通幽橋畢業(yè)設(shè)計(jì)橋梁畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)題 目： 通幽橋畢業(yè)設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 土木工程學(xué)院 專 業(yè)： 土木工程 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 011409125 指導(dǎo)老師： 完成時(shí)間： 2013年05月30日 i摘 要根據(jù)橋址處的具體情況，并結(jié)合設(shè)計(jì)要求，擬定出三個(gè)比選方案。分別是預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋、鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁橋、鋼筋混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋。根據(jù)安全、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀的原則確定鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁橋?yàn)橥扑]方案，橋梁總長(zhǎng)93m。主梁采用t形截面。施工方法采用滿堂支架施工法。計(jì)算結(jié)構(gòu)的恒載內(nèi)力，求得恒載內(nèi)力下結(jié)構(gòu)的彎矩圖及剪力圖；計(jì)算各控制截面內(nèi)力影響線，并按最不利情況進(jìn)行加載，求得活載作用下內(nèi)力包絡(luò)圖。定義基礎(chǔ)沉降組，按最不利組合求

2、得基礎(chǔ)沉降引起的內(nèi)力。施加溫度荷載，求得溫度荷載下內(nèi)力。并進(jìn)行荷載組合，根據(jù)各控制截面內(nèi)力進(jìn)行了估束和配筋計(jì)算，并對(duì)梁體進(jìn)行具體的鋼筋布置。最后，對(duì)各控制截面進(jìn)行了強(qiáng)度、抗裂性、應(yīng)力和變形驗(yàn)算。關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土；簡(jiǎn)支梁橋；荷載組合 101 abstractaccording to the specific situation at the bridge site, combined with the design requirements, to work out more than three alternatives. are continuous prestressed concret

3、e beam bridge, bridge of reinforced concre beams reinforced concrete continuous rigid frame bridge. according to security, application, economic, aesthetic principles of prestressed concrete continuous beam bridge to determine the recommended program bridge length 93m . girder with t-shaped cross se

4、ction. construction methods using full framing construction method. computing structure dead load internal force, internal force of dead load is obtained under the structure of the bending moment diagram and shear force diagram; control section internal force influence line is calculated, and accord

5、ing to the most unfavorable situation to load, internal force envelope diagram under the influence of live load are obtained. definition of foundation settlement group, according to the obtained the most unfavorable combination internal forces caused by foundation settlement. the internal force unde

6、r temperature load, temperature load is obtained. and load combination, according to each control cross section internal force of the estimation and reinforcement calculation, beam and the beam body concrete reinforcement layout. finally, to each control cross section strength, crack resistance, str

7、ess and deformation calculation.keywords: the reinforced concrete ; simply supported girder ; load combinationiii1 橋梁建筑設(shè)計(jì)11.1橋梁平面設(shè)計(jì)11.2橋梁縱斷面設(shè)計(jì)11.2.1橋梁總跨徑的確定21.2.2橋梁的分孔21.2.3橋梁標(biāo)高、橋上縱坡及基礎(chǔ)埋深的確定21.3橋梁橫斷面設(shè)計(jì)31.4橋梁上部及下部設(shè)計(jì)31.4.1上部結(jié)構(gòu)31.4.2人行道設(shè)計(jì)41.4.3支座設(shè)計(jì)41.4.4橋墩設(shè)計(jì)41.4.5 橋臺(tái)設(shè)計(jì)52 基本設(shè)計(jì)資料72.1 跨度和橋面寬度72.2技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)72.3主

