橋梁畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、目錄緒論. 11. 設(shè)計(jì)資料及構(gòu)造布置. 21.1設(shè)計(jì)資料. .21.2構(gòu)造布置. 42. 結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算. 62.1橋型布置. 62.2結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算. 62.3結(jié)構(gòu)重力作用及影響線計(jì)算. 82.4支座沉降（SQ2荷載）影響計(jì)算. 352.5基本可變荷載內(nèi)力和位移計(jì)算. 382.6荷載組合.423. 預(yù)應(yīng)力鋼筋計(jì)算. 603.1預(yù)應(yīng)力鋼筋的估算. 613.2預(yù)應(yīng)力鋼束布置.633.3預(yù)應(yīng)力損失及有效應(yīng)力的計(jì)算.733.4預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算結(jié)果.744. 強(qiáng)度、應(yīng)力與變形驗(yàn)算.824.1結(jié)構(gòu)計(jì)算模型. 824.2施工階段 834.3強(qiáng)度驗(yàn)算 834.4持久狀況應(yīng)力驗(yàn)算 864.5斜截面抗裂驗(yàn)算（主拉應(yīng)

2、力） 884.6使用階段預(yù)應(yīng)力混凝土受壓區(qū)混凝土最大壓應(yīng)力驗(yàn)算 904.7應(yīng)力驗(yàn)算結(jié)果.914.8變形計(jì)算與驗(yàn)算. .995. 參考文獻(xiàn)101緒論本橋是株洲攸縣上云橋至五里牌高速公路橋,是整個(gè)工程的控制性工程,本橋主橋240m,引橋210.20m,從+186.24到+638.44。該橋橋址地層以強(qiáng)風(fēng)化巖和弱風(fēng)化巖為主。該橋在設(shè)計(jì)之時(shí)有兩個(gè)比選方案：一個(gè)是6*40裝配式先簡(jiǎn)支后連續(xù)T梁；一個(gè)是3*80連續(xù)梁。經(jīng)過(guò)全方面的比較（經(jīng)濟(jì)、美觀、施工的難易等）最后選擇6*40裝配式先簡(jiǎn)支后連續(xù)T梁方案。其設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)： 設(shè)計(jì)荷載：公路-I級(jí)； 設(shè)計(jì)洪水頻率：橋涵均為100年一遇； 橋面寬度： 0.5米防撞欄

3、+2.0米人行道+凈14.0米+2.0米人行道+0.5米防撞欄（由于該橋是高速公路橋所以在設(shè)計(jì)中沒(méi)有考慮人群荷載作用）； 涵洞與路基同寬； 地震設(shè)防：本地區(qū)地震動(dòng)峰值加速度不大于0.05g，為度區(qū)，按度抗震設(shè)防。1 設(shè)計(jì)資料及構(gòu)造布置1.1 設(shè)計(jì)資料 主跨跨徑及橋?qū)?標(biāo)準(zhǔn)跨徑：40主梁全長(zhǎng)：39.4計(jì)算跨徑：38.8橋面凈空：14圖1.1 主跨簡(jiǎn)圖（單位cm） 材料及施工工藝預(yù)制T梁、橫隔板、現(xiàn)澆連續(xù)段、封錨端、濕接縫 50號(hào)混凝土現(xiàn)澆橋面層 40號(hào)混凝土主梁采用50號(hào)混凝土，力學(xué)性能見(jiàn)表：表1-1 T形梁混凝土主要指標(biāo) 指標(biāo)強(qiáng)度等級(jí)彈性模量容 重(軸心抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度軸心抗壓標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度

4、抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度bC5026.2522.41.8332.42.65預(yù)應(yīng)力材料：預(yù)應(yīng)力構(gòu)造分為兩種類型：頂板索和腹板連續(xù)索。預(yù)制T梁采用OVM型錨具及配套的設(shè)備。箱梁頂板負(fù)矩鋼束采用BM15型錨具及配套的設(shè)備，管道成孔采用波紋扁管，且要求鋼波紋扁管的鋼帶厚度不小于0.35mm。預(yù)應(yīng)力張拉采用引伸量和張拉噸位雙控。并以引伸量為主。引伸量誤差不得超過(guò)-5%10%。施工工序：預(yù)制主梁，張拉預(yù)應(yīng)力鋼束。用龍門吊吊裝逐孔架設(shè)T梁，要求現(xiàn)澆T梁橫隔板濕接縫?，F(xiàn)澆連續(xù)墩頂混凝土。待連續(xù)段混凝土達(dá)強(qiáng)度95%后，先兩端張拉墩頂負(fù)彎矩鋼束形成連續(xù)體系，再現(xiàn)澆橋面混凝土。待橋面板混凝土達(dá)到強(qiáng)度形成全截面后，安裝伸縮縫及施

