橋梁工程畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）知遇橋兩階段施工圖設(shè)計(jì)

1、目 錄摘要.iabstract.ii第 1 章 緒論.11.1 選題的目的及意義.11.2 國(guó)內(nèi)外研究狀況.11.3 工程概況.21.4 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)依據(jù).21.4.1 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn).21.4.2 設(shè)計(jì)依據(jù).21.5 結(jié)構(gòu)形式.21.6 主要材料規(guī)格.21.7 施工要點(diǎn).31.7.1 上部結(jié)構(gòu)施工要點(diǎn).31.7.2 下部結(jié)構(gòu)施工要點(diǎn).4第 2 章 水文計(jì)算.52.1 水面寬度及過水面積的計(jì)算.52.2 流量及流速的計(jì)算.62.3 橋孔長(zhǎng)度計(jì)算.72.3.1 橋孔長(zhǎng)度的確定.72.3.2 橋墩中心樁號(hào)的確定.72.4 橋面中心最低標(biāo)高的確定.72.5 橋梁沖刷計(jì)算.72.5.1 一般沖刷深度計(jì)算.

2、82.5.2 局部沖刷深度計(jì)算.102.6 本章小結(jié).11第 3 章 上部結(jié)構(gòu)一般設(shè)計(jì).123.1 設(shè)計(jì)資料及構(gòu)造布置.123.1.1 設(shè)計(jì)資料.123.1.2 橫截面布置.123.1.3 主梁主要截面幾何特性計(jì)算.133.2 主梁內(nèi)力計(jì)算.163.2.1 恒載內(nèi)力計(jì)算.163.2.2 活載內(nèi)力計(jì)算.183.2.3 主梁內(nèi)力組合.333.3 配筋計(jì)算.353.3.1 預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量的確定及布置.353.3.2 普通鋼筋數(shù)量的確定及布置.383.4 各階段截面幾何性質(zhì)計(jì)算.383.5 截面承載能力極限狀態(tài)計(jì)算.403.5.1 跨中截面正截面承載力計(jì)算.403.5.2 斜截面抗剪承載力計(jì)算.413

3、.6 預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算.443.6.1 鋼束應(yīng)力損失.443.6.2 預(yù)應(yīng)力損失值組合.503.7 正常使用極限狀態(tài)計(jì)算.503.7.1 抗裂性驗(yàn)算.503.7.2 變形計(jì)算.543.8 持久狀況的主應(yīng)力驗(yàn)算.563.8.1 跨中截面混凝土法向正應(yīng)力驗(yàn)算.563.8.2 跨中截面預(yù)應(yīng)力鋼筋拉應(yīng)力驗(yàn)算.573.8.3 斜截面主應(yīng)力驗(yàn)算.573.9 短暫狀態(tài)應(yīng)力驗(yàn)算.593.10 本章小結(jié).59第 4 章 下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).604.1 橋梁墩臺(tái)尺寸擬定.604.1.1 蓋梁頂端標(biāo)高的確定.604.1.2 承臺(tái)標(biāo)高的確定.604.2 承臺(tái)底面形心荷載計(jì)算.614.2.1 3 號(hào)墩恒載計(jì)算.614.2.2

4、3 號(hào)墩汽車荷載支反力計(jì)算.624.2.3 3 號(hào)墩制動(dòng)力計(jì)算.624.2.4 3 號(hào)墩承臺(tái)底面形心恒載匯總.624.3 樁頂荷載計(jì)算.624.3.1 樁的計(jì)算寬度1b的確定.624.3.2 樁的變形系數(shù)的確定.634.3.3 樁頂剛度系數(shù)14的計(jì)算.634.3.4 承臺(tái)底面形心位移0a、0b、0的計(jì)算.644.3.5 樁頂荷載ip、iq、iw 的計(jì)算.654.4 樁長(zhǎng)計(jì)算.654.5 本章小結(jié).67第 5 章 施工方法.685.1 橋梁的基礎(chǔ)施工.685.1.1 施工步驟.685.1.2 施工工藝.685.1.3 注意事項(xiàng).685.2 橋梁墩臺(tái)的施工.695.3 裝配式 t 梁的預(yù)制.695

5、.3.1 預(yù)應(yīng)力筋的制備.695.3.2 預(yù)應(yīng)力筋的張拉.695.3.3 孔道壓漿.705.4 預(yù)應(yīng)力混凝土梁的運(yùn)輸和安裝.705.4.1 預(yù)應(yīng)力混凝土梁的運(yùn)輸.705.4.2 預(yù)應(yīng)力混凝土梁的安裝.705.5 橋面系施工.715.5.1 橋面鋪裝施工.715.5.2 護(hù)欄施工.715.5.3 伸縮縫和泄水管.715.6 本章小結(jié).71結(jié)論.72參考文獻(xiàn).73致謝.74摘要本設(shè)計(jì)為知遇橋兩階段施工圖設(shè)計(jì)，所涉及的橋梁位于黑龍江省西部齊齊哈爾市境內(nèi)，跨越烏裕爾河支流流域，連接著扎龍與二龍山。橋梁全長(zhǎng) 192.94m，橋面凈空值為 2（12.5+20.5)m，公路等級(jí)為一級(jí)，設(shè)計(jì)荷載為公路級(jí)。橋梁

