滨德高速4×30m装配式预应力_混凝土简支t梁桥施工图设计毕业设计 66页

山东交通学院2015届毕业生毕业设计设计书题目：滨德高速4×30m装配式预应力混凝土简支T梁桥施工图设计专业：土木工程班级：土木学号：姓名：指导教师：完成日期：2015年6月壹 摘要预应力混凝土梁式桥在我国桥梁建筑上占我重要的地位，在目前，对于中小跨径的永久性桥梁，无论是公路桥梁或者城市桥梁，都在尽量采用预应力混凝土梁式桥，因为这种桥梁具有就地取材，工业化施工，耐久性好，适应性强，整体性好以及美观等多种优点。本设计采用装配式简支T梁结构，其上部结构由主梁、横隔梁、行车道板，桥面部分和支座等组成，显然主梁是桥梁的主要承重构件。其主梁通过横梁和行车道板连接成为整体，使车辆荷载在各主梁之间有良好的横向分布。桥面部分包括桥面铺装、伸缩装置和栏杆等组成，这些构造虽然不是桥梁的主要承重构件，但它们的设计与施工直接关系到桥梁整体的功能与安全，这里在本设计中也给予了详细的说明。本设计主要受跨中正弯矩的控制，当跨径增大时，跨中由恒载和活载产生的弯矩将急剧增加，是材料的强度大部分为结构重力所消耗，因而限制的起跨越能力，本设计采用27m标准跨径，合理地解决了这一问题。在设计中通过主梁内力计算、应力钢筋的布置、主梁截面强度与应力验算、行车道板及支座、墩台等等设计，完美地构造了一座装配式预应力混凝土简支T梁桥，所验算完全符合要求，所用方法均与新规范相对应。本设计重点突出了预应力在桥梁中的应用，这也正体现了我国桥梁的发展趋势。关键词：预应力，简支T梁，后张法，应力验算3 AbstractTheprestressedconcretebeamplatebridgeoccupiesmyimportantstatusinourcountrybridgeconstruction,inatpresent,regardingsmallspanpermanentbridge,regardlessofisthehighwaybridgeorthecitybridge,allasfaraspossibleisusingtheprestressedconcretebeamplatebridge,becausethiskindofbridgehasmakesuseoflocalmaterials,theindustrializationconstruction,thedurabilityisgood,compatible,integritygoodaswellasartisticandsoonmanykindsofmerits.ThisdesignusesassemblytypesimplesupportTbeamstructure,itssuperstructurebythekingpost,septumtransversumbeam,thelaneboard,thebridgefloorpartandthesupportandsooniscomposed,theobviouskingpostisthebridgemaincarrier.Itskingpostconnectsintothewholethroughthecrossbeamandthelaneboard,enablethevehiclesloadtohavethegoodtraversebetweenvariouskingposts.Bridgefloorpartincludingcompositionsandsoonflooring,expansionandcontractioninstallmentandparapet,thesestructuresalthoughisnotthebridgemaincarrier,buttheirdesignandtheconstructionrelatesthebridgewholedirectlythefunctionandthesecurity,herehasalsogiventhedetailedexplanationinthisdesign.Thisdesignmainlystepsthesaggingmomentcontrol,whenthespanincreases,crossthebendingmomentwhichproducesbythedeadloadandtheliveloadthesharpgrowth,isthematerialintensitymajorityofconsumesforthestructuregravity,thuslimitsthespanningability,thisdesignusesthe27mstandardspan,hassolvedthisproblemreasonably.Inthedesignthroughthekingpostendogenicforcecomputation,thestresssteelbararrangement,kingpostsectionintensityandstresscheckingcalculation,laneboardandsupport,pillarTaiwanandsoondesigns,astructureassemblytypeprestressedconcretesimplesupportTbeambridge,thecheckingcalculationcompletelyhasconformedtotherequirementperfectly,usesthemethodandthenewstandardcorresponds.Thisdesignhashighlightedthepre-stressedwithemphasisinthebridgeapplication,thishasalsobeenmanifestingourcountrybridgetrendofdevelopment.Keyword:Pre-stressed，SimplesupportTbeam，Tensioning，Stresscheckingcalculation3 目录前言......................................................................1第1章.桥梁设计基本资料..................................................11.1滨德高速K72+943.5中桥工程地质资料...................................11.1.1气候条件.........................................................11.1.2地质资料............................................................21.2设计规范..............................................................3第2章桥型设计方案....................................................52.1方案一：预应力钢筋混凝土简支梁（锥型锚具）.............................52.1.1基本构造布置........................................................52.1.2设计荷载............................................................52.2方案二：钢筋混凝土箱形拱桥...........................................62.2.1方案简介............................................................62.2.2尺寸拟定........................................................62.2.3桥面铺装及纵横坡度..................................................72.2.4施工方法........................................................72.2.5总结...