土木系道路桥梁专业桥梁毕业设计：标准计算书

土木系道路桥梁专业桥梁毕业设计：标准计算书内容摘要：

构，适用于机械化、工厂化施工。 采用双柱式桥墩是桥梁建筑中采用较多的一种形式，它具有施工方便、造 价低和美观等特点。 简支梁桥主梁轻巧，既能充分满足桥下净空需要，又有利于降低桥头引道填土工程量。 钢筋混凝土简支梁桥属于单孔静定结构，它受力明确，构造简单。 钢筋混凝土简支梁桥经济合理的常用跨径在 20m以下。 大于 20m时，一般采用预应力混凝土结构。 为增加单片主梁的稳定性，并减轻它的吊装重量，借助横隔梁和现浇带将整个桥面连成整体，组合成梁肋式截面。 主梁构件轻，桥面板整体性和平整度都好。 不足之处是增加了现浇混凝土的施工工序，延长了施工期。 施工方面 简支 T 梁方案都是先进行成孔灌注桩的制作，之后再进行上部结构 预制构件的吊装。 40 米简支预应力 T 梁要求的起重机的最大吊重是 吨， 16 米简支 T 型梁要求第 1 章 桥梁初步设计 13 起吊机的最大吊重为 吨。 预应力 T形简支梁桥的跨径较预应力的大。 桥址 6～ 15米以下为震旦纪砾质石灰岩，石灰岩层的容许承载力为 3000KPa，地基能提供较好的承载力，但是预应力方案要求的施工公司必须具备较强的施工组织能力和起重吊装能力。 安全： 不通航河道，不考虑流冰。 桥下水流与桥梁垂直。 基础承载能力较好。 考虑军事战备或自然影响下，当桥体破坏需要修复时，梁式体系较易修复，小跨径能满足要求就不再选用大跨径了。 并采用标准跨径。 在现场或工厂制作结构构件，用起重机械在施工现场将其起吊并安装到设计位置，形成装配式简支梁结构。 构件的运输及吊装过程中，受机械设备和施工方法影响较大，构件应力状态变化大、高空作业多等特点，这些将都影响施工的安全。 材料用量： 采用标准设计，参照图集，按所附材料表查用 ,见表 11，表 12，表 13。 施工方案优缺点 (1)从预制与现浇方面比较 当桥墩及其基础施工完毕后，为了将梁体结构落在设计位置，通常采用两种主要的施工方法，即就地浇筑法和预制安装法。 ①就地浇注法 它是通过直接在桥 垮下面搭设支架，作为工作平台，然后在其上面立模浇筑梁体结构。 这种方法适用于两岸桥墩不太高的引桥和城市高架桥，或靠岸边水不太深且无通航要求的中小跨径桥梁。 其主要优缺点是： 优点： 它不需要大型的吊装设备和开辟专门的预置场地，梁体结构中横桥向的主筋不用中断，故其结构的整体性能好。 缺点： 支架需要多次转移，使工期加长，如全桥多跨一次性支架，则投入的支架费用又将大大增高。 现浇混凝土结构施工用的模板是使混凝土构件按设计的几何尺寸浇筑成型的模型板，是混凝土构件成型的一个十分重要的组成部分。 模板系统包括模板和支架两 部分。 模板的选材和构造的合理性，以及模板制作和安装的质量，都直接影响混凝土结构和构件的质量、成本和进度。 现场浇筑混凝土受季节气候条件影响大。 现场浇筑混凝土需要钢筋及混凝土的及时供应，根据混凝土的浇筑量，计算所需要搅拌机、运输工具和振动器的数量。 在缺乏起重设备时，可以考虑采用现浇的整体式钢筋混凝土板桥。 这种结构的整体性较好、刚度大，建筑高度可以做得最小，施工也简便。 但是，支架、模板需要量较大，施工期较长。 ②预制安装法 第 1 章 桥梁初步设计 14 当同类桥梁跨数较多、桥墩又较高、河水又较深且有通航要求时，通常便将桥跨结构用纵向竖缝划 分成若干个独立的构件，放在桥位附近专门的预置场地或者工厂进行成批制作，然后将这些构件适时的运到桥孔处进行安装就位。 通常把这种施工方法称作预制安装法。 它的优点恰与上一种方法相反，即： 优点：桥梁的上下部结构可以平行施工，使工期大大缩短；无需在高空进行构件制作，质量容易控制，可以集中在一处生产，从而降低工程成本。 缺点：需要大型的起吊运输设备，此项费用较高。 