6、上部結(jié)構(gòu)采用36.5m 裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支 t 梁，下部結(jié)構(gòu)采用雙柱式橋墩，肋板式橋臺(tái)，基礎(chǔ)采用樁基礎(chǔ)。本設(shè)計(jì)包括四大部分:第一部分為水文計(jì)算，包括確定橋面中心最低標(biāo)高，橋孔最小計(jì)算凈長(zhǎng)，橋梁分孔各墩臺(tái)的中心樁號(hào)及沖刷計(jì)算；第二部分為上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括截面尺寸擬定，主梁內(nèi)力計(jì)算及組合，預(yù)應(yīng)力鋼束的估算及布置，預(yù)應(yīng)力損失及校核；第三部分為下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括墩臺(tái)尺寸的擬定，樁長(zhǎng)的計(jì)算及驗(yàn)算；第四部分為施工方案的設(shè)計(jì)與選擇。本設(shè)計(jì)經(jīng)過驗(yàn)算，均滿足要求，施工工藝合理，設(shè)計(jì)可行。關(guān)鍵詞： 預(yù)應(yīng)力混凝土；簡(jiǎn)支 t 梁；雙柱式橋墩；肋板式橋臺(tái)；樁基礎(chǔ)abstractthe design for the

7、two stages zhiyu bridge construction drawing design, bridge length 182.5 m. the bridge structure 36.5 m fabricated prestressed concrete simply-supported t beam, bridge for 2（12.5+20.5) meter benches, the highway grade 1, the truck load of this design is load class-1. the double column type pier, rib

8、bed plate type abutment, pile foundation.this design includes four parts, the first part for hydrological computation, including determine the lowest elevation, qiaokong deck center, bridge calculating minimum net each pier hole of the center portion, and scouring calculation; the second part is the

9、 upper structure design, including the section size, the main force calculation and combination of prestressing tendons, estimating and arrangement, the loss of prestress and check; the third part is the bottom structure design, including the abutment size, length of calculation and checking; the fo

10、urth part of the design and construction scheme.after checking the design, construction technology, the reasonable requirements, design is feasible.keywords: the prestressed concrete; simply-supported t beam; double column type pier; pile foundation第 1 章 緒 論1.1 選題的目的及意義本設(shè)計(jì)所涉及的橋梁知遇橋位于黑龍江省西部齊齊哈爾市境內(nèi)，跨越

11、烏裕爾河支流，連接扎龍與二龍山。氣候?qū)僦袦貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候，四季分明，冬長(zhǎng)夏短。年降水 428 毫米，1 月均溫25.7，7 月均溫 22.8，年平均氣溫 3.1。設(shè)計(jì)等級(jí)為公路一級(jí)。該橋的建設(shè)，為我省村村通工程的統(tǒng)一部署。將使當(dāng)?shù)氐慕煌ǜ臃奖憧旖?，有利于兩岸的?jīng)濟(jì)、文化等方面的交流，給當(dāng)?shù)匾约爸苓呡椛涞貐^(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活帶來極大的便利，對(duì)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、改善人民群眾物質(zhì)和文化生活起到積極作用。通過該橋梁設(shè)計(jì)，使我能夠正確分析現(xiàn)有的橋位水文、地質(zhì)、氣候等自然條件，根據(jù)道路等級(jí)、荷載等級(jí)、橋面凈寬、航道等級(jí)等設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1，結(jié)合施工隊(duì)伍技術(shù)力量和設(shè)備條件，獨(dú)立查閱、應(yīng)用中外文獻(xiàn)資料，正確使用

12、公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，熟練繪制橋梁施工圖并撰寫設(shè)計(jì)說明書，從而達(dá)到獨(dú)立完成一般橋梁設(shè)計(jì)的目的。1.2 國(guó)內(nèi)外研究狀況現(xiàn)代橋梁發(fā)展歷史悠久，從 18 世紀(jì)后期算起已經(jīng)歷了 200 余年。隨著橋梁所用材料的不斷進(jìn)步,跨度從不足百米到逼近 2000m1。從我國(guó)已建成的預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁來看,大多都采用 c40、c50 混凝土,進(jìn)而采用減水劑等添加劑制備塑性混凝土,并發(fā)展了泵送混凝土工藝2。隨著橋梁跨度的增加,為減少橋梁結(jié)構(gòu)的自重,混凝土逐漸向高強(qiáng)，輕質(zhì)方向發(fā)展。日本早在 70 年代采用 c80 混凝土修建了幾座單孔跨徑為45m 的簡(jiǎn)支預(yù)應(yīng)力混凝土鐵路橋,后來德國(guó)在主跨為 136m 的富林格爾橋

13、上采用了輕質(zhì)混凝土。國(guó)外目前在高強(qiáng)，輕質(zhì)混凝土方面已經(jīng)有所成就。如孟買的第二勃溪大橋,是一座主跨為 114.7m 的雙塔雙索面預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋3。由孟買國(guó)家大橋試驗(yàn)中心研制成功的 c60 微硅粉高強(qiáng)混凝土首次在該橋主梁澆注使用。作為混凝土的改性材料,微硅粉高強(qiáng)混凝土具有易澆注，整體密實(shí)，長(zhǎng)期穩(wěn)定及強(qiáng)度高等特點(diǎn),可提高建筑的內(nèi)在質(zhì)量,在橋梁建筑市場(chǎng)上具有極大的推廣應(yīng)用價(jià)值。為適應(yīng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,緩解交通問題給人們生產(chǎn)生活帶來的不便,預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍將更加廣闊,因此我們應(yīng)加強(qiáng)提高預(yù)應(yīng)力技術(shù)水平的科研工作。和發(fā)達(dá)國(guó)家相比,我們預(yù)應(yīng)力混凝土工程的研究相對(duì)落后。憑借我們已有的強(qiáng)大隊(duì)伍,和一些