............................................................7第3章上部结构设计.....................................................83.1设计资料及结构布置..................................................83.1.1设计资料............................................................83.1.2横截面布置.........................................................83.1.3横截面沿跨长变化.................................................113.1.4横隔梁的布置....................................................113.2主梁作用效应计算.....................................................113.2.1恒载内力计算....................................................113.2.2活载内力计算....................................................133.2.3计算横向分布系数.................................................133.2.4计算最大弯矩和最大剪力..........................................173.2.5主梁效应作用组合...................................................213.3钢筋面积的估算及钢束布置..........................................213.3.1受压翼缘有效宽度b"f的计算.........................................213.4钢束预应力损失估算.................................................303.4.1预应力钢筋与管道间摩擦引起的预应力损失σl1........................303.4.2锚具变形、钢丝回缩引起的应力损失σl2................................303.4.3预应力钢筋分批张拉时混凝土弹性压缩引起的应力损失σl4...............323.4.4钢筋松弛引起的预应力损失σl5.......................................323.4.5混凝土收缩、徐变引起的损失σl6.....................................323.5应力验算...........................................................353.5.1短暂状况的正应力验算..............................................353.5.2持久状况的正应力验算.............................................353 第4章基础的设计........................................................374.1盖梁的计算........................................................374.1.1荷载计算...........................................................374.1.2内力计算........................................................454.2桥墩墩柱计算........................................................454.2.1荷载计算........................................................454.2.2截面配筋计算及应力验算..........................................474.3钻孔灌注桩计算.......................................................494.3.1荷载计算........................................................494.3.2桩长计算........................................................504.3.3桩的内力计算（m法）.............................................514.3.3.1桩的计算宽度的计算.............................................514.3.3.2桩的变形系数的计算.............................................514.3.3.3弯矩与水平压力的计算.............................................524.3.3.4桩身弯矩Mz....................................................524.3.4桩身截面配筋与强度验算..........................................534.3.5桩顶纵向水平位移验算.............................................544.3.5.1水平位移和转角计算.............................................544.3.5.2桩顶纵向水平位移验算.............................................55结论.....................................................................58致谢.....................................................................59参考文献.................................................................603 山东交通学院毕业设计前言公路桥梁交通是为国民经济、社会发展和人民生活服务的公共基础设施，是衡量一个国家经济实力和现代化水平的重要标志。我国从“七五”开始，公路建设进入了高等级公路建设的新阶段，近几年随着公路等级的不断提高，路桥方面知识得到越来越多的应用，同时，各项规范也有了较大的变动，为掌握更多路桥方面知识，我选择了30m装配式预应力混凝土简支T梁设计这一课题。本设计是根据设计任务书的要求和《公路桥规》的规定，选定装配式预应力T形截面简支梁桥，该类型的梁桥具有受力均匀、稳定，且对于小跨径单跨不产生负弯矩，施工简单且进度迅速等优点。设计内容包括拟定桥梁纵,横断面尺寸、上部结构计算，下部结构计算，施工组织管理与运营，施工图绘制,各结构配筋计算，书写计算说明书、编制设计文件这几项任务。在设计中，桥梁上部结构的计算着重分析了桥梁在施工及使用过程中恒载以及活载的作用力，采用整体的自重荷载集度进行恒载内力的计算。按照新规范公路I级车道荷载进行布置活载，并进行了梁的配筋计算，估算了钢绞线的各种预应力损失，并进行预应力阶段和使用阶段主梁截面的强度，正应力及主应力的验算。下部结构采用以钻孔灌注桩为基础的墩柱，并分别对桥墩和桩基础进行了计算和验算。