5、工橋面系。 設(shè)計(jì)依據(jù)：公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（JTG B012003），人民交通出版社，2004年公路橋涵通用設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D602004），人民交通出版社，2004年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 D622004），人民交通出版社，2004年表1-2 鋼絞線主要指標(biāo) 公稱直徑 截面面積單位重量標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度彈性模量1401.1021860主梁間距與主梁片數(shù)該設(shè)計(jì)中主梁翼板寬度為210，橋面板采用現(xiàn)澆混凝土剛性接頭，因而主梁的工作截面有兩種：預(yù)加應(yīng)力、運(yùn)輸、吊裝階段的小截面，上翼板寬度為210，以及運(yùn)營(yíng)階段的大截面，上翼板寬度為210。橋?qū)挒闃?biāo)準(zhǔn)寬度19，橋梁橫向選用9片主梁。1.2

6、構(gòu)造布置主梁高度預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋的主梁高度與其跨徑之比通常在1/151/25之間，該設(shè)計(jì)中主梁高度取為250，高跨比約為1/16。主梁截面細(xì)部尺寸T梁翼板的厚度主要取決于橋面板承受車輪局部荷載的要求，還需考慮能否滿足主梁受彎時(shí)上翼板抗壓強(qiáng)度的要求。該設(shè)計(jì)中翼緣懸臂端厚度取為10，翼板根部厚度取為22，以抵抗翼緣根部較大的彎矩。腹板寬度一般由布設(shè)預(yù)制孔道的構(gòu)造決定，同時(shí)還要考慮腹板本身穩(wěn)定的要求，該設(shè)計(jì)中腹板寬度取為18。馬蹄的尺寸基本由布置預(yù)應(yīng)力鋼束的需要確定，該設(shè)計(jì)中初擬馬蹄尺寸為寬度40，高度為26,馬蹄與腹板交接處的三角過(guò)渡的高度為12。按以上擬定的外形尺寸，繪出的預(yù)制梁的支座截面布

7、置圖如圖1.2所示。圖1.2 橋梁橫截面圖(單位： ) 圖2.3 截面尺寸圖(單位：)計(jì)算截面幾何特性檢驗(yàn)截面效率指標(biāo) 邊梁檢驗(yàn)截面效率: 上核心距=(cm) (1-1) 下核心距=(cm) (1-2)截面效率指標(biāo)=>0.5 (1-3) 中梁檢驗(yàn)截面效率: 上核心距(cm) (1-4)下核心距(cm) (1-5)（h為截面的高度） (1-6)一般截面效率指標(biāo)值較大的截面較為經(jīng)濟(jì)，通常希望值在0.450.5以上，這里值大于0.5，表明以上初擬的主梁截面尺寸是合理的。1.2.3橫隔梁的設(shè)置 橫隔梁能使荷載的橫向分布更加合理。為了減小對(duì)主梁設(shè)計(jì)起主要控制作用的跨中彎矩，在跨中位置設(shè)置一道中橫隔

8、梁，該設(shè)計(jì)中，橋梁跨度較大，還在四分點(diǎn)、支點(diǎn)處設(shè)置了五道橫隔梁，全跨共五道橫隔梁，間距為9.72cm。橫隔梁厚度取15cm。2 結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算2.1橋型布置新竹腦大橋主橋設(shè)計(jì)為預(yù)應(yīng)力砼先簡(jiǎn)支后連續(xù)T梁橋，跨徑布置為6×40m.T梁設(shè)置高2.50m,預(yù)制1.6m,現(xiàn)澆0.5m。2.2結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算主梁荷載內(nèi)力計(jì)算采用電算，采用程序選自顏東煌、田仲初、李學(xué)文編著的橋梁結(jié)構(gòu)電算程序設(shè)計(jì)一書中的ADLOAD.EXE、FR2.EXE以及Bridge. LH四個(gè)程序。2.2.1單元?jiǎng)澐謫卧獎(jiǎng)澐质墙Y(jié)構(gòu)計(jì)算的起點(diǎn)，劃分的恰當(dāng)與否，直接關(guān)系到計(jì)算的精確。考慮施工情況及計(jì)算要求，施工過(guò)程共分為三個(gè)工況，全橋