14、單位在預(yù)應(yīng)力技術(shù)推廣應(yīng)用中的創(chuàng)收實(shí)力完全可以承擔(dān)和完成這項(xiàng)重要的科研任務(wù)。同時(shí),設(shè)計(jì)和施工的分離也是影響我國(guó)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)迅速發(fā)展的因素之一。簡(jiǎn)支梁橋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，且對(duì)地基承載力的要求也不高，是目前公路上應(yīng)用最廣泛的橋型之一4。因此有必要成立大型強(qiáng)而有力的預(yù)應(yīng)力混凝土工程公司,承擔(dān)重大預(yù)應(yīng)力混凝土工程,并擔(dān)負(fù)新技術(shù)開發(fā)研究,并做好與設(shè)計(jì)和施工之間的聯(lián)系,以提高我國(guó)的預(yù)應(yīng)力技術(shù)水平。1.3 工程概況橋位河段為烏裕爾河支流，地處松嫩平原西部，地域平坦遼闊。橋位附近河道順直，河床穩(wěn)定。河床土質(zhì)自上而下依次為黏性土、砂夾黏土、粗砂、密實(shí)黏性土，河床比降 0.16。本橋梁上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土

15、簡(jiǎn)支 t 梁，下部結(jié)構(gòu)采用雙柱式橋墩，肋板式橋臺(tái)，基礎(chǔ)采用樁基礎(chǔ)。1.4 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)依據(jù)1.4.1 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（1） 公路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范 （jtg c30-2002）（2） 公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范 (jtg d60-2004)（3） 公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范 （jtj d62-2004）（4） 公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 （jtgd 63-2007）（5） 公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范 （jtj041-2000）（6）公路橋涵現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)圖1.4.2 設(shè)計(jì)依據(jù)橋面凈空：2（12.5+20.5) m設(shè)計(jì)荷載：公路級(jí)設(shè)計(jì)水位：h=157.0m1.5 結(jié)構(gòu)形式上部結(jié)構(gòu)采用裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土

16、簡(jiǎn)支 t 梁。下部采用雙柱式橋墩，肋板式橋臺(tái)，樁基礎(chǔ)。1.6 主要材料規(guī)格主要材料規(guī)格見表 1.1 所示5。表 1.1 材料規(guī)格表名稱類型（等級(jí)）項(xiàng)目取值抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值=32.4mpackf抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=22.4mpacdf抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值=2.65mpatkf抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=1.83mpatdfc50彈性模量=3.45mpace410抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值=26.8mpackf抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=18.4mpacdf抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值=2.40mpatkf抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=1.65mpatdf混凝土c40彈性模量=3.25mpace410抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值=335mpaskf抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=280mpasdfhr

17、b335彈性模量=2.0mpase510抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值=400mpaskf抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=330mpasdf非預(yù)應(yīng)力鋼筋hrb400彈性模量=2.0mpase510抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值=1860mpapkf抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=1260mpapdf預(yù)應(yīng)力鋼絞線2 .15j彈性模量=1.95mpace5101.7 施工要點(diǎn)1.7.1 上部結(jié)構(gòu)施工要點(diǎn)上部結(jié)構(gòu)施工要點(diǎn)主要體現(xiàn)在主梁預(yù)應(yīng)力鋼束的張拉和預(yù)應(yīng)力混凝土梁的裝配兩個(gè)方面，其中主梁預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)問題：（1）張拉應(yīng)力的控制，控制好初張拉的應(yīng)力，其值不得大于鋼絞線抗拉強(qiáng)度的75%。（2）張拉順序必須合理，防止梁體由于不當(dāng)受彎而開裂。（3）張拉系統(tǒng)

18、使用前應(yīng)進(jìn)行標(biāo)定。（4）張拉前應(yīng)檢查張拉系統(tǒng)安全可靠，張拉時(shí)應(yīng)有安全措施，張拉千斤頂后嚴(yán)禁站人。預(yù)應(yīng)力混凝土梁在裝配時(shí)應(yīng)注意合理選擇混凝土梁的架設(shè)方法，根據(jù)本設(shè)計(jì)所涉及的河床情況及水文特征選用跨墩門式吊車架橋。1.7.2 下部結(jié)構(gòu)施工要點(diǎn)下部結(jié)構(gòu)施工要點(diǎn)主要體現(xiàn)在鉆孔灌注樁基礎(chǔ)的施工，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工時(shí)應(yīng)注意：（1）設(shè)置護(hù)筒，防止孔壁坍塌。（2）制備泥漿，泥漿稠度應(yīng)根據(jù)地層變化或操作要求靈活掌握，泥漿不易太稀和太稠。（3）混凝土灌注必須連續(xù)作業(yè)，一氣呵成，灌注過程中隨時(shí)測(cè)量和記錄孔內(nèi)混凝土標(biāo)高和導(dǎo)管入孔長(zhǎng)度，提管時(shí)保證導(dǎo)管埋入混凝土 35m 的深度。（4）灌注樁頂標(biāo)高應(yīng)比設(shè)計(jì)值預(yù)加一定的高度

19、，此范圍浮漿混凝土應(yīng)鑿除。（5）水下混凝土強(qiáng)度應(yīng)不低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度。第 2 章 水文計(jì)算2.1 水面寬度及過水面積的計(jì)算已知河床設(shè)計(jì)水位，河床橫斷面計(jì)算情況見表 2.1。157.0shm表 2.1 河床橫斷面計(jì)算表位 置樁號(hào)（m）河床標(biāo)高（m）水深（m）累計(jì)面積（）合計(jì)平均水深（m）水面寬度（m）濕周（m）過水面積（）288.415705.40.2521.621.615.4310156.50.523.7118.318.3318.3328.3155.51.596.151.7541.441.472.45左灘369.71552135.632.814.114.1939.482135.63m95.525mt

