简支梁桥设计范例设计说明

1 设计依据

1.1工程概述

该桥设计车速为80Km/h，桥位于直线段，桥位起迄中心桩号为k0+100~k0+220。桥梁全长4×30m，上部结构为装配式预应力混凝土简支T型梁桥，下部结构为双柱式墩，桩基础，轻型薄壁桥台。本桥上部结构采用先预制后拉的施工形式。

1.2 自然条件

（1）河流及水文情况

河床比降为+1.25％，设计洪水位为14m，桥下没有通航要求。

（2）当地建材情况

桥梁附近采石场有充足的碎石、块石可供，水泥与钢材可选择当地材料市场供应。（3）气象情况

查阅当地气象资料。年极端最高气温44ºC，年最低气温-12ºC。

（4）地震情况

地震烈度为6级。

1.3 设计标准及规

1.3.1 设计标准

桥型：双向整体式装配预应力混凝土简支T型梁桥

桥面宽度：全宽17.6m

桥面净宽：净—14+2×1.8m。

桥面纵坡：2.0%

桥面横坡：2.0%

车辆荷载等级：公路-Ⅰ级

1.3.2 设计规

《公路工程抗震设计规》（JTJ004---2005）

《公路桥涵施工技术规》（JTJ041---2000）

《公路工程技术标准》（ JTG01---2003）

《公路桥涵通用规》（JTG60---2004）

《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规》（JTG D62---2004）

2 方案构思与设计

2.1 桥梁设计原则

（1）使用上的要求

桥上应保证车辆和人群的安全畅通，并应满足将来交通量增长的需要。桥型、跨度大小和桥下净空应满足泄洪、安全通航或通车等要求。建成的桥梁应保证使用年限，并便于检查和维修。

（2）舒适与安全性的要求

现代桥梁设计越来越强调舒适度，要控制桥梁的竖向与横向振幅，避免车辆在桥上振动与冲击。整个桥跨结构及各部分构件，在制造、运输、安装和使用过程中应具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性。

（3）经济上的要求

在设计中必须进行详细周密的技术经济比较，使得桥梁的总造价和材料等的消耗为最少。桥梁设计应遵循因地制宜，就地取材和方便施工的原则。并且桥梁的桥型应该是造价和使用年限养护费用综合最省的桥型，设计中应该充分考虑维修的方便和维修费用少，维修时尽可能不中断交通，或中断交通的时间最短。能满足快速施工要求以达到缩短工期的桥梁设计，不仅能降低造价，而且提早通车在运输上将带来很大的经济效益。

（4）先进性上的要求

桥梁设计应体现现代桥梁建设的新技术。应便于制造和架设，应尽量采用先进工艺技术和施工机械、设备，以利于减少劳动强度，加快施工进度，保证工程质量和施工安全。

（5）美观上的要求

一座桥梁应具有优美的外形，应与周围的景观相协调。城市桥梁和游览地区的桥梁，可较多的考虑建筑艺术上的要求。合理的结构布局和轮廓是美观的主要因素，决不应把美观片面的理解为豪华的细部装饰。

2.2 桥型方案构思与总体设计

2.2.1 方案初选（拟定桥型图式）

根据桥梁设计原则，从安全、功能、经济、美观、施工、占地与工期等多方面比选，初步确定梁桥、拱桥、刚架桥三种桥梁形式。3种方案的比较表暂列于后。

方案一、预应力混凝土简支梁桥

图2.1 预应力混凝土简支梁桥（单位：cm）方案二、上承式拱桥

图2.2 上承式拱桥（单位：cm）

方案三、刚架桥

图2.3 刚架桥(单位：cm)

2.2.2 桥墩方案比选

桥墩类型有重力式实体桥墩、空心桥墩、柱式桥墩、轻型桥墩和拼装式桥墩。现选取前3种形式进行比较，以便选择一个较好的方案。

①重力式实体桥墩

采用混凝土或石砌的实体结构施工简易，取材方便，节约钢材。但是墩身较为厚重，圬工量大，外形粗大笨重，减少桥下有效孔径，增基负荷；当桥墩较高，地基承载力较低时尤为不利。

②空心桥墩

这种桥墩具有截面积小、截面模量大、自重轻、结构刚度和强度较好的特点，多用于高桥。但是薄壁空心桥墩施工较复杂，又费钢材。

③柱式桥墩

柱式桥墩的结构特点是由分离的两根或者多根立柱所组成，城市路桥的桥墩布置和形式好环，直接影响交通和美观，双柱式桥墩楣梁可以外露或出于美观需要而隐蔽于上部结构之，造型美观，此地基采用钻空罐注桩，双柱式桥墩在强度和刚度上也满足要求。此外双柱式桥墩外形轻巧大方，圬工体积较少。所以采用双柱式桥墩。

三种桥型方案主要优缺点比较表

3 初步设计

3.1 设计资料及构造布置

3.1.1地质资料

弥渡河地质分布：

Ⅰ.亚粘土：分布在标高503.54m 以上，[]0210KPa σ=，3118.5/KN m γ=，110C KPa =，0120φ=，4112000/m KN m =，531310/k KN m =⨯；

Ⅱ.中密中砂：分布在标高505.74m 至502.51m 之间，[]0350KPa σ=，3219.5/KN m γ=，20C KPa =，0238φ=，4220000/m KN m =，532610/k KN m =⨯； Ⅲ.砂砾石层：属中密圆砾，分布在标高502.51m 以下，[]0550KPa σ=，33/21m KN =γ，KPa C 03=，0340=φ，43/60000m KN m =，3

53/1012m KN k ⨯=

3.1.2桥梁跨径及桥宽

桥梁总长：120m

桥梁分孔布置：4等跨

标准跨径：30m （墩中心距离）

主梁全长：29.96m 计算跨径：28.66m

桥面净空：净—1.8m+14m+1.8m+m=17.6m

3.1.3设计荷载

公路—Ⅰ级，人群荷载：3.0N/m 2，一侧栏杆重量的作用力为1.52kN/m ，每侧人行道重：3.57 kN/m 。

3.1.4材料及工艺

混凝土：主梁用C50。

应力钢筋采用《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥函设计规》（JTG D62—2004） 的φs 15.2钢绞线，每束6根，全梁配5束。

普通钢筋采用HRB335钢筋；吊环采用R235钢筋。

按后法采用TD 双作用千斤顶两端同时拉施工工艺制作主梁，采用径70mm 、外径77mm 的预埋波纹管和锚具;主梁安装就位后现浇60cm 宽的湿接缝。最后施工混凝土桥面铺装层。

3.1.5设计依据