主要依据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD062-2004）,《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024-85、,《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（简称《预规》）JTGD60—2004《公路桥涵设计通用规范》（简称《通用规范》）在本次设计过程中，新旧规范的交替，电脑制图的操作，都使我的设计工作一度陷入僵局。在指导老师郑桂兰老师及本组其他组员的帮助下，才使的这次设计得以顺利完成。在此，对老师和同学们表示衷心的感谢。由于公路桥梁工程技术的不断进步，技术标准的不断更新，加之本人能力所限，设计过程中的错误和不足再所难免，敬请各位老师给予批评指正。59 山东交通学院毕业设计第1章.桥梁设计基本资料1.1滨德高速K72+943.5大桥工程地质资料1.1.1气候条件山东气候属暖温带季风气候类型。降水集中、雨热同季，春秋短暂、冬夏较长。年平均气温11～14℃，由东北沿海向西南内陆递增，胶东半岛、黄河三角洲年均在12℃以下，鲁西南在14℃以上。最冷月1月平均气温由零下4℃递增到1℃，最热月7月由24℃递增27℃左右。极端最低气温在零下11～20℃之间，极端最高气温36～43℃。全年无霜期也由东北沿海向西南递增，鲁北和胶东一般为180天，鲁西南地区可达220天。年平均降水量一般在550～950毫米之间，由东南向西北递减。鲁南鲁东，一般在800～900毫米以上；鲁西北和黄河三角洲则在600毫米以下。降水季节分布很不均衡，全年降水量有60～70％集中于6、7、8三个月，易形成涝灾。9～11月份降水一般100～200毫米，12～2月降水仅15～50毫米，3～5月也在100毫米以下。冬、春及晚秋易发生旱象。1.1.2地质资料第1工程地质层素填土（Q4al）：层底标高12.70m，厚度7.5m。黄褐色、棕黄色，松散，可塑，稍湿，以亚粘土为主，表层为灰土垫层。第2工程地质层亚粘土（Q4al）：层底标高11.20～11.70m，厚度1.00～3.80m。棕黄色，可塑，湿，光滑，中等韧性，中等干强度。第3工程地质层亚砂土（Q4al）：层底标高5.70～7.20m，厚度6.00～4.00m。褐黄色、灰褐色，中密，湿，摇震反应迅速，低干强度，低韧性。第4工程地质层粉砂（Q4al）：层底标高1.70～4.00m，厚度4.00～3.20m。灰黄色，密实，饱和，以石英、长石、云母为主，级配良好，分选性差，磨圆度较高。第5工程地质层亚粘土（Q4al）：层底标高-3.80～-2.80m，厚度4.50～7.80m。黄褐色，可塑，湿，稍有光滑，中等韧性，中等干强度，局部夹亚砂土薄层。第6工程地质层粘土（Q4al）：层底标高-6.10～-5.50m，厚度1.70～3.30m。棕黄色，可塑～硬塑，湿，光滑，高干强度，中等韧性。第7工程地质层粉砂（Q2+3al+pl）：层底标高-10.30～-10.00m，厚度4.20～4.50m。灰黄色，密实，饱和，以石英、长石、云母为主，级配良好，分选性差，磨圆度较高。第8工程地质层亚粘土（Q2+3al+pl）：层底标高-11.30～-11.00m，厚度1.00m。灰褐色，可塑，湿，光滑，中等干强度，中等韧性。第9工程地质层粉砂（Q2+3al+pl）：未揭穿，厚度≥29.00m。灰褐色，密实，饱和，以石英、长石、云母为主，级配良好，分选性差，磨圆度较高。勘察区在勘察深度范围内，地下水为第四系孔隙潜水-微承压水，勘察期间地下水59 山东交通学院毕业设计位埋深3.30～8.50m，标高11.70m，地下水年变化幅度3.0m左右。经取水样化验分析，地下水K++Na+含量为35.08mg/L，Ca2+含量为90.18mg/L，Mg2+含量为51.03mg/L，CL-含量为84.19mg/L，S042-含量为84.05mg/L，HCO3-含量为372.22mg/L，无侵蚀性CO2存在，PH=8.1，矿化度为716.75mg/L。根据《岩土工程勘察规范》GB50021-2001中12.2.1条款（按环境Ⅱ类）判定，地下水对砼结构在干湿交替与长期浸水条件下均无腐蚀性；地下水对砼结构中钢筋在干湿交替条件下有弱腐蚀性，在长期浸水条件下无腐蚀性。表1-1基土各土层容许承载力表层次岩性层底标高（m）容许承载力(kpa)1素岩土12.70/23亚粘土亚砂土12.7011.20～11.701201304粉砂5.70～7.201305亚粘土1.70～4.001706粘土-3.80～-2.801807粉砂-6.10～-5.502008亚粘土-11.30～-11.001309细砂未揭穿240表1-2基土各土层钻孔灌注桩桩基参数表层次岩性桩尖土极限承载力（kpa）桩周土极限摩阻力（kpa）抗剪强度C（kpa）φ（度）1素填土/30//2亚粘土/40//3亚砂土20040526.74粉砂40040432.75亚粘土500401118.26粘土60055//7粉砂70045530.78亚粘土30045//9细砂90050729.7表1-3基土各土层比例系数m和m0值层次岩性m和m0值（KN/m4）1素填土/2亚粘土50003亚砂土600059 山东交通学院毕业设计4粉砂70005亚粘土100006粘土120007粉砂80008亚粘土40009细砂120001.2设计规范中华人民共和国交通部部颁标准：（1）《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）（2）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）（3）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024-85）（4）《公路圬工桥涵设计规范》（JTJD61-2005）（5）《公路工程抗震设计规范》（JTJ004-89）59 山东交通学院毕业设计第2章桥型设计方案根据现桥位地形、水文条件，并综合考虑工程的经济性和施工难易程度，本桥桥跨布置的单跨跨径宜在30m以上，因此选定简支T型梁、连续箱梁和连续刚构桥这三种桥型方案来进行方案比。2.1方案一：预应力钢筋混凝土简支梁（锥型锚具）2.1.1基本构造布置设计资料桥梁跨径及桥宽标准跨径：30m（墩中心距）;全桥共：120m，分4跨;主梁全长:29.94m，桥面净空：净—13m+2×0.5m=14m；计算跨径：28.86m。1).上部构造为预应力混凝土T型梁，梁高1.7m；下部构造为柱式墩身，肋板式桥台，桩基础；采用简支转连续施工。2).预应力混凝土T型梁是目前公路桥梁中经济合理的桥型之一。桥型能适应桥位环境，施工工艺成熟、安全可靠；采用简支转连续桥型，桥面连续，行车舒适，施工方便，工期较短。上部结构施工较连续梁和连续刚构要简单，材料用量和费用较少。能有效控制投资规模，造价最省。图2-1桥梁立面图2.1.2设计荷载公路I级:两侧防撞栏杆重量分别为2.99kN/m。材料及工艺:本桥为预应力钢筋混凝土T型梁桥，锥形锚具；混凝土：主梁采用c50混凝土，桥面铺装用c30混凝土；预应力钢筋：采用《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62—2004）的ф15.2钢绞线，fpk=1860MPa。简支梁的优点是构造、设计计算简单，受力明确，缺点是中部受弯矩较大，并且没有平衡的方法，而支点处受剪力最大，如果处理不好主梁的连接，就会出现行车不稳的情况2.2方案二：钢筋混凝土箱形拱桥2.2.1方案简介本方案为钢筋混凝土等截面悬链线无铰拱桥。全桥分两跨，每跨均采用标准跨径59 山东交通学院毕业设计60m。采用箱形截面的拱圈。桥墩为重力式桥墩，桥台为U型桥台。2.2.2尺寸拟定本桥拟用拱轴系数m=2.24，净跨径为60.0m，矢跨比为1/8。桥面行车道宽9.0m,两边各设1.5m的人行道。拱圈采用单箱多室闭合箱，全宽11.2m，由8个拱箱组成，高为1.2m。拱箱尺寸拟定如图2-2图2-2箱梁尺寸拟定（1）拱箱宽度：由构件强度、刚度和起吊能力等因素决定，一般为130～160cm。这里取140cm。（2）拱壁厚度：预制箱壁厚度主要受震捣条件限制，按箱壁钢筋保护层和插入式震动棒的要求，一般需有10cm，若采用附着式震捣器分段震捣，可减少为8cm,取8cm。（3）相邻箱壁间净宽这部分空间以后用现浇混凝土填筑，构成拱圈的受力部分，一般用10～16cm，这里取16cm。（4）底板厚度：6～14cm。太厚则吊装重量大，太薄则局部稳定性差且中性轴上移。这里取10cm。（5）盖板：有钢筋混凝土板和微弯板两种型式，最小厚度6～8cm,这里取8cm。