由于在构件与构件之间存在拼接纵缝，例如，简支 T 型梁之间的横隔板接头，施工时需搭设吊架才能操作，故比较麻烦；显然，拼接构件的整体工作性能就不如就地浇筑法。 为 了保证现浇的梁体不产生大的变形，除了要求支架本身具有足够的强度、刚度及具有足够的纵、横、斜三个方向的连接杆件来保证支架的整体性能外，支架的基础必须坚实可靠，以保证其沉陷值不超过施工规范的规定。 除此之外，还涉及到混凝土的现场运输，模板的支立，现浇混凝土的养护及模板的拆除。 (2)从桥型方面比较 ①连续梁桥与简支梁相比具有以下特征： Ⅰ、均载弯矩最大值比简支梁可减小 50%； Ⅱ、均载弯矩图面积比简支梁可减小 2/3； Ⅲ、由于控制弯矩的减小，导致恒载的减小，使桥梁自重更轻； Ⅳ、连续梁支座的不均匀沉降会引起附加内 力，故连续梁桥对地基条件要求较高； Ⅴ、连续梁桥在一联中无伸缩缝，行车条件较好。 ②预制的装配式梁桥与整体式梁桥相比，具有下述优点： Ⅰ、梁桥构件的型式和尺寸趋于标准化，有利于大规模工业化制造； Ⅱ、在工厂或预制厂内集中管理进行工业化预制生产，可充分采用先进的半自动或自动化、机械化的施工技术，以节省劳动力和降低劳动强度，提高工程质量和劳动生产率，从而显著降低工程造价； Ⅲ、构件的制造不受季节性影响，并且上、下部构造也可同时施工，大大加快桥梁的建造速度，缩短工期； Ⅳ、能节省大量支架、模板等的材料消耗。 综上 ，四种方案都符合了安全、功能、适用、经济的要求，主要根据可选择的施工条件选定施工方案。 但综合比较后，选用第三个方案。 第 2章 装配式简支 T型梁桥上部结构计算 15 第 2章 装配式简支 T型梁桥上部结构计算 设计资料 设计标准 公路等级：三级 桥面净空：净 9+2 米 标准跨径： 16 米 计算跨径： 米 主梁预制长度： 米 设计荷载：公路Ⅰ级 设计依据： 《公路桥涵设计通用设计规范》 JTG D602020 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 JTG D622020 计算方法 ： 以概率论为基础的极限状态设计方法，按分项系数的设计表达式进行设计。 主梁的计算 上部结构横断面布置草图： 图 21 主梁横断面（尺寸单位： cm） 第 2章 装配式简支 T型梁桥上部结构计算 16 5297981819241130202072(2`) 1(1`)11035 图 22 主梁纵断面 (尺寸单位： cm) 主梁的荷载横向分布系数 跨中荷载横向分布系数（按 G— M 法） (1)主梁的抗弯及抗扭惯矩 xI 和 TxI 求主梁截面重心位置 xa ： 平均板厚：  1 1 1 2 2 0 1 62h c m   ax 图 23 等效主梁截面尺寸 (尺寸单位： cm)   16 13 022 0 18 16 13 0 1822 31 .9 c m22 0 18 16 13 0 18xa             23236 4 2 41 16220 18 16 220 18 16 31 .912 21 13 0 18 13 0 18 13 0 31 .912 2 7 .77 43 10 c m 7 .77 43 10 mxI                  第 2章 装配式简支 T型梁桥上部结构计算 17 T 形截面抗扭惯矩近似等于各个矩形截面的抗扭惯矩之和，即：  3iiiTx tbcI 式中： ic —— 为矩形截面抗扭刚度系数（查表）； ii tb、 —— 为相应各矩形的宽度与厚度。 查表可知： 110 .1 6 0 .0 7 3 0 .12 .2tb    ， 1 13c 220 .1 8 0 .1 5 81 .3 0 .1 6tb  ， 2  故： 3 3 3 41 2 . 2 0 . 1 6 0 . 3 ( 1 . 3 0 0 . 1 6 ) 0 . 1 8 4 . 