9、劃分為120個(gè)單元，1211個(gè)節(jié)點(diǎn)。將坐標(biāo)原點(diǎn)取在1號(hào)節(jié)點(diǎn)，得到各節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)(如表2-1)。圖2.1 平面桿系結(jié)構(gòu)計(jì)算圖表2-1 結(jié)點(diǎn)、單元?jiǎng)澐忠?jiàn)下表中相應(yīng)的單元結(jié)點(diǎn)的X、Y坐標(biāo) 結(jié)點(diǎn)X Y結(jié)點(diǎn)XY結(jié)點(diǎn)XY結(jié)點(diǎn)XY10032620.93631251.875941862.79220.0333650.975641261.89951882.82350.07534660.99651281.92961902.85460.0935681.02661301.95971922.88580.1236701.05671321.98981952.9256100.1537721.08681352.025991962.9

10、47120.1838751.125691362.041001982.97續(xù)表2-18150.22539761.14701382.0710120039160.2440781.17711402.11022023.0310180.2741801.2721422.131032053.07511200.342821.23731452.1751042063.0912220.3343851.275741462.191052083.1213250.37544861.29751482.221062103.1514260.3945881.32761502.251072123.1815280.4246901.357

11、71522.281082153.22516300.4547921.38781552.3251092163.2417320.4848951.425791562.341102183.2718350.52549961.44801582.371112203.319360.5450981.47811602.41122223.3320380.57511001.5821622.431132253.3621400.6521021.53831652.4751142263.3922420.63531051.575841662.491152283.4223450.675541061.59851682.5211623

12、03.4524460.69551081.62861702.551172323.4825480.72561101.65871722.581182353.52526500.75571121.68881752.6251192363.5427520.78581151.725891762.641202383.5728550.825591161.74901782.671212403.629560.84601181.77911802.730580.87611201.8921822.7331600.9621221.83931852.7752 2 2毛截面幾何特性計(jì)算在橋梁結(jié)構(gòu)的受力分析和變形計(jì)算中以及截面應(yīng)力

13、驗(yàn)算中需要計(jì)算截面的幾何特性。截面幾何特性包括內(nèi)容很多，橋梁計(jì)算中通常用到截面面積、形心、面積矩、慣性矩、截面摸量等。截面幾何特性的計(jì)算方法有很多，常用的有梯形分塊法、三角形分塊法、積分法等，可根據(jù)截面的類型選用具體的計(jì)算方法。本截面采用三角形分塊面積法計(jì)算，將橋梁結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為平面問(wèn)題來(lái)處理，這樣，就只要計(jì)算豎向平面內(nèi)的截面幾何特性，用橋梁結(jié)構(gòu)電算程序設(shè)計(jì)的GE02程序運(yùn)算。本橋T形截面結(jié)點(diǎn)編號(hào)如圖2.1表2-2所示 圖2.1 結(jié)點(diǎn)編號(hào)圖示數(shù)據(jù)文件d9-1-1.dat內(nèi)容：(以中心線與馬蹄下緣交界處為坐標(biāo)原點(diǎn)) 表2-2 結(jié)點(diǎn)坐標(biāo)標(biāo)坐點(diǎn)XY標(biāo)坐點(diǎn)XY1-0.2000.00081.0502.500

14、20.2000.0009-1.0502.50030.2000.26010-1.1002.40040.0900.38011-0.8002.40050.0902.28012-0.0902.28060.8002.40013-0.0900.38071.0502.40014-0.2000.260毛截面幾何特性計(jì)算結(jié)果：面積:0.8001 形心位置:1.5641 慣性矩: 0.6246123 結(jié)構(gòu)重力作用及影響線計(jì)算.結(jié)構(gòu)重力荷載（1）橋面系荷載防撞欄重：q1=5KN/M橋面鋪裝重：q2=19×0.1×26=49.4KN/M邊梁合計(jì)：q/6=(q1+q2）/9=(5×2+ 4