（6）现浇顶部混凝土厚度：一般不小于10cm，这里取10cm。（7）横隔板：多采用挖空的钢筋混凝土预制板，厚6～8cm，间距3.0～5.0m。横隔板应预留人行孔，以便于维修养护。这里取厚6cm。2.2.3桥面铺装及纵横坡度桥面采用沥青混凝土桥面铺装，厚0.10m。桥面设双向横坡，坡度为2.0%。为了排除桥面积水，桥面设置预制混凝土集水井和φ10cm铸铁泄水管，布置在拱顶实腹区段。双向纵坡，坡度为0.6%。2.2.4施工方法采用无支架缆索吊装施工方法，拱箱分段预制。采用装配——整体式结构型式，分阶段施工，最后组拼成一个整体。2.2.5总结预应力混凝土连续箱梁也是目前公路大跨径桥梁中经常采用的桥型之一。结构受力59 山东交通学院毕业设计合理，变形小；桥面连续，行车舒适；较T型梁增加了施工的难度和工期；材料用量和费用较T型梁要多一些。上部构造施工采用移动支架一次性投入费用要高；且由于增加了大吨位支座，日后维护费用要增加。2.3桥型方案三：预应力混凝土连续刚构方案（比较方案）桥梁全长：90m（1）上部构造为预应力混凝土变高度箱梁，根部高4.5m，跨中高2.0m；下部构造为空心矩形截面墩身、肋板式桥台，桩基础；采用挂篮悬臂浇筑施工。（2）预应力混凝土连续刚构桥外型美观，是目前公路大跨径桥梁中经常采用的桥型之一，尤其是墩身高度很高时,更能体现出它的优势。该桥型连续，行车舒适；但上部结构施工工序较T型梁和连续梁要多、周期较长，造价较高。鉴于桥位处的地形条件，河流断面宽约70m，桥墩高28m左右，且由于连续刚构桥桥梁上部结构建筑高度较高，如采用该方案需要提升桥面标高，增加桥头引道长度。结合投资规模、和考虑施工的难度，本桥不适合于修建连续刚构桥。方案的最终确定：经考虑，简直梁的设计较简单，受力的点明确，比较适合初学者作为毕业设计用，因此我选着了方案一。第3章上部结构设计59 山东交通学院毕业设计3.1设计资料及结构布置3.1.1设计资料（1）桥梁跨径及桥宽标准跨径：30m（墩中心距离）主梁全长：29.94m；计算跨径：28.86m；桥面净空：净—11m+2×0.5m=12m；（2）设计荷载公路I级，每侧防撞栏重力的作用力为2.99KN/m。（3）材料及工艺混凝土：主梁用C50，桥面铺装用C30。预应力钢筋采用《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62—2004）的ф15.2钢绞线，fpk=1860MPa。普通钢筋直径大于和等于12mm的采用HRB335钢筋；直径小于12mm的均用R235钢筋。按后张法施工工艺制作主梁，采用内径70mm、外径77mm的预埋波纹管和夹片锚具。（4）设计依据（1）交通部颁《公路工程技术标准》（JTGB01—2003）（2）交通部颁《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60—2004）（3）交通部颁《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62—2004）(5)基本计算数据（表3-1）3.1.2横截面布置（1）主梁间距与主梁片数主梁间距通常应随梁高与跨径的增大而加宽为经济，同时加宽翼板对提高主梁截面效率指标很有效，故在许可条件下应适当加宽T梁翼板。翼板的宽度为2000mm,由于宽度较大，为了保证桥梁的整体受力性能，桥面板采用现浇混凝土刚性接头，因此主梁的工作截面有两种：预应力、运输、吊装阶段，净—13m+2×0.5m的桥款选用七片主梁，表3-1基本计算数据名称项目符号单位数据C50混凝土立方体fcu,kMPa50弹性模量EcMPa34500轴心抗压标准强度fckMPa32.4轴心抗拉标准强度ftkMPa2.65轴心抗压设计强度fcdMPa22.4轴心抗拉设计强度ftdMPa1.83短暂状态容许压应力0.7fckMPa20.72容许拉应力0.7ftkMPa1.757持久状态标准荷载组合容许压应力0.5fckMPa16.2容许主压应力0.6fckMPa19.4459 山东交通学院毕业设计短期效应组合容许拉应力σst-0.85MPa0容许主拉应力0.6ftkMPa1.59钢绞线标准强度fpkMPa1860弹性模量EPMPa19500抗拉设计强度fpdMPa1260最大控制应力0.75fpkMPa1395容许压应力容许拉应力0.65fpkMPa1209材料重度标准荷载组合γ1KN/m325容许压应力γ2KN/m323容许主压应力γ3KN/m378.5钢束与砼弹性模量比αep无量纲5.65（2）主梁跨中主要尺寸拟定1）主梁高度预应力简支梁桥的主要高度与其跨径之比通常在1/15—1/25，标准设计中高跨比约在1/18—1/19。本桥采用1700的主梁高度比较合适。2）主梁截面细部尺寸面板承受车轮局部荷载的要求，还应考虑能否满足主梁受弯时上翼板受压的强度要求。预置T梁的翼板厚度取用110mm，翼板跟部加厚到185mm以抵抗翼缘跟部较大的弯矩。预应力混凝土梁中腹板内主拉应力较小，腹板厚度一般由布置预置孔道的构造决定，同时从腹板本身的稳定条件出发，腹板厚度不宜小于其高度的1/15。马蹄尺寸基本由布置预应力钢束的需要确定的，设计实践表明，马蹄面积占截面总面积的10%—20%为合适。半纵剖面59 山东交通学院毕业设计图3-1结构尺寸图按照以上拟定的外形尺寸绘出预制梁的跨中截面图图3-2跨中截面图3）计算截面几何特征将主梁跨中截面划分成五个规则图形的小单元，截面几何特征列表计算见表3-2表3.2跨中截面几何特征计算表分块名称分块面积Ai（cm2)分块面积形心至上缘距离yi(cm)分块面积对上缘静距分块面积的自身惯矩Di=yi-y(cm)分块面积对截面形心的惯矩Ix=AId2(cm4)I=II+IX(CM)4(1)(2)(3)(4)(5)（6）=（1）×（5）2（7）=（4）+（6）①22005.51210022183.356.837105227.58712741159 山东交通学院毕业设计②30013.54050937.548.83715310.67716248③208580.5167842.53357024-18.176883604045386④165146.33324144.91101.7-8411642401188385⑤90016014400030000-97.6785854868729486S5650352137.4218069143.1.3横截面沿跨长变化横截面沿跨长的变化，该梁的翼板厚度不变，马蹄部分逐渐抬高，梁端处腹板加厚到与马蹄等宽，主梁的基本布置到这里就基本结束了。3.1.4横隔梁的布置由于主梁很长，为了减小跨中弯矩的影响，全梁共设了五道横隔梁，分别布置在跨中截面、两个四分点及梁端，其间距为6.75m。3.2主梁作用效应计算3.2.1恒载内力计算（1）恒载集度1）主梁2）横隔梁对于边主梁:对于中主梁：3)桥面铺装8cm混凝土铺装:5cm沥青铺装：若将桥面铺装均摊给七片主梁，则：4）栏杆两侧防撞护栏分别为4.99KN/m，若将两侧防撞栏均摊给七片主梁，则：作用于边主梁的全部恒载g为作用于中主梁的恒载强度为（2）恒载内力59 山东交通学院毕业设计如图3.3所示，设x为计算截面离左支座的距离主梁弯矩和剪力的计算公式分别为：l=28.86mM图3-3主梁弯矩和剪力图表3-3永久作用效应计算表作用效应跨中X=l/2四分点X=l/4变化点X=l/8支点X=0S弯矩（KN.m)2297.411723.01005.10剪力(KN)0160.3240.48320.63.2.2活载内力计算（1）冲击系数和车道折减系数按《桥规》4.3.2条规定，结构的冲击系数与结构的基频有关，因此要先计算结构的频率。