9 9 8 1 0 m3TxI          2 4 47 .7 7 4 3 1 0 2 2 0 3 .5 3 1 0 mxxJ I b c m     3 5 44 .9 9 8 1 0 2 2 0 2 .2 7 1 0Tx TxJ I b m c m     (2)横梁抗弯及抗扭惯矩 ①翼板有效宽度  计算 bλ λ b39。 ayc ch1h39。 图 24 横梁抗弯及抗扭惯矩计算 横梁长度取为两边主梁的轴线间距，即： 5 5 2 .2 8 .8l b m     1 5 .2 0 .1 8 2 .5 12c c m   39。 110 mh cm，  2 .5 1 / 8 .8 0 .2 8 5cl  根据 lc 比值可查表 21，求得：   表 21 c/l /c 所以 0. 65 8 2. 51 1. 65 cm    第 2章 装配式简支 T型梁桥上部结构计算 18 ②求横梁截面重心位置 39。 239。 39。 21139。 39。 1 12 2 2 2 2 2 0 .21m2 2 0 .18yh hh h ba h h b              23 3 21113232241 1 39。 2 2 39。 39。 39。 39。 ( )12 2 12 21 2 2 ( )12 21 ( )12 2 5 .29 10 my y yh hI h h a b h b h a                      331 1 1 2 2 2TyI C b t C b t 11/ / 5 .2 1 ，查表得， 311C ，但由于连续桥面板的单宽抗扭惯矩只有 独立宽扁板的一半，故取 611C。  22/ 0. 18 1. 1 0. 16 0. 19 1hb   ， 2 。 故：  3 3 3 41 5 . 2 0 . 1 6 0 . 2 9 3 1 . 1 0 . 1 6 0 . 1 8 5 . 1 5 6 1 06TyIm          ③单位抗弯惯矩及抗扭惯矩为： 2 4415 .2 9 1 0 1 .0 1 7 1 0 / ,5 .2 1 0 0yy II m c mb      3 5415 . 1 5 6 1 0 0 . 9 9 2 1 0 /5 . 2 0 1 0 0TyTy II m c mb      (3)计算抗弯参数  和抗扭参数  ： 439。 4445 . 5 3 . 5 3 1 0 0 . 4 8 41 5 . 5 1 . 0 1 7 1 0xpyJBLJ     式中： 39。 B —— 桥宽的一半； pL —— 计算跨径。  2 Tx Tyc x yG J JE J J 根据《公预规》 条，取 cGE ，则： 55440 . 4 ( 2 . 2 7 1 0 0 . 9 9 2 1 0 ) 0 . 0 3 4 42 3 . 5 3 1 0 1 . 0 1 7 1 0       0 .0 3 4 6 0 .1 8 5  (4)计算荷载横向分布影响线坐标 已知  ，查 G— M 法图表，可得下表： 第 2章 装配式简支 T型梁桥上部结构计算 19 表 22 各梁位 K 值 计算 b 3b/4 b/2 b/4 0 b/4 b/2 3b/4 b1 2 3 4 5 6 7 8 90 b/4 b/2 3b/4 b 0 b/4 b/2 3b/4 K1K0荷载位置校核梁位 注：关于 0K 、 1K 值的校核： 8i 1 9i2 1k (k + k ) 82  用内插法求各梁位处横向分布影响线坐标值 : 1 号、 5 号主梁：  39。 3 / 4 3 / 4 3 / 42 7 . 5 1 41 3 7 . 5 5 5b b b b bK K K K K K      2 号、 4 号主梁： 39。 / 2 b / 2 b / 4 b / 2 / 45 5 3 2() 1 3 7 .5 5 5bbK K K K K K      3 号主梁： 039。 KK  （ 0K 为梁位在 0。