25m跨預制裝配式預應力混凝土t梁橋設計畢業論文(已修改)

　

【正文】 第一章 橋梁設計總說明 設計標準及設計規范設計標準(1)設計汽車荷載公路—Ⅱ級(2)橋面設計寬度凈14 + 2 =15m。設計采用規范(1)交通部頒《公路工程技術標準》(JTG B01—2003)；(2)交通部頒《公路橋涵設計通用規范》(JTG D60—2004)；(3)交通部頒《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》(JTG D62—2004)；(4)交通部頒《公路橋涵施工技術規范》(JTJ 041—2000)。 技術指標15m橋寬采用六片梁，。預制梁長：。橋面橫坡：2％。 主要材料橋梁預制、現澆濕接縫和橋面鋪裝混凝土均采用C55，封錨混凝土也采用C55。橋面鋪裝及下部結構采用C30。預應力采用《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》(JTGD62—2004)中的() 鋼絞線，每束7根，全梁配4束, fpk＝1860MPa ( fpk＝1395Mpa)。％；預應力束管道采用內徑70mm、外徑77mm的預埋波紋管和夾片錨具。普通鋼筋：直徑大于和等于12mm的采用HRB335鋼筋；直徑小于12mm 的均用R235鋼筋。水泥：符合國家有關最新標準的硅酸鹽水泥，普通水泥幾礦渣水泥。橋面鋪裝：采用8cm厚防水混凝土和8cm厚瀝青混凝土。 設計要點，橋面鋪裝層考慮參加受力；每側防撞欄重力的作用力分別為5kN/m。：梁端在預制時設置調平鋼板，以保證支座支承面順橋向水平。結構連續位置下設兜底鋼板，以保證永久支座支承面水平。：預制T形梁腹板均保持豎直，使支座支承面水平。橫坡通過梁間濕接縫及橋面鋪裝厚度調整。：為了增強主梁之間的橫向連接剛度，除設置端橫隔梁外，還設置4片中橫隔梁，間距為5，共計6片。端橫隔梁與主梁同高，厚度為25cm；中橫隔梁高度為145cm，厚度為16cm。采用現澆鋼筋混凝土接頭連接。 施工步驟梁片預制 架梁 現澆濕接縫及橫隔板連接鋼筋 澆筑墩頂現澆段連續結構澆筑墩頂及墩頂附近橋面板混凝土待混凝土強度達到設計強度的90％后，張拉結構連續鋼束 澆筑剩余的橋面板混凝土 橋面附屬設施施工成橋。 施工要點及注意事項本設計有關施工工藝及質量檢查標準按《公路橋涵施工技術規范》(JTJ 041—2000)有關規定辦理，另外尚需注意以下幾點：、預應力管道摩阻等作相關實驗，保證施工中相關參數取值的準確。％時才能施加預應力(檢驗混凝土強度時注意試件的取樣及養護條件需與主梁梁體混凝土相符合)，并且齡期不小于4天。預應力鋼絞線的張拉采用張拉力和伸長值雙控，具體方法按《公路橋涵施工技術規范》(JTJ 041—2000)執行。，張拉時梁的彈性上拱值與計算值偏差按177。15％控制，張拉完畢后應及時壓漿、封錨。為了減少預制梁上拱量，預制梁應及時架設，存梁期不應太長。宜按1～2個月控制。存梁期應注意觀測梁片上拱的發展，若超出計算值的30％，應采取措施。預制時應設置向下的二次拋物線反拱，(與存梁時間有關)設置。～6片梁必須有完整預拱度的記錄分析，根據現場具體情況調整反拱度設置值的大小。、翼緣板及橫隔板橫向端部、結構連續梁端等現澆混凝土連接處的混凝土表面必須鑿毛、沖洗，以保證新老混凝土的很好結合。必須待現澆混凝土設計強度達到85％并采取壓力擴散措施后，方可在其上運梁。運梁設備在橋上行使時必須使設備重量落在梁肋上，施工單位應按所采用的設備對主梁及下部構造進行驗算。，不設吊環。預制時應在梁底預留穿索兜底所需的活動段底模，同時在主梁翼板上的對應位置預留穿索孔洞，吊具根據施工單位的條件自行設計。起吊位置不得位于設計理論支承線外側。，均應滿足可焊接性要求，并且當使用強度等級不同的異種鋼材相焊接時所選用焊接材料的強度應能保證焊縫及接頭強度高于較低強度等級鋼材的強度。