内蒙古大学创业学院桥梁毕业设计G河

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预应力混凝土T形梁桥

【摘要】 本文设计的是预应力混凝土T形梁桥，第一部分主要内容主要是

通过水文计算确定桥长，并通过方案的比选确定出本次设计的桥型，第二部分的内容比较多，主要包括结构尺寸的拟、恒载和活载内力计算、根据承载力配筋并进行截面的承载力和应力验算、张拉预应力钢筋和计算预应力钢筋的各种应力损失、验算局部承压和梁的挠度变形计算，同时还简单的计算复核了横隔梁和行车道板的承载力。最后进行了下部结构盖梁和墩柱进行了简单的计算。

关键词：预应力 内力组合 承载力 应力损失

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Prestressed Concrete T-beam Bridge

Author:Bai Xueliang Tutor:Chang Jianmei

Abstract : This paper is the design of prestressed concrete T-beam

bridge .The first part is mainly determined by hydrology calculations long bridge, Adoption of the program and the selection of identifying this type design of the bridge, the second part of the contents of more, key structural dimensions, including the design, dead load and live Load, According capacity reinforcement and the capacity for cross sections and stress calculation, prestressed reinforced and prestressed reinforced the stress loss, partial pressure and checking the beam deflection, also simple calculation reviewed Cross beams and plates lane capacity.

Keywords : prestressed internal force portfolio Carrying Capacity

losses capacity stress

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1 G河水文设计原始资料及计算

1.1 设计原始资料 （1）、桥面平面图 （2）、桥位地质纵剖面图 （3）、设计流量：Qs=377m3/s （4）、设计流速：3.02m/s （5）、河床比降：0.5‰

（6）、汛期洪水含沙量：11㎏/ m3

（7）、桥位处于山区地区。汛期多为六、七级风，风速为15m/s，风压0.55kpa，无流冰现象，亦无流木和加大漂浮物，无通航，无抗震要求。 （8）、该河为季节性河流，洪水时波浪推进长度为200m，此段水深与桥位处基本相同，该地区标准冻深为1.2m，雨季在6、7、8月份。

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1.2 河段类型判断

该河段处于山区峡谷性河段的出口处，该桥位在河段归入干流的出口处，河岸稳定，冲击变化小，滩槽不宜划分，所以综合分析判断：G河属于稳定河段。

1.3 设计流量和设计流速的复核 由于滩槽不易划分,故河床全部改为河槽 R=A/x=140.89/82.71=1.70m m/s

其中：粗糙系数n值查表所得 Qc=V/A=1.27140.89=178.93 m3/s

该桥位设计流量：377m3/s , 设计流速：3.02m/s , 设计水位标高：231m 由于该桥前有一大河，倒洪水位为232m，利用其经过计算水文，所得数据依然是按照给定的设计流量与流速计算。

过水面积、水面宽度、湿周计算表 表1.2

桩号 2+368.2 2+357.96 2+352.66 河床标高 231 229.06 水深 0 1.4 1.48 230.04 1.56 1.88 5.3 15.02 5.56 15.14 7.84 28.24 平均水深 水平距离 湿周 过水面积 0.7 10.24 10.26 7.17 - 4 -

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2+337.64 2+332.02 228.8 2.2 2.3 5.62 6.07 12.93 228.6 2.4 2.5 8.82 9.17 22.05 2+323.2 228.4 2.6 2.4 13 13.22 31.2 2+310.2 228.8 2.2 1.8 12 12.13 21.6 2+298.2 2+291.98 2+287.18 229.06 1.4 1.2 6.22 6.33 7.46 230 1 0.5 4.8 4.83 2.4 231 0

1.4 拟定桥长

该河段处于山区峡谷性河段的出口处，对于山区峡谷性河段，一般不做桥孔长度计算，一般不压缩河床。但该桥位在归入干流的出口处，河岸稳定，冲淤变化小且滩槽不可分，现按稳定性河段计算，作为参数。

所以：

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65.001125.352+0564.21.052+05990165.001168.990180.721+0565.990180.301+0569.82.190+05990165.82.470+050011- 6 -