15、9.4)/9=6.6KN/M（2）主梁自重按=26.25KN/M3的容重，以計(jì)主梁自重的形式計(jì)入橫載中。結(jié)構(gòu)重力作用以及影響線計(jì)算利用橋梁結(jié)構(gòu)電算程序中的平面桿系靜力分析通過(guò)程序FR2進(jìn)行橫載內(nèi)力計(jì)算，計(jì)算結(jié)果有d9-1.da2，d9-1.ded，d9-1.fig，d9-1.out四個(gè)數(shù)據(jù)文件。用電算方法做結(jié)構(gòu)的位移、內(nèi)力、及支點(diǎn)約束反力的影響線時(shí)，采用單位荷載直接移動(dòng)的方法。由于采用直接加載法，所以，結(jié)構(gòu)不變，只是單位荷載在結(jié)構(gòu)上沿一定的線路移動(dòng)。因此，結(jié)構(gòu)位移方程中，剛度矩陣不變，只是荷載列陣發(fā)生變化。解方程時(shí)，只需要進(jìn)行一次三角分解，然后根據(jù)不同的荷載列陣進(jìn)行回代求解，就可得到結(jié)構(gòu)各結(jié)點(diǎn)

16、的位移。有了結(jié)點(diǎn)位移之后，就可求出截面內(nèi)力及支點(diǎn)約束反力。由關(guān)心截面工況一和工況二最終累計(jì)內(nèi)力數(shù)據(jù)文件d9-1.ded，可作出恒載作用下的軸力、剪力、彎矩圖，如表2-3所示： 表2-3 恒載作用下內(nèi)力圖節(jié)點(diǎn)NQM節(jié)點(diǎn)NQM1-1.25E+018.37E+02-1.30E-0262-1.29E+018.64E+02-1.80E+032-1.11E+017.43E+021.58E+0363-1.08E+017.23E+025.78E+023-8.98E+006.01E+023.60E+0364-1.01E+016.75E+021.28E+034-8.27E+005.54E+024.18E+0365

17、-8.69E+005.82E+022.53E+035-6.87E+004.61E+025.19E+0366-7.27E+004.87E+023.60E+036-5.45E+003.66E+026.02E+0367-5.85E+003.93E+024.48E+037-4.03E+002.72E+026.66E+0368-3.73E+002.51E+025.45E+038-1.91E+001.30E+027.26E+0369-3.02E+002.05E+025.68E+039-1.21E+008.47E+017.37E+0370-1.63E+001.11E+025.99E+03101.92E-01

18、-1.03E+017.44E+0371-2.11E-011.61E+016.12E+03111.61E+00-1.05E+027.33E+03721.38E+00-9.02E+016.03E+03123.20E+00-2.11E+027.00E+03733.50E+00-2.32E+025.55E+03135.32E+00-3.53E+026.15E+03744.21E+00-2.79E+025.30E+03146.03E+00-4.00E+025.78E+03755.61E+00-3.73E+024.65E+03157.42E+00-4.93E+024.89E+03767.03E+00-4.

19、67E+023.81E+03168.84E+00-5.87E+023.80E+03778.44E+00-5.61E+022.78E+03171.03E+01-6.82E+022.53E+03781.06E+01-7.03E+028.80E+02181.24E+01-8.24E+022.76E+02791.13E+01-7.50E+021.54E+02191.31E+01-8.71E+02-5.71E+02801.27E+01-8.44E+02-1.44E+03201.45E+01-9.65E+02-2.41E+03811.41E+01-9.39E+02-3.22E+03211.59E+01-1

20、.06E+03-4.43E+0382-1.23E+018.24E+02-1.48E+0322-1.32E+018.85E+02-2.57E+0383-1.02E+016.83E+027.79E+0223-1.11E+017.43E+02-1.26E+0284-9.49E+006.35E+021.44E+0324-1.04E+016.96E+025.94E+0285-8.09E+005.41E+022.62E+0325-8.99E+006.02E+021.89E+0386-6.67E+004.47E+023.60E+0326-7.58E+005.07E+023.00E+0387-5.26E+00

