m跨简支梁桥设计计算书

90m 跨简支梁桥设计计算书

一、设计资料

1. 概述

该桥设计为简支梁桥，主桥全长90米，桥面宽10米，双向两车道。 2．设计标准

设计荷载：公路-Ⅱ级，人群荷载3.0 kN/m 2,每侧栏杆、人行道重量的作用力分别为

1.52 kN/m 和

2.25 kN/m 。

1) 桥面布置：净7.0m(车行道)+2×1m （人行道）+2×0.5（栏杆） 2) 航道等级：不通航 3) 桥面纵坡：0

4) 桥面横坡：车行道：双向1.5％； 5) 标准跨经：30m （墩中心距离） 3．设计规范

遵照中华人民共和国交通部部颁标准： 1) 《公路工程技术标准》—（JTG B01-2003） 2) 《公路桥涵设计通用规范》—（JTG D60-2004）

3) 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》—（JTG D62-2004） 4) 《公路桥涵地基与基础设计规范》—（JTJ024-85） 5) 《公路工程抗震设计规范》—（JTJ004-89） 4.材料及工艺：

混凝土：主梁C40，人行道、栏杆及桥面铺装用C30；

预应力钢束：标准的24.15s mm1860钢绞线，每束由6根组成；

普通钢筋：直径大于和等于12mm 的采用16Mn 钢或Ⅱ级热轧螺纹钢筋，直径小于12mm 的均用Ⅰ级热轧光圆钢筋。

钢板及角钢：制作锚头下支承垫板、支座垫板等均用普通A s 碳素钢，主梁间的联接用16Mn 低合金结构钢板。

按后张法工艺制作主梁，采用OVM15-6锚具和直径65mm抽拔橡胶管。

5.基本计算数据（见表1－1）

表1-1

名称 项目 符号

单位 数值

立方强度

40C

MPa 40 弹性模量

c E

MPa 3.25×104 混

凝 土

轴心抗压标准强度

ck f

MPa 26.8 抗拉标准强度

tk f MPa

2.4 轴心抗压设计强度 cd f

MPa 18.4 抗拉设计强度

td f MPa 1.65 预施应力阶段

极限压应力

0.7ck

f ' MPa

16.88 极限拉应力 0.7tk

f ' MPa 1.51

使用荷载作用

阶段

极限压应力

0.5ck f MPa 13.4 极限主拉应

力 0.8tk f MPa

1.92 极限主压应

力

0.6ck f

MPa 16.08 2

.15s φ钢

绞 线

标准强度

pk f

MPa 1860 弹性模量 p E MPa

1.95×105 抗拉设计强度 pd f

MPa 1395 最大控制应力σcon

0.8pk f

MPa

1116 材料 容量 钢筋混凝土 1γ

3/m kN 25.0 混凝土

2γ

3/m kN

24.0

钢束与混凝土的弹性模量比值

EP α

无量纲

6.31

考虑主梁混凝土达90%标准强度时，开始张拉预应力钢束。f ck '

与f tk '

分别表示钢束张拉时混凝土的抗压，抗拉标准强度，则:

ck

f '=0.9ck f =24.12 MPa ；tk f '=0.9tk f =2.16 MPa

二、设计方案比选

桥梁设计一般遵循安全、实用、经济和美观原则，因地制宜选择合适的桥型，以期达到预期的经济和社会效益。综合考虑，在桥型选择方面还应遵循以下原则：①桥梁要既要保证交通的需要，又要充分考虑泄洪的需要。航运标准是一个基本标准，在技术上可行、经济合理的情况下，尽可能的为航运发展留有余地。②桥梁结构造型优美、简单、轻巧，并能体现地域风格，与周围环境协调。③方案力求结构安全可靠，具有特色，又要保证结构受力合理。施工方便，可行。④根据需要采用新工艺、新技术、新材料。

根据桥的地形、地质、水文条件和技术标准的要求，拟制出不同体系、不同材料且各具特色的并可能实现的若干个桥梁综合布置图式，共提出了2个桥型图式。

从总体布局、设计要求，受力性能，使用性能，施工，材料，美观，维护，估算造价与工期，地域性影响、技术经济等多方面考虑后，选出以下两个方案来作方案比选，

方案比选表见表2-1

1.第一方案：简支梁桥

6)此方案的桥跨布置为3×30m，为预应力混凝土简支T梁。桥面为：净7.0m(车行道)+2

×1m（人行道）+2×（栏杆）。桥墩均采用双柱式圆形墩。

参照手工图

方案一图2-1

2.第二方案：圬工拱桥

此方案的桥跨布置为90m，圬工拱桥。

参照手工图

方案二图2-2

方案比选表表2-1

三、结构构造设计 1. 主梁尺寸拟定 2. （1）主梁高度

预应力混凝土简支梁桥的主梁高度与跨径之比通常在1/15～1/25之间，当建筑高度不受限制时，增大梁高往往上较经济的方案，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。综上所述，30m 跨径的简支梁桥取用2m 的主梁高度是较合适的。 （2）主梁截面细部尺寸

T 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。为使翼板与腹板连接和顺，在截面转角处设置圆角，以减小局部应力和便于脱模。

在预应力混凝土梁中腹板内因主拉应力较小，其厚度一般由布置孔管的构造决定，同时从其本身的稳定条件出发，其厚度不宜小于其高度的1/15。则T 梁腹板厚度均取

方案

类别 比较项目

第一方案

第二方案

主跨桥型结构 3x30m 简支梁桥

90m 圬工拱桥

桥跨 梁高 2m 根部3m ；跨中1m

桥梁全长 98m 94m 养护维修工作

一般 简单 工期 短

长

施工方案和 难易程度 预制安装，施工简单

挂篮施工方法，一般，

工

程数

量

混凝土（3m ） 2291.2 3924.1 钢筋（吨） 76.86 133.73 比选结果 优选

可选