桥梁工程毕业设计——预应力混凝土简支T型梁桥

1 方案拟订与比选

1.1 设计资料

(1）技术指标：汽车荷载：公路—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

鉴于展架桥地质地形情况。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，因为该桥的跨度较大，预应力钢筋采用特殊的形式（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,接头也方便，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.最后，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.

桥中心桩号

1：1000

立 面

卵石

卵石

卵石

亚粘土

亚粘土

亚粘土

淤泥质土淤泥质土

淤泥质土细砂细砂亚砂土亚砂土亚砂土 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)，因为跨度很大（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，线条明快简洁，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.

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,制作方便,方便施工，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，然后按照支立模板--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。

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设计方案三

适用性各梁受力相对独立，

避免超静定梁的复杂

问题，行车较舒适。

箱形截面抗扭刚度大,可

以保证其强度和稳定性，

有效的承担正负弯矩，桥

梁的结构刚度大，变形

小，行车平稳舒适。

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

方便,方便施工，施工工

期短。

续上表

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 型梁桥为最佳推荐方案.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，施工方便，周期短；而且桥型流畅美观。

2 设计资料及构造布置

2.1 设计资料

2。1。1 桥梁跨径及桥宽 标准跨径：40m （墩中心距离) 主梁全长：39。96m 计算跨径：39.00m

桥宽:26m 采用双幅（12+2×0。5）m

2。1.2 设计荷载

公路I 级，结构重要性系数0r =1.0，均布荷载的标准值k q 为10.5KN/m ，集中荷载标准值为316KN.

2。1.3 材料及工艺

混凝土：采用C50混凝土，c E =3。45×510MPa ，抗压强度标准值ck f =32.4MPa,抗压强度设计值cd f =22。4MPa,抗拉强度的标准值tk f =2。65MPa,抗拉强度设计值td f =1.83MPa 。

钢筋:预应力钢筋采用ASTMA416—97a 标准的低松弛钢绞(1×7标准型），抗拉强度标准值

pk f =1860MPa 。抗拉强度设计值pd f =1260MPa ，公称直径15.24mm ，公称面积1402m m ，弹性模量

Ep=1.95×510MPa 。

普通钢筋直径大于和等于12mm 的采用HRB400钢筋；直径小于12mm 的均用R235钢筋。 按后张法施工工艺制作主梁，采用内径70mm 的预埋波纹管和夹片锚具。