，應采取有效的預防傾倒措施。《橋梁公用構造》預埋護欄、伸縮縫、瀉水管、頂板鋼束、槽口鋼筋等構件的預埋件。、終凝期的差異不超過7天。，以免生銹。尤其是波紋管應妥善保管不致生銹，以免降低有效應力。，嚴禁氣割、電焊切割。第二章 橋梁方案設計比選說明橋梁設計沒有固定的模式和樣品。每一座橋梁的設計都要根據建設地點的地形、地勢條件、公路在交叉點的填土高度、設計寬度、當地的人文環境等多種因素進行綜合考慮，提供多種設計方案，進行全面的比較，選取最佳設計方案。對于本設計根據資料初擬以下兩個方案并列于下表進行比較：表21 橋梁方案比選說明表序號 方 案比較項目第一方案第二方案主橋：預應力混凝土簡支T梁橋(620m)引橋：裝配式鋼筋混凝土簡支T梁橋（220m +416m）主橋：連續剛構橋(60m +230m)引橋：裝配式鋼筋混凝土簡支T梁橋（220m +416m）1橋高(m)2橋長(m)3最大縱坡(%)4工藝技術要求主橋設計方案技術簡單易行，采用等截面形式及一定的構造措施更能簡化主梁的構造；采用預制T梁，便于成批生產，技術先進，工藝成熟，吊裝方便。結構剛度大，整體性好，變形小，行車平穩舒適。技術先進，但工藝要求比較嚴格施工方便多樣，適應于有支架施工，逐孔架設施工，及頂推法施工等，但均要求施工單位具有較高水平的施工能力；3．河床壓縮多，汛期防洪能力較差5使用效果主橋線條簡潔明快，滿足道路現狀及規劃要求，建成后對周邊道路影響小主橋線條簡潔，滿足道路現狀及規劃要求，建成后對周邊道路有一定的影響6造價及材料造價及材料均較省造價及材料均較高7最終結論采用此方案放棄此方案第三章 截面設計 主梁間距與主梁片段主梁間距通常應隨梁高與跨徑的增大而加寬為經濟，同時加寬翼板對提高主梁截面效率指標很有效，放在許可條件下應適當加寬T梁翼板。本設計主梁翼板寬度為2500mm，由于寬度較大，為保證橋梁的整體受力性能，橋面板采用現澆混凝土剛性接頭，因此主梁的工作截面有兩種：預施應力、運輸、吊裝階段的小截面（）和運營階段的大截面（）。凈14+2。 主梁跨中截面主要尺寸擬定（1）主梁高度預應力混凝土簡支梁橋的主梁高度與其跨徑之比通常在1/15～1/25，標準設計中高跨比在1/18～1/，增大梁高往往是較經濟的方案，因為增大梁高可以節省預應力鋼束用量，同時梁高加大一般只是腹板加高，而混凝土用量增加不多。本設計取用1700mm的主梁高度是比較合適。的（2）主梁截面細部尺寸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，還應考慮能否滿足主梁受彎時上翼板受壓的強度要求。本設計預制T梁的翼板厚度取用150mm，翼板根部加厚到250mm以抵抗翼緣根部較大的彎矩。在預應力混凝土梁中腹板內主拉應力較小，腹板厚度一般由布置預制孔管的構造決定，同時從腹板本身的穩定條件出發，腹板厚度不宜小于其高度的1/15。本設計腹板厚度取200mm。馬蹄尺寸基本由布置預應力鋼束的需要確定的，設計實踐表明，馬蹄面積占截面總面積的10%～20%為合適。本設計考慮到主梁需要配置較多的鋼束，將鋼束按二層布置，一層最多排兩束，同時還根據《公預規》，初擬馬蹄寬度為460mm，高度為250mm，馬蹄與腹板交接處作三角過渡，高度為130mm，以減少局部應力。按照以上擬定的外形尺寸，繪出預制梁的跨中截面圖，如下圖。圖31 T形梁跨中截面尺寸圖（單位：cm）圖32 T形梁梁端截面尺寸圖（單位：cm）（3）計算截面集合特征將主梁跨中截面劃分為五個規則圖形的小單元，截面幾何特性列表計算見表31。