）52：1标坐纵，0001：1标坐横（图面断态形河LM

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1.5 计算桥面标高 （1） 壅水高度

22?Z??(vM?v0)

η=0.05

vM?1QP(?vc) 2AjAj?(1?0.029)×140.89=136.8

1377VM?(?1.27)?2.01m/s

2136.8所以，ΔZ=0.05(2.012-3.022)=-0.25(m) ∴桥下壅水高度为零 （2） 波浪高度 B/D=81.02/200=0.406 KD=0.71

?KDgD0.45??0.0018(2)??vwgh0.7???2.3?1.3th?0.7(2)?th??v??ghw???1.3th0.7()0.7????2?vw????hL?g2vw所以，

?0.71?9.8?2000.45?0.0018()?29.8?1.740.7?????172.3?1.3th?0.7()th???9.8?1.740.7??172???1.3th?0.（7）?2??17??????0.225?（m）9.817桥下各项水面升高值：

??h??Z

'22 ?hL?0??0.225?0.15（m）33- 7 -

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桥面标高：

因为桥位处于山区地区，无通航要求。 所以：

Hmin?Hp???h??hj??hD

=231+0.15+0.5+2=233.65(m)＜路面标高236（m）

1.6冲刷计算 （1） 一般冲刷

按64-1公式计算

hp?(?Qcp)(135?LjEd6hcmax

)hc综合分析桥型拟订方案为4×35 m预应力T型梁桥，采用双柱式桥墩 建桥后实际桥孔净长: Lj=4×35-3×1=137m>133.10m （初步拟订柱宽为1 m） 故：??（B0.1581.020.15）?()?1.28

1.74H??D/L0?1/35?0.03

Vc?Q178.93??1.27m/s A140.89因为原始资料中指出，汛期洪水含沙量：11kg/m3 所以,E=0.66 d=1.05mm

Lj?Lc?3D?81.02?3?78.02m

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??1?0.375vc1.27?1?0.375×?0.99 L0?D35?1所以，hp?(?Qcp?ljEdhcmax)?(1hc6351.28?377)?1350.99?78.02?0.66?1.0562.5 ?3.01（m）1.74（2） 局部冲刷 按65-1公式计算

按下部结构式查附录15得：k??1 B0?1.2m v?vz?Edhp?0.66?1.05?3.01?1.39（m/s）v0?0.0246(hpd)0.14(322d?10?hpd0.7216231623)0.5

所以，v0=0.542(m/s) 因为 v＞v0

'v?v0n1hb?K?K?1B(v0?v)() 'v0?v00.60'0K?1?0.8(1d0.45?1d0.15)?1.58

'v0?0.462(d0.06)v0?0.248(m/s) B0v00.25(d)0.19n1?()?0.79

v（m）所以，hb?1?1.58?1.20.6?0.294?3.8840.79?1.51

（3） 冲刷线标高

全部冲刷完成后最大水深：hs?hp?hb??h(?h为自然演变冲刷深度，假定为零），则各墩台最大冲刷时标高HCM?231?3.01?1.51?226.48m （4） 基底最小埋置深度计算

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由表13-4查得，取?c?2m，则各墩台最小埋置深度为：

HJM?HCM??c?226.48?2?224.48m

1.7 方案比选

方案比较表 表1.2

方案类别 比较项目 桥孔长（m） 工艺技术要求 第一方案 主桥：预应力混凝土T形简支梁桥 第二方案 主桥：钢筋混凝土T形简支梁桥 第三方案 主桥：预应力混凝土空心板桥 3×25=75m 4×20=80m 6×13=78m 技术较先进，工艺要求较严格，满足一定的承载力，跨径大，桥墩少，便于下部结构施工 技术较先进，钢筋用量大，承载能力小，跨径小，桥墩工艺较先进，有成熟的施工经验和施工工艺，使用范围广，相但制作麻烦，需要使用大量的钢筋。桥墩多，下部结构施工相对比较麻烦 多，下部结构麻烦 对板的自重也较小，跨度 适用于跨径较大的桥 适用于跨度较小的桥 相对于预应力来说较小 适用于跨度较小的桥 强度、刚度、抗裂性 强度大、刚度大、抗裂性强 强度、刚度、抗裂性强，优于第二种方案 从对比来看，我比较倾向于预应力混凝土T形梁桥。