8、要材料72.4設(shè)計(jì)依據(jù)72.5結(jié)構(gòu)布置72.6構(gòu)造形式及截面尺寸82.7參考資料83 主梁設(shè)計(jì)103.1主梁的荷載橫向分布系數(shù)103.1.1跨中荷載橫向分布系數(shù)（按g-m法）103.1.2主梁的抗彎及抗扭慣矩ix和itx103.1.3計(jì)算抗扭修正系數(shù)123.1.4按修正的剛性橫梁法計(jì)算橫向影響線豎坐標(biāo)值123.1.5計(jì)算跨中荷載橫向分布系數(shù)133.2支點(diǎn)處橫向分布系數(shù)計(jì)算143.3恒載內(nèi)力153.4可變作用效應(yīng)171013.4.1公路級(jí)荷載沖擊系數(shù)計(jì)算173.4.2 公路-級(jí)均布荷載、集中荷載及其影響線面積計(jì)算183.4.3可變作用彎矩效應(yīng)193.5荷載組合203.6可變作用的剪力效應(yīng)計(jì)算21

9、3.6.1跨中截面剪力v1/2的計(jì)算213.6.2支點(diǎn)處截面剪力vo的計(jì)算213.6.3梁端剪力效應(yīng)計(jì)算223.7持久狀況承載能力極限狀態(tài)下截面設(shè)計(jì)、配筋與驗(yàn)算243.7.1配置主梁受力鋼筋243.7.2配置主梁受力鋼筋驗(yàn)263.8持久狀況截面承載能力極限狀態(tài)計(jì)算263.9斜截面抗剪承載力計(jì)算273.9.1斜截面配筋的計(jì)算圖式283.9.2各排彎起鋼筋的計(jì)算293.9.3主筋彎起后持久狀況承載能力極限狀態(tài)正截面承載力驗(yàn)算303.10箍筋設(shè)計(jì)313.11斜截面抗剪承載力驗(yàn)算323.11.1斜截面抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算位置為323.11.2斜截面抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算333.12持久狀況斜截面抗彎極限承載能力驗(yàn)算37

10、3.13持久狀況正常使用極限狀態(tài)下裂縫寬度驗(yàn)算373.14持久狀況正常使用極限狀態(tài)下的撓度驗(yàn)算384 橫隔梁設(shè)計(jì)424.1 確定橫隔梁的形式及尺寸424.2 橫隔梁的配筋計(jì)算424.2.1確定作用在跨中橫隔梁上的可變作用424.2.2跨中橫隔梁受力影響線的面積424.3 跨中橫隔梁的作用影響線計(jì)算434.3.1彎矩影響線43v4.3.2剪力影響線444.4 截面作用效應(yīng)計(jì)算464.5橫隔梁截面配筋與驗(yàn)算484.5.1正彎矩配筋484.5.2負(fù)彎矩平配筋504.5.3抗剪計(jì)算與配筋設(shè)計(jì)515 行車道板的計(jì)算545.1 永久荷載效應(yīng)計(jì)算545.2恒載及其內(nèi)力545.2.1 每延米板上的恒載g545

11、.2.2 永久荷載效應(yīng)計(jì)算545.2.3 可變荷載效應(yīng)545.3 截面設(shè)計(jì)與配筋及驗(yàn)算566 支座設(shè)計(jì)586.1 選定支座的平面尺寸586.2 確定支座厚度596.3 驗(yàn)算支座的偏轉(zhuǎn)607下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)資料627.1 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及上部構(gòu)造627.2 材料627.3 橋墩尺寸627.4設(shè)計(jì)依據(jù)628蓋梁設(shè)計(jì)638.1荷載計(jì)算638.1.1上部結(jié)構(gòu)永久作638.1.2 蓋梁自重及作用效應(yīng)計(jì)算638.1.3可變作用計(jì)算648.2 可變恒載橫向分布后各梁支點(diǎn)反力698.3各梁永久恒載、可變荷載反力組合718.4 雙柱反力計(jì)算711018.5 內(nèi)力計(jì)算738.5.1恒載加活載作用下各截面的內(nèi)力計(jì)算圖式738