20、ztz383.8153.43.6271.354.3531.231.24135.72415151.95.1423.195.229.229.2151.84444.2151.75.3484.215.6510.810.8261.024551516659.595.7530.530.5175.38486.5151.55.5885.325.0544.744.7225.74531.2152.44.6952.973.320.520.6767.65河槽551.71552992.221.2531.431.4439.252856.59m198.573m0.025ccn583.1156.50.51002.510.352

21、9.429.410.29612.5156.80.21015.740.1588.288.213.23700.7156.90.11025.54右灘720.315700.519.619.69.8233.32m137.202mtyty2.2 流量及流速的計(jì)算由公式 （2.1）r （2.2）21321v =rin （2.3）qv式中：濕周； 粗糙系數(shù)，??；n140n 水力半徑；r 水力坡度，取 0.016%；i 過水面積。得：左灘： m135.631.4295.525tztztzr m/s213240 1.420.016%0.6392132tz1v =rin 135.63 0.63986.7tztztz

22、qv3m /s河槽：856.594.314m198.573cccr 213240 4.3140.016%1.34m/s2132c1v =rin3856.59 1.341148.54m /scccqv右灘：33.320.243m137.202tytytyr 213240 0.2430.016%0.197m/s2132ty1v =rin 333.32 0.1976.56m /stytytyqv綜上，全斷面設(shè)計(jì)流量31241.8m /sptzctyq =q +q +q 2.3 橋孔長(zhǎng)度計(jì)算2.3.1 橋孔長(zhǎng)度的確定橋孔長(zhǎng)度的計(jì)算根據(jù)我國(guó)公路橋梁最小橋孔凈長(zhǎng)度的計(jì)算公式（2.4）計(jì)算7jl。 （2.4

23、）3npjqccql = kbq式中：橋孔最小凈長(zhǎng)度；jlm設(shè)計(jì)流量；pq3m /s設(shè)計(jì)水位下，天然河槽流量；cq3m /s天然河槽寬度；cbm系數(shù)和指數(shù)8；查表得，。,3qk n0.84qk 30.90n 所以，0.901241.80.84182164.00m1148.543npjqccqlkbq2.3.2 橋墩中心樁號(hào)的確定前面已求得最小橋孔凈長(zhǎng)為 164m，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)跨徑為 36.5m,橋墩直徑擬定為1.8m，故橋梁孔數(shù) n 取孔。5n 則成橋后橋下凈長(zhǎng)：5 36.5 1.8 4175.3jjll 各橋臺(tái)中心樁號(hào)見表 2.2表 2.2 橋臺(tái)中心樁號(hào)表0 號(hào)臺(tái)1 號(hào)墩2 號(hào)墩3 號(hào)墩4 號(hào)墩

24、5 號(hào)臺(tái)k136+372.46405.7442.2478.7515.2548.442.4 橋面中心最低標(biāo)高的確定該河段為不通航河段，根據(jù)設(shè)計(jì)水位按公式（2.5）計(jì)算橋面高程。minh （2.5）minpjdhhhhh式中：設(shè)計(jì)水位；ph橋下凈空安全值，取 0.5m；jh 橋梁上部結(jié)構(gòu)建筑高度，包括橋面鋪，；dh2.40.182.58mdh壅水高度，取 h0.25mh所以，橋面中心最低標(biāo)高:min157.00.250.52.58160.33mh2.5 橋梁沖刷計(jì)算橋梁沖刷計(jì)算2.5.1 一般沖刷深度計(jì)算橋梁一般沖刷深度由公式（2.6）計(jì)算。ph （2.6）0.660.921.04()1cpdcm

25、ccqbqhahqb 式中：橋下一般沖刷后的最大水深（） ；phm橋下河槽部分通過的設(shè)計(jì)流量（） ；2q3m /s 當(dāng)橋下河槽能擴(kuò)寬至全橋時(shí)，；321241.8m /spqq天然狀態(tài)下河槽部分的設(shè)計(jì)流量（） ； cq3m /s天然河槽寬度；??；cb182mcb 橋長(zhǎng)范圍內(nèi)河槽寬度；cqb36.5 5182.5mcqb設(shè)計(jì)水位下，在寬度范圍內(nèi)，橋墩阻水總面積與橋下毛過水面積的比cqb值；1.80.4936.5bl橋墩水流側(cè)向壓縮系數(shù)，經(jīng)查表，由內(nèi)插可求得；0.98橋下河槽最大水深（）；cmhm6.0mcmh單寬流量集中系數(shù)；。da0.150.151821.332zdzbah所以，0.660.91

26、241.81821.04(1.33)6.09.0m1148.541 0.0490.98 182.5ph沖刷深度9.06.035mppcmhhh故不需要計(jì)算第二層土中的沖刷深度。下面按公式（2.7）進(jìn)行修正 （2.7）3553cm2dcjcq16hqabhephd式中：橋下河槽部分橋孔過水凈寬（m）,本橋橋下河槽能擴(kuò)寬至全橋，即為全cjb橋橋孔過水凈寬；橋下河槽平均水深（m） ；cqh；856.594.71m182ccqcwhb 與汛期含沙量有關(guān)的系數(shù)，查表得；e0.46e 一般沖刷計(jì)算層河槽泥沙平均粒徑，查表得。d2mmd 所以，33555533cm2dcjcq1166hq1241.86a1.

