi)力計算采用電算，采用程序選自顏東煌、田仲初、李學文編著的橋梁結構電算程序設計一書中的ADLOAD.EXE、FR2.EXE以及Bridge. LH四個程序。2.2.1單元劃分單元劃分是結構計算的起點，劃分的恰當與否，直接關系到計算的精確?？紤]施工情況及計算要求，施工過程共分為三個工況，全橋

9、劃分為120個單元，1211個節(jié)點。將坐標原點取在1號節(jié)點，得到各節(jié)點坐標(如表2-1)。圖2.1 平面桿系結構計算圖表2-1 結點、單元劃分見下表中相應的單元結點的X、Y坐標 結點X Y結點XY結點XY結點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續(xù)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毛截面幾何特性計算在橋梁結構的受力分析和變形計算中以及截面應力

13、驗算中需要計算截面的幾何特性。截面幾何特性包括內(nèi)容很多，橋梁計算中通常用到截面面積、形心、面積矩、慣性矩、截面摸量等。截面幾何特性的計算方法有很多，常用的有梯形分塊法、三角形分塊法、積分法等，可根據(jù)截面的類型選用具體的計算方法。本截面采用三角形分塊面積法計算，將橋梁結構簡化為平面問題來處理，這樣，就只要計算豎向平面內(nèi)的截面幾何特性，用橋梁結構電算程序設計的GE02程序運算。本橋T形截面結點編號如圖2.1表2-2所示 圖2.1 結點編號圖示數(shù)據(jù)文件d9-1-1.dat內(nèi)容：(以中心線與馬蹄下緣交界處為坐標原點) 表2-2 結點坐標標坐點XY標坐點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毛截面幾何特性計算結果：面積:0.8001 形心位置:1.5641 慣性矩: 0.6246123 結構重力作用及影響線計算.結構重力荷載（1）橋面系荷載防撞欄重：q1=5KN/M橋面鋪裝重：q2=19×0.1×26=49.4KN/M邊梁合計：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，以計主梁自重的形式計入橫載中。結構重力作用以及影響線計算利用橋梁結構電算程序中的平面桿系靜力分析通過程序FR2進行橫載內(nèi)力計算，計算結果有d9-1.da2，d9-1.ded，d9-1.fig，d9-1.out四個數(shù)據(jù)文件。用電算方法做結構的位移、內(nèi)力、及支點約束反力的影響線時，采用單位荷載直接移動的方法。由于采用直接加載法，所以，結構不變，只是單位荷載在結構上沿一定的線路移動。因此，結構位移方程中，剛度矩陣不變，只是荷載列陣發(fā)生變化。解方程時，只需要進行一次三角分解，然后根據(jù)不同的荷載列陣進行回代求解，就可得到結構各結點

16、的位移。有了結點位移之后，就可求出截面內(nèi)力及支點約束反力。由關心截面工況一和工況二最終累計內(nèi)力數(shù)據(jù)文件d9-1.ded，可作出恒載作用下的軸力、剪力、彎矩圖，如表2-3所示： 表2-3 恒載作用下內(nèi)力圖節(jié)點NQM節(jié)點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 續(xù)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圖2.2 恒載作用下的軸力圖圖2.3 恒載作用下的剪力圖圖2.4 恒載作用下的彎矩圖作影響線時，單位荷載沿主梁移動，主梁一般分成許多單元，故主梁單位長度一般都比較短，因此，可以考慮單位荷載只在主梁的結點上按從左到右的順序移動，這樣每次單位荷載加載均為結點荷載。將每次加載后得到的指定截面內(nèi)力和結點位移增量記錄下來，即可獲得所求的影響線。截面內(nèi)力符號規(guī)定為，軸力：以拉力為正，壓力為負；剪力：以對截面產(chǎn)生順時針力矩為正；彎矩：對于水平單元或傾斜單元，以使截面下緣（或單元下側）產(chǎn)生拉應力為正；對于垂直單元，以使截面右緣（即單元右側）產(chǎn)生拉應力為正。由計算結果影響線數(shù)據(jù)文件d9-1.d

26、a2，可做出全橋的軸力、剪力、彎矩影響線圖。現(xiàn)做出部分關心截面影響線圖，如圖表2-4到表2-21所示。表2-4 第一個支座截面（1號）軸力影響線節(jié)點號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-