简支梁桥的频率可采用下列公式估算：其中：根据本桥的基频，可计算出汽车荷载的冲击系数为：u=59 山东交通学院毕业设计（2）计算主梁的荷载横向分布系数1）跨中的荷载横向分布系数本桥跨中内设5道横隔梁，具有可靠地横向联系，且承重结构的长宽比为：3.2.3计算横向分布系数(1)荷载位于跨中时，按偏心压力法计算由图知n=7a1=6m,a2=4m,a3=2m,a4=0m,a5=-2m,a6=-4m,a7=-6m1#梁2#梁3#梁59 山东交通学院毕业设计4#梁（a）1#2#h=3#4#图3-4跨中横向分布系数图(2)当荷载位于支点时按杠杆原理法计算绘制1号梁，2号梁，3号梁，459 山东交通学院毕业设计号梁的荷载横向分布系数影响线，如图，按《桥规》在横向影响线上确定的最不利荷载布置位置2#梁3#梁/4#梁59 山东交通学院毕业设计图3-5支点横向分布系数图对于1#梁：对于2#梁：3#、4#、5#、6#梁的横向分布系数和2#梁一样对于7#梁：表3-4横向分布系数跨中支点1#梁2#梁3#梁4#梁5#梁6#梁7#梁3.2.4计算最大弯矩和最大剪力车道荷载的取值计算剪力时1）跨中截面的最大弯矩和最大剪力28.86剪力影响线59 山东交通学院毕业设计弯矩影响线0.740.74图3-6跨中截面弯矩和剪力图L/2弯矩影响线面积L/2剪力影响线面积1）四分点截面的最大弯矩和最大剪力0.750.25剪力影响线59 山东交通学院毕业设计5.374弯矩影响线0.740.740.550.55M汽图3-7L/4截面弯矩和剪力图L/4弯矩影响线面积：)=L/4剪力影响线面积=299.92KN3）变化点截面的最大弯矩和最大剪力（L/8）0.1250.875剪力影响线59 山东交通学院毕业设计0.1250.8750.740.740.645M汽图3-8变化点截面弯矩和剪力图变化区段长度L/8弯矩影响线面积L/8弯矩影响线面积4）支点截面的最大剪力1.0剪力影响线0.740.740.550.55M汽图3-9支点截面剪力59 山东交通学院毕业设计3.2.5主梁效应作用组合表3-5荷载组合序号荷载类别跨中截面四分点截面变化点截面支点MmaxVmaxMmaxVmaxMmaxVmaxVmax1恒载作用2297.401723.0160.31005.1240.48320.62汽车荷载标准值（不计冲击系数）2747.93183.172060.99299.921046.3317.76433.423汽车荷载标准值（计冲击系数）2187.35145.801640.55238.74832.85252.94345.004标准组合（汽）2187.35145.801640.55238.74832.85252.94345.005短期组合（0.7汽）1923.55128.221442.69209.94732.41222.43224.426极限组合1.0（1.2恒+1.4汽）5819.17204.12436.437526.602372.11642.69867.723.3钢筋面积的估算及钢束布置3.3．1受压翼缘有效宽度的计算按《公路桥规》规定，T形截面梁受压翼缘有效宽度，取下列三者中的最小值:(1)简支梁计算跨径的L/3,即L/3=28860/3=9553.3mm；(2)相邻两梁的平均间距，对于中梁为2000mm；(3),式中b为梁腹板宽度，为承托长度，这里承托长度等于0，为受压区翼缘悬出板的厚度，可取跨中截面翼板厚度的平均值，即，所以有=59 山东交通学院毕业设计所以，受压板翼缘的有效宽度=2000mm3.3．2预应力钢筋面积估算按构件正截面抗裂性要求估算预应力钢筋数量。对于A类部分预应力混凝土构件，根据跨中截面抗裂要求由（13-123）可得跨中截面所需的有效预加力为。式中的Ms为正常使用极限状态按作用（或荷载）短期效应组合计算的弯矩值有：设预应力钢筋截面重心距截面下缘为，则预应力钢筋的合力作用点至截面重心轴的距离为；钢筋估算时，截面性质近似取用全截面的性质来计算，由表一可得跨中截面全截面面积A=565000mm2，全截面对抗裂验算边缘的弹性抵抗矩为；所以有效预加力为：。预加力钢筋的张拉控制应力，预应力损失按张拉控制应力的20%估算，则可得需要预应力钢筋的面积为。采用3束15.24钢绞线，预应力钢筋的截面积为Ap=2940mm2。采用夹片式锚群，Ø70金属波纹管成孔。3.3.3预应力钢筋布置（1）跨中截面预应力钢筋的布置后张法预应力混凝土构件的预应力管道布置应符合《公路桥规》中的有关构造要求。参考已有的设计图纸并按《公路桥规》中的构造要求，对夸张那个截面预应力钢筋进行初步布置（如图）（2）锚固面钢筋束布置为施工方便，全部3束预应力钢筋均锚于梁端（图）。这样布置符合均匀分散的原则，不仅能满足张拉的要求，而且N1，N2在梁端均弯起较高可以提供较大的预剪力59 山东交通学院毕业设计图3-10钢筋布置图（3）其他截面钢束位置及倾角计算1、钢束弯起形状、弯起脚θ及弯曲半径。采用直线段中接圆弧曲线的方式弯曲；为使预应力钢筋的预加力垂作用于锚垫板，N1、N2和N3弯起脚均取θ0=8°；各钢束的弯曲半径为Rn1=45000mm；Rn2=30000mm，Rn3=15000mm2、钢束各控制点位置的确定：以N3号钢束为例，其弯起布置如图所示。59 山东交通学院毕业设计3-11钢筋弯起布置图由导线点距锚固点的水平距离由弯起点至导线点的水平距离所以弯起点至锚固点的水平距离为：则弯起点至跨中截面的水平距离为根据圆弧切线的性质，弯起点沿切线方向至导线点的距离与弯起点至导线点水平距离相等，所弯止点至导线点的水平距离为：故弯止点至跨中截面的水平距离为。同理，可以计算N1、N2的控制点位置，将各钢束的控制参数汇于下表：表3-6各钢束控制参数钢束号升高值c（mm）弯起角θ0（°）弯起半径R（mm）支点至锚固点的水平距离d（mm）弯起点距跨中截面水平距离xk（mm）弯止点距跨中截面水平距离（mm）N1151084500015618068846N2800830000256747012163N340081500031211177135223、各截面钢束位置及其倾角计算仍以N3号钢束为例，计算钢束上任一点i离梁底距离及该点处钢束的倾角59 山东交通学院毕业设计，式中a为钢束弯起前其重心至梁底的距离，a=100mm；为i点所在计算截面处钢束位置的升高值。计算时，首先应判断出i点所在处的区段，然后计算及q，即当时，i点位于直线段还未弯起，故当时，i点位于圆弧弯曲段，及按下式计算，即。当时，i点位于靠近锚固端的直线段此时，按下式计算，即各截面钢束位置及其倾角见下表：表3-7钢束位置及倾角计算截面钢束编号x（mm）Lb1+Lb2（mm）（xi－xk）（mm）θ（°）ci（mm）ai=a+ci（mm）跨中截面xi=0N118067040为负值，钢束尚未弯起00100N274704693N3111772345L/4截面xi=9720mmmmN118067040xi－xk＞Lb1+Lb28418518N2747046930＜xi－xk＜Lb1+Lb20.7052102N3111772345负值未弯起00100变化点截面xi=9720mmN118067040xi－xk＞Lb1+Lb289681068N2747046930＜xi－xk＜Lb1+Lb27.34225125N3111772345负值未弯起001004、钢束平弯段的位置及平弯角59 山东交通学院毕业设计图3-12钢束平弯图5、N1、N2、N3三束预应力钢绞线在跨中截面布置在同一条水平面上，而在锚固端三束钢绞线则都在肋板中心线上，为实现钢束的这种布筋方式，N2、N3在主梁肋板中必须从两侧平弯到肋板中心线上，为了便于施工中布置预应力管道，N2、N3在梁中的平弯采用相同的形式，其平弯位置如图所示。平弯段有两段曲线弧，每段曲线弧的弯曲角为q3.3.4非预应力钢筋截面积估算及布置按构件承载能力极限状态要求估算非预应力钢筋数量：在确定预应力钢筋数量后，非预应力钢筋根据正截面承载能力极限状态的要求来确定。设预应力钢筋和非预应力钢筋的合力点到截面底边的距离为，则有。先假定为第一类T形梁截面，由公式-其中，。"计算受压区高度X，求得x=82.3mm＜=185mm。，则根据正截面承载力计算需要的非预应力钢筋截面积为采用5根直径为18的HRB335钢筋，提供给的钢筋截面面积为As=1727mm259 山东交通学院毕业设计。在梁底布置成一排其间距为87.5mm，钢筋重心到底边的距离=45mm.图3-13非预应力钢筋布置3.4主梁截面几何特性计算后张法预应力混凝土梁主梁截面几何应根据不同的受力阶段分别计算。（1）主梁预制并张拉预应力根据主梁混凝土达到设计强度的90%后，进行预应力的张拉，此时管道尚未压浆，所以其截面特性为计入非预应力钢筋影响（将非预应力钢筋换算为混凝土）的净截面，该截面的截面特性计算中应扣除预应力管道的影响，T梁翼板宽度为1600mm（2）桥面、栏杆及人行道施工和运营阶段此时主梁即为全截面参与工作，此时截面特性计算采用计入非预应力钢筋和预应力钢筋影响的换算截面，T梁翼板宽度为2000mm。