27、33bh0.981794.717.27me0.46 2phd沖刷深度7.276.01.275mppcmhhh綜上，最不利沖刷深度為 9m。2.5.2 局部沖刷深度計(jì)算河床泥沙起動(dòng)流速0.50.500.280.70.2820.70.46m/svd一般沖刷后墩前行進(jìn)流速20.340.10.1321.041dccmcccqcabhqvvqbh20.340.10.131.331241.818261.341.041148.540.981 0.049182.54.71.61m/s由于，采用公式（2.8）計(jì)算0vv （2.8）20.60.150210nbpvvhk kbhv式中：墩形系數(shù)，??；k1.0k河床

28、顆粒影響系數(shù)，；2k0.2422.20.00230.3750.443kdd橋墩寬，??；1b11.8mb 墩前泥沙起動(dòng)流速9（） ，；0vm/s0.5500.120.50.199m/svd指數(shù)，。2n0.23 0.19lg020.698dvnv所以0.6980.60.151.61 0.1991 0.443 1.8 91.916m0.46bh 下面按修正公式進(jìn)行計(jì)算河床泥沙起動(dòng)流速：0.50.1400.72100.0246332pphhvddd0.140.50.7291090.0246332 2220.789m/s 因?yàn)?，按公式?.9） 進(jìn)行修正0vv （2.9）10.60110000nbvvh

29、k k bvvvv式中：河床顆粒的影響系數(shù)，；1k10.450.15110.81.31kdd指數(shù)，；1n0.190.25010.816dvnv墩前泥沙始沖流速（） ，。0vm/s0.060010.4620.465m/sdvvb所以：0.8160.61.61 0.4651.0 1.31 1.80.7890.4650.7890.465bh1.692m去最不利1.916mbh 故橋墩的最低沖刷線高程。1579 1.916146.084mminspbhhhh 2.6 本章小結(jié)本章小結(jié)本章通過給定設(shè)計(jì)水位計(jì)算出河道流量、流速等水文要素，進(jìn)一步的計(jì)算出橋長(zhǎng)及橋面中心最低標(biāo)高，同時(shí)根據(jù)河床斷面圖確定出橋孔布

30、置方案。根據(jù)地質(zhì)水文條件計(jì)算出橋墩的一般沖刷、局部沖刷，從而確定橋墩的一般沖刷線和最大沖刷線；本章的內(nèi)容將作為以后設(shè)計(jì)工作的基礎(chǔ)，為第 4 章的下部設(shè)計(jì)提供了詳細(xì)的資料和數(shù)據(jù)。第 3 章 上部結(jié)構(gòu)一般設(shè)計(jì)3.1 設(shè)計(jì)資料及構(gòu)造布置3.1.1 設(shè)計(jì)資料1、橋梁跨徑及橋?qū)捯罁?jù)設(shè)計(jì)要求，橋面凈寬為m。212.52 0.5 依據(jù)水文計(jì)算結(jié)果，選擇上部結(jié)構(gòu)主要尺寸參數(shù)如下：標(biāo)準(zhǔn)跨徑：36.5m；計(jì)算跨徑：35.3m；主梁全長(zhǎng)：36.46m；主梁梁高：2.40m;2、設(shè)計(jì)荷載本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)荷載為公路級(jí)。3、材料及工藝混凝土：主梁采用 c50，欄桿及橋面鋪裝用 c40；預(yù)應(yīng)力鋼筋：公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土

31、橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范 （jtg d62-2004）的鋼絞線， =1860。15.27jpkfmpa按后張法施工工藝制作主梁，采用直徑 80mm 的預(yù)埋金屬波紋管制孔，選用夾片式錨具10。4、設(shè)計(jì)依據(jù)（1）交通部頒公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) （jtg b01-2003） ，簡(jiǎn)稱標(biāo)準(zhǔn) 。（2）交通部頒公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范 （jtgd60-2004）簡(jiǎn)稱橋規(guī) 。（3）交通部頒公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范 （jtg d62-2004） 。3.1.2 橫截面布置1、主梁間距與主梁片數(shù)本設(shè)計(jì)橋梁為分離式橋梁，單向橋?qū)挒?13.5m。橫向采用 6 片 t 梁，主梁間距為2250mm，具體橫截面布置見圖 3.1 所

32、示。2、橫截面沿跨長(zhǎng)的變化本設(shè)計(jì)主梁采用等高形式，橫截面的 t 梁翼板厚度和馬蹄沿跨長(zhǎng)不變，腹板從變化點(diǎn)處開始逐漸加寬，到支點(diǎn)處腹板加厚到與馬蹄同寬。圖 3.1 橫截面布置3.1.3 主梁主要截面幾何特性計(jì)算主梁跨中截面尺寸如圖 3.2 所示。圖 3.2 跨中截面尺寸將主梁跨中截面劃分五個(gè)規(guī)則的圖形小單元11，分別為翼緣板、三角承托、腹板、下三角和馬蹄，通過各小單元的幾何性質(zhì)計(jì)算確定出 t 梁截面幾何性質(zhì)。具體截面幾何特性指標(biāo)計(jì)算情況如表 3.1、表 3.2 所示。表 3.1 內(nèi)梁跨中截面幾何性質(zhì)計(jì)算表分塊名稱分塊面積ai 2cm分塊面積形心至上緣距離 yi 3cm分塊面積對(duì)上緣靜矩 si=a

33、iyi 3cm分塊面積的自身慣矩 ii 4cmdi=ys-yi cm分塊面積對(duì) 截面形心慣矩ix=aidi2 4cmi=ii+ix 4cm大毛截面翼緣板3280 8 2624069973.3381.821947267.222017240.53三角承托540 19 10260243070.82706825.62709255.6腹板4400110 48400017746666.7-20.2179537619542042.67下三角400213.3 853208888.89-123.561009006109788.89馬蹄1200230 27600040000-140.223587248236272

34、489820881820 74005575.69i 小毛截面翼緣板24008192005120089.851937525419426454三角承托54019 10260243078.853357354.153359784.15腹板440011048400017746666.67-12.15649539 18396205.67下三角400213.3853208888.89-115.4553314815340369.89馬蹄120023027600040000-132.152095634720996347894087478067519160.71i 注：矩形：；三角形：123bhii363bhii