12、.5.2彎矩計(jì)算738.5.3相應(yīng)于最大彎矩時(shí)的剪力計(jì)算748.6蓋梁內(nèi)力匯總（表）768.7 截面配筋設(shè)計(jì)和承載力校核768.7.1 正截面抗彎承載力驗(yàn)算768.7.2 斜截面抗剪承載力驗(yàn)算808.7.3全梁承載力校核839 橋墩墩柱設(shè)計(jì)859.1 荷載計(jì)算859.1.1恒載計(jì)算859.1.2 汽車荷載計(jì)算859.1.3 雙柱反力橫向分布計(jì)算869.2 荷載組合879.3 截面配筋計(jì)算及應(yīng)力驗(yàn)算889.3.1 作用于墩柱頂?shù)耐饬?89.3.2 作用于墩柱底的外力899.3.3 截面配筋計(jì)算9010 鉆孔灌注樁設(shè)計(jì)9210.1 荷載計(jì)算9210.2 樁長(zhǎng)的計(jì)算9310.3 樁的內(nèi)力計(jì)算（m法）

13、9410.4樁身截面配筋與強(qiáng)度驗(yàn)算9710.5 樁頂縱向水平位移驗(yàn)算9810.5.1 樁在地面處的水平位移和轉(zhuǎn)角驗(yàn)算9810.5.2 樁頂縱向水平位移驗(yàn)算（見(jiàn)圖44）99致謝101參考文獻(xiàn)102vii1 橋梁建筑設(shè)計(jì)1.1橋梁平面設(shè)計(jì)在橋梁的平面設(shè)計(jì)中，一般要求橋梁及橋頭引道的線形應(yīng)與路線的布設(shè)保持平順，使車輛能平穩(wěn)地通過(guò)，且各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合線路布設(shè)的規(guī)定。在本橋的設(shè)計(jì)中，橋梁與原有道路連接，連接處設(shè)置u形伸縮縫，保證與原有線路平順過(guò)渡。根據(jù)原有道路的地形，本橋采用0.4%的橋面縱坡。橋面平面布置圖如圖1所示。圖1-1 通幽橋平面布置圖1.2橋梁縱斷面設(shè)計(jì)橋梁縱斷面設(shè)計(jì)包括確定橋梁總跨徑、橋

14、梁分孔、橋梁標(biāo)高、橋上和橋頭引道縱坡以及基礎(chǔ)埋深等內(nèi)容。橋梁總立面圖如圖2所示。圖1-2 通幽橋橋縱斷面圖1.2.1橋梁總跨徑的確定在橋梁總跨徑的設(shè)計(jì)中，根據(jù)下部橋梁的橋?qū)捄腿肆髁?，同時(shí)考慮橋上行車來(lái)確定橋臺(tái)位置，總的來(lái)說(shuō)，橋梁的總跨徑應(yīng)根據(jù)具體情況經(jīng)過(guò)全面分析后加以確定。在本橋的設(shè)計(jì)中，考慮到橋下唐河的寬度，綜合經(jīng)濟(jì)因素，確定本橋總跨徑為80m。1.2.2橋梁的分孔橋梁的總跨徑確定后，還需進(jìn)一步進(jìn)行分孔布置。在橋梁分孔設(shè)計(jì)中，一座橋梁應(yīng)當(dāng)分成幾孔，各孔的跨徑應(yīng)當(dāng)多大，有幾個(gè)橋墩，這要根據(jù)地形、地質(zhì)、橋下行車要求以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)和美觀條件加以確定。在本橋的設(shè)計(jì)中，考慮橋下河道寬度同時(shí)綜合經(jīng)濟(jì)因素，