表3.8第一阶段跨中截面几何特性计算表分块名称分块面积Ai（mm2）Yi（mm）Si=Aiyi（mm3）I（mm4）iyu－yi（mm）Ｉx=Ai（yu－y)mmiＩ=Ｉi+Ｉx（mm4）混凝土全截面477×103728.1347.3×106182.95×109－5.3-0.134×109非预应力钢筋换算面积（αES－1）A=2.34×103158037.029×1060-918.61.978×10959 山东交通学院毕业设计预留管道面积－3××702/4=－27.9×1031580－44.145×1060-904.9-2.879×109净截面面积An=451.44×103yun=753=340.184×106182.95×109-1.035×109181.915×1093.5持久状况截面承载能力极限状态计算1）正截面承载力计算一般取弯矩最大的跨中截面进行正截面承载力计算2）求受压区高度x先按第一类T形截面梁，略去构造钢筋影响，可得混凝土受压区高度x，即受压区全部位于翼缘板内，说明确实是第一类T形截面梁3）正截面承载力计算跨中截面的预应力钢筋和非预应力钢筋的见图，预应力钢筋和非预应力钢筋的合力作用点到截面底边距离（a）为所以截面抗弯承载力所以跨中截面正截面承载力满足要求。(4)斜截面抗剪承载力计算采用变化点截面处的斜截面进行斜截面抗剪承载力计算。首先，根据公式进行截面抗剪强度上、下限复核，即式中的为验算截面处剪力组合设计值，这里,为混凝土强度等级，这里，b=150mm;为相应于剪力组合设计值处的截面59 山东交通学院毕业设计有效高度，即自纵向受拉钢筋合力点（包括预应力钢筋和非预应力钢筋）至混凝土受压边缘的距离，这里纵向受拉钢筋合力点至截面下缘的距离为所以为预应力提高系数，=1.25。带入上式得.计算表明，截面尺寸满足要求，但需配置抗剪钢筋。斜截面抗剪承载力按式13—8即其中：a1为异号弯矩影响系数，a1=1.0；a2为预应力提高系数，a2=1.25；a3为受压翼缘的影响系数a3=1.1。箍筋选用双肢直径为10mm的HRB335钢筋，fsv=280MPa，间距Sv=200mm，则Asv=2×78.54=157.08mm2。故。Sinθp采用全部3束预应力钢筋的平均值，即sinθp=0.089。所以，Vcs=668.135KN,Vpd=0.75×10-3×1260×2940×0.089=247.269KN。Vcs+Vpd=915.404KN＞=642.96KN。所以变化点截面处斜截面抗剪满足要求。非预应力构造钢筋作为承载力储备，未予考虑。（2）斜截面抗弯承载力由于钢筋均锚固与梁端，钢束数量沿跨长方向没有变化，且弯起角度缓和，其斜截面抗弯强度一般不控制设计，故不另行验算。3.6钢束预应力损失估算3.6.1预应力钢筋与管道间摩擦引起的预应力损失由,其中x=l/2+dd为锚固点到支点中线的水平距离；μ,k分别为预应力钢筋与管道壁的摩擦系数及管道每米局部偏差对摩擦的影响系数，采用预埋金属波纹管成型时，由附表查的表3-9跨中截面摩擦应力损失计算钢束θmqxkxbcon(MPa)(MPa)59 山东交通学院毕业设计编号（°）弧度N180.13960.034919.5270.02930.0622139582.58N212.1450.21200.053019.6540.02950.08151395104.486N312.1450.21200.053019.7380.02960.08161395104.625平均值97.23表3-10各设计控制截面平均值截面跨中L/4L/8(变化点)支点平均值（MPa）92.7754.0625.040．503.6.2锚具变形、钢丝回缩引起的应力损失（）计算锚具变形、钢筋回缩引起的应力损失，后张法曲线布筋的构件应考虑锚固后摩阻的影响。首先计算反摩阻影响长度，即式中的为张拉端锚具变形值，由附表2-6查得夹片式锚具顶压张拉时为4mm；D为单位长度由管道摩阻引起的预应力损失，;为张拉端锚下张拉控制应力，为扣除沿途管道摩擦损失后锚固端预拉应力，；l为张拉端至锚固端的距离。求得后，若，则截面不受反阻摩擦影响，若，则距张拉端为x处的截面由锚具变形和钢筋回缩引起的考虑反阻摩擦后的预应力损失按下式计算，即，式中的为张拉端由锚具变形引起的考虑反阻摩擦后的预应力损失，Ds=表3.11反摩阻影响长度计算表59 山东交通学院毕业设计钢束编号σ0=σconσl1（MPa）ol=σ0－σl1（MPa）l（mm）△σd=（σ0－σl）/l（MPa/mm）lf（mm）N1139582.581312.42144620.00571011688N21395104.4861290.51145750.00716910431N31395106.6251290.38146380.00714710447表3-12锚具变形引起的预应力损失计算表截面钢束编号X（mm）lf（mm）△σ（MPa）σl2（MPa）各控制截面σl2平均值（MPa）跨中截面N11446211688133.48X＞lf截面不受反摩阻影响0N21457510431149.56N31463810441149.33L/4截面N172979124.8170.9634.2546.29N274107992.8195.1814.23N374738018.9194.5413.24L/8截面N13714.56877.6226.82104.3296.65N23827.55983260.7493.94N33890.56021.8259.0691.69支点截面N11321324880.9480.3979.93N22451161280.8379.92N33081163080.7779.483.6.3预应力钢筋分批张拉时混凝土弹性压缩引起的应力损失（）对于简支梁可取L/4截面计算，并以其计算结果作为全梁个截面预应力钢筋应力损失的平均值。59 山东交通学院毕业设计式中m——张拉批数，m=3；所以3.6.4钢筋松弛引起的预应力损失（）式中——张拉系数，采用超张拉，取=0.9——钢筋松弛系数，对于低松弛钢绞线，取=0.3；传力锚固时的钢筋应力，这里仍采用l/4截面的应力至作为全梁的平均值计算，故有。所以3.6.5混凝土收缩、徐变引起的损失（）混凝土收缩、徐变终极值引起的受拉区预应力钢筋的应力损失可按下式计算，即式中：——构件受拉区全部纵向钢筋截面重心处，由预加力（扣除相应的应力损失）和结构自重产生的混凝土法向应力，；——构件受拉区全部纵向钢筋配筋率,不考虑普通钢筋时,；——预应力筋传力锚固龄期为，计算龄期为时的混凝土收缩应变；——加载龄期为，计算龄期为时混凝土徐变系数；59 山东交通学院毕业设计该梁所属桥位于野外一般地区，相对湿度为75%，其构件理论厚度，由此可查表12-3并插值得相应的徐变系数终极值为混凝土收缩应变终极值为为传力锚固时在跨中和l/4截面的全部受力钢筋截面重心处，由NPI,MG1,MG2所引起的混凝土正应力的平均值。考虑到加载龄期不同，MG2按徐变系数变小乘以折减系数f(tu,t0")/f(tu,20)。计算NPI和MG1引起的应力时采用第一阶段截面特性，计算MG2引起的应力时采用第二阶段截面特性跨中截面L/4截面=7.21MPa所以：，取跨中与l/4截面的平均值计算，则有59 山东交通学院毕业设计表3-13各截面钢束预应力损失平均值及有效预应力汇总表59 山东交通学院毕业设计预加应力阶段σLI=σL1+σL2+σL4（MPa）使用阶段σpLI=σL5+σL6(MPa)钢束有效预应力（MPa）σLIσL2σL4σLIσL5σL6σLＩＩ预加力阶段σpＩ=σcon－σLI使用阶段σpLII=σcon－σLI－σLＩＩ跨中截面92.77033.19125.9631.5695.07126.631269.041142.41L/4截面54.0646.2933.19133.5431.5695.07126.631261.461134.83L/8截面25.0490.3933.19148.6231.5695.07126.631246.381119.75支点截0．50137.4933.19171.1731.5695.07126.631223.831097.23.7应力验算3.7.1短暂状况的正应力验算短暂状况下（预加力阶段）梁跨中截面上、下缘的正应力上缘：下缘：其中。截面特性取用第一阶段的截面特性，代入上式得59 山东交通学院毕业设计预加力阶段混凝土的压应力满足应力限制值要求；混凝土的拉应力通过规定的预拉区配筋率来防止出现裂缝，预拉区混凝土没有出现拉应力，故预拉区只需配置箍筋率不少于0.2%的纵向钢筋即可。（2）支点截面或运输、安装阶段的吊点截面的应力验算，其方法与此相同，但应注意计算图式，预加应力和截面几何特性等的变化情况。