35、 大毛截面，小毛截面 89.8cmisisya97.85cmsy 內(nèi)梁跨中大毛截面驗(yàn)算：上核心距：；74005575.6950.174cm982024089.8sixika y下核心距：74005575.6983.922cm9820 89.8sixika y截面效率指標(biāo)50.17483.9220.5587240sxkkh內(nèi)梁跨中小毛截面驗(yàn)算：上核心距：；67519160.7153.13cm894024097.85sixika y下核心距：67519160.7177.18cm8940 97.85sixika y截面效率指標(biāo)53.1377.180.543240sxkkh由于截面效率指標(biāo)在 0.55

36、 左右，符合要求，故截面擬定合格12。表 3.2 邊梁跨中截面幾何性質(zhì)計(jì)算表分塊名稱分塊面積ai 2cm分塊面積形心至上緣距離 yi 3cm分塊面積對(duì)上緣靜矩 si=aiyi 3cm分塊面積的自身慣矩 ii 4cmdi=ys-yi cm分塊面積對(duì) 截面形心慣矩ix=aidi2 4cmi=ii+ix 4cm大毛截面翼緣板3280 8 2624069973.3381.821947267.222017240.53三角承托540 19 10260243070.82706825.62709255.6腹板4400110 48400017746666.7-20.2179537619542042.67下三角4

37、00213.3 853208888.89-123.561009006109788.89馬蹄1200230 27600040000-140.223587248236272489820881820 74005575.69i 小毛截面翼緣板284082272014506.6785.6420829155.320843661.93三角承托54019 10260243074.643008409.983010839.98腹板440011048400017746666.67-16.361177658.2418924324.91下三角400213.3853208888.89-119.665727406.2457

38、36295.13馬蹄120023027600040000-136.3622312859.522352859.52938087830070867981.47i 注：矩形：；三角形：123bhii363bhii大毛截面，小毛截面89.8cmisisya93.64cmsy 邊梁跨中大毛截面驗(yàn)算：上核心距：；74005575.6950.174cm982024089.8sixika y下核心距：74005575.6983.922cm9820 89.8sixika y截面效率指標(biāo)50.17483.9220.5587240sxkkh邊梁跨中小毛截面驗(yàn)算：上核心距：；70867981.4751.62cm938

39、024093.64sixika y下核心距：70867981.4780.68cm9380 93.64sixika y截面效率指標(biāo)51.6280.680.551240sxkkh由于截面效率指標(biāo)在 0.55 左右，符合要求，故也合格。3.2 主梁內(nèi)力計(jì)算3.2.1 恒載內(nèi)力計(jì)算1、一期永久荷載(1)跨中截面段主梁自重：中梁: 10.894 26 11.27261.96kng 邊梁：10.938 26 11.27274.85kng (2)腹板加寬段梁的自重：中梁: 211.640.8945.3726176.899kn2g 邊梁： 211.640.9385.3726179.972kn2g (3)支點(diǎn)截

40、面段梁的自重：中、邊梁: 31.64 26 1.5967.798kng (4)橫隔梁自重：跨中段橫隔梁體積為1v1110.15 0.750.090.75 1.750.75 0.550.20.55 0.062 0.1922v 30.576m支點(diǎn)段橫隔梁體積為2v210.15 0.550.060.55 2.122 0.192v 30.451m跨中段橫隔梁一片自重112614.98knhgv支點(diǎn)段橫隔梁一片自重222611.726knhgv所以，預(yù)制梁一期永久作用集度為：中梁：1261.96176.89967.79826 14.984 11.72636.46g 31.947kn/ m邊梁：2274.

41、85 179.97267.79823 14.982 11.72636.46g 30.544kn/ m2、二期恒載(1)現(xiàn)澆 t 梁翼板恒載集度邊梁：10.16 0.25 261.04kn mg 中梁：20.16 0.25 26 22.08kn mg (2)現(xiàn)澆橫隔梁恒載集度邊梁：13 0.275 2.12 0.2752.180.19 2636.460.395kn mg 中梁：2122.87kn mgg(3)橋面鋪裝部分恒載集度橋面鋪裝采用 80mm 厚的混凝土現(xiàn)澆層和 100mm 的瀝青混凝土橋面鋪裝。40c混凝土現(xiàn)澆層恒載集度：12.5 0.08 2525kn/ m瀝青鋪裝層恒載集度：0.1

42、 12.5 2430kn/ m則，均分給六片梁后的集度為。(1)253069.17kn/ mg(4)橋面防撞欄桿部分恒載集度橋面防撞欄桿也采用混凝土，荷載集度為40c0.3554 2 2517.77kn/ m 若均分給六片梁后，則(2)17.7762.96kn/ mg所以，二期永久荷載集度為：邊梁：1.4359.172.9613.565kn/ mg 中梁：2.879.172.9615kn/ mg 3、恒載內(nèi)力計(jì)算表主梁彎矩和剪力的計(jì)算公式分別為： （3.1）12ximx lx g （3.2）1(2 )2xiqlx g式中：計(jì)算跨徑；l計(jì)算截面至最近支點(diǎn)距離。x橫載內(nèi)力計(jì)算表見表 3.3表 3.