15、對(duì)不同跨徑布置進(jìn)行粗略的方案比較，該橋分為4孔，單孔跨徑為16m。1.2.3橋梁標(biāo)高、橋上縱坡及基礎(chǔ)埋深的確定在橋梁縱斷面設(shè)計(jì)中，橋面標(biāo)高設(shè)計(jì)主要考慮三個(gè)因素：路線縱斷面設(shè)計(jì)要求，本橋設(shè)計(jì)為公路橋梁，不需要考慮航道要求、排洪要求。對(duì)于中小型橋梁，橋面標(biāo)高一般由路線斷面的設(shè)計(jì)要求來(lái)確定。本橋設(shè)計(jì)過(guò)程中，考慮橋梁線路縱斷面設(shè)計(jì)要求，確定橋面標(biāo)高為5.754m。橋梁標(biāo)高確定后，就可以根據(jù)兩端橋頭的地形要求來(lái)設(shè)計(jì)橋梁的縱斷面線形。根據(jù)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（jtg b012003）的規(guī)定，公路橋梁的橋上縱坡不宜大于5%；橋上縱坡和橋頭引道縱坡均不得大于3%，橋頭兩端引道線形應(yīng)與橋上線形相匹配。本橋設(shè)計(jì)中，橋

16、梁縱坡設(shè)置為0.4%，滿足設(shè)計(jì)要求。橋頭兩端引線和橋上線形以直線連接，使得線形匹配，路線平順。基礎(chǔ)埋深主要考慮地基的地質(zhì)條件、橋上荷載等內(nèi)容確定，根據(jù)地理位置、地理?xiàng)l件等因素，本橋采用樁基礎(chǔ)，考慮到鉆孔灌注樁在施工過(guò)程中無(wú)擠土，可以減少或避免捶打的噪音，所以采用鉆孔灌注樁。根據(jù)設(shè)計(jì)資料加以計(jì)算，確定樁基礎(chǔ)埋深為22.70m。1.3橋梁橫斷面設(shè)計(jì)橋梁橫斷面設(shè)計(jì)包括橋面寬度、橋跨結(jié)構(gòu)橫斷面布置等。橋面寬度的設(shè)計(jì)取決于行車和行人的交通需要。橋面凈寬包括行車道、非機(jī)動(dòng)車道和人行道的寬度。其中，為滿足行車要求，行車道為雙向二車道，寬度為：24.25=8.5m；人行道寬度： 21.0=2.0m。橋面總寬度

17、為：24.25+21.00+0.5=11m。本橋采用5片t形梁，t形梁的翼緣構(gòu)成橋梁的行車道板，主梁之間設(shè)置橫隔梁，保證橋梁結(jié)構(gòu)的整體剛度。同時(shí)為了滿足橋面排水要求，從橋面中央傾向兩側(cè)1.5%的橫向坡度。橋梁橫斷面圖如圖3所示。圖1-3 通幽橋橫斷面圖1.4橋梁上部及下部設(shè)計(jì)1.4.1上部結(jié)構(gòu)在本橋設(shè)計(jì)中，根據(jù)橋址、地質(zhì)條件、使用要求、交通發(fā)展和城市發(fā)展要求，按照公路橋梁設(shè)計(jì)中應(yīng)遵循的“適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀”原則，本橋主梁采用16m鋼筋混凝土簡(jiǎn)支t形梁，每跨5片，沿主梁縱向布置5根橫隔梁，斷面布置圖如圖4所示。 圖1-4 橋梁橫斷面布置圖1.4.2人行道設(shè)計(jì)本橋位于公路主干路，故應(yīng)設(shè)置人行道

18、。人行道一般高出行車道行車道0.250.35m。在人行道內(nèi)邊緣設(shè)有緣石，對(duì)人行道上的行人起保護(hù)作用，緣石用專門的石材。本橋的人行道高出行車道0.25m。為使施工方便，提高效率，人行道采用預(yù)制形式。1.4.3支座設(shè)計(jì)支座架設(shè)于墩臺(tái)上，是位于橋梁上部結(jié)構(gòu)之間的傳力裝置。其作用是傳遞上部結(jié)構(gòu)的支承反力（包括恒載和活荷載引起的豎向力和水平力）；保證結(jié)構(gòu)在荷載、溫度變化、混凝土收縮和徐變等因素作用下發(fā)生一定的變形，使上部結(jié)構(gòu)可自由變形而不產(chǎn)生額外的附加內(nèi)力。由于板式橡膠具有足夠的豎向剛度、構(gòu)造簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、無(wú)需養(yǎng)護(hù)、易于更換。介于板式橡膠支座的優(yōu)點(diǎn)，本橋采用板式橡膠支座。板式橡膠支座圖如圖6所示。圖1

