兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）目 录第一章 绪论1第一节 钢筋混凝土简支梁桥的发展状况1第二节 本设计的采用手段和意义1一、本设计所解决的问题和采用的手段1二、本设计的成果及研究意义2第二章 设计资料与结构尺寸的拟定3第一节 设计资料3一、桥梁跨径及相关设计资料3二、设计荷载3四、锚具3五、施工工艺3六、设计依据3第二节 横断面布置3一、主梁间距与主梁片数3二、主梁跨中截面主要尺寸拟定4第三节 横截面沿跨长的变化6第三章 主梁内力计算8第一节 恒载内力的计算8一、恒载集度8二、恒载内力计算公式10第二节 活载内力计算（刚性横梁法）10一、冲击系数和车道折减系数10二、计算主梁的荷载横向分布系数11三、计算活载内力14第三节 主梁内力组合23一、承载能力极限状态设计的组合23二、正常使用极限状态设计的组合25第四章 预应力钢束的估算及布置27第一节 初选钢束27一、跨中截面钢束的估算与确定27第二节 构造要求28一、确定跨中及锚固端截面的钢束位置28第三节 钢束的弯起角和线形位置的确定29第四节 钢束的几何计算30一、力筋长度计算30二、力筋高度计算31第五节 计算主梁截面几何特性32第五章 承载力极限状态设计34第一节 跨中截面尺寸及配筋情况34第二节 斜截面承载力计算35一、距支点h/2截面抗剪承载力计算35第三节 变截面抗剪承载力计算35第六章 预应力损失计算37第一节 摩阻损失37第二节 锚具变形损失39第三节 分批张拉损失40第四节 钢筋应力松弛损失41第五节 混凝土收缩、徐变损失42第六节 预应力损失组合43第七章 正常使用极限状态计算44第一节 全预应力混凝土构件抗裂性验算44一、正截面抗裂性验算44二、斜截面抗裂性验算45第二节 变形阶段的挠度计算48一、使用阶段的挠度计算48二、预加力引起的反拱计算及预拱度的设置48第八章 持久状况应力计算49第一节 跨中截面混凝土法向正应力验算49第二节 跨中截面预应力钢筋拉应力验算50第三节 斜截面主应力验算51一、上梗肋处51二、 形心轴处51三、 下梗肋处51第九章 短暂状态应力验算52第一节 上缘混凝土应力52第二节 下缘混凝土应力533 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）第一章 绪论第一节 钢筋混凝土简支梁桥的发展状况T型梁桥在我国公路上修建最多，早在50、60年代，我国就建造了许多T型梁桥，这种桥型对改善我国公路交通起到了重要运用。80年代以来，我国公路上修建了几座具有代表性的预应力混凝上简支T型梁桥（或桥面连续），如河南的郑州、开封黄河公路桥，浙江省的飞云江大桥等，其跨径达到62m，吊装重220t。T形梁采用钢筋混凝土结构的已经很少了，从16m到5Om跨径，都是采用预制拼装后张法预应力混凝土T形梁。预应力体系采用钢绞线群锚，在工地预制，吊装架设。其发展趋势为：采用高强、低松弛钢绞线群锚，混凝土标号4060号，T形梁的翼缘板加宽，25m是合适的，吊装重量增加。为了减少接缝，改善行车，采用工字型梁，现浇梁端横梁湿接头和桥面，在桥面现浇混凝土中布置负弯矩钢束，形成比桥面连续更进一步的“准连续”结构。预应力混凝土T形梁有结构简单、受力明确、节省材料、架设安装方便，跨越能力较大等优点。其最大跨径以不超过50m为宜，再加大跨径不论从受力、构造、经济上都不合理了。大于50m跨径以选择箱形截面为宜。目前的预应力混凝土T形梁采用全预应力结构，预应力张拉后上拱偏大，影响桥面线形，带来桥面铺装加厚。为了改善这些缺点，提议预制时在台座上设反拱，反拱值可采用预施应力后裸梁上拱值的1/22/3。预应力混凝土简支或“准连续”T形梁，提议由交通行业主管部门组织编制一套适用的标准图。第二节 本设计的采用手段和意义一、本设计所解决的问题和采用的手段 在本设计中，为16m +16m+16m+16m的装配式公路简支梁桥，采用双车道,在设计中，首先根据现行公路预应力混凝土桥设计规范和设计资料，进行结构尺寸的拟定，并进行初步的验算尺寸是否满足要求，然后进行内力计算，求出横向分布系数，进而进行主梁内力组合；根据内力组合，布置预应力钢束，进行力筋长度和高度的计算；求出各项预应力损失值，最后进行全面验算。包括持久状况和暂时状况条件下的相应验算。通过验算，使桥梁体系处于安全状态。在本设计中，除考虑了结构的安全性外，还考虑了结构的经济性和适用性。二、本设计的成果及研究意义 通过本设计，对公路简支梁桥的总体规划和设计要有新的认识，对桥梁的平、纵、横断面设计有了进一步的设计经验，更好的掌握先行的桥梁规范要求。对公路简支梁桥的研究意义：桥梁是公路和城市道路的重要组成部分，因此，设计时必须遵照“安全、适用、经济和美观”的基本原则进行设计，设计时应充分考虑建造技术的先进性以及环境保护和可持续发展的要求。 第二章 设计资料与结构尺寸的拟定第一节 设计资料一、桥梁跨径及相关设计资料跨径：16m+16m+16m+16m（位于直线段）公路等级：级公路设计车速：60km/h桥面宽度：两侧各设1m人行道标准跨径：16m二、设计荷载1.