43、3 橫載內(nèi)力計(jì)算表跨中17.65x / 4l8.825x 距支點(diǎn)2h1.2x 變化點(diǎn)6.35x 支點(diǎn)0 x mmkn4976.13732.08663.222987.160一期qkn0281.93533.51368.99571.85mmkn2336.421752.31311.41402.560中梁恒載內(nèi)力二期qkn0132.375250.5173.25268.5mmkn4757.573568.18634.092855.990一期qkn0269.55510.08352.78546.74mmkn2112.91584.68281.611268.380邊梁恒載內(nèi)力二期qkn0119.71226.5415

44、6.68242.813.2.2 活載內(nèi)力計(jì)算本橋在跨內(nèi)設(shè)有橫隔梁，具有強(qiáng)大的橫向連接剛性，且承重結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)寬比，故采用修正剛性橫梁法計(jì)算活載內(nèi)力13。2lb1、計(jì)算主梁汽車沖擊系數(shù)主梁汽車沖擊系數(shù)的計(jì)算按簡(jiǎn)支梁橋的基頻計(jì)算公式（3.3）計(jì)算。 （3.3）22,9.81m s2ccceigfmglmg（）式中：混凝土彈性模量，；e4a3.45 10 mpe 跨中截面慣性矩，??；ci40.74m結(jié)構(gòu)跨中處單位長(zhǎng)度質(zhì)量，。cm346.947 104785.63kg/ m9.81cgmg所以，1023.45 100.742 35.34785.63fz2.92h汽車沖擊系數(shù)0.1767ln0.01570.

45、17f2、主梁荷載橫向分布系數(shù)的確定（1）計(jì)算主梁抗扭慣性矩ti主梁抗扭慣性矩的計(jì)算由公式（3.4）計(jì)算ti （3.4）miiiittbci1式中：和相應(yīng)為單個(gè)矩形截面的寬度和高度；ibit矩形截面抗扭剛度系數(shù)；ic梁截面劃分成單個(gè)矩形截面的塊數(shù)。m對(duì)于跨中截面翼板的換算平均厚度：1112050 160600 9022186.34mm20502250mmtb馬蹄部分的換算平均厚度：231200 20022200300mm400600mmtb主梁抗扭慣性矩的計(jì)算見表（3.4）ti表 3.4 主梁抗扭慣性矩計(jì)算表ti分塊名稱mmibmmit/iitbic38410 mmtiiiic b t翼緣板2

46、250186.340.0830.3348.04腹板1913.662000.1050.31247.76馬蹄6003000.50.22937.1i132.9（2）計(jì)算抗扭修正系數(shù)本設(shè)計(jì)主梁間距相同，并將主梁近似看成等截面，則抗扭修正系數(shù)按公式（3.5）計(jì)算。 （3.5）221112tiiinl giea i式中：2212inab橋?qū)?；b主梁根數(shù)；n與主梁根數(shù)有關(guān)的系數(shù)，；1.028取。g0.4ge所以，2211tl gieib2842136500.4132.9 10101.028174005575.6913500.95ee（3）計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)2288.59mia 對(duì)于 1 號(hào)梁：221112

47、2 2.25 1.125110.950.524688.59iana 2211622 2.25 1.125110.950.191688.59iana 對(duì)應(yīng)汽車荷載110.5320.4180.3350.221 0.1380.106)0.87522cqqm（對(duì)于 2 號(hào)梁：2212122.25 1.125110.950.295688.59iana 2212622.25 1.125110.950.038688.59iana對(duì)應(yīng)汽車荷載110.2980.2570.2270.1860.1560.115)0.62022cqqm（對(duì)于 3 號(hào)梁：2213121.125110.950.1816688.59iaa

48、 2213621.125110.950.1526688.59iaa對(duì)應(yīng)汽車荷載110.181 0.1780.1750.1700.1670.1620.51722cqqm綜上，荷載橫向分布系數(shù)匯總于表 3.5表 3.5 荷載橫向分布系數(shù)匯總表梁號(hào)123456cqm0.8750.620.5170.5170.620.8753、活載內(nèi)力計(jì)算由于本設(shè)計(jì)為分離式公路橋，橋上無(wú)人群作用，故只需考慮汽車的作用。本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)荷載為公路級(jí)，均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值10.5kn/ mkq 計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)，。303.2knkp 1.2 303.2363.84knkp 汽車荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算按公式（3.6）計(jì)算 （

49、3.6）(1) ()kkksmp ymq 查表取 0.78。對(duì)于本設(shè)計(jì)，中間有多橫隔梁的情況，從距支點(diǎn)處起至支點(diǎn)截面的區(qū)段內(nèi)4lxm呈直線形過渡至，由杠桿法計(jì)算支點(diǎn)截面。0m0m對(duì)于 1 號(hào)梁；1111.0560.2560.65622om對(duì)于 2 號(hào)梁；2110.2 1 0.4220.81122om 對(duì)于 3 號(hào)梁；3110.2 1 0.4220.81122om （1）跨中截面活載內(nèi)力計(jì)算對(duì)于 1 號(hào)梁；2max1128.825242ckmckkcklmm qhh qp m y 10.875 10.5 8.8250.219 8.825 1.47 10.5303.2 0.875 8.825223

50、51.98knm考慮沖擊作用時(shí)maxmax12146.42knmmm max8.8251112222mkkcckkchh qpm qylvm135.31110.875 10.50.219 8.825 1.47 10.5363.84 0.87522222184.80kn考慮沖擊作用時(shí)maxmax1168.65knvv 對(duì)于 2 號(hào)梁；2max1128.825242ckmckkcklmm qhh qp m y 10.62 10.5 8.8250.191 8.825 1.47 10.5303.2 0.62 8.82521713.7knm考慮沖擊作用時(shí)maxmax11563.92knmmm max8.