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2 设计资料及构造布置

2.1设计资料

2.1.1 桥梁跨径及桥宽 标准跨径=35 m 主梁全长=34.92 m 计算跨径=33.80 m 桥面净空=-10.5+2×0.75 m 2.1.2 设计荷载

公路—级，人群荷载3.0KN/ m，设计速度为60，栏杆及人行道构件自重为5 KN/ m，环境标准：Ⅰ类环境

2.1.3 材料及工艺

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名称 项目 符号 单位 数据 混凝土：主梁、翼缘板、横隔板、湿接缝、封锚均用C50混凝土，桥面铺装采用沥青混凝土

预应力钢筋采用《公路钢筋混凝土及预应力桥涵设计规范》（JIG D62—2004）中的Φs15.2的低松弛高强度钢铰线，每束8根，全梁配4束，=1860Mpa

普通钢筋采用R235和HRB335钢筋，钢筋按后张法施工工艺制作主梁，采用内径70㎜，外径77㎜的金属波纹管和夹片锚具。凡钢筋直径大于等于12mm者采用HRB335热轧带肋钢筋，凡钢筋直径小于12mm者采用R235钢筋。

钢板：采用《碳素结构钢》（GB700-1998）规定的Q235B钢板

支座：可采用极式橡胶支座或盆式橡胶支座，其材料和力学性能均应符合现行国家和行业的标准规定 2.1.4 设计依据

1） 2）

交通部颁《公路工程技术标准》（JTG B01—2003），简称《标准》。 交通部颁《公路桥涵设计通用规范》（JIG D60—2004）， 简称《桥规》。

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》（JIG D62—2004），简称《公预规》。

2.1.5设计基本数据，见下表

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立方强度 弹性模量 轴心抗压标准强度 轴心抗拉标准强度 轴心抗压设计强度 轴心抗拉设计强度 容许压应力 C50砼 短暂状态 容许拉应力 标准轴载组合： ①容许压应力 持久状态 ②容许主压应力 短期效应组合： ①容许拉应力 ②容许主拉应力 标准强度 ￠s15.2 钢 绞 线 弹性模量 抗拉设计强度 最大控制应力 持久状态： 标准荷载组合 材 料 重 C50砼 沥青砼 钢绞线 fcu，k Ec fck ftk fcd ftd 0.7 fck‘ 0.7 ftk‘ 0.5 fck 0.6 fck‘ σst -0.85σpc 0.6 ftk‘ fpk‘ Ep ‘ fpd 0.75 fpk‘ 0.65 fpk‘ r1 r2 r3 MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa KN/m3 KN/m3 KN/m3 50 3.45×104 32.4 2.65 22.4 1.83 20.72 1.757 16.2 19.44 0 1.59 1860 1.95×105 1260 1395 1209 25.0 23.07 78.5 - 13 -

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度 C30砼 栏杆 钢束与混凝土的弹性模量比 r4 r5 аEP KN/m3 KN/m 24 1.0 5.65 注：本设计混凝土强度达到C45开始张拉预应力钢束。和分别表示钢束张拉时混凝土的抗压，抗拉标准强度，则： =2.51MPa 基本数据 表2.1 2.2 横截面布置

2.2.1 主梁间距与主梁片数

通常主梁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ρ很有效,故在许可条件下应适当加宽T梁翼板.本设计主梁翼板宽度为1700㎜,由于宽度较大,为保证桥梁的整体受拉性能,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: 预施应力，运输，吊装阶段的小截面（bi=1700㎜）和运营阶段的大截面（bi=2400㎜），净—10.5+2×3.75=12 m的桥宽选用5片主梁，如图（2-1）

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2.2.2 主梁跨中截面主要尺寸拟订 1.主梁高度

预应力混凝土简支梁的主梁高度与跨径之比通常取～故本设计取用2300㎜的主梁高度是比较合适的。 2.翼板厚度

T梁的翼板厚度为16cm，翼板根部厚度加到25cm，以抵抗翼缘根部较大的弯矩。 3.腹板厚度

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