19、-5 板式橡膠支座圖1.4.4橋墩設(shè)計(jì)橋墩是橋梁的主要組成部分，它是由蓋梁、墩身和基礎(chǔ)組成的。本橋梁采用的橋墩采用為雙柱式。其優(yōu)點(diǎn)是外形美觀、圬工體積小、重量輕，特別適用于橋梁寬度較大的公路橋梁。橋墩布置圖如圖7所示。圖1-6 橋墩布置圖1.4.5 橋臺(tái)設(shè)計(jì)本橋采用重力式橋臺(tái)，具體尺寸如圖所示圖1-7 橋臺(tái)布置圖2 基本設(shè)計(jì)資料2.1 跨度和橋面寬度（1）標(biāo)準(zhǔn)跨徑：16m（墩中心距）。（2）計(jì)算跨徑：15.5m。（3）主梁全長(zhǎng)：15.96m。（4）橋面寬度（橋面凈空）：橫向布置為 凈1.0m（人行道）+4.25m（行車道）0.5m（分隔欄桿）+4.25m（行車道）+1.0m（人行道）2.2技術(shù)

20、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)荷載：公路ii級(jí)，人行道和欄桿自重線密度按照單側(cè)6kn/m計(jì)算，人群荷載為3.0kn/。環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)：i類環(huán)境。設(shè)計(jì)安全等級(jí)：二級(jí)。2.3主要材料（1） 混凝土：混凝土簡(jiǎn)支t形梁及橫梁采用c50混凝土；橋面鋪裝上層采用0.03m瀝青混凝土，下層為厚0.060.13m的c30混凝土，瀝青混凝土重度按23kn/計(jì)，混凝土重度按25kn/計(jì)。（2）剛材：采用r235鋼筋、hrb335鋼筋，直徑12mm采用hrb335級(jí)鋼筋，直徑12mm采用hpb235級(jí)熱軋光面鋼筋2.4設(shè)計(jì)依據(jù)（1）公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范 （jtgd60-2004）（2）公路鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（jtgd62-20

21、04）（3）橋梁工程 （4）橋梁工程設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用2.5結(jié)構(gòu)布置(1)主梁高：以往的經(jīng)濟(jì)分析表明鋼筋混凝土t形簡(jiǎn)支梁高跨比的經(jīng)濟(jì)范圍大約在之間，本橋取，則梁高取1.5m.(2)主梁間距：裝配式鋼筋混凝土t形簡(jiǎn)支梁的主梁間距一般選在1.62.2之間，本橋選用1.8m(3)主梁梁肋寬：為保證主梁抗剪需要，梁肋受壓時(shí)的穩(wěn)定，以及混凝土的振搗質(zhì)量，通常梁肋寬度為15cm18cm，鑒于本橋跨度16m按較大取18cm(4)翼緣板尺寸：由于橋面寬度是給定的，主梁間距確定后，翼緣板寬即可得到邊跨取1.950m、中跨去2.1m。因?yàn)橐砭壈逋瑫r(shí)又是橋面板,根據(jù)受力特點(diǎn),一般設(shè)計(jì)通常取不小于主梁高的,本設(shè)計(jì)取平均值為15cm。(5)橫隔梁：為增強(qiáng)橋面系的橫向剛度，本橋除支座處設(shè)置端橫隔梁外，在跨中等間距布置三根中間橫隔梁，間距4385m，梁高一般為主梁高的左右，取1.15mm，厚度取1216之間，本設(shè)計(jì)橫隔梁下為16cm，上緣18cm(6)橋面鋪裝：采用3cm厚的瀝青混凝土面層，0.060.13m的c30混凝土。2.6構(gòu)造形