汽车荷载等级采用：公路级公路级车道荷载的均布荷载标准值和集中荷载标准值2.人群荷载：3.0kN/m2三、 材料与特性 材料与特性见表2-1四、锚具JM156型锚具五、施工工艺按后张法制作主梁，预留预应力钢丝的孔道，由的预埋波纹管形成。六、设计依据公路工程技术标准 JTG B01-2003公路桥涵设计通用规范 JTG D60-2004公路钢筋混凝土及预应力混凝土设计规范 JTG D62-2004 第二节 横断面布置一、主梁间距与主梁片数主梁间距通常应随梁高与跨径的增大而加宽为经济，同时加宽翼板对提高主梁效率指标很有效，故在许可条件下应适当加宽T型梁的翼板。 表2-1 材料及特性名称项目符号单位数据混凝土立方强度50弹性模量轴心抗压标准强度32.4抗拉标准强度2.65轴心抗压设计强度22.4抗拉设计强度1.83碳素钢铰线标准强度1860弹性模量抗拉设计强度1260最大控制应力0.751395荷载组合0.651209荷载组合0.751395普通钢筋 直径8mm采用级钢筋235195直径22mm采用级钢筋335280二、 主梁跨中截面主要尺寸拟定（一）主梁结构预应力混凝土简支梁桥的主梁高度与其跨径之比通常在之间，混凝土简支梁的主梁高度与其跨径之比通常在之间。当建筑高度不受限制时，增大梁高往往是比较经济的方案，因为增大梁高可节省预应力钢束用量，同时梁高加大一般只是腹板加高，而混凝土用量增加不多，所以取用270cm的主梁梁高比较合适。（二）主梁截面细部尺寸肋式截面的高度与桥梁的跨度有关，其上翼缘的厚度主要取决于车辆在桥面板上的局部作用，还应考虑能否满足主梁受弯时上翼板受压的强度要求。其厚度值至少80mm，其宽度取决于两片梁的距离。腹板应满足抗剪强度，主拉应力屈曲稳定性的要求；还应该考虑构造的要求（诸如，满足钢筋架的保护层厚度；满足施工中的要求；满足主筋布置要求。）同时，从腹板本身的稳定性出发，腹板厚度不宜小于其高度的1/15。一般地，钢筋混凝土的腹板厚度在150240mm之间，预应力混凝土的腹板厚度在200380mm之间 。钢筋混凝土的下翼缘与肋同宽，一般情况下，预应力混凝土设下马蹄。下马蹄的尺寸要满足布置钢束及张拉阶段的应力要求，要求马蹄面积占截面总面积的10%20%；要求其宽度是腹板的24倍；要求其高度的0.10.2倍；要求马蹄与腹板交接处的角度做成不大于45度斜坡的折线钝角，以减少局部应力。按照以上拟订的外形尺寸，就可绘制梁跨中截面图（见图2-2）（三）计算截面几何特征将主梁跨中截面划分成五个规则图形小单元，截面几何特征列表见表2-1跨中截面几何特征计算表（表2-1）分块名称分块面积分块面积形心至上翼缘的距离分块面积对上翼缘的静矩分块面积的自身惯矩分块面积对截面形心的惯矩翼板1280451206826.67116.27617305738.4717312565.14三角承托84012100806720108.2769847901.439854621.43腹板484012962436023620813.33-8.724368363.5723989176.9下三角100236.6723667722.22-116.3941354756.321355478.54马蹄1380255351900103500-134.72425047767.5225151267.5284401015127备注：截面形心至上翼缘的距离（四）检验截面效率指标上核心距：下核心距：截面效率指标：0.5表明以上初拟的主梁跨中截面尺寸是合理的。第三节 横截面沿跨长的变化如图2-1本设计主要采用等高度形式横截面T梁翼板厚度沿跨长不变，马蹄部分为配合钢束弯起而从四分点开始向支点逐渐抬高，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，也因布置锚固的需要在距离梁端一倍梁高范围内（270cm），将腹板加厚与马蹄同宽。变化点截面(腹板开始加厚处)到支点的距离为240cm,中间还设置一节长为30cm的腹板加厚过渡段。在荷载作用处的主梁弯矩横向分布，当该处有内横隔梁时它比较均匀，否则直接在荷载作用下的主梁弯矩很大，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；当跨中较大时，四分点处也宜设置内横隔梁。本设计在桥跨中点和两个四分点及梁端设置五道横隔梁，其间距为12.49m，横隔梁采用开洞形式，它的高度取2.40 m，平均厚度为0.15m, 见图2-3。第三章 主梁内力计算 主梁的内力计算，可分为设计内力计算和施工内力计算两部分。设计内力是强度验算及配筋设计的依据。施工内力是在施工过程中，施工阶段的临时施工荷载以及运输安装过程中动荷载等引起内力。所以在设计内力中，即包括恒载、活载、附加荷载（如风力或离心力引起的内力），对于超静定梁还包括顶加力、混凝土徐变，收缩和温度变化等引起的结构次内力。将他们按规范的规定进行组合，以满足承能力极限状态和正常状态使用极限状态的验算。对于施工过程应保证施工中的安全。根据上述梁跨结构纵、横截面的布置，并通过