3.7.2持久状况的正应力验算（1）截面混凝土的正应力验算对跨中截面进行验算：此时有跨中截面混凝土上边缘压应力计算值为ç持久状况下跨中截面混凝土正应力验算满足要求。（2）持久状况下预应力钢筋的应力验算由二期恒载及活载作用产生的预应力钢筋截面重心处的混凝土应力为所以钢束应力为计算表明预应力钢筋拉应力超过了规范规定值，可认为钢筋应力满足要求。59 山东交通学院毕业设计第4章基础的设计4.1盖梁的计算4.1.1荷载计算（1）上部构造恒载（2）按边梁自重计算，边梁重为573.315KN，其它梁重592.579KN，共计7片。一孔上部总重4109.525KN，每个支座反力为286.66KN。（1）盖梁自重及内力计算计算见表4-1，计算见图示4-1图4-1盖梁自重计算图59 山东交通学院毕业设计表4.1盖梁自重及产生的弯矩、剪力截面编号自重（KN）弯矩（KN.m)剪力(KN)V左V右1—1q1=35.63M1=-12.19-35.65-35.652—2q2=36.25M2=-58.13-71.9-71.93—3q3=76.5M3=-173.55-148.4-148.44—4q4=63.75M4=50.32276.25276.255—5q5=276.25M5=467.9700（3）荷载计算1）可变荷载横向分布系数计算，荷载对称布置时用杠杆法，非对称布置时用偏心压力法。公路I级：a.单列车、对称布置（见图4-2）时59 山东交通学院毕业设计4-2单列车对称布载图b.双列车对称布置（见图4-3）时；h59 山东交通学院毕业设计图4-3双列车对称布载图c.三列车对称布置（见图4.4）时；59 山东交通学院毕业设计图4-4三列车对称布载图d.单列车非对称布置时（见图4-2）：e.双列车非对称布置时（见图4-3）：f.三列车非对称布置时（见图4-4）：图4-5非对称布置总图单列车时：知：则：59 山东交通学院毕业设计双列车时三列车时：知：59 山东交通学院毕业设计h=2)按顺桥向荷载移动情况，求得支座荷载反力的最大值（如图4-6）。图4-6荷载布置图双孔布载单列车时：双孔布载双列车时：单孔布载单列车时：单孔布载双列车时：2B=860.93(KN)3）可变荷载横向分布后各梁支点反力（计算的一般式为Ri=Bi），见表4-2。表4-2各梁支点反力计算荷载横向分布情况汽车I级（KN）计算方法荷载布置横向分布系数单孔双孔BRiBRi单列车汽车I级h1=0430.4650580.93059 山东交通学院毕业设计对称布置（按杠杆法计算）h2=000h3=0.2647108.461145.982h4=0.4706192.828259.536h5=0.2647108.461145.982h6=000h7=000双列车汽车I级h1=0860.9301161.860h2=0.2206180.461243.322h3=0.4706385.657519.072h4=0.6126502.026675.698h5=0.4706385.657519.072h6=0.2206180.461243.322h7=000三列车汽车I级h1=0.17651291.395216.9631742.79292.019h2=0.4706578.485778.608h3=0.6177759.3081021.985h4=0.4706578.485778.608h5=0.6177759.3081021.985h6=0.4706578.485778.608h7=0.1765216.963292.019荷载横向分布情况汽车I级（KN）计算方法荷载布置横向分布系数单孔双孔BRiBRi单列车汽车I级h1=0.3948430.465161.769580.93217.73259 山东交通学院毕业设计非对称布置（按偏心受压法计算）h2=0.3125128.047172.344h3=0.227793.3125.577h4=0.142958.55378.809h5=0.056423.10931.105h6=-0.0267-10.94-14.725h7=-0.109-44.663-60.114双列车汽车I级h1=0.2387860.93195.6151161.86263.286h2=0.2068169.473228.1h3=0.1748143.249192.804h4=0.1429117.107157.619h5=0.11190.965122.433h6=0.07964.74187.137h7=0.047138.59851.951三列车汽车I级h1=0.20451291.395251.3821742.79338.345h2=0.184226.182304.428h3=0.1634200.859270.345h4=0.1429175.66236.428h5=0.1224150.46202.511h6=0.1018125.138168.428h7=0.081399.938134.5114）各梁永久荷载、可变荷载反力组合：冲击系数：汽车I级表4-3各梁永久荷载、可变荷载反力组合（单位KN）编号荷载情况1#R12#R23#R34#R45#R56#R67#R7横载573.315592.579592.579592.579592.579592.579573.315汽车I级三列对称369.696985.7181293.833985.7181293.833985.718369.696汽车I级三列非对称428.344385.406342.257299.318256.379213.23170.291943.0111578.2971886.4121578.2971886.4121578.297943.0111001.659977.985916.836891.897848.958805.809743.6065）双柱反力计算表见表4-4当荷载组合6时，立柱反力最大。由荷载组合6控制设计。59 山东交通学院毕业设计表4-4双柱式反力组合情况计算式反力Gi(KN)组合（943.011´8.29+1578.297´6.61+1886.412´4.93+1578.297´3.25+1886.412´1.57-1578.297´0.11-943.011´1.79）´1/6.5=5196.875196.87组合（1001.659´8.29+977.985´6.61+916.836´4.93+891.897´3.25+848.958´1.57-805.809´0.11-743.606´1.79）´1/6.5=3400.013400.01由表—可知，组合6，立柱反力最大。组合6为控制设计4.1.2内力计算（2）各截面剪力计算4.2桥墩墩柱计算59 山东交通学院毕业设计桥墩直径采用120cm，混凝土为20号，采用I级钢筋。4.2.1荷载计算（1）恒载计算上部构造恒载，一孔重4109.525KN；盖梁自重（半根盖梁）304.8KN；横系梁自重300KN；墩柱自重256.2KN；作用在墩柱底面的横载垂直力为：N恒=1/2×4109.525+304.8+256.2=2615.76KN（2）活载计算（1）公路I级单孔荷载、单列车时；B1=0,B2=497.472KNB1+B2=497KN相应的制动力T为：车队10%时T=(550+200)×0.1=75KN车队30%时T=550×0.3=165KN双孔荷载、单列车时；B1=355.932KNB2=257.317KN则B1+B2=613.249KN相应的制动力：T=(550+200)×0.1=75KN<165KN（3）双柱反力横向分布计算（如图下图4-8所示）公路I级单列车时：双列车时：=59 山东交通学院毕业设计图4-8荷载布置图示（4）荷载组合最大最小垂直反力时，计算见表4-5表4.5活载组合垂直反力编号荷载情况最大垂直反力最小垂直反力hiB´hihiB´hi公路I级单列车1.129692.358-0.129-79.109双列车0.7369903.8060.2631322.692最大弯矩时计算见表4-6表4-6活载组合最大弯矩荷载情况墩柱顶反力计算B´hi´(1+m)垂直反力水平力kN对墩顶中心弯矩B1B2B3（B1+B2)´0.25H´1.14上部+盖梁2359.56汽车单孔三列994´0.7369732.4790732.47982.5183.1294.054.2.2截面配筋计算及应力验算（1）作用于墩柱顶的外力最大垂直力（如下图4-9所示）公路I级；59 山东交通学院毕业设计图4-9截面配筋示意图水平力：H=82.5KN所以（2）作用于墩柱底的外力双孔荷载，最大垂直力时；墩柱按轴心客观存在压构件计算59 山东交通学院毕业设计其中：单孔荷载，最大弯矩时；按小偏心受压构件计算。