简支预应力混凝土空心板梁桥毕业设计

目录

1 设计说明 (1)

1.1主要技术指标 (1)

1.2 材料规格 (1)

1.3 设计规范 (1)

1.4 施工方式 (1)

2 设计方案 (4)

2.1 方案比选原则 (5)

2.2 备选方案介绍 (6)

2.3 方案比较 (10)

2.4 推荐方案 (10)

2.5 上部结构尺寸拟定 (11)

2.5.1 顺桥向尺寸的拟定 (11)

2.5.2 横桥向尺寸的拟定 (11)

3 上部结构内力计算 (12)

3.1 截面几何特性计算 (12)

3.2 结构离散和截面的定义 (12)

3.3 简支梁施工阶段 (12)

3.4 永久作用计算 (13)

3.5 可变作用效应计算 (15)

3.5.1 冲击系数和横向分布系数 (15)

3.6 温度及支座不均匀沉降内力计算 (17)

3.7 作用效应组合 (17)

3.7.1 作用效应组合原理 (17)

3.7.2 承载能力极限状态计算时的作用效应组合 (19)

3.7.3 正常使用极限状态效应组合 (21)

4 预应力钢束的估算与布置 (25)

4.1 计算原理 (25)

4.2 预应力筋估算结果 (27)

4.3 预应力筋布置原则 (27)

4.4 预应力钢束布置情况 (28)

4.5 预应力损失计算 (30)

σ (31)

4.5.1 预应力筋与孔道壁之间摩擦引起的应力损失1l

σ (31)

4.5.2 锚具变形、钢筋回缩引起的应力损失2l

σ (32)

4.5.3 钢筋与台座间的温差引起的损失3l

σ (32)

4.5.4 混凝土弹性压缩引起的应力损失4l

σ (32)

4.5.5 预应力钢筋松弛引起的损失5l

σ (33)

4.5.6 混凝土收缩徐变引起的应力损失6l

5 普通钢筋的设计计算 (35)

5.1 预制段普通配筋设计 (35)

5.2 现浇连续段普通配筋设计计算 (37)

5.2.1 设计计算原理 (37)

5.2.2 钢筋布置 (37)

6 承载能力极限状态截面强度计算与验算 (38)

7 预制空心板应力验算 (39)

7.1 抗裂验算 (39)

7.1.1 正截面抗裂性验算 (39)

7.1.2 斜截面抗裂性验算 (41)

7.2 持久状况应力验算 (41)

7.2.1 正截面混凝土应力验算 (42)

7.3 短暂状况应力验算 (44)

8 抗裂验算 (48)

8.1 正截面抗裂验算 (48)

9 短暂状况下应力验算 (54)

9.1 施工阶段法向压应力验算 (54)

10 挠度验算 (59)

11 施工图设计 (60)

11.1 概述 (60)

11.2 总体布置图 (60)

11.3 空心板一般构造图 (61)

11.4 空心板预应力钢束构造图 (61)

12 桥墩墩柱计算 (62)

12.1 荷载计算 (62)

12.1.1 恒载计算 (62)

12.1.2 汽车荷载计算 (62)

12.1.3 双柱反力横向分布计算（横向分布同盖梁计算） (63)

12.1.4 荷载组合 (63)

设计总结 (65)

参考文献 (66)

致谢 (67)

1 设计说明

1.1主要技术指标

桥型布置：27.04m 简支预应力混凝土空心板梁桥；

桥面净宽： 1.75m（人行道）+20.40m（行车道）+1.75m(人行道)=23.9m；

设计荷载：公路I级；

桥面纵坡：单向0.84%；

桥面横坡：行车道设±1.5%的横坡，人行道设置1%的反向横坡；

1.2 材料规格

空心板块：采用C55 混凝土，容重为26.0kN/m3，弹性模量取3.45×107kPa；

铰缝：采用C30 细集料混凝土

桥面铺装：采用等厚10cm 的C30 沥青混凝土层，容重为24.0kN/m3；

桩基础：采用C25 混凝土；

桥台盖梁、耳背墙：采用C30 混凝土；

预应力钢筋束：采用15.2 υ s 高强度低松弛预应力钢绞线,标准强fpk=1860MPa,弹性模量Ep=1.95*1000000MPa,技术标准应符合《预应力混凝土用钢绞线》（GB5224）的有关规定；

普通钢筋：采用HRB335和R235；

钢材：采用符合GB700-88规定的Q235钢材；

其他：桥梁伸缩缝采用浅埋式伸缩缝装置；空心板梁支座采用圆板式橡胶支座；桥面排水采用铸铁泄水管；

1.3 设计规范

《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桥涵设计规范》（JTG D62-2004）

《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024-85）

1.4 施工方式

简支梁桥。

空心板梁施工

本桥的基本施工方式是采用满堂支架施工，其施工工艺、材料要求及质量检查标准，除按《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）有关条文办理外，还应特别注意以下事项：

1、空心板预制

⑴浇筑空心板混凝土前应严格检查伸缩缝、泄水管、护栏、支座等附属设施预埋件是否齐全，确定无误后方可浇筑。施工时，应保证预应力孔道及钢筋位置准确，控制混凝土骨料最大粒径不得大于20mm。浇筑混凝土时应充分振捣密实，严格控制其质量。

⑵为了防止预制板上拱过大，及预制板与桥面现浇层由于龄期差别而差生过大收缩差，存梁期不超过90d，若累计上拱值超过计算值8mm，应采取控制措施。预制空心板在钢束张拉完成后、各存梁期跨中上拱度计算值及二期恒载所产生的下挠值如表1-1所示：

表1-4-1 空心板荷载作用下挠度表

表注：正直表示位移向上，负值表示位移向下。

⑶空心板预制时，按1m一道在铰缝的侧模嵌上500mm长的υ6钢筋，形成6mm凹凸不平的粗糙面。

⑷空心板预制时，除注意按本册设计图纸预埋钢筋和预埋件外，桥面系、伸缩缝、护栏及其它相关附属构造，均应参照有关图纸施工，护栏预埋钢筋必须预埋在预制空心板内。

2、预应力工艺

⑴预应力管道的位置必须严格按照坐标定位并用定位钢筋固定，定位钢筋与空心板腹板箍筋点焊接，严防错位和管道下垂，如果管道与钢筋发生碰撞，应保证管道位置不变而适当挪动钢筋位置。浇筑前应检查波纹管时候密封，防止浇筑混凝土时阻塞管道。

⑵预制空心板预应力钢束必须待混凝土立方体强度达到设计混凝土强度等级的85%后，且混凝土龄期不小于7d，方可张拉。施工单位在条件具备时应适当增加龄期，提高混凝土弹性模量，减少反拱度。预应力钢束采用两端同时张拉，锚下控制应力为

0.75fpk=1395MPa。