表31 跨中截面幾何特性計算表分塊名稱分塊面積（）分塊面積形心至上緣距離（）分塊面積對上緣凈距（）分塊面積的自身慣距（）（）分塊面積對截面形心的慣距（）（）（1）(2)（3）=（1）（2）（4）（5）（7）=（4）+（6）大毛截面翼板375028125三角承托5009165腹板260080208000下三角169馬蹄1150∑8169小毛截面翼板2700202550625三角承托5009165腹板260080208000下三角169馬蹄1150181125∑7119大毛截面形心至上翼緣距離小毛截面形心至上翼緣距離（4）檢驗截面效率指標上核心距：==下核心距：==截面效率指標：==＞根據設計經驗，預應力混凝土T形梁在設計時，檢驗截面效率指標取ρ=～，且較大者亦較經濟。上述計算表明，初擬的主梁跨中截面是合理的。（5）橫隔梁的設置本設計在橋跨中點和五分點、支點處設置六道橫隔梁。端橫隔梁的高度與主梁同高，厚度250mm；中橫隔梁高度為1450mm，厚度為160mm。第四章 主梁作用效應計算主梁作用效應分為永久作用效應和可變作用效應。在可變作用效應計算中，本設計采用比擬正交異性板法（GM法）求各主梁荷載橫向分布系數。 永久作用效應計算 永久作用集度1）預制梁自重跨中截面段主梁的自重（五分點截面至跨中截面，）：q（1）=26 = (kN)馬蹄抬高與腹板變寬段梁的自重近似計算（）：主梁端部截面面積為A=q（2）=(+)26/2 =(kN)支點段梁的自重（）：q（3）=26 = (kN)邊主梁的橫隔梁中橫隔梁體積：( ) = (m3)端橫隔梁體積( – ) =(m3)故半跨內橫梁自重q（4）=（2+1）25=（kN）主梁永久作用集度=(kN/m)2）二期恒載翼緣板中間濕接縫集度 q（5）=25=（kN/m）邊梁現澆部分橫隔梁一片中橫隔梁（現澆部分）體積：=(m3)一片端橫隔梁（現澆部分）體積：=(m3)故q（6）=（4+2）25/=（kN/m）橋面鋪裝層8cm厚防水混凝土鋪裝：25=23（kN/m）8cm厚瀝青混凝土鋪裝：23=（kN/m）將橋面鋪裝重量均分給六片主梁，則q（7）=（23+）/6=（kN/m）防撞欄：將兩側防撞欄均分給五片主梁，則q（8）=52/6=（kN/m）邊梁二期永久作用集度（kN/m） 永久作用效應如下圖所示，設x為計算截面離左支座的距離，并令α=x/l。主梁彎矩和剪力的計算公式分別為：Mα=α(1α) l2g/2（41）Qε=(12α) lg/2（42）永久效應計算圖(dm)永久效應計算見下表：邊梁永久作用效應計算表作用效應跨中α=四分點α=支點α=一期彎矩(kN﹒m)0剪力(kN)0二期彎矩(kN﹒m)0剪力(kN)0∑彎矩(kN﹒m)0剪力(kN)0 可變作用效應計算 沖擊系數和車道折減系數按《橋規》，結構的沖擊系數與結構的基頻有關，因此要先計算結構的基頻。簡支梁橋的基頻可采用下列公式估算： 其中： ≤f≤14Hz，可計算出汽車荷載的沖擊系數為：181。 = ㏑f =當車道大于兩車道時，應進行車道折減，三車道折減22%，單折減后不得小于兩車道布載的計算結果。本設計分別按兩車道和三車道布載進行計算，取最不利情況進行設計 計算主梁的荷載橫向分布系數1）跨中的荷載橫向分布系數：由于承重結構的寬跨比為：＞，故可將其簡化比擬為一塊矩形的平板，用比擬正交異性板法（GM法）求荷載橫向分布系數。計算主梁的抗彎及抗扭慣性矩和抗彎慣性矩在前面已求得：=對于T形梁截面，抗扭慣距可近似按下式計算：（43）式中： bi ,ti——相應為單個矩形截面的寬度和高度； ci——矩形截面抗扭剛度系數,根據ti /bi比值按表計算； m——梁截面劃分成單個矩形截面的個數對于跨中截面，翼緣板的換算平均厚度：馬蹄部分的換算平均厚度：表42 IT 計 算 表 分塊名稱bi(cm)ti(cm)ti /biciIT= ci bi ti 3(103 m4)翼緣板2501/3腹板20馬蹄46Σ單位寬度抗彎及抗扭慣距：計算橫梁抗彎及抗扭慣性矩：翼板有效寬度計算橫梁長度取為兩邊主梁的軸線間距，即： 根據比值可查表，求得：=，所以：求橫梁截面重心位置： 橫梁的抗彎和抗扭慣距和： ，所以查表得=1/3，但由于連續橋面的單寬抗扭慣距只有獨立板寬扁板者的翼板，可取=1/6。=（）=，查表可得 單位抗彎及抗扭慣距和：