21、3.53E+024.40E+0327-6.16E+004.13E+023.92E+0388-3.14E+002.11E+025.25E+03 續(xù)表2-3411.38E+01-9.19E+02-3.22E+03102-1.44E+019.65E+02-2.41E+0342-1.26E+018.44E+02-1.44E+03103-1.23E+018.23E+022.75E+0243-1.05E+017.03E+028.79E+02104-1.16E+017.76E+021.07E+0344-9.79E+006.56E+021.56E+03105-1.02E+016.82E+022.53E+034

22、5-8.39E+005.62E+022.78E+03106-8.79E+005.88E+023.80E+0346-6.97E+004.67E+023.80E+03107-7.37E+004.94E+024.89E+0347-5.56E+003.73E+024.65E+03108-5.25E+003.52E+026.15E+0348-3.43E+002.31E+025.55E+03109-4.54E+003.06E+026.48E+0349-2.72E+001.85E+025.76E+03110-3.15E+002.11E+027.00E+0350-1.32E+009.04E+016.03E+0

23、3111-1.74E+001.17E+027.33E+03519.42E-02-4.08E+006.12E+03112-1.45E-011.05E+017.44E+03521.69E+00-1.10E+025.99E+031131.88E+00-1.31E+027.26E+03533.81E+00-2.52E+025.45E+031143.37E+00-1.78E+027.11E+03544.52E+00-2.99E+025.18E+031154.08E+00-2.72E+026.66E+03555.92E+00-3.93E+024.48E+031165.50E+00-3.66E+026.02

24、E+03567.33E+00-4.87E+023.60E+031176.91E+00-4.61E+025.20E+03578.75E+00-5.82E+022.54E+031189.04E+00-6.02E+023.60E+03581.09E+01-7.23E+025.79E+021199.75E+00-6.49E+022.98E+03591.16E+01-7.70E+02-1.68E+021201.12E+01-7.44E+021.58E+03601.30E+01-8.65E+02-1.80E+031211.26E+01-8.38E+024.90E-03611.44E+01-9.59E+02

25、-3.63E+03圖2.2 恒載作用下的軸力圖圖2.3 恒載作用下的剪力圖圖2.4 恒載作用下的彎矩圖作影響線時(shí)，單位荷載沿主梁移動(dòng)，主梁一般分成許多單元，故主梁?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度一般都比較短，因此，可以考慮單位荷載只在主梁的結(jié)點(diǎn)上按從左到右的順序移動(dòng)，這樣每次單位荷載加載均為結(jié)點(diǎn)荷載。將每次加載后得到的指定截面內(nèi)力和結(jié)點(diǎn)位移增量記錄下來(lái)，即可獲得所求的影響線。截面內(nèi)力符號(hào)規(guī)定為，軸力：以拉力為正，壓力為負(fù)；剪力：以對(duì)截面產(chǎn)生順時(shí)針力矩為正；彎矩：對(duì)于水平單元或傾斜單元，以使截面下緣（或單元下側(cè)）產(chǎn)生拉應(yīng)力為正；對(duì)于垂直單元，以使截面右緣（即單元右側(cè)）產(chǎn)生拉應(yīng)力為正。由計(jì)算結(jié)果影響線數(shù)據(jù)文件d9-1.d

26、a2，可做出全橋的軸力、剪力、彎矩影響線圖?，F(xiàn)做出部分關(guān)心截面影響線圖，如圖表2-4到表2-21所示。表2-4 第一個(gè)支座截面（1號(hào)）軸力影響線節(jié)點(diǎn)號(hào)1-60.00E+00-1.40E-02-1.26E-02-1.22E-02-1.12E-02-1.03E-027-12-9.40E-03-8.07E-03-7.64E-03-6.80E-03-5.99E-03-5.21E-0313-18-4.09E-03-3.74E-03-3.06E-03-2.43E-03-1.84E-03-1.05E-0319-24-8.13E-04-3.78E-040.00E+003.20E-046.95E-047.94E-0425-309.56E-041.07E-031.15E-031.19E-031.19E-031.17E-0330-361.12E-031.04E-038.98E-048.42E-047.25E-045.99E-0437-424.70E-042.79E-042.18E-