51、8251112222mkkcckkchh qpm qylvm135.31110.62 10.50.191 8.825 1.47 10.5363.84 0.6222222154.52kn考慮沖擊作用時(shí)maxmax1141.01knvv 對(duì)于 3 號(hào)梁；2max1128.825242ckmckkcklmm qhh qp m y 10.517 10.5 8.8250.294 8.825 1.47 10.5303.2 0.517 8.82521447.36knm考慮沖擊作用時(shí)maxmax11320.86knmmm max8.8251112222mkkcckkchh qpm qylvm135.31110

52、.517 10.50.294 8.825 1.47 10.5363.84 0.51722222138.03kn考慮沖擊作用時(shí)maxmax1125.97knvv （2）截面活載內(nèi)力計(jì)算4l對(duì)于 1 號(hào)梁；2max12441318.8252162lkmckklklmm qhhhqp m y21310.875 10.535.30.219 8.8252.2060.73510.52162303.2 0.875 6.6192799.47knm考慮沖擊作用時(shí)maxmax12554.80knmmm 2max110.75 8.825 328.8250.752mkckkvm qhhqp m 110.75 8.82

53、5 3 0.875 10.50.219 8.825 0.735 10.522363.84 0.875 0.75322.53kn 考慮沖擊作用時(shí)maxmax1294.34knvv 對(duì)于 2 號(hào)梁；2max12441318.8252162lkmckklklmm qhhhqp m y21310.62 10.535.30.191 8.8252.2060.73510.52162303.2 0.62 6.6192030.80knm考慮沖擊作用時(shí)maxmax11853.31knmmm 2max110.75 8.825 328.8250.752mkckkvm qhhqp m 110.75 8.825 3 0.

54、62 10.50.191 8.825 0.735 10.522363.84 0.62 0.75240.32kn 考慮沖擊作用時(shí)maxmax1219.32knvv 對(duì)于 3 號(hào)梁；2max12441318.8252162lkmckklklmm qhhhqp m y21310.517 10.535.30.294 8.8252.2060.73510.52162303.2 0.517 6.6191711.78knm考慮沖擊作用時(shí)maxmax11562.17knmmm 2max110.75 8.825 328.8250.752mkckkvm qhhqp m 110.75 8.825 3 0.517 10

55、.50.294 8.825 0.735 10.522363.84 0.517 0.75204.99kn 考慮沖擊作用時(shí)maxmax1187.07knvv （3）支點(diǎn)截面活載內(nèi)力計(jì)算對(duì)于 1 號(hào)梁；1max28.8251122mkkkkhhhqqlm ympv 110.875 10.5 35.30.219 8.8250.917.08310.522363.84 0.875 1470.37kn考慮沖擊作用時(shí)maxmax1429.26knvv 對(duì)于 2 號(hào)梁；1max28.8251122mkkkkhhhqqlm ympv 110.62 10.5 35.30.191 8.825 10.5363.84 0

56、.6222349.33kn考慮沖擊作用時(shí)maxmax1318.80knvv 對(duì)于 3 號(hào)梁；1max28.8251122mkkkkhhhqqlm ympv 110.517 10.5 35.30.294 8.825 10.5363.84 0.51722297.54kn考慮沖擊作用時(shí)maxmax1271.54knvv （4）距支點(diǎn)截面活載內(nèi)力計(jì)算2h對(duì)于 1 號(hào)梁； max111.1598.8250.11.1592211121.2 1.159 0.1998.625 0.1890.98.625 1.1590.1892223ckmkkckmm q lh qp mq475.74knm考慮沖擊作用時(shí)max

57、max1434.16knmmm max8.8250.0830.9661120.1897.625 0.750.216 7.6250110.966 34.122.189223mkkckckvqmp mqhq451.25kn考慮沖擊作用時(shí)maxmax1411.81knvv 對(duì)于 2 號(hào)梁；max111.1598.8250.11.1592211121.2 1.159 0.1748.625 0.1650.98.625 1.1590.1652223ckmkkckmm q lh qpmq 365.70knm考慮沖擊作用時(shí)maxmax1333.74knmmm max8.8250.0830.9661120.16

58、57.625 0.750.216 7.6250110.966 34.122.165223mkkckckvqmp mqhq331.77kn考慮沖擊作用時(shí)maxmax1302.77knvv 對(duì)于 3 號(hào)梁；max111.1598.8250.11.1592211121.2 1.159 0.2678.625 0.2540.98.625 1.1590.2542223ckmkkckmm q lh qpmq 315.28knm考慮沖擊作用時(shí)maxmax1287.72knmmm max8.8250.0830.9661120.2547.625 0.750.216 7.6250110.966 34.122.254

59、223mkkckckvqmp mqhq283.88kn考慮沖擊作用時(shí)maxmax1259.07knvv （5）變化點(diǎn)截面活載內(nèi)力計(jì)算對(duì)于 1 號(hào)梁；max115.2088.825 0.5295.2082211126.355.208 0.1142.475 4.7630.061 0.4452.4750.0612223ckmkkckmm q lh qpmq 2197.04knm考慮沖擊作用時(shí)maxmax12005.02knmmm max8.825 0.0830.821120.75 2.475 0.0612.475 0.0701128.95 0.822.1206223ckmkckkvqhpmmqq36

60、8.63kn考慮沖擊作用時(shí)maxmax1336.41knvv 對(duì)于 2 號(hào)梁；max115.2088.825 0.5295.2082211126.355.208 0.12.475 4.7630.0540.4452.4750.0542223ckmkkckmm q lh qp mq 1603.02knm考慮沖擊作用時(shí)maxmax11462.92knmmm max8.825 0.0830.821120.75 2.475 0.0542.475 0.0701128.95 0.822.4205223ckmkckkvqhpmmqq263.54kn考慮沖擊作用時(shí)maxmax1240.51knvv 對(duì)于 3 號(hào)