简支梁桥毕业设计说明

第一章设计方案比选

1.1 设计资料

高新区科技大道桥：规划河道宽度76m，河底标高-0.05m，设计洪水水位高程2.45m，河岸标高3.5m；设计洪水频率1/100，桥下不通航，不需考虑流冰；双向4车道，设计时速60km/h,设计荷载为公路I级；地震烈度为6度。

1.2 方案编制

初步确定装配式预应力混凝土简支Ｔ梁桥、钢筋混凝土拱桥、等截面预应力混凝土连续梁桥三种桥梁形式。

（1）装配式预应力混凝土简支T形梁桥

图1-1 预应力混凝土简支T形梁桥（尺寸单位：cm）

孔径布置：26m+26m+26m，桥长78米，桥宽2×12m（分离式）。桥面设有1.5%的横坡，不设纵坡，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，主梁间距2.4m。预制T梁宽1.8m，现浇湿接缝0.6m，每跨共设10片T梁，全桥共计30片T梁。

下部构造：桥墩均采用双柱式桥墩，基础为钻孔灌注桩基础，桥台采用重力式U形桥台。

施工方法：主梁采用预制装配式施工方法。

（2）钢筋混凝土拱桥

图1-2 钢筋混凝土拱桥（尺寸单位：cm）

孔径布置：采用单跨钢筋混凝土拱桥，跨长78m。

结构构造：桥面行车道宽15m,两边各设1.5m的人行道，拱圈采用单箱多室闭合箱。

下部构造：桥台为重力式U形桥台。

（3）装配式预应力混凝土连续梁桥

图1-3 预应力混凝土连续梁桥（尺寸单位：cm）

孔跨布置：24m+30m+24m,桥长78m，桥面宽18m(整体式),设有2m的中间带，桥面设有1.5%的横坡，其中中间标高高于外侧标高。

主梁结构：上部结构为等截面板式梁。

下部结构：上、下行桥的桥墩基础是连成整体的，全桥基础均采用钻孔灌注摩擦桩，桥墩为圆端型形实体墩。

施工方案：全桥采用悬臂节段浇筑施工法。

1.3 方案比选

表1-1 方案比选表

择第一方案经济上比第二方案好；另外第一方案工期较短，施工难度较小；在使用性与适用性方面均较好。所以选择第一方案作为最优方案。

第二章上部结构设计

2.1 上部结构尺寸拟定

2.1.1 设计资料

（1）桥梁跨径及桥宽

标准跨径：26m（墩中心距离）

主梁全长：25.96m

计算跨径：25m

桥面净空：2×（0.25+1+2.5+3.5+2+0.75+0.5）+2.0=26m（分离式）

其中：人行栏杆0.25m；人行道1.0m；右路肩2.5m；行车道7m;左路肩0.75m;防撞栏0.5m；中间带2.0m。

（2）设计荷载

公路—Ⅰ级,人群荷载 3.0kN/m²，每侧人行栏，防撞栏重力的作用力分别为1.52KN/m和4.99KN/m。

（3）材料规格

混凝土:预应力混凝土主梁采用C50，墩柱、台帽采用C30混凝土，系梁、承台及灌注桩采用C30

预应力钢绞线采用φj15.20（7φ5.0）高强低松弛预应力钢绞线，标准强度fpk=1860Mpa，Ep=1.95×105Mpa，普通钢筋主要采用HRB335和R235 （4）设计依据

①《公路桥涵设计通用规》（JTG D60-2004），中华人民国行业标准，2004

②《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规》（JTG D62-2004），中华人民国行业标准，2004

③《城市桥梁设计荷载标准》(CJJ77-98) 人民交通

④《桥梁工程》，福香主编，机械工业，2010

（5）基本计算数据（见表2-1）

注：考虑混凝土强度达到C45时开始拉预应力钢束。ck

和

tk

分别表示钢束

拉时混凝土的抗压、抗拉标准强度，则

ck

f '=29.6Mpa ，

tk

f '=2。51Mpa 。

2.1.2 横截面布置 （1）主梁间距与主梁片数

对于跨径较大的预应力混凝土简支梁桥，当吊装重量不受限制时，适当增加主梁的间距，加大翼缘宽度，可以提高截面效率指标ρ，比较经济合理。翼板的宽度为2400mm ，由于宽度较大，为了保证桥梁的整体受力性能，桥面板采用现浇混凝土刚性接头，预制T 梁宽1.8m ，现浇湿接缝0.6m 。净—2×12m 的桥形选用十片主梁，上下行车道各五片主梁。 （2）主梁跨中主要尺寸拟定 1）主梁高度

对于常用的等截面简支梁，其高跨比的取值围在1/15-1/25，对预应力混凝土T 形梁一般可取1/16-1/18左右。当桥梁建筑高度不受限制时，增大梁高往往是较经济的方案，因为加高腹板使混凝土用量增加不多，而节省预应力筋数量较多。本设计采用1800mm 的主梁高度比较合适。

2）主梁截面细部尺寸

图2-1 结构尺寸图（尺寸单位：cm）

T形梁翼板的厚度主要取决于桥面板承受车轮局部荷载的要求，还应考虑能否满足主梁受弯时上翼板受压的强度要求。本设计预制T梁的翼板厚度取用150mm，在于腹板相连处的翼板厚度不应小于梁高的1/10,该处翼板根部加厚到250mm以抵抗翼缘根部较大的弯矩。

T形截面梁的腹板厚度规定不小于160mm，同时从腹板本身的稳定条件出发，腹板厚度不宜小于其高度的1/15。本设计腹板厚度取200mm。

马蹄尺寸基本由布置预应力钢束的需要确定的，设计实践表明，为了防止在施工过程和运营中马蹄部分出现纵向裂缝，其面积不宜小于截面总面积的10%—20%。马蹄宽度约为肋宽的2-4倍，马蹄全宽部分的高度加1/2斜坡区高度约为梁高的0.15-0.2倍。本设计考虑到主梁需要配置较多的钢束，将钢束按二层布置，一层最多排两束，同时还根据《公预规》对钢束净距及预留管道的构造要求，初拟马蹄宽度为550mm，高度为250mm，马蹄与腹板交接处作三角形过渡，高度为150mm，以减少局部应力。

按照以上拟订的外形尺寸就可以绘出预制梁的跨中截面图。

图2-2 跨中截面尺寸图(尺寸单位：cm)

（3）计算截面几何特征

将主梁截面划分成五个规则图形的小单元，截面几何特征列表计算见下表。