59 山东交通学院毕业设计s=合拉力小于容许应力，表明墩柱不会出现裂缝，按小偏心计算可行。墩柱配筋满足规范要求，箍筋可按构件要求配置。4.3钻孔灌注桩计算钻孔灌注桩直径为1.5m，混凝土为20号，采用I级钢筋。4.3.1荷载计算每根钢筋承载受的荷载力（1）两孔恒载反力：N1=4109.525/2=2054.76KN（2）盖梁恒重反力：N2=304.8KN（3）系梁恒重反力：N3=150KN（4）一根墩柱恒重：N4=256.2KN作用于桩顶的恒载反力（如图4-10）N恒=N1+N2+N3+N4=2765.76KN（5）灌注桩每延米自重（6）活载反力：1）两跨活载反力N5=903.806KN2）单跨活载反力N6=734.479KN3）制动力T=82.5KN，作用点在支座中心，距桩顶距离为：1/2+0.042+1.5+5.8=7.321m4）纵向风力（不考虑）5）横向风力（不考虑）6）作用于地面的反力（地面处）（如图4-11）59 山东交通学院毕业设计4.3.2桩长计算由于假设土层是单一的，可由确定单桩容许承载力的经验公式初步计算桩长。灌注桩最大冲刷线以下的桩长为H，则：式中：U—桩周长，t桩壁极限摩擦阻力，取40KN/m；l修正系数，l0.75；m—清底截面积，A=；K2—深度修正系数，K2=4.0；h3—一般冲刷线以下深度；59 山东交通学院毕业设计R—土的容重，取19KN/m3（已扣除浮重）；代入得：4.3.3桩的内力计算（m法）4.3.3.1桩的计算宽度的计算b1=kf(d+1)=0.9×(1.5+1)=2.25m4.3.3.2桩的变形系数的计算其中：所以可按弹性桩计算4.3.3.3弯矩Mz与水平压力zx的计算已经知道作用于地面处桩顶上的外力为:59 山东交通学院毕业设计N0=5621.46knH0=733.34knM0=51.21kN.m4.3.3.4桩身弯矩Mz(1)式中的无量纲系数Am,Bm可由表格查得计算见下表4-7表4-7桩身弯矩计算表ZZ=ZhhAmBmH0AmM0BmMZ0.6580.212.160.196960.9980633.19731.92765.111.3160.412.160.377390.9861763.59723.20785.791.9740.612.160.529380.9586189.21702.98792.202.6320.812.160.645610.91324108.79669.72778.523.2911.012.160.723050.85089121.84623.99745.834.6071.412.160.764980.68694128.91503.76632.675.9231.812.160.764880.49889115.41365.86481.276.5812.012.160.614130.40658103.49298.16401.657.8972.412.160.443340.2426274.71177.92252.639.8723.012.160.193050.0759532.5355.7288.2511.5173.512.160.050810.013548.569.9318.4913.164.012.160.000050.000090.00840.070.0784⑵桩身水平压应力式中的无量纲系数Ax,Bx可由表格查得Z为换算深度Z=Z计算见下表4-14,59 山东交通学院毕业设计表4-8水平压应力计算表ZAxBxzx0.6580.22.117991.290882.937.7710.71.3160.41.802731.000644.9912.0417.031.9740.61.502680.749816.2413.5419.782.6320.81.223700.537276.7712.9419.713.2911.00.970410.361196.7210.8717.594.6071.40.551750.107935.354.559.95.9231.80.25386-0.035723.16-1.941.226.5812.00.14696-0.075722.03-4.56-2.537.8972.40.00348-0.110300.06-7.97-7.919.8723.0-0.08741-0.09471-1.81-8.55-10.3611.5173.5-0.10495-0.05698-2.54-6.00-8.5413.164.0-0.10788-0.01487-2.99-1.79-4.784.3.4桩身截面配筋与强度验算验算最大弯距（Z=2m）处的截面的强度，该处内力值为：M=690.1382KN.mN=3632.34+2×19.91=3672.16KN桩内竖向钢筋若按含筋率0.2%配置，则Ag=3.14/4×1.32×0.02%=26.55㎝2选用14Ф16钢筋，,桩的换算面积桩的换算截面模量W0为：-桩的计算长度，当a·h≥4时取=8.48m根据《公预规》5.3.9条和5.3.10条相关规定：59 山东交通学院毕业设计偏心增大系数：则：按墩柱计算方法，查《公预规》附录C相关表格，可得到相关系数，经试算查的各系数A,B,C,D为：设ξ＝0.6386，A=6144,B=0.6662,C=0.7250,D=1.7132,代入后：`=（2.3407×11.5+1.7132×0.88×280）×7503=（0.6662×11.5+1.7132×0.88×280）×7503墩柱承载力满足规范要求。4.3.5桩顶纵向水平位移验算4.3.5.1水平位移和转角（）计算当、Z=0时，查表得：AX=2.44066，BX=1.621059 山东交通学院毕业设计所以同查上表的：代入得：图4-12桩顶外力4.3.5.2桩顶纵向水平位移验算式中：所以：59 山东交通学院毕业设计桩顶容许纵向水平位移【Δ】为符合规范要求59 山东交通学院毕业设计结论毕业设计在大学生活过程当中只是短暂的结尾，它引起了我对大学基础知识及专业知识的学习和回忆，我是在学校老师的辛勤培养下成为了一名合格的社会成员。半年的毕业设计即将逝去，当真正涉及到自己解决问题时才感到了自己知识是纳那么的匮乏，才深深体会到知识的重要性。以便在以后加强更深的知识理论学习，拓展自己在实际土木工程中的认识和增加实践经验的积累。更改每一个数字的同时，都是在印证一个重要的结果。那就是真正理解规范中的每一处要求，每一个条款，充分理解设计与施工的联系，在设计计算的过程中，能综合考虑施工、经济等其他因素，使设计更加完美，符合规范要求，贯彻国家有关法规和公路技术政策，使公路桥涵设计符合安全性、实用性和耐久性等原则。毕业设计结束意味着专业课程的结束，也会是对自己专业课程的总结。既考验了一下自己在学习过程中所学的知识，培养了自己的能力，通过这次毕业设计，使我所学的知识更加的系统化、整体化。在毕业设计的过程中，我认识了掌握知识的重要性，更重要的是将知识应用到实践当中去，借助这次毕业设计，将以前所学的知识进行了系统的复习，为步入社会做了充足的准备，为今后的工作打下坚实的基础。59 山东交通学院毕业设计致谢通过这次设计，我将大学所学的知识从新整理、融合然后直接运用到设计当中去，起到了温故而知新的效果。首先，我要感谢郑桂兰老师，是你把知识传授给了我。在学习的过程中，不仅是我在知识上和理论上有了较大的提升，比解决了以往很多不能解决的问题，并加深了对所学课程《桥梁工程》、《结构设计原理》、《基础工程》的认识与理解。在此，我要忠心的感谢在设计上给予我帮助的每一个人。感谢我的老师与同学在毕业设计计算书的编写过程中采用的参考文献表示深深地谢意。最后，感谢一起做设计的同学们，在此感谢我的导师郑桂兰老师与我们设计组的组长贾庆驰同学。希望同学们都能把理论运用于实践。59 山东交通学院毕业设计参考文献1、《桥梁工程》教材2、《基础工程》教材3、《结构设计原理》教材4、《公路桥涵设计图》5、《公路工程技术标准》6、《公路桥涵设计手册——基本资料》7、《公路桥涵设计手册——梁桥（上、下册）》8、《公路桥涵设计手册——墩台与基础》9、《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）10、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）11、其他59